專利名稱：電致發(fā)光器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造包括在電極對(duì)之間的電致發(fā)光層的電致發(fā)光元件的方法。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光元件包括插入在電極對(duì)(陽(yáng)極和陰極)之間的電致發(fā)光層。發(fā)光機(jī)理如下。在電極對(duì)之間施加電壓，從陽(yáng)極注入的空穴和從陰極注入的電子在電致發(fā)光層中的發(fā)光中心彼此復(fù)合，產(chǎn)生分子激子的形成，分子激子返回基態(tài)同時(shí)輻射能量而發(fā)射光子。
電致發(fā)光元件中的電致發(fā)光層可以通過(guò)氣相淀積(包括真空氣相淀積)、旋轉(zhuǎn)涂覆、噴墨、浸漬、電解聚合等，由低分子量材料或高分子量材料形成。
這些方法依據(jù)材料的特性和膜的形狀而進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇。例如，電解聚合用來(lái)圖形化形成由高分子量材料形成的膜。(例如，參考日本未審查專利公開(kāi)No.9-97679。)然而，淀積膜的足夠平面度目前不能通過(guò)傳統(tǒng)的電解聚合獲得。
由于用于電致發(fā)光元件的電致發(fā)光層的厚度近似為1到100nm這一事實(shí)，淀積膜的平面度影響電致發(fā)光元件的器件特性，如發(fā)光性能或壽命。

發(fā)明內(nèi)容
如前述觀點(diǎn)，本發(fā)明的目標(biāo)是通過(guò)以高可控性形成薄膜而提供在發(fā)光性能和壽命上更為優(yōu)異的電致發(fā)光元件。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將施加在用于電解聚合電極上的電流的電流密度和時(shí)間保持在預(yù)定范圍內(nèi)，可以使施加于電解聚合膜表面的電流均衡，因此，電解聚合膜可以在電極表面均勻地淀積，特別是當(dāng)要求電解聚合膜形成為薄膜時(shí)。
因此，發(fā)明的組成特征是用于制造電致發(fā)光元件的方法，包括通過(guò)電化學(xué)方法在電極對(duì)之間形成電致發(fā)光層步驟，其中電致發(fā)光層是在向第一電極施加0.4到1.5mA/cm2的電流密度持續(xù)0.8到3.0秒的條件下形成的。
此外，依據(jù)這一事實(shí)，即可以以高可控性形成電解聚合膜，特別是當(dāng)電解聚合膜形成得很薄時(shí)，控制第一電極每單位面積的電荷總量來(lái)控制電解聚合膜的厚度。因此，依據(jù)本發(fā)明，電解聚合膜是在第一電極每單位面積的電荷總量為1.0到1.2mC/cm2的條件下形成的。
在上述每一組成特征中，作為通過(guò)電化學(xué)方法形成的電致發(fā)光層，可以形成空穴注入層、空穴傳輸層、光發(fā)射層、空穴阻擋層或電子傳輸層。首先，電化學(xué)方法適合于在以高可控性形成薄膜中形成空穴注入層。
在上述每一組成特征中，作為用于通過(guò)電解聚合形成電致發(fā)光層的材料，可以使用從包括吡咯、吲哚、噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩、苯、萘、甘菊環(huán)和苯撐氧化物的組中選擇的化合物。
在通過(guò)電解聚合形成電致發(fā)光層的過(guò)程中，可以通過(guò)將用于電解聚合的電流密度和時(shí)間保持在預(yù)確范圍內(nèi)而以高可控性形成薄膜，因此，相比于傳統(tǒng)的電致發(fā)光元件，電致發(fā)光元件在諸如發(fā)光性能的器件特性上更為優(yōu)異。
在閱讀以下和附圖一起的詳細(xì)說(shuō)明后，本發(fā)明的這些和其他的目標(biāo)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)。


圖1A和1B是電解聚合的解釋性視圖；圖2是電致發(fā)光元件的器件結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖3是電致發(fā)光元件的器件結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖4是表示電流密度和算術(shù)平均粗糙度之間關(guān)系的曲線圖；圖5是表示算術(shù)平均粗糙度和電流效率之間關(guān)系的曲線圖；圖6A和6B表示有源矩陣面板的解釋性視圖；圖7是表示連接到TFT的電致發(fā)光元件的解釋性剖面視圖；圖8A和8B是表示光發(fā)射器件的解釋性視圖；圖9A到9G是表示電子設(shè)備的解釋性視圖；圖10A到10D示出了表示表面狀態(tài)的AFM照片；
圖11A到11D示出了表示表面狀態(tài)的AFM照片；以及圖12表示對(duì)圖3所示電致發(fā)光元件的SIMS的測(cè)量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方案模式參考本實(shí)施方案中附圖1A和1B解釋了依據(jù)本發(fā)明制造電致發(fā)光元件的方法。圖1A和1B之間同樣的部件由同樣的數(shù)字指示。
依據(jù)本發(fā)明，電致發(fā)光層的一部分是在電極(第一電極)106上形成的，電極106是在襯底105上使用如圖1A示出的設(shè)備通過(guò)電解聚合形成的。玻璃、石英、透明塑料等可以用作襯底105的材料。
此外，第一電極106可以用作陽(yáng)極或陰極。多個(gè)第一電極106可以在襯底105上圖形化形成。
在第一電極106用作陽(yáng)極的情況下，具有大的功函數(shù)(至少4.0eV)的金屬、合金、具有導(dǎo)電特性的化合物以及這些材料的混合物可以優(yōu)選用作陽(yáng)極材料。作為陽(yáng)極材料的特殊示例，可以使用ITO(氧化銦錫)、由氧化銦和2到20％的氧化鋅(ZnO)混合組成的IZO(氧化銦鋅)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料氮化物(例如TiN)等。
在第一電極106用作陰極的情況下，具有小的公函數(shù)(最大3.8eV)的金屬、合金、具有導(dǎo)電特性的化合物以及這些材料的混合物可以優(yōu)選用作陰極材料。作為陰極材料的特殊示例，可以使用包括稀土金屬的過(guò)渡金屬，此外還可以使用在第一或第二周期行的元素，也就是堿金屬如Li、Cs等、堿土金屬如Mg、Ca、Sr等、這些元素的合金(Mg:Ag、Al:Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)。可選擇的，第一電極106可以由包含稀土金屬的過(guò)渡金屬以及過(guò)渡金屬和如Al、Ag的金屬的疊層、或ITO(包括合金)層形成。
以上的陽(yáng)極和陰極材料可以通過(guò)氣相淀積或?yàn)R射而淀積形成薄膜。這種薄膜優(yōu)選形成具有厚度10到500nm。
在依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件中，在第一電極106用作陽(yáng)極的情況下，在以后的工藝中形成的第二電極用作陰極。
依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，即由在電致發(fā)光層中載流子復(fù)合而產(chǎn)生的光從第一電極106或第二電極、或者兩個(gè)電極中發(fā)射。當(dāng)光從第一電極106發(fā)射時(shí)，第一電極106由具有光透射特性的材料形成。當(dāng)光從第二電極發(fā)射時(shí)，第二電極由具有光傳輸特性的材料形成。此實(shí)施方案中解釋這種情況，即，第一電極106用作由具有光傳輸特性的材料形成的陽(yáng)極，第二電極用作由具有光遮蔽特性的材料形成的陰極。
如圖1A所示，反應(yīng)槽101盛有電解溶液102，電解溶液102提供以具有通過(guò)布線103電連接到電源104的第一電極106、反電極107和基準(zhǔn)電極108的襯底105。此外，襯底105由將第一電極106電連接到布線103的支持媒介109所保護(hù)。
電源104包括能夠提供恒定電勢(shì)的穩(wěn)壓器和測(cè)量流過(guò)的電荷量的電量計(jì)。反電極107由鉑形成。此外，基準(zhǔn)電極108由Ag/AgCl形成。
反應(yīng)槽101安放在磁性攪拌器110上。在反應(yīng)槽110中，電解溶液102中的旋轉(zhuǎn)器111由磁性攪拌器110控制以連續(xù)地?cái)嚢桦娊馊芤?02。
當(dāng)向反電極107和通過(guò)支持媒介109在襯底105上的第一電極106分別施加預(yù)定電流時(shí)，電解溶液102中的單體或低聚體通過(guò)電解聚合而聚合在第一電極106的表面，從而形成包含聚合體作為其主要組成部分的第一電致發(fā)光層(電解聚合膜)112。依據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置條件，也就是，使用的第一電極106具有0.04cm2的大小，從電源104施加的電流為0.016到0.06mA，電流施加持續(xù)0.8到3.0秒，從而可以形成表面粗糙度最大為6.0nm，優(yōu)選的為4.0到5.0nm的電解聚合膜。因此，可以防止作為由膜表面平面度差所引起的問(wèn)題的由于電壓集中引起的發(fā)光效率下降或電致發(fā)光元件的退化，并可以提高器件性能和壽命。
本發(fā)明中，作為電解溶液102中包含的支持電解質(zhì)，可以使用諸如高氯酸鈉、高氯酸鋰、高氯酸四丁基銨(以下稱為TBAP)、或四氟硼酸四丁基銨的鹽，另一種基，或酸。電解溶液102的溶劑可以從由水、乙腈、苯基氰、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氫呋喃、碳酸二乙基甲酮的組中選擇，或可以使用多種溶劑的混合溶劑。
作為電解溶液102中包含的單體或低聚體，除噻吩基材料(特別是噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩等)、吡咯基材料(特別是吡咯、吲哚等)或芳烴基材料(特別是苯、萘、甘菊環(huán)等)之外，也可以用苯胺、苯撐氧化物等。
第二電致發(fā)光層113是在第一電致發(fā)光層112上形成的。在本發(fā)明中，在第一電致發(fā)光層112由能夠發(fā)光的單層形成(第一電致發(fā)光層112包括光發(fā)射層)的情況下，第二電極可以在第一電致發(fā)光層112上形成。在本實(shí)施方案中，第二電致發(fā)光層(包括光發(fā)射層)堆疊在由電解聚合膜形成的第一電致發(fā)光層112(不包括光發(fā)射層)之上的情況參考圖2加以解釋。
在本實(shí)施方案中，第一電致發(fā)光層112是空穴注入層，第二電致發(fā)光層可以由單層或包括至少一個(gè)光發(fā)射層的疊層形成。在形成疊層的情況下，除光發(fā)射層外，空穴傳輸層、空穴阻擋層、電子傳輸層等也可以通過(guò)氣相淀積、涂覆、噴墨等方式形成。
在由電解聚合膜形成的第一電致發(fā)光層112形成為空穴注入層的情況下，除噻吩基材料或吡咯基材料，諸如噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩、吡咯或吲哚之外，苯胺、苯撐氧化物等也可以用作單體或低聚體。
在空穴傳輸層被包括在第二電致發(fā)光層113中的情況下，芳族胺(也就是，具有苯環(huán)-氮鍵)化合物優(yōu)選用作空穴傳輸材料。例如，除4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(以下為TPD)外，其衍生物如4，4’-雙[N-(-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(以下為NPD)也被廣泛使用。還使用星爆式芳族胺化合物，包括4，4’，4”-三(N，N-聯(lián)苯-氨基)-三苯基胺(以下為TDATA)，和4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(以下為MTDATA)。
作為用來(lái)形成包括在第二電致發(fā)光層113中的發(fā)射材料，除金屬絡(luò)合物如三(8-羥基喹啉)鋁(以下為Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(以下為Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉)鈹(bis(10-hydrexybenzo[h]-quinolinato)beryllium)(以下為BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-(4-羥基-聯(lián)苯基)-鋁(以下為BAlq)、雙[2-(2-羥苯基)-苯并惡唑]鋅(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolate]zinc)(以下為Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑]鋅(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolate]zinc)(以下為Zn(BTZ)2)之外，特別的，各種熒光染料也是有用的。此外，也可以使用主要包含以鉑或銥為中心金屬的絡(luò)合物的三重態(tài)發(fā)光材料。三(2-苯基吡啶)銥(以下為Ir(ppy)3)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基環(huán)-21H，23H-卟啉-鉑(以下為PtOEP)等可以用作三重態(tài)發(fā)光材料。
在空穴阻擋層包括在第二電致發(fā)光層113中的情況下，Balq、1，3-雙[5-(p-叔-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑-2-基]苯(以下為OXD-7)、三唑衍生物如3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4，-三唑(以下為TAZ)和3-(4-叔-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)1，2，4-三唑(以下為p-EtTAZ)、浴菲繞啉(bathophenanthroline)(以下為BPhen)、浴桐靈(bathocuproin)(以下為BCP)可以用作空穴阻擋材料。
在電子傳輸層包括在第二電致發(fā)光層113中的情況下，具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物，如前述的Alq3、Almq3、Bebq2；以及混合的配位絡(luò)合物如BAlq2可用作電子傳輸材料。此外，可以使用具有惡唑基和噻唑基配位體的金屬絡(luò)合物如Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2。此外，可以使用惡二唑衍生物，如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(以下為PBD)和OXD-7、三唑衍生物如TAZ和p-EtTAZ、菲繞啉衍生物如浴菲繞啉(BPhen)、和浴桐靈(BCP)。
然后，用作陰極的第二電極114在第二電致發(fā)光層113上形成。上述材料可以用作第二電極114的陰極材料。
因此，可以制造包括通過(guò)電解聚合在電極對(duì)之間形成的電致發(fā)光層的電致發(fā)光元件。
實(shí)例1在本實(shí)例中，將參考圖3解釋用由電解聚合形成的電解聚合膜作為電致發(fā)光層的電致發(fā)光元件。
第一電極301是由ITO在襯底300上形成的。依據(jù)本實(shí)例的第一電極301的面積是2×2mm2。
然后，第一電致發(fā)光層302通過(guò)參考圖1A解釋的電解聚合在第一電極301上形成。此外，反應(yīng)槽中的電解溶液包含10mM噻吩作為單體、乙腈作為溶劑和0.1M的TBAP作為支持電解質(zhì)。
襯底被支持媒介保護(hù)，然后，浸入電解溶液中。接下來(lái)，第一電致發(fā)光層302在第一電極301上通過(guò)從電源施加預(yù)定電流持續(xù)預(yù)定時(shí)間而形成。依據(jù)本實(shí)例的第一電極301的面積是2×2mm2。考慮通過(guò)電解聚合形成的膜厚度取決于每單位面積的電荷總量(mC/cm2)，控制施加電流的時(shí)間使得每單位面積的電荷總量是1.2mC/cm2。因此，第一電致發(fā)光層302是由電解聚合膜(PEDOT聚(3，4-乙撐二氧噻吩))形成以用作空穴注入層311。
對(duì)襯底的干燥處理可以依據(jù)以下的程序進(jìn)行。形成第一電致發(fā)光層302，將襯底連同支持媒介一起從電解溶液中取出，然后襯底在真空中在室溫到150℃溫度下干燥。依據(jù)本實(shí)例，襯底在110℃溫度下干燥。
然后，第二電致發(fā)光層303在第一電致發(fā)光層302上形成。依據(jù)本實(shí)例，第二電致發(fā)光層303形成為具有包含由氣相淀積生成的光發(fā)射層313和空穴傳輸層312的疊層。
具有第一電致發(fā)光層302的襯底300以商業(yè)性真空淀積設(shè)備的襯底支持物所保護(hù)，這樣，具有第一電致發(fā)光層302的表面向下。然后，α-NPD放入安裝在真空淀積設(shè)備內(nèi)部的蒸鍍?cè)粗?。然后，通過(guò)以耐熱法的氣相淀積形成厚度30nm的空穴傳輸層312。
接下來(lái)，形成光發(fā)射層313。在光發(fā)射層313中，空穴和電子彼此復(fù)合而發(fā)光。這里，依據(jù)和形成空穴傳輸層312相同的過(guò)程，Alq3淀積為厚度50nm。
在堆疊了第一電致發(fā)光層302和第二電致發(fā)光層303后，通過(guò)氣相淀積或?yàn)R射形成第二電極304用作陰極。依據(jù)本實(shí)施方案，通過(guò)氣相淀積在第二電致發(fā)光層303上淀積厚度為2nm的氟化鈣(CaF)而形成具有疊層結(jié)構(gòu)的第二電極304，并通過(guò)氣相淀積在其上淀積厚度為100nm的鋁(Al)。
為了檢查在通過(guò)電解聚合形成第一電致發(fā)光層302的過(guò)程中根據(jù)電流密度的變化所產(chǎn)生的表面平面度的變化，用原子力顯微鏡(AFM)進(jìn)行對(duì)第一電致發(fā)光層302的表面觀察。表1表示了測(cè)量的條件。圖10A到10D和11A到11D表示了測(cè)量的結(jié)果。在圖10A到10D和11A到11D中，10A表示由ITO形成的第一電極301的表面狀態(tài)，10B到11D表示了依據(jù)表1所示施加電流的電流密度和時(shí)間的條件形成的第一電致發(fā)光層302的表面狀態(tài)。
表1

圖4表示了從如圖10A到10D和11A到11D所示的表面觀察得到的膜表面的平面度。膜表面的平面度是由算術(shù)平均粗糙度(Ra)描述的。此外，此處所用的術(shù)語(yǔ)“算術(shù)平均粗糙度”涉及到為了應(yīng)用膜表面粗糙度而擴(kuò)展到三維的中心線粗糙度。中心線粗糙度由JISB0601定義。
如圖4所示，橫軸代表單位面積的電流密度，它是從在電解聚合期間從電源施加的電流值轉(zhuǎn)換來(lái)的，縱軸代表淀積膜的表面的算術(shù)平均粗糙度。
結(jié)果表示可以減小算術(shù)平均粗糙度(Ra)，特別是當(dāng)電流密度屬于0.4到1.5mA/cm2的范圍而施加電流的時(shí)間屬于0.8到3.0秒的范圍時(shí)。因此，可以形成具有極好平面度的膜。
此外，第二電致發(fā)光層和第二電極形成在與如圖4所示一樣的條件下形成的第一電致發(fā)光層上，以具有如圖3所示的相同器件結(jié)構(gòu)。然后，測(cè)量獲得的電致發(fā)光元件的器件性能。圖5表示測(cè)量結(jié)果。電致發(fā)光元件的器件性能由電流效率(cd/A)描述。
圖5中，橫軸代表在電解聚合過(guò)程中施加在第一電極的電流密度，左側(cè)縱軸代表通過(guò)電解聚合形成的第一電致發(fā)光層膜表面的算術(shù)平均粗糙度，右側(cè)縱軸代表電致發(fā)光元件的電流效率。在這種情況下，電極的面積也是2×2mm2，電流密度和施加電流的時(shí)間也得到控制使得電荷的總量為1.2mC/cm2。因此，分別在施加0.20、0.4和0.6mA/cm2的電流密度持續(xù)6、3、2秒的條件下形成電致發(fā)光元件的情況下，示出了算術(shù)平均粗糙度(Ra)和電流效率的測(cè)量結(jié)果。
關(guān)于電流密度、算術(shù)平均粗糙度和電流效率，結(jié)果顯示電流效率通過(guò)控制電流密度而減小算術(shù)平均粗糙度得到提高。圖4和5所示的結(jié)果顯示算術(shù)平均粗糙度(Ra)可以被減小，特別是當(dāng)電流密度屬于0.4到1.5mA/cm2的范圍而施加電流的時(shí)間屬于0.8到3.0秒的范圍時(shí)。因此，算術(shù)平均粗糙度(Ra)可以被減小，而電流效率可以被提高。
二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)關(guān)注于包含在噻吩中的S原子來(lái)來(lái)進(jìn)行。這里，圖3中所示的電致發(fā)光元件用作樣品。一次離子(Cs+)在樣品中從第二電極的側(cè)面被照射。如圖12所示，S的二次離子強(qiáng)度的峰值出現(xiàn)在C+N、C和H的二次離子強(qiáng)度顯著地減小而In+0的二次離子強(qiáng)度顯著地增大的區(qū)域。因此，通過(guò)電解聚合的第一電致發(fā)光層的形成在包含In的第一電極上是可識(shí)別的。這里所用的SIMS是按照以下的過(guò)程進(jìn)行的，也就是，離子束發(fā)射到真空中的固體樣品的表面，而從樣品射出的二次離子(樣品的組成原子)基于荷質(zhì)比進(jìn)行分類，然后，完成質(zhì)譜測(cè)量。
實(shí)例2在此實(shí)例中，將參考圖6A、6B和7解釋有源矩陣面板，其中驅(qū)動(dòng)電路單元和像素部分在襯底上形成，而具有由電解聚合形成的電致發(fā)光層的多個(gè)電致發(fā)光元件在像素部分中形成。
如圖6A所示，包括在驅(qū)動(dòng)電路單元中的源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路602、柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603，以及像素部分604在襯底601上形成。信號(hào)線605、掃描線606和電流源線607在像素部分604上形成。此外，源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路602和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603通過(guò)引線608連接至外部。此外，電流源線607也通過(guò)引線608連接至外部。
引線608可以通過(guò)在連接部分609中連接到FPC 610而和外部電連接。
圖6B是表示像素部分604的放大視圖。在像素部分604中，形成了包括多個(gè)像素的多個(gè)第一電極611。盡管沒(méi)有表示，第一電極611通過(guò)布線電連接到先前在襯底上形成的TFT上。
信號(hào)線605、掃描線606和電流源線607在第一電極611的外圍形成。在像素部分604上形成的絕緣層612覆蓋了信號(hào)線605、掃描線606和電流源線607，而沒(méi)有覆蓋第一電極611。
依據(jù)本實(shí)施方案，預(yù)定的電流通過(guò)FPC 610從電源施加到形成在面板上的第一電極611，以進(jìn)行電解聚合而形成作為第一電極上的電致發(fā)光層一部分的第一電致發(fā)光層。電解聚合可以依據(jù)實(shí)施方案中所解釋的相同程序由圖1A示出的裝置來(lái)進(jìn)行。
依據(jù)本實(shí)施方案的面板具有1.89英寸的對(duì)角線共扼直徑，像素部分大小為11.56cm2，像素的數(shù)目是176×3×184，暴露形成在每一個(gè)像素中的第一電極611大小為5412um2。這里，由于第一電致發(fā)光層是在所有的第一電極611上同時(shí)形成的，所以電極的面積是5.26cm2。
此外，反應(yīng)槽中的電解溶液包含10mM噻吩作為單體、乙腈作為溶劑，和0.1M的TBAP作支持電解質(zhì)。
依據(jù)本示例，用作第一電致發(fā)光層的電解聚合膜可以通過(guò)施加3.156mA電流持續(xù)兩秒鐘來(lái)形成。
在形成電解聚合膜后，襯底和支持媒介一起從電解溶液中取出，并在真空中110℃溫度下干燥。
如上所述在第一電極611上形成第一電致發(fā)光層后，圖7所示的電致發(fā)光元件可以通過(guò)在第一電致發(fā)光層上堆疊另一層形成。此外，電致發(fā)光元件也可以按如下方式形成，即，在形成第一電致發(fā)光層之后，將圖6A所示的FPC從襯底上分開(kāi)，并執(zhí)行后續(xù)工藝。圖7表示了圖6B所示的像素部分中形成的像素結(jié)構(gòu)的剖面圖的一部分。
第一電極611通過(guò)布線619電連接到包括源區(qū)614、漏區(qū)615、溝道形成區(qū)616、柵絕緣膜617和柵電極618的TFT 620。TFT 620和第一電極611的邊緣被絕緣層612所覆蓋。
第二電致發(fā)光層622在第一電致發(fā)光層613上形成。依據(jù)本實(shí)例的電致發(fā)光層622通過(guò)氣相淀積形成為具有空穴傳輸層和光發(fā)射層的疊層結(jié)構(gòu)，這和實(shí)例1中的結(jié)構(gòu)相似。
通過(guò)在第二電致發(fā)光層622上形成第二電極623而形成電致發(fā)光元件624。
通過(guò)本實(shí)例的實(shí)踐，可以制造具有在一個(gè)襯底上的像素部分和驅(qū)動(dòng)電路單元，并具有依據(jù)本發(fā)明由電解聚合形成的電致發(fā)光層的面板。
實(shí)例3在本實(shí)例中，將參考圖8A和8B解釋具有在像素部分中的依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件。圖8A是光發(fā)射器件的頂視圖。圖8B是圖8A沿線A-A’的剖面圖。由虛線指示的參考數(shù)字801表示了源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；參考數(shù)字802指示了像素部分；803，柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；804密封襯底；和805，密封劑。被密封劑805環(huán)繞的內(nèi)部部分是空間807。
參數(shù)808指示用于傳輸輸入到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路801和柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電流803的信號(hào)的引線。引線從用作外部輸入端的FPC(柔性印刷電路)809中接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)或復(fù)位信號(hào)。盡管圖中只描述了FPC，PWB(印刷線路板)也可以附著在FPC上。正如本說(shuō)明書中所使用的，術(shù)語(yǔ)“光發(fā)射器件”所指的不僅是光發(fā)射器件的主體，也是指提供有FPC 809或PWB的主體。
然后將參考圖8B解釋剖面結(jié)構(gòu)。在襯底810上形成驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。在圖8B中，說(shuō)明了作為驅(qū)動(dòng)電路單元的源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路801和像素部分802。
由n溝道TFT 823和p溝道TFT 824結(jié)合形成的CMOS電路提供了源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路801。形成驅(qū)動(dòng)電路的TFT可以由已知的CMOS、PMOS或NMOS電路形成。在本實(shí)例中，描述了其中驅(qū)動(dòng)電路在襯底上形成的驅(qū)動(dòng)器集成型，但并不排外地，驅(qū)動(dòng)電路也可以在外部形成而代替在襯底之上形成。
像素部分802包括多個(gè)像素，像素包含有開(kāi)關(guān)TFT 811、電流控制TFT 812和電連接到電流控制TFT 812的漏極的第一電極813。此外，形成絕緣體814以覆蓋第一電極813的邊緣。此處，絕緣體814由正型感光丙烯酸樹脂膜形成。
為了達(dá)到滿意的覆蓋，上部邊緣部分和下部邊緣部分形成為具有曲率半徑的曲面。例如，正型感光丙烯酸用作絕緣體814的材料，只有絕緣體814的上部邊緣部分優(yōu)選具有曲率半徑(從0.2到3um)。作為絕緣體814，可以用感光后變得溶于刻蝕劑的負(fù)型感光樹脂或感光后變得不溶于刻蝕劑的正型感光樹脂。
電致發(fā)光層816和第二電極817分別在第一電極813上形成。作為用于陽(yáng)極的第一電極813的材料，優(yōu)選使用具有大功函數(shù)的材料。例如，第一電極可以由如ITO(氧化銦錫)膜、IZO(氧化銦鋅)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜或Pt膜的單層形成，可以由包括主要包含氮化鈦的膜和主要包含鋁的膜的疊層形成，可以由包括氮化鈦膜、包含鋁作為主要成分的膜和氮化鈦的三疊層形成，等等。在采用疊層的情況下，第一電極可以形成為具有如同布線的低電阻，有好的歐姆接觸并用作陽(yáng)極。
電致發(fā)光層816由依據(jù)本發(fā)明的電解聚合形成。在形成電致發(fā)光層816以具有疊層結(jié)構(gòu)的情況下，由電解聚合形成的電致發(fā)光層和由另一方法形成的另一個(gè)電致發(fā)光層可以堆疊在一起。作為形成電致發(fā)光層的另一方法，可以使用采用蒸鍍掩模的氣相淀積、涂覆或噴墨。
在電致發(fā)光層816中，通過(guò)電解聚合形成的膜是由低聚體或聚合體形成的。通過(guò)另一方法形成的膜可以由低分子量材料或高分子量材料形成。此外，電致發(fā)光層可以部分地由無(wú)機(jī)化合物以及有機(jī)化合物形成。
作為用于在電致發(fā)光層816上形成的第二電極(陰極)817的材料，可以使用具有小功函數(shù)的材料(Al、Ag、Li、Ca，這些元素的合金如MgAg、MgIn、AlLi，或無(wú)機(jī)材料CaF2或CaN)。在從電致發(fā)光層816產(chǎn)生的光通過(guò)第二電極(陰極)817的情況下，第二電極(陰極)817優(yōu)選由包括薄金屬膜和透明傳導(dǎo)膜(合金，如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層形成。
密封襯底804用密封劑805粘貼在襯底810上，以密封在襯底810、密封襯底804和密封劑805所環(huán)繞的空間807中的電致發(fā)光元件818。本發(fā)明不僅包括空間807由惰性氣體(諸如氮?dú)饣驓鍤?填充的情況，還包括空間807由密封劑805填充的情況。
密封劑805優(yōu)選由環(huán)氧基樹脂形成。此外，希望用于封裝劑的材料盡可能的抑止?jié)駳夂脱鯕獾臐B透。作為密封襯底804的材料，除玻璃襯底或石英襯底之外，還可以使用塑料襯底諸如FRP(玻璃纖維加固塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸。
因此，可以獲得具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件。
本實(shí)例中所描述的光發(fā)射器件可以由實(shí)例1和2中解釋的電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的自由結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
實(shí)例4本實(shí)例將解釋使用具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件完成的各種電子設(shè)備。
所給出的作為使用具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件制造的這種電子設(shè)備的實(shí)例有攝影機(jī)、數(shù)字相機(jī)、目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音重現(xiàn)設(shè)備(汽車音頻設(shè)備、音頻裝置等)、膝上型個(gè)人電腦、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩式電話、便攜游戲機(jī)、電子書等)、包括記錄媒介的圖像重現(xiàn)設(shè)備(更具體的，可以重現(xiàn)如數(shù)字化視頻光盤(DVD)等的記錄媒介的設(shè)備，也包括為顯示重現(xiàn)圖像的顯示器)等。圖9A到9G表示了這些電子設(shè)備的各種具體實(shí)例。
圖9A說(shuō)明了包括外殼2001、支撐臺(tái)2002、顯示部分2003、揚(yáng)聲器部分2004、視頻輸入終端2005等的顯示設(shè)備。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2003。顯示設(shè)備包括用于顯示信息的所有顯示設(shè)備，如個(gè)人電腦、電視廣播接收機(jī)、廣告顯示器等。
圖9B說(shuō)明了包括主體2201、外殼2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、指向鼠標(biāo)2206等的膝上型計(jì)算機(jī)。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2203。
圖9C說(shuō)明了包括主體2301、顯示部分2302、開(kāi)關(guān)2303、操作鍵盤2304、紅外端口2305等的移動(dòng)計(jì)算機(jī)。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2302。
圖9D說(shuō)明了包括記錄媒介(更具體的，DVD重現(xiàn)設(shè)備)的圖像重現(xiàn)設(shè)備，它包括主體2401、外殼2402、顯示部分A2403、另一顯示部分B2404、記錄媒介(DVD等)讀取部分2405、操作鍵盤2406、揚(yáng)聲器部分2407等。顯示部分A2403主要用來(lái)顯示圖像信息，而顯示部分B2404主要用來(lái)顯示特性信息。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分A2403和顯示部分B2404。注意具有記錄媒介的圖像重現(xiàn)設(shè)備還包括家庭游戲機(jī)等。
圖9E說(shuō)明了包括主體2501、顯示部分2502和支臂部分2503的目鏡型顯示器(頭戴顯示器)。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2502。
圖9F說(shuō)明了包括主體2601、顯示部分2602、外殼2603、外部連接端口2604、遙控接收部分2605、圖像接收部分2606、電池2607、聲音輸入部分2608、操作鍵盤2609、目鏡部分2610等的攝影機(jī)。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2602。
圖9G說(shuō)明了包括主體2701、外殼2702、顯示部分2703、聲音輸入部分2704、聲音輸出部分2705、操作鍵盤2706、外部連接端口2707、天線2708等的蜂窩式電話。具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以用作顯示部分2703。
如以上所列舉的，具有依據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光元件的光發(fā)射器件可以廣泛地應(yīng)用在所有領(lǐng)域中很寬范圍的電子設(shè)備中。通過(guò)將光發(fā)射器件應(yīng)用到不同領(lǐng)域的電子設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)低功耗和長(zhǎng)壽命。
盡管通過(guò)參考附圖實(shí)例完全地描述了本發(fā)明，但是可以理解，各種改變和變型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)。因此，除非這種改變和變型背離了之后描述的本發(fā)明的范圍，它們都將解釋為包括于此。
權(quán)利要求
1.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中在一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的。
2.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中在一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的，并且其中在電化學(xué)方法中，電極對(duì)中一個(gè)電極的每單位面積上的電荷總量是1.0到1.2mC/cm2。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的制造電致發(fā)光器件的方法，其中電致發(fā)光層包含從包括吡咯、吲哚、噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩、苯、萘、甘菊環(huán)和苯撐氧化物的組中選擇的化合物。
4.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中在一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層具有包括第一電致發(fā)光層和第二電致發(fā)光層的疊層結(jié)構(gòu)，其中第一電致發(fā)光層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的；以及其中第二電致發(fā)光層由氣相淀積形成。
5.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中在一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層具有包括第一電致發(fā)光層和第二電致發(fā)光層的疊層結(jié)構(gòu)，其中第一電致發(fā)光層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的，其中在電化學(xué)方法中，電極對(duì)中一個(gè)電極的每單位面積上的電荷總量是1.0到1.2mC/cm2，以及其中第二電致發(fā)光層由氣相淀積形成。
6.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中在一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層包括空穴注入層；空穴傳輸層；和光發(fā)射層，其中空穴注入層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的，以及其中空穴傳輸層和光發(fā)射層由氣相淀積形成。
7.用于制造電致發(fā)光器件的方法，包括在電致發(fā)光器件中的一對(duì)電極之間形成電致發(fā)光層的步驟，其中電致發(fā)光層包括空穴注入層；空穴傳輸層；和光發(fā)射層，其中空穴注入層是用電化學(xué)方法、通過(guò)向電極對(duì)中的一個(gè)電極注入電流密度從0.4到1.5mA/cm2的電流持續(xù)0.8到3.0秒而形成的，其中在電化學(xué)方法中，電極對(duì)中一個(gè)電極的每單位面積上的電荷總量是1.0到1.2mC/cm2，以及其中空穴傳輸層和光發(fā)射層由氣相淀積形成。
8.依據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5的制造電致發(fā)光器件的方法，其中第一電致發(fā)光層包含從包括吡咯、吲哚、噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩、苯、萘、甘菊環(huán)和苯撐氧化物的組中選擇的化合物。
9.依據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7的制造電致發(fā)光器件的方法，其中空穴注入層包含從包括吡咯、吲哚、噻吩、3，4-乙撐二氧噻吩、苯、萘、甘菊環(huán)和苯撐氧化物的組中選擇的化合物。
10.制造具有依據(jù)權(quán)利要求1、2和4-7的電致發(fā)光器件的電子設(shè)備的方法，其中電子設(shè)備從包括顯示裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖像重現(xiàn)裝置、目鏡型顯示器、攝影機(jī)和蜂窩式電話的組中選擇。
全文摘要
通過(guò)依據(jù)本發(fā)明以高可控性形成薄膜，提供在發(fā)光性能和壽命上更為優(yōu)異的電致發(fā)光元件。依據(jù)這一事實(shí)，即，在電解聚合過(guò)程中，尤其是要求電解聚合膜為薄膜的時(shí)候，通過(guò)將施加到電極的電流保持在預(yù)定范圍內(nèi)可以在電極表面上均勻地形成電解聚合膜，從而，對(duì)電致發(fā)光元件的第一電極施加電流密度0.4到1.5mA/cm
文檔編號(hào)H01L51/40GK1543271SQ20041003510
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者高須貴子, 瀨尾哲史, 野村亮二, 二, 史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所