[發明專利]有機電致發光元件及其制造方法

無效

• 申請號: 200980156415.5
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN102388477A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 寺尾豐
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H05B33/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明的目的在于提供一種有機電致發光元件(以下稱為有機EL元件)以及該元件的制造方法。具體而言，目的在于提供一種發光效率高且低耗電的透明有機EL元件(特別是一種頂部發光型有機EL元件)以及該元件的制造方法。這種有機EL元件能適用于平板顯示器的光源和照明，特別適用于有源矩陣(AM)驅動的有機EL顯示器和有機EL照明。?

背景技術

有機EL元件可以以低電壓實現高電流密度，并因此可以實現高發光亮度和發光效率。近年來，有機EL元件在諸如液晶顯示器的平板顯示器的應用中已商業化，并預計在照明用光源內使用。?

這種有機EL元件至少包含：包括發光層的有機EL層，以及夾著該有機EL層的陽極和陰極。光提取側上的電極對于來自發光層的EL光必須有高透過率。作為用于形成光提取側上的電極的材料，通常使用透明導電氧化物材料、如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎢氧化物(IZO)以及類似物。由于這些透明導電氧化物材料有約5eV的較高功函數，因此它們作為用于將空穴注射到有機材料內的電極(陽極)使用。?

當注射到發光層材料的最高被占用分子軌道(HOMO，一般作為電離勢測量)內的空穴、以及注射到最低未被占用分子軌道(LUMO，一般作為電子親和力測量)的電子重新結合時獲得來自有機EL元件的發光，作為結果產生的激子的激發能量被弛豫，且因此發射出光。為了實現空穴和電子向發光層的高效注射，有機EL元件采用層疊式結構，該層疊式結構除了該發光層還使用空穴注射層、空穴傳輸層、電子傳輸層以及電子注射層的部分或全部。?

在已有技術中，有機EL元件一般具有從支承基板側(底部發射型)提取光的類型，通過在透明支承基板上形成ITO的陽極作為下部電極來形成，并在?其上依次形成空穴注射/傳輸層、發光層、電子注射/傳輸層以及類似物作為有機EL層，然后形成包括AL或另一金屬薄膜的陰極作為上部電極。?

然而，近年來在平板顯示器的應用中，其中對于每個像素設置有采用包括非晶硅或多晶硅的薄膜晶體管(TFT)的開關元件，并在其上形成有機EL元件的AM驅動的有機EL顯示器已成為主流。?

在這種情況下，開關元件不透明，因此產生像素孔徑比(發光區)減小的問題。為防止這種像素孔徑比的降低，優選的是應用其中上部電極透明并從薄膜沉積側(頂部發光型)提取光的類型的有機EL元件。?

當上部電極透明時，可以選擇使用低反射電極作為陽極，依次形成空穴注射/傳輸層、發光層以及電子注射/傳輸層，并將該上部透明電極用作為陰極(參見非專利文獻1)，還可以選擇使用低反射電極作為陰極，在其上依次形成電子注射/傳輸層、發光層、以及空穴注射/傳輸層，并將該上部透明電極用作為陽極(見非專利文獻2)。?

特別是，當多晶硅TFT被用作為開關元件時，一般鑒于開關電路配置將下部電極用作陽極，因此將上部透明電極作為陰極的需求增加。?

Mg-Ag合金的金屬薄膜或類似物有時被用作上部透明陰極。然而，使用金屬薄膜的上部透明電極存在問題，即在某種程度上金屬吸收可見光，從而發光強度降低。此外，高反射率伴隨有微腔效應，存在的問題是，確定低反射電極和金屬薄膜之間的距離的該有機層的薄膜厚度分布必須控制得非常精確。因此，期望將在現有技術中在陽極中采用的透明導電氧化物材料用作為上部透明陰極。?

當透明導電氧化物材料通過濺射或其它方式沉積在有機EL層上時，擔心有機發光層材料和/或電子注射/傳輸材料容易被氧化。這種材料的氧化會導致功能退化，并擔心有機EL元件的發光效率可能顯著惡化。?

作為一種解決有機EL層由于氧化而退化的問題的方法，已使用了在包括透明導電氧化物材料的電極和電子傳輸層之間設置有損傷弛豫層的方法。作為損傷弛豫層，提出了被用作為陰極材料的Mg-Ag合金的極薄薄膜(見非專利文獻1)，以及酞菁銅(CuPc)的極薄薄膜(見非專利文獻3)。?

另一方面，提出了一種通過在電子傳輸層上設置包括無機材料的電子注射?層，來防止因濺射法導致的損壞的方法(見非專利文獻1)。?

此外，提出了一種將包括無機半導體的空穴注射/傳輸層和/或電子注射/傳輸層用作為有機EL元件的電荷注射/傳輸層的方法(專利文獻2至7)。?

專利文獻2至7中提出的技術鑒于如下有機EL元件的問題提出。?

—有機半導體是本征半導體，與無機半導體相比具有極低電荷密度。此外，有機半導體還具有低電荷遷移率，因此電導率低，且有機EL元件的驅動電壓必須高。?

—有機半導體材料的耐熱性差，因此缺乏可靠性和/或熱穩定性。?