有機發(fā)光元件、有機發(fā)光元件的制造方法、顯示裝置和照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明通過有機發(fā)光元件10，能夠提供光取出效率高、發(fā)光效率高的有機發(fā)光元件，所述有機發(fā)光元件10含有在基板11上形成的透明的陽極層12、貫穿陽極層12而形成的第1貫穿部16、覆蓋陽極層12的上表面和第1貫穿部16的內(nèi)表面而形成的電介質層13、貫穿陽極層12和電介質層13而形成的第2貫穿部17、至少覆蓋第2貫穿部17的內(nèi)表面而形成的含發(fā)光層的有機化合物層14、和在有機化合物層14上形成的陰極層15，并且電介質層13的折射率比陽極層12的折射率小。
【專利說明】有機發(fā)光元件、有機發(fā)光元件的制造方法、顯示裝置和照明裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在顯示裝置、照明裝置中使用的有機發(fā)光元件。
【背景技術】
[0002]使用有機化合物作為發(fā)光體的有機發(fā)光元件，由于其面光源的特性，近年來人們期待其能夠在照明用途中應用，為了更進一步高效率化，人們積極地進行將發(fā)射的光在外部取出的光取出技術的開發(fā)。
[0003]作為提高將光從發(fā)光層取到有機發(fā)光元件外部的光取出效率的技術，已經(jīng)提出了在透明基板上形成的光透過性電極上形成大量細孔、在電極上和細孔內(nèi)形成發(fā)光層的結構的有機發(fā)光元件。
[0004]在專利文獻I中，公開了一種在電極和電介質層的層疊結構體中形成貫穿它們的孔洞，在孔洞內(nèi)形成發(fā)光層的有機發(fā)光元件。
[0005]此外、在專利文獻2中公開了在電極表面具有凹凸、在該電極上和凹凸內(nèi)形成發(fā)光層的有機發(fā)光兀件。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特表2010-509729號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2004-311419號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]但是，在孔洞內(nèi)形成發(fā)光層的有機發(fā)光元件，從孔洞內(nèi)部發(fā)射的光有時不射向電介質層而是射向透明電極。此時，通常由于透明電極和發(fā)光層的折射率相近，所以不能有效引起光的行進路線改變，在有機發(fā)光元件外部取出的光的效率不充分。此外、在電極表面形成凹凸的有機發(fā)光元件，盡管能夠提高將從形成凹凸的電極層的光取出面和相反側的面以各種角度入射的光從光取出面?zhèn)热〕龅男剩珜疾康膬?nèi)部發(fā)出的、向凹部內(nèi)的電極側面入射的光在有機發(fā)光元件的外部取出的效率不充分。
[0012]解決課題的手段
[0013]為了解決上述課題，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過由貫穿部內(nèi)部的發(fā)光層發(fā)出的、射向透明電極層的光的行進路線上設置折射率比透明電極層低的電介質層的有機發(fā)光元件結構，能夠有效地取出在以往的有機發(fā)光元件外部不能取出的光，從而完成本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明的有機發(fā)光元件，其含有:在基板上形成的透明的第I電極層，貫穿第I電極層而形成的第I貫穿部，覆蓋第I電極層的上表面和第I貫穿部的內(nèi)表面而形成的電介質層，貫穿第I電極層和電介質層而形成的第2貫穿部，至少覆蓋第2貫穿部的內(nèi)表面而形成的、含有發(fā)光層的有機化合物層，以及在有機化合物層上形成的第2電極層，電介質層的折射率比第I電極層的折射率小。
[0015]這里，電介質層優(yōu)選上表面形成平面狀，優(yōu)選電介質層的折射率比有機化合物層的折射率小。
[0016]此外，第I貫穿部和第2貫穿部在第I電極層的面內(nèi)具有最大寬度為IOiim以下的圓形形狀或多角形形狀，并且在第I電極層的任意的面內(nèi)Imm2中，第I貫穿部和第2貫穿部分別形成IO3?IO8個。
[0017]此外，本發(fā)明的有機發(fā)光元件的制造方法，包含以下エ序:在基板上形成第I電極層的第I電極層形成エ序，形成貫穿第I電極層的第I貫穿部的第I貫穿部形成エ序，用電介質覆蓋第I電極層的上表面和第I貫穿部的內(nèi)表面的電介質層形成エ序，形成貫穿第I電極層和電介質層的第2貫穿部的第2貫穿部形成エ序，形成有機化合物層的有機化合物層形成エ序，有機化合物層至少覆蓋第2貫穿部的內(nèi)表面而形成且含有發(fā)光層，以及、在有機化合物層上形成第2電極層的第2電極層形成エ序。
[0018]此外，本發(fā)明的顯示裝置具有上述有機發(fā)光元件。
[0019]此外，本發(fā)明的照明裝置具有上述有機發(fā)光元件。
[0020]發(fā)明效果
[0021 ] 本發(fā)明能夠提供光取出效率高、發(fā)光效率高的有機發(fā)光元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是用于說明采用本實施方式的有機發(fā)光元件的例子的局部截面圖。
[0023]圖2是有機發(fā)光元件的局部截面圖，是顯示從本實施方式的有機化合物層朝著基板的下側被取出的光的經(jīng)過路線的圖。
[0024]圖3的(a)?(f)是對采用本實施方式的有機發(fā)光元件的制造方法進行說明的圖。
[0025]圖4是用于說明使用本實施方式的有機發(fā)光元件的一例顯示裝置的圖。
[0026]圖5是用于說明具有本實施方式中的有機發(fā)光元件的一例照明裝置的圖。
【具體實施方式】
[0027](有機發(fā)光元件)
[0028]下面，參照附圖來對本發(fā)明的實施方式予以具體說明。
[0029]圖1是說明采用本實施方式的有機發(fā)光元件的局部截面圖。
[0030]圖1所例示的有機發(fā)光元件10具有由以下部分層疊而成的結構:基板11，透明的作為第I電極層的、在以基板11側為下側時在基板11上形成的、用于注入空穴的陽極層12，具有改變?nèi)肷溥M來的光的行進路線、并且使陽極層12和陰極層15之間的至少一部分絕緣的功能的電介質層13，以及、作為第2電極層的、用于注入電子的陰極層15。需說明的是，作為本實施方式的有機發(fā)光元件，并不局限于上述圖1的構造，也可以是例如，透明的第I電極層為陰極層、第2電極層為陽極層，但在下文中，以圖1的構造為例、對本實施方式的有機發(fā)光元件進行說明。
[0031]并且，在有機發(fā)光元件10中，設置有貫穿陽極層12而形成的多個第I貫穿部16。此外、有機發(fā)光元件10中，除了上述多個第I貫穿部16以外，還設置有貫穿陽極層12和電介質層13這兩者的多個第2貫穿部17。并且，在陽極層12的上表面和第I貫穿部16內(nèi)部形成有電介質層13。進而在第2貫穿部17的內(nèi)部形成有至少覆蓋第2貫穿部17的內(nèi)表面而形成的、含有發(fā)光層的有機化合物層14。
[0032]本實施方式中，由于有機化合物層14由I層構成，所以有機化合物層14即是發(fā)光層。并且，通過有機化合物層14進行發(fā)光而形成有機發(fā)光元件10的發(fā)光面。
[0033]基板11是用于形成陽極層12、電介質層13、有機化合物層14和陰極層15的支持體?；?1使用滿足有機發(fā)光元件10所要求的機械強度的材料。
[0034]作為基板11所使用的材料，在要從有機發(fā)光兀件10的基板11側取出光時，需要相對于發(fā)光層發(fā)出的光為透明。具體地說，可以列舉出藍寶石玻璃、鈉鈣玻璃、石英玻璃等玻璃類；丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂等透明樹脂；硅氧烷樹脂；氮化鋁、氧化鋁等透明金屬氧化物等。需說明的是，在作為基板11使用由上述透明樹脂形成的樹脂膜等時，相對于水、氧氣等氣體的透氣性低，所以優(yōu)選。在使用透氣性高的樹脂膜等時，優(yōu)選在不嚴重破壞光的透射性的限度內(nèi)形成用于抑制氣體透過的阻擋性薄膜。
[0035]在不需要從有機發(fā)光元件10的基板11側取出光時，作為基板11的材料，并不局限于相對于可見光為透明的材料，也可以使用不透明的材料。作為這種材料，具體地說，可以使用硅(Si)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、或鈮(Nb)的單體、或它們的合金、或不銹鋼等。此外，還可以使用由Si02、Al2O3等氧化物、n-Si等半導體等形成的材料。作為不透明的基板11的材料，為了使發(fā)光層發(fā)出的光更多地在有機發(fā)光元件10的外部取出，優(yōu)選光反射性高的金屬材料。
[0036]基板11的厚度，根據(jù)所要求的機械強度而異，優(yōu)選為0.1mm?10mm、更優(yōu)選為0.25mm ?2mm。
[0037]通過在陽極層12和陰極層15之間施加電壓，能夠通過陽極層12向有機化合物層14注入空穴。作為陽極層12所使用的材料，需要具有導電性。具體地說，優(yōu)選功函數(shù)高的，優(yōu)選功函數(shù)為4.5eV以上。而且，優(yōu)選其電阻相對于堿性水溶液不發(fā)生顯著變化。
[0038]形成陽極層12的材料，為了將由與第2貫穿部17的內(nèi)表面相接觸的有機化合物層14發(fā)射出的光引導到第I貫穿部16內(nèi)的電介質層13，需要相對于該光具有透射性。作為滿足這種條件的材料，優(yōu)選金屬氧化物，可以列舉出例如，ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、氧化錫等。陽極層12的厚度，可以形成例如2nm?2μπι。但從導電性高的觀點來看，優(yōu)選為50nm以上，從能夠使第I貫穿部16和第2貫穿部17在膜厚方向形成均勻的形狀和大小的觀點來看，優(yōu)選為500nm以下。需說明的是，功函數(shù)可以通過例如紫外光電子能譜分析法來測定。
[0039]電介質層13，通過使由有機化合物層14發(fā)射出的光在有機化合物層14和陽極層12的界面發(fā)生折射，而能夠容易地將光在有機發(fā)光元件10的外部取出。
[0040]本實施方式中，電介質層13是絕緣性的。通過這樣，電介質層13能夠以規(guī)定的間隔將陽極層12和陰極層15分離開，使它們絕緣，并且通過在陽極層12和陰極層15之間施加電壓，能夠使有機化合物層14中含有的發(fā)光材料發(fā)光。因此，形成電介質層13的材料需要是高電阻率材料，作為電阻率，要求為IO8Qcm以上、優(yōu)選為IO12Qcm以上。作為具體的材料，可以列舉出氮化硅、氮化硼、氮化鋁等金屬氮化物；氧化硅(二氧化硅)、氧化鋁等金屬氧化物、氟化鈉、氟化鋰、氟化鎂、氟化鈣、氟化鋇等金屬氟化物，此外，還可以使用聚酰亞胺、聚1，1-ニ氟こ烯、派瑞林(Parylene)等高分子化合物、聚苯基倍半娃氧燒(Poly (phenylsilsesquioxane))等旋布玻璃(Spin-on-Glass，S0G)。
[0041]在電介質層13的折射率比陽極層12和有機化合物層14的折射率小時，光的取出效率特別高。因此，作為形成電介質層13的材料，優(yōu)選選擇具有比由單層或多層構成的陽極層12、和由單層或多層構成的有機化合物層14各自的形成各層的任ー種材料的折射率都小的折射率的材料。
[0042]結果就能夠以電介質層13的折射率比陽極層12的折射率和有機化合物層14的折射率都小的方式形成電介質層13。更具體地說，優(yōu)選電介質層13的折射率比陽極層12和有機化合物層14的折射率都小0.1以上，更優(yōu)選小0.2以上。
[0043]這里，為了再現(xiàn)性良好地制造難以發(fā)生短路和漏電的有機發(fā)光元件10，優(yōu)選電介質層13的厚度盡量厚，但另一方面，為了抑制有機發(fā)光元件10整體的厚度，優(yōu)選電介質層13的厚度不超過lum。此外，陽極層12和陰極層15的間隔較窄時，發(fā)光所需的電壓較低即可，從這樣的觀點考慮，更優(yōu)選電介質層13較薄。但如果過薄，則有相對于用于驅動有機發(fā)光元件10的電壓、絕緣耐カ變得不充分之虞。這里的絕緣耐力，當以電極間沒有形成貫穿部的層狀形成電介質層13時，優(yōu)選在施加比有機發(fā)光元件10驅動時的電壓高2V的電壓時、在該電介質層中流通的電流的電流密度為0.1mA/cm2以下,更優(yōu)選為0.0lmA/cm2以下。能夠滿足這樣的條件的電介質層13的厚度，作為上限，優(yōu)選為750nm以下，進而優(yōu)選為400nm以下，此外進而優(yōu)選為200nm以下。此外作為下限，優(yōu)選為15nm以上，進而優(yōu)選為30nm以上，還進而優(yōu)選為50nm以上。這里的電介質層13的厚度是指從陽極層12的上表面到電介質層13的上表面的面間距離。
[0044]電介質層13，優(yōu)選上表面形成平面狀。即優(yōu)選為平坦的面狀。例如，在電介質層13的上表面形成凹凸，在凹凸上形成有機化合物層14時，就容易在凹陷的部分形成構成有機化合物層14的有機化合物的厚膜。因此光在該部分被吸收，或光取出面方向的光被折射，行進路線向平行于光取出面的方向改變，光被關閉在有機發(fā)光元件10的內(nèi)部，結果、光取出效率降低。
[0045]有機化合物層14由包含發(fā)光層的I層、或層疊在一起的多層有機化合物層構成，至少覆蓋多個第2貫穿部17的內(nèi)表面而形成。發(fā)光層，含有通過在陽極層12和陰極層15之間施加電壓，就會發(fā)光的發(fā)光材料。作為這種發(fā)光材料，可以使用低分子化合物和高分子化合物中的任ー種。本實施方式中，作為發(fā)光材料，優(yōu)選使用作為發(fā)光性有機材料的磷光性有機化合物和金屬配位化合物。金屬配位化合物中也有顯示磷光性的，優(yōu)選使用這種金屬配位化合物。本實施方式中，特別是使用環(huán)金屬化配位化合物，這從發(fā)光效率提高的觀點來看，非常優(yōu)選。作為環(huán)金屬化配位化合物，可以列舉出例如，具有2-苯基吡啶衍生物、
7,8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻吩基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等配體的Ir、Pd和Pt等的配位化合物，特別優(yōu)選銥(Ir)配位化合物。環(huán)金屬化配位化合物，除了形成環(huán)金屬化配位化合物所必須的配體以外，還可以含有其它配體。需說明的是，環(huán)金屬化配位化合物中還含有由三線態(tài)激子發(fā)光的化合物，這從發(fā)光效率提高的觀點來看優(yōu)選。
[0046]此外，作為發(fā)光性高分子化合物，可以列舉出MEH-PPV (聚[2-甲氧基_5_ (2_乙基己氧基)-1，4-苯撐こ烯撐])等聚苯撐こ烯撐(PPV)衍生物；聚芴衍生物、聚噻吩衍生物等n共軛系的高分子化合物；和在主鏈或側鏈導入低分子染料、和四苯基ニ胺或三苯基胺的聚合物；等等。也可以將發(fā)光性高分子化合物和發(fā)光性低分子化合物一起使用。
[0047]發(fā)光層中，有時與發(fā)光材料一起還含有母體材料，發(fā)光材料分散在母體材料中。這種母體材料優(yōu)選具有電荷傳輸性，優(yōu)選為空穴傳輸性化合物、電子傳輸性化合物。
[0048]有機化合物層14還可以含有用于從陽極層12接收空穴、向發(fā)光層傳輸?shù)目昭▊鬏攲??？昭▊鬏攲优渲迷陉枠O層12和發(fā)光層之間。
[0049]作為用于形成這種空穴傳輸層的空穴傳輸材料，可以使用公知的材料，可以列舉出例如，TPD(N，N，-ニ甲基-N，N，-(3-甲基苯基)-1，I，-聯(lián)苯_4，4，ニ胺)；a -NPD(4，4，-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯)；m-MTDATA(4，4’，4”_三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺)等低分子三苯基胺衍生物；聚こ烯基咔唑；在上述三苯基胺衍生物中導入聚合性取代基并聚合而成的高分子化合物等。上述空穴傳輸材料既可以I種單獨使用，也可以2種以上混合使用，還可以將不同的空穴傳輸材料層疊在一起使用。空穴傳輸層的厚度，取決于空穴傳輸層的導電性等，所以不能一概而定，但優(yōu)選為Inm?5 ii m、更優(yōu)選為5nm?I y m、特別優(yōu)選為IOnm?500nm。
[0050]此外，在上述空穴傳輸層和陽極層12之間，為了緩和空穴注入勢壘，還可以設置空穴注入層。作為用于形成上述空穴注入層的材料，除了可以使用酞菁銅、聚こ撐ニ氧噻吩(PEDOT)和聚苯こ烯磺酸(PSS)的混合物(PEDOT:PSS)、氟碳、ニ氧化硅等公知材料以外，還可以使用在上述空穴傳輸層中使用的空穴傳輸材料與2，3，5，6-四氟四氰基-1，4-苯醌ニ甲烷(F4TCNQ)等電子受體的混合物。
[0051]上述有機化合物層14也可以在發(fā)光層和陰極層15之間含有用于從陰極層15接收電子、并向發(fā)光層傳輸?shù)碾娮觽鬏攲印Ｗ鳛槟軌蛟谶@種電子傳輸層中使用的材料，可以列舉出喹啉衍生物、5悉,ニ唑衍生物、茈衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹喔啉衍生物、ニ苯基苯醌衍生物、硝基取代芴衍生物等。更具體的有三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)、雙[2-(2-羥基苯基)苯并T惡唑]鋅、雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑]鋅、2-(4-聯(lián)苯
基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-,慧,ニ唑等。
[0052]此外，在上述電子傳輸層和發(fā)光層之間，出于抑制空穴從發(fā)光層穿出去、使空穴和電子有效地在發(fā)光層內(nèi)再結合的目，還可以設置空穴阻擋層。該空穴阻擋層也可以理解成
是有機化合物層14中含有的層之一。為了形成上述空穴阻擋層,可以使用三唑衍生物、
ニ唑衍生物、菲咯啉衍生物等公知的材料。
[0053]當在陰極層15和陽極層12之間施加電壓吋，陰極層15會向有機化合物層14注入電子。陰極層15覆蓋在電介質層13上和有機化合物層14上而形成，遍及發(fā)光面的整個面而連續(xù)形成。
[0054]作為陰極層15使用的材料，與陽極層12同樣、只要具有導電性就沒有特殊限定，但優(yōu)選功函數(shù)低、并且化學穩(wěn)定的。具體地可以例示Al、MgAg合金、AlL1、AlCa等Al與堿金屬的合金等材料。陰極層15的厚度優(yōu)選為IOnm?I ii m、更優(yōu)選為50nm?500nm。在要將有機化合物層14發(fā)出的光從基板11側取出吋，陰極層15可以由不透明材料形成，但在要從陰極層15側將光取出時，就需要陰極層15由ITO等透明材料形成。
[0055]此外，出于降低電子從陰極層15向有機化合物層14注入的注入勢壘、提高電子的注入效率的目的，也可以與陰極層15相鄰接地、在有機化合物層14側設置圖中未示出的陰極緩沖層。陰極緩沖層可以很好地使用功函數(shù)比陰極層15低的金屬材料等?？梢允褂美纾x自堿金屬(Na、K、Rb、Cs)、堿土金屬(Sr、Ba、Ca、Mg)、稀土金屬(Pr、Sm、Eu、Yb)、或這些金屬的氟化物、氯化物、氧化物中的一種物質、或2種以上的混合物。陰極緩沖層的厚度優(yōu)選為0.1nm?50nm、更優(yōu)選為0.1nm?20nm、更進而優(yōu)選為0.5nm?10nm。
[0056]在陽極層12上形成的多個第I貫穿部16，通過后述那樣在第I貫穿部16內(nèi)形成的電介質層13，具有改變由有機化合物層14發(fā)射出的光的行進路線，使射到有機發(fā)光元件10的外部的光增加的功能。
[0057]對第I貫穿部16的形狀沒有特殊限定，但從容易進行形狀控制的觀點考慮，優(yōu)選為例如圓柱形狀或四角柱等多角柱形狀。這些形狀，在陽極層12上的形狀，既可以在陽極層12的厚度方向上有變化，也可以形狀的尺寸有變化。即可以是例如，圓錐形狀、角錐形狀、圓錐臺形狀、角錐臺形狀等。通過適宜地選擇第I貫穿部16的形狀，能夠控制將由有機化合物層14發(fā)出的光在外部取出時的配光分布等。
[0058]在圖1的局部截面圖中，第I貫穿部16的側面垂直于基板11面而形成，此時的第I貫穿部16的側面的傾斜角為90度。但傾斜角并不局限于這樣，通過選擇陽極層12使用的材料、蝕刻方法等，可以適宜地改變傾斜角，提高由有機化合物層14發(fā)出的光在外部取出的效率。本實施方式中，雖然根據(jù)陽極層12的形成材料的種類而異，但從由有機化合物層14發(fā)出的光在外部取出的效率高的觀點來看，優(yōu)選傾斜角為60度?90度，更優(yōu)選為70度?90度，進而優(yōu)選為75度?85度。
[0059]為了得到較高的光取出效率，優(yōu)選陽極層12上的第I貫穿部16的大小(陽極層12面上的形狀的最大寬度)為ΙΟμπι以下。此外，從制造容易的觀點來看，該大小優(yōu)選為
0.1 μ m以上，但更優(yōu)選為0.5 μ m以上。陽極層12的上表面中的第I貫穿部16的配置可以是正方格子狀或六方格子狀等的規(guī)則性配置，也可以不規(guī)則性配置。該配置要從有機化合物層14發(fā)出的光的波長、從有機發(fā)光元件10射出來的光的配光分布、光譜控制等觀點適宜地進行選擇。
[0060]第I貫穿部16優(yōu)選在陽極層12上的任意的面內(nèi)每Imm見方形成IO3?IO8個。在該范圍時，能夠使沿著平行于光取出面的方向在陽極層12內(nèi)傳播的光有效地在有機發(fā)光元件10的外部取出。
[0061]多個第2貫穿部17貫穿陽極層12和電介質層13這兩者而形成。第2貫穿部17在內(nèi)部形成有機化合物層14，成為在陽極層12和陰極層15之間施加電壓就會發(fā)光的發(fā)光場所。第2貫穿部17只要貫穿陽極層12和電介質層13而形成即可，其形狀可以是圓柱形狀、多角柱形狀、圓錐形狀、多角錐形狀、圓錐臺形狀、角錐臺形狀等。此外，第2貫穿部17的截面上的傾斜角，與上述第I貫穿部16同樣，但也可以使陽極層12的部分和電介質層13的部分傾斜角不同。
[0062]為了得到較高的光取出效率，優(yōu)選電介質層13上的第2貫穿部17的大小(電介質層13面上的形狀的最大寬度、即內(nèi)包該形狀的最小圓的直徑)為10 μ m以下，此外，從制造容易的觀點考慮，優(yōu)選為0.1 μπι以上，更優(yōu)選為0.5μπι以上。電介質層13的上表面中的第2貫穿部17的配置可以是正方格子狀、六方格子狀等規(guī)則性配置，也可以是不規(guī)則性配置。該配置，從由有機化合物層14發(fā)射的光的波長、從有機發(fā)光元件10射出來的光的配光分布、光譜控制等觀點出發(fā)，要適宜地選擇。此外為了使第I貫穿部16所產(chǎn)生的光的取出效率提高效果最大化，優(yōu)選使第2貫穿部17與第I貫穿部16相鄰接地設置。
[0063]第2貫穿部17，優(yōu)選在電介質層13上的任意的面內(nèi)Imm見方形成IO3?IO8個。
[0064]圖2是有機發(fā)光兀件10的局部截面圖，是顯不從本實施方式的有機化合物層14向基板11的下側被取出的光的路徑的圖。這里，基板11的折射率約為1.4、陽極層12的折射率約為1.7、電介質層13的折射率約為1.4、有機化合物層14的折射率約為1.7。
[0065]圖2中第2貫穿部17內(nèi)所顯示的區(qū)域E表示有機化合物層14中的發(fā)光區(qū)域。
[0066]在A的經(jīng)過路線中，從發(fā)光區(qū)域E沿著接近平行于基板11面的方向向電介質層13入射的光，在有機化合物層14和電介質層13的界面、以及電介質層13和陽極層12的界面發(fā)生折射，向接近垂直于基板11面的方向彎曲。通過這樣從電介質層13通過，光可以在基板11的與光取出面?zhèn)鹊目諝獾慕缑嫔喜话l(fā)生全反射地、在有機發(fā)光元件10的外部取出。
[0067]B的經(jīng)過路線，從發(fā)光區(qū)域E沿著接近平行于基板11面的方向向陽極層12入射的光，在第I貫穿部16內(nèi)形成的電介質層13和陽極層12的界面發(fā)生折射，行進路線向更靠近基板11的法線方向的角度改變。結果、與沒有設置第I貫穿部16的情況向比較，達到基板11的光變得在基板11和空氣的界面難以發(fā)生全反射，能夠在有機發(fā)光元件10的外部取出。象這樣，即使是對于以往的有機發(fā)光元件、取出效率不充分的光，也能夠通過在第I貫穿部16內(nèi)部形成的電介質層13有效地在外部取出。即、本實施方式的有機發(fā)光元件10，通過設置第I貫穿部16，能夠提高光的取出效率。
[0068]需說明的是，以上具體講述的有機發(fā)光元件10，例示了在以基板11側為下側時在下側形成陽極層12、以夾著電介質層13對向的形式在上側形成陰極層15的情況進行了說明，但并不局限于這樣，也可以是陽極層12和陰極層15替換的結構。即也可以是，在以基板11側為下側時在下側形成陰極層15、以夾著電介質層13對向的形式在上側形成陽極層12的形態(tài)。
[0069](有機發(fā)光元件的制造方法)
[0070]接下來，針對采用本實施方式的有機發(fā)光元件的制造方法，以圖1說明的有機發(fā)光元件10的情況為例進行說明。
[0071]圖3(a)?(f)是對采用本實施方式的有機發(fā)光元件10的制造方法進行說明的圖。
[0072]首先，在基板11上形成作為第I電極層的陽極層12(圖3(a):第I電極層形成工序)。本實施方式中，作為基板11使用玻璃基板。此外，作為用于形成陽極層12的材料，使用 ITO0
[0073]為了在基板11上形成陽極層12，可以使用電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、CVD法等干法、旋轉涂布法、浸潰涂布法、噴墨法、印刷法、噴霧法、點膠機(dispenser)法等濕法。
[0074]需說明的是，通過作為基板11使用已經(jīng)形成了作為陽極層12的ITO的基板、即帶有電極的基板，能夠省略形成陽極層12的工序。
[0075]接下來，形成將由圖3(a)的工序形成的陽極層12貫穿的第I貫穿部16(圖3(b):第I貫穿部形成工序)。
[0076]作為在陽極層12中形成第I貫穿部16的方法，可以使用例如光刻的方法。進行光刻時，先在陽極層12上涂布抗蝕劑液，通過旋轉涂布等除去多余的抗蝕劑液，形成抗蝕劑層，接下來，覆蓋上描畫有用于形成第I貫穿部16的規(guī)定圖案的掩模，通過紫外線(UV:Ultra Violet)、電子束(EB:Electron Beam)等進行曝光,則抗蝕劑層上的與第I貫穿部16對應的規(guī)定圖案被曝光。然后使用顯影液將抗蝕劑層的曝光部分除去，被曝光了的圖案的部分的抗蝕劑層被除去。通過這樣，與被曝光的圖案的部分相對應地、陽極層12的表面就露了出來。
[0077]接下來，以殘留的抗蝕劑層作為掩模，將露出的陽極層12的部分蝕刻除去。作為蝕刻，可以使用干蝕刻和濕蝕刻中的任ー種。此外，在這時通過組合進行各向同性蝕刻和各向異性蝕刻，能夠對第I貫穿部16的形狀進行控制。作為干蝕刻，可以使用反應性離子蝕刻(RIE:Reactive 1n Etching)、感應稱合等離子體蝕刻,此外、作為濕蝕刻,可以利用在稀鹽酸、稀硫酸中浸潰的方法等。通過抗蝕劑除去液等除去最后殘留的抗蝕劑層，就在陽極層12上形成了第I貫穿部16。
[0078]此外，第I貫穿部16的形成也可以通過納米壓印法進行。具體地說，在形成抗蝕劑層后，對描畫有用于形成圖案的規(guī)定的凸圖案的掩模施加壓力，將其按壓到抗蝕劑層表面上。然后在該狀態(tài)下對抗蝕劑層照射熱和/或光，使抗蝕劑層固化。接下來，除去掩模，從而在抗蝕劑層表面形成與凸圖案對應的第I貫穿部16的圖案。接著進行前述蝕刻，就能夠形成第I貫穿部16。
[0079]接下來，用電介質覆蓋陽極層12的上表面和陽極層12的內(nèi)表面(圖3 (C):電介質層形成エ序)。本實施方式中，作為用于形成電介質層13的電介質，使用ニ氧化硅(Si02)。電介質層13，可以通過陽極層12的形成時使用的方法同樣的方法來形成。
[0080]接下來，形成貫穿陽極層12和電介質層13的第2貫穿部17 (圖3(d):第2貫穿部形成エ序)。
[0081]第2貫穿部17的形成方法，可以使用在上述第I貫穿部16的形成時使用的方法同樣的方法。在該方法中，在進行蝕刻之際，也可以對基板11的表面部分進行蝕刻，使基板11形成穿孔部。
[0082]此外，在本實施方式中，優(yōu)選在不除去最后殘留的抗蝕劑層的情況下，就轉移到下面講述的有機化合物層形成エ序。
[0083]接下來，形成至少覆蓋第2貫穿部17的內(nèi)表面而形成的、含有發(fā)光層的有機化合物層14 (圖3(e):有機化合物層形成エ序)。
[0084]在形成有機化合物層14時，可以使用與形成陽極層12、電介質層13同樣的方法。但在有機化合物層14含有的各層的成膜時，更優(yōu)選電阻加熱蒸鍍法或涂布法，在進行含有高分子有機化合物的層的成膜時，特別優(yōu)選涂布法。在通過涂布法進行成膜時，將想要成膜的層的構成材料分散在有機溶劑或水等規(guī)定的溶劑中，涂布所得的涂布溶液。在進行涂布時，可以使用旋轉涂布、噴霧涂布、浸潰涂布法、噴墨法、條縫涂布法、點膠機法、印刷等各種方法。在涂布后，通過進行加熱或抽真空使涂布溶液干燥，就形成了想要成膜的層。
[0085]并且，此時，在將前述的第2貫穿部形成エ序中殘留的抗蝕劑層留下來就形成有機化合物層14的情形，在有機化合物層14成膜時，就先在第2貫穿部17的內(nèi)部和該抗蝕劑層的上表面形成有機化合物層14。接下來，除去抗蝕劑層，抗蝕劑層的上表面的有機化合物層14被一起除去，但第2貫穿部17的內(nèi)部的有機化合物層14殘留下來。S卩、通過該方法，能夠在第2貫穿部17內(nèi)部選擇性地形成有機化合物層14。
[0086]接下來，在有機化合物層14上形成作為第2電極層的陰極層15(圖3(f):第2電極層形成エ序)。
[0087]在形成陰極層15時，可以使用與形成陽極層12、電介質層13同樣的方法。
[0088]通過以上的エ序就能夠制造有機發(fā)光元件10。
[0089]需說明的是，為了長期穩(wěn)定地使用有機發(fā)光元件10，保護有機發(fā)光元件10避免受外部侵害，優(yōu)選安裝保護層或保護蓋(圖中未示出)。作為保護層，可以使用高分子化合物、金屬氧化物、金屬氟化物、金屬硼化物、氮化硅、氧化硅等硅化合物等。而且還可以使用它們的層疊體。此外，作為保護蓋，可以使用玻璃板、表面實施了低透水率處理的塑料板、金屬等。該保護蓋，優(yōu)選采用用熱固性樹脂、光固性樹脂與元件基板貼合而密閉的方法。此外、此時使用墊片，能夠保持規(guī)定的空間、能夠防止有機發(fā)光元件10受損傷，所以優(yōu)選。并且，如果在該空間內(nèi)封入氮氣、氬氣、氦氣之類的惰性氣體，能夠容易地防止上側的陰極層15氧化。特別是在使用氦氣吋，由于氦氣熱傳導率高，所以能夠有效地將電壓施加時由有機發(fā)光元件10產(chǎn)生的熱傳給保護蓋，所以優(yōu)選。進而通過在該空間內(nèi)設置氧化鋇等干燥劑，能夠容易地抑制在上述一系列的制造エ序中吸附的水分給有機發(fā)光元件10帶來損害。
[0090]本實施方式的有機發(fā)光元件可以很好地作為例如矩陣方式或區(qū)段方式的像素用于顯示裝置。此外，也可以不形成像素，就很好地用作面發(fā)光光源。具體地說，可以很好地用于計算機、電視、便攜終端、手機電話、汽車導航儀、標識、廣告牌、攝像機的取景器等中的顯示裝置、背光源、電子照片、照明、抗蝕劑曝光、讀取裝置、室內(nèi)照明、光通信系統(tǒng)等中的面發(fā)光光源。
[0091](顯示裝置)
[0092]接下來，對具有以上詳細講述的有機發(fā)光元件的顯示裝置進行說明。
[0093]圖4是說明使用本實施方式中的有機發(fā)光元件10的一例顯示裝置的圖。
[0094]圖4所示的顯示裝置200是所謂的無源矩陣型的顯示裝置，具有顯示裝置基板202、陽極配線204、陽極輔助配線206、陰極配線208、絕緣膜210、陰極隔壁212、有機發(fā)光元件10、封閉板216、和密封材218。
[0095]作為顯示裝置基板202，可以使用例如，矩形的玻璃基板等透明基板。對顯示裝置基板202的厚度,沒有特殊限定,可以使用例如0.1mm?1mm。
[0096]在顯示裝置基板202上形成有多個陽極配線204。陽極配線204以一定的間隔平行配置。陽極配線204由透明導電膜構成，可以使用例如ITO(氧化銦錫)。此外、陽極配線204的厚度可以是例如IOOnm?150nm。并且在各陽極配線204的端部上形成有陽極輔助配線206。陽極輔助配線206與陽極配線204電連接。通過這樣構成，陽極輔助配線206在顯示裝置基板202的端部側發(fā)揮用干與外部配線連接的端子的功能，能夠從設置在外部的、圖中未示出的驅動電路介由陽極輔助配線206向陽極配線204供給電流。陽極輔助配線206由例如厚度500nm?600nm的金屬膜構成。
[0097]此外，在有機發(fā)光元件10上設置有多個陰極配線208。多個陰極配線208以彼此平行、并且與陽極配線204垂直的方式設置。作為陰極配線208可以使用Al或Al合金。陰極配線208的厚度為例如IOOnm?150nm。此外，與對陽極配線204配置的陽極輔助配線206同樣，在陰極配線208的端部設置圖中未示出的陰極輔助配線，其與陰極配線208電連接。這樣就能夠在陰極配線208和陰極輔助配線之間流通電流。
[0098]在顯示裝置基板202上，以覆蓋陽極配線204的方式形成絕緣膜210。在絕緣膜210上以使陽極配線204的一部分露出的方式設置有矩形的開口部220。多個開口部220在陽極配線204上以矩陣配置。在該開口部220中，如后文講的那樣，在陽極配線204和陰極配線208之間設置有有機發(fā)光元件10。S卩、各開口部220成為像素。因此，與開口部220相對應地形成顯示區(qū)域。這里，絕緣膜210的膜厚可以為例如200nm?300nm，開口部220的大小可以為例如300μπιΧ300μπι。
[0099]在陽極配線204上的與開口部220的位置相對應的部位形成有機發(fā)光元件10。有機發(fā)光元件10在開口部220被陽極配線204和陰極配線208夾持。S卩、有機發(fā)光元件10的陽極層12與陽極配線204接觸，陰極層15與陰極配線208接觸。有機發(fā)光元件10的厚度可以為例如150nm?200nm。
[0100]在絕緣膜210上，沿著與陽極配線204垂直的方向形成多個陰極隔壁212。陰極隔壁212承擔著使多個陰極配線208空間上分離、使陰極配線208的配線彼此不導通的作用。因此，在相鄰的陰極隔壁212之間分別配置陰極配線208。作為陰極隔壁212的大小，可以使用例如高2μπι?3μπκ寬10 μ m的隔壁。
[0101]顯示裝置基板202介由密封材218與封閉板216貼合。通過這樣，能夠使設置有有機發(fā)光元件10的空間封閉，防止有機發(fā)光元件10通過空氣中的水分而被劣化。作為封閉板216,可以使用例如厚度為0.7mm?1.1mm的玻璃基板。
[0102]這種結構的顯示裝置200，通過圖中未示出的驅動裝置，介由陽極輔助配線206、和圖中未示出的陰極輔助配線向有機發(fā)光元件10供給電流，就能夠使發(fā)光層發(fā)光，射出光。并且，通過用控制裝置對與上述像素相對應的有機發(fā)光元件10的發(fā)光、不發(fā)光進行控制，能夠在顯示裝置200上顯示圖像。
[0103](照明裝置)
[0104]接下來，對使用本實施方式的有機發(fā)光元件的照明裝置予以說明。
[0105]圖5是說明具有本實施方式的有機發(fā)光元件10的一例照明裝置的圖。
[0106]圖5所示的照明裝置300由以下部分構成:上述有機發(fā)光元件10，與有機發(fā)光元件10的基板11 (參照圖1)相鄰接而設置的、陽極層12 (參照圖1)上連接的端子302，與基板11相鄰接而設置的、有機發(fā)光元件10的陰極層15 (參照圖1)上連接的端子303，以及，將端子302和端子303連接起來的、用于驅動有機發(fā)光元件10的點燈電路301。
[0107]點燈電路301，內(nèi)部具有圖中未示出的直流電源和圖中未示出的控制電路，通過端子302和端子303向有機發(fā)光元件10的陽極層12和陰極層15之間供給電流。于是，驅動有機發(fā)光元件10使發(fā)光層發(fā)光，光從第I貫穿部16、第2貫穿部17(圖1參照)穿過基板11而射出，作為照明光被利用。發(fā)光層既可以由發(fā)射白色光的發(fā)光材料構成，也可以設置使用發(fā)綠色光(G)、藍色光(B)、紅色光(R)的發(fā)光材料的有機發(fā)光元件10各多個，使它們的合成光為白色。需說明的是，本實施方式的照明裝置300，在使第I貫穿部16、第2貫穿部17的直徑和間隔較小而發(fā)光時，人的眼睛看起來是面發(fā)光。
[0108]實施例
[0109][發(fā)光材料溶液的配制]
[0110]依照W02010-16512號公報中記載的方法來合成下述磷光發(fā)光性高分子化合物(A)。高分子化合物(A)的重均分子量是52，000、各重復單元的摩爾比是k:m:n = 6:42:52。
[0111]
【權利要求】
1.一種有機發(fā)光兀件,其含有: 在基板上形成的透明的第I電極層， 貫穿所述第I電極層而形成的第I貫穿部， 覆蓋所述第I電極層的上表面和所述第I貫穿部的內(nèi)表面而形成的電介質層， 貫穿所述第I電極層和所述電介質層而形成的第2貫穿部， 至少覆蓋所述第2貫穿部的內(nèi)表面而形成的、含有發(fā)光層的有機化合物層，以及 在所述有機化合物層上形成的第2電極層， 所述電介質層的折射率比所述第I電極層的折射率小。
2.如權利要求1所述的有機發(fā)光元件，所述電介質層的上表面形成平面狀。
3.如權利要求1或2所述的有機發(fā)光元件，所述電介質層的折射率比所述有機化合物層的折射率小。
4.如權利要求1?3的任一項所述的有機發(fā)光元件，所述第I貫穿部和所述第2貫穿部在所述第I電極層的面內(nèi)具有最大寬度為IOym以下的圓形形狀或多角形形狀，并且 在所述第I電極層的任意的面內(nèi)Imm2中，所述第I貫穿部和所述第2貫穿部分別形成IO3 ?IO8 個。
5.ー種有機發(fā)光元件的制造方法，包含以下エ序: 在基板上形成第I電極層的第I電極層形成エ序， 形成貫穿所述第I電極層的第I貫穿部的第I貫穿部形成エ序， 用電介質覆蓋所述第I電極層的上表面和所述第I貫穿部的內(nèi)表面的電介質層形成エ序， 形成貫穿所述第I電極層和所述電介質層的第2貫穿部的第2貫穿部形成エ序， 形成有機化合物層的有機化合物層形成エ序，所述有機化合物層至少覆蓋所述第2貫穿部的內(nèi)表面而形成、且含有發(fā)光層，以及 在所述有機化合物層上形成第2電極層的第2電極層形成エ序。
6.一種顯示裝置，具有權利要求1?4的任一項所述的有機發(fā)光元件。
7.ー種照明裝置，具有權利要求1?4的任一項所述的有機發(fā)光元件。
【文檔編號】G09F9/30GK103535115SQ201280023172
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年2月15日 優(yōu)先權日:2011年5月19日
【發(fā)明者】迫勘治朗, 舛谷享祐, 田嶋勝, 廣瀨克昌 申請人:昭和電工株式會社