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TWI448195B - 有機電致發光裝置，包括該有機電致發光裝置之顯示裝置及製造有機電致發光裝置之方法 - Google Patents

有機電致發光裝置，包括該有機電致發光裝置之顯示裝置及製造有機電致發光裝置之方法 Download PDF

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TWI448195B
TWI448195B TW099116856A TW99116856A TWI448195B TW I448195 B TWI448195 B TW I448195B TW 099116856 A TW099116856 A TW 099116856A TW 99116856 A TW99116856 A TW 99116856A TW I448195 B TWI448195 B TW I448195B
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Mitsuhiro Kashiwabara
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Description

有機電致發光裝置，包括該有機電致發光裝置之顯示裝置及製造有機電致發光裝置之方法
本發明係關於一種適用於包含一諧振器結構之一裝置的有機電致發光(EL)裝置以及一種包含該有機電致發光裝置的顯示單元。
本申請案主張2009年6月23日申請之日本優先專利申請案第JP 2009-148888號的優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
使用一有機材料之電致發光的有機EL裝置已應用於一有機EL顯示單元，作為能夠藉由低電壓直流驅動而實現高照度光發射的一發光裝置。有機EL裝置具有(例如)一結構，其中一下部電極、包含一發光層之一有機層及一上部電極係循序層疊於一基板上。發光層中所產生之光係自下部電極側與上部電極側之一側或兩側提取。在光係提取自上部電極的情形中，上部電極係由(例如)一透明導電膜製成。例如，可使用金屬氧化物導電材料(諸如銦及錫之氧化物(ITO)及銦及鋅之氧化物(IZO))作為該透明導電膜的一材料。
但是，在使用由金屬氧化物組成之透明導電材料的情形中，裝置特性因濺鍍沈積時之損害而降低。此外，一濺鍍膜的明顯特徵係侵入至並且黏著於一沈積面之一突出部及一缺陷區段。另外，為表現金屬氧化物的導電性，該濺鍍膜之膜厚度應為約15奈米或更大。因此，金屬氧化物導電材料極有可能黏著至該下部電極上之一外來雜質或一缺陷或黏著至該有機膜之一缺陷區段，且在該上部電極與該下部電極之間極有可能產生短路。
亦使用由一金屬膜製成的一導電膜作為上部電極之一材料。舉例而言，在日本未審查專利申請公開案第2004-164890號中，描述了較佳將具有1或更小之一折射率及具有0.5或更大之一消光係數之一電子注入金屬作為金屬膜之一材料以減小吸收損耗。舉例而言，日本未審查專利申請公開案第2004-164890號例示鋁、鎂、鈣、鈉及類似者之一單體或一合金。
該金屬膜具有約10奈米的一厚度，且用作一電極。用於表現導電性所需之金屬膜的膜厚度係較小的。因此，在下部電極之一外來雜質或一缺陷上或有機膜之一缺陷區段上不大可能產生短路。此外，在藉由真空蒸鍍方法在高真空下藉由使用電阻加熱而沈積金屬膜的情形中，幾乎不產生由於與氣體分子碰撞而引起的蒸鍍粒子散射，且導電材料不大可能侵入至下部電極上之一外來雜質或一缺陷中或有機膜之一缺陷區段中。
但是，存在一缺點，即前述金屬膜之導電性由於使該金屬膜變薄而降低。在鎂與銀之一合金(Mg-Ag合金)的情形中，即使使膜變薄，亦可保持高導電性，但是變薄限制為超過6奈米。亦即，在過去，並不存在已知成功實例使導電性保持在可藉由使用具有6奈米或更小之一厚度之一金屬膜而充分驅動一有機EL裝置的程度。
舉例而言，在日本未審查專利申請公開案第8-185984號中，描述了一上部電極係由氧化物導電材料製成，且在一有機層與該上部電極之間設置具有2奈米之一厚度之一透明Mg-Ag合金膜以改良電子注入特性。該Mg-Ag合金膜並不具有作為一電極之一功能，而僅具有作為一電子注入層之一功能。該氧化物導電材料負責導電性。
因此，期望提供一種有機電致發光裝置，其中一上部電極係由一金屬膜製成，且可使該金屬膜之厚度變薄為低至6奈米或更小，同時保持該金屬膜的導電性，且期望提供一種包含該有機電致發光裝置的一顯示單元。
在一實施例中，一種有機電致發光裝置包含：一第一電極；一有機層，其係形成於該第一電極上且包含一發光層之；一中間層，其係形成於該有機層上；及一第二電極，其係形成於該中間層上且具有6奈米或更小之一厚度。在一實施例中，該有機層包含從一第一電極側起依序層疊的一電子電洞注入層、一電子電洞傳輸層、該發光層、一電子傳輸層及一電子注入層。在一實施例中，該第二電極係由包含一合金之一金屬導電膜製成，該合金包括鋁、鎂、鈣及鈉之一者或多者。在一實施例中，該第二電極之該合金係Mg-Ag合金或Al-Li合金。在一實施例中，該中間層包含鈣或鋁。在一實施例中，包括該中間層及該第二電極之一膜的一薄片電阻係10,000Ω/□或更小。在一實施例中，含於該中間層中之一金屬元素之至少一部分係擴散至該第二電極中。在另一實施例中，該中間層係至少大體上擴散至該第二電極中。
在另一實施例中，一種顯示裝置包含至少一有機電致發光裝置。在此實施例中，該有機電致發光裝置包含：一第一電極；一有機層，其係形成於該第一電極上且包含一發光層；一中間層，其係形成於該有機層上；及一第二電極，其係形成於該中間層上且具有6奈米或更小之一厚度。
在另一實施例中，一種有機電致發光裝置包含：一中間層；及一電極，其係形成於該中間層上且具有6奈米或更小之一厚度。在此實施例中，包括該中間層與該電極之一膜的一薄片電阻係10,000Ω/□或更小。
在另一實施例中，一種製造一有機電致發光裝置的方法包含：形成一第一電極；於該第一電極上形成一有機層；藉由於該有機層上形成一中間層及於該中間膜上形成一第二電極而形成包含該中間層與該第二電極的一層壓膜；其中該第二電極之一厚度係6奈米或更小。在一實施例中，該方法進一步包含：使該中間層之一材料至少大體上擴散至該第二電極中，使得該層壓膜成為由該中間層與該第二電極組成的一整合式電極層。
根據另一實施例，一種有機電致發光裝置包含由諸如鹼金屬之金屬元素組成的一中間層，該中間層係設置於一上部電極或第二電極與一有機層之間且與該上部電極接觸。另外，在一實施例中，該中間層之厚度係自(含)0.1奈米至(含)5奈米。根據另一實施例，一種有機電致發光裝置包含含有鎂或類似物之一合金作為主要成分且含有諸如鹼金屬之金屬元素的一上部電極或第二電極。因此，可抑制由於該上部電極之退化而引起的導電性之降低，且可使該上部電極之厚度減小為低至6奈米或更小。特定言之，該等實施例係適用於其中包含一諧振器結構，且發光層中所產生之光係在下部電極與上部電極之間諧振的一有機電致發光裝置。
根據另一實施例，一種顯示單元包含上述實施例之至少一者。因此，上部電極之導電性得以維持，且可有利驅動該有機電致發光裝置。
本文描述額外特徵及優點，且該等額外特徵及優點將從以下[實施方式]及圖式中顯而易見。
下文將參考圖式詳細描述諸實施例。將按下列順序進行描述：
1.第一實施例(藉由一下部電極及一上部電極構造一第一諧振器結構的實例)
2.第一修飾實例(整合一中間層18與一上部電極17的實例)
3.第二實施例(藉由在一上部電極上設置一諧振調整層而構造一第二諧振器結構的實例)
4.實例
第一實施例
圖1繪示根據一第一實施例之一顯示單元的一結構。該顯示單元係用作一有機EL電視裝置或類似裝置。舉例而言，在該顯示單元中，後述之複數個有機EL裝置10R、10G及10B係以一矩陣狀態配置於一基板11上而作為一顯示區110。一信號線驅動電路120及一掃描線驅動電路130(其等係用於顯示一視訊之驅動器)係設置於該顯示區110的周邊。
在該顯示區110中，設置一像素驅動電路140。圖2繪示像素驅動電路140的一實例。該像素驅動電路140係在位於比後述下部電極14更下部之一層形成中的一主動驅動電路。亦即，該像素驅動電路140具有一驅動電晶體Tr1、一寫入電晶體Tr2、在該驅動電晶體Tr1與該寫入電晶體Tr2之間之一電容器(保持電容)Cs，及在一第一電力線(Vcc)與一第二電力線(GND)之間串聯至該驅動電晶體Tr1之有機EL裝置10R(或10G、10B)。該驅動電晶體Tr1及該寫入電晶體Tr2係由一通用薄膜電晶體(TFT(薄膜電晶體))組成。該等電晶體之結構並不受到特定限制，且可為(例如)倒置交錯式結構(所謂底部閘極類型)或交錯式結構(頂部閘極類型)。
在像素驅動電路140中，複數條信號線120A係配置於行方向中，且複數條掃描線130A係配置於列方向中。各信號線120A與各掃描線130A之間之各交叉區段對應於有機發光裝置10R、10G及10B(子像素)之一者。各信號線120A係連接至該信號線驅動電路120。一影像信號係經由該信號線120A而從該信號線驅動電路120供應至該寫入電晶體Tr2的一源極電極。各掃描線130A係連接至該掃描線驅動電路130。一掃描信號係經由該掃描線130A而從該掃描線驅動電路130循序供應至該寫入電晶體Tr2的一閘極電極。
此外，在該顯示區110中，產生紅光之有機EL裝置10R、產生綠光之有機EL裝置10G及產生藍光之有機EL裝置10B係以一矩陣狀態循序配置為一整體。彼此鄰近之有機EL裝置10R、10G及10B的一組合組成一個像素。
圖3繪示圖1中所示之有機EL裝置10R、10G及10B的一橫截面結構。該等有機EL裝置10R、10G及10B分別具有一結構，其中從基板11側起依序層疊前述像素電路140之驅動電晶體Tr1、一平坦化絕緣膜12、作為一陽極之下部或第一電極14、一電極間絕緣膜15、包含稍後描述之一發光層16C之一有機層16及作為一陰極之一上部或第二電極17。
如上之有機EL裝置10R、10G及10B係塗覆有一保護層30。此外，利用在中間的一黏著層40而將由玻璃或類似物製成之一密封基板50結合至該保護層30的整個區域，且藉此密封該等有機EL裝置10R、10G及10B。
該基板11係由玻璃、矽(Si)晶圓、樹脂或類似物製成。該驅動電晶體Tr1係經由設置於該平坦化絕緣膜12中之連接孔12A而電連接至該下部電極14。
該平坦化絕緣膜12係用來平坦化於其上形成像素驅動電路140之基板11的一正面。由於設置有精細的連接孔12A，故該平坦化絕緣膜12較佳係由具有有利圖案精確度的一材料製成。該平坦化絕緣膜12之成分材料之實例包含諸如聚醯亞胺的有機材料及諸如二氧化矽(SiO2 )的無機材料。
該下部電極14亦具有作為一反射層的功能，且期望其具有儘可能高的反射率以改良光發射效率。特定言之，在使用下部電極14作為一陽極的情形中，期望該下部電極14由具有高電子電洞注入特性的一材料製成。例如，此一下部電極14具有從(含)100奈米至(含)1000奈米的一層壓方向厚度(下文簡稱為厚度)。該下部電極14之材料之實例包含諸如鉻(Cr)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鎢(W)及銀(Ag)之金屬元素的一單質或一合金。可在該下部電極14之表面上設置由銦及錫之氧化物(ITO)或類似物組成的一透明導電膜。若設置有一適當電子電洞注入層，則可使用具有高反射率但是歸因於在表面上存在氧化物膜及歸因於一較小功函數而具有一電子電洞注入障壁之一缺點的一材料(諸如鋁(Al)合金)來作為該下部電極14。
該電極間絕緣膜15係用來確保該下部電極14與該上部電極17之間的絕緣，且用來獲得發光區的一所期望形狀。舉例而言，該電極間絕緣膜15係由一感光性樹脂製成。該電極間絕緣膜15係設置有對應於發光區的一孔隙。雖然有機層16及上部電極17不僅被設置於該孔隙中且亦設置於該電極間絕緣膜15上，但是光係僅在該電極間絕緣膜15的孔隙中發射。
該有機層16具有(例如)一結構，其中從下部電極14側起層疊一電子電洞注入層16A、一電子電洞傳輸層16B、發光層16C、一電子傳輸層16D及一電子注入層16E。對於前述諸層，除發光層16C之外的層可根據需要而設置。該有機層16可具有根據有機EL裝置10R、10G及10B之發光顏色而變化的一結構。該電子電洞注入層16A係用來改良電子電洞注入效率且用作防止洩漏的一緩衝層。該電子電洞傳輸層16B係用來改良將電子電洞傳輸至發光層16C中的效率。該發光層16C係用來藉由施加一電場使電子電洞重組而產生光。該電子傳輸層16D係用來改良將電子傳輸至該發光層16C中的效率。該電子注入層16E係用來改良注入電子的效率。
有機EL裝置10R之電子電洞注入層16A具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由化學式1或化學式2中所示的六氮聯三伸苯衍生物組成。有機EL裝置10R之電子電洞傳輸層16B具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由雙[(N-萘基)-N-苯基]聯苯胺(α-NPD)組成。有機EL裝置10R之發光層16C具有(例如)從(含)10奈米至(含)100奈米的一厚度，且其係由其中40體積%之2,6-雙[4-[N-(4-甲氧基苯基)-N-苯基]胺基苯乙烯基]萘-1,5-二腈(BSN-BCN)與8-羥基喹啉鋁错合物(Alq3 )混合的一材料組成。有機EL裝置10R之電子傳輸層16D具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由Alq3 製成。有機EL裝置10R之電子注入層16E具有(例如)約0.3奈米的一厚度，且其係由LiF、Li2 O或類似物製成。
化學式1
在化學式1中，R1至R6分別且獨立表示氫、鹵素、羥基、胺基、芳胺基、具有20或更小之碳數的經取代/未經取代羰基、具有20或更小之碳數的經取代/未經取代羰酯基、具有20或更小之碳數的經取代/未經取代烷基、具有20或更小之碳數的經取代/未經取代烯基、具有20或更小之碳數的經取代/未經取代烷氧基、具有30或更小之碳數的經取代/未經取代芳基、具有30或更小之碳數的經取代/未經取代雜環基，或選自由腈基、氰基、硝基及矽烷基組成之群組的經取代基。彼此鄰近之各Rm(m=1至6)可經由一環形結構而彼此結合。此外，X1至X6分別且獨立表示碳原子或氮原子。
明確言之，有機EL裝置10R之電子電洞注入層16A較佳係由化學式2中所示的材料製成。
化學式2
有機EL裝置10G之電子電洞注入層16A具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由化學式1或化學式2中所示的六氮聯三伸苯衍生物組成。有機EL裝置10G之電子電洞傳輸層16B具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由α-NPD組成。有機EL裝置10G之發光層16C具有(例如)從(含)10奈米至(含)100奈米的一厚度，且其係由其中1體積%之香豆素6與Alq3 混合的一材料組成。有機EL裝置10G之電子傳輸層16D具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由Alq3 製成。有機EL裝置10G之電子電洞注入層16E具有(例如)約0.3奈米的一厚度，且其係由LiF、Li2 O或類似物製成。
有機EL裝置10B之電子電洞注入層16A具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由化學式1或化學式2中所示的六氮聯三伸苯衍生物組成。有機EL裝置10B之電子電洞傳輸層16B具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由α-NPD組成。有機EL裝置10B之發光層16C具有(例如)從(含)10奈米至(含)100奈米的一厚度，且其係由螺6Φ組成。有機EL裝置10B之電子傳輸層16D具有(例如)從(含)5奈米至(含)300奈米的一厚度，且其係由Alq3 製成。有機EL裝置10B之電子注入層16E具有(例如)約0.3奈米的一厚度，且其係由LiF、Li2 O或類似物組成。
上部電極17係由一金屬導電膜製成。金屬導電膜之特定實例包含鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)或鈉(Na)的一合金。明確言之，鎂與銀合金(Mg-Ag合金)係較佳的，因為Mg-Ag合金在一薄膜中具有導電性及較小的吸收率。Mg-Ag合金中之鎂與銀之比率並不受特定限制，但是期望Mg:Ag之膜厚度比率係在20：1至1：1的範圍內。此外，上部電極17之材料可為鋁(Al)與鋰(Li)的合金(Al-Li合金)。
第二或上部電極17之厚度係6奈米或更小，且較佳為從(含)2奈米至(含)6奈米。若該第二或上部電極17之厚度為6奈米或更小，則可抑制該上部電極17之材料黏著至下部電極14上之外來雜質的周圍，且可抑制因該下部電極14與該上部電極17之間之電短路而產生不發光缺陷(所謂的損失點(lost point))。此外，若該上部電極17之厚度為2奈米或更大，則可確保該上部電極17之導電性處於可良好地驅動有機EL裝置10R、10G及10B的程度。此外，該上部電極17之厚度更佳係從(含)2.5奈米至(含)6奈米，因為藉此可充分實現驅動有機EL裝置10R、10G及10B。
中間層18係設置成在上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸。該中間層18具有(例如)從(含)0.1奈米至(含)5奈米的一厚度，且其含有選自由鹼金屬、鹼土金屬、鑭系金屬、鋁、銦、錫、鎳、銅及鋅組成之金屬元素群組之一者。藉此，在顯示單元中，可將上部電極17之厚度減小為低至6奈米或更小，同時保持該上部電極17的導電性。
本說明書中「上部電極17之厚度」及「中間層18之厚度」係藉由光學方法(諸如光譜橢圓偏光法)獲得。此外，「上部電極17之厚度」及「中間層18之厚度」係在用密封基板50密封且經組裝之後的一產品之一狀態中量測。
中間層18具有作為一防退化層以抑制上部電極17與有機層16直接接觸及抑制上部電極17失去導電性的一功能。因此，期望該中間層18具有一厚度，以此厚度可獲得上部電極17的防退化效應。明確言之，如上所述，該中間層18具有0.1奈米或更大的一厚度。此外，在中間層18之厚度為5奈米或更小的情形中，歸因於光吸收之效率降低可為較小。
在上部電極17用作一陰極的情形中，中間層18較佳係由一電子注入材料製成。如上所述，此一材料之實例包含鹼金屬、鹼土金屬及鑭系金屬。藉由設置適當的電子注入層16E，可使用具有比鎂之功函數更大之一功函數的一金屬。此一金屬之實例包含諸如鋁、銦、錫的一金屬；及諸如鎳、銅及鋅的一過渡金屬。
明確言之，中間層18較佳含有鈣。鈣具有對有機層16有利的電子注入特性、具有作為一膜的高導電性且具有較小的吸收率。此外，作為一單一材料之鈣係相對容易沈積於有機層16上，且不同於諸如鹼土金屬及鑭系金屬之其他材料，鈣在空氣中不經受強烈的氧化反應與羥化反應。因此，在製造中處置鈣相係相對容易的。
另外，中間層18較佳含有鋁。若在形成較薄之適當電子注入層16E(諸如氟化鋰)之後層疊鋁，則鋁表現出有利的電子注入特性。另外，鋁具有防止進一步設置於鋁上之上部電極17退化的效應。
由中間層18及上部電極17組成之膜之薄片電阻較佳為(例如)10000Ω/□或更小。藉此，在一接觸區段係配置於基板上之像素附近的一面板結構中，可降低電壓降的影響，且可抑制像素中的驅動電壓上升或照度梯度。舉例而言，在一100英吋全高清晰度顯示單元中，一像素節距係1.15奈米。在此一大像素中，若白色顯示光發射效率為20 cd/A且顯示照度為200 cd/m2 ，則該像素之自一端至另一端之電壓降為0.13 V，且不大可能削弱顯示品質。
在如稍後描述的一製造步驟中，中間層18及上部電極17係形成為一層壓膜。但是，在形成上部電極17之後，可使該中間層18中所含的金屬元素之一部分分散於第二電極17中。
上部電極17亦具有作為一半透明反射層的一功能。亦即，有機EL裝置10R、10G及10B具有一諧振器結構MC1(第一諧振器結構MC1)。在發光層16C中產生之光係藉由該諧振器結構MC1而在下部電極14與上部電極17之間諧振。在該諧振器結構MC1中，下部電極14與有機層16之間之界面係一反射面P1，中間層18與電子注入層16E之間之界面係一半透明反射面P2，且有機層16係一諧振區段。在該發光層16C中產生之光係經諧振且係提取自該半透明反射面P2側。在包含諧振器結構MC1的情形中，在該發光層16C中所產生之光產生多次干涉，提取自該半透明反射面P2側之光之光譜的一半頻寬被減少，且峰值強度可被增加。亦即，可增加正面方向中的光輻射強度，且可改良光發射的顏色純度。從密封基板50側進入的外部光亦可藉由多次干涉而衰減。藉由組合後述的一彩色濾光器51，可明顯減小有機EL裝置10R、10G及10B中外部光的反射率。
為此，反射面P1與半透明反射面P2之間之一光學距離L1較佳滿足數學式1。
數學式1
(2L1)/λ+Φ/(2π)=m
在該式中，「L1」表示反射面P1與半透明反射面P2之間的光學距離。「m」表示階數(order)(零或一自然數)。「Φ」表示反射面P1中所產生之反射光之相移Φ1與半透明反射面P2中所產生之反射光之相移Φ2的一總和(Φ=Φ1+Φ2)(rad)。「λ」表示期望提取自半透明反射面P2側之光之光譜的一峰值波長。對於該數學式1中之L1及λ，單位應統一化，且舉例而言，使用奈米(nm)作為單位。
在反射面P1與半透明反射面P2之間，存在有提取光發射強度變為最大的一位置(諧振面)。諧振面之數量為m+1。在m=1或更大的條件下，在發光面存在於最接近反射面P1的一諧振面上之情形中，發光光譜之一半頻寬變為最寬。
在具有此一諧振器結構MC1之有機EL裝置10R、10G及10B中，隨著階數m變大，照度及色度之視角相依性趨於變大，亦即，在正面方向觀看之一情形與在傾斜方向觀看之一情形之間的照度及色度之差異趨於變大。在假設有機EL顯示單元係用於一普通電視裝置或類似裝置的情形中，期望根據視角而定之照度降低及色度變化係較小的。明確言之，在發射白光時，自45度傾斜方向量測之光譜輻射率相對於自正面量測之光譜輻射率較佳係0.7或更大。
在僅考慮視角特性時，條件m=0係較理想的。但是，在該等條件下，有機層16之厚度係較小的，且因此有可能對發光特性產生影響及在下部電極14與上部電極17之間產生短路。因此，舉例而言，藉由使用條件m=1，可避免照度及色度的視角相依性增加，且可抑制發光特性之降低及短路產生。舉例而言，在下部電極14及上部電極17分別係由鋁合金組成及由Mg-Ag合金組成的情形中，若m為0，則藍色有機EL裝置10B之有機層16之厚度為約80奈米，且若m為1，則其為約190奈米，且相應地可抑制短路的產生。
此外，在此實施例中，如上所述，上部電極17之厚度係被減小為低至(含)2奈米至(含)6奈米。因此，根據視角而定的照度降低及色度變化可因為以下原因而減小更多。亦即，在減小上部電極17之厚度的情形中，該上部電極17之透射率增加且反射率降低。結果，在來自發光層16C之光發射中，由上部電極17反射朝向下部電極14側之光之比率減小。藉此，使諧振器結構MC1變弱，且使提取自半透明反射面P2之光的角度相依性減小。相應地，舉例而言，在階數m為1或更大的條件下，可減小照度及色度的視角相依性，且可獲得具有優越顯示效能的一有機EL顯示單元。
圖4A繪示在具有諧振器結構MC1之有機EL裝置中設置由Ca組成且具有2奈米之一厚度之中間層18及由Mg-Ag合金組成且具有4奈米之一厚度之上部電極17之情形中的光譜。該等光譜藉由光學模擬而展示從正面觀看與從45度傾斜方向觀看的結果。圖4B繪示在未設置中間層18且僅設置由Mg-Ag合金組成且具有8奈米之一厚度之上部電極17之情形中類似地藉由光學模擬而獲得的光譜。如圖4A及圖4B表明，相較於後者情形而言，在設置有中間層18的前者情形中，光譜一半頻寬係較寬的，峰值強度係較低，且諧振器效應係經修改更多，但是根據視角而定之發光特性的變化較後者情形係減小得更多。
圖3中所示之保護層30係由氮化矽(SiNx )、二氧化矽、金屬氧化物或類似物組成。圖3中所示之黏著層40係由(例如)熱硬化樹脂或紫外線硬化樹脂組成。
圖3中所示之密封基板50係位於有機EL裝置10R、10G及10B之上部電極17側之上。該密封基板50將該等有機光EL裝置10R、10G及10B與黏著層40密封在一起，且該密封基板50係由對該等有機光EL裝置10R、10G及10B中所產生之光呈透明之一材料(諸如玻璃)製成。舉例而言，該密封基板50設有彩色濾光器51，該彩色濾光器51提取有機光EL裝置10R、10G及10B中所產生的光，並且吸收由該等有機EL裝置10R、10G及10B以及其等之間之配線所反射的外部光以改良對比度。
該彩色濾光器51可設置於密封基板50的任何面上，但是較佳係設置於有機EL裝置10R、10G及10B之側上。藉此，該彩色濾光器51未在表面上曝露，且其可受黏著層40保護。此外，在此案例中，由於發光層16C與彩色濾光器51之間之距離變窄，故可避免發射自發光層16C之光進入一鄰近的其他顏色之彩色濾光器51而產生混合顏色的一事件。該彩色濾光器51具有一紅色濾光器、一綠色濾光器及一藍色濾光器(未繪示)，該等濾光器係對應於有機EL裝置10R、10G及10B而循序配置。
該紅色濾光器、該綠色濾光器及該藍色濾光器係分別形成為(例如)一矩形的形狀而在其等之間無間距。該紅色濾光器、該綠色濾光器及該藍色濾光器係分別由混合有顏料的樹脂製成。藉由選擇一顏料而進行調整，使得預期之紅色、綠色或藍色波長區中之光透射率較高，而其他波長區中之光透射率較低。
此外，彩色濾光器51中具高透射率之波長範圍對應於期望自諧振器結構MC1提取之光之光譜的峰值波長λ。藉此，在自密封基板50處進入之外部光之中，僅具有等於期望被提取之光之光譜之峰值波長λ之一波長的光通過該彩色濾光器51，且可防止其他波長之外部光侵入至有機光EL裝置10R、10G及10B中。
舉例而言，可如下製造該顯示單元。
首先，在由前述材料製成之基板11上形成包含驅動電晶體Tr1的像素驅動電路140。之後，藉由用一敏感性樹脂塗覆該基板11之整個區域而形成平坦化絕緣膜12，且藉由曝光及顯影而將該平坦化絕緣膜12圖案化成一給定形狀，形成連接孔12A，且燒製所得物。
接著，藉由(例如)濺鍍方法而形成由前述材料製成之下部電極14，且藉由濕式蝕刻而選擇性移除該下部電極14。藉此，個別地分離各自有機發光裝置10R、10G及10B。
隨後，用一感光性樹脂塗覆該基板11的整個區域。藉由(例如)光微影方法而設置對應於發光區的一孔隙，且燒製所得物。相應地，形成電極間絕緣膜15。
之後，藉由(例如)蒸鍍方法而形成有機層16之具有前述厚度且由前述材料製成的電子電洞注入層16A、電子電洞傳輸層16B、發光層16C及電子傳輸層16D。
在形成有機層16之後，藉由(例如)蒸鍍方法而沈積由具有前述厚度且由前述材料製成之中間層18及上部電極17組成的層壓膜。在形成該上部電極17之後，可使含於該中間層18中之金屬元素的一部分擴散且分散於該第二電極17中。相應地，形成如圖3中所示的有機EL裝置10R、10G及10B。
隨後，藉由(例如)CVD方法或濺鍍方法而在有機EL裝置10R、10G及10B上形成由前述材料製成的保護層30。
此外，舉例而言，藉由旋塗或類似方法而用紅色濾光器之一材料塗覆由前述材料製成的密封基板50，藉由光微影技術而使所得物圖案化，並且燒製該所得物。藉此，形成紅色濾光器。隨後，以相同於紅色濾光器之方式循序形成藍色濾光器及綠色濾光器。
之後，在保護層30上形成黏著層40。該密封基板50與該保護層30係利用其等之間的該黏著層40而結合。此時，密封基板50的在其上形成彩色濾光器51之面較佳係配置於有機EL裝置10R、10G及10B之側上。相應地，完成圖1至圖3中所示的顯示單元。
在該顯示單元中，掃描信號係經由寫入電晶體Tr2之閘極電極而自掃描線驅動電路130供應至各像素，且來自信號線驅動電路120之影像信號係經由該寫入電晶體Tr2而保持於保持電容Cs中。亦即，驅動電晶體Tr1係根據保持於保持電容Cs中之信號而受到接通斷開控制，且藉此將一驅動電流Id注入至各自有機發光裝置10R、10G及10B中。結果，產生電子電洞重組以起始光發射。光在下部電極14(反射面P1)與上部電極17(半透明反射面P2)之間多次反射。之後，該光通過上部電極17、彩色濾光器51及密封基板50且被提取。
在此案例中，中間層18係設置成在上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸。該中間層18含有選自由前述鹼金屬及類似物組成之金屬元素群組之一者，且具有自(含)0.1奈米至(含)5奈米的一厚度。因此，可抑制由於上部電極17與有機層16之間之直接接觸而引起的上部電極17之退化及導電性之降低，有利地驅動有機EL裝置10R、10G及10B，且可長期獲得有利的顯示效能。此外，由於上部電極17之厚度係較小的，故可抑制因下部電極14與上部電極17之間之短路而產生不發光缺陷。
此外，在有機EL裝置10R、10G及10B具有諧振器結構MC1的情形中，藉由減小上部電極17之厚度，可使諧振器結構MC1變弱，且可使提取自半透明反射面P2之光的視角相依性減小。相應地，舉例而言，在階數m為1或更大且照度及色度之視角相依性極為顯著之條件下，根據視角而定的照度及色度變化得以緩和。
如上所述，在此實施例之有機EL裝置10R、10G及10B中，中間層18係設置成在上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸。該中間層18含有選自由鹼金屬及類似物組成之金屬元素群組之一者，且具有自(含)0.1奈米至(含)5奈米的一厚度。因此，可抑制由於上部電極17之退化而引起的導電性降低，且該上部電極17之厚度可被減小為低至(含)2奈米至(含)6奈米。因此，在藉由使用有機EL裝置10R、10G及10B構造一顯示單元的情形中，可保持上部電極17之導電性，該等有機EL裝置10R、10G及10B得以有利驅動，且可減小不發光缺陷。特定言之，諸實施例係適用於包含諧振器結構MC1的有機EL裝置10R、10G及10B，且發光層16C中產生之光係在下部電極14與上部電極17之間諧振。
第一修飾實例
圖5繪示根據一第一修飾實例之一顯示單元之有機EL裝置10R、10G及10B的一橫截面結構。該等有機EL裝置10R、10G及10B具有類似於前述第一實施例之結構的一結構，例外情況是該中間層18之材料係完全擴散於上部電極17中，且該中間層18係與該上部電極17整合。因此，將藉由為對應元件附上相同參考符號而給出描述。
該上部電極17具有從(含)2奈米至(含)6奈米的一厚度。該上部電極17含有含鎂(Mg)、鋁(Al)、鈣(Ca)或鈉(Na)作為主要成分的一合金，且含有選自由鹼金屬、鹼土金屬、鑭系金屬、鋁、銦、錫、鎳、銅及鋅組成之金屬元素群組之一者。藉此，在該顯示單元中，可將上部電極17之厚度減小為低至6奈米或更小，同時保持該上部電極17的導電性。
舉例而言，如在第一實施例的上部電極17中，對於作為該上部電極17之一主要成分的合金，鎂與銀之合金(Mg-Ag合金)或鋁(Al)與鋰(Li)之合金(Al-Li合金)係較佳的。
如前述實施例之中間層18般，含於該上部電極17中之金屬元素具有抑制該上部電極17與有機層16直接接觸且抑制該上部電極17失去導電性的一防退化功能。在上部電極17係用作一陰極的情形中，金屬元素較佳具有電子注入特性。如上所述，此一材料之實例包含鹼金屬、鹼土金屬及鑭系金屬。藉由設置適當的電子注入層16E，可使用具有比鎂之功函數更大之一功函數的一金屬。此一金屬之實例包含諸如鋁、銦、錫的一金屬；及諸如鎳、銅及鋅的一過渡金屬。
明確言之，如在第一實施例之中間層18中，作為含於上部電極17中之金屬元素，鈣或鋁係較佳的。
如在第一實施例之上部電極17中，該上部電極17之厚度更佳係自(含)2.5奈米至(含)6奈米。
本說明書中「上部電極17之厚度」係藉由光學方法(諸如光譜橢圓偏光法)獲得。此外，「上部電極17之厚度」係在用密封基板50密封且經組裝之後的一產品之一狀態中量測。
如在第一實施例中，上部電極17之薄片電阻較佳係(例如)10000Ω/□或更小。
含於上部電極17中之金屬元素係(例如)擴散於該上部電極17中。此外，含於該上部電極17中之金屬元素可藉由與電子傳輸層16D及電子注入層16E接觸而發生化學變化。如在第一實施例中，該上部電極17係在一製造步驟中形成為由中間層18及上部電極17組成的一層壓膜。但是，在形成該上部電極17之後，作為中間層18之材料之金屬元素係擴散且分散於該上部電極17中，結果，構造由中間層18及上部電極17組成的一整合式電極層。因此，若分析一橫截面，則中間層18並不被偵測為一層。
在此修飾實例中，諧振器結構MC1之半透明反射面P2係上部電極17與電子注入層16E之間的界面。
一種製造該顯示單元的方法係類似於前述第一實施例的方法。亦即，中間層18及上部電極17係形成為如前述第一實施例中的一層壓膜。此時，在形成上部電極17之後，作為中間層18之材料的金屬元素係擴散於該上部電極17中，結果，該上部電極17係形成為由該中間層18與該上部電極17組成的整合式電極層。相應地，形成圖5中所示的有機EL裝置10R、10G及10B。
在該顯示單元中，以如第一實施例中所述之相同方式對各像素進行驅動控制及進行顯示。在此案例中，上部電極17含有鎂(Mg)或類似物之合金作為一主要成分，且含有選自由前述鹼金屬及類似物組成之金屬元素群組之一者。因此，可抑制由於上部電極17之退化而引起的導電性降低，有利地驅動有機EL裝置10R、10G及10B，且可長期獲得有利的顯示效能。此外，由於上部電極17之厚度係較小的，故可抑制因下部電極14與上部電極17之間之短路而產生不發光缺陷。
如上所述，在此修飾實例中，上部電極17含有鎂(Mg)或類似物之合金作為一主要成分，且含有選自由前述鹼金屬及類似物組成之金屬元素群組之一者。因此，可抑制由於上部電極17之退化而引起的導電性降低，且可使該上部電極17之厚度減小為低至(含)2奈米至(含)6奈米。因此，在藉由使用有機EL裝置10R、10G及10B構造一顯示單元的情形中，可保持上部電極17之導電性，有利驅動該等有機EL裝置10R、10G及10B，且可減小不發光缺陷。特定言之，諸實施例係適用於包含諧振器結構MC1的有機EL裝置10R、10G及10B，且發光層16C中產生之光係在下部電極14與上部電極17之間諧振。
第二實施例
圖6繪示根據一第二實施例之有機EL裝置10R、10G及10B的一橫截面結構。該等有機EL裝置10R、10G及10B具有類似於前述第一實施例之結構的一結構，例外情況是在上部電極17與保護層30之間包含一諧振調整層19。因此，將藉由為對應元件附上相同參考符號而給出描述。
該諧振調整層19係用來藉由在上部電極17上使用介電鏡面原理而設置一反射界面來控制諧振器結構MC1的諧振器效應，且其具有不同於保護層30之折射率的一折射率。亦即，該等有機EL裝置10R、10G及10B具有一諧振器結構MC2(第二諧振器結構MC2)。提取自諧振器結構MC1之光係藉由該諧振器結構MC2而在該諧振調整層19與該保護層30之間之界面與下部電極14之間諧振。在該諧振器結構MC2中，下部電極14與有機層16之間之界面係反射面P1，諧振調整層19與保護層30之間之界面係一半透明反射面P3，且該有機層16、該中間層18、該上部電極17及該諧振調整層19係一諧振區段。提取自諧振器結構MC1之光係經諧振且係提取自該半透明反射面P3側。在包含諧振器結構MC2作為第二諧振器結構的情形中，若藉由減小上部電極17之厚度而使諧振器結構MC1的諧振器效應變弱，則可控制諧振器效應。
反射面P1與半透明反射面P3之間之一光學距離L2較佳滿足數學式2。
數學式2
(2L2)/λ+Φ/(2π)=m
在該式中，「L2」表示反射面P1與半透明反射面P3之間的光學距離。「m」表示階數(零或一自然數)。「Φ」表示反射面P1中所產生之反射光之相移Φ1與半透明反射面P3中所產生之反射光之相移Φ3的一總和(Φ=Φ1+Φ3)(rad)。「λ」表示期望提取自半透明反射面P3側之光之光譜的一峰值波長。對於該數學式2中之L2及λ，單位應統一化，且舉例而言，使用奈米(nm)作為單位。
此外，諧振調整層19亦具有作為防止上部電極17退化之一保護膜的功能。亦即，若在形成上部電極17之後藉由CVD方法或濺鍍方法而將保護層30直接層疊在該上部電極17上，則該上部電極17可能因在膜形成時引入之氣體、氧氣、高能量粒子、一腔室或行動環境中之氧氣、水分或類似物而退化，且無法維持作為一電極之功能。但是，若在形成該上部電極17之後連續地用真空蒸鍍方法提供該諧振調整層19，則可保護該上部電極17。
該諧振調整層19之厚度並不受特定限制。但是舉例而言，為防止上部電極17退化，期望該諧振調整層19之厚度為10奈米或更大。可在適當時藉由光學設計調整膜厚度設定，以調整諧振器結構MC2的強度。但是，該諧振調整層19應形成為對R、G及B係共同的。因此，期望將折射率及膜厚度設定為使得光提取效應對所有三種顏色皆為有利。期望具有較小可見光吸收率且在膜形成時具有較小可能性使上部電極17退化的一材料作為諧振調整層19之一材料。可根據諧振器結構MC2之調整請求而選擇具有一折射率的一材料。作為一特定材料，可使用以氟化鋰(460奈米之折射率為1.38)、溴化鉀(折射率1.58)、Alq3 (折射率1.84)、MoO3 (折射率2.22)、ZnSe(折射率2.6)及類似物為代表的真空蒸鍍無機膜或真空蒸鍍有機膜。
由於以下原因，諧振調整層19的折射率較佳係小於保護層30的折射率。亦即，諧振器結構MC2之半透明反射面P3係因諧振器調整層19與保護層30之間之界面的折射率差而形成。因此，若增加折射率差，則諧振器效應變強，而若減小折射率差，則諧振器效變弱。為藉由增加折射率差而使諧振器效應變強，將諧振調整層19之折射率設定成小於保護層30的折射率，或將諧振調整層19之折射率設定成大於保護層30的折射率。若將諧振調整層19之折射率設定成小於保護層30的折射率，由於反射面P1中之相移，諧振器結構MC2之階數m可與由下部電極14及上部電極17組成之諧振器結構MC1的階數m相同。此外，在有機發光裝置10R、10G及10B之各發光層16C之發光位置係位於最接近下部電極14之諧振位置中的情形中，即使諧振調整層19係形成為對有機發光裝置10R、10G及10B係共同的，仍可對所有有機發光裝置10R、10G及10B使諧振強度變強。
在無需使諧振器效應變強的情形中，可將諧振調整層19之折射率設定成接近於保護層30之折射率的一值。舉例而言，在保護層30係由氮化矽(折射率從(含)1.8至(含)1.9)組成的情形中，以Alq3 為代表之有機材料之折射率為約1.9，且其係適用於諧振調整層19。另外，可使用其他有機膜或其他無機膜。
除由前述材料製成之諧振調整層19係在形成上部電極17之後連續地用真空蒸鍍方法而形成之外，該顯示單元係可以相同於第一實施例之方式製造。
在該顯示單元中，以如第一實施例中所述之相同方式對各像素進行驅動控制及進行顯示。在此案例中，於上部電極17與保護層30之間設置諧振調整層19，且構造諧振器結構MC2。因此，在藉由減小上部電極17之厚度而使諧振器結構MC1之諧振器效應變弱的情形中，提取自正面之光之強度得以增加。
如上所述，在此實施例之有機EL裝置10R、10G及10B中，諧振調整層19係設置於上部電極17與保護層30之間，且構造諧振器結構MC2。因此，在藉由減小上部電極17之厚度而使諧振器結構MC1之諧振器效應變弱的情形中，可控制諧振器效應。
在此實施例中，如圖7中所示，作為中間層18之一材料之金屬元素可擴散且分散於上部電極17中，且結果，該上部電極17係構造為由中間層18及上部電極17組成的一整合式電極層。
模組及應用實例
將給出前述實施例中所述之顯示單元之應用實例的描述。前述諸實施例之顯示單元可應用於任何領域中用於顯示自外部輸入的一視訊信號或內部作為一影像或一視訊產生的一視訊信號之一電子裝置的一顯示單元，該電子裝置諸如一電視裝置、一數位相機、一筆記型個人電腦、諸如一行動電話之一擕帶式終端機裝置及一視訊相機。
模組
例如，如圖8中所示，前述實施例之顯示單元係作為一模組併入諸如後述第一至第五應用實例的各種電子裝置中。舉例而言，在該模組中，自密封基板50及黏著層40曝露之一區域210係設置於基板11的一側上，且一外部連接端子(未繪示)係藉由延伸信號線驅動電路120及掃描線驅動電路130之配線而形成於曝露區210中。該外部連接端子可設有用於輸入及輸出一信號的一可撓性印刷電路(FPC)220。
第一應用實例
圖9係應用前述實施例之顯示單元之一電視裝置的一外觀。例如，該電視裝置具有包含一前面板310及一濾光玻璃320的一視訊顯示螢幕區段300。該視訊顯示螢幕區段300係由根據前述各自實施例的顯示單元組成。
第二應用實例
圖10A及圖10B係應用前述實施例之顯示單元之一數位相機的一外觀。例如，該數位相機具有用於閃光之一發光區段410、一顯示區段420、一選單開關430及一快門按鈕440。該顯示區段420係由根據前述各自實施例之顯示單元組成。
第三應用實例
圖11係應用前述實施例之顯示單元之一筆記型個人電腦的一外觀。例如，該筆記型個人電腦具有一主體510、用於輸入字元及類似者之操作之一鍵盤520及用於顯示一影像之一顯示區段530。該顯示區段530係由根據前述各自實施例之顯示單元組成。
第四應用實例
圖12係應用前述實施例之顯示單元之一視訊相機的一外觀。例如，該視訊相機具有一主體610、設置於該主體610之前側面上的用於拍攝一物件之一透鏡620、一拍攝開始/停止開關630及一顯示區段640。該顯示區段640係由根據前述各自實施例的顯示單元組成。
第五應用實例
圖13A至圖13G係應用前述實施例之顯示單元之一行動電話的一外觀。舉例而言，在該行動電話中，一上部封裝710及一下部封裝720係藉由一接合區段(鉸接區段)730而接合。該行動電話具有一顯示器740、一次顯示器750、一圖像燈760及一相機770。該顯示器740或該次顯示器750係由根據前述各自實施例的顯示單元組成。
實例
將給出特定實例之描述。
實例1-1至實例1-4
前述第一實施例之中間層18及上部電機17係經形成。此時，該中間層18係由鈣(Ca)組成，且其厚度為2.0奈米。該上部電極17係由Mg-Ag合金組成，且其厚度係如表1中所示般改變。為匹配有機發光裝置10R、10G及10B之條件，形成藉由電阻加熱一電子傳輸材料而獲得之具有20奈米之一厚度的一真空蒸鍍膜，以作為該中間層18的一基底。在1*10-5 Pa或更小之一高真空程度下藉由電阻加熱利用真空蒸鍍方法以一0.1奈米/秒之蒸鍍速率而沈積該上部電極17。鎂與銀之共蒸鍍比率為Mg:Ag=10:1。為防止因空氣而引起退化，藉由真空蒸鍍而在該上部電極17上形成具有40奈米之一厚度的一氟化鋰膜。之後，用一紫外線硬化樹脂密封所得物。
比較性實例1-1及比較性實例1-2
除未設置中間層之外，由Mg-Ag合金組成之一上部電極係以相同於前述實例1-1至實例1-4之方式形成。此時，該上部電極之厚度係如表1中所示般改變。
對於實例1-1至實例1-4及比較性實例1-1及比較性實例1-2之所獲得的中間層或所獲得的上部電極，藉由光譜橢圓偏光法量測其等之厚度，並且檢查薄片電阻。其等之結果皆繪示於表1中。
如表1表明，相較於在僅設置厚上部電極的比較性實例1-1中，在未設置中間層並且減小上部電極之厚度的比較性實例1-2中，薄片電阻明顯劣化。同時，相較於在未設置中間層並且減小上部電極之厚度的比較性實例1-2中，在減小上部電極17之厚度且設置中間層18的實例1-1至實例1-4中，薄片電阻得以明顯改良，且可獲得接近於僅設置厚上部電極之比較性實例1-1之一結果。
亦即，吾人發現，在將由鈣(Ca)組成之中間層18設置於上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸的情形中，上部電極17的厚度可被減小為低至6奈米或更小，同時仍保持該上部電極17的導電性。
實例2-1至實例2-4
藉由使用表1中所示之中間層18及上部電極17而製造第一實施例之有機EL裝置。首先，在由尺寸為25 mm*25 mm之一玻璃板製成的基板11上形成一鋁釹合金膜(膜厚度：150奈米)，以作為下部電極14。此外，在該基板11上設置由鈦組成之一墊區段(未繪示)，以作為與上部電極17之一接觸件及至一電力線的一連接區段。
接著，用一感光性有機絕緣材料塗覆該下部電極14，且對應於在該下部電極14之中心區段中之尺寸為2 mm*2 mm的一發光區而設置一孔隙。藉此，形成電極間絕緣膜15。
隨後，製備具有一孔隙的一金屬遮罩。以一使該金屬遮罩之孔隙與該下部電極14之發光區對準之狀態而將該金屬遮罩配置於該基板11的附近。之後，在1*10-5 Pa或更小之真空氛圍下藉由真空蒸鍍方法循序形成電子電洞注入層16A至電子注入層16E。此時，藉由調整電子電洞注入層16A至電子注入層16E之厚度而將反射面P1與半透明反射面P2之間之光學距離L1調整成滿足數學式1，以構造諧振器結構MC1。
形成由化學式2中所示之六氮聯三伸苯衍生物組成且具有20奈米之一厚度的一膜，以作為電子電洞注入層16A。形成由α-NPD組成且具有25奈米之一厚度的一膜，以作為電子電洞傳輸層16B。蒸鍍速率為0.1奈米/秒。形成具有30奈米之一厚度且其中Alq3 主體係摻雜有1%香豆素6作為一發綠光材料的一共蒸鍍膜，以作為發光層16C。蒸鍍速率為0.2奈米/秒。形成由Alq3 組成且具有175奈米之一厚度的一膜，以作為電子傳輸層16D。蒸鍍速率為0.2奈米/秒。
化學式2
在形成電子傳輸層16D之後，製備具有對應於一墊區段之一孔隙的一金屬遮罩。將該金屬遮罩配置於基板11的附近。形成由氟化鋰組成且具有0.3奈米之一厚度之一膜，以作為電子注入層16E。隨後，以相同於實例1-1至實例1-4之方式形成中間層18及上部電極17。膜形成條件係與實例1-1至實例1-4之膜形成條件相同。
之後，藉由在形成上部電極17之後連續地藉由真空蒸鍍方法而在該上部電極17上形成由Alq3 組成且具有40奈米之一厚度的一膜，以作為諧振調整層19。隨後，藉由電漿CVD方法而形成具有1微米之一厚度的氮化矽膜，以作為保護層30。在該等實例中，諧振調整層19係用作抑制上部電極17退化的一保護膜，且未構造諧振器結構MC2。之後，藉由使用由一紫外線硬化樹脂製成之黏著層40而結合由玻璃製成的密封基板50。
比較性實例2-1至2-4
除未形成中間層之外，一有機EL裝置係以相同於前述實例2-1至實例2-4之方式形成。此時，上部電極之厚度係如表2中所示般改變。
對於實例2-1至實例2-4及比較性實例2-1至比較性實例2-4的所獲得之有機EL裝置，量測初始特性。結果亦係繪示於表2中。在表2中，照度比率係自45度傾斜方向量測之照度相對於正面照度的一比率。
如表2表明，在上部電極17之厚度為2.5奈米或更大的實例2-1至實例2-4中，對於所有正面效率、驅動電壓及照度比率，均獲得有利結果。特定言之，實例2-1至實例2-4中照度比率為0.7或更大，且視角特性獲改良。其原因可為如下。亦即，由於上部電極17之厚度減小，諧振器結構MC1的諧振器效應得以緩和。此外，對於實例2-1至實例2-4可進行連續發光。結果，對於所有實例均可順利地實現發光。
可藉由反射率量測而光學地獲得實例2-1至實例2-4中上部電極17的厚度。結果，無需將由鈣(Ca)組成之中間層18光學地視為一金屬膜。在一些案例中，由鈣(Ca)組成之中間層18係藉由與由Alq3 組成之電子傳輸層16D或由LiF組成之電阻注入層16E接觸而發生化學變化。在一些案例中，由鈣(Ca)組成之中間層18係擴散且分散於上部電極17中。
同時，在上部電極之厚度為5.0奈米之比較性實例2-1中，上部電極之電阻係較高且未實現傳導。類似地，在上部電極之厚度為5.0奈米或更小的情形中，未實現傳導。在上部電極之厚度為6.0奈米或7.0奈米之比較性實例2-2及比較性實例2-3中，實現初始傳導。但是，在此案例中，連續發光導致一驅動電壓的急劇上升，且劣化係明顯的。相應地，發現如下項。亦即，僅具有9.0奈米之上部電極厚度之比較性實例2-4可穩定實現初始驅動及連續驅動二者。另外，在未設置中間層的情形中，金屬膜之厚度應為至少9.0奈米。在比較性實例2-1至比較性實例2-4中，照度比率均為0.70或更小，且根據視角而定之發光特性變化係較大的。
此外，在實例2-2至實例2-4中進行比較的情形中，存在下列趨勢：隨著上部電極17之厚度減小，正面效率降低，而照度比率增加。其原因可為如下。亦即，由於上部電極17之厚度減小，諧振器結構MC1之諧振器效應變弱。
亦即，吾人發現，在由鈣(Ca)組成之中間層18係設置於上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸的情形中，即使上部電極17之厚度被減小為低至6奈米或更小，仍可保持導電性，並且可長期有利地驅動有機EL裝置。
比較性實例2-5
一有機EL裝置係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成，例外情況係上部電極係由銀(Ag)而非Mg-Ag合金組成且其厚度為7奈米。此時，中間層係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成。對於所獲得的有機EL裝置，檢查上部電極之反射光譜。結果與單純銀(Ag)之假定結果大為不同。此外，當嘗試使有機EL裝置發光時，未實現傳導。其原因可為如下。亦即，在銀(Ag)薄膜中，膜品質不穩定。
比較性實例2-6
一有機EL裝置係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成，例外情況係上部電極係由鋁(Al)而非Mg-Ag合金組成且其厚度為7奈米。此時，中間層係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成。當嘗試使所獲得之有機EL裝置發光時，未實現傳導。
亦即，吾人發現，在上部電極17由Mg-Ag合金組成的情形中，可有利地驅動有機EL裝置。
實例3-1至實例3-4
一有機EL裝置係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成，例外情況係上部電極17之厚度為5.0奈米，且中間層18之厚度係如表3中所示般改變。實例3-3係與實例2-4相同。對於所獲得的有機EL裝置，檢查初始特性。其結果亦係繪示於表3中。
如表3表明，對於所有正面效率、驅動電壓及照度比率，均獲得不取決於中間層18之厚度的有利結果。特定言之，在實例3-1至實例3-4中照度比率為0.7或更大，此係有利的。此外，檢查以某一電流驅動的照度劣化特性。其結果幾乎等於由Mg-Ag合金組成之金屬膜之厚度為10奈米的比較性實例1-1之結果。
亦即，吾人發現，在中間層18之厚度為自(含)0.5奈米至(含)4奈米的情形中，可有利地驅動有機EL裝置。
實例4
形成由氟化鋰組成且具有20奈米之一厚度的一膜，以作為諧振調整層19。調整有機層之厚度使得反射面P1與半透明反射面P3之間之光學距離L2滿足數學式2。相應地，構造諧振器結構MC2。此時，諧振器結構MC2中之半透明反射面P3的相移Φ3 係不同於諧振器結構MC1中之半透明反射面P2的相移Φ2 ，且因此光學距離L1係不同於光學距離L2，但是階數m係相同的。至於剩餘部分，有機EL裝置係以相同於實例2-4之方式形成。
對於所獲得的有機EL裝置，檢查正面中之提取強度。結果，提取強度比實例2-4之提取強度改良達6%。
亦即，吾人發現，在藉由於上部電極17與保護層30之間設置諧振調整層19而構造諧振器結構MC2的情形中，若藉由減小該上部電極17之厚度而使諧振器結構MC1的諧振器效應變弱，則可控制諧振器效應。
實例5
具有960*540之一像素數之一主動矩陣有機EL顯示單元係以相同於實例2-4之方式製造，例外情況係中間層18係由鈣(Ca)(厚度：2奈米)組成且上部電極17係由Mg-Ag合金(厚度：5奈米)組成。
比較性實例5
製造具有960*540之一像素數之一主動矩陣有機EL顯示單元。未設置中間層，且上部電極係由Mg-Ag合金(厚度：8奈米)組成。
對於實例5及比較性實例5之所獲得的有機EL顯示單元，檢查每一面板之不發光缺陷之平均數量。在實例5中，其結果為比較性實例5的二十五分之一(1/25)，此意謂可明顯減小不發光缺陷的平均數量。其原因可為如下。亦即，在實例5中，上部電極17之厚度係較小的。因此，在一製造步驟中，上部電極17侵入至下部電極14上之一外來雜質的周圍中，且藉此抑制在該下部電極14與該上部電極17之間形成一洩漏通路。
亦即，吾人發現，在藉由使用有機EL裝置(其中中間層18係設置於上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸)構造一顯示單元的情形中，可減小上部電極17的厚度，且可減小不發光缺陷的數量。
實例6
一有機EL裝置係以相同於實例2-1至實例2-4之方式形成，例外情況係中間層18係由鋁(Al)(厚度：1奈米)組成且上部電極17係由Mg-Ag合金(厚度：5奈米)組成。對於所獲得的有機EL裝置，檢查初始特性。所獲得之結果係繪示於表4中。
如表4表明，在使用鋁(Al)而非鈣(Ca)作為中間層18的情形中，亦獲得有利的光發射。此外，檢查以某一電流驅動的照度劣化特性。其結果係等於比較性實例2-4的結果。
亦即，吾人發現，在由鋁(Al)組成之中間層18係設置於上部電極17與有機層16之間且與該上部電極17接觸的情形中，即使上部電極17之厚度被減小為低至6奈米或更小，仍可保持導電性，並且可長期有利地驅動有機EL裝置。
在前述第二實施例及前述實例中，已給出諧振調整層19係設置於上部電極17與保護層30之間且該諧振調整層19與該保護層30之間之界面為半透明反射面P3之情形的描述。但是，可將該諧振調整層19設置於其他位置中。舉例而言，若未設置保護層30，則可將該諧振調整層19設置於上部電極17與黏著層40之間。此外，可將該諧振調整層19設置於保護層30與黏著層40之間。
此外，舉例而言，各層之材料、厚度、膜形成方法、膜形成條件及類似者係不受限於前述實施例及前述實例中之所述者，而可採用其他材料、其他厚度、其他膜形成方法及其他膜形成條件。
此外，舉例而言，在前述實施例及前述實例中，已給出從基板11側起將下部電極14、有機層16及上部電極17循序層疊在該基板11上，且從密封基板50側提取光之情形的描述。但是，層壓順序係可為相反的，亦即，從基板11側起將上部電極17、有機層16及下部電極14循序層疊在該基板11上，且從基板11側提取光。
另外，舉例而言，在前述實施例及前述實例中，已給出下部電極14為一陽極且上部電極17為一陰極之情形的描述。但是，該下部電極14可為一陰極，且該上部電極17可為一陽極。此外，該下部電極14可為一陰極，該上部電極17可為一陽極，且該上部電極17、該有機層16及該下部電極14係可從基板11側起循序層疊於該基板11上，且可從該基板11側提取光。
此外，在前述實施例及前述實例中，已明確給出有機發光裝置10R、10G及10B之結構的描述。但是，並非總是需要設置所有層，且亦可進一步設置其他層。
另外，在前述實施例及前述實例中，已給出主動矩陣顯示單元的描述。但是，該等實施例亦可應用於一被動矩陣顯示單元。此外，用於驅動主動矩陣之像素驅動電路之結構係不受限於該等前述實施例及該等前述實例中所述的結構。可視需要增添一電容裝置或一電晶體。在此情形中，根據像素驅動電路的變化，除前述信號線驅動電路120及前述掃描線驅動電路130之外，可增添一必要驅動電路。
應瞭解對於熟悉此項技術者而言，對本文所述之目前較佳實施例的各種變化及修改將變得顯而易見。可在不脫離本標的之精神及範疇且不削減本標的之預期優點下進行該等變化及修改。因此希望由隨附申請專利範圍涵蓋該等變化及修改。
10R、10G、10B．．．有機電致發光裝置
11．．．基板
12．．．平坦化絕緣膜
12A．．．連接孔
14．．．下部電極
15．．．電極間絕緣膜
16．．．有機層
16A．．．電子電洞注入層
16B．．．電子電洞傳輸層
16C．．．發光層
16D．．．電子傳輸層
16E．．．電子注入層
17．．．上部電極
18．．．中間層
19．．．諧振調整層
30．．．保護層
40．．．黏著層
50．．．密封基板
51．．．彩色濾光器
110．．．顯示區
120．．．信號線驅動電路
120A．．．信號線
130．．．掃描線驅動電路
130A．．．掃描線
140．．．像素驅動電路
210．．．曝露區
220．．．可撓性印刷電路
300．．．視訊顯示螢幕區段
310．．．前面板
320．．．濾光玻璃
410．．．發光區段
420．．．顯示區段
430．．．選單開關
440．．．快門按鈕
510．．．筆記型個人電腦的主體
520．．．鍵盤
530．．．顯示區段
610．．．視訊相機的主體
620．．．透鏡
630．．．開始/停止開關
640．．．顯示區段
710．．．行動電話的上部封裝
720．．．行動電話的下部封裝
730．．．接合區段/鉸接區段
740．．．顯示器
750．．．次顯示器
760．．．圖像燈
770．．．相機
Cs．．．保持電容
GND．．．第二電力線
Id．．．驅動電流
L1．．．反射面P1與半透明反射面P2之間之光學距離
L2．．．反射面P1與半透明反射面P3之間之光學距離
MC1．．．第一諧振器結構
MC2．．．第二諧振器結構
P1．．．反射面
P2．．．半透明反射面
P3．．．半透明反射面
Tr1．．．驅動電晶體
Tr2．．．寫入電晶體
Vcc．．．第一電力線
圖1係繪示根據一第一實施例之一顯示單元之一結構的一圖式。
圖2係繪示圖1中所示之像素驅動電路之一實例的一圖式。
圖3係繪示圖1中所示之有機EL裝置之一結構的一橫截面圖。
圖4A及圖4B係用於比較具有圖3中所示之諧振器結構之有機EL裝置之視角特性與一既有實例的圖式。
圖5係繪示根據一第一修飾實例之一有機EL裝置之一結構的一橫截面圖。
圖6係繪示根據一第二實施例之一有機EL裝置之一結構的一橫截面圖。
圖7係繪示圖6中所示之有機EL裝置之另一結構的一橫截面圖。
圖8係繪示包含前述實施例之顯示單元之一模組之一示意結構的一平面圖。
圖9係繪示前述實施例之顯示單元之一第一應用實例之一外觀的一透視圖。
圖10A係繪示從一第二應用實例之前側觀看之一外觀的一透視圖，且圖10B係繪示從該第二應用實例之一後側觀看之一外觀的一透視圖。
圖11係繪示一第三應用實例之一外觀的一透視圖。
圖12係繪示一第四應用實例之一外觀的一透視圖。
圖13A係一第五應用實例在敞開下之一正視圖，圖13B係其之一側視圖，圖13C係該第五應用實例在閉合下之一正視圖，圖13D係其之一左側視圖，圖13E係其之一右側視圖，圖13F係其之一俯視圖，且圖13G係其之一仰視圖。
11．．．基板
12．．．平坦化絕緣膜
12A．．．連接孔
14．．．下部電極
15．．．電極間絕緣膜
16．．．有機層
16A．．．電子電洞注入層
16B．．．電子電洞傳輸層
16C．．．發光層
16D．．．電子傳輸層
16E．．．電子注入層
17．．．上部電極
18．．．中間層
30．．．保護層
40．．．黏著層
50．．．密封基板
51．．．彩色濾光器
140．．．像素驅動電路
L1．．．反射面P1與半透明反射面P2之間之光學距離
MC1．．．第一諧振器結構
P1．．．反射面
P2．．．半透明反射面
Tr1．．．驅動電晶體

Claims (13)

  1. 一種有機電致發光裝置，其包括：下部電極；上部電極，其由鎂及銀之合金構成，且具有2.5nm以上5nm以下之厚度；有機層，其係設置於上述下部電極與上述上部電極之間，且包含發光層；及中間層，其係於上述上部電極與上述有機層之間，與上述上部電極相接地設置而包含鋁，並具有0.1nm以上5nm以下之厚度。
  2. 如請求項1之有機電致發光裝置，其中上述中間層之厚度係0.5nm以上4nm以下。
  3. 如請求項1之有機電致發光裝置，其中包括上述中間層及上述上部電極之膜的薄片電阻為10,000Ω/□或更小。
  4. 如請求項2之有機電致發光裝置，其中包括上述中間層及上述上部電極之膜的薄片電阻為10,000Ω/□或更小。
  5. 如請求項1至4之任一項之有機電致發光裝置，其中包含第一諧振器結構，其係使上述發光層中所產生之光於上述下部電極與上述上部電極之間諧振。
  6. 如請求項5之有機電致發光裝置，其中包含保護層，其設置於上述上部電極上；及諧振調整層，其設置於上述上部電極與上述保護層之間，且具有與上述保護層的折射率相異之折射率；且包含第二諧振器結構，其係使自上述第一諧振器結構 取出之光於上述諧振調整層及上述保護層之界面與上述下部電極之間諧振。
  7. 如請求項6之有機電致發光裝置，其中上述諧振調整層之折射率係較上述保護層之折射率小。
  8. 一種有機電致發光裝置，其包括：下部電極；上部電極，其以鎂及銀之合金做為主成分，而包含鋁，且具有2.5nm以上5nm以下之厚度；及有機層，其係設置於上述下部電極與上述上部電極之間，而包含發光層。
  9. 一種製造有機電致發光裝置的方法，其包括下列步驟：形成下部電極；於上述下部電極之上形成包含發光層之有機層；及於上述有機層之上，形成中間層與上部電極之積層膜，該中間層係包含鋁且具有0.1nm以上5nm以下之厚度，該上部電極係由鎂及銀之合金構成且具有2.5nm以上5nm以下之厚度。
  10. 一種包括有機電致發光裝置的顯示裝置，該有機電致發光裝置包含：下部電極；上部電極，其由鎂及銀之合金構成，且具有2.5nm以上5nm以下之厚度；有機層，其係設置於上述下部電極與上述上部電極之 間，且包含發光層；及中間層，其係於上述上部電極與上述有機層之間，與上述上部電極相接地設置而包含鋁，且具有0.1nm以上5nm以下之厚度。
  11. 如請求項10之顯示裝置，其中於發射白光時，自45度傾斜方向測量之光譜輻射亮度相對於自正面測量之光譜輻射亮度之比係0.7以上。
  12. 一種包括有機電致發光裝置的顯示裝置，該有機電致發光裝置包含：下部電極；上部電極，其以鎂及銀之合金做為主成分，而包含鋁，且具有2.5nm以上5nm以下之厚度；及有機層，其係設置於上述下部電極與上述上部電極之間，而包含發光層。
  13. 一種製造顯示裝置的方法，其包括形成有機電致發光裝置之步驟，該形成有機電致發光裝置之步驟包括下列步驟：形成下部電極；於上述下部電極之上形成包含發光層之有機層；於上述有機層之上，形成中間層及上部電極之積層膜，該中間層係包含鋁且具有0.1nm以上5nm以下之厚度，該上部電極係由鎂及銀之合金構成且具有2.5nm以上5nm以下之厚度。
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