CN116916717A - 发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种设计自由度高且可靠性良好的电子器件或发光器件。该发光器件的制造方法包括:在包括第一电极的衬底上形成包含有机化合物的发光层;在光源的光谱的峰中位于最短波长的峰的波长比所述有机化合物的吸收光谱的吸收端中位于最长波长的吸收端长的照明下保持所述衬底;在所述发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状;以及在所述发光层上形成第二电极。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光器件、显示模块、电子设备及其制造方法。
注意,本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的例子,可以举出半导体装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如,触摸传感器等)、输入输出装置(例如,触摸面板等)、它们的驱动方法或它们的制造方法。
背景技术
使用有机化合物且利用电致发光(EL:Electroluminescence)的发光器件(也称为发光元件)的实用化非常活跃。在这些有机EL器件的基本结构中,在一对电极之间夹有包含发光材料的有机化合物层。通过对该器件施加电压,注入载流子,利用该载流子的再结合能量,可以获得来自发光材料的发光。
例如,对包括发光器件的发光装置已在进行研发。利用EL现象的发光器件(也称为“EL器件”、“EL元件”)具有容易实现薄型轻量化;能够高速地响应输入信号;以及能够使用直流恒压电源等而驱动的特征等,并已将其应用于发光装置。
另外,近年来,发光装置被期待应用于各种用途。例如,作为大型发光装置的用途,可以举出家用电视装置(也称为电视或电视接收器)、数字标牌(Digital Signage)及公共信息显示器(PID:Public Information Display)等。此外,作为便携式信息终端,对具备触摸面板的智能手机及平板终端等已在进行研发。
另外,有发光装置的高清晰化的需求。作为需要高清晰发光装置的设备,例如面向虚拟现实(VR:Virtual Reality)、增强现实(AR:Augmented Reality)、替代现实(SR:Substitutional Reality)以及混合现实(MR:Mixed Reality)的设备的开发很活跃。
专利文献1公开了使用有机EL器件(也称为有机EL元件)的面向VR的发光装置。另外,专利文献2公开了一种驱动电压低且可靠性良好的发光器件,其中将包含过渡金属及非共有电子对的有机化合物的混合膜用于电子注入层。
[专利文献1]国际专利申请公开第2018/087625号
[专利文献2]日本专利申请公开第2018-201012号公报
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种设计自由度高的发光装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示质量高的发光装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种高清晰的发光装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种高分辨率的发光装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的发光装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的发光装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的显示模块。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的电子设备。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖发光装置、新颖显示模块、新颖电子设备或新颖半导体装置。
注意,这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成包含有机化合物的发光层;在其光谱峰中最短波长的峰位于比有机化合物的吸收光谱的吸收端中最长波长的吸收端长的波长的光源的照明下保持衬底;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,也可以去除发光层上的牺牲层的至少一部分而在照明下保持衬底。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成包含有机化合物的发光层;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;去除发光层上的牺牲层的至少一部分;在其光谱峰中最短波长的峰位于比有机化合物的吸收光谱的吸收端中最长波长的吸收端长波长的光源的照明下保持衬底;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,发光层所包含的有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物优选发射荧光。
在上述一个方式中,发光层所包含的有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物也可以不是配合物。
在上述一个方式中,优选的是,发光层所包含的有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物的HOMO能级为-5.8eV以上。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成发光层;在其光谱峰中最短波长的峰位于480nm以上的波长的光源的照明下保持衬底;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,也可以去除发光层上的牺牲层的至少一部分而在照明下保持衬底。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成发光层;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;去除发光层上的牺牲层的至少一部分;在其光谱峰中最短波长的峰位于480nm以上的波长的光源的照明下保持衬底;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,优选的是,光源的光谱峰中最短波长的峰位于500nm以上的波长。
在上述一个方式中,优选的是,光源的光谱峰中最短波长的峰位于550nm以上的波长。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成发光层;在照度为120勒克斯以下的照明下保持衬底;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,也可以去除发光层上的牺牲层的至少一部分而在照明下保持衬底。
本发明的一个方式是一种发光器件的制造方法,包括:在包括第一电极的衬底上形成发光层;在发光层上形成牺牲层;通过光刻法至少将发光层加工为岛状形状;去除发光层上的牺牲层的至少一部分;在照度为120勒克斯以下的照明下保持衬底;以及在发光层上形成第二电极。
在上述一个方式中,照度优选为10勒克斯以下。
在上述一个方式中,优选在含氧气氛下保持衬底。
本发明的另一个方式是一种发光器件,其中在上述结构中的第一电极与第二电极之间包括中间层、上述发光层以及第二发光层。
发明效果
根据本发明的一个方式,可以提供一种设计自由度高的发光装置。根据本发明的一个方式,可以提供一种显示质量高的发光装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种高清晰的发光装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种高分辨率的发光装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可靠性高的发光装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的发光装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的显示模块。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性优异的新颖的电子设备。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种新颖发光装置、新颖显示模块、新颖电子设备或新颖半导体装置。
注意,这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图说明
图1A至图1C是说明根据实施方式的发光器件的结构的图;
图2是说明根据实施方式的发光器件的制造工序的流程图;
图3A和图3B是发光装置的俯视图和截面图;
图4A至图4D是示出发光器件的图;
图5A至图5E是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图6A至图6E是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图7A至图7C是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图8A至图8C是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图9A至图9C是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图10A至图10C是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图11A至图11C是示出发光装置的制造方法的一个例子的截面图;
图12A至图12E是说明根据实施方式的发光器件的结构的图;
图13A至图13G是示出像素的结构例子的俯视图;
图14A至图14I是示出像素的结构例子的俯视图;
图15A及图15B是示出显示模块的结构例子的立体图;
图16A及图16B是示出发光装置的结构例子的截面图;
图17是示出发光装置的结构例子的立体图;
图18A是示出发光装置的结构例子的截面图,图18B及图18C是示出晶体管的结构例子的截面图;
图19是示出发光装置的结构例子的截面图;
图20A至图20D是示出发光装置的结构例子的截面图;
图21A至图21D是示出电子设备的一个例子的图;
图22A至图22F是示出电子设备的一个例子的图;
图23A至图23G是示出电子设备的一个例子的图;
图24是说明根据实施例的样品的结构的图;
图25是示出根据实施例的样品的BI-光学滤光片的透过界限波长的图;
图26是示出根据实施例的样品的电压-光学滤光片的透过界限波长的图;
图27是示出根据实施例的样品的亮度-光学滤光片的透过界限波长的图;
图28是示出根据实施例的样品的电压变化-光学滤光片的透过界限波长的图;
图29是示出根据实施例的样品的吸收光谱、所照射的光的光谱的图;
图30A及图30B是说明根据实施例的样品的结构的图;
图31是示出根据实施例的样品的电流密度-电压特性的图;
图32是示出根据实施例的样品的亮度-电流密度特性的图;
图33是示出根据实施例的样品的BI-电流密度特性的图;
图34是示出根据实施例的样品的EL强度光谱的图;
图35是示出根据实施例的比较例的电流密度-电压特性的图;
图36是示出根据实施例的比较例的亮度-电流密度特性的图;
图37是示出根据实施例的比较例的BI-电流密度特性的图;
图38是示出根据实施例的比较例的EL强度光谱的图;
图39是示出根据实施例的样品的归一化亮度-时间的图;
图40是示出根据实施例的比较例的归一化亮度-时间的图;
图41是示出根据实施例的制造工序中使用的照明的发射光谱的图;
图42是示出根据实施例的样品的电流密度-电压特性的图;
图43是示出根据实施例的样品的亮度-电流密度特性的图;
图44是示出根据实施例的样品的BI-电流密度特性的图;
图45是示出根据实施例的样品的BI-荧光灯照射时间的图;
图46是示出根据实施例的样品的EL强度光谱的图;
图47是示出根据实施例的样品的归一化亮度-时间的图;
图48是示出根据实施例的样品的归一化亮度-荧光灯照射时间的图;
图49是示出根据实施例的样品的LT97-荧光灯照射时间的图;
图50是示出根据实施例的样品的亮度-电流效率特性的图;
图51是示出根据实施例的样品的电压-亮度特性的图;
图52是示出根据实施例的样品的电流密度-电流效率特性的图;
图53是示出根据实施例的样品的电压-电流密度特性的图;
图54是示出根据实施例的样品的EL强度光谱的图;
图55是示出根据实施例的样品的时间-归一化亮度的图;
图56是示出根据实施例的样品的吸收光谱及发射光谱的图;
图57是示出根据实施例的样品的亮度-电流效率特性的图;
图58是示出根据实施例的样品的电压-亮度特性的图;
图59是示出根据实施例的样品的电流密度-亮度特性的图;
图60是示出根据实施例的样品的电压-电流密度特性的图;
图61是示出根据实施例的样品的亮度-BI特性的图;
图62是示出根据实施例的样品的EL强度光谱的图;
图63是示出根据实施例的样品的时间-归一化亮度的图;
图64是示出根据实施例的样品的吸收光谱的图;
图65是说明橙色灯的光谱的图。
具体实施方式
实施方式1
在本实施方式中,说明本发明的一个实施方式的发光器件。
图1A示出作为本发明的一个方式的发光器件100的结构。如图1A所示,发光器件100包括第一电极101及第二电极102,在第一电极101和第二电极102之间包括其中依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115的有机化合物层103。另外,发光层113至少包含发光物质。
在此,图1B及图1C示出图1A所示的发光器件100的具体结构的一个例子。在图1B中,第一电极101上依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115。此外,如图1B的截面图所示,与第一电极101的端部(或侧面)相比,空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114的端部(或侧面)也可以更位于内侧。另外,空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114的端部(或侧面)以及第一电极101的顶面的一部分及端部(或侧面)与绝缘层107接触。
电子注入层115是有机化合物层103的一部分,如图1B所示,电子注入层115与有机化合物层103中的其他层(空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114)具有不同的形状。但是,电子注入层115和第二电极102也可以采用相同的形状。由于可以在多个发光器件中共同使用电子注入层115和第二电极102,所以可以使发光器件100的制造工序简化,由此可以提高生产量。
这里,在进行发光层113的分开涂敷(例如RGB)的情况下,一般采用使用金属掩模等遮蔽掩模的沉积方法。然而,使用金属掩模的制造方法对微型化有界限。鉴于此,通过使用硬掩模对将成为空穴注入层111的膜、将成为空穴传输层112的膜、将成为发光层113的膜及将成为电子传输层114的膜进行加工,可以形成更微细的图案。
另一方面,将成为空穴注入层111的膜、将成为空穴传输层112的膜、将成为发光层113的膜及将成为电子传输层114的膜使用有机化合物,而硬掩模使用无机物,由此有时在工序间产生的保持衬底的时间(包括制造装置之间的传送工序、待机时间)被暴露于大气及照明。
另外,用于发光层113的有机化合物具有吸收光而激发的功能。激发的有机化合物有时与大气中的氧或水起反应而生成氧加成物。也就是说,当在有反应性高的分子如氧等的状态下照射有机化合物所吸收的波长的光时,有时有机化合物中生成劣化物。但是,为了整个生产线中进行抽空,需要大规模投资。
鉴于此,发明人等发现了,优选在调节照明的环境下传送或保持层叠有包括发光层113在内的包含有机化合物的层的衬底。通过调节照射在发光层113上的照明,在含氧气氛下也可以抑制有机化合物中生成劣化物。例如,在包含10%以上、15%以上或20%以上的氧的气氛下也可以抑制有机化合物中生成劣化物。
例如,优选在如下照明下传送或保持衬底,该照明的光谱波长比发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的有机化合物的吸收光谱的吸收端长。因此,优选在如下照明下传送或保持衬底,该照明所呈的光谱的峰中位于最短波长的峰的波长比发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的有机化合物的吸收光谱的吸收端长。或者,可以在其发光端的波长比发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的有机化合物的吸收光谱的吸收端长的照明下传送或保持衬底。因为有机化合物的吸收光谱不与照明光的光谱重叠,所以发光层中的有机化合物在含氧气氛下不产生光激发,而可以抑制劣化物的生成。
注意,可以在吸收光谱的在最长波长观察到的峰或肩峰的位于长波长的半值上划切线而根据该切线与横轴(波长)或基线的交叉点算出吸收端。另外,可以在光源的光谱的在最短波长观察到的峰或肩峰的位于短波长的半值上划切线而根据该切线与横轴(波长)或基线的交叉点算出发光端。
具体而言,优选在光源的光谱的峰中位于最短波长的峰为480nm以上的照明下传送或保持衬底。另外,光源的光谱的峰中的位于最短波长的峰优选为550nm以上,更优选为580nm以上。或者,优选在光源的光谱的发光端为480nm以上的照明下传送或保持衬底。另外,光源的光谱的发光端优选为550nm以上,更优选为580nm以上,即可。
或者,照明的照度为120lx(勒克斯)以下,即可。优选的是,照明的照度为10lx以下。
作为照明,例如优选使用不呈现短于500nm的波长的光的黄色灯(荧光灯或发光二极管(LED))。另外,优选使用不呈现短于530nm的波长的光的橙色灯(荧光灯或发光二极管(LED))。另外,可以使用低压钠灯。另外,可以使用采用能够遮蔽位于短波长的光的光学滤光片的照明,例如可以使用白炽灯、荧光、发光二极管(LED)、卤素灯、太阳光。作为能够遮蔽位于短波长的光的光学滤光片,例如可以使用带通滤光片、长通滤光片(短波长滤除滤光片)。通过使用上述照明,可以降低照明光的照度。
通过在上述调节照明的环境下保持衬底(包括传送工序及待机时间),能够使用HOMO能级较高的有机化合物。例如,发光层113可以使用HOMO能级为-5.8eV以上的有机化合物。或者,可以使用HOMO能级为-5.6eV以上的有机化合物。或者,可以使用HOMO能级为-5.5eV以上的有机化合物。或者,可以使用HOMO能级为-5.4eV以上的有机化合物。当使用HOMO能级高的有机化合物时也减少该有机化合物所吸收的波长的光照射,由此即使暴露于大气气氛也可以制造可靠性高的发光器件。
另外,为了防止起因于氧的猝灭,优选使用从单重激发态呈现发光的有机化合物,更优选使用发射荧光的有机化合物。因此,该有机化合物优选为芳香族化合物或杂芳族化合物,而且优选不包含金属并不是配合物。
以下参照图2所示的流程图简单地说明图1B所示的发光器件的制造工序。具体内容可以参照实施方式2。
构成发光器件的各结构体可以通过反复进行沉积和使用硬掩模的加工来制造。
首先,利用沉积装置在衬底上沉积将成为第一电极101的膜(S11)。接着,加工将成为第一电极101的膜而形成第一电极101(S12)。
接着,依次沉积将成为空穴注入层111的膜、将成为空穴传输层112的膜、将成为发光层113的膜以及将成为电子传输层114的膜(S13、S14、S15、S16)。
这里,在以暴露于大气的方式传送形成有将成为空穴注入层111的膜、将成为空穴传输层112的膜、将成为发光层113的膜以及将成为电子传输层114的膜的衬底的情况下,保持工序(H11)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使将成为发光层113的膜所包含的有机化合物生成氧加成物的照明光。具体而言,优选调节照明的波长或照度。
接着,沉积将成为牺牲层的膜(S17)。由于沉积将成为牺牲层的膜,将成为发光层113的膜完全被将成为牺牲层的膜覆盖,而与大气成分隔开。因此,在将成为牺牲层的膜的沉积工序(S17)与将成为牺牲层的膜的加工工序(S18)的工序之间并不一定需要调节照明。此外,在本说明书等中,在牺牲层被用作掩模时也可以将牺牲层称为掩模层。
接着,在加工将成为牺牲层的膜后,将该牺牲层用作掩模加工将成为电子传输层114的膜(S19)。注意,由于该工序,将成为空穴注入层111的膜、将成为空穴传输层112的膜以及将成为发光层113的膜也同时被加工,形成空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113及电子传输层114,它们的侧面露出。因此,当在后工序中进行暴露于大气的传送等时,优选在调节照明的环境下保持衬底。
接着,沉积将成为绝缘层107的膜(S20)。由于该工序,空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113及电子传输层114的侧面被覆盖,而与大气成分隔开。在与下一个加工将成为绝缘层107的膜的工序(S21)之间进行传送等的情况下,并不一定需要调节照明。
接着,加工将成为绝缘层107的膜来形成绝缘层107。在此,由于加工将成为绝缘层107的膜而将其形成为绝缘层107,电子传输层114的顶面露出,使得包括发光层113的膜暴露于大气。因此,当在S21的工序后传送衬底时,发光层113暴露于大气的可能性高。就是说,保持工序(H12)在调节照明的环境下进行。
通过设置绝缘层107,可以保护空穴注入层111的端部(或侧面)、空穴传输层112的端部(或侧面)、发光层113的端部(或侧面)、电子传输层114的端部(或侧面)。由此,可以抑制经过工序各层受损伤,同时可以防止因与不同层接触而发生的电连接。
接着,以覆盖空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114以及绝缘层107的方式沉积将成为电子注入层115的膜及将成为第二电极102的膜(S22、S23)。
另外,也可以使用具有图1C所示的结构的发光器件。第一电极101上以覆盖第一电极101的方式依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115,在图1C所示的截面中,与第一电极101的端部(或侧面)相比,空穴注入层111的端部、空穴传输层112的端部、发光层113的端部及电子传输层114的端部更位于外侧。另外,空穴注入层111的端部、空穴传输层112的端部、发光层113的端部、电子传输层114的端部与绝缘层107接触。
绝缘层107与空穴注入层111的端部(或侧面)、空穴传输层112的端部(或侧面)、发光层113的端部(或侧面)、电子传输层114的端部(或侧面)接触。另外,绝缘层107位于空穴注入层111的端部(或侧面)、空穴传输层112的端部(或侧面)、发光层113的端部(或侧面)、电子传输层114的端部(或侧面)与绝缘层108之间。电子注入层115位于绝缘层108、绝缘层107及电子传输层114上。注意,作为绝缘层108,可以使用有机化合物或无机化合物。
在作为绝缘层108使用有机化合物时,例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及上述树脂的前体等。另外,也可以使用感光树脂。作为感光树脂,可以使用正型材料或负型材料。
通过作为绝缘层108使用感光树脂,可以仅通过制造工艺中的曝光及显影工序制造绝缘层108,因此可以减少干蚀刻或湿蚀刻等对其他层带来的影响。另外,通过作为绝缘层108使用负型感光树脂,有时可以将其兼用作其他工序中使用的光掩模(曝光掩模),所以是优选的。
图1B及图1C所示的器件结构在为了使有机化合物层103的一部分层成为所希望形状而在制造工序中途形成图案时有时暴露于大气,因此有时发生空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113或电子传输层114所包含的有机化合物中生成氧加成物等问题,导致发光器件的可靠性及亮度下降。
相对于此,通过在本实施方式1所示的发光器件100的制造工艺中调节照射到衬底的照明,可以抑制发光层113所包含的有机化合物中生成氧加成物等问题的发生。注意,此时,由于在形成电子传输层114后形成有机化合物层103的一部分的电子注入层115,所以电子注入层115及第二电极102具有与有机化合物层103的其他层(空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113及电子传输层114)不同的结构。
另外,具有图1B及图1C所示的形状的发光器件100是可以通过上述制造方法进行图案形成的器件结构的一个例子,但是本发明的一个方式的发光器件的形状不局限于此。在具有上述本发明的一个方式的器件结构时,可以提供一种抑制效率及可靠性的下降的发光器件。
注意,在不需要时也可以不设置图1B及图1C所示的绝缘层107。例如,在电子注入层115与空穴注入层111、空穴传输层112之间的导通充分小时,发光器件100也可以不包括绝缘层107。
作为可用于第一电极101、第二电极102、空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子注入层115及绝缘层107的材料,可以使用后述实施方式中所说明的材料。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
实施方式2
如图3A及图3B所示,通过在绝缘层175上形成多个发光器件130来构成发光装置。注意,可以将上述实施方式中说明的发光器件100的结构用于发光器件130。在本实施方式中,详细说明本发明的一个方式的发光装置。
发光装置1000包括以矩阵状排列多个像素178的像素部177。像素178包括子像素110R、子像素110G及子像素110B。
在本说明书等中,有时例如使用子像素110这称呼说明子像素110R、子像素110G及子像素110B之间共同的内容。另外,关于用字母进行区别的构成要素,有时使用省略字母的符号说明该构成要素之间共同的内容。
子像素110R发射红色光,子像素110G发射绿色光,并且子像素110B发射蓝色光。由此,可以在像素部177上显示图像。注意,在本实施方式中,以红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的三种颜色的子像素为例进行说明,但是本发明不局限于该结构。也就是说,也可以组合其他颜色的子像素。例如,子像素不局限于三个,也可以为四个以上。作为四个子像素,例如可以举出:R、G、B、白色(W)的四种颜色的子像素;R、G、B、黄色(Y)的四种颜色的子像素;以及R、G、B、红外光(IR)的四种颜色的子像素;等。
在本说明书等中,有时将行方向记为X方向且将列方向记为Y方向。X方向与Y方向交叉,例如垂直交叉。
在图3A所示的例子中,不同颜色的子像素在X方向上排列配置,相同颜色的子像素在Y方向上排列配置。注意,也可以不同颜色的子像素在Y方向上排列配置,相同颜色的子像素在X方向上排列配置。
像素部177的外侧也可以设置有连接部140及区域141。例如,区域141可以设置在像素部177与连接部140之间。区域141设置有有机化合物层103。另外,连接部140设置有导电层151C。
在图3A所示的例子中,在俯视时区域141及连接部140位于像素部177的右侧,但是对区域141及连接部140的位置没有特别的限制。此外,区域141及连接部140也可以为一个或多个。
图3B是沿图3A中的点划线A1-A2的截面图的例子。如图3B所示,发光装置1000包括绝缘层171、绝缘层171上的导电层172、绝缘层171及导电层172上的绝缘层173、绝缘层173上的绝缘层174以及绝缘层174上的绝缘层175。绝缘层171设置在衬底(未图示)上。绝缘层175、绝缘层174及绝缘层173设置有到达导电层172的开口,以嵌入该开口的方式设置有插头176。
在像素部177中,绝缘层175及插头176上设置有发光器件130。以覆盖发光器件130的方式设置有保护层131。衬底120由树脂层122贴合于保护层131上。另外,也可以在相邻的发光器件130间设置无机绝缘层125以及无机绝缘层125上的绝缘层127。
图3B示出多个无机绝缘层125及多个绝缘层127的截面,但是在俯视发光装置1000时,无机绝缘层125及绝缘层127优选分别被形成为连续的一层。也就是说,无机绝缘层125及绝缘层127优选为在第一电极上具有开口部的绝缘层。
图3B示出发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B作为发光器件130。发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B发射互不相同的颜色的光。例如,发光器件130R可以发射红色光,发光器件130G可以发射绿色光,发光器件130B可以发射蓝色光。另外,发光器件130R、发光器件130G或发光器件130B也可以发射其他可见光或红外光。
有机化合物层103至少包括发光层,并可以包括其他功能层(空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层及电子注入层等)。另外,也可以组合有机化合物层103与公共层104来形成呈发光的EL层所包括的功能层(空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、电子传输层及电子注入层等)。
本发明的一个方式的发光装置例如可以具有向与形成有发光器件的衬底相反的方向发射光的顶部发射结构(top emission)。另外,本发明的一个方式的发光装置也可以具有底部发射结构(bottom emission)。
发光器件130R具有实施方式1所示的结构,其中包括由导电层151R与导电层152R构成的第一电极(像素电极)、第一电极上的有机化合物层103R、有机化合物层103R上的公共层104以及公共层104上的第二电极(公共电极)102。
注意,并不一定需要设置公共层104。在设置公共层104时,可以减少因后工序而给有机化合物层103R带来的损伤。另外,在设置公共层104时,公共层104也可以被用作电子注入层。在公共层104被用作电子注入层时,有机化合物层103R与公共层104的叠层结构相当于实施方式1中的有机化合物层103。
在此,发光器件130具有实施方式1所示的结构,包括由导电层151与导电层152而成的第一电极(像素电极)、第一电极上的有机化合物层103、有机化合物层103上的公共层104以及公共层104上的第二电极(公共电极)102。
发光器件所包括的像素电极和公共电极中的一方被用作阳极,另一方被用作阴极。以下,除非特别的叙述,在像素电极被用作阳极且公共电极被用作阴极的前提下进行说明。
有机化合物层103R、有机化合物层103G及有机化合物层103B各自或按每个发光颜色独立地形成为岛状。通过按每个发光器件130将有机化合物层103设置为岛状,高清晰发光装置中也可以抑制相邻的发光器件130之间的泄漏电流。由此,可以抑制串扰,而可以实现对比度极高的发光装置。尤其是,可以实现在低亮度下电流效率高的发光装置。
有机化合物层103也可以以覆盖发光器件130的第一电极(像素电极)的顶面及侧面的方式设置。由此,与有机化合物层103的端部位于像素电极的端部的内侧的结构相比更容易提高发光装置1000的开口率。另外,通过以有机化合物层103覆盖发光器件130的像素电极的侧面,可以抑制像素电极与第二电极102接触,因此可以抑制发光器件130的短路。另外,可以增加有机化合物层103的发光区域(即与像素电极重叠的区域)和有机化合物层103的端部之距离。并且,因为有机化合物层103的端部有可能因加工而受损伤,所以通过将远离有机化合物层103的端部的区域用作发光区域,可以提高发光器件130的可靠性。
另外,在本发明的一个方式的发光装置中,发光器件的第一电极(像素电极)也可以具有叠层结构。例如,在图3B所示的例子中,发光器件130的第一电极具有导电层151与导电层152的叠层结构。
例如,当发光装置1000具有顶部发射结构时,在发光器件130的像素电极中,优选的是,导电层151为可见光反射率高的层,并且导电层152为具有可见光透过性且功函数大的层。像素电极的可见光反射率越高,可以越提高有机化合物层103所发射的光的提取效率。另外,当像素电极被用作阳极时,像素电极的功函数越大,越容易对有机化合物层103注入空穴。因此,通过使发光器件130的像素电极具有可见光反射率高的导电层151和功函数大的导电层152的叠层结构,发光器件130可以为光提取效率高且驱动电压低的发光器件。
具体而言,导电层151的可见光反射率例如优选为40%以上且100%以下,更优选为70%以上且100%以下。另外,在导电层152为具有可见光透过性的电极时,其可见光透过率例如优选为40%以上。
另外,在通过湿蚀刻法等去除形成具有叠层结构的像素电极之后沉积的膜时,有时用于蚀刻的药液浸渗在包括像素电极的结构体中。当浸渗的药液接触于像素电极时,有时构成像素电极的多个层之间发生电偶腐蚀等而导致像素电极变质。
鉴于此,优选以覆盖导电层151的顶面及侧面的方式形成导电层152。通过以导电层152覆盖导电层151,浸渗的药液不接触于导电层151,而可以抑制像素电极中发生电偶腐蚀。因此,发光装置1000可以通过成品率高的方法制造,由此可以实现廉价的发光装置。另外,可以抑制发光装置1000中发生不良,因此发光装置1000可以为可靠性高的发光装置。
作为导电层151,例如可以使用金属材料。具体而言,例如也可以使用铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。
作为导电层152,可以使用含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的任一个或多个的氧化物。例如,优选使用含有氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌、氧化钛、包含镓的铟锌氧化物、包含铝的铟锌氧化物、包含硅的铟锡氧化物和包含硅的铟锌氧化物等中的任一个或多个的导电氧化物。尤其是,包含硅的铟锡氧化物的功函数较大,其功函数例如为4.0eV以上,所以可以将其适合用作导电层152。
另外,导电层151及导电层152各自也可以具有含有不同材料的多个层的叠层结构。此时,导电层151也可以包括使用导电氧化物等可用于导电层152的材料的层,导电层152也可以包括使用金属材料等可用于导电层151的材料的层。例如,在导电层151具有两层以上的叠层结构的情况下,接触于导电层152的层可以为包含与用于导电层152中的接触于导电层151的层的材料相同的材料的层。
导电层151的端部优选具有锥形形状。具体而言,导电层151的端部优选具有锥角小于90°的锥形形状。此时,沿着导电层151的侧面设置的导电层152也具有锥形形状。通过使导电层152的端部具有锥形形状,可以提高沿着导电层152的侧面设置的有机化合物层103的覆盖性。
另外,在导电层151或导电层152具有叠层结构的情况下,优选的是,层叠的层中的至少一个的侧面具有锥形形状。另外,在构成各导电层的叠层结构中,也可以按照每个层具有不同的锥形形状。
图4A是导电层151具有包含不同材料的多个层的叠层结构时的图。如图4A所示,导电层151包括导电层151_1、导电层151_1上的导电层151_2以及导电层151_2上的导电层151_3。也就是说,图4A所示的导电层151具有三层叠层结构。如此,在导电层151具有多个层的叠层结构的情况下,使构成导电层151的层中的至少一层的可见光反射率高于导电层152的可见光反射率,即可。
在图4A所示的例子中,由导电层151_1与导电层151_3夹持导电层151_2。导电层151_1及导电层151_3可以使用与导电层151_2相比不容易变质的材料。例如,导电层151_1可以使用与导电层151_2相比不容易发生因接触于绝缘层175而发生的迁移的材料。另外,导电层151_3可以使用如下材料:与导电层151_2相比不容易被氧化;并且其氧化物的电阻率比用于导电层151_2的材料的氧化物低。
如上所述,通过采用由导电层151_1与导电层151_3夹持导电层151_2的结构,可以扩大导电层151_2的材料的选择范围。由此,例如可以使导电层151_2成为其可见光反射率比导电层151_1和导电层151_3中的至少一方高的层。例如,作为导电层151_2可以使用铝。另外,作为导电层151_2也可以使用含铝的合金。另外,作为导电层151_1可以使用钛,钛这材料虽然可见光反射率比铝低,但即使接触绝缘层175也与铝相比不容易发生迁移。并且,作为导电层151_3可以使用钛,钛这材料虽然可见光反射率比铝低,但与铝相比不容易被氧化且氧化物的电阻率比氧化铝的电阻率低。
另外,作为导电层151_3也可以使用银或含银的合金。银具有可见光反射率例如比钛高的特性。再者,银与铝相比不容易被氧化,并且氧化银的电阻率比氧化铝的电阻率低。由此,在作为导电层151_3使用银或含银的合金时,可以在适当地提高导电层151的可见光反射率的同时抑制因导电层151_2的氧化导致的像素电极的电阻上升。在此,作为含银的合金例如可以使用银、钯与铜的合金(Ag-Pd-Cu,也记作APC)。另外,在作为导电层151_3使用银或含银的合金且作为导电层151_2使用铝时,可以与导电层151_2的可见光反射率相比提高导电层151_3的可见光反射率。在此,作为导电层151_2也可以使用银或含银的合金。另外,作为导电层151_1也可以使用银或含银的合金。
另一方面,使用钛的膜的蚀刻加工性比使用银的膜优异。因此,通过作为导电层151_3使用钛,可以容易形成导电层151_3。另外,使用铝的膜的蚀刻加工性也比使用银的膜优异。
如此,通过使导电层151具有多个层的叠层结构,可以提高发光装置的特性。例如,可以使发光装置1000成为光提取效率及可靠性都高的发光装置。
这里,在发光器件130采用微腔结构的情况下,通过作为导电层151_3使用作为可见光反射率高的材料的银或含银的合金,可以适当地提高发光装置1000的光提取效率。
另外,如图4A所示,根据导电层151的材料选择或加工方法有时导电层151_2的侧面位于导电层151_1及导电层151_3的侧面的内侧而形成突出部。这导致导电层152对导电层151的覆盖性下降,有可能发生导电层152的断开。
鉴于此,优选如图4A那样设置绝缘层156。图4A示出以与导电层151_2的侧面重叠的区域的方式在导电层151_1上设置绝缘层156的例子。由此,可以抑制起因于突出部的导电层152的断开或薄膜化,因此可以抑制连接不良或驱动电压上升。
注意,虽然图4A示出导电层151_2的整个侧面被绝缘层156覆盖的结构,但导电层151_2的侧面的一部分也可以不被绝缘层156覆盖。如下所示的结构的像素电极中也是同样的,导电层151_2的侧面的一部分也可以不被绝缘层156覆盖。
另外,如图4A所示,绝缘层156优选具有弯曲面。由此,例如与绝缘层156的侧面垂直(平行于Z方向)的情况相比可以抑制覆盖绝缘层156的导电层152中发生断开。另外,在绝缘层156的侧面具有锥形形状,具体的是锥角小于90°的锥形形状的情况下,例如与绝缘层156的侧面垂直的情况相比,可以抑制覆盖绝缘层156的导电层152中发生断开。由此,可以通过成品率高的方法制造发光装置1000。另外,不良的发生得到抑制,而可以使发光装置1000成为可靠性高的发光装置。
注意,本发明的一个方式不局限于此。例如,图4B至图4D示出第一电极101的其他结构。
图4B是如下结构:在图4A的第一电极101中,绝缘层156除了导电层151_2的侧面之外还覆盖导电层151_1、导电层151_2及导电层151_3的侧面。
图4C是在图4A的第一电极101中不设置绝缘层156的结构。
图4D是如下结构:在图4A的第一电极101中,导电层151不具有叠层结构且导电层152具有叠层结构。
导电层152_1为对导电层152_2的密接性例如比绝缘层175高的层。作为导电层152_1,例如可以使用含有选自铟、锡、锌、镓、钛、铝和硅中的任一个或多个的氧化物。例如,优选使用包括氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌、氧化钛、铟钛氧化物、钛酸锌、铝锌氧化物、包含镓的铟锌氧化物、包含铝的铟锌氧化物、包含硅的铟锡氧化物和包含硅的铟锌氧化物等中的任一个或多个的导电氧化物。由此,可以抑制导电层152_2的膜剥离。另外,可以使导电层152_2不接触于绝缘层175。
导电层152_2为可见光反射率(例如对400nm以上且小于750nm之范围内的指定波长的光的反射率)比导电层151、导电层152_1及导电层152_3高的层。导电层152_2的可见光反射率例如可以为70%以上且100%以下,优选为80%以上且100%以下,更优选为90%以上且100%以下。另外,例如,作为导电层152_2可以使用银或含银的合金。作为含银的合金例如可以举出银、钯与铜的合金(APC)。由此,可以使发光装置1000成为光提取效率高的发光装置。注意,作为导电层152_2也可以使用除银之外的金属。
在将导电层151及导电层152用作阳极的情况下,导电层152_3优选为功函数大的层。导电层152_3例如为功函数比导电层152_2大的层。作为导电层152_3,例如可以使用与可用于导电层152_1的材料同样的材料。例如,可以将同一种材料用于导电层152_1和导电层152_3。
注意,在将导电层151及导电层152用作阴极的情况下,导电层152_3优选为功函数小的层。导电层152_3例如为功函数比导电层152_2小的层。
另外,导电层152_3优选为可见光透过率(例如对400nm以上且小于750nm之范围内的指定波长的光的透过率)高的层。例如,导电层152_3的可见光透过率优选比导电层151及导电层152_2的可见光透过率高。例如,导电层152_3的可见光透过率可以为60%以上且100%以下,优选为70%以上且100%以下,更优选为80%以上且100%以下。由此,可以减少有机化合物层103所发的光中被导电层152_3吸收的光。另外,如上所述,导电层152_3下的导电层152_2可以为可见光反射率高的层。因此,可以使发光装置1000成为光提取效率高的发光装置。
接着,参照图5A至图11C说明具有图3A及图3B所示的结构的发光装置1000的制造方法例子。
[制造方法例子1]
构成发光装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD:Pulsed LaserDeposition)法或原子层沉积(ALD:Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法及热CVD法等。此外,作为热CVD法之一,有有机金属化学气相沉积(MOCVD:Metal Organic CVD)法。
此外,构成发光装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法或刮刀式涂布法等湿式沉积方法形成。
尤其是,当制造发光器件时,可以利用蒸镀法等真空工艺以及旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法,可以举出溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)以及化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是,可以利用蒸镀法(真空蒸镀法等)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法或微接触印刷法等)等方法形成有机化合物层所包括的功能层(空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、电子传输层及电子注入层等)。
此外,当对构成发光装置的薄膜进行加工时,例如可以利用光刻法等进行加工。或者,也可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。此外,也可以利用金属掩模等遮蔽掩模的沉积方法直接形成岛状的薄膜。
光刻法典型地有如下两种方法。一个是在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模,例如通过蚀刻对该薄膜进行加工,并去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是形成具有感光性的薄膜之后进行曝光、显影,将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在薄膜的蚀刻中,可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法或喷砂法等。
首先,如图5A所示在衬底(未图示)上形成绝缘层171。接着,在绝缘层171上形成导电层172及导电层179,以覆盖导电层172及导电层179的方式在绝缘层171上形成绝缘层173。接着,在绝缘层173上形成绝缘层174,并在绝缘层174上形成绝缘层175。
作为衬底,可以使用至少具有能够承受后面的加热处理程度的耐热性的衬底。在使用绝缘衬底作为衬底的情况下,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底或有机树脂衬底等。此外,还可以使用以硅或碳化硅等为材料的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底、以硅锗等为材料的化合物半导体衬底、SOI衬底等半导体衬底。
接着,如图5A所示,在绝缘层175、绝缘层174及绝缘层173中形成到达导电层172的开口。接着,以嵌入该开口的方式形成插头176。
接着,如图5A所示,在插头176及绝缘层175上形成将在后面成为导电层151R、导电层151G、导电层151B及导电层151C的导电膜151f。导电膜151f例如可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。另外,作为导电膜151f例如可以使用金属材料。
接着,如图5A所示,例如在导电膜151f上形成抗蚀剂掩模191。抗蚀剂掩模191可以通过涂敷感光材料(光致抗蚀剂)而进行曝光及显影来形成。
接着,如图5B所示,例如利用蚀刻法,具体地说例如利用干蚀刻法去除例如不与抗蚀剂掩模191重叠的区域的导电膜151f。注意,在导电膜151f例如包括使用铟锡氧化物等导电氧化物的层的情况下,也可以利用湿蚀刻法去除该层。由此,形成导电层151。注意,例如在利用干蚀刻法去除导电膜151f的一部分的情况下,有时凹部(也称为凹陷(depression))形成在绝缘层175的不重叠于导电层151的区域上。
接着,如图5C所示,去除抗蚀剂掩模191。抗蚀剂掩模191例如可以通过使用氧等离子体的灰化被去除。或者,也可以使用氧气体和CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或如He等第18族元素。或者,也可以通过湿蚀刻去除抗蚀剂掩模191。
接着,如图5D所示,在导电层151R、导电层151G、导电层151B、导电层151C及绝缘层175上形成将在后面成为绝缘层156R、绝缘层156G、绝缘层156B及绝缘层156C的绝缘膜156f。绝缘膜156f例如可以利用CVD法、ALD法、溅射法或真空蒸镀法形成。
绝缘膜156f可以使用无机材料。作为绝缘膜156f,可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。例如,作为绝缘膜156f可以使用包含硅的氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜等。例如,作为绝缘膜156f可以使用氧氮化硅。
接着,如图5E所示,加工绝缘膜156f来形成绝缘层156R、绝缘层156G、绝缘层156B及绝缘层156C。例如,对绝缘膜156f的顶面大致均匀地进行蚀刻,由此可以形成绝缘层156。如此那样均匀地蚀刻而进行平坦化的处理也被称为回蚀处理。另外,也可以利用光刻法形成绝缘层156。
接着,如图6A所示,在导电层151R、导电层151G、导电层151B、导电层151C、绝缘层156R、绝缘层156G、绝缘层156B、绝缘层156C及绝缘层175上形成将在后面成为导电层152R、导电层152G、导电层152B及导电层152C的导电膜152f。具体而言,例如以覆盖导电层151R、导电层151G、导电层151B、导电层151C、绝缘层156R、绝缘层156G、绝缘层156B及绝缘层156C的方式形成导电膜152f。
导电膜152f例如可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。另外,导电膜152f可以利用ALD法形成。另外,作为导电膜152f例如可以使用导电氧化物。或者,作为导电膜152f可以采用使用金属材料的膜和该膜上的使用导电氧化物的膜的叠层结构。例如,作为导电膜152f可以采用使用钛、银或含银的合金的膜和该膜上的使用导电氧化物的膜的叠层结构。
接着,如图6B所示,例如利用光刻法对导电膜152f进行加工,由此形成导电层152R、导电层152G、导电层152B及导电层152C。具体而言,例如在形成抗蚀剂掩模之后通过蚀刻法去除导电膜152f的一部分。例如可以通过湿蚀刻法去除导电膜152f。注意,也可以通过干蚀刻法去除导电膜152f。由此,形成包括导电层151及导电层152的像素电极。
接着,优选进行导电层152的疏水化处理。通过疏水化处理,可以将作为处理对象的表面从亲水性变为疏水性,或者可以提高作为处理对象的表面的疏水性。通过进行导电层152的疏水化处理,可以提高导电层152与将在后面工序中形成的有机化合物层103的密接性来抑制膜剥离。注意,也可以不进行疏水化处理。
接着,如图6C所示,在导电层152R、导电层152G、导电层152B及绝缘层175上形成将在后面成为有机化合物层103B的有机化合物膜103Bf。
在本发明中,有机化合物膜103Bf包括多个有机化合物层,该多个有机化合物层中的至少一个是发光层。其具体内容可以参照实施方式1中说明的发光器件100或发光器件130的结构。另外,在有机化合物膜103Bf包括多个发光层时,有机化合物膜103Bf也可以具有隔着中间层层叠发光层和其他发光层的结构。
如图6C所示,在导电层152C上不形成有机化合物膜103Bf。例如,通过使用用来规定沉积范围的掩模(为了与高精细金属掩模区别,也被称为区域掩模或粗金属掩模等),可以只在所希望的区域沉积有机化合物膜103Bf。通过采用使用区域掩模的沉积工序及使用抗蚀剂掩模的加工工序,可以以较简单的工艺制造发光器件。
有机化合物膜103Bf例如可以利用蒸镀法形成,具体而言可以利用真空蒸镀法形成。另外,有机化合物膜103Bf也可以利用转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法的方法形成。
在下面工序中有机化合物膜103Bf露出的情况下,保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物膜103Bf生成氧加成物等劣化物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
例如,优选在如下照明下传送或保持衬底,该照明的光谱波长比发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的化合物的吸收光谱的吸收端长。因为其吸收光谱不与照明光的光谱重叠,所以发光层中的有机化合物在含氧气氛下不产生光激发,而可以抑制劣化物的生成。
具体而言,优选在光源的光谱的峰中位于最短波长的峰为480nm以上的照明下传送或保持衬底。另外,光源的光谱的峰中的位于最短波长的峰优选为550nm以上,更优选为580nm以上,即可。
或者,照明的照度为120lx(勒克斯)以下,即可。优选的是,照明的照度为10lx以下,即可。
接着,如图6D所示,在有机化合物膜103Bf上依次形成将在后面成为牺牲层158B的牺牲膜158Bf以及将在后面成为掩模层159B的掩模膜159Bf。
注意,由于沉积牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf,有机化合物膜103Bf被密封而避开气氛,所以在该沉积工序至加工牺牲膜158Bf的工序之间并不一定需要调节照明。
牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf例如可以利用溅射法、ALD法(热ALD法、PEALD法)、CVD法、真空蒸镀法形成。另外,也可以利用上述湿式沉积方法形成。
另外,牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf以低于有机化合物膜103Bf的耐热温度的温度形成。形成牺牲膜158Bf及牺牲膜159Bf时的衬底温度各自典型地为200℃以下,优选为150℃以下,更优选为120℃以下,进一步优选为100℃以下,更进一步优选为80℃以下。
注意,在本实施方式中,示出由牺牲膜158Bf和掩模膜159Bf的两层结构构成掩模膜的例子,但掩模膜可以具有单层结构,也可以具有三层以上的叠层结构。
通过在有机化合物膜103Bf上设置牺牲层,可以降低在发光装置的制造工序中有机化合物膜103Bf受到的损伤,而可以提高发光器件的可靠性。
作为牺牲膜158Bf使用对有机化合物膜103Bf的加工条件的耐性高的膜,具体而言与有机化合物膜103Bf的蚀刻选择比大的膜。作为掩模膜159Bf使用与牺牲膜158Bf的蚀刻选择比大的膜。
作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf优选使用可以利用湿蚀刻法去除的膜。通过利用湿蚀刻法,与利用干蚀刻法的情况相比,可以减轻在牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf的加工中有机化合物膜103Bf受到的损伤。
在利用湿蚀刻法时,尤其优选使用酸性药液。作为酸性药液,可以使用包含磷酸、氟化氢酸、硝酸、醋酸、草酸和硫酸等中的任一个的药液或者两种以上的酸的混合药液(也称为混酸)。
作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf,例如可以使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜、有机绝缘膜和无机绝缘膜等中的一种或多种。
另外,通过作为牺牲膜或掩模膜使用具有紫外线遮光性的材料的膜,可以抑制例如在曝光工序中紫外线被照射到有机化合物层。通过抑制紫外线给有机化合物层带来损伤,可以提高发光器件的可靠性。
注意,含有具有紫外线遮光性的材料的膜在被用作后述的无机绝缘膜125f的材料时也发挥同样的效果。
作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf例如各自可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、钛、铝、钇、锆及钽等金属材料或者包含该金属材料的合金材料。尤其优选使用铝或银等低熔点材料。
另外,作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf各自可以使用金属氧化物诸如In-Ga-Zn氧化物、氧化铟、In-Zn氧化物、In-Sn氧化物、铟钛氧化物(In-Ti氧化物)、铟锡锌氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、铟钛锌氧化物(In-Ti-Zn氧化物)、铟镓锡锌氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)或包含硅的铟锡氧化物等。
注意,也可以使用元素M(M为铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)代替上述镓。
作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf例如使用硅或锗等的半导体材料,这与半导体的制造工艺的亲和性高,因此是优选的。或者,可以使用上述半导体材料的氧化物或氮化物。或者,可以使用碳等的非金属材料或其化合物。另外,可以使用钛、钽、钨、铬、铝等的金属或包含它们中的一个以上的合金。另外,可以使用包含氧化钛或氧化铬等上述金属的氧化物或者氮化钛、氮化铬或氮化钽等氮化物。
另外,作为牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf各自可以使用各种无机绝缘膜。尤其是,氧化绝缘膜的与有机化合物膜103Bf的密接性比氮化绝缘膜的与有机化合物膜103Bf的密接性高,所以是优选的。例如,分别可以将氧化铝、氧化铪或氧化硅等无机绝缘材料用于牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf。作为牺牲膜158Bf或掩模膜159Bf各自例如可以利用ALD法形成氧化铝膜。通过利用ALD法,可以减轻对基底(尤其对有机化合物层)带来的损伤,所以是优选的。
作为牺牲膜158Bf和掩模膜159Bf中的一方或双方也可以使用有机材料。例如,作为有机材料也可以使用可溶解于至少对位于有机化合物层103Bf的最上部的膜在化学上稳定的溶剂的材料。尤其是,可以适当地使用溶解于水或醇的材料。当沉积上述材料时,优选的是,在将材料溶解于水或醇等溶剂的状态下通过上述湿式的沉积方法涂敷该材料,然后进行用来使溶剂蒸发的加热处理。此时,优选在减压气氛下进行加热处理,由此可以在低温且短时间下去除溶剂,而可以降低给有机化合物膜103Bf带来的热损伤。
牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf各自也可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰多糖、水溶性纤维素、可溶解于醇的聚酰胺树脂或全氟聚合物等氟树脂等有机树脂。
例如,作为牺牲膜158Bf可以使用利用蒸镀法和上述湿式沉积方法中的任意个形成的有机膜(例如,PVA膜),并且作为掩模膜159Bf可以使用利用溅射法形成的无机膜(例如,氮化硅膜)。
接着,如图6D所示,在掩模膜159Bf上形成抗蚀剂掩模190B。抗蚀剂掩模190B可以通过涂敷感光树脂(光致抗蚀剂)而进行曝光及显影来形成。
抗蚀剂掩模190B可以利用正型抗蚀剂材料或负型抗蚀剂材料。
抗蚀剂掩模190B在与导电层152B重叠的位置上设置。抗蚀剂掩模190B优选还在与导电层152C重叠的位置上设置。由此,可以抑制导电层152C在发光装置的制造工序中受到损伤。注意,也可以在导电层152C上不设置抗蚀剂掩模190B。另外,如图6C中的沿B1-B2的截面图所示,抗蚀剂掩模190B优选以覆盖有机化合物膜103Bf的端部至导电层152C的端部(有机化合物膜103Bf一侧的端部)的方式设置。
接着,如图6E所示,利用抗蚀剂掩模190B去除掩模膜159Bf的一部分,来形成掩模层159B。掩模层159B留在导电层152B及导电层152C上。然后,去除抗蚀剂掩模190B。接着,将掩模层159B用作掩模(也称为硬掩模)去除牺牲膜158Bf的一部分,来形成牺牲层158B。
牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf分别可以通过湿蚀刻法或干蚀刻法加工。牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf的加工优选通过湿蚀刻进行。
通过利用湿蚀刻法,与利用干蚀刻法的情况相比,可以减轻在牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf的加工中有机化合物膜103Bf受到的损伤。在使用湿蚀刻法时,例如优选使用显影液、四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它们的混合液体的药液等。
在加工掩模膜159Bf时有机化合物膜103Bf不露出,所以与加工牺牲膜158Bf的情况相比,加工方法的选择范围较宽。具体而言,在加工掩模膜159Bf时,即使作为蚀刻气体使用含氧的气体也可以抑制有机化合物膜103Bf的劣化。
在利用湿蚀刻法时,尤其优选使用酸性药液。作为酸性药液,可以使用包含磷酸、氟化氢酸、硝酸、醋酸、草酸和硫酸等中的任一个的药液或者两种以上的酸的混合药液(也称为混酸)。
另外,当在牺牲膜158Bf的加工中利用干蚀刻法时,通过作为蚀刻气体不使用含氧气体可以抑制有机化合物膜103Bf的劣化。在利用干蚀刻法的情况下,例如优选将包含CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或如He等第18族元素的气体用作蚀刻气体。
抗蚀剂掩模190B可以通过与抗蚀剂掩模191同样的方法被去除。此时,牺牲膜158Bf位于最表面,有机化合物膜103Bf不露出,所以可以抑制在抗蚀剂掩模190B的除去工序中有机化合物膜103Bf受到损伤。此外,可以扩大抗蚀剂掩模190B的去除方法的选择范围。
接着,如图6E所示,加工有机化合物膜103Bf来形成有机化合物层103B。例如,将掩模层159B及牺牲层158B用作硬掩模去除有机化合物膜103Bf的一部分来形成有机化合物层103B。
在本工序中,有机化合物层103B的侧面露出。因此,下面的保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物层103B生成氧加成物等劣化物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
由此,如图6E所示,导电层152B上残留有有机化合物层103B、牺牲层158B及掩模层159B的叠层结构。此外,导电层152G及导电层152R露出。
有机化合物膜103Bf的加工可以利用干蚀刻或湿蚀刻。例如,在利用干蚀刻法进行加工时,可以使用包含氧的蚀刻气体。在蚀刻气体包含氧时,可以提高蚀刻速度。因此,可以在保持充分的蚀刻速度的同时以低功率条件进行蚀刻。因此,可以抑制对有机化合物膜103Bf带来的损伤。并且,可以抑制蚀刻时产生的反应生成物的附着等不良。
另外,也可以使用不包含氧的蚀刻气体。例如,通过使用不包含氧的蚀刻气体,可以抑制有机化合物膜103Bf的劣化。
如上所述,在本发明的一个方式中,通过在掩模膜159Bf上形成抗蚀剂掩模190B且使用抗蚀剂掩模190B去除掩模膜159Bf的一部分,来形成掩模层159B。然后,通过将掩模层159B用作掩模去除有机化合物膜103Bf的一部分,来形成有机化合物层103B。因此,可以说通过利用光刻法加工有机化合物膜103Bf来形成有机化合物层103B。另外,也可以使用抗蚀剂掩模190B去除有机化合物膜103Bf的一部分。然后,也可以去除抗蚀剂掩模190B。
在此,根据需要也可以进行导电层152G的疏水化处理。在加工有机化合物膜103Bf时,例如导电层152G的表面状态有时变为亲水性。通过进行导电层152G的疏水化处理,例如可以提高导电层152G与将在后面工序中形成的层(在此,有机化合物层103G)的密接性来抑制膜剥离。
接着,如图7A所示,在导电层152G、导电层152R、掩模层159B及绝缘层175上形成将在后面成为有机化合物层103G的有机化合物膜103Gf。
有机化合物膜103Gf可以以与可在形成有机化合物膜103Bf时利用的方法同样的方法形成。另外,有机化合物膜103Gf可以具有与有机化合物膜103Bf同样的结构。
在本工序以后,有机化合物膜103Gf露出。因此,下面的保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物膜103Gf生成氧加成物等劣化物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
接着,如图7B所示,在有机化合物膜103Gf及掩模层159B上依次形成将在后面成为牺牲层158G的牺牲膜158Gf以及将在后面成为掩模层159G的掩模膜159Gf。然后,形成抗蚀剂掩模190G。牺牲膜158Gf及掩模膜159Gf的材料及形成方法与可用于牺牲膜158Bf及掩模膜159Bf的条件相同。抗蚀剂掩模190G的材料及形成方法与可以应用于抗蚀剂掩模190B的条件相同。
注意,由于沉积牺牲膜158Gf及掩模膜159Gf,有机化合物膜103Gf被密封而避开气氛,所以在该沉积工序至加工牺牲膜158Gf的工序之间并不一定需要调节照明。
抗蚀剂掩模190G在与导电层152G重叠的位置上设置。
接着,如图7C所示,利用抗蚀剂掩模190G去除掩模膜159Gf的一部分,来形成掩模层159G。掩模层159G留在导电层152G上。然后,去除抗蚀剂掩模190G。接着,将掩模层159G用作掩模去除牺牲膜158Gf的一部分,来形成牺牲层158G。接着,加工有机化合物膜103Gf来形成有机化合物层103G。例如,将掩模层159G及牺牲层158G用作硬掩模去除有机化合物膜103Gf的一部分,来形成有机化合物层103G。
在本工序中,有机化合物层103B及有机化合物层103G的侧面露出。因此,在下面的保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物层103B及有机化合物层103G生成氧加成物等劣化物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
由此,如图7C所示,导电层152G上残留有有机化合物层103G、牺牲层158G及掩模层159G的叠层结构。此外,掩模层159B及导电层152R露出。
另外,例如也可以进行导电层152R的疏水化处理。
接着,如图8A所示,在导电层152R、掩模层159G、掩模层159B及绝缘层175上形成将在后面成为有机化合物层103R的有机化合物膜103Rf。
有机化合物膜103Rf可以以与可在形成有机化合物膜103Gf时利用的方法同样的方法形成。另外,有机化合物膜103Rf可以具有与有机化合物膜103Gf同样的结构。
在本工序以后,有机化合物膜103Rf露出。因此,下面的保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物膜103Rf生成氧加成物等劣化物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
接着,如图8B及图8C所示,使用抗蚀剂掩模190R从牺牲膜158Rf、掩模膜159Rf和有机化合物膜103Rf分别形成牺牲层158R、掩模层159R和有机化合物层103R。关于牺牲层158R、掩模层159R、有机化合物层103R的形成方法,可以参照有机化合物层103G的记载。
注意,在形成有机化合物层103R的工序中,在有机化合物膜103Rf露出的情况下,保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)也在调节照明的环境下进行。另外,在有机化合物膜103Rf被牺牲膜158Rf等密封的情况下,并不一定需要调节照明。
另外,在下面工序中有机化合物层103露出的情况下,保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。
注意,有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的侧面各自优选垂直于或大致垂直于被形成面。例如,被形成面与这些侧面所形成的角度优选为60度以上且90度以下。
如上所述,可以将使用光刻法形成的有机化合物层103B、有机化合物层103G和有机化合物层103R中相邻的两个有机化合物层之间的距离缩小到8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下或1μm以下。在此,例如可以根据有机化合物层103B、有机化合物层103G和有机化合物层103R中相邻的两个有机化合物层的相对的端部之间距离规定该距离。如此,通过缩小岛状有机化合物层之间的距离,可以提供清晰度高且开口率大的发光装置。此外,可以缩小相邻的发光器件间的第一电极的距离,例如可以为10μm以下、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下。此外,相邻的发光器件间的第一电极的距离优选为2μm以上且5μm以下。
接着,如图9A所示,去除掩模层159B、掩模层159G及掩模层159R。
注意,虽然在本实施方式中以去除掩模层159B、掩模层159G及掩模层159R的情况为例进行说明,但也可以不去除掩模层159B、掩模层159G及掩模层159R。例如,当掩模层159B、掩模层159G及掩模层159R包含上述具有紫外线遮光性的材料时,通过不去除上述掩模层来进入下个工序,可以保护有机化合物层免受光照射(包括照明光)。
作为掩模层的去除工序可以使用与掩模层的加工工序同样的方法。通过使用湿蚀刻法,与使用干蚀刻法的情况相比,可以减少在去除掩模层时有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R受到的损伤。
另外,也可以将掩模层溶解于水或醇等的溶剂来去除。作为醇,可以举出乙醇、甲醇、异丙醇(IPA)或甘油等。
在去除掩模层之后,也可以进行干燥处理来去除包含在有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R中的水以及吸附于有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的表面的水。例如,也可以在惰性气氛或减压气氛下进行加热处理。加热处理可以在50℃以上且200℃以下,优选为60℃以上且150℃以下,更优选为70℃以上且120℃以下的衬底温度下进行。通过采用减压气氛,可以以更低温进行干燥,所以是优选的。
接着,如图9B所示,以覆盖有机化合物层103B、有机化合物层103G、有机化合物层103R、牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的方式形成将在后面成为无机绝缘层125的无机绝缘膜125f。
注意,由于沉积无机绝缘膜125f,有机化合物层103被密封而避开气氛,所以在该沉积工序以后并不一定需要调节照明。
如后面所述,以接触于无机绝缘膜125f的顶面的方式形成将在后面成为绝缘层127的绝缘膜。因此,无机绝缘膜125f的顶面优选与用于将成为绝缘层127的绝缘膜的材料(例如含有丙烯酸树脂的感光树脂组成物)的亲和性高。为了提高该亲和性,也可以对无机绝缘膜125f的顶面进行表面处理。具体而言,优选使无机绝缘膜125f的顶面疏水化(或者提高其疏水性)。例如,优选使用六甲基二硅氮烷(HMDS)等的硅烷化剂进行处理。通过如此使无机绝缘膜125f的顶面疏水化,可以以高密接性形成绝缘膜127f。
接着,如图9C所示,在无机绝缘膜125f上形成将在后面成为绝缘层127的绝缘膜127f。
无机绝缘膜125f及绝缘膜127f优选通过给有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R带来的损伤少的形成方法进行沉积。尤其是,无机绝缘膜125f以接触于有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的侧面的方式形成,所以无机绝缘膜125f优选通过给有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R带来的损伤比沉积绝缘膜127f时更少的形成方法进行沉积。
另外,无机绝缘膜125f及绝缘膜127f各自以低于有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的耐热温度的温度形成。通过提高沉积时的衬底温度,即使其厚度薄也可以形成杂质浓度低且对水和氧中的至少一方的阻挡性高的无机绝缘膜125f。
形成无机绝缘膜125f及绝缘膜127f时的衬底温度各自优选为60℃以上、80℃以上、100℃以上或120℃以上且为200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下或140℃以下。
作为无机绝缘膜125f,优选在上述衬底温度范围内形成厚度为3nm以上、5nm以上或10nm以上且为200nm以下、150nm以下、100nm以下或50nm以下的绝缘膜。
无机绝缘膜125f例如优选利用ALD法形成。通过利用ALD法可以减少沉积损伤,并且可以沉积覆盖性高的膜,所以是优选的。作为无机绝缘膜125f,例如优选利用ALD法形成氧化铝膜。
除此之外,无机绝缘膜125f也可以利用沉积速率比ALD法高的溅射法、CVD法或PECVD法形成。由此,可以以高生产率制造可靠性高的发光装置。
绝缘膜127f优选利用上述湿式沉积方法形成。绝缘膜127f例如优选通过旋涂法使用感光材料形成,更具体地说,优选使用含有丙烯酸树脂的感光树脂组成物形成。
例如,优选使用含有聚合物、酸产生剂及溶剂的树脂组成物形成绝缘膜127f。聚合物使用一种或多种单体形成,具有有规则或无规则地反复一种或多种结构单位(也称为构成单位)的结构。作为酸产生剂,可以使用通过照射光产生酸的化合物和通过加热产生酸的化合物中的一方或双方。树脂组成物还可以包含感光剂、敏化剂、催化剂、粘合助剂、表面活性剂和防氧化剂中的一个或多个。
另外,优选在形成绝缘膜127f之后进行加热处理(也称为前烘)。该加热处理以比有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的耐热温度低的温度进行。加热处理中的衬底温度优选为50℃以上且200℃以下,更优选为60℃以上且150℃以下,进一步优选为70℃以上且120℃以下。由此,可以去除绝缘膜127f中的溶剂。
接着,进行曝光来用可见光线或紫外线使绝缘膜127f的一部分敏化。这里,在将含有丙烯酸树脂的正型感光树脂组成物用于绝缘膜127f的情况下,向将在后面工序中没形成绝缘层127的区域照射可见光线或紫外线。绝缘层127形成在被导电层152B、导电层152G和导电层152R中的任两个夹持的区域以及导电层152C周围。因此,向导电层152B、导电层152G、导电层152R及导电层152C照射可见光线或紫外线。注意,在将负型感光材料用于绝缘膜127f的情况下,向将形成绝缘层127的区域照射可见光线或紫外线。
借助于向绝缘膜127f曝光的区域,可以控制将在后面形成的绝缘层127的宽度。在本实施方式中,以绝缘层127具有与导电层151的顶面重叠的部分的方式进行加工。
在此,通过作为牺牲层158(牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R)和无机绝缘膜125f中的一方或双方设置氧阻挡绝缘层(例如氧化铝膜等),可以降低氧扩散到有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R。当光(可见光线或紫外线)被照射到有机化合物层时,有时该有机化合物层所包含的有机化合物成为激发状态而促进与气氛内的氧反应。具体地说,当在含氧气氛下光(可见光线或紫外线)被照射到有机化合物层时,氧有可能键合于该有机化合物层所包含的有机化合物。通过在岛状有机化合物层上设置牺牲层158及无机绝缘膜125f,可以降低气氛内的氧键合于该有机化合物层所包含的有机化合物。
接着,如图10A所示,进行显影去除绝缘膜127f中的被曝光的区域,来形成绝缘层127a。绝缘层127a形成在被导电层152B、导电层152G和导电层152R中的任两个夹持的区域以及围绕导电层152C的区域。这里,在将丙烯酸树脂用于绝缘膜127f的情况下,作为显影液可以使用碱性溶液,例如可以使用TMAH。
接着,如图10B所示,将绝缘层127a用作掩模进行蚀刻处理去除无机绝缘膜125f的一部分,来减小牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的一部分的厚度。由此,在绝缘层127a下形成无机绝缘层125。下面,将绝缘层127a用作掩模加工无机绝缘膜125f的蚀刻处理有时被称为第一蚀刻处理。
也就是说,在第一蚀刻处理中不完全去除牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R而在厚度变小的状态下停止蚀刻处理。如此,通过在有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R上残留对应的牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R,可以防止在后面工序的处理中有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R受到损伤。
第一蚀刻处理可以通过干蚀刻或湿蚀刻来进行。当使用与牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R同样的材料沉积无机绝缘膜125f时,可以通过第一蚀刻处理一次性地进行无机绝缘膜125f的加工和露出的牺牲层158的薄膜化,所以是优选的。
通过将侧面呈锥形形状的绝缘层127a用作掩模进行蚀刻,可以使无机绝缘层125的侧面以及牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的侧面上端部较容易地成为锥形形状。
例如,当利用干蚀刻进行第一蚀刻处理时,可以使用氯类气体。作为氯类气体,可以使用Cl2、BCl3、SiCl4及CCl4等中的一种气体或混合上述两种以上的气体。另外,可以将氧气体、氢气体、氦气体及氩气体等中的一种气体或混合上述两种以上的气体适当地添加到上述氯类气体。通过利用干蚀刻,可以以优良面内均匀性形成牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的厚度薄的区域。
另外,例如可以利用湿蚀刻进行第一蚀刻处理。通过利用湿蚀刻法,与使用干蚀刻法的情况相比,可以减少有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R受到的损伤。
在湿蚀刻中优选使用酸性药液。作为酸性药液,可以使用包含磷酸、氟化氢酸、硝酸、醋酸、草酸和硫酸等中的任一个的药液或者两种以上的酸的混合药液(也称为混酸)。
另外,可以使用碱溶液进行湿蚀刻。例如,在氧化铝膜的湿蚀刻中可以使用作为碱溶液的TMAH。此时,可以以涂胶方式进行湿蚀刻。
接着,进行加热处理(也被称为后烘)。通过进行加热处理,可以将绝缘层127a变形为其侧面具有锥形形状的绝缘层127(图10C)。该加热处理以低于有机化合物层的耐热温度的温度进行。加热处理可以以50℃以上且200℃以下,优选为60℃以上且150℃以下,更优选为70℃以上且130℃以下的衬底温度进行。加热气氛既可以为大气气氛,也可以为惰性气氛。另外,加热气氛既可以为大气气氛又可以为减压气氛。在本工序的加热处理中,优选与形成绝缘膜127f之后的加热处理(前烘)相比提高衬底温度。
通过加热处理,可以提高绝缘层127与无机绝缘层125的密接性,并且也可以提高绝缘层127的腐蚀性。另外,通过绝缘层127a变形,可以实现由绝缘层127覆盖无机绝缘层125的端部的形状。
在第一蚀刻处理中,通过不完全去除牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R而残留厚度变薄的状态的牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R,可以防止在该加热处理中有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R受到损伤而劣化。由此,可以提高发光器件的可靠性。
接着,如图11A所示,将绝缘层127用作掩模,进行蚀刻处理,去除牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的一部分。注意,此时,有时无机绝缘层125的一部分也被去除。通过该蚀刻处理,在牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R中形成开口,有机化合物层103B、有机化合物层103G、有机化合物层103R及导电层152C的顶面从该开口露出。下面,将绝缘层127用作掩模使有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R露出的蚀刻处理有时被称为第二蚀刻处理。
注意,因为有机化合物层103露出,所以下面工序中的保持工序(包括装置之间的传送、衬底的保管)在调节照明的环境下进行。就是说,使用不使有机化合物层103生成氧加成物的照明光。具体而言,调节照明的波长或照度。
第二蚀刻处理利用湿蚀刻进行。通过利用湿蚀刻法,与使用干蚀刻法的情况相比,可以减少有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R受到的损伤。与第一蚀刻处理同样,湿蚀刻可以使用酸性药液或碱溶液进行。
另外,也可以在使有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的一部分露出之后还进行加热处理。通过该加热处理,可以去除包含在有机化合物层中的水以及吸附于有机化合物层表面的水等。另外,绝缘层127的形状有时由于该加热处理变化。具体而言,绝缘层127有时以覆盖无机绝缘层125的端部、牺牲层158B、牺牲层158G及牺牲层158R的端部和有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R的顶面中的至少一个的方式扩大。
此外,图11A示出牺牲层158G的端部的一部分(具体而言,通过第一蚀刻处理形成的锥形形状的部分)被绝缘层127覆盖且通过第二蚀刻处理形成的锥形形状的部分露出的例子(参照图4A)。
另外,绝缘层127也可以覆盖牺牲层158G的端部整体。例如,有时绝缘层127的端部滴下而覆盖牺牲层158G的端部。另外,例如有时绝缘层127的端部接触于有机化合物层103B、有机化合物层103G和有机化合物层103R中的至少一个的顶面。
接着,如图11B所示,在有机化合物层103B、有机化合物层103G、有机化合物层103R、导电层152C及绝缘层127上形成公共电极155。公共电极155可以通过利用溅射法或真空蒸镀法等的方法形成。或者,也可以层叠通过蒸镀法形成的膜与通过溅射法形成的膜来形成公共电极155。
注意,由于沉积公共电极155,包含有机化合物的发光器件被密封而避开气氛,所以在下面工序中并不一定需要调节照明。
接着,如图11C所示,在公共电极155上形成保护层131。保护层131可以通过真空蒸镀法、溅射法、CVD法或ALD法等方法形成。
接着,使用树脂层122在保护层131上贴合衬底120,由此可以制造发光装置。如上所述,在本发明的一个方式的发光装置的制造方法中,以包括与导电层151的侧面重叠的区域的方式设置绝缘层156,且以覆盖导电层151及绝缘层156的方式形成导电层152。由此,可以提高发光装置的成品率,且可以抑制不良发生。
如上所述,在本发明的一个方式的发光装置的制造方法中,岛状的有机化合物层103B、岛状的有机化合物层103G及岛状的有机化合物层103R不使用高精细金属掩模版形成而是在一个面上沉积膜之后利用光刻法进行加工来形成的,所以可以以均匀的厚度形成岛状层。并且,可以实现高清晰的发光装置或高开口率的发光装置。此外,即使清晰度或开口率高且子像素间距离极短,也可以抑制在相邻的子像素中有机化合物层103B、有机化合物层103G及有机化合物层103R彼此接触。因此,可以抑制在子像素间发生泄漏电流。由此,可以防止串扰且可以实现对比度极高的发光装置。
实施方式3
在本实施方式中,参照图12A至图12E说明实施方式1所示的发光器件的其他结构。
<<发光器件的基本结构>>
对发光器件的基本结构进行说明。图12A示出一对电极间包括具有发光层的EL层的发光器件。具体而言,在第一电极101与第二电极102之间包括有机化合物层103。
图12B示出在一对电极间包括多个(在图12B中为两层)EL(有机化合物)层(103a、103b)且在EL层之间包括电荷产生层106的叠层结构(串联结构)的发光器件。具有串联结构的发光器件可以不改变电流量而实现高效率的发光装置。
电荷产生层106具有如下功能:在第一电极101与第二电极102之间产生电位差时,对一个EL层(103a或103b)注入电子并对另一个EL层(103b或103a)注入空穴。由此,在图12B中,当以使第一电极101的电位比第二电极102高的方式施加电压时,电荷产生层106将电子注入到有机化合物层103a中并将空穴注入到有机化合物层103b中。
另外,从光提取效率的观点来看,电荷产生层106优选对可见光具有透过性(具体而言,电荷产生层106的可见光透过率为40%以上)。另外,即使电荷产生层106的电导率比第一电极101及第二电极102低也能够发挥功能。
图12C示出本发明的一个方式的发光器件的有机化合物层103的叠层结构。注意,在此情况下,第一电极101被用作阳极,第二电极102被用作阴极。有机化合物层103具有第一电极101上依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114以及电子注入层115的结构。注意,发光层113也可以层叠发光颜色不同的多个发光层。例如,也可以隔着或不隔着包含载流子传输性材料的层层叠包含发射红色光的发光物质的发光层、包含发射绿色光的发光物质的发光层、包含发射蓝色光的发光物质的发光层。或者,也可以组合包含发射黄色光的发光物质的发光层和包含发射蓝色光的发光物质的发光层。注意,发光层113的叠层结构不局限于上述结构。例如,发光层113也可以层叠发光颜色相同的多个发光层。例如,也可以隔着或不隔着包含载流子传输性材料的层层叠包含发射蓝色光的发光物质的第一发光层、包含发射蓝色光的发光物质的第二发光层。在层叠发光颜色相同的多个发光层时,有时与单层相比可以提高可靠性。此外,在如图12B所示的串联结构包括多个EL层时,各EL层从阳极一侧如上那样依次层叠。此外,在第一电极101为阴极且第二电极102为阳极时,有机化合物层103的叠层顺序相反。具体而言,阴极的第一电极101上的111为电子注入层,112为电子传输层,113为发光层,114为空穴传输层,115为空穴注入层。
EL层(103、103a及103b)中的发光层113适当地组合发光物质及多个物质而能够获得呈现所希望的发光颜色的荧光发光或磷光发光。另外,发光层113也可以具有发光颜色不同的叠层结构。在此情况下,作为用于层叠的各发光层的发光物质及其他物质使用不同材料即可。另外,也可以采用从图12B所示的多个EL层(103a及103b)获得彼此不同的发光颜色的结构。在此情况下,作为用于各发光层的发光物质及其他物质使用不同材料即可。
另外,在本发明的一个方式的发光器件中,例如,通过使图12C所示的第一电极101为反射电极、使第二电极102为半透射-半反射电极并采用光学微腔谐振器(微腔)结构,可以使从有机化合物层103中的发光层113得到的光在上述电极之间发生谐振,从而可以增强从第二电极102射出的光。
在发光器件的第一电极101为由具有反射性的导电材料和具有透光性的导电材料(透明导电膜)的叠层结构构成的反射电极的情况下,可以通过控制透明导电膜的厚度来进行光学调整。具体而言,优选以如下方式进行调整:在从发光层113获得的光的波长为λ时,第一电极101与第二电极102的电极间的光学距离(厚度与折射率之积)为mλ/2(注意,m为1以上的整数)或其附近值。
另外,为了使从发光层113获得的所希望的光(波长:λ)放大,优选调整为如下:从第一电极101到发光层113中的能够获得所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从第二电极102到发光层113中的能够获得所希望的光的区域(发光区域)的光学距离都成为(2m’+1)λ/4(注意,m’为0以上的整数)或其附近值。注意,在此说明的“发光区域”是指发光层113中的空穴与电子的再结合区域。
通过进行上述光学调整,可以使能够从发光层113获得的特定的单色光的光谱变窄,由此获得色纯度良好的发光。
另外,在上述情况下,严格地说,第一电极101和第二电极102之间的光学距离可以说是从第一电极101中的反射区域到第二电极102中的反射区域的总厚度。但是,因为难以准确地决定第一电极101及第二电极102中的反射区域的位置,所以通过假定第一电极101及第二电极102中的任意的位置为反射区域可以充分得到上述效果。另外,严密地说,第一电极101和可以获得所希望的光的发光层之间的光学距离可以说是第一电极101中的反射区域和可以获得所希望的光的发光层中的发光区域之间的光学距离。但是,因为难以准确地决定第一电极101中的反射区域及可以获得所希望的光的发光层中的发光区域的位置,所以通过假定第一电极101中的任意的位置为反射区域且可以获得所希望的光的发光层的任意的位置为发光区域,可以充分得到上述效果。
图12D所示的发光器件为具有串联结构的发光器件,并具有微腔结构,所以可以从各EL层(103a、103b)提取波长不同的光(单色光)。因此,不需要为了获得不同的发光颜色进行的分开涂敷(例如涂敷为R、G、B)。由此,可以容易实现高分辨率。另外,可以与着色层(滤色片)组合。并且,可以增强具有特定波长的正面方向上的发光强度,从而可以实现低功耗化。
图12E所示的发光器件是图12B所示的串联结构的发光器件的一个例子,如附图所示,具有三个EL(有机化合物)层(103a、103b、103c)夹着电荷产生层(106a、106b)而层叠的结构。三个EL层(103a、103b、103c)分别包括发光层(113a、113b、113c),并且可以自由地组合各发光层的发光颜色。例如,发光层113a及发光层113c可以呈现蓝色,发光层113b可以呈现红色、绿色、黄色中的任一种。另外,发光层113a及发光层113c可以呈现红色,发光层113b可以呈现蓝色、绿色、黄色中的任一种。
另外,在上述本发明的一个方式的发光器件中,第一电极101和第二电极102中的至少一个为具有透光性的电极(透明电极、半透射-半反射电极等)。在具有透光性的电极为透明电极的情况下,透明电极的可见光透过率为40%以上。另外,在该电极为半透射-半反射电极的情况下,半透射-半反射电极的可见光反射率为20%以上且80%以下,优选为40%以上且70%以下。另外,这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
另外,在上述本发明的一个方式的发光器件中,在第一电极101和第二电极102中的一个为具有反射性的电极(反射电极)的情况下,具有反射性的电极的可见光反射率为40%以上且100%以下,优选为70%以上且100%以下。另外,该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
<<发光器件的具体结构>>
接着,说明本发明的一个方式的发光器件的具体结构。此外,这里参照具有串联结构的图12D进行说明。注意,图12A及图12C所示的具有单结构的发光器件也具有同样的EL层的结构。此外,在图12D所示的发光器件具有微腔结构的情况下,作为第一电极101形成反射电极,作为第二电极102形成半透射-半反射电极。由此,可以单独使用所希望的电极材料或者使用多个电极材料以单层或叠层形成上述电极。另外,第二电极102在形成有机化合物层103b之后,适当地选择材料而形成。
<第一电极及第二电极>
作为形成第一电极101及第二电极102的材料,如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如,可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言,可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外,还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外,可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如,锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
在图12D所示的发光器件中第一电极101为阳极的情况下,通过真空蒸镀法在第一电极101上依次层叠有机化合物层103a的空穴注入层111a及空穴传输层112a。在形成有机化合物层103a及电荷产生层106之后,与上述同样,在电荷产生层106上依次层叠有机化合物层103b的空穴注入层111b及空穴传输层112b。
<空穴注入层>
空穴注入层(111、111a、111b)为将空穴从阳极的第一电极101及电荷产生层(106、106a、106b)注入到EL层(103、103a、103b)的层,并包含有机受体材料及空穴注入性高的材料。
有机受体材料可以通过与其HOMO能级的值接近于LUMO能级的值的其他有机化合物之间发生电荷分离,来在该有机化合物中产生空穴。因此,作为有机受体材料可以使用醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物及六氮杂三亚苯衍生物等具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物。例如,可以使用7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(简称:F4-TCNQ)、3,6-二氟-2,5,7,7,8,8-六氰基对醌二甲烷、氯醌、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯(简称:HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称:F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亚甲基-1,3,4,5,6,8,9,10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。在有机受体材料中,吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如HAT-CN等的受体性较高,膜质量具有热稳定性,所以是尤其优选的。除此以外,包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基或氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高所以是优选的,具体而言,可以使用:α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。
作为空穴注入性高的材料,可以使用属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物(钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等过渡金属氧化物等)。具体而言,可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。其中尤其是氧化钼在大气中稳定,吸湿性低,并且容易处理,因此是优选的。除了上述以外,可以使用酞菁类化合物如酞菁(简称:H2Pc)或铜酞菁(CuPc)等。
此外,除了上述材料以外还可以使用如下低分子化合物的芳香胺化合物等,诸如4,4',4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称:TDATA)、4,4',4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称:MTDATA)、4,4'-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、N,N’-双[4-双(3-甲基苯基)氨基苯基]-N,N’-二苯基-4,4’-二胺基联苯(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)等。
另外,可以使用高分子化合物(低聚物、枝状聚合物或聚合物等),诸如聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等。或者,还可以使用添加有酸的高分子化合物,诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(简称:PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚苯乙烯磺酸(简称:PAni/PSS)等。
作为空穴注入性高的材料,也可以使用包含空穴传输性材料及上述有机受主材料(电子受体材料)的混合材料。在此情况下,由有机受主材料从空穴传输性材料抽出电子而在空穴注入层111中产生空穴,空穴通过空穴传输层112注入到发光层113中。另外,空穴注入层111可以采用由包含空穴传输性材料及有机受主材料(电子受体材料)的混合材料构成的单层,也可以采用分别使用空穴传输性材料及有机受主材料(电子受体材料)形成的层的叠层。
作为空穴传输性材料,优选使用电场强度[V/cm]的平方根为600时的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。另外,只要是空穴传输性高于电子传输性的物质,可以使用上述以外的物质。
作为空穴传输性材料,优选使用具有富π电子型杂芳环的化合物(例如,咔唑衍生物、呋喃衍生物或噻吩衍生物)及芳香胺(包含芳香胺骨架的有机化合物)等空穴传输性高的材料。
作为上述咔唑衍生物(具有咔唑环的有机化合物),可以举出联咔唑衍生物(例如,3,3’-联咔唑衍生物)、具有咔唑基的芳香胺等。
作为上述联咔唑衍生物(例如,3,3’-联咔唑衍生物),具体而言,可以举出9,9’-二苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:PCCP)、9,9’-双(联苯-4-基)-3,3’-联-9H-咔唑(简称:BisBPCz)、9,9’-双(1,1’-联苯-3-基)-3,3’-联-9H-咔唑(简称:BismBPCz)、9-(联苯-3-基)-9’-(1,1’-联苯-4-基)-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:mBPCCBP)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:βNCCP)等。
此外,作为具有上述咔唑基的芳香胺,具体而言,可以举出4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)、N-(4-联苯)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:PCBiF)、N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-双(9,9-二甲苯-9H-芴-2-基)胺(简称:PCBFF)、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲苯-9H-芴-4-胺、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-(9,9-二甲苯-9H-芴-2-基)-9,9-二甲苯-9H-芴-4-胺、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二苯基-9H-芴-4-胺、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺二(9H-芴)-2-胺、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺二(9H-芴)-4-胺、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-(1,1’:3’,1”-三联苯-4-基)-9,9-二甲苯-9H-芴-2-胺、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-(1,1’:4’,1”-三联苯-4-基)-9,9-二甲苯-9H-芴-2-胺、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-(1,1’:3’,1”-三联苯-4-基)-9,9-二甲苯-9H-芴-4-胺、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-(1,1’:4’,1”-三联苯-4-基)-9,9-二甲苯-9H-芴-4-胺、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称:PCA1BP)、N,N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N,N’-二苯基苯-1,3-二胺(简称:PCA2B)、N,N’,N”-三苯基-N,N’,N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1,3,5-三胺(简称:PCA3B)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称:PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:PCBASF)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)、3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzDPA1)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzDPA2)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzTPN2)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9,9’-螺二[9H-芴](简称:PCASF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称:YGA1BP)、N,N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-9,9-二甲基芴-2,7-二胺(简称:YGA2F)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称:TCTA)等。
注意,作为咔唑衍生物,除了上述以外,还可以举出9-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-苯基]菲(简称:PCPPn)、3-[4-(1-萘基)苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCPN)、1,3-双(N-咔唑基)苯(简称:mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)联苯(简称:CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称:CzTP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称:TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)等。
作为上述呋喃衍生物(具有呋喃环的有机化合物),具体而言,可以举出4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称:mmDBFFLBi-II)等。
作为上述噻吩衍生物(具有噻吩环的有机化合物),具体而言,可以举出具有噻吩环的有机化合物,诸如4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称:DBTFLP-IV)等。
作为上述芳香胺,具体而言,可以举出4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB或α-NPD)、N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-4,4’-二胺基联苯(简称:TPD)、N,N’-双(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-N,N’-二苯基-4,4’-二胺基联苯(简称:BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称:BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称:mBPAFLP)、N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9,9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称:DFLADFL)、N-(9,9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称:DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9,9’-螺二[9H-芴](简称:DPASF)、2,7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9,9’-螺二[9H-芴](简称:DPA2SF)、4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称:1’-TNATA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称:TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称:m-MTDATA)、N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-对苯二胺(简称:DTDPPA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、DNTPD、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)、N-(4-联苯)-6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BnfABP)、N,N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BBABnf)、4,4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(简称:BnfBB1BP)、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-6-胺(简称:BBABnf(6))、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BBABnf(8))、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃-4-胺(简称:BBABnf(II)(4))、N,N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-p-三联苯(简称:DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称:ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(简称:BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’,4”-二苯基三苯基胺(简称:BBAβNBi)、4,4’-二苯基-4”-(6;1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBAαNβNB)、4,4’-二苯基-4”-(7;1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBAαNβNB-03)、4,4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称:BBAPβNB-03)、4,4’-二苯基-4”-(6;2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBA(βN2)B)、4,4’-二苯基-4”-(7;2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBA(βN2)B-03)、4,4’-二苯基-4”-(4;2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称:BBAβNαNB)、4,4’-二苯基-4”-(5;2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称:BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称:TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称:mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称:TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(简称:αNBA1BP)、4,4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称:αNBB1BP)、4,4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称:YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(联苯-4-基)胺(简称:YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称:YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9,9'-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:PCBNBSF)、N,N-双(联苯-4-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:BBASF)、N,N-双(联苯-4-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称:BBASF(4))、N-(联苯-2-基)-N-(9,9’-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称:oFBiSF)、N-(联苯-4-基)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)二苯并呋喃-4-胺(简称:FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称:mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称:BPAFLBi)、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-4-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-3-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-2-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-1-胺等。
除此以外,作为空穴传输性材料,可以使用高分子化合物(低聚物、枝状聚合物、聚合物等),诸如聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等。或者,还可以使用添加有酸的高分子化合物,诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(简称:PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚苯乙烯磺酸(简称:PAni/PSS)等。
注意,空穴传输性材料不局限于上述材料,可以将已知的各种材料中的一种或多种的组合作为空穴传输性材料。
注意,空穴注入层(111、111a、111b)可以利用已知的各种成膜方法形成,例如可以利用真空蒸镀法形成。
<空穴传输层>
空穴传输层(112、112a、112b)是将从第一电极101由空穴注入层(111、111a、111b)注入的空穴传输到发光层(113、113a、113b)中的层。另外,空穴传输层(112、112a、112b)是包含空穴传输性材料的层。因此,作为空穴传输层(112、112a、112b),可以使用能够用于空穴注入层(111、111a、111b)的空穴传输性材料。
注意,在本发明的一个方式的发光器件中,可以将与空穴传输层(112、112a、112b)相同的有机化合物用于发光层(113、113a、113b)。在空穴传输层(112、112a、112b)和发光层(113、113a、113b)使用相同的有机化合物时,可以高效地将空穴从空穴传输层(112、112a、112b)传输到发光层(113、113a、113b),因此是优选的。
<发光层>
发光层(113、113a、113b)是包含发光物质的层。对于可用于发光层(113、113a、113b)的发光物质,可以适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。另外,在包括多个发光层时通过在各发光层中分别使用不同的发光物质,可以成为呈现不同发光颜色的结构(例如,可以组合处于补色关系的发光颜色获得白色光)。再者,也可以采用一个发光层包含不同的发光物质的叠层结构。
另外,发光层(113、113a、113b)除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料等)。
注意,在发光层(113、113a、113b)中使用多个主体材料时,作为新加的第二主体材料,优选使用具有比现有的客体材料及第一主体材料的能隙大的能隙的物质。此外,优选的是,第二主体材料的最低单重激发能级(S1能级)比第一主体材料的S1能级高,第二主体材料的最低三重激发能级(T1能级)比客体材料的T1能级高。此外,优选的是,第二主体材料的最低三重激发能级(T1能级)比第一主体材料的T1能级高。通过采用上述结构,可以由两种主体材料形成激基复合物。注意,为了高效地形成激基复合物,特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。此外,通过采用上述结构,可以同时实现高效率、低电压以及长寿命。
注意,作为用作上述主体材料(包括第一主体材料及第二主体材料)的有机化合物,只要满足用于发光层的主体材料的条件,就可以使用如可以用于上述空穴传输层(112、112a、112b)的空穴传输性材料或可以用于后述电子传输层(114、114a、114b)的电子传输性材料等有机化合物,也可以使用由多种有机化合物(上述第一主体材料及第二主体材料)形成的激基复合物。此外,以多种有机化合物形成激发态的激基复合物(Exciplex)因S1能级和T1能级之差极小而具有可以将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。作为形成激基复合物的多种有机化合物的组合,例如,优选的是,一个具有缺π电子杂芳环,另一个具有富π电子杂芳环。此外,作为形成激基复合物的组合中的一个,也可以使用铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物等的磷光发光物质。
对可用于发光层(113、113a、113b)的发光物质没有特别的限制,可以使用将单重激发能转换为可见光区域的光的发光物质或将三重激发能转换为可见光区域的光的发光物质。
<<将单重激发能转换为发光的发光物质>>
作为能够用于发光层(113、113a、113b)的将单重激发能转换为发光的发光物质,可以举出以下的发射荧光的物质(荧光发光物质)。例如,可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。尤其是芘衍生物的发光量子产率高,所以是优选的。作为芘衍生物的具体例子,可以举出N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称:1,6FLPAPrn)、N,N’-双(二苯并呋喃-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称:1,6FrAPrn)、N,N’-双(二苯并噻吩-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称:1,6ThAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-6-胺](简称:1,6BnfAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称:1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称:1,6BnfAPrn-03)等。
此外,可以使用5,6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2’-联吡啶(简称:PAP2BPy)、5,6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2,2’-联吡啶(简称:PAPP2BPy)、N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(简称:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称:YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称:2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:PCAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPBA)、二萘嵌苯、2,5,8,11-四-(叔丁基)二萘嵌苯(简称:TBP)、N,N”-(2-叔丁基蒽-9,10-二基二-4,1-亚苯基)双(N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺)(简称:DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(简称:2DPAPPA)等。
此外,可以使用N-[9,10-双(联苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(简称:2DPAPA)、N-[9,10-双(联苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(简称:2DPABPhA)、9,10-双(联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称:2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(简称:DPhAPhA)、香豆素545T、N,N'-二苯基喹吖啶酮(简称:DPQd)、红荧烯、5,12-双(联苯-4-基)-6,11-二苯基并四苯(简称:BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称:DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCM2)、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺(简称:p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(简称:p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCJTB)、2-(2,6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称:BisDCM)、2-{2,6-双[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:BisDCJTM)、1,6BnfAPrn-03、N,N’-二苯基-N,N’-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃-3,10-二胺(简称:3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3,10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯氨基]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃(简称:3,10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是,可以使用1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03等芘二胺化合物等。
<<将三重激发能转换为发光的发光物质>>
接着,作为能够用于发光层113的将三重激发能转换为发光的发光物质,例如可以举出发射磷光的物质(磷光发光物质)或呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料。
磷光发光物质是指在低温(例如77K)以上且室温以下的温度范围(即,77K以上且313K以下)的任一温度下发射磷光而不发射荧光的化合物。该磷光发光物质优选包含自旋轨道相互作用大的金属元素,可以举出有机金属配合物、金属配合物(铂配合物)、稀土金属配合物等。具体而言,优选包含过渡金属元素,尤其优选包含铂族元素(钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt)),特别优选包含铱。铱可以提高单重基态与三重激发态之间的直接跃迁的概率,所以是优选的。
<<磷光发光物质(450nm以上且570nm以下:蓝色或绿色)>>
作为呈现蓝色或绿色且其发射光谱的峰波长为450nm以上且570nm以下的磷光发光物质,可以举出如下物质。
例如,可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称:[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称:[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称:[Ir(iPrptz-3b)3])、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称:[Ir(iPr5btz)3])等具有4H-三唑环的有机金属配合物;三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称:[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称:[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-三唑环的有机金属配合物;fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称:[Ir(iPrpim)3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称:[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑环的有机金属配合物;以及双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称:FIr6)、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)吡啶甲酸盐(简称:FIrpic)、双{2-[3’,5’-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2’}铱(III)吡啶甲酸盐(简称:[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)乙酰丙酮(简称:FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物等。
<<磷光发光物质(495nm以上且590nm以下:绿色或黄色)>>
作为呈现绿色或黄色且其发射光谱的峰波长为495nm以上且590nm以下的磷光发光物质,可以举出如下物质。
例如,可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称:[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称:[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称:[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称:[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称:[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称:[Ir(mpmppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双{4,6-二甲基-2-[6-(2,6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称:[Ir(dmppm-dmp)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称:[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶环的有机金属铱配合物;(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称:[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称:[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪环的有机金属铱配合物;三(2-苯基吡啶根-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称:[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(pq)2(acac)])、双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:[Ir(ppy)2(4dppy)])、双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]、[2-d3-甲基-8-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(5-d3-甲基-2-吡啶基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))、[2-(甲基-d3)-8-[4-(1-甲基乙基-1-d)-2-吡啶基-κN]苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-基-κC]双[5-(甲基-d3)-2-[5-(甲基-d3)-2-吡啶基-κN]苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(5mtpy-d6)2(mbfpypy-iPr-d4))、[2-d3-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3))、[2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(ppy)2(mdppy))等具有吡啶环的有机金属铱配合物;双(2,4-二苯基-1,3-噁唑-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(dpo)2(acac)])、双{2-[4’-(全氟苯基)苯基]吡啶-N,C2’}铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(p-PF-ph)2(acac)])、双(2-苯基苯并噻唑-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(bt)2(acac)])等有机金属配合物、三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称:[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。
<<磷光发光物质(570nm以上且750nm以下:黄色或红色)>>
作为呈现黄色或红色且其发射光谱的峰波长为570nm以上且750nm以下的磷光发光物质,可以举出如下物质。
例如,可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称:[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称:[Ir(5mdppm)2(dpm)])、(二新戊酰甲烷)双[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根]铱(III)(简称:[Ir(d1npm)2(dpm)])等具有嘧啶环的有机金属配合物;(乙酰丙酮)双(2,3,5-三苯基吡嗪)铱(III)(简称:[Ir(tppr)2(acac)])、双(2,3,5-三苯基吡嗪)(二新戊酰甲烷)铱(III)(简称:[Ir(tppr)2(dpm)])、双{4,6-二甲基-2-[3-(3,5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,6-二甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])、双{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称:[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])、双[2-(5-(2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN)-4,6-二甲基苯基-κC](2,2’,6,6’-四甲基-3,5-庚二酮根-κ2O,O’)铱(III)(简称:[Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)])、(乙酰丙酮)双[2-甲基-3-苯基喹喔啉合(quinoxalinato)]-N,C2’]铱(III)(简称:[Ir(mpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双(2,3-二苯基喹喔啉合(quinoxalinato)-N,C2’]铱(III)(简称:[Ir(dpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(quinoxalinato)]铱(III)(简称:[Ir(Fdpq)2(acac)])等具有吡嗪环的有机金属配合物;三(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(piq)2(acac)])及双[4,6-二甲基-2-(2-喹啉-κN)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ2O,O’)铱(III)(简称:[Ir(dmpqn)2(acac)])等具有吡啶环的有机金属配合物;2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(II)(简称:[PtOEP])等铂配合物;或者三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato))(单菲咯啉)铕(III)(简称:[Eu(DBM)3(Phen)])及三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(III)(简称:[Eu(TTA)3(Phen)])等稀土金属配合物。
<<TADF材料>>
此外,作为TADF材料,可以使用如下材料。TADF材料是指S1能级与T1能级之差小(优选为0.2eV以下)且能够利用微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(逆系间窜越)并高效率地发射来自单重激发态的发光(荧光)的材料。可以高效率地获得热活化延迟荧光的条件为如下:三重激发能级和单重激发能级之间的能量差为0eV以上且0.2eV以下,优选为0eV以上且0.1eV以下。TADF材料所发射的延迟荧光是指具有与一般的荧光同样的光谱但寿命非常长的发光。其寿命为1×10-6秒以上,优选为1×10-3秒以上。
作为TADF材料,例如可以举出富勒烯以及其衍生物、普鲁黄素等吖啶衍生物、伊红等。另外,可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为含金属卟啉,例如,可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称:SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(简称:SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(简称:SnF2(HematoIX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称:SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称:SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(简称:SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称:PtCl2OEP)等。
[化学式1]
除了上述以外,可以使用2-(联苯-4-基)-4,6-双(12-苯基吲哚并[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(简称:PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5,10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4,5-二苯基-1,2,4-三唑(简称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称:ACRXTN)、双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]砜(简称:DMAC-DPS)、10-苯基-10H,10’H-螺[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(简称:ACRSA)、4-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4PCCzPBfpm)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称:mPCCzPTzn-02)等具有富π电子型杂芳族化合物及缺π电子型杂芳族化合物的杂芳族化合物。
另外,在富π电子型杂芳族化合物和缺π电子型杂芳族化合物直接键合的物质中,富π电子型杂芳族化合物的供体性和缺π电子型杂芳族化合物的受体性都强,单重激发态与三重激发态之间的能量差变小,所以是尤其优选的。此外,作为TADF材料,也可以使用单重激发态和三重激发态间处于热平衡状态的TADF材料(TADF100)。这种TADF材料由于发光寿命(激发寿命)短,所以可以抑制发光器件的高亮度区域中的效率降低。
[化学式2]
另外,除了上述以外,作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料,可以举出具有钙钛矿结构的过渡金属化合物的纳米结构体。金属卤素钙钛矿类纳米结构体是特别优选的。作为该纳米结构体,纳米粒子和纳米棒是优选的。
在发光层(113、113a、113b、113c)中,作为组合上述发光物质(客体材料)的有机化合物(主体材料等),可以使用选择一种或多种其能隙比发光物质(客体材料)大的物质。
<<高分子类材料>>
另外,也可以将高分子材料用于发光层。作为高分子类材料,可以使用聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚对亚苯衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物及使金属配合物类发光材料高分子化的材料等。
例如,作为发射蓝色光的材料,可以使用二苯乙烯亚芳衍生物、噁二唑衍生物、它们的聚合物、聚乙烯咔唑衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物等。
另外,作为发射绿色光的材料,可以使用喹吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、它们的聚合物、聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚芴衍生物等。
另外,作为发射红色光的材料,可以使用香豆素衍生物、噻吩环化合物、它们的聚合物、聚对亚苯基亚乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚芴衍生物等。
<<荧光发光主体材料>>
在用于发光层(113、113a、113b、113c)的发光物质是荧光发光物质的情况下,作为与发光物质组合而使用的有机化合物(主体材料),优选使用其单重激发态的能级大且其三重激发态的能级小的有机化合物或荧光量子产率高的有机化合物。因此,只要是满足上述条件的有机化合物就可以使用在本实施方式中示出的空穴传输性材料(上述)及电子传输性材料(后述)等。
虽然一部分内容与上述具体例子重复,但是从优选与发光物质(荧光发光物质)组合而使用的观点来看,作为有机化合物(主体材料)可以举出蒽衍生物、并四苯衍生物、菲衍生物、芘衍生物、(chrysene)衍生物、二苯并[g,p]衍生物等稠合多环芳香化合物。
作为优选与荧光发光物质组合而使用的有机化合物(主体材料)的具体例子,可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:PCzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:DPCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCPN)、9,10-二苯基蒽(简称:DPAnth)、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称:PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基N,N,N’,N’,N”,N”,N”’,N”’-八苯基二苯并[g,p]-2,7,10,15-四胺(简称:DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称:cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称:2mBnfPPA)、9-苯基-10-[4’-(9-苯基-9H-芴-9-基)联苯-4-基]蒽(简称:FLPPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称:DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称:t-BuDNA)、9-(1-萘基)-10-(2-萘基)蒽(简称:α,β-ADN)、2-(10-苯基蒽-9-基)二苯并呋喃、2-(10-苯基-9-蒽基)-苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃(简称:Bnf(II)PhA)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)、2,9-二(1-萘基)-10-苯基蒽(简称:2αN-αNPhA)、9-(1-萘基)-10-[3-(1-萘基)苯基]蒽(简称:αN-mαNPAnth)、9-(2-萘基)-10-[3-(1-萘基)苯基]蒽(简称:βN-mαNPAnth)、9-(1-萘基)-10-[4-(1-萘基)苯基]蒽(简称:αN-αNPAnth)、9-(2-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:βN-βNPAnth)、2-(1-萘基)-9-(2-萘基)-10-苯基蒽(简称:2αN-βNPhA)、9-(2-萘基)-10-[3-(2-萘基)苯基]蒽(简称:βN-mβNPAnth)、1-{4-[10-(联苯-4-基)-9-蒽基]苯基}-2-乙基-1H-苯并咪唑(简称:EtBImPBPhA)、9,9’-联蒽(简称:BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(简称:DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(简称:DPNS2)、1,3,5-三(1-芘基)苯(简称:TPB3)、5,12-二苯基并四苯、5,12-双(联苯-2-基)并四苯等。
<<磷光发光主体材料>>
在用于发光层(113、113a、113b、113c)的发光物质是磷光发光物质的情况下,作为与发光物质组合而使用的有机化合物(主体材料),选择其三重激发能(基态和三重激发态之间的能量差)大于发光物质的三重激发能的有机化合物即可。注意,当为了形成激基复合物,组合多个有机化合物(例如,第一主体材料及第二主体材料(或辅助材料)等)与发光物质组合而使用时,优选与磷光发光物质混合而使用这些多个有机化合物。
通过采用这样的结构,可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer:激基复合物-三重态能量转移)的发光。作为多个有机化合物的组合,优选使用容易形成激基复合物的组合,特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。
虽然一部分内容与上述具体例子重复,但是从与发光物质(磷光发光物质)的优选组合的观点来看,作为有机化合物(主体材料、辅助材料)可以举出芳香胺(具有芳香胺骨架的有机化合物)、咔唑衍生物(具有咔唑环的有机化合物)、二苯并噻吩衍生物(具有二苯并噻吩环的有机化合物)、二苯并呋喃衍生物(具有二苯并呋喃环的有机化合物)、噁二唑衍生物(具有噁二唑环的有机化合物)、三唑衍生物(具有三唑环的有机化合物)、苯并咪唑衍生物(具有苯并咪唑环的有机化合物)、喹喔啉衍生物(具有喹喔啉环的有机化合物)、二苯并喹喔啉衍生物(具有二苯并喹喔啉环的有机化合物)、嘧啶衍生物(具有嘧啶环的有机化合物)、三嗪衍生物(具有三嗪环的有机化合物)、吡啶衍生物(具有吡啶环的有机化合物)、联吡啶衍生物(具有联吡啶环的有机化合物)、菲咯啉衍生物(具有菲咯啉环的有机化合物)、呋喃二嗪衍生物(具有呋喃二嗪环的有机化合物)、锌及铝类金属配合物等。
注意,在上述有机化合物中,作为空穴传输性高的有机化合物的芳香胺及咔唑衍生物的具体例子,可以举出与上述空穴传输性材料的具体例子相同的材料,这些材料优选用作主体材料。
此外,作为在上述有机化合物中空穴传输性高的有机化合物的二苯并噻吩衍生物以及二苯并呋喃衍生物的具体例子,可以举出4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称:mmDBFFLBi-II)、4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称:DBF3P-II)、DBT3P-II、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称:DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称:mDBTPTp-II)等,这些材料优选用作主体材料。
除此之外,作为优选的主体材料还可以举出双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等具有噁唑基类配体、噻唑类配体的金属配合物等。
此外,在上述有机化合物中,作为电子传输性高的有机化合物的噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹唑啉衍生物、菲咯啉衍生物等的具体例子,可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称:CO11)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称:TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称:mDBTBIm-II)、4,4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称:BzOS)等包含具有多唑环的杂芳环的有机化合物、红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)、2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen)、2,2’-(1,3-亚苯基)双(9-苯基-1,10-菲咯啉)(简称:mPPhen2P)、2,2’-联苯-4,4’-二基双(9-苯基-1,10-菲咯啉)(简称:PPhen2BP)等包含具有吡啶环的杂芳环的有机化合物、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:6mDBTPDBq-II)、2-{4-[9,10-二(2-萘基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称:ZADN)、2-[4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-3,1’-联苯-1-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mpPCBPDBq)等,这些材料优选用作主体材料。
在上述有机化合物中,作为电子传输性高的有机化合物的吡啶衍生物、二嗪衍生物(包含嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、哒嗪衍生物)、三嗪衍生物、呋喃二嗪衍生物的具体例子,可以举出4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称:4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶)(简称:4,6mCzP2Pm)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PCCzPTzn)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称:mPCCzPTzn-02)、3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称:35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶)苯基]苯(简称:TmPyPB)、9,9’-[嘧啶-4,6-二基双(联苯-3,3’-二基)]双(9H-咔唑)(简称:4,6mCzBP2Pm)、2-[3’-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)联苯-3-基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mFBPTzn)、8-(1,1’-联苯-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8BP-4mDBtPBfpm)、9-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mDBtBPNfpr)、9-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-4-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9pmDBtBPNfpr)、11-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:11mDBtBPPnfpr)、11-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-4-基]菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪、11-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪、12-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:12PCCzPnfpr)、9-[(3’-9-苯基-9H-咔唑-3-基)联苯-4-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9pmPCBPNfpr)、9-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9PCCzNfpr)、10-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:10PCCzNfpr)、9-[3’-(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)联苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mBnfBPNfpr)、9-{3-[6-(9,9-二甲基芴-2-基)二苯并噻吩-4-基]苯基}萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mFDBtPNfpr)、9-[3’-(6-苯基二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mDBtBPNfpr-02)、9-[3-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mPCCzPNfpr)、9-{(3’-[2,8-二苯基二苯并噻吩-4-基]联苯-3-基}萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪、11-{(3’-[2,8-二苯基二苯并噻吩-4-基]联苯-3-基}菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪、5-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-7,7-二甲基-5H,7H-茚并[2,1-b]咔唑(简称:mINc(II)PTzn)、2-[3’-(三亚苯-2-基)-1,1’-联苯-3-基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mTpBPTzn)、2-(联苯-4-基)-4-苯基-6-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,5-三嗪(简称:BP-SFTzn)、2,6-双(4-萘-1-基苯基)-4-[4-(3-吡啶基)苯基]嘧啶(简称:2,4NP-6PyPPm)、3-[9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-2-二苯并呋喃基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCDBfTzn)、2-(联苯-3-基)-4-苯基-6-{8-[(1,1’:4’,1”-三联苯)-4-基]-1-二苯并呋喃基}-1,3,5-三嗪(简称:mBP-TPDBfTzn)、6-(联苯-3-基)-4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基嘧啶(简称:6mBP-4Cz2PPm)、4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基-6-(联苯-4-基)嘧啶(简称:6BP-4Cz2PPm)等包含具有二嗪环的杂芳环的有机化合物等,这些材料优选用作主体材料。
在上述有机化合物中,作为电子传输性高的有机化合物的金属配合物的具体例子,可以举出:锌或铝类金属配合物的三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称:Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称:Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称:BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称:BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq);具有喹啉环或苯并喹啉环的金属配合物等,这些材料优选用作主体材料。
除此以外,作为优选的主体材料还可以使用聚(2,5-吡啶二基)(简称:PPy)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称:PF-BPy)等高分子化合物等。
再者,为空穴传输性高的有机化合物且为电子传输性高的有机化合物的双极性的9-苯基-9’-(4-苯基-2-喹唑啉基)-3,3’-联-9H-咔唑(简称:PCCzQz)、2-[4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-3,1’-联苯-1-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mpPCBPDBq)、5-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-7,7-二甲基-5H,7H-茚并[2,1-b]咔唑(简称:mINc(II)PTzn)、11-[4-(联苯-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基]-11,12-二氢-12-苯基-吲哚[2,3-a]咔唑(简称:BP-Icz(II)Tzn)、7-[4-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)喹唑啉-2-基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称:PC-cgDBCzQz)等具有二嗪环的有机化合物等也可以被用作主体材料。
<电子传输层>
电子传输层(114、114a、114b)是将从第二电极102及电荷产生层(106、106a、106b)由后述的电子注入层(115、115a、115b)注入的电子传输到发光层(113、113a、113b)中的层。另外,本发明的一个方式的发光器件因为电子传输层具有叠层结构,所以耐热性得到提高。作为用于电子传输层(114、114a、114b)的电子传输性材料,优选为在电场强度[V/cm]的平方根为600时具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。此外,只要是电子传输性高于空穴传输性的物质,就可以使用上述以外的物质。此外,电子传输层(114、114a、114b)即使是单层也起作用,但是也可以采用两层以上的叠层结构。注意,由于上述混合材料具有耐热性,所以通过在使用该混合材料的电子传输层上进行光刻工序,可以抑制热工序给器件特性带来的影响。
<<电子传输性材料>>
作为能够用于电子传输层(114、114a、114b)的电子传输性材料,可以使用电子传输性高的有机化合物,例如可以使用杂芳族化合物。注意,杂芳族化合物是指环中包含至少两种不同的元素的环式化合物。注意,作为环结构,包括三元环、四元环、五元环、六元环等,尤其优选为五元环或六元环,作为杂芳族化合物所包含的元素除了碳以外优选为氮、氧和硫等中的任一个或多个。尤其优选为包含氮的杂芳族化合物(含氮杂芳族化合物),优选使用含氮杂芳族化合物或包含该含氮杂芳族化合物的缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料(电子传输性材料)。注意,该电子传输性材料优选使用与用于发光层的材料不同的材料。在发光层中通过载流子的再结合而产生的所有激子不一定都可以有助于发光,有时扩散到接触于发光层或存在于其附近的层。为了避免该现象,用于接触于发光层或存在于其附近的层的材料的能级(最低单重激发能级或最低三重激发能级)优选比用于发光层的材料高。由此,为了获得效率高的器件,电子传输性材料优选与用于发光层的材料不同。
杂芳族化合物为具有至少一个杂芳环的有机化合物。
注意,杂芳环具有吡啶环、二嗪环、三嗪环、多唑环、噁唑环和噻唑环等中的任一个。此外,具有二嗪环的杂芳环包含具有嘧啶环、吡嗪环或哒嗪环等的杂芳环。此外,具有多唑环的杂芳环包含具有咪唑环、三唑环或噁二唑环的杂芳环。
杂芳环包含具有稠环结构的稠合杂芳环。注意,作为稠合杂芳环,可以举出喹啉环、苯并喹啉环、喹喔啉环、二苯并喹喔啉环、喹唑啉环、苯并喹唑啉环、二苯并喹唑啉环、菲咯啉环、呋喃二嗪环、苯并咪唑环等。
注意,例如在除了碳以外还包含氮、氧和硫等中的一个或多个的杂芳族化合物中作为具有五元环结构的杂芳族化合物,可以举出具有咪唑环的杂芳族化合物、具有三唑环的杂芳族化合物、具有恶唑环的杂芳族化合物、具有噁二唑环的杂芳族化合物、具有噻唑环的杂芳族化合物、具有苯并咪唑环的杂芳族化合物等。
例如,在除了碳以外还包含氮、氧和硫等中的任一个或多个的杂芳族化合物中,作为具有六元环结构的杂芳族化合物,可以举出吡啶环、二嗪环(包含嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环等)、三嗪环、多唑环等具有杂芳环的杂芳族化合物等。注意,可以举出具有联吡啶结构的杂芳族化合物、具有三联吡啶结构的杂芳族化合物等,它们包括在吡啶环连接的杂芳族化合物的例子中。
再者,作为具有其一部分包含上述六元环结构的稠环结构的杂芳族化合物,可以举出具有喹啉环、苯并喹啉环、喹喔啉环、二苯并喹喔啉环、菲咯啉环、呋喃二嗪环(包括呋喃二嗪环的呋喃环与芳香环稠合的结构)、苯并咪唑环等稠合杂芳环的杂芳族化合物等。
作为具有上述五元环结构(多唑环(包括咪唑环、三唑环、噁二唑环)、噁唑环、噻唑环、苯并咪唑环等)的杂芳族化合物的具体例子,可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称:CO11)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称:p-EtTAZ)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称:TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称:mDBTBIm-II)、4,4’-双(5-甲基苯噁唑-2-基)二苯乙烯(简称:BzOS)等。
作为具有上述六元环结构(包含具有吡啶环、二嗪环、三嗪环等的杂芳环)的杂芳族化合物的具体例子,可以举出3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称:35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称:TmPyPB)等包含具有吡啶环的杂芳环的杂芳族化合物;2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PCCzPTzn)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称:mPCCzPTzn-02)、5-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-7,7-二甲基-5H,7H-茚并[2,1-b]咔唑(简称:mINc(II)PTzn)、2-[3’-(三亚苯-2-基)-1,1’-联苯-3-基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mTpBPTzn)、2-(联苯-4-基)-4-苯基-6-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,5-三嗪(简称:BP-SFTzn)、2,6-双(4-萘-1-基苯基)-4-[4-(3-吡啶基)苯基]嘧啶(简称:2,4NP-6PyPPm)、3-[9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-2-二苯并呋喃基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCDBfTzn)、2-(联苯-3-基)-4-苯基-6-{8-[(1,1’:4’,1”-三联苯)-4-基]-1-二苯并呋喃基}-1,3,5-三嗪(简称:mBP-TPDBfTzn)、2-{3-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mDBtBPTzn)、mFBPTzn等包含具有三嗪环的杂芳环的杂芳族化合物;4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称:4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称:4,6mCzP2Pm)、4,6mCzBP2Pm、6-(联苯-3-基)-4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基嘧啶(简称:6mBP-4Cz2PPm)、4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基-6-(联苯-4-基)嘧啶(简称:6BP-4Cz2PPm)、4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-8-(萘-2-基)-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8βN-4mDBtPBfpm)、8BP-4mDBtPBfpm、9mDBtBPNfpr、9pmDBtBPNfpr、3,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:3,8mDBtP2Bfpr)、4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)、8-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8mDBtBPNfpm)、8-[(2,2’-联萘)-6-基]-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8(βN2)-4mDBtPBfpm)等包含具有二嗪(嘧啶)环的杂芳环的杂芳族化合物等。注意,包含上述杂芳环的芳香化合物包含具有稠合杂芳环的杂芳族化合物。
除此以外,可以举出2,2’-(吡啶-2,6-二基)双(4-苯基苯并[h]喹唑啉)(简称:2,6(P-Bqn)2Py)、2,2’-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)双(4-苯基苯并[h]喹唑啉)(简称:6,6’(P-Bqn)2BPy)、2,2’-(吡啶-2,6-二基)双{4-[4-(2-萘基)苯基]-6-苯基嘧啶}(简称:2,6(NP-PPm)2Py)、6-(联苯-3-基)-4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基嘧啶(简称:6mBP-4Cz2PPm)等包含具有二嗪(嘧啶)环的杂芳环的杂芳族化合物;2,4,6-三(3’-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(简称:TmPPPyTz)、2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(简称:2Py3Tz)、2-[3-(2,6-二甲基-3-吡啶基)-5-(9-菲基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mPn-mDMePyPTzn)等包含具有三嗪环的杂芳环的杂芳族化合物等。
作为具有其一部分包含上述六元环结构的稠环结构的杂芳族化合物(具有稠环结构的杂芳族化合物)的具体例子,可以举出红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)、2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen)、2,2’-(1,3-亚苯基)双(9-苯基-1,10-菲咯啉)(简称:mPPhen2P)、2,2’-联苯-4,4’-二基双(9-苯基-1,10-菲咯啉)(简称:PPhen2BP)、2,2’-(吡啶-2,6-二基)双(4-苯基苯并[h]喹唑啉)(简称:2,6(P-Bqn)2Py)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:6mDBTPDBq-II)、2mpPCBPDBq等具有喹喔啉环的杂芳族化合物等。
电子传输层(114、114a、114b)除了上述杂芳族化合物以外还可以使用下述的金属配合物。作为该金属配合物可以举出三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称:Alq3)、Almq3、8-羟基喹啉-锂(简称:Liq)、BeBq2、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称:BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq)等具有喹啉环或苯并喹啉环的金属配合物、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等具有噁唑环或噻唑环的金属配合物等。
此外,作为电子传输性材料,还可以使用聚(2,5-吡啶二基)(简称:PPy)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称:PF-BPy)等高分子化合物。
另外,电子传输层(114、114a、114b)可以为单层,也可以为包含上述物质的两层以上的叠层。
<电子注入层>
电子注入层(115、115a、115b)是包含电子注入性高的物质的层。电子注入层(115、115a、115b)是用来提高从第二电极102注入电子的效率的层,优选使用用于第二电极102的材料的功函数的值与用于电子注入层(115、115a、115b)的材料的LUMO能级的值之差小(0.5eV以下)的材料。因此,作为电子注入层115,可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-羟基喹啉-锂(简称:Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称:LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称:LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称:LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。此外,可以使用氟化铒(ErF3)、镱(Yb)等稀土金属或者稀土金属化合物。注意,电子注入层(115、115a、115b)既可以混合上述材料中的多种形成,也可以层叠上述材料中的多种形成。另外,也可以将电子化合物用于电子注入层(115、115a、115b)。作为电子化合物,例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外,也可以使用如上所述的构成电子传输层(114、114a、114b)的物质。
此外,也可以将混合有机化合物与电子给体(供体)而成的混合材料用于电子注入层(115、115a、115b)。这种混合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下,有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料,具体而言,例如,可以使用如上所述的用于电子传输层(114、114a、114b)的电子传输性材料(金属配合物及杂芳族化合物等)。作为电子给体,只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言,优选使用碱金属及碱土金属及稀土金属,可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外,优选使用碱金属氧化物及碱土金属氧化物,可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外,还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外,也可以使用四硫富瓦烯(简称:TTF)等有机化合物。或者,也可以层叠使用多个这些材料。
除此以外,也可以将混合有机化合物和金属而成的混合材料用于电子注入层(115、115a、115b)。注意,这里使用的有机化合物优选具有-3.6eV以上且-2.3eV以下的LUMO(最低空分子轨道:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能级。此外,具有非共用电子对的材料是优选的。
因此,作为用于上述混合材料的有机化合物,也可以使用混合能够用于电子传输层的上述杂芳族化合物与金属而成的混合材料。杂芳族化合物优选为具有五元环结构(咪唑环、三唑环、噁唑环、噁二唑环、噻唑环、苯并咪唑环等)的杂芳族化合物、具有六元环结构(吡啶环、二嗪环(包括嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环等)、三嗪环、联吡啶环、三联吡啶环等)的杂芳族化合物、其一部分具有六元环结构的稠环结构(喹啉环、苯并喔啉环、喹喔啉环、二苯并喹喔啉环、菲咯啉环等)的杂芳族化合物等具有非共用电子对的材料。上面已说明了具体材料,所以在此省略其说明。
作为用于上述混合材料的金属,优选使用属于元素周期表中第5族、第7族、第9族或第11族的过渡金属及属于第13族的材料,例如,可以举出Ag、Cu、Al或In等。此外,此时,有机化合物与过渡金属之间形成单占轨道(SOMO)。
另外,例如,在使从发光层113b得到的光放大的情况下,优选以第二电极102与发光层113b之间的光学距离小于发光层113b所呈现的光的波长λ的1/4的方式形成。在此情况下,通过改变电子传输层114b或电子注入层115b的厚度,可以调整光学距离。
此外,如图12D所示的发光器件那样,通过在两个EL层(103a、103b)之间设置电荷产生层106,可以具有多个EL层层叠在一对电极之间的结构(也称为串联结构)。
<电荷产生层>
电荷产生层106具有如下功能:当第一电极101(阳极)和第二电极102(阴极)之间被施加电压时,对有机化合物层103a注入电子且对有机化合物层103b注入空穴的功能。电荷产生层106既可以具有对空穴传输性材料添加电子受体(受主)的结构,又可以具有对电子传输性材料添加电子给体(供体)的结构。或者,也可以层叠有这两种结构。注意,通过使用上述材料形成电荷产生层106,可以抑制层叠EL层时导致的驱动电压的上升。
在电荷产生层106具有对有机化合物的空穴传输性材料添加电子受体的结构的情况下,作为空穴传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。另外,作为电子受体,可以举出7,7,8,8-四氰-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(简称:F4-TCNQ)、氯醌等。此外,可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言,可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。
在电荷产生层106具有对电子传输性材料添加电子给体的结构的情况下,作为电子传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。另外,作为电子给体,可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属或属于元素周期表中第2族、第13族的金属及它们的氧化物或碳酸盐。具体而言,优选使用锂(Li)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、镱(Yb)、铟(In)、氧化锂、碳酸铯等。此外,也可以将如四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)等有机化合物用作电子给体。
虽然图12D示出层叠有两个有机化合物层103的结构,但是也可以通过在不同的EL层之间设置电荷产生层来使其成为三个以上的EL层的叠层结构。
<衬底>
本实施方式所示的发光器件可以形成在各种衬底上。注意,对衬底的种类没有特定的限制。作为该衬底的例子,可以举出半导体衬底(例如,单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜等。
作为玻璃衬底的例子,有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等,可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)为代表的塑料、丙烯酸树脂等合成树脂、聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外,当制造本实施方式所示的发光器件时,可以使用蒸镀法等气相法、旋涂法及喷墨法等液相法。当使用蒸镀法时,可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)、化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是,可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法等)等方法形成包括在发光器件的EL层中的具有各种功能的层(空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114、电子注入层115)。
注意,在使用上述涂布法、印刷法等的成膜方法时,可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物:分子量为400以上且4000以下)、无机化合物(量子点材料等)等。注意,作为量子点材料,可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(Core Shell)型量子点材料、核型量子点材料等。
本实施方式所示的构成发光器件的有机化合物层103的各层(空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114、电子注入层115)的材料不局限于本实施方式所示的材料,只要为可以满足各层的功能的材料就可以组合地使用。
注意,在本说明书等中,“层”和“膜”可以相互调换。
本实施方式所示的结构可以适当地与其他实施方式所示的结构组合而使用。
实施方式4
在本实施方式中,参照图13A至图13G以及图14A至图14I说明本发明的一个方式的发光装置。
[像素的布局]
在本实施方式中,主要说明与图3不同的像素布局。子像素的排列没有特别的限制,可以采用各种排列方法。作为子像素的排列,例如可以举出条纹排列、S条纹排列、矩阵排列、Delta排列、拜耳排列及Pentile排列。
在本实施方式中附图所示的子像素的顶面形状相当于发光区域的顶面形状。
另外,作为子像素的顶面形状,例如可以举出三角形、四角形(包括长方形、正方形)、五角形等多角形、带圆角的上述多角形形状、椭圆形或圆形等。
另外,构成子像素的电路布局不局限于附图所示的子像素的范围,也可以配置在其外侧。
图13A所示的像素178采用S条纹排列。图13A所示的像素178由子像素110R、子像素110G及子像素110B的三个子像素构成。
图13B所示的像素178包括具有带圆角的近似梯形的顶面形状的子像素110R、具有带圆角的近似三角形的顶面形状的子像素110G以及具有带圆角的近似四角形或近似六角形的顶面形状的子像素110B。另外,子像素110R的发光面积大于子像素110G。如此,各子像素的形状及尺寸可以分别独立决定。例如,包括可靠性高的发光器件的子像素的尺寸可以更小。
图13C所示的像素124a及像素124b采用Pentile排列。在图13C所示的例子中,交替地配置包括子像素110R及子像素110G的像素124a以及包括子像素110G及子像素110B的像素124b。
图13D至图13F所示的像素124a及像素124b采用Delta排列。像素124a在上行(第一行)包括两个子像素(子像素110R及子像素110G)且在下行(第二行)包括一个子像素(子像素110B)。像素124b在上行(第一行)包括一个子像素(子像素110B)且在下行(第二行)包括两个子像素(子像素110R及子像素110G)。
图13D示出各子像素具有带圆角的近似四角形的顶面形状的例子,图13E示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子,图13F示出各子像素具有带圆角的近似六角形的顶面形状的例子。
在图13F中,各子像素配置在排列为最紧密的六角形区域的内侧。各子像素以在着眼于其中一个子像素时被六个子像素围绕的方式配置。此外,以呈现相同颜色的光的子像素不相邻的方式设置。例如,各子像素以在着眼于子像素110R时交替地配置的三个子像素110G和三个子像素110B围绕子像素110R的方式设置。
图13G示出各颜色的子像素配置为之字形状的例子。具体而言,在俯视时,在列方向上排列的两个子像素(例如,子像素110R与子像素110G或者子像素110G与子像素110B)的上边的位置错开。
在图13A至图13G所示的各像素中,例如,优选将子像素110R设为呈现红色光的子像素R,将子像素110G设为呈现绿色光的子像素G,并将子像素110B设为呈现蓝色光的子像素B。注意,子像素的结构不局限于此,可以适当地决定子像素所呈现的颜色及其排列顺序。例如,也可以将子像素110G设为呈现红色光的子像素R,并将子像素110R设为呈现绿色光的子像素G。
在光刻法中,被加工的图案越微细越不能忽视光的衍射所带来的影响,所以在通过曝光转移光掩模的图案时其忠实性变坏,难以将抗蚀剂掩模加工为所希望的形状。因此,即使光掩模的图案为矩形,也易于形成带圆角的图案。因此,子像素的顶面形状有时呈带圆角的多角形形状、椭圆形或圆形等。
并且,在本发明的一个方式的发光装置的制造方法中,使用抗蚀剂掩模将有机化合物层加工为岛状。形成在有机化合物层上的抗蚀剂膜需要以低于有机化合物层的耐热温度的温度固化。因此,根据有机化合物层的材料的耐热温度及抗蚀剂材料的固化温度而有时抗蚀剂膜的固化不充分。固化不充分的抗蚀剂膜在被加工时有时呈远离所希望的形状的形状。其结果是,有机化合物层的顶面形状有时呈带圆角的多角形形状、椭圆形或圆形等。例如,当要形成顶面形状为正方形的抗蚀剂掩模时,有时形成圆形顶面形状的抗蚀剂掩模而有机化合物层的顶面形状呈圆形。
为了使有机化合物层的顶面形状呈所希望的形状,也可以利用以设计图案与转移图案一致的方式预先校正掩模图案的技术(OPC(Optical Proximity Correction:光学邻近效应校正)技术)。具体而言,在OPC技术中,例如对掩模图案上的图形角部追加校正用图案。
如图14A至图14I所示,像素可以包括四种子像素。
图14A至图14C所示的像素178采用条纹排列。
图14A示出各子像素具有长方形的顶面形状的例子,图14B示出各子像素具有连接两个半圆和长方形的顶面形状的例子,图14C示出各子像素具有楕圆形的顶面形状的例子。
图14D至图14F所示的像素178采用矩阵排列。
图14D示出各子像素具有正方形的顶面形状的例子,图14E示出各子像素具有角部大致正方形的顶面形状的例子,图14F示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
图14G及图14H示出一个像素178以两行三列构成的例子。
图14G所示的像素178在上行(第一行)包括三个子像素(子像素110R、子像素110G、子像素110B)且在下行(第二行)包括一个子像素(子像素110W)。换言之,像素178在左列(第一列)包括子像素110R,在中央列(第二列)包括子像素110G,在右列(第三列)包括子像素110B,并且跨着这三个列包括子像素110W。
图14H所示的像素178在上行(第一行)包括三个子像素(子像素110R、子像素110G、子像素110B)且在下行(第二行)包括三个子像素110W。换言之,像素178在左列(第一列)包括子像素110R及子像素110W,在中央列(第二列)包括子像素110G及子像素110W,并且在右列(第三列)包括子像素110B及子像素110W。如图14H所示,通过使上行和下行的子像素的配置一致,例如可以高效地去除有可能在制造工艺中产生的垃圾。由此,可以提供一种显示品质高的发光装置。
在图14G及图14H所示的像素178中,子像素110R、子像素110G及子像素110B的布局为条纹排列,所以可以提高显示品质。
图14I示出一个像素178以三行两列构成的例子。
图14I所示的像素178在上行(第一行)包括子像素110R,在中央行(第二行)包括子像素110G,跨着第一行至第二行包括子像素110B,并且在下行(第三行)包括一个子像素(子像素110W)。换言之,像素178在左列(第一列)包括子像素110R及子像素110G,在右列(第二列)包括子像素110B,并且跨着这两列包括子像素110W。
在图14I所示的像素178中,子像素110R、子像素110G及子像素110B的布局为所谓S条纹排列,所以可以提高显示品质。
图14A至图14I所示的像素178由子像素110R、子像素110G、子像素110B及子像素110W的四个子像素构成。例如,可以将子像素110R设为呈现红色光的子像素,将子像素110G设为呈现绿色光的子像素,将子像素110B设为呈现蓝色光的子像素,并将子像素110W设为呈现白色光的子像素。另外,也可以将子像素110R、子像素110G、子像素110B和子像素110W中的至少一个设为呈现青色光的子像素、呈现品红色光的子像素、呈现黄色光的子像素或呈现近红外光的子像素。
如上所述,在本发明的一个方式的发光装置中,可以对由包括发光器件的子像素构成的像素采用各种布局。
本实施方式可以与其他实施方式或实施例适当地组合。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
实施方式5
在本实施方式中,对本发明的一个方式的发光装置进行说明。
本实施方式的发光装置可以为高清晰的发光装置。因此,例如可以将本实施方式的发光装置用作手表型及手镯型等信息终端设备(可穿戴设备)的显示部以及头戴显示器(HMD)等VR用设备及眼镜型AR用设备等可戴在头上的可穿戴设备的显示部。
另外,本实施方式的发光装置可以为高分辨率的发光装置或大型发光装置。因此,例如可以将本实施方式的发光装置用作如下装置的显示部:具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌及弹珠机等大型游戏机等;数码相机;数字视频摄像机;数码相框;移动电话机;便携式游戏机;便携式信息终端;以及声音再现装置。
[显示模块]
图15A示出显示模块280的立体图。显示模块280包括发光装置100A及FPC290。注意,显示模块280所包括的发光装置不局限于发光装置100A,也可以是将在后面说明的发光装置100B和发光装置100C中的任一方。
显示模块280包括衬底291及衬底292。显示模块280包括显示部281。显示部281是显示模块280中的图像显示区域,并可以看到来自设置在下述像素部284中的各像素的光。
图15B是衬底291一侧的结构的立体示意图。衬底291上层叠有电路部282、电路部282上的像素电路部283及该像素电路部283上的像素部284。此外,衬底291的不被像素部284重叠的部分上设置有用来连接到FPC290的端子部285。端子部285与电路部282通过由多个布线构成的布线部286电连接。
像素部284包括周期性地排列的多个像素284a。图15B的右侧示出一个像素284a的放大图。像素284a可以采用在上述实施方式中说明的各种结构。图15B例示出像素284a具有与图3所示的像素178同样的结构的情况。
像素电路部283包括周期性地排列的多个像素电路283a。
一个像素电路283a控制一个像素284a所包括的多个元件的驱动。一个像素电路283a中可以设置有三个控制一个发光器件的发光的电路。例如,像素电路283a可以采用对于一个发光器件至少具有一个选择晶体管、一个电流控制用晶体管(驱动晶体管)和电容器的结构。此时,选择晶体管的栅极被输入栅极信号,源极或漏极被输入视频信号。由此,实现有源矩阵型发光装置。
电路部282包括用于驱动像素电路部283的各像素电路283a的电路。例如,优选包括栅极线驱动电路和源极线驱动电路中的一方或双方。此外,还可以具有运算电路、存储电路和电源电路等中的至少一个。
FPC290用作从外部向电路部282供给视频信号或电源电位等的布线。此外,也可以在FPC290上安装IC。
显示模块280可以采用像素部284的下侧层叠有像素电路部283和电路部282中的一方或双方的结构,所以可以使显示部281具有极高的开口率(有效显示面积比)。例如,显示部281的开口率可以为40%以上且低于100%,优选为50%以上且95%以下,更优选为60%以上且95%以下。此外,能够极高密度地配置像素284a,由此可以使显示部281具有极高的清晰度。例如,显示部281优选以20000ppi以下或30000ppi以下且2000ppi以上、更优选为3000ppi以上、进一步优选为5000ppi以上、更进一步优选为6000ppi以上的清晰度配置像素284a。
这种高清晰的显示模块280适合用于HMD等VR用设备或眼镜型AR用设备。例如,因为显示模块280具有极高清晰度的显示部281,所以在透过透镜观看显示模块280的显示部的结构中,即使用透镜放大显示部也使用者不能看到像素,由此可以实现具有高度沉浸感的显示。此外,显示模块280还可以应用于具有相对较小型的显示部的电子设备。例如,适合用于手表型设备等可穿戴式电子设备的显示部。
[发光装置100A]
图16A所示的发光装置100A包括衬底301、发光器件130R、发光器件130G、发光器件130B、电容器240及晶体管310。
衬底301相当于图15A及图15B中的衬底291。晶体管310是在衬底301中具有沟道形成区域的晶体管。作为衬底301,例如可以使用如单晶硅衬底等半导体衬底。晶体管310包括衬底301的一部分、导电层311、低电阻区域312、绝缘层313及绝缘层314。导电层311被用作栅电极。绝缘层313位于衬底301与导电层311之间,并被用作栅极绝缘层。低电阻区域312是衬底301中掺杂有杂质的区域,并被用作源极或漏极。绝缘层314覆盖导电层311的侧面。
此外,在相邻的两个晶体管310之间,以嵌入衬底301的方式设置有元件分离层315。
此外,以覆盖晶体管310的方式设置有绝缘层261,并绝缘层261上设置有电容器240。
电容器240包括导电层241、导电层245及位于它们之间的绝缘层243。导电层241用作电容器240中的一个电极,导电层245用作电容器240中的另一个电极,并且绝缘层243用作电容器240的介电质。
导电层241设置在绝缘层261上,并嵌入于绝缘层254中。导电层241通过嵌入于绝缘层261中的插头271与晶体管310的源极和漏极中的一个电连接。绝缘层243以覆盖导电层241的方式设置。导电层245设置在隔着绝缘层243与导电层241重叠的区域中。
以覆盖电容器240的方式设置有绝缘层255,绝缘层255上设置有绝缘层174,绝缘层174上设置有绝缘层175。绝缘层175上设置有发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B。图16A示出发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B具有图6A所示的叠层结构的例子。相邻的发光器件之间的区域中设置有绝缘物。例如,在图16A中,该区域中设置有无机绝缘层125及无机绝缘层125上的绝缘层127。
以具有与发光器件130R所包括的导电层151R的侧面重叠的区域的方式设置有绝缘层156R,以具有与发光器件130G所包括的导电层151G的侧面重叠的区域的方式设置有绝缘层156G,以具有与发光器件130B所包括的导电层151B的侧面重叠的区域的方式设置有绝缘层156B。另外,以覆盖导电层151R及绝缘层156R的方式设置有导电层152R,以覆盖导电层151G及绝缘层156G的方式设置有导电层152G,以覆盖导电层151B及绝缘层156B的方式设置有导电层152B。再者,牺牲层158R位于发光器件130R所包括的有机化合物层103R上,牺牲层158G位于发光器件130G所包括的有机化合物层103G上,牺牲层158B位于发光器件130B所包括的有机化合物层103B上。
导电层151R、导电层151G及导电层151B通过嵌入于绝缘层243、绝缘层255、绝缘层174及绝缘层175中的插头256、嵌入于绝缘层254中的导电层241及嵌入于绝缘层261中的插头271与晶体管310的源极和漏极中的一方电连接。绝缘层175的顶面的高度与插头256的顶面的高度一致或大致一致。插头可以使用各种导电材料。
此外,发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B上设置有保护层131。保护层131上由树脂层122贴合有衬底120。发光器件130至衬底120的构成要素的详细内容可以参照实施方式2。衬底120相当于图15A的衬底292。
图16B示出图16A所示的发光装置100A的变形例子。图16B所示的发光装置包括着色层132R、着色层132G及着色层132B,发光器件130具有重叠于着色层132R、着色层132G和着色层132B中的一个的区域。在图16B所示的发光装置中,发光器件130例如可以发射白色光。另外,例如,着色层132R、着色层132G及着色层132B分别可以透过红色光、绿色光及蓝色光。
[发光装置100B]
图17示出发光装置100B的立体图,图18A示出发光装置100B的截面图。
发光装置100B具有贴合衬底352与衬底351的结构。在图17中,以虚线表示衬底352。
发光装置100B包括像素部177、连接部140、电路356及布线355等。图17示出发光装置100B安装有IC354及FPC353的例子。因此,也可以将图17所示的结构称为包括发光装置100B、IC(集成电路)及FPC的显示模块。在此,安装有FPC等连接器的发光装置的衬底或安装有IC的该衬底被称为显示模块。
连接部140设置在像素部177的外侧。连接部140可以沿着像素部177的一个边或多个边设置。连接部140的个数也可以为一个或多个。图17示出以围绕像素部177的四边的方式设置连接部140的例子。在连接部140,发光器件的公共电极与导电层电连接,可以对公共电极供应电位。
作为电路356,例如可以使用扫描线驱动电路。
布线355具有对像素部177及电路356供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC353输入到布线355或者从IC354输入到布线355。
图17示出通过COG(Chip On Glass)方式或COF(Chip On Film)方式等在衬底351上设置IC354的例子。作为IC354,例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意,发光装置100B及显示模块不一定必须设置有IC。此外,例如也可以将IC利用COF方式安装于FPC。
图18A示出发光装置100B的包括FPC353的区域的一部分、电路356的一部分、像素部177的一部分、连接部140的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图18A所示的发光装置100B在衬底351与衬底352之间包括晶体管201、晶体管205、发射红色光的发光器件130R、发射绿色光的发光器件130G以及发射蓝色光的发光器件130B等。
除了像素电极的结构不同这一点以外,发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B都具有图6A所示的叠层结构。发光器件的详细内容可以参照实施方式1及实施方式2。
发光器件130R包括导电层224R、导电层224R上的导电层151R及导电层151R上的导电层152R。发光器件130G包括导电层224G、导电层224G上的导电层151G及导电层151G上的导电层152G。发光器件130B包括导电层224B、导电层224B上的导电层151B及导电层151B上的导电层152B。在此,可以将导电层224R、导电层151R和导电层152R统称为发光器件130R的像素电极,也可以将除导电层224R外的导电层151R和导电层152R称为发光器件130R的像素电极。同样地,可以将导电层224G、导电层151G和导电层152G统称为发光器件130G的像素电极,也可以将除导电层224G外的导电层151G和导电层152G称为发光器件130G的像素电极。另外,可以将导电层224B、导电层151B和导电层152B统称为发光器件130B的像素电极,也可以将除导电层224B外的导电层151B和导电层152B称为发光器件130B的像素电极。
导电层224R通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。导电层151R的端部位于导电层224R的端部外侧。以具有与导电层151R的侧面接触的区域的方式设置有绝缘层156R,以覆盖导电层151R及绝缘层156R的方式设置有导电层152R。
发光器件130G中的导电层224G、导电层151G、导电层152G、绝缘层156G以及发光器件130B中的导电层224B、导电层151B、导电层152B、绝缘层156B与发光器件130R中的导电层224R、导电层151R、导电层152R、绝缘层156R同样,所以省略详细说明。
导电层224R、导电层224G及导电层224B中以覆盖设置在绝缘层214中的开口的方式形成有凹部。该凹部嵌入有层128。
层128具有使导电层224R、导电层224G及导电层224B的凹部平坦化的功能。导电层224R、导电层224G、导电层224B及层128上设置有与导电层224R、导电层224G及导电层224B电连接的导电层151R、导电层151G及导电层151B。因此,与导电层224R、导电层224G及导电层224B的凹部重叠的区域也可以被用作发光区域,可以提高像素的开口率。
层128也可以为绝缘层或导电层。层128可以适当地使用各种无机绝缘材料、有机绝缘材料及导电材料。尤其是,层128优选使用绝缘材料形成,特别优选使用有机绝缘材料形成。层128例如可以使用上述可用于绝缘层127的有机绝缘材料。
发光器件130R、发光器件130G及发光器件130B上设置有保护层131。保护层131和衬底352由粘合层142粘合。衬底352设置有遮光层157。发光器件130的密封可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图18A中,衬底352与衬底351之间的空间被粘合层142填充,即采用固体密封结构。或者,也可以使用惰性气体(氮或氩等)填充该空间而采用中空密封结构。此时,粘合层142也可以以不与发光器件重叠的方式设置。另外,也可以使用与设置为框状的粘合层142不同的树脂填充该空间。
图18A示出如下例子:连接部140包括加工与导电层224R、导电层224G及导电层224B相同的导电膜而得的导电层224C、加工与导电层151R、导电层151G及导电层151B相同的导电膜而得的导电层151C以及加工与导电层152R、导电层152G及导电层152B相同的导电膜而得的导电层152C。另外,图18A示出以具有与导电层151C的侧面重叠的区域的方式设置绝缘层156C的例子。
发光装置100B是顶部发射型显示装置。发光器件将光发射到衬底352一侧。衬底352优选使用对可见光的透过性高的材料。像素电极包含反射可见光的材料,对置电极(公共电极155)包含透过可见光的材料。
晶体管201及晶体管205都形成在衬底351上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
衬底351上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置,并被用作平坦化层。此外,对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制,既可以为一个,又可以为两个以上。
优选的是,将水及氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此,可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构,可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中,从而可以提高发光装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜,例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜或氮化铝膜等。此外,也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外,也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘层。作为能够用于有机绝缘层的材料,例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及上述树脂的前体等。此外,绝缘层214也可以具有有机绝缘层及无机绝缘层的叠层结构。绝缘层214的最表面层优选被用作蚀刻保护层。由此,在加工导电层224R、导电层151R或导电层152R等时,可以抑制在绝缘层214中形成凹部。或者,也可以在加工导电层224R、导电层151R或导电层152R等时在绝缘层214中设置凹部。
晶体管201及晶体管205包括:用作栅极的导电层221;用作栅极绝缘层的绝缘层211;用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b;半导体层231;用作栅极绝缘层的绝缘层213;以及用作栅极的导电层223。在此,通过对同一导电膜进行加工而得到的多个层由相同的阴影线表示。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
对本实施方式的发光装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如,可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外,晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者,也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
作为晶体管201及晶体管205,采用由两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。此外,也可以连接两个栅极,并通过对该两个栅极供应同一信号,来驱动晶体管。或者,通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位,对另一个施加用来进行驱动的电位,可以控制晶体管的阈值电压。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制,可以使用非晶半导体、具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化,所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物。就是说,本实施方式的发光装置优选使用在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管(以下,OS晶体管)。
作为具有结晶性的氧化物半导体,可以举出CAAC(c-axis-alignedcrystalline)-OS或nc(nanocrystalline)-OS等。
或者,也可以使用将硅用于沟道形成区域的晶体管(Si晶体管)。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅或非晶硅等。尤其是,可以使用半导体层中含有低温多晶硅(LTPS(LowTemperature Poly Silicon))的晶体管(以下,也称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率以及良好的频率特性。
通过使用LTPS晶体管等Si晶体管,可以在同一衬底上形成需要以高频率驱动的电路(例如,源极驱动器电路)和显示部。因此,可以使安装到发光装置的外部电路简化,可以缩减构件成本及安装成本。
OS晶体管的场效应迁移率比使用非晶硅的晶体管高得多。另外,OS晶体管的关闭状态下的源极和漏极间的泄漏电流(以下,也称为关态电流)极低,可以长期间保持与该晶体管串联连接的电容器中储存的电荷。另外,通过使用OS晶体管,可以降低发光装置的功耗。
另外,在提高像素电路所包括的发光器件的发光亮度时,需要增大流过发光器件的电流量。为此,需要提高像素电路所包括的驱动晶体管的源极-漏极间电压。因为OS晶体管的源极-漏极间的耐压比Si晶体管高,所以可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压。由此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以增大流过发光器件的电流量而提高发光器件的发光亮度。
另外,当晶体管在饱和区域中工作时,与Si晶体管相比,OS晶体管可以使随着栅极-源极间电压的变化的源极-漏极间电流的变化细小。因此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以根据栅极-源极间电压的变化详细决定流过源极-漏极间的电流,所以可以控制流过发光器件的电流量。由此,可以增大由像素电路表示的灰度。
另外,关于晶体管在饱和区域中工作时流过的电流的饱和特性,与Si晶体管相比,OS晶体管即使逐渐地提高源极-漏极间电压也可以使稳定的电流(饱和电流)流过。因此,通过将OS晶体管用作驱动晶体管,即使例如发光器件的电流-电压特性发生不均匀,也可以使稳定的电流流过发光器件。也就是说,OS晶体管当在饱和区域中工作时即使提高源极-漏极间电压,源极-漏极间电流也几乎不变,因此可以使发光器件的发光亮度稳定。
如上所述,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以实现“黑色不纯的抑制”、“发光亮度的上升”、“多灰度化”及“发光器件不均匀的抑制”等。
例如,半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁中的一种或多种)和锌。尤其是,M优选为选自铝、镓、钇或锡中的一种或多种。
尤其是,作为半导体层,优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记为IGZO)。或者,优选使用包含铟、锡及锌的氧化物。或者,优选使用包含铟、镓、锡及锌的氧化物。或者,优选使用包含铟(In)、铝(Al)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAZO)。或者,优选使用包含铟(In)、铝(Al)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAGZO)。
在半导体层使用In-M-Zn氧化物时,该In-M-Zn氧化物中的In的原子个数比优选为M的原子个数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子个数比,可以举出In:M:Zn=1:1:1或其附近的组成、In:M:Zn=1:1:1.2或其附近的组成、In:M:Zn=2:1:3或其附近的组成、In:M:Zn=3:1:2或其附近的组成、In:M:Zn=4:2:3或其附近的组成、In:M:Zn=4:2:4.1或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:3或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:6或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:7或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:8或其附近的组成、In:M:Zn=6:1:6或其附近的组成、In:M:Zn=5:2:5或其附近的组成等。此外,附近的组成包括所希望的原子个数比的±30%的范围。
例如,当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=4:2:3或其附近的组成时包括如下情况:In的原子个数比为4时,Ga的原子个数比为1以上且3以下,Zn的原子个数比为2以上且4以下。此外,当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=5:1:6或其附近的组成时包括如下情况:In的原子个数比为5时,Ga的原子个数比大于0.1且为2以下,Zn的原子个数比为5以上且7以下。此外,当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=1:1:1或其附近的组成时包括如下情况:In的原子个数比为1时,Ga的原子个数比大于0.1且为2以下,Zn的原子个数比大于0.1且为2以下。
电路356所包括的晶体管和像素部177所包括的晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有不同的结构。电路356所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有两种以上的不同结构。与此同样,像素部177所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有两种以上的不同结构。
像素部177所包括的所有晶体管都可以为OS晶体管,像素部177所包括的所有晶体管都可以为Si晶体管,像素部177所包括的部分晶体管也可以为OS晶体管且剩下的晶体管也可以为Si晶体管。
例如,通过在像素部177中使用LTPS晶体管和OS晶体管的双方,可以实现具有低功耗及高驱动能力的发光装置。此外,有时将组合LTPS晶体管和OS晶体管的结构称为LTPO。此外,例如优选的是,将OS晶体管用于被用作控制布线的导通/非导通的开关的晶体管且将LTPS晶体管用于控制电流的晶体管。
例如,像素部177所包括的晶体管之一被用作用来控制流过发光器件的电流的晶体管,可以称为驱动晶体管。驱动晶体管的源极和漏极中的一个与发光器件的像素电极电连接。该驱动晶体管优选使用LTPS晶体管。由此,可以增大在像素电路中流过发光器件的电流。
另一方面,像素部177所包括的晶体管的其他之一被用作用来控制像素的选择和非选择的开关功能,也可以被称为选择晶体管。选择晶体管的栅极与栅极线电连接,源极和漏极中的一个与源极线(信号线)电连接。选择晶体管优选使用OS晶体管。由此,由于即使使帧频率极小(例如1fps以下)也可以维持像素的灰度,所以通过在显示静态图像时停止驱动器,可以降低功耗。
如此,本发明的一个方式的发光装置可以兼具高开口率、高清晰度、高显示质量及低功耗。
注意,本发明的一个方式的发光装置采用包括OS晶体管以及具有MML(Metal MaskLess)结构的发光器件的结构。通过采用该结构,可以使可流过晶体管的泄漏电流以及可在相邻的发光器件间流过的泄漏电流(有时被称为横方向泄漏电流、横泄漏电流或横向泄漏电流)极低。另外,通过采用上述结构,在图像显示在显示装置上时观看者可以观测到图像的鲜锐度、图像的锐度、高色饱和度和高对比度中的任一个或多个。另外,通过采用可流过晶体管的泄漏电流及发光器件间的横泄漏电流极低的结构,可以进行在显示黑色时可发生的光泄露(所谓的黑色不纯)等极少的显示。
尤其是,在从MML结构的发光器件中采用上述SBS(Side By Side)结构时,设置在发光器件间的层(例如也称为在发光器件共同使用的有机层、或者公共层)被断开,由此可以进行没有侧泄漏或侧泄漏极少的显示。
图18B及图18C示出晶体管的其他结构例子。
晶体管209及晶体管210包括:用作栅极的导电层221;用作栅极绝缘层的绝缘层211;包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层231;与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a;与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b;用作栅极绝缘层的绝缘层225;用作栅极的导电层223;以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。再者,还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
在图18B所示的例子中,在晶体管209中绝缘层225覆盖半导体层231的顶面及侧面。导电层222a及导电层222b通过设置在绝缘层225及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。导电层222a和导电层222b中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。
另一方面,在图18C所示的晶体管210中,绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如,通过以导电层223为掩模加工绝缘层225,可以形成图18C所示的结构。在图18C中,绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223,并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。
衬底351的与衬底352不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中,布线355通过导电层166及连接层242与FPC353电连接。导电层166示出具有如下结构的例子:加工与导电层224R、导电层224G、导电层224B相同的导电膜而得的导电膜、加工与导电层151R、导电层151G、导电层151B相同的导电膜而得的导电膜以及加工与导电层152R、导电层152G、导电层152B相同的导电膜而得的导电膜的叠层。在连接部204的顶面上露出导电层166。因此,通过连接层242可以使连接部204与FPC353电连接。
优选在衬底352的衬底351一侧的面设置遮光层157。遮光层157可以设置在相邻的发光器件间、连接部140及电路356等中。此外,可以在衬底352的外侧配置各种光学构件。
衬底351及衬底352可以采用可用于衬底120的材料。
作为粘合层142,可以使用可用于树脂层122的材料。
作为连接层242,可以使用各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)或各向异性导电膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
[发光装置100H]
图19所示的发光装置100H与图18A所示的发光装置100B的主要不同之处在于:前者是采用底部发射结构的发光装置。
发光器件所发射的光射出到衬底351一侧。衬底351优选使用对可见光具有高透过性的材料。另一方面,对用于衬底352的材料的透光性没有限制。
优选在衬底351与晶体管201之间及衬底351与晶体管205之间形成遮光层157。图19示出衬底351上设置有遮光层157,遮光层157上设置有绝缘层153,绝缘层153上设置有晶体管201、205等的例子。
发光器件130R包括导电层112R、导电层112R上的导电层126R以及导电层126R上的导电层129R。
发光器件130B包括导电层112B、导电层112B上的导电层126B以及导电层126B上的导电层129B。
作为导电层112R、112B、126R、126B、129R、129B各自使用对可见光具有高透过性的材料。作为公共电极155优选使用反射可见光的材料。
注意,虽然图19中未图示发光器件130G,但还设置有发光器件130G。
另外,虽然图19等示出层128的顶面具有平坦部的例子,但对层128的形状没有特别的限制。
[发光装置100C]
图20A所示的发光装置100C是图18A所示的发光装置100B的变形例子,该发光装置100C与发光装置100B的不同之处在于:前者包括着色层132R、着色层132G及着色层132B。
在发光装置100C中,发光器件130具有重叠于着色层132R、着色层132G和着色层132B中的一个的区域。着色层132R、着色层132G及着色层132B可以设置在衬底352的衬底351一侧的面上。着色层132R的端部、着色层132G的端部及着色层132B的端部可以重叠于遮光层157。
在发光装置100C中,发光器件130例如可以发射白色光。另外,例如,着色层132R、着色层132G及着色层132B分别可以透过红色光、绿色光及蓝色光。另外,发光装置100C也可以采用在保护层131与粘合层142之间设置着色层132R、着色层132G及着色层132B的结构。
虽然图18A及图20A等示出层128的顶面具有平坦部的例子,但对层128的形状没有特别的限制。图20B至图20D示出层128的变形例子。
如图20B及图20D所示,层128的顶面在截面中可以具有中央及其附近低凹的形状,即具有凹曲面的形状。
另外,如图20C所示,层128的顶面在截面中可以具有中央及其附近膨胀的形状,即具有凸曲面的形状。
另外,层128的顶面也可以具有凸曲面和凹曲面中的一方或双方。另外,对层128的顶面的凸曲面及凹曲面个数都没有限制,可以为一个或多个。
另外,层128的顶面高度与导电层224R的顶面高度可以一致或大致一致,也可以不同。例如,层128的顶面高度可以低于或高于导电层224R的顶面高度。
图20B也可以说是层128收在形成在导电层224R中的凹部内部的例子。另一方面,如图20D所示,层128也可以以存在于形成在导电层224R中的凹部外侧的方式形成,也就是说,以其顶面宽度大于该凹部的方式形成。
本实施方式可以与其他实施方式或实施例适当地组合。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
实施方式6
在本实施方式中,对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的发光装置。本发明的一个方式的发光装置具有高可靠性,并容易实现高清晰化及高分辨率化。因此,可以用于各种电子设备的显示部。
作为电子设备,例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外,还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
特别是,因为本发明的一个方式的发光装置可以提高清晰度,所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备可以举出手表型及手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备等诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备及MR用设备等。
本发明的一个方式的发光装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K(像素数为3840×2160)、8K(像素数为7680×4320)等。尤其是,优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。另外,本发明的一个方式的发光装置的像素密度(清晰度)优选为100ppi以上,优选为300ppi以上,更优选为500ppi以上,进一步优选为1000ppi以上,更进一步优选为2000ppi以上,更进一步优选为3000ppi以上,还进一步优选为5000ppi以上,进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度中的一方或双方的发光装置,在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感及纵深感等。此外,对本发明的一个方式的发光装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如,发光装置可以适应1:1(正方形)、4:3、16:9及16:10等各种屏幕比例。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触摸面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;执行各种软件(程序)的功能;进行无线通信的功能;读出储存在存储介质中的程序或数据的功能;等。
使用图21A至图21D说明可戴在头上的可穿戴设备的一个例子。这些可穿戴设备具有显示AR内容的功能、显示VR内容的功能、显示SR内容的功能和显示MR内容的功能中的至少一个。当电子设备具有显示AR、VR、SR和MR等中的至少一个内容的功能时,可以提高使用者的沉浸感。
图21A所示的电子设备700A以及图21B所示的电子设备700B都包括一对显示面板751、一对框体721、通信部(未图示)、一对安装部723、控制部(未图示)、成像部(未图示)、一对光学构件753、边框757以及一对鼻垫758。
显示面板751可以应用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B都可以将由显示面板751显示的图像投影于光学构件753中的显示区域756。因为光学构件753具有透光性,所以使用者可以与通过光学构件753看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域的图像。因此,电子设备700A及电子设备700B都是能够进行AR显示的电子设备。
电子设备700A及电子设备700B上作为成像部也可以设置有能够拍摄前方的照相机。另外,通过在电子设备700A及电子设备700B设置陀螺仪传感器等的加速度传感器,可以检测使用者的头部朝向并将对应该方向的图像显示在显示区域756上。
通信部具有无线通信装置,通过该无线通信装置例如可以供应影像信号。另外,代替无线通信装置或者除了无线通信装置以外还可以包括能够连接供应影像信号及电源电位的电缆的连接器。
另外,电子设备700A以及电子设备700B设置有电池,可以以无线方式和有线方式中的一方或双方进行充电。
框体721也可以设置有触摸传感器模块。触摸传感器模块具有检测框体721的外侧的面是否被触摸的功能。通过触摸传感器模块,可以检测使用者的点按操作或滑动操作等而执行各种处理。例如,通过点按操作可以执行动态图像的暂时停止或再生等的处理,通过滑动操作可以执行快进、快退等的处理等。另外,通过在两个框体721的每一个设置触摸传感器模块,可以扩大操作范围。
作为触摸传感器模块,可以使用各种触摸传感器。例如,可以采用静电电容方式、电阻膜方式、红外线方式、电磁感应方式、表面声波式、光学方式等各种方式。尤其是,优选将静电电容方式或光学方式的传感器应用于触摸传感器模块。
在使用光学方式的触摸传感器时,作为受光元件可以使用光电转换器件(也称为光电转换元件)。在光电转换器件的活性层中可以使用无机半导体和有机半导体中的一方或双方。
图21C所示的电子设备800A以及图21D所示的电子设备800B都包括一对显示部820、框体821、通信部822、一对安装部823、控制部824、一对成像部825以及一对透镜832。
显示部820可以应用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
显示部820设置在框体821内部的通过透镜832能看到的位置上。另外,通过在一对显示部820的每一个上显示不同图像,可以进行利用视差的三维显示。
可以将电子设备800A以及电子设备800B都称为面向VR的电子设备。装上电子设备800A或电子设备800B的使用者通过透镜832能看到显示在显示部820上的图像。
电子设备800A及电子设备800B优选具有一种机构,其中能够调整透镜832及显示部820的左右位置,以根据使用者的眼睛的位置使透镜832及显示部820位于最合适的位置上。此外,优选具有一种机构,其中通过改变透镜832及显示部820之间的距离来调整焦点。
使用者可以使用安装部823将电子设备800A或电子设备800B装在头上。例如在图21C中,安装部823具有如眼镜的镜脚(也称为铰链或脚丝等)那样的形状,但是不局限于此。只要使用者能够装上,安装部823就例如可以具有头盔型或带型的形状。
成像部825具有取得外部的信息的功能。可以将成像部825所取得的数据输出到显示部820。在成像部825中可以使用图像传感器。另外,也可以设置多个摄像头以能够对应望远及广角等多种视角。
注意,在此示出包括成像部825的例子,设置能够测量出与对象物的距离的测距传感器(以下,也称为检测部)即可。换言之,成像部825是检测部的一个方式。作为检测部例如可以使用图像传感器或激光雷达(LIDAR:Light Detection and Ranging)等距离图像传感器。通过使用由摄像头取得的图像以及由距离图像传感器取得的图像,可以取得更多的信息,可以实现精度更高的姿态操作。
电子设备800A也可以包括被用作骨传导耳机的振动机构。例如,作为显示部820、框体821和安装部823中的任一个或多个可以采用包括该振动机构的结构。由此,不需要另行设置头戴式耳机、耳机或扬声器等音响设备,而只装上电子设备800A就可以享受影像和声音。
电子设备800A以及电子设备800B也可以都包括输入端子。例如可以将供应来自影像输出设备等的影像信号以及用于对设置在电子设备内的电池进行充电的电力等的电缆连接到输入端子。
本发明的一个方式的电子设备也可以具有与耳机750进行无线通信的功能。耳机750包括通信部(未图示),并具有无线通信功能。耳机750通过无线通信功能可以从电子设备接收信息(例如声音数据)。例如,图21A所示的电子设备700A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。另外,例如图21C所示的电子设备800A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机750的功能。
另外,电子设备也可以包括耳机部。图21B所示的电子设备700B包括耳机部727。例如,可以采用以有线方式连接耳机部727和控制部的结构。连接耳机部727和控制部的布线的一部分也可以配置在框体721或安装部723的内部。
同样,图21D所示的电子设备800B包括耳机部827。例如,可以采用以有线方式连接耳机部827和控制部824的结构。连接耳机部827和控制部824的布线的一部分也可以配置在框体821或安装部823的内部。另外,耳机部827和安装部823也可以包括磁铁。由此,可以用磁力将耳机部827固定到安装部823,收纳变得容易,所以是优选的。
电子设备也可以包括能够与耳机或头戴式耳机等连接的声音输出端子。另外,电子设备也可以包括声音输入端子和声音输入机构中的一方或双方。作为声音输入机构,例如可以使用麦克风等收音装置。通过将声音输入机构设置到电子设备,可以使电子设备具有所谓的耳麦的功能。
如此,作为本发明的一个方式的电子设备,眼镜型(电子设备700A以及电子设备700B等)和护目镜型(电子设备800A以及电子设备800B等)的双方都是优选的。
另外,本发明的一个方式的电子设备可以以有线或无线方式将信息发送到耳机。
图22A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
图22B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510,被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中,显示面板6511的一部分叠回,且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现极轻量的电子设备。此外,由于显示面板6511极薄,所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外,通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部,可以实现窄边框的电子设备。
图22C示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中,框体7171中组装有显示部7000。在此示出利用支架7173支撑框体7171的结构。
显示部7000可以使用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
可以通过利用框体7171所具备的操作开关以及另外提供的遥控操作机7151进行图22C所示的电视装置7100的操作。或者,也可以在显示部7000中具备触摸传感器,也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。另外,也可以在遥控操作机7151中具备显示从该遥控操作机7151输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7151所具备的操作键或触摸面板,可以进行频道及音量的操作,并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
另外,电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者,通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络,从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图22D示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213及外部连接端口7214等。框体7211中组装有显示部7000。
显示部7000可以使用本发明的一个方式的发光装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
图22E和图22F示出数字标牌的一个例子。
图22E所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外,还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图22F示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图22E和图22F中,可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示部7000。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
显示部7000越大,一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000,不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像,使用者还能够直觉性地进行操作,所以是优选的。另外,在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时,可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图22E和图22F所示,数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如,显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外,通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411,可以切换显示部7000的显示。
此外,可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此,不特定多个使用者可以同时参加游戏,享受游戏的乐趣。
图23A至图23G所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图23A至图23G所示的电子设备具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触摸面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;通过利用各种软件(程序)控制处理的功能;进行无线通信的功能;读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能;等。注意,电子设备的功能不局限于上述功能,而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。另外,也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能:拍摄静态图像或动态图像,且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能;将所拍摄的图像显示在显示部上的功能;等。
下面,详细地说明图23A至图23G所示的电子设备。
图23A是示出便携式信息终端9171的立体图。可以将便携式信息终端9171例如用作智能手机。注意,在便携式信息终端9171中,也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。另外,作为便携式信息终端9171,可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图23A中示出显示三个图标9050的例子。另外,可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子,有提示收到电子邮件、SNS、电话等的信息;电子邮件或SNS等的标题;电子邮件或SNS等的发送者姓名;日期;时间;电池余量;电波强度等。或者,可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图23B是示出便携式信息终端9172的立体图。便携式信息终端9172具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此,示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如,在将便携式信息终端9172放在上衣口袋里的状态下,使用者能够确认显示在从便携式信息终端9172的上方看到的位置上的信息9053。例如,使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9172,由此能够判断是否接电话。
图23C是示出平板终端9173的立体图。平板终端9173例如可以执行移动电话、电子邮件及文章的阅读和编辑、播放音乐、网络通信、计算机游戏等各种应用软件。平板终端9173在框体9000的正面包括显示部9001、照相机9002、麦克风9008及扬声器9003,在框体9000的左侧面包括用作操作用按钮的操作键9005,并且在底面包括连接端子9006。
图23D是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表(注册商标)。另外,显示部9001的显示面弯曲,可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外,便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外,通过利用连接端子9006,便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图23E至图23G是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外,图23E是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图,图23G是折叠的状态的立体图,图23F是从图23E的状态和图23G的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好,而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式或实施例适当地组合。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
实施例1
在本实施例中,制造实施方式中说明的本发明的一个方式的发射蓝色光的发光器件并说明评价其特性的结果。
以下示出用于发光器件的有机化合物的结构式。
[化学式3]
<发光器件的制造方法>
如图24所示,发光器件具有如下结构:在形成于玻璃衬底900上的第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915,且在电子注入层915上层叠有第二电极902。
首先,在玻璃衬底900上使用溅射法沉积银(Ag),然后使用溅射法沉积包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),由此形成第一电极901。Ag的厚度为100nm,ITSO的厚度为85nm,电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着,作为用来在衬底上形成发光器件的预处理,用水洗涤衬底表面,以200℃烘烤1小时。然后,将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中,并在真空蒸镀设备内的加热室中在170℃的温度下进行60分钟的真空烘烤。然后,自冷却30分钟左右。
接着,以使形成有第一电极901的面朝下的方式将形成有第一电极901的衬底固定在真空蒸镀设备内的衬底支架上,在第一电极901上通过利用电阻加热的蒸镀法以PCBBiF:OCHD-003=1:0.04(重量比)且厚度为10nm的方式共蒸镀N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)及分子量为672且包含氟的电子受体材料(简称:OCHD-003),由此形成空穴注入层911。
接着,在空穴注入层911上以厚度为30nm的方式蒸镀PCBBiF,然后以厚度为10nm的方式蒸镀N,N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-胺-对三联苯(简称:DBfBB1TP),由此形成空穴传输层912。
接着,在空穴传输层912上形成发光层913。通过利用电阻加热的蒸镀法以αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02=1:0.015(重量比)且厚度为20nm的方式共蒸镀9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)及N,N’-二苯基-N,N’-双[(9-苯基-9H-咔唑-2-基)]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃-3,10-二胺(简称:3,10PCA2Nbf(IV)-02),由此形成发光层913。
接着,在发光层913上以厚度为20nm的方式蒸镀2-{3-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mPCCzPDBq),然后以厚度为15nm的方式蒸镀2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen),由此形成电子传输层914。
这里,在通过滤除特定波长以下的波长的光学滤光片照射荧光灯的光的状态下使发光器件暴露于大气环境。注意,下表1示出滤除波长的滤光片的条件。另外,根据设置的光学滤光片的透过界限波长而将各发光器件作为发光器件1A至发光器件1G。透过界限波长是滤光片的光谱透过率中的透过率为72%以上的波长(高透过界限波长)与为5%以下的波长(吸收界限波长)之间的波长倾斜幅度的中点处的波长。另外,作为参考的比较发光器件1被暴露于大气且被荧光灯照射而不通过光学滤光片。作为参考的比较发光器件2不被暴露于大气且不被荧光灯照射(换言之,通过连续真空工艺(continuous vacuum process)制造比较发光器件2)。
[表1]
接着,在减压到10-4Pa左右的环境下以80℃进行60分钟真空焙烧。然后,进行自冷却。
接着,在电子传输层914上以体积比为1:1(=LiF:Yb)且厚度为2nm的方式共蒸镀氟化锂(LiF)与镱(Yb),由此形成电子注入层915。
接着,在电子注入层915上以Ag:Mg=1:0.1(体积比)及厚度20nm的方式共蒸镀Ag与Mg,由此形成第二电极902。注意,第二电极902是具有反射光的功能及透射光的功能的半透射-半反射电极。
然后,作为盖层以厚度为70nm的方式蒸镀4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)。
以下表2示出上述发光器件(发光器件1A至发光器件1G)的元件结构。
[表2]
由此,制造发光器件。
<发光器件特性>
将上述通过光学滤光片照射荧光灯的各发光器件(发光器件1A至发光器件1G)、比较发光器件1及比较发光器件2放在氮气氛的手套箱中,以不使各发光器件暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围,在密封时进行UV处理并在80℃下进行1小时的加热处理),然后对各发光器件、比较发光器件1及比较发光器件2进行测量。注意,使用分光辐射亮度计(拓普康公司制造、SR-UL1R)测量亮度、CIE色度及发射光谱。
图25示出将发光器件(发光器件1A至发光器件1G)的电流密度设定为50[mA/cm2]时的蓝色指标(BI)与光学滤光片透过界限波长的关系。此外,作为参考值以虚线表示比较发光器件1及比较发光器件2的BI值。
注意,蓝色指标(BI)是指将电流效率(cd/A)还除以y色度而得的值,是表示蓝色发光的发光特性的指标之一。蓝色发光有y色度越小色纯度越高的发光的倾向。色纯度高的蓝色发光即使亮度成分小也可以呈现所希望的颜色,并且当使用色纯度高的蓝色发光时呈现蓝色时所需要的亮度得到降低,因此可以取得降低功耗的效果。因此,作为蓝色发光的效率的表现形式,有时使用考虑到作为蓝色纯度的指标之一的y色度的BI,可以说BI越高显示器的蓝色发光的效率越良好。
另外,图26示出初始特性中将电流密度设定为50[mA/cm2]时的电压与光学滤光片透过界限波长的关系。此外,作为参考值以虚线表示比较发光器件1及比较发光器件2的电压值。
从图25及图26可知,在大气中照射其波长比480nm短的光时初始特性劣化。另一方面,在照射480nm以上的长波长的光时,初始特性即使进行大气暴露也不劣化,可以得到等同于比较发光器件2(相当于通过连续真空工艺制造的器件)的特性。
<可靠性测试结果>
再者,对各发光器件(发光器件1A至发光器件1G)进行可靠性测试。在图27中,纵轴表示以开始发光的时点的亮度为100%以恒流密度(50[mA/cm2])进行了100小时驱动时的归一化亮度,横轴表示光学滤光片透过界限波长。此外,作为参考值以虚线表示比较发光器件1及比较发光器件2的归一化亮度。另外,在图28中,纵轴表示以恒流密度(50[mA/cm2])进行了100小时驱动后的电压变化(V),横轴表示光学滤光片透过界限波长。此外,作为参考值以虚线表示比较发光器件1及比较发光器件2的电压变化值。
从图27及图28可知,在大气中照射其波长比480nm短的光时可靠性劣化。另一方面,在仅照射480nm以上的长波长的光时,可靠性即使进行大气暴露也不劣化,可以得到等同于比较发光器件2(相当于通过连续真空工艺制造的器件)的特性。
从图25至图28可估计,发光器件在含氧大气气氛下被供应一定以上的光能时劣化。因此,即使在含氧大气气氛下,只要在控制所照射的光能的环境或没有氧的惰性气氛下就可以抑制发光器件的劣化。
在此,图29示出用于发光器件的有机化合物的吸收光谱以及典型的所照射的光的光谱(通过光学滤光片进行滤除后的荧光灯的光)。注意,在石英衬底上以厚度为50nm的方式沉积各有机化合物的薄膜,由此对有机化合物的吸收光谱进行测量。
从图29可知:发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的化合物为3,10PCA2Nbf(IV)-02,其吸收端为462nm。在吸收光谱的在最长波长观察到的峰的位于长波长的半值上划切线而根据该切线与横轴(波长)或基线的交叉点算出吸收端。
另外,通过透过界限波长为480nm的光学滤光片进行滤除后的荧光灯的位于最短波长的峰或肩峰为492nm,通过透过界限波长为440nm的光学滤光片进行滤除后的荧光灯的位于最短波长的峰或肩峰为441nm,不使用光学滤光片的荧光灯的位于最短波长的峰或肩峰为388nm。
由此可知:当在比3,10PCA2Nbf(IV)-02的吸收端的波长短的波长中具有照明光的光谱的峰或肩峰时发光器件发生劣化。
另外,在发光层所包含的有机化合物中,吸收光谱的吸收端中位于最长波长的吸收端为3,10PCA2Nbf(IV)-02的吸收端。当通过光学滤光片进行滤除后的荧光灯的光中位于最短波长的峰或肩峰的波长比该吸收端长时,发光器件的特性即使在含氧气氛下照射光也没有劣化。
从此可认为:在本实施例中,发光器件的劣化起因于3,10PCA2Nbf(IV)-02的可能性高。因此可知:通过在制造发光器件的环境下减少3,10PCA2Nbf(IV)-02所吸收的波长的光照射,即使暴露于大气气氛也可以制造可靠性高的发光器件。
另外,利用循环伏安法(CV)测量计算出αN-βNPAnth及3,10PCA2Nbf(IV)-02的HOMO能级。在测量中,使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造,型号:ALS型600A或600C)。其结果是,αN-βNPAnth的HOMO能级为-5.85eV,3,10PCA2Nbf(IV)-02的HOMO能级为-5.41eV。从此可知:在使用如3,10PCA2Nbf(IV)-02那样的具有高HOMO能级的有机化合物的情况下,通过减少该有机化合物所吸收的波长的光照射,即使暴露于大气气氛也可以制造可靠性高的发光器件。
实施例2
在本实施例中,通过MML工艺制造实施方式2中说明的本发明的一个方式的发光装置。
<发光装置>
如图30A所示,发光装置A、发光装置B及发光装置C包括形成在衬底上的像素1112。像素1112包括子像素1110R、子像素1110G及子像素1110B。另外,子像素1110(子像素1110R、子像素1110G和子像素1110B)分别包括发光器件1103(发光器件1103R、发光器件1103G和发光器件1103B)。
在各发光装置中,子像素1110R、子像素1110G、子像素1110B的尺寸分别为3.0μm×3.0μm、3.0μm×3.0μm、2.8μm×6.7μm,在30.41mm×22.81mm的显示区域中包括3840×2880个像素1112,即像素密度为3207ppi。
如图30B所示,各发光器件具有如下结构:第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914及电子注入层915,且电子注入层915上层叠有第二电极902。
另外,在相邻的发光器件之间包括绝缘层1120(绝缘层1120R、绝缘层1120G及绝缘层1120B)。另外,在相邻的发光器件之间的区域中包括具有绝缘层1122的结构体。
<各发光装置的制造方法>
发光装置A至发光装置C在工序中被暴露于大气。另外,关于发光装置A,在暴露于大气时照射荧光灯。关于发光装置B,在暴露于大气时的部分工序中照射荧光灯,而其他工序中照射橙色灯。关于发光装置C,在暴露于大气时仅照射橙色灯,作为传送载体使用具有遮光性的传送载体。下表3示出发光装置A、发光装置B及发光装置C的工艺工序的不同点。
[表3]
在硅衬底上使用溅射法以厚度为50nm的方式沉积钛(Ti),然后使用溅射法以厚度为70nm的方式沉积铝(Al),并且使用溅射法以厚度为6nm的方式沉积钛(Ti),由此形成导电体。然后,在大气中以300℃进行1小时焙烧,由此使Ti氧化。然后,使用溅射法以厚度为10nm的方式沉积包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),由此形成第一电极901。
接着,通过蒸镀法形成第一空穴注入层911、第一空穴传输层912、第一发光层913及第一电子传输层914。注意,第一发光层913包含发射蓝色光的荧光材料N,N’-二苯基-N,N’-双[(9-苯基-9H-咔唑-2-基)]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃-3,10-二胺(简称:3,10PCA2Nbf(IV)-02)。
接着,提取到含氧气氛下而暴露于大气。此时,照射表3所示的光。然后,作为牺牲层利用ALD法沉积厚度为30nm的氧化铝(简称:AlOx)膜,然后利用溅射法沉积厚度为54nm的钨(简称:W)膜。然后,以厚度为700nm的方式涂敷正型光致抗蚀剂,进行曝光、显影,由此形成光掩模。接着,将形成的光掩模用作掩模通过干蚀刻法去除钨膜,然后去除光掩模。然后,将钨膜用作掩模通过干蚀刻法去除氧化铝膜,然后将钨膜及该氧化铝膜用作掩模通过干蚀刻法对第一空穴注入层911、第一空穴传输层912、第一发光层913及第一电子传输层914进行图案化,来在子像素1110B的区域中将它们加工为岛状。
接着,通过蒸镀法形成第二空穴注入层911、第二空穴传输层912、第二发光层913及第二电子传输层914。注意,第二发光层913包含发射绿色光的磷光材料。
接着,提取到含氧气氛下而暴露于大气。此时,照射表3所示的光。然后,作为牺牲层利用ALD法沉积厚度为30nm的氧化铝(简称:AlOx)膜,然后利用溅射法沉积厚度为54nm的钨(简称:W)膜。然后,以厚度为700nm的方式涂敷正型光致抗蚀剂,进行曝光、显影,由此形成光掩模。接着,将形成的光掩模用作掩模通过干蚀刻法去除钨膜,然后去除光掩模。然后,将钨膜用作掩模通过干蚀刻法去除氧化铝膜,然后将钨膜及该氧化铝膜用作掩模通过干蚀刻法对第二空穴注入层911、第二空穴传输层912、第二发光层913及第二电子传输层914进行图案化,来在子像素1110G的区域中加工为岛状。
接着,通过蒸镀法形成第三空穴注入层911、第三空穴传输层912、第三发光层913及第三电子传输层914。注意,第三发光层913包含发射红色光的磷光材料。
接着,提取到含氧气氛下而暴露于大气。此时,照射表3所示的光。然后,作为牺牲层利用ALD法沉积厚度为30nm的氧化铝(简称:AlOx)膜,然后利用溅射法沉积厚度为54nm的钨(简称:W)膜。然后,以厚度为700nm的方式涂敷正型光致抗蚀剂,进行曝光、显影,由此形成光掩模。接着,将形成的光掩模用作掩模通过干蚀刻法去除钨膜,然后去除光掩模。然后,将钨膜用作掩模通过干蚀刻法去除氧化铝膜,然后将钨膜及该氧化铝膜用作掩模通过干蚀刻法对第三空穴注入层911、第三空穴传输层912、第三发光层913及第三电子传输层914进行图案化,来在子像素1110R的区域中加工为岛状。
接着,提取到含氧气氛下而暴露于大气,然后通过干蚀刻法去除钨膜,利用ALD法以覆盖露出的氧化铝膜的顶面及侧面以及像素1112整体的方式沉积厚度为15nm的氧化铝膜。
接着,以厚度为400nm的方式涂敷感光有机树脂,进行曝光、显影,由此形成具有与将成为各发光器件的区域(子像素1110R、子像素1110G及子像素1110B)重叠的开口部的绝缘层。在O2灰化之后以100℃进行10分钟焙烧,然后去除从开口部露出的将成为各发光器件的区域(子像素1110R、子像素1110G及子像素1110B)的氧化铝膜(厚度为45nm)。该氧化铝膜通过使用酸性药液的湿蚀刻被去除。
接着,提取到含氧气氛下而暴露于大气。此时,照射表3所示的光。接着,在减压到10-4Pa左右的环境下以70℃进行90分钟真空焙烧。然后,在各发光器件的区域中露出的第一至第三电子传输层914上通过蒸镀法形成电子注入层915。接着,在电子注入层915上通过电阻加热法及溅射法形成第二电极902,由此制造发光装置。
由此,制造发光装置A、发光装置B及发光装置C。
<发光装置中的呈现蓝色的器件的特性>
将上述发光装置C放在手套箱中,以不使各发光器件暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围,在密封时进行UV处理并在80℃下进行1小时的加热处理),然后对发光装置C所包括的经至少四次的大气暴露工艺的子像素1110B的发光特性进行测量。
图31示出发光装置C的子像素1110B的电流密度-电压特性,图32示出其亮度-电流密度特性,图33示出其BI-电流密度特性,图34示出其发射光谱。另外,作为参考数据,图35示出通过连续真空工艺制造的比较发光装置的电流密度-电压特性,图36示出其亮度-电流密度特性,图37示出其BI-电流密度特性,图38示出其发射光谱。注意,使用分光辐射亮度计(拓普康公司制造、SR-UL1R)测量亮度、CIE色度及发射光谱。
注意,比较发光装置通过如下工序制造:在第一电极901上使用与发光装置A至发光装置C相同的材料沉积第一空穴注入层911、第一空穴传输层912、第一发光层913及第一电子传输层914;以及以不暴露于大气的方式在第一电子传输层914上形成电子注入层915及第二电极902。比较发光装置中的子像素1110B的尺寸为2mm×2mm。
从图31至图38可知,发光装置C的子像素1110B具有等同于或优于通过连续真空工艺制造的比较发光装置的特性。
<发光装置中的呈现蓝色的器件的可靠性结果>
对分别包括经至少四次的大气暴露工艺的子像素1110B的上述发光装置A、发光装置B及发光装置C进行可靠性测试。
图39示出发光装置C以恒流密度(50[mA/cm2])驱动时的归一化亮度的时间变化。注意,将开始发光的时点的亮度作为100%来得到归一化亮度(%)。另外,作为参考数据,图40示出通过连续真空工艺制造的比较发光装置以恒流密度(50[mA/cm2])驱动时的归一化亮度的时间变化。
从上可知:发光装置C的到测量亮度降低到初始亮度的95%为止的经过时间LT95(h)的值为200小时,该发光装置C具有等同于或优于通过连续真空工艺制造的比较发光装置的可靠性。
另外,下表4示出发光装置A、发光装置B、发光装置C及比较发光装置的到测量亮度降低到初始亮度的95%为止的经过时间LT95(h)的值。
[表4]
发光装置A | 发光装置B | 发光装置C | 比较发光装置 | |
LT95[h] | 34.2 | 116.7 | 200.0 | 185.0 |
另外,图41示出荧光灯及橙色灯的光谱。荧光灯的位于最短波长的峰为388nm。另外,橙色灯的位于最短波长的峰为588nm,橙色灯是530nm以下的波长中没有光谱的光源。另外,荧光灯的照度为317勒克斯,橙色灯的照度为111勒克斯。另外,第一发光层913所包含的有机化合物3,10PCA2Nbf(IV)-02的吸收端为462nm。
因此可知:当在制造发光装置时的大气暴露中将其峰的波长位于比3,10PCA2Nbf(IV)-02的吸收端的波长短之处的荧光灯照射到发光装置时,发光装置的特性发生劣化。另外,当在制造发光装置时的大气暴露中将其峰的波长位于比3,10PCA2Nbf(IV)-02的吸收端的波长长之处的橙色灯时,发光装置的特性没有劣化。
从上可知:通过调节大气暴露中照射的光所具有的波长以及光量,可以提高发光装置的特性。
因此可以说,采用作为本发明的一个方式的制造工艺在提高发光器件的可靠性时很有用。
由此可知,通过使用本发明的一个方式可以提供良好发光装置。
实施例3
在本实施例中,为了说明实施方式中说明的本发明而制造发射蓝色光的发光器件并说明评价其特性的结果。
以下示出用于发光器件的有机化合物的结构式。
[化学式4]
<发光器件的制造方法>
如图24所示,发光器件具有如下结构:在形成于玻璃衬底900上的第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915,且在电子注入层915上层叠有第二电极902。
首先,在玻璃衬底900上使用溅射法沉积银(Ag),然后使用溅射法沉积包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),由此形成第一电极901。Ag的厚度为100nm,ITSO的厚度为80nm,电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着,作为用来在衬底上形成发光器件的预处理,用水洗涤衬底表面,以200℃烘烤1小时。然后,将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中,并在真空蒸镀设备内的加热室中在170℃的温度下进行30分钟的真空烘烤。然后,自冷却30分钟左右。
接着,以使形成有第一电极901的面朝下的方式将形成有第一电极901的衬底固定在真空蒸镀设备内的衬底支架上,在第一电极901上通过利用电阻加热的蒸镀法以PCBBiF:OCHD-003=1:0.04(重量比)且厚度为10nm的方式共蒸镀N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)及分子量为672且包含氟的电子受体材料(OCHD-003),由此形成空穴注入层911。
接着,在空穴注入层911上以厚度为25nm的方式蒸镀PCBBiF,然后以厚度为10nm的方式蒸镀N,N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-胺-对三联苯(简称:DBfBB1TP),由此形成空穴传输层912。
接着,在空穴传输层912上形成发光层913。通过利用电阻加热的蒸镀法以αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02=1:0.015(重量比)且厚度为20nm的方式共蒸镀9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)及N,N’-二苯基-N,N’-双[(9-苯基-9H-咔唑-2-基)]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃-3,10-二胺(简称:3,10PCA2Nbf(IV)-02),由此形成发光层913。
接着,在发光层913上以厚度为20nm的方式蒸镀2-{3-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mPCCzPDBq),然后以厚度为15nm的方式蒸镀2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen),由此形成电子传输层914。
在此,使发光器件在照射荧光灯的光的状态下暴露于大气环境。下表示出照射荧光灯的时间。另外,根据照射荧光灯的时间将各发光器件分别作为发光器件3A至发光器件3H。
[表5]
接着,在减压到10-4Pa左右的环境下对各发光器件(发光器件3A至发光器件3H)以80℃进行60分钟的真空焙烧。然后,进行自冷却。
接着,在电子传输层914上以体积比为1:1(=LiF:Yb)且厚度为2nm的方式共蒸镀氟化锂(LiF)与镱(Yb),由此形成电子注入层915。
接着,在电子注入层915上以Ag:Mg=1:0.1(体积比)及厚度20nm的方式共蒸镀Ag与Mg,由此形成第二电极902。注意,第二电极902是具有反射光的功能及透射光的功能的半透射-半反射电极。
然后,作为盖层以厚度为70nm的方式蒸镀4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)。
下表示出上述发光器件(发光器件3A至发光器件3H)的元件结构。
[表6]
由此,制造发光器件3A至发光器件3H。
<发光器件特性>
将上述照射荧光灯的各发光器件(发光器件3A至发光器件3H)放在氮气氛的手套箱中,以不使各发光器件暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围,在密封时进行UV处理并在80℃下进行1小时的加热处理),然后对各发光器件进行测量。
图42示出各发光器件的电流密度-电压特性,图43示出其亮度-电流密度特性,图44示出其蓝色指标(BI)-电流密度特性。另外,图45示出将发光器件3B至发光器件3H的电流密度设定为50[mA/cm2]时的蓝色指标(BI)。注意,以点划线示出不照射荧光灯的发光器件3A的值。另外,图46示出各发光器件的发射光谱。
从图42至图45可知:当在大气中照射荧光灯时,有照射时间越长初始特性越坏的倾向;尤其是,BI值因60秒以上的照射而显著发生劣化。
<可靠性测试结果>
再者,对各发光器件进行可靠性测试。图47示出各发光器件以恒流密度(50[mA/cm2])驱动时的归一化亮度的时间变化。注意,将开始发光的时点的亮度作为100%来得到归一化亮度(%)。
另外,图48示出发光器件3B至发光器件3H的以开始发光的时点的亮度为100%以恒流密度(50[mA/cm2])进行了100小时驱动时的归一化亮度。横轴表示发光器件的制造中照射荧光灯的时间。注意,以点划线示出不照射荧光灯的发光器件3A的值。
另外,图49示出发光器件3B至发光器件3H的到测量亮度降低到初始亮度的97%为止的经过时间LT97(h)的值。横轴表示发光器件的制造中照射荧光灯的时间。注意,以点划线示出不照射荧光灯的发光器件3A的值。
从图47至图49可知:当在大气中照射荧光灯时可靠性劣化;尤其是,因照射超过10秒荧光灯而显著降低可靠性。
实施例4
在本实施例中,制造实施方式中说明的本发明的一个方式的发射绿色光的器件4A、比较器件4B及比较器件4C并说明其特性的评价结果。
以下示出用于器件4A、比较器件4B以及比较器件4C的有机化合物的结构式。
[化学式5]
另外,下表示出器件4A、比较器件4B及比较器件4C的元件结构。
[表7]
<器件的制造方法>
如图24所示,器件4A、比较器件4B及比较器件4C具有如下结构:在形成于玻璃衬底900上的第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915,且在电子注入层915上层叠有第二电极902。
首先,在玻璃衬底900上使用溅射法沉积银(Ag),然后使用溅射法沉积包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),由此形成第一电极901。Ag的厚度为100nm,ITSO的厚度为85nm,电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着,作为用来在衬底上形成器件4A、比较器件4B及比较器件4C的预处理,用水洗涤衬底表面,以200℃烘烤1小时。然后,将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中,并在真空蒸镀设备内的加热室中,在170℃的温度下进行30分钟的真空烘烤。然后,自冷却30分钟左右。
接着,以使形成有第一电极901的面朝下的方式将形成有第一电极901的衬底固定在真空蒸镀设备内的衬底支架上,在第一电极901上通过利用电阻加热的蒸镀法以PCBBiF:OCHD-003=1:0.04(重量比)且厚度为10nm的方式共蒸镀N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)及分子量为672且包含氟的电子受体材料(简称:OCHD-003),由此形成空穴注入层911。
接着,在空穴注入层911上以厚度为70nm的方式蒸镀PCBBiF,由此形成空穴传输层912。
接着,在空穴传输层912上形成发光层913。通过利用电阻加热的蒸镀法以4,8mDBtP2Bfpm:βNCCP:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)=0.6:0.4:0.1(重量比)且厚度为40nm的方式共蒸镀4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:βNCCP)以及[2-d3-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)),由此形成发光层913。
接着,在发光层913上以厚度为20nm的方式蒸镀2-{3-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mPCCzPDBq),然后以厚度为15nm的方式蒸镀2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen),由此形成电子传输层914。
在此,使器件4A及比较器件4B暴露于大气1小时。此外,在橙色灯照射下使器件4A暴露于大气。另一方面,在使比较器件4B暴露于大气时,使用具有遮光性的暗箱使得不对比较器件4B照射光。下表示出照射的光的条件。另外,作为参考的比较器件4C不被暴露于大气且不被橙色灯照射(换言之,通过连续真空工艺制造比较器件4C)。
[表8]
接着,在减压到10-4Pa左右的环境下对器件4A及比较器件4B以80℃进行60分钟真空焙烧。然后,进行自冷却。注意,对比较器件4C不进行该真空焙烧。
接着,在电子传输层914上以体积比为1:1(=LiF:Yb)且厚度为2nm的方式共蒸镀氟化锂(LiF)与镱(Yb),由此形成电子注入层915。
接着,在电子注入层915上以Ag:Mg=1:0.1(体积比)及厚度20nm的方式共蒸镀Ag与Mg,由此形成第二电极902。注意,第二电极902是具有反射光的功能及透射光的功能的半透射-半反射电极。
然后,作为盖层以厚度为70nm的方式蒸镀4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)。
由此,制造器件4A、比较器件4B及比较器件4C。
<各器件特性>
将上述照射橙色灯的器件4A、比较器件4B及比较器件4C从真空处理室移动至氮气氛的手套箱,在该氮气氛的手套箱中,以不使各器件(器件4A、比较器件4B及比较器件4C)暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围,在密封时进行UV处理并在80℃下进行1小时的加热处理),然后对器件4A、比较器件4B及比较器件4C进行测量。
图50示出器件4A、比较器件4B及比较器件4C的电流效率-亮度特性,图51示出其亮度-电压特性,图52示出其电流效率-电流密度特性,图53示出其电流密度-电压特性,图54示出其发射光谱。注意,使用分光辐射亮度计(拓普康公司制造、SR-UL1R)测量亮度、CIE色度及发射光谱。
从图50至图54可知,器件4A及比较器件4B具有等同于通过连续真空工艺制造的比较器件4C的特性。
<可靠性测试结果>
再者,对器件4A、比较器件4B及比较器件4C进行可靠性测试。图55示出以开始发光的时点的亮度为100%以恒流密度(50[mA/cm2])驱动时的亮度(%)的经过时间变化。
从图55可知,器件4A及比较器件4B具有等同于通过连续真空工艺制造的比较器件4C的特性。
另外,下表示出进行了100小时驱动时的归一化亮度(%)及进行了100小时驱动后的电压变化量(V)。
[表9]
根据图55可知:器件4A即使在大气气氛下照射橙色灯也没有可靠性劣化,可以得到等同于不照射橙色灯的比较器件4B及通过连续真空工艺制造的比较器件4C的特性。
也就是说,可知器件4A即使在含氧大气气氛下被供应光能也不劣化。
在此,图56示出用于发光层913的有机化合物的吸收光谱以及照射的橙色灯的发射光谱。注意,制备二氯甲烷溶液对Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)的吸收光谱进行测量。另外,在石英衬底上以厚度为50nm的方式沉积各有机化合物的薄膜而对其他有机化合物的吸收光谱进行测量。
根据图56可知:发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的化合物为Ir(ppy)2(mbfpypy-d3),其吸收端为522nm。另外,橙色灯的位于最短波长的峰为588nm,橙色灯是530nm以下的波长中没有光谱的光源。
Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)的吸收端的波长比橙色灯的位于最长波长的峰短。注意,在吸收光谱的在最长波长观察到的峰(或肩峰)的位于长波长的半值上划切线而根据该切线与横轴(波长)或基线的交叉点算出吸收端。
从此,橙色灯的发射光谱中的位于最长波长的峰的波长比Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)的吸收端的波长长,所以器件4A不发生劣化。因此可知:通过在制造器件的环境下减少用于发光层的有机化合物所吸收的波长的光照射,即使暴露于大气气氛也可以制造可靠性高的器件。
实施例5
在本实施例中,制造实施方式中说明的本发明的一个方式的器件5A及比较器件5B并说明其特性的评价结果。
以下示出用于器件5A及比较器件5B的有机化合物的结构式。
[化学式6]
另外,下表示出器件5A及比较器件5B的元件结构。
[表10]
<器件的制造方法>
如图24所示,器件5A及比较器件5B具有如下结构:在形成于玻璃衬底900上的第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915,且在电子注入层915上层叠有第二电极902。
首先,在玻璃衬底900上使用溅射法沉积银(Ag),然后使用溅射法沉积包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),由此形成第一电极901。Ag的厚度为100nm,ITSO的厚度为85nm,电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着,作为用来在衬底上形成器件5A及比较器件5B的预处理,用水洗涤衬底表面,以200℃烘烤1小时。然后,将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中,并在真空蒸镀设备内的加热室中,在170℃的温度下进行30分钟的真空烘烤。然后,自冷却30分钟左右。
接着,以使形成有第一电极901的面位于下方的方式将形成有第一电极901的衬底固定在设置于真空蒸镀设备内的衬底支架上,并且在第一电极901上通过利用电阻加热的蒸镀法以BBABnf:OCHD-003=1:0.10(重量比)且厚度为10nm的方式共蒸镀N,N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BBABnf)与以672的分子量包含氟的电子受体材料(简称:OCHD-003),由此形成空穴注入层911。
接着,在空穴注入层911上以厚度为40nm的方式蒸镀BBABnf,,然后以厚度为20nm的方式蒸镀9,9’-二苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:PCCP),由此形成空穴传输层912。
接着,在空穴传输层912上形成发光层913。通过利用电阻加热的蒸镀法以4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(mpptz-diBuCNp)3=0.5:0.5:0.06(重量比)且厚度为30nm的方式共蒸镀4,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称:4,6mCzP2Pm)、9,9’-二苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:PCCP)以及三{2-[4-(4-氰基-2,6-二异丁基苯基)-5-(2-甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称:Ir(mpptz-diBuCNp)3),然后以4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(mpptz-diBuCNp)3=0.8:0.2:0.06(重量比)且厚度为10nm的方式共蒸镀4,6mCzP2Pm、PCCP以及Ir(mpptz-diBuCNp)3,由此形成发光层913。
接着,在发光层913上以厚度为10nm的方式蒸镀2-{3-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mPCCzPDBq),然后以厚度为15nm的方式蒸镀2,2’-(1,3-亚苯)双(9-苯基-1,10-菲咯啉)(简称:mPPhen2P),由此形成电子传输层914。
在此,在橙色灯照射下使器件5A暴露于大气1小时,然后在减压到10-4Pa左右的环境下以110℃进行60分钟的真空焙烧。然后,进行自冷却。另一方面,作为参考的比较器件5B不被暴露于大气,不被橙色灯照射,并且不被进行真空焙烧(换言之,通过连续真空工艺制造比较器件5B)。
[表11]
接着,在电子传输层914上以体积比为1:1(=LiF:Yb)且厚度为1.5nm的方式共蒸镀氟化锂(LiF)与镱(Yb),由此形成电子注入层915。
接着,在电子注入层915上以Ag:Mg=1:0.1(体积比)及厚度15nm的方式共蒸镀Ag与Mg,由此形成第二电极902。注意,第二电极902是具有反射光的功能及透射光的功能的半透射-半反射电极。
然后,作为盖层以厚度为70nm的方式蒸镀4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)。
由此,制造器件5A及比较器件5B。
<各器件特性>
将上述照射橙色灯的器件5A及比较器件5B放在氮气氛的手套箱中,以不使各器件暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围,在密封时进行UV处理并在80℃下进行1小时的加热处理),然后对发光器件5A及比较器件5B的发光特性进行测量。
图57示出器件5A及比较器件5B的电流效率-亮度特性,图58示出其亮度-电压特性,图59示出其亮度-电流密度特性,图60示出其电流密度-电压特性,图61示出其蓝色指标(BI)-亮度特性,图62示出其电致发光光谱。
另外,下表示出器件5A及比较器件5B的亮度为1000cd/cm2附近时的主要特性。注意,使用分光辐射亮度计(拓普康公司制造、SR-UL1R)测量亮度、CIE色度及电致发光光谱。
[表12]
从图57至图62及上表可知,器件5A具有等同于通过连续真空工艺制造的比较器件5B的特性。另外,可知,器件5A以低电压驱动并以高电流效率发光。另外,可知:器件5A在发光层中包含具有缺π电子杂芳环的高电子传输性有机化合物4,6mCzP2Pm以及具有富π电子型杂芳环的高空穴传输性有机化合物PCCP,上述有机化合物组合形成激基复合物,由此以低电压驱动并以高电流效率发光。另外,可知:器件5A在发光层中具有4,6mCzP2Pm与PCCP的浓度比不同的区域,发光层的接触于空穴传输层的区域中的PCCP的浓度比等同于或高于4,6mCzP2Pm,而接触于电子传输层的区域中的4,6mCzP2Pm的浓度比高于PCCP,这使发光层中的载流子复合更容易,由此器件5A以高电流效率发光。
<可靠性测试结果>
再者,对器件5A及比较器件5B进行可靠性测试。图63示出以开始发光的时点的亮度为100%以恒流密度(10[mA/cm2])驱动时的亮度(%)的经过时间变化。
根据图63可知,器件5A表示比通过连续真空工艺制造的比较器件5B高的可靠性。另外,器件5A的到测量亮度降低到初始亮度的90%为止的经过时间LT90(h)的值为22小时。比较器件5B的LT90为18小时。
因此,器件5A即使在大气气氛下照射橙色灯也没有可靠性劣化,可以得到等同于通过连续真空工艺制造的比较器件5B的特性。
在此,图64示出用于发光层913的有机化合物的吸收光谱。注意,制备二氯甲烷溶液对Ir(mpptz-diBuCNp)3的吸收光谱进行测量。另外,在石英衬底上以厚度为50nm的方式沉积各有机化合物的薄膜而对其他有机化合物的吸收光谱进行测量。
根据图64可知:发光层所包含的有机化合物中的在最长波长具有吸收端的化合物为Ir(mpptz-diBuCNp)3,其吸收端为478nm。另外,图65的橙色灯光谱所示,橙色灯的位于最短波长的峰为588nm,橙色灯是530nm以下的波长中没有光谱的光源。
Ir(mpptz-diBuCNp)3的吸收端的波长比橙色灯的位于最长波长的峰短。注意,在吸收光谱的在最长波长观察到的峰(或肩峰)的位于长波长的半值上划切线而根据该切线与横轴(波长)或基线的交叉点算出吸收端。
从此,橙色灯的发射光谱中的位于最长波长的峰的波长比Ir(mpptz-diBuCNp)3的吸收端的波长长,所以器件5A不发生劣化。因此可知:通过在制造器件的环境下减少用于发光层的有机化合物所吸收的波长的光照射,即使暴露于大气气氛也可以制造高可靠性的器件。
Claims (18)
1.一种发光器件的制造方法,包括如下步骤:
在设置有第一电极的衬底上形成包含有机化合物的发光层;
在其光谱峰中最短波长的峰位于比所述有机化合物的吸收光谱的吸收端中最长波长的吸收端长的波长的光源的照明下保持所述衬底;
在所述发光层上形成牺牲层;
通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状;以及
在所述发光层上形成第二电极。
2.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分,
并且在所述照明下保持所述衬底。
3.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中所述发光层所包含的所述有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物发射荧光。
4.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中所述发光层所包含的所述有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物不是配合物。
5.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中所述发光层所包含的所述有机化合物中具有最长波长的吸收端的有机化合物的HOMO能级为-5.8eV以上。
6.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中在含氧气氛下保持所述衬底。
7.一种发光器件的制造方法,包括如下步骤:
在设置有第一电极的衬底上形成发光层;
在其光谱峰中最短波长的峰位于480nm以上的波长的光源的照明下保持所述衬底;
在所述发光层上形成牺牲层;
通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状;以及
在所述发光层上形成第二电极。
8.根据权利要求7所述的发光器件的制造方法,
其中去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分,
并且在所述照明下保持所述衬底。
9.根据权利要求7所述的发光器件的制造方法,
其中所述光源的所述光谱峰中最短波长的峰位于500nm以上的波长。
10.根据权利要求7所述的发光器件的制造方法,
其中所述光源的所述光谱峰中最短波长的峰位于550nm以上的波长。
11.根据权利要求7所述的发光器件的制造方法,
其中在含氧气氛下保持所述衬底。
12.一种发光器件的制造方法,包括如下步骤:
在设置有第一电极的衬底上形成发光层;
在照度为120勒克斯以下的照明下保持所述衬底;
在所述发光层上形成牺牲层;
通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状;以及
在所述发光层上形成第二电极。
13.根据权利要求12所述的发光器件的制造方法,
其中去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分,
并且在所述照明下保持所述衬底。
14.根据权利要求12所述的发光器件的制造方法,
其中所述照度为10勒克斯以下。
15.根据权利要求12所述的发光器件的制造方法,
其中在含氧气氛下保持所述衬底。
16.根据权利要求1所述的发光器件的制造方法,
其中所述在所述发光层上形成所述牺牲层的步骤以及所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤在所述在设置有所述第一电极的所述衬底上形成包含所述有机化合物的所述发光层的步骤之后进行,
并且去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分的步骤在所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤与所述在其光谱峰中最短波长的峰位于比所述有机化合物的吸收光谱的吸收端中最长波长的吸收端长的波长的所述光源的所述照明下保持所述衬底的步骤之间进行。
17.根据权利要求7所述的发光器件的制造方法,
其中所述在所述发光层上形成所述牺牲层的步骤以及所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤在所述在设置有所述第一电极的所述衬底上形成所述发光层的步骤之后进行,
并且去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分的步骤在所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤与所述在其光谱峰中最短波长的峰位于480nm以上的波长的所述光源的所述照明下保持所述衬底的步骤之间进行。
18.根据权利要求12所述的发光器件的制造方法,
其中所述在所述发光层上形成所述牺牲层的步骤以及所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤在所述在设置有所述第一电极的所述衬底上形成所述发光层的步骤之后进行,
并且去除所述发光层上的所述牺牲层的至少一部分的步骤在所述通过光刻法至少将所述发光层加工为岛状形状的步骤与所述在照度为120勒克斯以下的所述照明下保持所述衬底的步骤之间进行。
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