[發明專利]電致發光顯示器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010155667.0
• 申請日: 2000-07-24
• 公開（公告）號: CN101916828A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 山崎舜平;筒井哲夫;水上真由美
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;蔣駿

本發明的技術涉及包括EL(電致發光)元件(下文稱做EL顯示器件)的顯示器件及使用EL顯示器件的的顯示器。

近些年來，對包括EL元件作為自發光元件的EL顯示器件的研究很盛行。特別是，使用有機材料作為EL材料的有機EL顯示器件引人注意。有機EL顯示器件也稱做有機EL顯示器(OELD)或有機發光二極管(OLED)。

與液晶顯示器件不同，EL顯示器件為自發光型，因此在EL顯示器件中視角并不重要，僅為它的特性之一。即，和液晶顯示器件相比，EL顯示器件更適合用于戶外顯示，表現出它們有多種可能的方式。

EL元件具有一個EL層夾在一對電極之間的結構。EL層通常為一層結構。作為它的一個典型的例子，可以舉出由Kodak?Eastman公司的Tang等人提出的由空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層組成的層結構。在發光方面，這種結構非常有效，因此現在正進行研究和開發的大多數EL顯示器件都使用這種結構。

通過將在一對電極之間產生的給定電壓施加到具有以上結構的EL層使載流子在發光層中復合發出光。達到發光的方法有兩種選擇：一個是在相互垂直排列的兩種條形電極之間形成EL層(簡單矩陣法)，另一個是在連接到TFT并矩陣排列的像素電極之間形成EL層和相對的電極(有源矩陣法)。

兩種方法都需要在已構圖的電極上形成EL層。然而，EL層容易受如高度差異等的變化影響并退化，因此現已開發了多種發明以提高平坦度。這產生制造工藝的兼容問題，因此增加了制造成本。

鑒于以上問題，開發了本發明，因此本發明的一個目的是提供一種采用低成本的措施制造高清晰度EL顯示器件的方法。本發明的另一目的是提供一種具有所述EL顯示器件的廉價電子器件。

根據本發明，通過現有技術中所沒有的完全新穎的方法將發光區和非發光區區分開。具體地，新方法的技術特征在于發光層選擇性地摻雜特定的雜質元素使摻雜有雜質元素的區域選擇性地發光。在本說明書中，術語特定的雜質元素是指摻雜到發光層時能夠使發光層作為空穴傳輸層(或空穴注入層)或電子傳輸層(或電子注入層)的雜質元素。

本發明包括如下三個方法：第一個方法是將特定的雜質元素摻雜到陽極和發光層之間的界面附近，第二個方法是將特定的雜質元素摻雜到陰極和發光層之間的界面附近，第三個方法是用不同的特定雜質元素摻雜到陽極和發光層之間的界面附近以及陰極和發光層之間的界面附近。

第一個方法的特征在于用鹵族元素作為特定的雜質元素摻雜到陽極和發光層之間的界面附近，所述鹵族元素通常為F(氟)、Cl(氯)、B(溴)或I(碘)。陽極和發光層之間的界面附近是指從陽極和發光層之間的界面沿發光層的深度向下延伸100nm(通常為50nm)。如果鹵族元素含在陽極中則不會引起任何問題。

第二個方法的特征在于用堿金屬元素或堿土金屬元素作為特定的雜質元素摻雜到陰極和發光層之間的界面附近，所述堿金屬元素通常為Li(鋰)、Na(鈉)、K(鉀)或Cs(銫)，所述堿土金屬元素通常為Be(鈹)、Mg(鎂)、Ca(鈣)或Ba(鋇)。陰極和發光層之間的界面附近是指從陰極和發光層之間的界面沿發光層的深度向下延伸100nm(通常為50nm)。如果堿金屬元素或堿土金屬元素含在陰極中則不會引起任何問題。

第三個方法的特征在于為第一個方法和第二個方法的組合，并且在于用鹵族元素作為特定的雜質元素摻雜到陽極和發光層之間的界面附近，同時用堿金屬元素或堿土金屬元素作為特定的雜質元素摻雜到陰極和發光層之間的界面附近。

公知的摻雜方法適于以上特定雜質元素的摻雜。優選為不包括質量分離的離子摻雜、包括質量分離的離子注入、利用擴散的汽相摻雜。無論使用那種方法，重要的是該方法是否允許選擇性摻雜以上的特定雜質元素。

根據本發明，陽極或陰極與發光層之間的界面附近用特定的雜質元素摻雜，當施加電壓時僅是有摻雜雜質元素的部分發光。換句話說，調節本發明的EL元件的驅動電壓，以使發光層自身不發光，或者發出亮度極低的光。進一步調節以使在相同的驅動電壓下摻雜有特定雜質元素的部分發出滿意亮度的光。

即，本發明的特征在于通過用特定的雜質元素摻雜發光層使摻雜的部分作為第一、第二和第三個方法中的空穴傳輸層或電子傳輸層。這可以使基本上不產生發光層自身發光的低驅動電壓足以僅使摻雜有特定雜質元素的部分發出滿意亮度的光。

圖1A到1C示出了制造實施例1的EL顯示器件的工藝；

圖2示出了實施例1的EL顯示器件的剖面結構；

圖3A和3B示出了本發明的EL顯示器件顯示的圖象；

圖4A和4B示出了實施例2的EL顯示器件的制造工藝；