專利名稱：發(fā)光元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將電場加在把包含有機(jī)化合物的膜(以下稱“有機(jī)化合物層”)設(shè)在一對電極之間的元件上，獲得熒光或磷光的發(fā)光元件的制作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光元件是通過施加電場而發(fā)光的元件?？梢赃@樣來說明其發(fā)光機(jī)理將有機(jī)化合物層夾在電極之間，通過施加電壓，從陰極注入的電子及從陽極注入的空穴在有機(jī)化合物層中的發(fā)光中心再結(jié)合，形成呈激勵狀態(tài)的分子(以下稱“分子激子”)，該分子激子返回基態(tài)時放出能量而發(fā)光。
另外，作為形成有機(jī)化合物的分子激子的種類，可能是單態(tài)激勵狀態(tài)和三態(tài)激勵狀態(tài)，但在本說明書中包括任何一種激勵狀態(tài)都有助于發(fā)光的情況。
在這樣的發(fā)光元件中，通常用低于1微米等的薄膜形成有機(jī)化合物層。另外，由于發(fā)光元件是有機(jī)化合物層本身發(fā)光的自發(fā)光型的元件，所以現(xiàn)有的液晶顯示器中用的背照光就不需要了。因此，發(fā)光元件能制作得極薄且輕，有很大的優(yōu)點(diǎn)。
另外，例如在100～200nm左右的有機(jī)化合物層中，從注入載流子到再結(jié)合的時間，如果考慮有機(jī)化合物層的載流子移動度，則為數(shù)十毫微米，即使包括從載流子再結(jié)合到發(fā)光的過程，也在微秒數(shù)量級以內(nèi)的時間就達(dá)到發(fā)光。因此，響應(yīng)速度非?？煲彩翘亻L之一。
另外，由于發(fā)光元件是載流子注入型的發(fā)光元件，所以可以用直流電壓驅(qū)動，不容易產(chǎn)生噪聲。關(guān)于驅(qū)動電壓，首先將有機(jī)化合物層做成厚度為100nm左右的均勻的超薄膜，另外，選擇對有機(jī)化合物層的載流子注入勢壘小的電極材料，再通過導(dǎo)入單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(雙層結(jié)構(gòu))，用5.5V達(dá)到了100cd/m2的充分的亮度(參照非專利文獻(xiàn)1)。
由于這樣的薄型輕量、高速響應(yīng)性、直流低電壓驅(qū)動等特性，所以發(fā)光元件作為下一代的平板顯示器元件引人注目。另外，自發(fā)光型由于視野角大，識別性也比較好，可以認(rèn)為作為攜帶裝置的顯示畫面中用的元件是有效的。
可是，作為這樣的發(fā)光元件的一大問題，能舉出元件的可靠性?？煽啃灾刑貏e是亮度隨時間劣化顯著，需要進(jìn)行很大的改善。
亮度隨時間劣化基本上可以認(rèn)為是來自于所使用的材料的一種現(xiàn)象，但也可能利用元件結(jié)構(gòu)或驅(qū)動方法，延長亮度的半衰期。例如，有這樣的例子通過插入銅酞菁(以下稱“CuPc”)作為空穴注入層，而且不用直流而用呈矩形波的交流(正偏壓時電流一定，反偏壓時電壓一定)進(jìn)行驅(qū)動，極大地改善了亮度的半衰期(參照非專利文獻(xiàn)2)。
在文獻(xiàn)2中，初始亮度為510cd/m2，成功地將亮度半衰期延長到4000小時。其主要原因能舉出排除由交流驅(qū)動引起的空間電荷的蓄積；改善作為空穴輸送層的N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯-benzidene(以下稱“NPB”)的耐熱性；以及作為空穴注入層的CuPc有優(yōu)異的空穴注入性這樣幾點(diǎn)。
另外，如果用于陽極的銦錫氧化物(以下稱“ITO”)進(jìn)行表面處理，則與水的接觸角大致為0°。NPB與水的接觸角為70°～80°左右，可知ITO和NPB的表面能量之差非常大。因此如果在ITO上直接形成NPB膜，則NPB容易結(jié)晶，作為元件會過早地劣化。作為空穴注入層將CuPc插入ITO和NPB的界面上，抑制了NPB的結(jié)晶化，也是削弱可靠性的主要原因。
如上所述，將CuPc用于空穴注入層，雖然提高了發(fā)光元件的可靠性，但還不能說可靠性是充分的。作為其理由之一，能舉出CuPc的成膜性差，難以做成均勻的薄膜。
<非專利文獻(xiàn)1>
C.W.Tang等，Applied Physics，Vol.51，No.12，913-915(1987)
<非專利文獻(xiàn)2>
S.A.Van Slyke等，Applied Physics，Vol.69，No.15，2160-2162(1996)發(fā)明內(nèi)容(發(fā)明要解決的課題)因此，本發(fā)明中，以在把CuPc等的酞菁用于空穴注入層的發(fā)光元件中，抑制亮度隨時間劣化、延長元件壽命作為課題。
另外，以提供使用本發(fā)明公開的發(fā)光元件、耐久性好的發(fā)光裝置作為課題。再者，以提供使用這樣的發(fā)光裝置、耐久性好的電子裝置作為課題。
(解決課題用的方法)本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的制作方法，該發(fā)光元件具有陽極、陰極、設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的發(fā)光層、以及設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的空穴注入層，其特征在于上述空穴注入層由CuPc等酞菁形成，且空穴注入層形成后暴露在氣體氣氛中。
使用酞菁的空穴注入層形成后暴露在特定的氣體氣氛中，能獲得比用以往的一直在真空中的成膜方式制作的元件高的可靠性。本發(fā)明者想看看暴露在氣體氣氛中是否會提高酞菁膜的質(zhì)量，是否提高了可靠性。
另外，本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，其特征在于在上述空穴注入層中進(jìn)行摻雜而包含具有使酞菁氧化的性質(zhì)的電子相容性化合物。使用摻雜了電子相容性化合物的空穴注入層，能降低元件的驅(qū)動電壓。
另外，在本發(fā)明中，上述氣體最好使用氧氣等電子相容性氣體。使空穴注入層暴露在電子相容性氣體氣氛中，能降低元件的驅(qū)動電壓。
另外，本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置使用了具有陽極、陰極、設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的發(fā)光層、以及設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的空穴注入層的發(fā)光元件，由酞菁形成上述空穴注入層，而且空穴注入層形成后經(jīng)過暴露在氣體氣氛中的工序制作該發(fā)光元件。還提供一種電子裝置，其特征在于使用上述發(fā)光裝置。
(發(fā)明的效果)通過實(shí)施本發(fā)明，能制作能減緩亮度的劣化的發(fā)光元件。另外，通過使用這樣改善了的發(fā)光元件，能提供亮度的劣化小的發(fā)光裝置。另外，通過使用上述發(fā)光裝置制作電子裝置，能提供壽命比以往長的電子裝置。


圖1是表示制作本發(fā)明的發(fā)光元件時使用的制造裝置的圖。
圖2是表示發(fā)光元件的制造方法的圖。
圖3是表示實(shí)施例2及比較例1的結(jié)果的圖。
圖4是表示實(shí)施例3及比較例2的結(jié)果的圖。
圖5是表示發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示電子裝置的具體例的圖。
圖8是表示電子裝置的具體例的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，發(fā)光元件這樣構(gòu)成為了取出光，第一電極或第二電極中的至少一個是透明的即可，但一般是在基板上形成透明的第一電極(陽極)，從第一電極(陽極)取出光。實(shí)際上，相反地將第一電極作為陰極，從陰極取出光的結(jié)構(gòu)，或者從與基板相反一側(cè)取出光的結(jié)構(gòu)也能適用。
能適用于本發(fā)明的發(fā)光元件，只要是在第一電極和第二電極之間有至少使用了發(fā)光層和酞菁的空穴注入層，則使用什么樣的元件都可以。發(fā)光顏色也是什么樣的都可以，制作全色的顯示裝置的情況等，已知有將光的三原色(藍(lán)、紅、綠)組合起來的方法；將濾色片組合在白色的發(fā)光元件中的方法；以及將變色層組合在藍(lán)色的發(fā)光元件中的方法等。
另外，空穴注入層也可以是以酞菁為主(host)，摻雜了有使酞菁氧化的性質(zhì)的電子相容性化合物(例如，TCNQ-F4或V2O3等)的膜。使用摻雜了電子相容性化合物的空穴注入層的發(fā)光元件由于驅(qū)動電壓低，所以能用較低的電壓取出光，很有用。另外，驅(qū)動電壓低，還能降低加在元件上的應(yīng)力，所以通過與本發(fā)明組合，還能期待改善壽命的效果。
摻雜了電子相容性化合物的空穴注入層，其空洞遷移性提高，能增大發(fā)光元件的厚度。厚度增大，不容易引起短路，能期待提高制作元件時的合格率?？墒?，CuPc具有如果增大厚度則容易結(jié)晶化的性質(zhì)。如上所述，如果暴露在氣體氣氛中導(dǎo)致的可靠性提高起因于薄膜質(zhì)量變好，那么可以考慮即使使CuPc增厚，暴露在氧氣氣氛中時是否能抑制結(jié)晶化呢。
其次，形成了空穴注入層后，使基板暴露的氣體最好是氧等電子相容性的氣體。其理由與上述的摻雜相同，是因?yàn)槟芷诖档万?qū)動電壓。
用本發(fā)明的發(fā)光元件可制作發(fā)光裝置。作為發(fā)光裝置，有的利用單純的面狀光進(jìn)行照明，或者將像素配置成矩陣狀的顯示裝置等，有多種多樣的應(yīng)用。
(實(shí)施例)[實(shí)施例1]在本實(shí)施例中，說明本發(fā)明公開的發(fā)光元件的制作工序、以及這時使用的多室方式的制造裝置。該制造裝置在投入基板連續(xù)地進(jìn)行成膜等的處理后，通過基板與另外投入的相對基板進(jìn)行一體化，能進(jìn)行封接處理。
圖1所示的發(fā)光元件制造裝置有輸送室101(附帶用來輸送基板或相對基板、金屬掩模的輸送機(jī)械手110)、通過門閥與該輸送室連結(jié)的基板·掩模物料室102、前處理室103、第一有機(jī)蒸鍍室104、第二有機(jī)蒸鍍室105、金屬蒸鍍室106、CVD室107、封接玻璃物料室108、以及封接室109。
最初，將基板和蒸鍍用金屬掩模投入基板·掩模物料室102中。基板·掩模物料室呈升降機(jī)結(jié)構(gòu)(在本實(shí)施例中為11段)，呈升降機(jī)結(jié)構(gòu)的各段為基板(在本實(shí)施例中為126.6mm×126.6mm)或掩模兼用?；濉⒀谀：嫌?jì)最多能收容10個。剩余的一段成為加熱基板用的基板加熱段，投入時為空段。另外，在本制造裝置中基板的方向經(jīng)常為面朝下。
其次，在封接玻璃物料室108中進(jìn)行相對基板的投入。封接玻璃物料室呈升降機(jī)結(jié)構(gòu)(在本實(shí)施例中為10段)，各段中最多收容10個前處理(具有代表性的指粘貼吸收面板內(nèi)外的水分用的干燥劑、以及涂敷與基板粘接用的密封劑)結(jié)束后的相對基板(在本實(shí)施例中為126.6mm×126.6mm)。另外，在本制造裝置中相對基板的方向經(jīng)常為面朝上)。
在本制造裝置中，對投入的全部基板先結(jié)束成膜處理，將其稱為“蒸鍍模式”。該蒸鍍模式結(jié)束后，進(jìn)入與相對基板進(jìn)行粘貼的“封接模式”。
以下，以使用7個基板、3個掩模的情況為例，說明蒸鍍模式。
首先，對輸送室101、前處理室103、第一有機(jī)蒸鍍室104、第二有機(jī)蒸鍍室105、金屬蒸鍍室106、CVD室107預(yù)先進(jìn)行達(dá)到10-5～10-6Pa高真空排氣。在蒸鍍模式中，輸送室經(jīng)常保持高真空。另外，對設(shè)置在第一有機(jī)蒸鍍室和第二有機(jī)蒸鍍室中的各蒸鍍材料用比各自的蒸發(fā)開始溫度低30℃的溫度進(jìn)行預(yù)熱。該預(yù)熱時間最好為12小時以上，目的在于將附著在蒸鍍材料上的水分除去。其次，對基板·掩模物料室102進(jìn)行排氣后，將掩模輸送給第一有機(jī)蒸鍍室、第二有機(jī)蒸鍍室、金屬蒸鍍室。在本制造裝置中，使用掩模的成膜室就是這三個室。以上的準(zhǔn)備如果結(jié)束，就將基板輸送給前處理室。在前處理室中雖然由燈加熱器進(jìn)行的真空中基板加熱、以及使用氣體系統(tǒng)的等離子體處理(例如02等離子體處理)都是可能的，但任何處理都要對基板的全部表面進(jìn)行。
另外，關(guān)于基板加熱，由于在基板·掩模物料室102的基板加熱段中也能進(jìn)行，所以為了謀求提高生產(chǎn)率，也可以在這里進(jìn)行。在本實(shí)施例中，在排氣后的基板·掩模物料室中，用燈加熱器在真空中進(jìn)行基板加熱。即，將基板從基板·掩模物料室經(jīng)由輸送室101，輸送給基板·掩模物料室的基板加熱段，用實(shí)際溫度150℃對基板進(jìn)行30分鐘的加熱器加熱，加熱結(jié)束后，使基板加熱段離開燈加熱器，使基板冷卻30分鐘。另外，加熱結(jié)束后，將基板經(jīng)由輸送室輸送給前處理室103，通過進(jìn)行冷卻(即，在前處理室中等待)，在基板冷卻過程中也能在基板·掩模物料室中對下一個基板進(jìn)行真空加熱，有利于提高生產(chǎn)率。
其次，將基板從前處理室103經(jīng)由輸送室101輸送給第二有機(jī)蒸鍍室105，使用兩臺CCD攝像機(jī)進(jìn)行了與掩模的調(diào)整處理后，使空穴注入層CuPc以0.1nm/sec的速率形成20nm。在第二有機(jī)蒸鍍室中，從固定的蒸鍍源(在本實(shí)施例中為6個地方)蒸發(fā)材料，在上方的基板上形成膜。在蒸鍍過程中基板旋轉(zhuǎn)，由此提高在基板上形成的膜的厚度在面內(nèi)分布的均勻性。另外，采用從多個蒸鍍源使多個材料同時蒸發(fā)的共蒸鍍法，能形成在主物質(zhì)中摻雜了賓(guest)物質(zhì)的層。
其次，將基板經(jīng)由輸送室101輸送給CVD室107。在基板被輸送給CVD室之前，CVD室進(jìn)行了達(dá)到10-5～10-6pa高真空排氣。輸送后將高純度的氧氣以500sccm供給CVD室。在供給氧氣期間，也用渦輪增壓泵使CVD室排氣，所以CVD室內(nèi)的壓力一定。使基板在氧氣氣氛中暴露5分鐘后，停止氧氣的供給，將CVD室排氣成高真空。
另外，在CVD室107中，能在基板的全部表面上形成CVD膜。另外，還能進(jìn)行使用多種氣體的等離子體處理。利用它能在陰極Al上形成例如作為保護(hù)膜的氮化硅膜，或者作為基板的前處理，也能進(jìn)行使用多種氣體的等離子體處理(例如，Ar+O2等離子體處理)。
其次，將基板經(jīng)由輸送室101再輸送給第二有機(jī)蒸鍍室105。調(diào)整處理結(jié)束后，使空穴輸送層NPB以0.2nm/sec形成60nm。
其次，將基板經(jīng)由輸送室101輸送給第一有機(jī)蒸鍍室104。除了蒸鍍源的個數(shù)為8個地方以外，其他機(jī)構(gòu)及成膜處理方法與第二有機(jī)蒸鍍室105完全相同。這里，以0.1nm/sec形成兼作發(fā)光層及電子輸送層的三(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物(以下稱“Alq3”)75nm。特別是在成膜過程中的前半期形成的發(fā)光層中，其厚度為37.5nm，用共蒸鍍法摻雜了0.3wt％左右微量的二甲基キナクリドン(以下稱“DMQA”)。通過該摻雜，完成后的面板的壽命大幅度提高。另外，從發(fā)光層向電子輸送層的切換，只要將附屬于DMQA蒸鍍源的快門關(guān)閉，就能順利地進(jìn)行。
其次，將基板經(jīng)由輸送室101輸送給金屬蒸鍍室106。在這里，以0.1nm/sec形成1nm的CaF2、以及以1nm/sec形成200nm的Al作為陰極。在金屬蒸鍍室中，能用電阻加熱(RE)法(RE蒸鍍源存在6點(diǎn)式×2共計(jì)12點(diǎn))及EB法(EB蒸鍍源存在6點(diǎn)式×1共計(jì)6點(diǎn))形成膜，但如果考慮對基板上的TFT的損傷，則最好采用電阻加熱法。蒸鍍源以外的機(jī)構(gòu)及成膜處理方法與第二有機(jī)蒸鍍室104及第二有機(jī)蒸鍍室105完全相同。
如上所述的必要處理結(jié)束后的基板經(jīng)由輸送室101再返回出發(fā)點(diǎn)的基板·掩模物料室102。另外，以上為了獲得發(fā)綠色光的單色面板，雖然示出了必要的一系列處理，但不特別限定。
對投入的全部基板完成了同樣的處理后，從各蒸鍍室將掩?；厥盏交濉ぱ谀Ｎ锪鲜?02中，蒸鍍模式結(jié)束，本制造裝置接著進(jìn)入封接模式。
另外，以上，只說明了在預(yù)蒸鍍室中配置了3個所使用的掩模，在蒸鍍處理過程中不更換掩模的“掩模不更換模式”的情況，但由于元件結(jié)構(gòu)的不同，當(dāng)然會提出每一個蒸鍍室使用多個掩模的要求。即使在這樣的情況下，本制造裝置也能適應(yīng)，預(yù)先將不要的3個以上的掩模設(shè)置在基板·掩模物料室中，在蒸鍍室的處理間歇進(jìn)行掩模更換即可(在規(guī)范上將該模式稱為“掩模更換模式”，以示區(qū)別)。但是，如果增加使用的掩模，則同時流動的基板的個數(shù)當(dāng)然減少。
以下，說明封接模式。
首先輸送室101、基板·掩模物料室102、封接玻璃物料室108有必要開設(shè)通風(fēng)孔。關(guān)于輸送室及基板·掩模物料室，蒸鍍模式結(jié)束后立刻進(jìn)行通風(fēng)處理即可。另外，關(guān)于封接玻璃物料室，通過盡量在封接前進(jìn)行結(jié)束了前處理的相對基板的設(shè)置，能抑制密封劑和干燥劑的劣化。設(shè)置后，通過多次(在本實(shí)施例中為兩次)進(jìn)行封接玻璃物料室的排氣·通氣處理，不僅能防止封接模式時輸送室中的水分濃度的下降，而且還能進(jìn)行相對涂敷的密封劑的脫氣。封接玻璃物料室最后的通氣處理結(jié)束后，立刻進(jìn)入封接處理是理想的。通過操作者周密地設(shè)定輸送室及基板·掩模物料室的通氣處理、相對基板向封接玻璃物料室的投入、以及封接玻璃物料室的通氣處理等各個處理的時序，上述的理想情況是可能的。
其次，將基板從基板·掩模物料室102、將相對基板從封接玻璃物料室108，分別經(jīng)由輸送室101輸送到封接室109中。在封接室中將基板的端部之間對齊，基板·相對基板的制造調(diào)整處理結(jié)束后，將基板·相對基板粘接起來，通過加壓進(jìn)行封接。再從相對基板側(cè)(下側(cè))進(jìn)行UV照射，使密封劑(在本實(shí)施例中為UV硬化樹脂)硬化。這時，使用遮光掩模，能只對密封劑部分有選擇地進(jìn)行UV照射。另外，在本實(shí)施例中遮光掩模是石英玻璃上形成了Cr膜的掩模，因?yàn)椴豢赡苡幂斔褪业妮斔蜋C(jī)械手來輸送，所以操作者直接將它設(shè)置在封接室中。
通過以上的封接處理，基板和相對基板構(gòu)成呈一體的面板。將該面板從封接室109經(jīng)由輸送室101輸送到基板·掩模物料室102中。以下，對下一個基板及相對基板進(jìn)行同樣的處理。最后7個面板被收容在基板·掩模物料室中，封接模式結(jié)束。封接模式結(jié)束后，將完成了的面板從基板·掩模物料室中取出即可。
以上所示的蒸鍍模式、以及封接模式中的一系列處理，可以利用控制系統(tǒng)全部自動地進(jìn)行。具體地說，如果將包括對每個基板的輸送路線·處理內(nèi)容等信息的菜單登錄下來，只要發(fā)送處理開始的信號，就能根據(jù)該登錄的菜單，自動地進(jìn)行對各基板的一系列處理。
在本實(shí)施例中，對用實(shí)施例1所示的工序制作的發(fā)光元件，測定了進(jìn)行恒定電流驅(qū)動時的亮度劣化情況。
圖2中示出了元件結(jié)構(gòu)。首先，對作為陽極形成了110nm的ITO膜的玻璃基板207，在10-5～10-6pa的真空中作為空穴注入層202蒸鍍了20nm的CuPc后，在氧氣氣氛中暴露5分鐘，此后作為空穴輸送層203蒸鍍了60nm的NPB，作為發(fā)光層204蒸鍍了37.5nm的Alq和DMQA的共蒸鍍膜，作為電子輸送層205蒸鍍了37.5nm的Alq，其次作為陰極206蒸鍍了1nm的CaF2、200nm的Al。Alq和DMQA的質(zhì)量比為1∶0.003。然后，與附帶涂敷了紫外線硬化樹脂的干燥劑的相對玻璃粘接起來，通過照射紫外線進(jìn)行了封接。
用該元件，以對應(yīng)于1000cd/m2的電流密度9.2mA/m2，進(jìn)行了恒定電流可靠性測定。將結(jié)果示于圖3所示的曲線“有氧氣氣氛”中。
為了比較，元件結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，蒸鍍了CuPc后，不暴露在氧氣氣氛中，一直為真空，在蒸鍍了NPB的元件中，使初始亮度與實(shí)施例2相同，設(shè)定為1000cd/m2，進(jìn)行了實(shí)施恒定電流驅(qū)動時的可靠性試驗(yàn)(電流密度10.2mA/m2)。將結(jié)果示于圖3所示的圖表“無氧氣氣氛”中。如果將兩者加以比較，可知“有氧氣氣氛”的元件在恒定電流驅(qū)動中，特別能抑制初始劣化。
在本實(shí)施例中，將實(shí)施例2的元件結(jié)構(gòu)稍加改變，測定了元件的恒定電流可靠性。在實(shí)施例2中，發(fā)光層的質(zhì)量比即Alq和DMQA之比為1∶0.003，與此不同，在本實(shí)施例中為1∶0.01。其他元件結(jié)構(gòu)及元件制作方法相同。初始亮度為1000cd/m2。與其對應(yīng)的電流密度為13.4mA/m2。示于“有氧氣氣氛”中。
為了比較，元件結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同，蒸鍍了CuPc后，不暴露在氧氣氣氛中，一直為真空，在蒸鍍了NPB的元件中，使初始亮度與實(shí)施例3相同，設(shè)定為1000cd/m2，進(jìn)行了實(shí)施恒定電流驅(qū)動時的可靠性試驗(yàn)(電流密度15.9mA/m2)。將結(jié)果示于圖4所示的圖表“無氧氣氣氛”中。如果將兩者加以比較，可知“有氧氣氣氛”的元件在恒定電流驅(qū)動中，特別能抑制初始劣化。
在本實(shí)施例中，作為本發(fā)明中公開的發(fā)光裝置的例子，舉例示出了無源矩陣型發(fā)光裝置。在圖5A中示出了其俯視圖，在圖5B中示出了沿A-A’剖切圖5A時的剖面圖。另外，作為發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)雖然可以是各種各樣的形態(tài)，但例如采用本說明書中的實(shí)施例2或?qū)嵤├?所示的結(jié)構(gòu)即可。
在圖5A中，501是基板，這里使用玻璃材料。也可以使用塑料材料，作為塑料材料，能使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙醚砜(以下稱“PES”)、聚碳酸酯(以下稱“PC”)、將聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱“PET”)或聚乙醚烯腈(以下稱“PEN”)制成板狀或薄膜狀。
502是由氧化物導(dǎo)電膜構(gòu)成的掃描線(陽極)，在本實(shí)施例中用ITO，另外，503是由金屬膜構(gòu)成的數(shù)據(jù)線(陰極)，在本實(shí)施例中用層疊了CaF2和Al的膜。另外，504是由丙烯樹脂構(gòu)成的存儲體，具有作為將數(shù)據(jù)線503斷開用的隔壁功能。掃描線502和數(shù)據(jù)線503兩者都形成許多條紋狀，互相正交設(shè)置。另外，在圖5A中雖然未示出，但有機(jī)化合物層被夾在掃描線502和數(shù)據(jù)線503之間，交叉部成為像素。
而且，掃描線502及數(shù)據(jù)線503通過TAB帶507連接在外部的驅(qū)動電路上。另外，508表示掃描線502集合而成的布線組，509表示由連接在數(shù)據(jù)線503上的連接布線506的集合構(gòu)成的布線組。另外，雖然圖中未示出，但也可以連接將IC設(shè)在TAB帶上的TCP，來代替TAB帶507。
另外，在圖58中，510是密封材料，511是用密封材料510粘接在基板501上的蓋材料。作為密封材料510，使用光硬化樹脂即可，最好是脫氣少、吸濕性低的材料。作為蓋材料，最好是與基板501相同的材料，也可以使用玻璃(包括石英玻璃)或塑料。這里使用玻璃材料。
其次，圖5C中示出了像素區(qū)的結(jié)構(gòu)的放大圖。513是有機(jī)化合物層。另外，如圖5C所示，存儲體(bank)504呈下層的寬度比上層的寬度窄的形狀，能物理性地將數(shù)據(jù)線503斷開。另外，用密封材料510包圍的像素部514利用由樹脂構(gòu)成的封接材料515與大氣割斷，呈防止有機(jī)化合物層的劣化的結(jié)構(gòu)。
由以上這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的發(fā)光裝置，由于由掃描線502、數(shù)據(jù)線503、存儲體504及有機(jī)化合物層513形成像素部514，所以用非常簡單的工藝就能制作。
另外，也可以將偏振片512設(shè)置在本實(shí)施例所示的發(fā)光裝置的顯示面(觀測圖像的面)上。該偏振片能抑制從外部入射的光的反射，有防止觀測者映入顯示面上的效果。一般說來，使用圓偏振片。但是，為了防止從有機(jī)化合物層發(fā)出的光由于偏振片反射而返回內(nèi)部，最好調(diào)節(jié)折射率，呈內(nèi)部反射少的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，用圖6A、6B說明像素部中有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。另外，圖6A是表示發(fā)光裝置的俯視圖，圖6B是沿B-B’剖切圖6A的剖面圖。用虛線表示的601是驅(qū)動電路部(源側(cè)驅(qū)動電路)，602是像素部，603是驅(qū)動電路部(柵側(cè)驅(qū)動電路)。另外，604是封接基板，605是密封劑，用密封劑605包圍的內(nèi)側(cè)607成為空間。
另外，608是傳輸輸入到源側(cè)驅(qū)動電路601及柵側(cè)驅(qū)動電路603中的信號用的布線，從成為外部輸入端子的FPC609接收視頻信號、時鐘信號、啟動信號、復(fù)位信號等。另外，這里雖然只圖示了FPC，但該FPC中也可以安裝打印布線板(以下稱“PWB”)。在本說明書中的發(fā)光裝置中，不僅包括發(fā)光裝置本體，而且其中也包括安裝了FPC或PWB的狀態(tài)。
其次，用圖6B說明斷面結(jié)構(gòu)。雖然在基板610上形成驅(qū)動電路部及像素部，但這里，示出了作為驅(qū)動電路部的源側(cè)驅(qū)動電路601、像素部602。
另外，源側(cè)驅(qū)動電路601形成將n溝道型TFT623和p溝道型TFT624組合起來的CMOS電路。另外，形成驅(qū)動電路的TFT也可以在眾所周知的CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路中形成。另外，在本實(shí)施方式中，雖然示出了在基板上形成了驅(qū)動電路的驅(qū)動器一體型，但這并非是必要的，也可以不在基板上而是在外部形成。
另外，由包括開關(guān)用TFT611、電流控制用TFT612和導(dǎo)電性地連接在其漏上的第一電極613的多個像素形成像素部602。另外，覆蓋著第一電極613的端部形成絕緣物614。這里，通過使用正型的感光性丙烯酸樹脂膜來形成。
另外，為了形成良好的覆蓋，在絕緣物614的上端部或下端部形成有曲率的曲面。例如，作為絕緣物614的材料，在使用正型的感光性丙烯的情況下，最好只使絕緣物614的上端部具有曲率半徑為(0.2微米～3微米)的曲面。另外，作為絕緣物614，能使用借助于感光性的光在刻蝕劑中呈不溶解性的負(fù)型、或者借助于光在刻蝕劑中呈溶解性的正型中的任意一個。
在第一電極613上分別形成電致發(fā)光層616、以及第二電極617。這里，作為用于具有作為陽極功能的第一電極613的材料，最好使用功函數(shù)大的材料。例如ITO膜、銦鋅氧化物膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等單層膜，此外還能使用氮化鈦和以鋁為主要成分的膜的層疊層；氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜、以及氮化鈦膜這樣的三層結(jié)構(gòu)等。另外，如果做成層疊結(jié)構(gòu)，則作為布線的電阻低，取得良好的歐姆接觸，還能具有作為陽極的功能。
另外，有機(jī)化合物層616如果至少有發(fā)光層和使用酞菁的空穴注入層，則使用什么樣的都可以。例如采用本說明書中的實(shí)施例2或?qū)嵤├?這樣的結(jié)構(gòu)即可。
另外，作為用于在有機(jī)化合物層616上形成的第二電極(陰極)617的材料，使用功函數(shù)小的材料(Al、Ag、Li、Ca、或它們的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、或CaN)即可。另外，在電致發(fā)光層616中產(chǎn)生的光透過第二電極617的情況下，作為第二電極(陰極)617，可以使用厚度薄的金屬薄膜和透明導(dǎo)電膜(ITO、氧化銦氧化鋅合金、氧化鋅等)的層疊層。
另外通過用密封劑605將封接基板604與元件基板610粘接起來，構(gòu)成在用元件基板601、封接基板604、以及密封劑805包圍的空間607中備有發(fā)光元件618的結(jié)構(gòu)。另外，除了在空間607中填充了惰性氣體(氮或氬等)的情況以外，還包括用密封劑605填充的結(jié)構(gòu)。
另外，密封劑605最好使用環(huán)氧系列樹脂。另外，這些材料最好盡可能是不透水和氧的材料。另外，作為封接基板604中使用的材料，除了玻璃基板和石英基板以外，還能使用由聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、PES、PC、PET、PEN等構(gòu)成的塑料基板。
如上處理，能獲得具有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
在上述實(shí)施例中說明的本發(fā)明的發(fā)光裝置具有壽命長的優(yōu)點(diǎn)。因此，作為顯示部等包含上述發(fā)光裝置的電子裝置，與以往相比也成為壽命長的電子裝置。
另外，上述發(fā)光裝置由于是自發(fā)光型的，使用不需要像液晶顯示裝置那樣的背照光，由于有機(jī)化合物層的厚度也不足1微米，使用薄型輕量化是可能的。因此，作為顯示部等包含上述發(fā)光裝置的電子裝置，與以往相比也成為薄型輕量的電子裝置。該情況，特別是關(guān)于攜帶裝置這樣的電子裝置，由于能方便(攜帶時輕而緊湊)地直接聯(lián)系，所以極其有用。另外，在電子裝置總體上，從輸送方面(能大量輸送)、設(shè)置方面(確保房間等的空間)來看，毫無疑問，薄型(無體積)是有用的。
另外，由于上述發(fā)光裝置是自發(fā)光型的，所以與液晶顯示裝置相比，具有在明亮場所的識別性好、而且視野角大的特征。因此，作為顯示部等具有上述發(fā)光裝置的電子裝置，在顯示的易見性方面也有很大的優(yōu)點(diǎn)。
即，使用本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子裝置，除了薄型輕量·高識別性這樣的現(xiàn)有的發(fā)光元件的長處以外，還具有壽命長的特長，極其有用。
在本實(shí)施例中，舉例示出作為顯示部包括本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子裝置。將其具體例示于圖7A-7F及圖8A、8B中。另外，本實(shí)施例的電子裝置中包含的發(fā)光裝置，可以使用本發(fā)明中公開的發(fā)光裝置中的任意一種。例如使用實(shí)施例4或?qū)嵤├?所示的顯示裝置。
圖7A是使用發(fā)光元件的顯示裝置，包括框體701a、支撐臺702a、顯示部703a。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部703a用的顯示器，能實(shí)現(xiàn)薄而輕、壽命長的顯示器。因此，輸送變得簡便，設(shè)置時能節(jié)省空間，而且壽命也長。
圖7B是攝像機(jī)，包括本體701b、顯示部702b、聲音輸入部703b、操作開關(guān)704b、電池705b、受像部706b。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部702b用的攝像機(jī)，能實(shí)現(xiàn)壽命長、重量輕的攝像機(jī)。
圖7C是數(shù)碼相機(jī)，包括本體701c、顯示部702c、目鏡部703c、操作開關(guān)704c。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部702c用的數(shù)碼相機(jī)，能實(shí)現(xiàn)壽命長、重量輕的數(shù)碼相機(jī)。
圖7D是備有記錄媒體的圖像再生裝置，包括本體701d、記錄媒體(CD、LD、或DVD等)702d、操作開關(guān)703d、顯示部(A)704d、顯示部(B)705d。顯示部(A)704D主要顯示圖像信息，顯示部(B)705d主要顯示字符信息。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為這些顯示部(A)704d和顯示部(B)705d用的上述圖像再生裝置，除了重量輕以外，還能實(shí)現(xiàn)壽命長的上述圖像再生裝置。另外，備有該記錄媒體的圖像再生裝置中，還包括CD再生裝置、游戲機(jī)等。
圖7E是攜帶型(移動型)計(jì)算機(jī)，包括本體701e、顯示部702e、受像部703e、操作開關(guān)704e、存儲槽705e。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部702e用的攜帶型計(jì)算機(jī)，能實(shí)現(xiàn)壽命長、重量輕的攜帶型計(jì)算機(jī)。另外，該攜帶型計(jì)算機(jī)能將信息記錄在將快速存儲器或非易失性存儲器集成化了的記錄媒體中，或者使其再生。
圖7F是個人計(jì)算機(jī)，包括本體701f、框體702f、顯示部703f、鍵盤704f。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部703f用的個人計(jì)算機(jī)，能實(shí)現(xiàn)壽命長、薄型重量輕的個人計(jì)算機(jī)。特別是在像筆記本電腦那樣需要攜帶用的情況下，重量輕這一點(diǎn)成為很大的優(yōu)點(diǎn)。
另外，上述的電子裝置多半顯示通過因特網(wǎng)等電子通信線路或電波等無線通信發(fā)送的信息，特別是增加了顯示動畫信息的機(jī)會。發(fā)光元件的響應(yīng)速度非?？?，適合于這樣的動畫顯示。
其次，圖8A是攜帶電話，包括本體801a、聲音輸出部802a、聲音輸入部803a、顯示部804a、操作開關(guān)805a、天線806a。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部804a用的攜帶電話，能實(shí)現(xiàn)壽命長、薄型重量輕的攜帶電話。
圖8B是音響裝置(具體地說，是車載用音頻裝置)，包括本體801b、顯示部802b、操作開關(guān)803b、804b。通過制作將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部802b用的音響裝置，能實(shí)現(xiàn)壽命長、重量輕的音響裝置。另外，在本實(shí)施例中雖然作為例示出了車載用音頻裝置，但也可以用于家庭用音頻裝置。
另外，在圖7A～圖8B所示的電子裝置中，內(nèi)部再安裝光傳感器，設(shè)置檢測使用環(huán)境的亮度的單元，從而具有根據(jù)使用環(huán)境的亮度，調(diào)制發(fā)光亮度的功能是有效的。如果與使用環(huán)境的亮度相比，能確保對比度比為100～150的亮度，使用者就能毫無問題地識別圖像或字符信息。即，在使用環(huán)境亮的情況下，提高圖像的亮度就容易看見，在使用環(huán)境暗的情況下，能抑制圖像的亮度，從而能抑制功耗。
另外，將本發(fā)明的發(fā)光裝置作為光源用的各種電子裝置，也能壽命長、薄型輕量化，所以可以說非常有用。具有代表性的，是作為液晶顯示裝置的稱為背照光或前照光的光源、或照明裝置的光源，包括本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子裝置。
因此，在將本實(shí)施例所示的圖7A～圖8B所示的電子裝置的像素部全部做成液晶顯示器的情況下，通過制作作為該液晶顯示器的背照光或前照光而使用本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子裝置，除了壽命長以外，還能實(shí)現(xiàn)薄而輕的電子裝置。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件的制作方法，該發(fā)光元件具有陽極、陰極、設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的發(fā)光層、以及設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的空穴注入層，其特征在于上述空穴注入層由酞菁形成，而且，空穴注入層形成后暴露在氣體氣氛中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于上述酞菁是銅酞菁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于在上述空穴注入層中摻雜了具有使酞菁氧化的性質(zhì)的電子相容性化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于上述氣體是電子相容性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于上述氣體是氧氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于上述電子相容性化合物是TCNQ-F4或V2O5。
7.一種發(fā)光元件，該發(fā)光元件具有陽極、陰極、設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的發(fā)光層、以及設(shè)置在上述陽極和上述陰極之間的空穴注入層，其特征在于上述空穴注入層包含酞菁、以及使該酞菁氧化的電子相容性化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光元件，其特征在于上述電子相容性化合物是TCNQ-F4或V2O5。
全文摘要
提供一種能抑制亮度劣化、壽命長的發(fā)光裝置及電子裝置，本發(fā)明不像以往的真空蒸鍍法那樣，一直在真空中形成由空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層、電子注入層等構(gòu)成的有機(jī)化合物層及電極，而是在形成由酞菁構(gòu)成的空穴注入層后，暴露在氣體氣氛中。特別是將銅酞菁暴露在氧氣氣氛中。利用該方法可提供壽命長的有機(jī)發(fā)光元件，用上述有機(jī)發(fā)光元件制作發(fā)光裝置及電子裝置。
文檔編號H01L51/40GK1736129SQ20038010855
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者池田壽雄 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所