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      有機發(fā)光元件、有機發(fā)光顯示面板及有機發(fā)光顯示裝置的制造方法

      文檔序號:9830253閱讀:278來源:國知局
      有機發(fā)光元件、有機發(fā)光顯示面板及有機發(fā)光顯示裝置的制造方法
      【技術(shù)領域】
      [0001]本申請涉及利用有機材料的電致發(fā)光現(xiàn)象來發(fā)光的有機發(fā)光元件,尤其涉及發(fā)出藍色光的有機發(fā)光元件。
      【背景技術(shù)】
      [0002]近幾年,作為發(fā)光型的顯示器,在基板上以矩陣方向排列多個有機發(fā)光元件的有機電致發(fā)光面板被實用化。
      [0003]作為該有機電致發(fā)光面板的構(gòu)成,周知的是在基板上設置驅(qū)動電路(例如,包含薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)元件),在該驅(qū)動電路上設置絕緣層,并且排列有多個有機發(fā)光元件而構(gòu)成。
      [0004]而且各個有機發(fā)光元件作為基本構(gòu)造具備:在基板上的絕緣層上設置的陽極、在該陽極上設置的由有機發(fā)光材料構(gòu)成的發(fā)光層及機能層的層疊體、以及在其上設置的透明導電性的陰極。
      [0005]作為透明導電性的陰極,以往通常采用了以氧化銦錫(ΙΤ0:1ndium Tin Oxide)為代表的透明導電材料。此外,作為功能層,在發(fā)光層與陽極之間設置了空穴注入層、空穴傳輸層等,在發(fā)光層與陰極之間設置了電子注入層,電子傳輸層等。
      [0006]這樣的有機發(fā)光元件是電流驅(qū)動型的發(fā)光元件,驅(qū)動時,在陽極與陰極之間被施加電壓,被注入到發(fā)光層的空穴與電子再結(jié)合,從而發(fā)光。
      [0007]在全色顯示的有機發(fā)光面板,這樣的有機發(fā)光元件形成RGB各個顏色的子像素,通過組合相鄰的RGB的子像素,形成一個像素。
      [0008]針對這樣的有機發(fā)光面板期待開發(fā)出適合高清晰化的產(chǎn)品,從而推進了對此的開發(fā)。
      [0009]此外,針對有機發(fā)光面板,從耗電量的減少和長壽命化的觀點,也期待能夠提高來自各個發(fā)光元件的光取出效率。
      [0010]為了提高該光取出效率,周知的有例如專利文獻I所示的各個顏色的有機發(fā)光元件采用諧振器結(jié)構(gòu)的技術(shù)。采用諧振器結(jié)構(gòu),對有機發(fā)光元件的光取出效率的提高有效。
      [0011](現(xiàn)有技術(shù)文獻)
      [0012](專利文獻)
      [0013]專利文獻I:國際公開第2012/020452號
      [0014]專利文獻2:日本特開2010-34030號公報
      [0015]專利文獻3:日本特開2012-9148號公報

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0016]本申請?zhí)峁┮环N藍色發(fā)光的有機發(fā)光元件,該有機發(fā)光元件能夠減少透明陰極(透明電極)的薄層電阻值,并且以高取出效率來取出色度良好的藍色發(fā)光。
      [0017]本申請的一個方案涉及的有機發(fā)光元件,具備:第一電極,對射入的光進行反射;第二電極,配置為與第一電極對置,并且使射入的光透過;有機發(fā)光層,配置在第一電極與第二電極之間,并且至少射出藍色光;第一功能層,配置在第一電極與有機發(fā)光層之間,并且由一個或兩個以上的層構(gòu)成;以及第二功能層,配置在有機發(fā)光層與第二電極之間,并且由一個或兩個以上的層構(gòu)成。
      [0018]而且所述有機發(fā)光元件形成有第一光路和第二光路,所述第一光路是指,從有機發(fā)光層射出的藍色光的一部分,經(jīng)過第一功能層射入到第一電極,在第一電極被反射之后,經(jīng)過第一功能層、有機發(fā)光層、第二功能層、第二電極向外部射出,所述第二光路是指,從有機發(fā)光層射出的藍色光的剩余的一部分,不向第一電極一側(cè)前進,而是經(jīng)過第二功能層、第二電極向外部射出。
      [0019]第一功能層的光學膜厚設定為在48nm以上62nm以下的范圍內(nèi)。
      [0020]第二電極,根據(jù)由透明導電材料構(gòu)成的第一導電層、金屬層、由透明導電材料構(gòu)成的第二導電層,從接近有機發(fā)光層一側(cè),按照該順序?qū)盈B來構(gòu)成。而且第一導電層的折射率是2.0以上2.4以下,并且所述第一導電層的膜厚是85nm以上97nm以下,金屬層與第一導電層的折射率的差是O以上2.0以下,并且金屬層的膜厚是2nm以上22nm以下。
      [0021]在所述一個方案涉及的有機發(fā)光元件,從有機發(fā)光層射出的藍色光,通過第一光路及第二光路向外部射出。在此,第一功能層的光學膜厚設定為在48nm以上62nm以下的范圍內(nèi),通過所述兩個光路的光共振,從而能夠以高取出效率取出色度良好的藍色光。
      [0022]此外,光取出側(cè)的第二電極是根據(jù)由透明導電材料構(gòu)成的第一導電層、金屬層、由透明導電材料構(gòu)成的第二導電層層疊而構(gòu)成,與僅由透明導電材料來構(gòu)成第二電極的情況相比,能夠減少其薄層電阻值。
      [0023]此外,通過將第一透明導電層及金屬層的膜厚設定為所述的范圍,能夠進一步提高藍色光的光取出效率。
      【附圖說明】
      [0024]圖1是模式性表示實施方式I涉及的有機顯示面板的像素結(jié)構(gòu)的截面圖。
      [0025]圖2是表示在發(fā)光元件形成的光諧振器結(jié)構(gòu)中的直接光和反射光的圖。
      [0026]圖3是表示實施方式涉及的顯示裝置的功能塊的圖。
      [0027]圖4是例示實施方式涉及的顯示裝置的外形的圖。
      [0028]圖5的(a)?(d)都是說明實施方式涉及的顯示裝置的制造方法的圖。
      [0029]圖6的(a)?(C)都是說明實施方式涉及的顯示裝置的制造方法的圖。
      [0030]圖7的(a)是表示改變空穴注入層4的膜厚時,從藍色發(fā)光元件取出的光取出效率的圖表,(b)是表示改變空穴注入層4的膜厚時,從藍色發(fā)光元件取出的光的色度變化的模樣的圖表。
      [0031]圖8是表示IT0/Ag/IT0電極的各層的膜厚和薄層電阻之間的關(guān)系的圖。
      [0032]圖9是表示用于模擬的實施例la、比較例Ia涉及的藍色發(fā)光元件的各層的折射率、膜厚以及光路長。
      [0033]圖10的(a)和(b)都是針對實施例1a涉及的藍色發(fā)光元件,根據(jù)模擬的結(jié)果制作的亮度/V值的映射圖。
      [0034]圖11的(a)?(e)都是針對實施例1a涉及的藍色發(fā)光元件,根據(jù)模擬的結(jié)果制作的亮度/y值的映射圖。
      [0035]圖12的(a)是表示在實施例1a中,亮度/y值共同地成為70以上的第一透明導電層81和金屬層82的膜厚范圍的映射圖,(b)是用橢圓擬合該范圍的圖。
      [0036]圖13是表示用于模擬的實施例lb、比較例Ib涉及的藍色發(fā)光元件的各層的折射率、膜厚以及光路長的圖。
      [0037]圖14的(a)是針對實施例1b涉及的藍色發(fā)光元件,根據(jù)模擬的結(jié)果而制作的亮度/y值的映射圖,(b)是用橢圓擬合該范圍的圖。
      [0038]圖15是模式性表示實施方式2涉及的像素結(jié)構(gòu)的截面圖。
      [0039]圖16是表示實施例2涉及的有機發(fā)光元件的各層的折射率、膜厚及光路長的圖。
      [0040]圖17的(a)是表示在實施例2,改變空穴注入層37的膜厚時,從藍色發(fā)光元件取出的光取出效率的圖表,(b)是表示改變空穴注入層37的膜厚時,從藍色發(fā)光元件取出的光的色度變化的情況的圖表。
      [0041]圖18的(a)?(C)都是針對實施例2涉及的藍色發(fā)光元件,根據(jù)模擬的結(jié)果制作的亮度/V值的映射圖。
      [0042]圖19的(a)是表示在實施例2,亮度/y值共同成為100以上的第一透明導電層321和金屬層322的膜厚范圍的映射圖,(b)是表示用橢圓擬合該范圍的圖。
      [0043]圖20是表示ITO膜的膜厚與薄層電阻的關(guān)系的圖。
      【具體實施方式】
      [0044](作為本發(fā)明的基礎的知識)
      [0045]在有機發(fā)光面板,為了用良好的畫質(zhì)進行圖像顯示,尤其針對藍色的有機發(fā)光元件,期待獲得色度良好且光取出效率高的藍色光。從而,在如所述采用了諧振器結(jié)構(gòu)的藍色的有機發(fā)光元件,期待能夠進一步提高色度良好的藍色光的取出效率。
      [0046]此外,在有機發(fā)光面板,將透明陰極用ITO—樣的透明導電材料來形成時,該薄層電阻值變高,面板的中央部比周圍所施加的電壓降低,會產(chǎn)生亮度不均。從而,降低透明陰極的薄層電阻值也是課題。
      [0047]如上所述,在藍色發(fā)光元件,通過采用諧振器結(jié)構(gòu),能夠使藍色光的光取出效率及色度Y值(CIE色度系)變得良好。然而,本申請者為了進一步抑制面板的中央部的電壓下降,并且提高從發(fā)光元件取出的藍色光的光取出效率而進行了專心研究。
      [0048]為了抑制電壓下降,例如專利文獻2所示,在有機電致發(fā)光面板中,在鄰接的像素之間設置由電阻低的金屬構(gòu)成的線寬5?IΟμπι的匯流條(busbar)。
      [0049]然而,在高清晰的有機電致發(fā)光面板中,設置匯流條,則導致像素的開口率下降,成為發(fā)光元件的光取出效率低下的原因。尤其在15英寸的超過300?500ppi的高清晰面板中,I個像素大小的寬度大小為30?80μπι,非常小??紤]到為了長壽命化,將開口率維持在40?50%以上時,可知確保線寬5?ΙΟμπι的空間是非常困難的。
      [0050]在此,本申請者在超過500ppi的高清晰化的有機顯示元件,考慮到兼顧電壓下降的抑制和光取出效率的提高的雙方,研究了使透明陰極成為低電阻的方法。
      [0051 ] ITO膜,在膜厚為50nm左右時,電阻值(以下稱為薄層電阻值)成為80?100 Ω/口(另外,□表示Sq.)。在該情況下產(chǎn)生電壓下降,從而根據(jù)在面板上配置的像素的位置亮度不均。
      [0052]在此,如圖20所示,在通常的ITO—樣的透明導電膜中,其膜厚與薄層電阻值具有反比例關(guān)系,將膜厚設定地大則可以在某種程度上減少薄層電阻。但是,從圖20可以知道,由ITO構(gòu)成的透明陰極的膜厚即使設定為200nm以上,將薄層電阻值降低到40 Ω/□以下是存在困難的。
      [0053]此外,在頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)中,在有機層上形成透明導電膜,形成厚的透明導電膜時,加熱時間變長,會損傷元件。此外,形成厚的透明陰極時,總的透射率下降,不能避免光取出效率的降低。因此,實際上能夠用ITO制膜的透明陰極的膜厚存在上限。
      [0054]在此,可以考慮將透明陰極作為由ITO-金屬層-1TO構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu),在ITO之間配置金屬層,從而實現(xiàn)低電阻化。在這樣的構(gòu)成中,例如專利文獻3公開了在透明塑料上按順序?qū)盈B第一 ITO層(Al)、金屬層(M)、第二 ITO層(A2)的層疊型透明導電性膜。
      [0055]這樣的三層結(jié)構(gòu)的透明陰極中,金屬層的膜厚變厚時,薄層電阻值與金屬層的膜厚成比例地降低。為了顯示裝置的高清晰化,并且為了抑制根據(jù)在顯示裝置的面板上配置的像素的位置產(chǎn)生的亮度不均,就需要薄層電阻的低電阻化。因此,就需要某種程度的膜厚的金屬層。然而,金屬層變厚,則光的透射率下降,并且光取出效率下降。這樣,薄層電阻值和光取出效率具有權(quán)衡的關(guān)系。因此,以往存在這樣的課題,按照產(chǎn)品規(guī)范等不得不選擇犧牲光取出效率(取出效率小)而降低薄層電阻值,或者相反地優(yōu)先光取出效率而使薄層電阻值變高(產(chǎn)生畫面不均)。
      [0056]在此,本申請者研究了在藍色發(fā)光元件,作為透明陰極,采用第一透明導電層-金屬層-第二透明導電層的三層層疊結(jié)構(gòu),并且確保低薄層電阻值,進而提高從藍色發(fā)光元件取出的藍色光取出效率。具體而言,通過模擬,改變?nèi)龑咏Y(jié)構(gòu)的透明導電電極的各層的膜厚,來計算被取出的藍色光的亮度及色度。
      [0057]圖8是表示透明陰極的層構(gòu)成與薄層電阻值和光的透射率的關(guān)系的圖。在該圖8,樣品的N0.1(樣品I)是,用ITO的單層來構(gòu)成透明陰極的情況,其他N0.2至N0.7是改變第一、第二透明導電層(ITO)的膜厚和金屬層(Ag)的膜厚的三層層疊結(jié)構(gòu)的情況。
      [0058]如圖8所示,像ITO-Ag-1TO—樣的層疊結(jié)構(gòu)的透明陰極,單獨存在時金屬層(Ag層)的膜厚變厚則光透射率降低,但是如后述的模擬的結(jié)果(圖11等)所得到的見解是,在該藍色發(fā)光元件嵌入了該層疊結(jié)構(gòu)的透明陰極時,即使金屬層的膜厚厚度為某種程度,也存在光取出效率良好的情況。而且,根據(jù)所得到的見解進行了本申請。即,通過研究的結(jié)果,在本申請中不僅著眼于通過以往的見解所知道的構(gòu)成透明陰極的層疊結(jié)構(gòu)的金屬層和透明導電層的每一層的膜厚,而且將構(gòu)成透明陰極的金屬層以及與其鄰接的透明導電層的折射率的差,以及在透明陰極的層疊結(jié)構(gòu)中布置在功能層一側(cè)的第一透明導電層(第一導電層)的折射率和膜厚設定為規(guī)定的范圍,并且將第一電極側(cè)的功能層的光學膜厚設定為規(guī)定的范圍,從而發(fā)現(xiàn)了即使金屬層具有某種程度的膜厚,光取出也成為良好的范圍。
      [0059][發(fā)明的方案]
      [0060]本申請的一個方案涉及的有機發(fā)光元件具備:第一電極,對射入的光進行反射;第二電極,配置為與第一電極對置,并且使射入的光透過;有機發(fā)光層,配置在第一電極與第二電極之間,并且至少射出藍色光;第一功能層,配置在第一電極與有機發(fā)光層之間,并且由
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