專利名稱：有機電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光學(xué)干涉的電致發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
把發(fā)光層夾持在一對電極之間、在兩電極之間施加電壓使其發(fā)光的有 機龜致發(fā)光(下面有時簡稱為EL)元件，其具有似下優(yōu)點通近自己發(fā) 色提高視覺辨認性、因為是不同于液晶像素的全固體元件所以抗沖擊性優(yōu) 良、響應(yīng)速度高、受溫度變化的影響小、以及視角寬等，作為在顯示裝置 上的發(fā)光元件的利用令人矚目。
有機EL元件的構(gòu)成以陽極、發(fā)光層、陰極這種疊層構(gòu)造為基礎(chǔ)。另 外，作為有機EL元件，公知的有從下部電極側(cè)出光的底部發(fā)光型和從頂 部側(cè)出光的上部發(fā)光型。在有機EL元件中，為了提高發(fā)光色的色純度及發(fā)光效率，公開有一 種技術(shù)，其以上部電極或者下部電極的任一個作為發(fā)光電極，或者透明電 極和下部電極之間或在上部電極上設(shè)置反射層(例如參照專利文獻1)。就 這種有機EL元件而言，由于在下部電極以及上部電極間產(chǎn)生多重干涉， 所以能夠提高發(fā)光色的色純度及發(fā)光效率。
另外，為了提高發(fā)光色的色純度及發(fā)光效率，公開的有一種技術(shù)，其 是調(diào)整下部電極及上部電極的光學(xué)距離(例如參照專利文獻1及專利文獻 2)。在專利文獻1及專利文獻2中公開有，調(diào)整空穴輸送層、發(fā)光層和電 子輸送層的合計光學(xué)膜厚，即，有機EL層的膜厚的技術(shù)。但是， 一般來 說，構(gòu)成有機EL層的各個層的膜厚由于是根據(jù)對各個層所要求的功能而 進行適當(dāng)調(diào)整的膜厚，所以再考慮光學(xué)干涉來設(shè)計有機EL層的膜厚是很 困難的。
在專利文獻l中，表示有底部發(fā)光型以及上部發(fā)光型有機EL元件，
在專利文獻2中，表示有一種底部發(fā)光型的有機EL元件。就底部發(fā)光型的有機EL元件而言，通常，在上部電極上使用發(fā)光電 極，在下部電極上使用ITO等透明電極，而對于利用光學(xué)干涉的底部發(fā)光 型有機EL元件來說，例如，上部電極使用反射電極，下部電極使用使發(fā) 自發(fā)光層的光一部分透過， 一部分反射的半透反射電極。在專利文獻2中 例示有，作為半透反射電極，是含有厚度lnm 50nm左右的Al、 Mo、 Ti、 Cr、 Ag等的金屬薄膜。但是，半透反射電極必須適當(dāng)?shù)剡x擇具有和ITO 等同樣的特性的金屬，材料選擇難。另外，在只用金屬薄膜得不到期望的 特性的情況下，必須對金屬薄膜進行表面處理。另外，就上部發(fā)光型的有機EL元件而言，通常是在上部電極使用ITO 膜等透明電極，在下部電極使用反射電極，而對于利用光學(xué)干涉的上部發(fā) 光型的有機EL元件來說，例如，下部電極使用反射電極，上部電極使用 使發(fā)自發(fā)光層的光一部分透過， 一部分反射的半透反射電極。再者，在利用光學(xué)干涉的有機EL元件中，公開有一種為了減輕外光 反射，而設(shè)置低反射率層疊構(gòu)造體的元件(例如參照專利文獻3)。在專 利文獻3中公開的有機EL元件，具有層疊了第一半透膜和第二半透膜以 及反射層的低反射率層疊構(gòu)造體。對于低反射率層疊構(gòu)造體來說，調(diào)整第 一半透膜以及第二半透膜的膜厚，以使光學(xué)干涉造成的反射光減弱。作為具有該低反射率層疊構(gòu)造體的有機EL元件的層構(gòu)造，具有多種 形式。例如，指出了一種低反射率層疊構(gòu)造體當(dāng)作背面電極構(gòu)造體發(fā)揮作 用的底部發(fā)光型的有機EL元件。在這種情況下，第一半透膜作為電極發(fā) 揮作用也可以，反射層作為電極發(fā)揮作用也可以。另外，就有機EL元件而言，構(gòu)成有機EL層的材料對于物理性的或 者化學(xué)性的環(huán)境變化較敏感，常常出現(xiàn)產(chǎn)生被稱為黑斑(dark spot)的非 發(fā)光點的情況。為此，公開了一種技術(shù)，其以防止黑斑原因之一即空氣中 的水分及氧氣的侵入為目的，在有機EL層上設(shè)置氣體阻隔層(例如，參 照專利文獻4)。專利文獻1:特開2004—127725號公報專利文獻2:特開2005—93329號公報專利文獻3:特開2004—152751號公報
專利文獻4:特開平8—279394號公報在上述專利文獻3中，并未完全顯示氣體阻隔層性質(zhì)。而由于第二半 透明型膜由有機物構(gòu)成，所以不能說其對于水蒸氣及氧氣的氣體阻隔性足 夠。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而建立的，其主要目的在于提供一種色純度 高、顯示品質(zhì)優(yōu)良的有機EL元件。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種有機EL元件，其特征在于具有: 透明基材；形成于上述透明基材上的透過性或半透過性的第一電極層；形成于上述透過性或半透過性的第一電極層上、且至少含有J:光層的有機EL層；形成于上述有機EL層上的半透過性的第二電極層；形成于上述半 透過性的第二電極層上、且由無機物構(gòu)成的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層；形成于上述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上的反射層。依照本發(fā)明，通過根據(jù)發(fā)光層的發(fā)光波長酌情設(shè)定透過性或半透過性 的膜厚調(diào)整層的膜厚，能夠利用光學(xué)干涉提高色純度。因此，由于不必為 了提高色純度而設(shè)計有機EL層的膜厚，所以，能夠提高膜厚設(shè)計的自由 度。依照本發(fā)明，由于在半透過性的第二電極層上形成有透過性或半透過 性的膜厚調(diào)整層，所以能夠保護半透過性的第二電極層以及有機EL層受 到周圍的水分及氧氣的影響。尤其是由無機物構(gòu)成的透過性或半透過性的 膜厚調(diào)整層，較之由有機物構(gòu)成的層，對氧氣及水蒸氣的氣體阻擋性優(yōu)越。 因此，例如，在半透過性的第二電極層含有反應(yīng)性比較高的金屬的情況下， 能夠防止金屬的氧化、抑制發(fā)光特性的降低。另外，能夠抑制黑斑等的發(fā) 生、提高顯示品質(zhì)。在上述發(fā)明中，上述反射層具有導(dǎo)電性，優(yōu)選在上述非顯示區(qū)域設(shè)置 與上述半透過性的第二電極層和上述反射層接觸的接觸區(qū)域。由于在非顯 示區(qū)域設(shè)置有接觸上述半透過性的第二電極層和上述非反射層的接觸區(qū) 域，所以通過第二半透明電極使電流流過，同時也通過反射層使電流流過， 能夠向發(fā)光層高效提供電荷，因而能夠提高發(fā)光效率。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層具有防 止上述半透過性的第二電極層的氧化的功能。如上所述，例如，在半透過 性的第二電極層含有反應(yīng)性比較高的金屬的情況下，用透過性或半透過性 的膜厚調(diào)整層保護半透過性的第二電極層，因而能夠有效地防止因周圍的 水分及氧氣造成的金屬的氧化。
再者，在本發(fā)明中，上述反射層也可以形成圖案形狀。因而能夠通過 做成這種構(gòu)成，在設(shè)置了反射層的區(qū)域和沒有設(shè)置反射層的區(qū)域，改變發(fā) 光顏色的色調(diào)。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述反射層具有防止上述半透過性的第二電 極層的氧化的功能。例如，在半透過性的第二電極層含有反應(yīng)性比較高的 金嵐的情況下，能夠和透過性或半透過性的旗厚調(diào)整層一起，也使用反射 層來保護半透過性的第二電極層，因而能夠有效地防止因周圍的水分及氧 氣造成的金屬的氧化。
再者，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述半透過性的第二電極層含有堿金屬以及 堿土類金屬中的至少一種。在半透過性的第二電極層含有堿金屬及堿土類 金屬的情況下，堿金屬及堿土類金屬由于反應(yīng)性比較高而因氧化易于降低 導(dǎo)電性，但是，因為在半透過性的第二電極層上形成有透過性或半透過性 的膜厚調(diào)整層，所以能夠防止堿金屬及堿土類金屬的氧化。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)厚度nd滿足下述式(1)。 nd=λ X m/4 (1)
(此處，n為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d為透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，λ為要減弱的波長，m為任意奇數(shù))。在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚滿足上述式的情況下， 能夠利用光學(xué)干涉減弱特定的波長，因而能夠提高作為目的的波長的色純 度。
再者，在本發(fā)明中，上述無機物也可以是寬能帶隙(bandgap)半導(dǎo) 體、金屬氧化物、金屬硫化物，或者是金屬氟化物。由于這些無機物能夠 通過不造成損傷的方法在有機EL層上成膜。
在本發(fā)明中，通過根據(jù)發(fā)光層的波長酌情設(shè)定透過性或半透過性的膜
厚調(diào)整層的膜厚，能夠提高色純度，由于不必為了提高色純度而設(shè)計有機EL層的厚度，所以能夠提高膜厚設(shè)計的自由度。另外，由于在半透過性的第二電極層上形成有由無機物構(gòu)成的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層， 所以能夠保護半透過性的第二電極層以及透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層，達到能夠提高發(fā)光特性以及顯示品質(zhì)的效果。


圖1是表示本發(fā)明的有機EL元件的一例的概略剖面圖。 圖2是說明如圖1所示的在有機EL元件的光學(xué)干涉的圖。 圖3是表示本發(fā)明的有機EL元件的另一例的概略剖面圖。 圖4是表示本發(fā)明的有機EL元件的另一例的概略剖面圖。 圖5是表示本發(fā)明的有機EL元件的另一例的概略剖面圖。 圖6是表示本發(fā)明的有機EL元件的另一例的概略剖面圖。符號說明1:有機EL元件 2:透明基材3:透過性或半透過性的第一電極層4:空穴注入輸送層5: 發(fā)光層6:有機EL層7:半透過性的第二電極層8:透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層9:反射層具體實施方式
下面，詳細說明本發(fā)明的有機EL元件以及功能器件。 A、有機EL元件本發(fā)明的有機EL元件，其特征在于具有透明基材；形成于上述透 明基材上的透過性或半透過性的第一電極層；形成于上述透過性或半透過 性的第一電極層上、且至少含有發(fā)光層的有機EL層；形成于上述有機EL 層上的半透過性的第二電極層；形成于上述半透過性的第二電極層上、且 由無機物構(gòu)^K的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層；形成于上述透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層上的反射層。一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的有機EL元件。圖1是表示本發(fā)明的有機EL元件之一例的概略剖面圖。如圖1所例 示，有機EL元件1是在透明基材2上按下述順序依次疊層了透過性或半 透過性的第一電極層3、空穴注入輸送層4、由發(fā)光層5構(gòu)成的有機EL層 6、半透過性的第二電極層7、透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8、反射層 9的元件。該有機元件1是發(fā)光層5產(chǎn)生的光從透明基材2側(cè)出光的底部 發(fā)光型。另外，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8由無機物構(gòu)成。然后，使用附圖2來說明在有機EL元件上的光學(xué)干涉。在圖l所示 的有機EL元件上，存在各種各樣的放射光。例如如圖2所示，有從發(fā)光 層5向前面(透明基材2 —側(cè))放射的光a;從發(fā)光層5向后面(透過性 或半透過性的膜厚調(diào)整層8 —側(cè))放射的光b;從發(fā)光層5向后面放射， 并在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8和反射層9的界面發(fā)生反射的光c; 從發(fā)光層5向后面放射而在發(fā)光層5和半透過性的第二電極層7的界面發(fā) 生反射的光d;從發(fā)光層5向后面放射而在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層8和反射層9的界面發(fā)生反射，再在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8 和半透過性的第二電極層7的界面發(fā)生反射的光e等。這些光發(fā)生干涉， 進而發(fā)生多重干涉。光的干涉，依賴于各層的膜厚以及折射率、以及發(fā)光層的發(fā)光波長， 光或強或弱。另外，通過這種光的干涉，使發(fā)光光譜發(fā)生變化。在本發(fā)明 中，通過根據(jù)發(fā)光層的發(fā)光波長來酌情設(shè)定透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層的膜厚，能夠利用光學(xué)干涉使發(fā)光光譜發(fā)生變化、提高色純度。例如，在發(fā)光層發(fā)出綠色光的情況下，在由發(fā)光層產(chǎn)生的綠色光含有 630nm左右的紅色光時，就會使綠色光的色純度降低。為了提高該綠色光 的色純度，只要利用光的干涉使630nm左右的紅色光減弱即可。為了利用光的干涉使某波長X的光減弱，在本發(fā)明的有機EL元件中， 簡單的做法是，只要把透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚做成想 要減弱的波長X的約m /4倍(m是任意奇數(shù))即可。如果設(shè)透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的折射率為n、膜厚為d，則可求得透過性或半透過 性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚nd。因此，為了利用光的干涉使波長 i的光減 弱，只要使其滿足下述式(1)即可。nd= iXm/4 (1) (此處，n是透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d是透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，入是波長，m是任意奇數(shù)。)在上述綠色光的例子當(dāng)中，為了利用光的干涉使波長630nm左右的紅 色光減弱，只要使其滿足下述式的關(guān)系即可。nd=630Xm/4=157.5Xm (在此，n為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d為透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，m為任意奇數(shù)。)在這種情況下，如果透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層使用ZnS，由于 ZnS的折射率n為2.35左右，則可建立下述關(guān)系式。2.35Xd=157.5Xm d=67Xm=67、 201、 335、… (在此，d為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，m為任意奇數(shù)。)因此，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚d為67nm、 201nm、 335nm、 …此處，本發(fā)明者進行了下述的實驗。對按照玻璃基板/ ITO薄膜(膜 厚150nm) /聚乙烯二氧噻吩一聚苯乙烯磺酸(PEDOT—PSS)薄膜(膜 厚80nm) /發(fā)綠色光的發(fā)光層(膜厚80nm) / Ca薄膜(膜厚20nm) /ZnS薄膜(膜厚200nm) / Ag薄膜(膜厚150nm)順序依次疊層的 有機EL元件A，和按照玻璃基板/ ITO薄膜(膜厚150nm) /聚乙烯 二氧噻吩一聚苯乙烯磺酸(PEDOT—PSS)薄膜(膜厚80nm) /發(fā)綠色 光的發(fā)光層(膜厚80nm) /Ca薄膜(膜厚20nm) / Ag薄膜(膜厚: 150nm)順序依次疊層的有機EL元件B,測定了發(fā)光光譜。有機EL元件 A中其透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層形成為ZnS薄膜，有機EL元件B 中未形成有ZnS薄膜即透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層。就有機EL元件 A而言，用上述式計算求得一樣，使ZnS的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整
層的膜厚d為200nm。就有機EL元件A的發(fā)光光譜而言，其波峰波長為530nm，光譜半值 寬度為35nm。與此相對，就有機EL元件B的發(fā)光光譜而言，其波峰波 長為540nm，光譜半值寬度為75nm。由此可知，在滿足上述公式(1)的 情況下，使光譜半值寬度變窄，就會使色純度變高。另外，在理想的狀態(tài)下，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚d越 厚，則發(fā)光光譜的光譜半值寬度變得更窄。例如，透過性或半透過性的膜 厚調(diào)整層的膜厚為67nm的情況和為201nm的情況下，為201nm時的一方 光譜半值寬度越窄，色純度越高。再者，例如，在發(fā)光層發(fā)出綠色光的情況下，為了提高綠色光的色純 度，只要利用光的干涉增強綠色光即可。為了利用光的干涉增強具有波長X的光，在本發(fā)明的有機EL元件中，簡單的做法是，只要把透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚做成想 要增強的波長X的約m'/4倍(m，是任意奇數(shù))即可。如果設(shè)透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的折射率為n、膜厚為d，則可求得透過性或半透過 性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚nd。因此，為了利用光的干涉使波長X的光增 強，只要使其滿足下述式(2)即可。nd=XXm，/4 (2) (此處，n為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d為透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，人為波長，m，為任意偶數(shù)。)這樣，在本發(fā)明中，通過根據(jù)發(fā)光層的發(fā)光波長來酌情設(shè)定透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚就能提高色純度，由于不必為了提高色純度 來設(shè)計有機EL層的膜厚，因而能夠提高膜厚設(shè)計的自由度。另外，在本發(fā)明中，由于在半透過性的第二電極層上形成有透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層，因而能夠利用透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層保 護半透過性的第二電極層和有機EL層不受周圍的水分及氧氣影響。尤其 是，由于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層是由無機物構(gòu)成的，與由有機物 構(gòu)成的層相比較，對氧氣及水蒸氣的氣體阻擋性更為優(yōu)越。因此，例如， 在半透過性的第二電極層含有反應(yīng)性比較強的金屬的情況下，能夠防止周 圍的水分及氧氣造成的金屬氧化。由此，能夠抑制半透過性的第二電極層
的電荷注入性能的降低、抑制發(fā)光特性的降低。另外，還能夠抑制黑斑等 的發(fā)生、提高顯示品質(zhì)。再者，在本發(fā)明中，由于半透過性的第二電極層因從發(fā)光層發(fā)出的光 一部分發(fā)生透射一部分發(fā)生反射而引起多重干涉，所以不必像現(xiàn)有的技術(shù) 那樣，為了弓I起多重干涉而把透過性或半透過性的第一 電極層(下部電極) 當(dāng)作半透反射電極。因此，透過性或半透過性的第一電極層的材料選擇比 較容易，還不需要進行用于得到期望的特性的表面處理。下面，說明本發(fā)明的有機EL元件的各構(gòu)成。1、半透明電極膜厚調(diào)整層用在本發(fā)明的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層，是形成于半透過性的 第二電極層和反射層之間、且由無機物構(gòu)成的膜厚調(diào)整層。作為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形成材料，使用無機物。作為 該無機物只要是在規(guī)定的膜厚上具有透明性的無機物就不受特別的限制， 但是優(yōu)選對水分及氧氣等的穩(wěn)定性比較高的無機物。因為這種透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層，能有效地保護半透過性的第二電極層和有機EL層 不受水分及氧氣影響。S卩，優(yōu)選透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層具有防止 半透過性的第二電極層的氧化的功能。另外，用于膜厚調(diào)整層的無機物優(yōu)選使用不使有機EL層受到損壞的 方法可成膜的無機物。因為由此能夠回避在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層形成時由于有機EL層受損壞而造成發(fā)光特性降低的情況。再者，用于膜厚調(diào)整層的無機物，既可以具有導(dǎo)電性，也可以具有絕 緣性。作為這樣的無機物，可舉出如ZnSe、 ZnS、 ZnSxSei—x等由化學(xué)元素 周期表上II族及IV族的元素組成的化合物等寬能帶隙半導(dǎo)體；SiO等金屬 氧化物；金屬硫化物；金屬氟化物等。如圖3所示，在半透過性的第二電極層7形成為圖案的情況下，透過 性或半透過性的膜厚調(diào)整層8，優(yōu)選以覆蓋半透過性的第二電極層7的圖 案邊緣的形式來形成。例如，在半透過性的第二電極層7含有反應(yīng)性比較 強的金屬的情況下，易于自半透過性的第二電極層的圖案的邊緣起進行金 屬的氧化。與此相對應(yīng)，在以覆蓋半透過性的第二電極層的圖案邊緣的形 式形成透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的情況下，能夠防止自該半透過性 的第二電極層的圖案邊緣起的金屬的氧化。另外，在這種情況下，優(yōu)選用于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的無 機物，具有絕緣性。這樣，就能夠防止相鄰的半透過性的第二電極層的圖案之間的導(dǎo)通，進而能夠抑制串?dāng)_(crosstalk)的發(fā)生。另外，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層，在可見光范圍(波長380nm 780nm)的平均透射率優(yōu)選在10%以上，更優(yōu)選40%以上。因為，為了通 過酌情設(shè)定透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚而利用光學(xué)干涉提高 色純度，如圖2所示，必須使從發(fā)光層發(fā)出的光透過透過性或半透過性的 膜厚調(diào)整層8。再者，上述平均透射率是使用紫外錢可視^^r度計((株)津島制 作所制、UV—2200A)，在室溫、大氣中測定的值。作為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，只要是能夠得到期望的 色純度的厚度，就不受特別限制，用于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的 無機物的折射率，可根據(jù)發(fā)光層的發(fā)光波長來酌情設(shè)定。再者，透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚設(shè)定方法之一例，如上述。具體而言，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚優(yōu)選lnm 2000nm 范圍內(nèi)，更優(yōu)選20nm 1000nm范圍內(nèi)，特別優(yōu)選50nm 500nm范圍內(nèi)。 如果透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的厚度比上述范圍薄，則有可能出現(xiàn) 難以保護半透過性的第二電極層和有機膜厚調(diào)整層不受水分及氧氣影響 的情況。另外，如果透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的厚度比上述范圍厚， 則有可能或者造成透射率降低，或者使成膜時間變長。作為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形成方法，優(yōu)選不對有機EL 層造成損壞的方法，例如可舉出化學(xué)氣相成長法；真空蒸鍍法、濺射法、 離子鍍敷法等物理氣相成長法。其中，優(yōu)選化學(xué)氣相成長法、真空蒸鍍法。 就化學(xué)氣相成長法及真空蒸鍍法而言，由于變?yōu)闅怏w的物質(zhì)所具有的動能 低，因而對有機EL層施加的能量小。另外，作為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形成方法，也可以使用 涂敷法。再者，在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層形成薄膜狀的情況下， 也可以直接或者通過粘合劑，或是把透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層疊層
在半透過性的第二電極層上，或是把透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層轉(zhuǎn)印 在半透過性的第二電極層上。尤其是作為透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形成方法，真空蒸鍍法 是最合適的。就真空蒸鍍法而言，不僅僅是具有上述優(yōu)點，而且因為其不 會導(dǎo)入氧氣等具有反應(yīng)性的氣體。因此，即使在半透過性的第二電極層含 有反應(yīng)性比較強的金屬的情況下，也能夠回避該金屬的氧化。因此，在使用化學(xué)氣相成長法、濺射法、離子鍍敷法的情況下，最好 也不要導(dǎo)入氧氣等具有反應(yīng)性的氣體，而導(dǎo)入引進惰性氣體等沒有反應(yīng)性 的氣體。作為真空蒸鍍法，例如可舉出電阻加熱蒸鍍法、閃蒸法、電弧蒸鍍 法、激光蒸鍍法、高頻力口—熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法等。 2、半透過性的第二電極層用于本發(fā)明的半透過性的第二電極層，形成于有機EL層和透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層之間。另外，如圖2所示，半透過性的第二電極層7使發(fā)自發(fā)光層的光一部分發(fā)生透射、 一部分發(fā)生反射。雖然半透過性的第二電極層既可以是陽極也可以是陰極，但通常被當(dāng)作陰極。通常，在制造有機EL元件時，從陰極層開始迸行疊層的方法能 夠穩(wěn)定地制造有機EL元件。作為半透過性的第二電極層，雖然只要在規(guī)定的膜厚具有透明度并且 具有導(dǎo)電性，就不受特別的限制，但優(yōu)選含有反應(yīng)性比較強的金屬。其中 尤以半透過性的第二電極層含有堿金屬和堿土類金屬中的至少一種為好。 特別優(yōu)選半透過性的第二電極層含有堿金屬單體、堿土類金屬單體、堿金屬的氧化物、堿土類金屬的氧化物、堿金屬的氟化物、堿土類金屬的氟 化物，或者堿金屬的有機配位化合物。堿金屬和堿土類金屬易于被氧化，由于金屬的氧化，有可能失去半透 過性的第二電極層的電子注入功能。對此，在本發(fā)明中由于在半透過性的 第二電極層上形成了透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層，所以即使在半透過 性的第二電極層含有堿金屬或者堿土類金屬的情況下，也能夠用透過性或 半透過性的膜厚調(diào)整層來保護半透過性的第二電極層，能夠防止因周圍的 水分及氧氣造成的對堿金屬和堿土類金屬的氧化。 作為堿金屬或者堿土類金屬，例如可舉出Li、 Cs、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba等。作為堿金屬或者堿土類金屬的氧化物，例如可舉出氧化鎂、氧 化鍶、氧化鋰等。作為堿金屬或者堿土類金屬的氟化物，例如可舉出氟化鋰、氟化鎂、氟化鍶、氟化鈣、氟化鋇、氟化銫等。作為堿金屬的有機配位化合物，例如可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯磺酸鈉等。作為半透過性的第二電極層，既可以是單層，也可以是許多層疊層的 多層。作為單層的半透過性的第二電極層，例如是由Ca、 Mg、 Ba等堿金屬 單體或堿土類金屬單體構(gòu)成的單一膜，或者是由Mg、 Ag等堿金屬或堿土 類金屬和穩(wěn)定性比較高的金屬的合金構(gòu)成的單一膜。再者，關(guān)于Ca膜作 為電極發(fā)揮功能的情況，可參照專利第3478824號公報以及 App 1 .Phys丄ett., Vo1.5 8 .No. 18,p. 1982— 1984( 1991)。另外，作為許多層疊層而成的半透過性的第二電極層，其疊層體例如可以是堿金屬或者堿土金屬和穩(wěn)定性比較高的金屬的疊層體；堿金屬或者堿土類金屬的氟化物、堿金屬或者堿土類金屬的氧化物或堿土類金屬的有機配位化合物與穩(wěn)定性比較高的金屬的疊層體；堿金屬或者堿土類金屬 的氟化物、堿金屬或者堿土類金屬的氧化物或堿金屬的有機配位化合物和 堿金屬或堿土類金屬的疊層體；堿金屬或者堿土類金屬的氟化物、堿金屬 或者堿土類金屬的氧化物或堿金屬的有機配位化合物與堿金屬或堿土類 金屬以及穩(wěn)定性比較高的金屬的疊層體。具體而言，可舉出Ca/Ag、 LiF/Al、 LiF/Ca、 LiF/Ca/Ag等。上述中尤以半透過性的第二電極層為由堿金屬單體或者堿土類金屬 單體構(gòu)成的單層膜，或者是堿金屬或堿土類金屬的氟化物、堿金屬或堿土 類金屬的氧化物或者堿金屬的配位化合物，和堿金屬或者堿土類金屬的疊 層體。特別優(yōu)選半透過性的第二電極層是由Ca構(gòu)成的單層膜，或者是LiF/ Ca的疊層體。因為它們雖然氧化性弱但導(dǎo)電性以及透明度比較高。在半透過性的第二電極層上，如果使用諸如堿金屬或者堿土類金屬之 類的反應(yīng)性比較高的金屬，則能夠提高對發(fā)光層的電子注入性。但是，如 上所述，由于堿金屬及堿土類金屬反應(yīng)性比較強，所以因氧化易使導(dǎo)電性 降低。現(xiàn)有的技術(shù)，為了防止堿金屬以及堿土類金屬的氧化，或者是在堿
金屬或堿土類金屬或者它們的化合物膜上疊層Ag及Al等穩(wěn)定性比較高的 金屬膜，或者是使用堿金屬或堿土類金屬和Ag及Al等穩(wěn)定性比較高的金 屬的合金膜。但是，如果增加膜中穩(wěn)定性比較高的金屬的含有量，則有時 會使膜的透明度降低。在本發(fā)明中，由于利用透過性或半透過性的膜厚調(diào) 整層能夠防止包含于半透過性的第二電極層的堿金屬和堿土類金屬的氧 化，所以在半透過性的第二電極層含有化學(xué)穩(wěn)定性比較高的金屬的情況 下，能夠減少該穩(wěn)定性比較高的金屬的含量，即可以減少使透明度降低的 金屬的含量。
半透過性的第二電極層，其在可見光范圍(波長380nm 780nm)的 平均透射率優(yōu)選在10%以上，更優(yōu)選50%以上。因為，為了通過酌情設(shè)定 透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，利用光學(xué)干涉提高色純度，如圖 2所示，必須使從發(fā)光層發(fā)出的光一部分透過半透過性的第二電極層7， 另一部分發(fā)生反射。再者，關(guān)于平均透射率的測定方法，其和上述透過性 或半透過性的膜厚調(diào)整層的項所述的方法是一樣的。
另外，作為半透過性的第二電極層的厚度，并無特別限制，可根據(jù)使 用的材料來酌情設(shè)定。具體而言，就是半透過性的第二電極層的厚度，優(yōu) 選0.2訓(xùn) 100nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選0.2nm 50nm的范圍內(nèi)。這是因為， 若半透過性的第二電極層的厚度太薄，則會使電阻變高，若半透過性的第 二電極層的厚度太厚，則會使透射率降低。
半透過性的第二電極層的形成方法，優(yōu)選對有機EL層不造成損傷的 方法。再者，就半透過性的第二電極層的形成方法而言，由于和上述透過 性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形成方法是一樣的，因而省略此處的說明。
3、反射層
用于本發(fā)明的反射層是形成于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上的 反射層。另外，如圖2所示，反射層9是反射發(fā)自發(fā)光層的光的反射層。
作為反射層的形成材料，雖然只要是具有反射性就不受特別限制，但 優(yōu)選對于水分及氧氣等的穩(wěn)定性比較高的材料。只要是這樣的反射層，就 能在水分及氧氣環(huán)境中保護半透過性的第二電極層和有機EL元件。艮卩， 反射層優(yōu)選具有防止半透過性的第二電極層的氧化的材料。
另外，反射層的形成材料，優(yōu)選利用對有機EL層不造成損傷的方法
而能夠成膜的材料。由此能夠回避形成反射層時因有機EL層受到損傷而 帶來的發(fā)光特性的降低。
作為這種反射層形成材料，例如可舉出Al、 Au、 Cr、 Cu、 Ag等。
反射層具有導(dǎo)電性也可以。在這種情況下，反射層的導(dǎo)電性優(yōu)選高于 半透過性的第二電極層。具體而言，優(yōu)選就是用膜厚除反射層電阻率的值 為用膜厚除半透過性的第二電極層的電阻率的值以下。在這種情況下，如 圖4所示，在非顯示區(qū)域12內(nèi)設(shè)置與半透過性的第二電極層2和反射層9 相接觸的接觸區(qū)域13。
在圖4所示的有機EL元件1中，如果在透過性或半透過性的第一電 極層3和半透過性的第二電極層7上施加電壓，則電流從取出電極10經(jīng) 由第二半透明電極7流進有機EL層6，半透過性的第二電極層7戒為導(dǎo) 電路徑。此時，由于用非顯示區(qū)域12內(nèi)的接觸區(qū)域使半透過性的第二電 極層7和反射層9相接觸，所以，反射層9輔助半透過性的第二電極層7 的導(dǎo)電性，電流也經(jīng)由反射層9流過，反射層9也就成了導(dǎo)電路徑。艮卩， 設(shè)置于非顯示區(qū)域的反射層作為半透過性的第二電極層的母線電極而發(fā) 揮作用，由于提高了電荷的傳導(dǎo)性，所以能夠向發(fā)光層有效地提供電荷。
另外，在具有如圖4所示的有機EL元件1中，在取出電極10是由ITO 等導(dǎo)電性無機氧化物構(gòu)成的情況下，在第二半透明電極7和取出電極10 相接觸的區(qū)域，有時包含于半透過性的第二電極層的金屬，和包含于發(fā)光 電極的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被氧化。在這種情況下，在第二半透明電極和發(fā) 光電極相接觸的區(qū)域，有可能使半透過性的第二電極層的導(dǎo)電性降低。但 是，由于在非顯示區(qū)域12，設(shè)置了半透過性的第二電極層7和反射電極層 9相接觸的接觸區(qū)域13，所以因包含于發(fā)光電極的氧的影響，即使在使半 透過性的第二電極層的導(dǎo)電性局部降低的情況下，反射層也能補充半透過 性的第二電極層的導(dǎo)電性的降低。
在非顯示區(qū)域，如果反射層的電阻低于半透過性的第二電極層的電 阻，則發(fā)光電極、半透過性的第二電極層以及反射層就成為導(dǎo)電路徑。例 如，在圖4所示的有機EL元件1中，電流從取出電極10流到半透過性的 第二電極層7和反射層9，而且流到半透過性的第二電極層7而向發(fā)光層 5提供電子。再比如，在圖5所示的有機EL元件1中，電流從取出電極
10流到反射層9，然后流到半透過性的第二電極層7而向發(fā)光層5提供電 子。這樣，由于提高了電荷的傳導(dǎo)性，所以能夠有效地向發(fā)光層提供電荷。 在上述的反射層的形成材料中，作為導(dǎo)電性比較高的材料，優(yōu)選使用 Ag、 Al。
如圖1所例示，反射層9也可以形成于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層8上的整個面，如圖6所例示，也可以在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層8上形成為圖案形狀。
如圖6所例示，在反射層9形成為圖案形狀的情況下，在設(shè)置了反射 層9的反射區(qū)域21，發(fā)自發(fā)光層的光被透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8 和反射層9的界面反射，而在沒有設(shè)置反射層的透射區(qū)域22，發(fā)自發(fā)光層 的光直接透過透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8。因此，能夠在反射區(qū)域 21和透射區(qū)域22使發(fā)出光的色調(diào)發(fā)生變化。例如，在發(fā)光層發(fā)藍色光的 情況下，當(dāng)從發(fā)光層產(chǎn)生的藍色光含有綠色光時，在反射區(qū)域和透射區(qū)域， 能夠使色調(diào)變化為藍色和藍綠色。
反射層在可見光范圍(波長380nra 780nm)的平均透射率優(yōu)選10% 以上，更優(yōu)選30%以上。只要反射率在上述范圍，如圖2所例示，發(fā)自發(fā) 光層的光就能夠被透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層8和反射層9的界面高 效率地反射。
再者，反射率是使用紫外線可視分光光度計((株)津島制作所制作、 UV—2200A)在室溫、大氣中測出的值。而對于平均反射率而言，是對在 可見光范圍(波長380nm 780nm)的反射率進行了平均的值。
另外，作為反射層的厚度，并沒有特別的限制，可根據(jù)所使用的材料 來酌情設(shè)定。具體而言，就是作為反射層的厚度，優(yōu)選在10nm 1000nm 的范圍內(nèi)。如果反射層的厚度太薄，則有時或是使反射率變低，或是使電 阻變高，如果反射層的厚度太厚，則有可能使成膜時間變長。
反射層的形成方法，優(yōu)選對有機EL層不造成損傷的方法。再者，就 反射層的形成方法而言，因為和上述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的形 成方法是一樣的，所以省略此處的說明。
4、有機EL層
用于本發(fā)明的有機EL層，由至少包含發(fā)光層一層或者多層有機層構(gòu)
成的。即所謂有機EL層是指，至少包含發(fā)光層的層，其層構(gòu)造稱為一層
有機層以上的層。通常，在用涂敷法形成有機EL層的情況下，因和溶劑 的關(guān)系而難以疊層許多層，所以雖然多數(shù)情況是有機EL層為一層或者二 層的有機層構(gòu)成，但是，通過或者想辦法使有機材料對溶劑的溶解度不同， 或者把真空蒸鍍法組合在一起，也能夠做成更多的層。
作為除發(fā)光層之外形成于有機EL層內(nèi)的有機層，可舉出空穴注入層、 空穴輸送層、電子注入層以及電子輸送層等。大多情況是，空穴輸送層通 過使空穴注入層帶有空穴輸送功能而與空穴注入層成為一體。另外，有時 電子輸送層通過使電子注入層帶有電子輸送功能而與電子注入層成為一 體。
此外，作為形成于有機—EL層內(nèi)的有機層，可舉出，通過載流子阻隔 層那樣的防止空穴或者電子的擊穿，進而防止激發(fā)子的擴散，將激發(fā)子封 閉在發(fā)光層內(nèi)，用于提高復(fù)合效率的層等。
這樣，有機EL層具有疊層了各種層的疊層構(gòu)造的情況居多，而作為 這種疊層構(gòu)造有多種類型，例如優(yōu)選像空穴注入層/發(fā)光層形式的疊層構(gòu) 造。
下面，分別說明有機EL層的各構(gòu)成。 (1)發(fā)光層
用于本發(fā)明的發(fā)光層，具有提供電子和空穴的復(fù)合的電場并進行發(fā)光 的功能。
作為發(fā)光層，既可以是發(fā)出藍色、綠色、黃色、橙色、紅色等單色光 的層，也可以是通過許多色的混色而發(fā)出白色光的層，還可以是排列了三 種基色的發(fā)光圖案的層。
白色光可通過把發(fā)自許多發(fā)光體的光疊加混合而得到。發(fā)白色光的發(fā) 光層，例如也可以通過把具有規(guī)定的波峰波長的兩種發(fā)光體的雙色光疊加 混合而得到白色光，也可以通過把具有規(guī)定的波峰波長的三種發(fā)光體的三 色光疊加混合而得到白色光。
在發(fā)光層發(fā)出單色光的情況下，通過根據(jù)發(fā)光波長來酌情設(shè)定透過性 或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，能夠提高作為目的的單色的色純度。
另外，在發(fā)光層發(fā)出白色光的情況以及排列了三種基色的發(fā)光圖案的
情況下，通過根據(jù)發(fā)光波長來酌情設(shè)定透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的 膜厚，能夠提高三種基色的平衡。
作為發(fā)光層的形成材料，通常使用色素類發(fā)光材料、金屬配位化合物 類的發(fā)光材料，或者高分子類發(fā)光材料。
作為色素類發(fā)光材料，可舉出環(huán)戊二烯衍生物、四苯丁二烯衍生物、 三苯胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑啉喹啉衍生物、二苯乙烯苯衍生物、 二苯乙烯芳烯類衍生物、噻咯衍生物、噻吩環(huán)化合物、氮苯衍生物、紫環(huán)
酮(perynone)衍生物、紫蘇烯衍生物、低聚噻吩衍生物、三富馬酰(卜口 77二》7"5:y)胺衍生物、香豆素衍生物、噁二唑噻吩二聚物、吡唑啉 二聚物等。
作為金屬配位化合^發(fā)光材料，可列舉出，中心金屬夷有A1、 Zn、 Be、 Ir、 Pt等或Tb、 Eu、 Dy稀土類金屬，配合基上具有噁二唑、噻二唑、 苯吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉結(jié)構(gòu)等的金屬配位化合物。作為該金屬配位 化合物，可列舉出鋁羥基喹啉配位化合物、苯并羥基喹啉鈹配位化合物、 苯并噁唑鋅配位化合物、苯并噻唑鋅配位化合物、偶氮甲基鋅配位化合物、 卟啉鋅配位化合物、銪配位化合物、銥金屬配位化合物、鉑金屬配位化合 物等。具體而言，就是能夠使用3 (8—羥基喹啉)鋁配位化合物(Alq3) 配位化合物。
作為高分子發(fā)光材料，可列舉出聚對苯撐乙烯衍生物、聚噻吩衍生 物、聚對苯衍生物、聚硅垸衍生物、聚乙炔衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、 聚芴酮衍生物、聚芴衍生物、聚喹喔啉衍生物、聚二烷基芴衍生物，以及 它們的共聚物等。另外，也可以為將上述色素類發(fā)光材料以及金屬配位化 合物系發(fā)光材料進行了高分子化的材料。
另外，在發(fā)光層中，出于提高發(fā)光效率、使發(fā)光波長發(fā)生變化等目的， 也可以添加熒光發(fā)光或者磷光發(fā)光的摻雜劑。作為這種摻雜劑，例如可列 舉出紫蘇烯衍生物、香豆素衍生物、紅熒烯衍生物、喹吖酮衍生物、斯 夸母(squalium)衍生物、聚卟啉衍生物、苯乙烯基色素、四氫蒽衍生物、 吡唑啉衍生物、十環(huán)烯衍生物、吩噁嗪酮衍生物、喹喔啉衍生物、咔唑衍 生物、芴衍生物等。
作為發(fā)光層的厚度，只要是能夠提供電子和空穴復(fù)合的空間并發(fā)揮發(fā)
光的功能的厚度，就不受特別限制，可設(shè)定為lnm 200nm左右。作為發(fā)光層的形成方法，只要是能夠形成有機EL元件所要求的微細 圖案的方法，就不受特別限制。作為發(fā)光層的形成方法例如可舉出蒸鍍法、 印刷法、噴墨法、旋涂法、澆注法、浸漬法、棒涂敷法、電鍍法、輥涂法、 凹版印刷法、柔性版印刷法、噴涂法、自組織化法(交互吸附法、自組織 化單分子膜法)等。其中，優(yōu)選蒸鍍法、旋涂法、噴墨法。在使用有機EL元件制作全彩色顯示或者多色顯示的顯示裝置之際， 由于必須將發(fā)出不同顏色光的發(fā)光層形成細微的形狀，在此基礎(chǔ)上，按規(guī) 定的排列擺放，所以有時需要將發(fā)光層形成為圖案。作為將發(fā)光層形成為 圖案的方法，可舉出對每種不同的發(fā)光顏色用掩模法進行涂敷及蒸鍍的 方法；用印刷法或者噴墨法進行的方法。另外，也可以通過在排列的發(fā)光 層間形成隔壁來將發(fā)光層形成為圖案。形成隔壁的方法，其優(yōu)點在于，在 用噴墨法等形成發(fā)光層之際，不濡濕到發(fā)光層相鄰的區(qū)域。作為這種隔壁的形成材料，可使用感光性聚酰亞胺樹脂、丙烯酸系樹 脂等光固化型樹脂、或者熱固化型樹脂、以及無機材料等。也可以進行使 隔壁形成材料的表面能(濡濕性)發(fā)生變化的處理。 (2)空穴注入輸送層在本發(fā)明中，也可以在發(fā)光層和陽極之間形成空穴注入輸送層。例如 圖1所示，在透過性或半透過性的第一電極層3是陽極的情況下，在透過 性或半透過性的第一電極層3和發(fā)光層5之間形成空穴注入輸送層4。作為空穴注入輸送層，只要能夠把從陽極注入的空穴輸送到發(fā)光層 內(nèi)，就不受特別的限制?？昭ㄗ⑷胼斔蛯右部梢允蔷哂锌昭ㄗ⑷雽右约翱?穴輸送層的任意一方的層，也可以是具有空穴注入層以及空穴輸送層兩者 的層，也可以是具有空穴注入功能以及空穴輸送功能的單層?？昭ㄗ⑷胼斔蛯拥男纬刹牧?，只要是能夠把從陽極注入的空穴穩(wěn)定地 輸送到發(fā)光層的材料，就不受特別的限制。作為空穴注入輸送層的形成材 料，例如可舉出苯胺系、星爆式胺、酞菁系；氧化釩、氧化鉬、氧化釕、 氧化鋁等氧化物；非晶碳；聚苯胺、聚噻吩、聚苯撐乙烯以及它們的衍生 物。作為空穴注入輸送層的形成材料，具體而言就是可使用二 (N— (1 一奈基一N—苯基)聯(lián)苯胺(a-NPD)、 4，4,4_三(3—甲基苯基苯基氨基)3苯基胺(MTDATA)、聚(3， 4一亞乙烯基二氧噻吩一聚苯乙烯磺 酸(PEDOT—PSS)、聚乙烯咔唑(PVCZ)等。作為空穴注入輸送層的厚度，只要是能夠充分發(fā)揮從陽極注入空穴、 向發(fā)光層輸送空穴的功能的厚度，就不受特別限制，具體而言，優(yōu)選 0.5nm 300nm范圍內(nèi)，更優(yōu)選10nm 100nm范圍內(nèi)。(3) 電子注入層在本發(fā)明，也可以在發(fā)光層和陽極之間形成電子注入層。例如在半透 過性的第二電極層是陰極的情況下，在發(fā)光層和半透過性的第二電極層之 間形成電子注入層。電子注入層的材料，只要是能夠使向發(fā)光層的電子注入穩(wěn)定的材料， 就不受特別前限制。作為電子注入層的形成材料，例如可舉出鍶、鈣、 鋰、銫等堿金屬或者堿土類金屬的金屬單體；氧化鎂、氧化鍶、氧化鋰等 堿金屬或者堿土類金屬的氧化物；氟化鋰、氟化鎂、氟化鍶、氟化鈣、氟 化鋇、氟化銫等堿金屬或者堿土類金屬的氟化物；聚甲基丙烯酸甲酯聚苯 乙烯磺酸鈉等堿金屬的有機配位化合物等。在上述材料中，優(yōu)選堿土類金屬的氟化物。因為堿土類金屬的氟化物 能夠提高有機EL層的穩(wěn)定性和壽命。這是因為，與上述的堿金屬的化合 物及堿土類金屬的氧化物相比較，堿土類金屬的氟化物與水的反應(yīng)性低、 在電子注入層的成膜過程中或者成膜后的吸水少。還因為，與上述的堿金 屬的化合物相比較，堿土類金屬的氟化物熔點高，耐熱穩(wěn)定性優(yōu)良。另外，如上所述，堿金屬以及堿土類金屬易于被氧化，由于金屬的氧 化有可能喪失電子注入層的電子注入功能。對此，在本發(fā)明中由于形成有 透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層，所以即使在電子注入層含有堿金屬或者 堿土類金屬的情況下，電子注入層也會得到透過性或半透過性的膜厚調(diào)整 層的保護，能夠防止因周圍的水分及氧氣而造成的金屬的氧化。作為電子注入層的厚度，若兼顧上述堿金屬或者堿土類金屬的化合物 等的導(dǎo)電性以及透射率，則優(yōu)選0.2nm 10nm左右。(4) 電子輸送層在本發(fā)明中，也可以在發(fā)光層和陰極之間形成電子輸送層。例如，在 半透過性的第二電極層是陰極的情況下，在發(fā)光層和半透過性的第二電極 層之間形成電子輸送層。而在形成了電子注入層的情況下，則按照發(fā)光層、 電子輸送層、電子注入層和半透過性的第二電極層的順序進行疊層。電子輸送層的形成材料，只要是能夠把從陰極或者電子注入層注入的 電子輸送到發(fā)光層內(nèi)的材料，就不受特別的限制。作為電子輸送層的形成材料，例如可舉出菲羅啉(BCP: bathocuproin)、紅菲羅啉(Bpehn: bathophenanthroline)等菲羅啉衍生物，或者三(8—羥基喹啉)鋁配位化 合物(Alq3)等鋁羥基喹啉配位化合物。 5、透過性或半透過性的第一電極層用于本發(fā)明的透過性或半透過性的第一電極層，既可以作陽極也可以 作陰極，而通常被當(dāng)作陰極。這是因為一般在制作有機EL元件之際，從 陰極側(cè)開始疊層的方法能夠穩(wěn)定地制作有機EL元件。另外，由于本發(fā)明的有機EL元件屬于從透過性或半透過性的第一電 極層一側(cè)取出光的底部發(fā)光型，所以透過性或半透過性的第一電極層必須 具有透明度。透過性或半透過性的第一電極層在可見光范圍(波長380nm 780nm)的平均透射率優(yōu)選10%以上，更優(yōu)選50%以上。作為透過性或半透過性的第一電極層的形成材料，只要是透明導(dǎo)電性 材料就不受特別限制，例如可以使用In—Sn—0(ITO)、In—Zn—O(IZO)、 In—0、 Zn—O、 Zn—O—Al、 Zn—Sn—0等導(dǎo)電性無機氧化物；摻雜了 金屬的聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚垸基噻吩衍生物、聚硅烷衍生物等導(dǎo) 電性高分子；a—Si、 a—SiC等。作為透過性或半透過性的第一電極層的厚度，沒有特別的限制，可根 據(jù)所使用的透明導(dǎo)電性材料來酌情設(shè)定。具體而言，就是透過性或半透過 性的第一電極層的厚度優(yōu)選5nm 1000nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選40nm 500nm的范圍內(nèi)。另外，如果透過性或半透過性的第一電極層的厚度太薄， 則往往使電阻變高。另外，如果透過性或半透過性的第一電極層的厚度太 厚，則有可能例如由于形成圖案的透過性或半透過性的第一電極層端部的 高低差，或是半透過性的第二電極層斷路，或是透過性或半透過性的第一 電極層和半透過性的第二電極層之間發(fā)生短路。作為透過性或半透過性的第一電極層的形成方法，例如可舉出化學(xué) 氣相成長法；真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍敷法等物理氣相成長法。 6、 透明基材用于本發(fā)明的基材， 一般是支撐透過性或半透過性的第一電極層、有 機EL層、半透過性的第二電極層、透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層以及 反射層的基材。如上所述，本發(fā)明的有機EL元件由于屬于從透明基材一側(cè)取出光的 底部發(fā)光型，所以半透明基材必須具有透明度。作為透明基材的形成材料，例如可列舉出石英、玻璃、硅晶片、形 成了TFT(薄膜晶體管)的玻璃等無機材料。另外，作為透明基材，例如 可舉出聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸 丁二酸酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、 聚醚砜(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等高分子材料。在上述材料中，優(yōu)選石英、玻璃、硅晶片，或者超級工程塑料即聚酰 亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)、 聚醚醚酮(PEEK)。這是因為，這些材料具有200'C以上的耐熱性，能夠 提高制造工序中的透明基材溫度。尤其是在制造使用了 TFT的有源驅(qū)動顯 示裝置時，由于在制造工序中形成高溫，能夠適宜使用上述的材料。作為透明基材的厚度，可根據(jù)所使用的材料以及有機EL元件的用途 酌情選擇。具體而言，透明基材的厚度是0.005nm 5nm左右。另外，在透明基材中使用了上述的高分子材料的情況下，由于有可能 因從該高分子材料中產(chǎn)生的氣體而使有機EL層老化，所以優(yōu)選在透明基 材和透過性或半透過性的第一電極層之間形成氣體阻隔層。作為氣體阻隔 層的形成材料，可舉出氧化硅、氮化硅等。7、 其它在本發(fā)明中，如上所述，在反射層的導(dǎo)電性高于半透過性的第二電極 層的情況下，優(yōu)選在非顯示區(qū)域設(shè)置與反射層和半透過性的第二電極層相 接觸的接觸區(qū)域。接觸區(qū)域只要設(shè)置在非顯示區(qū)域即可，而作為接觸區(qū)域 的面積不受特別限制。另外，在非顯示區(qū)域，只要反射層和半透過性的第二電極層相接觸即 可。也可以如圖4所例示，半透過性的第二電極層7和取出電極IO相接 觸，而反射層9不與取出電極IO接觸。也可以如圖5所例示，反射層9
和取出電極10相接觸，而半透過性的第二電極層7不與取出電極10接觸。 雖然未圖示，但也可以使半透過性的第二電極層以及反射層雙方都和發(fā)光 電極相接觸。例如，在圖4所示的有機EL元件1中，在取出電極10是由ITO等 導(dǎo)電性無機氧化物構(gòu)成的情況下，包含于半透過性的第二電極層7的金屬， 有時和包含于取出電極10的氧進行化學(xué)反應(yīng)而被氧化。在這種情況下， 有可能使發(fā)光電極和半透過性的第二電極層變得難以導(dǎo)通。但是， 一般認 為，在反射層和發(fā)光電極相接觸的情況下，由于電流從發(fā)光電極流經(jīng)反射 層，再在接觸區(qū)域從反射層流向半透過性的第二電極層，所以即使假設(shè)發(fā) 光電極和第二半透明電極變得難以導(dǎo)通，也能夠穩(wěn)定地向發(fā)光層提供電 荷。另外，本發(fā)明的有機EL元件，也可以是所謂的多光子發(fā)光的層疊型 的有機EL元件。即，在本發(fā)明中，也可以在透過性或半透過性的第一電 極層和半透過性的第二電極層之間設(shè)置多個有機EL元件。在這種情況下， 在各個有機EL層之間形成中間層。就該中間層而言，可參考特開平11—329748號公報、特開200345676 號公報、特開2003—272860號公報、特開2004—39617號公報以及特開 2005—135600號公報。作為本發(fā)明的有機EL元件的用途，例如可舉出廣告、照明、顯示 器的顯示部件、顯示器的背光燈等。B、功能器件本發(fā)明的適用范圍并非局限于上述的有機EL元件。本發(fā)明中的半透 過性的第二電極層、透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層以及反射層，是必須 具有載流子(空穴和電子)的注入以及輸送功能、而利用光學(xué)干涉的層。 對于所期望的防止包含于半透過性的第二電極層的金屬氧化的功能器件， 能夠廣泛使用。本發(fā)明的功能器件，其特征在于，具有透明基材；形成于上述透明 基材上的透過性或半透過性的第一電極層；形成于上述透過性或半透過性 的第一電極層上、且利用電場或者電流來發(fā)揮功能的功能層；形成于上述 功能層上的半透過性的第二電極層；形成于上述半透過性的第二電極層
上、且由無機物構(gòu)成的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層、形成于上述透過 性或半透過性的膜厚調(diào)整層上的反射層。作為本發(fā)明的功能裝置，具體而言，除有機EL元件之外，可舉出有 機EL元件、有機薄膜太陽電池等。作為用于本發(fā)明的功能層，只要是利用電場或者電流來發(fā)揮功能的， 就不受特別的限制，可根據(jù)本發(fā)明的功能裝置的種類來酌情選擇。作為功 能層，具體而言，除有機EL層之外還可舉出無機EL層、太陽電池層、 晶體管層、存儲器層。再者，本發(fā)明并非局限于上述實施方式，上述實施方式是例示，具有 和記錄在本發(fā)明的專利要求的范圍的技術(shù)思想實質(zhì)上是同樣的構(gòu)成、達到 同樣的作用效果的技術(shù)，不論何種形式都包含在本發(fā)明的技術(shù)范屈內(nèi)。實施例下面，通過實施例和比較例具體說明本發(fā)明。 實施例1在玻璃襯底上，首先，利用噴濺法形成氧化銦錫(ITO)薄膜(膜厚 150nm)而形成陽極(透過性或半透過性的第一電極層)。把形成了陽極的 基板洗凈，實施UV臭氧處理。然后，在大氣環(huán)境中，用旋轉(zhuǎn)鍍敷法在TIO 薄膜上涂敷聚乙烯二氧噻吩一聚乙烯磺酸(簡稱PEDOT—PSS)溶液， 使其干燥形成空穴注入輸送層(厚度80nm)。接著，在低氧(氧氣濃度 O.lppm以下)、低濕度(水蒸氣濃度O.lppm以下)狀態(tài)的手套箱中，用 旋轉(zhuǎn)鍍敷法(spin coating)在上述空穴注入輸送層上涂敷烯烴系共聚物 (American Die Source社制造、商品序號ADS133YE)的溶液，使其干 燥形成發(fā)光層(厚度80nm)。對形成至發(fā)光層的襯底，在真空中(壓力5X10—5Pa)，利用電阻加 熱蒸鍍法在發(fā)光層上形成Ca薄膜(厚度20nm)而形成半透過性的第二 電極層(陰極)。其次，在真空(壓力5X10—5Pa)中，利用電阻加熱蒸鍍法在半透過 性的第二電極層上形成ZnS膜，從而形成透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層 (膜厚200nm)。此時，透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的厚度可用下述公式(1)求 得。nd=XXm/4 (1) (此處，n是透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d是透過性或半 透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，I是要減弱的波長，m是任意奇數(shù)。)ZnS的折射率n是2.35左右，為了提高綠色光的色純度就要減弱波長 X二630nm的紅色光，則透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚d為2.35Xd=630X2/4 d=201 (nm)接著，在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上，利用電阻加熱蒸鍍法形 成Ag薄膜(厚度150nm)，從而形成反射層。形成反射層后，在低氧(氧氣濃度O.lppm以下)、低濕度(水蒸氣 濃度O.lppm以下)狀態(tài)的手套箱中，用無堿玻璃進行密封得到有機EL 元件。在得到的有機EL元件的陽極和陰極之間施加電壓，測定了向相對于 襯底平面垂著的方向發(fā)光的光放射光譜(發(fā)光光譜)的位置，色度為(x、 y) = (0.35、 0.61)。另外，放射光譜的波峰波長是530nm，光譜半幅值 (波峰波長強度的50%時的光譜值)是35nm。另外，在用肉眼觀察到的有機EL元件的范圍，沒有發(fā)現(xiàn)黑斑等發(fā)光 缺陷。比較例1在使實施例1中，不形成透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層、而是在半 透過性的第二電極層上直接形成Ag薄膜，除此之外，和實施例l同樣而 制作有機EL元件。在得到的有機EL元件的陽極和陰極之間施加電壓，測定了向相對于 基板平面垂著的方向發(fā)光的光放射光譜(發(fā)光光譜)的位置，色度為(x、 y) = (0.41、 0.57)。另外，放射光譜的波峰波長是540nm，光譜半幅值 是75nm。從實施例1和比較例的結(jié)果可證實，通過形成透過性或半透過性的膜 厚調(diào)整層，色度發(fā)生了變化，光譜半幅值變小。 實驗例1 只在實施例1的非顯示區(qū)域形成反射層，除此之外，和實施例1同樣而制作有機EL元件。在得到的有機EL元件的陽極和陰極之間施加電壓，研究有機EL元 件的發(fā)光狀態(tài)，得知經(jīng)過數(shù)日后也良好的發(fā)光。實驗例2使用Alq3取代實施例1的ZnS形成透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層， 再只在非顯示區(qū)域形成了反射層，除此之外，和實施例1同樣而制作有機 EL元件。在得到的有機EL元件的陽極和陰極之間施加電壓，研究其發(fā)光狀態(tài)， 得知經(jīng)過一天后不能發(fā)光。從實驗例1、 2可以看出，當(dāng)在透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上使 用了 Alq3這種有機物時，由于透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層不能充分 地防止半透過性的第二電極層的氧化，所以隨著時間的推移使半透過性的 第二電極層氧化變差而變得不能發(fā)光。另一方面可知，當(dāng)在透過性或半透 過性的膜厚調(diào)整層上使用了 ZnS這種無機物時，由于透過性或半透過性的 膜厚調(diào)整層能夠防止半透過性的第二電極層的氧化，所以經(jīng)過數(shù)日后仍能 持續(xù)良好的發(fā)光。
權(quán)利要求
1、 一種有機電致發(fā)光元件，其特征在于，具有 透明基材；形成于所述透明基材上的透過性或半透過性的第一電極層； 形成于所述透過性或半透過性的第一電極層上、且至少含有發(fā)光層的有機電致發(fā)光層；形成于所述有機電致發(fā)光層上的半透過性的第二電極層； 形成于所述半透過性的第二電極層上、且由無機物組成的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層；形成于所述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上的反射層。
2、 一種有機電致發(fā)光元件，其特征在于，所述反射層具有導(dǎo)電性，在非顯示區(qū)域設(shè)置有與所述半透過性的第二 電極層以及所述反射層相接觸的接觸區(qū)域。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于，所述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層具有防止所述半透過性的第二 電極層的氧化的功能。
4、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述反射層形成為圖案狀。
5、 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述反射層具有防止所述半透過性的第二電極層的氧化的功能。
6、 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述半透過性的第二電極層含有堿金屬以及堿土類金屬的至少一種。
7、 如權(quán)利要求1 6中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的光學(xué)膜厚nd滿足下述式(1): nd= iXm/4 (1)(此處，n是透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層的折射率，d是透過性 或半透過性的膜厚調(diào)整層的膜厚，^為要減弱的波長，m為任意奇數(shù))。
8、 如權(quán)利要求1 7中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于， 所述無機物是寬能帶隙半導(dǎo)體、金屬氧化物、金屬硫化物或金屬氟化物。
全文摘要
本發(fā)明的主要目的在于提供一種有機EL元件，所述有機EL元件的色純度高、顯示品質(zhì)優(yōu)良。其特征在于具有透明基材、形成于上述透明基材上的透過性或半透過性的第一電極層、形成于上述透過性或半透過性的第一電極層上、且至少含有發(fā)光層的有機EL層、形成于上述有機EL層上的半透過性的第二電極層、形成于上述半透過性的第二電極層上、且由無機物組成的透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層、和形成于上述透過性或半透過性的膜厚調(diào)整層上的反射層，由此實現(xiàn)上述目的。
文檔編號H05B33/22GK101123838SQ200710140849
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者赤井智紀 申請人:大日本印刷株式會社