TW200818970A

TW200818970A - Organic luminescent element and display device

Info

Publication number: TW200818970A
Application number: TW096123289A
Authority: TW
Inventors: Mitsuhiro Kashiwabara
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-04-16
Also published as: US20160359140A1; US20080136318A1; JP2008034288A; US9461274B2; KR20080012177A; US20170301885A1; TWI378739B; CN101118954A; CN101118954B; US9093664B2; JP5109303B2; US20150144936A1; US9786869B2; US9985250B2

Description

200818970 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種具有光共振器構造之有機發光元件及使用其之顯示裝置。【先前技術】

近年來作為平板顯示器之一，利用有機EL (Elect〇 inescence，電致發光）現象來顯示圖像之有機顯示為叉到關注。有機]5[顯示器係利用此種發光現象來顯示圖像之自^光型，因此於視角廣闊、耗電較小且重量輕之方面優良。有機EL顯示器所搭載之有機虹元件，主要具有於陽極與陰極之間設置有機層之構造。該有機層-併含有作為發光原之《光層、及用以使該發光層發光之電洞傳輸層及電子傳輸層等。 -中開务有於主動矩陣驅動方^之有機el顯示装置中’可保持較大像素開口率之頂部發光（tGp emissi〇n)構造 (例如’參照專利文獻1至專利文獻8)。料構造係具有光 ^射性下部陰極與光透射性上部陽極之元件構造，且與先河開發之具有光透射性下部陽極及光反射性上部陰極者不同。-般認為頂部發光構造不會受到因邝丁卿咖 TranS1St°r，薄膜電晶體）或配線而使開口率下降之影響，提供一種顯示性能高、長期可靠性優良之有：顯不裝置。進而於頂部發光構造中眾所周知具有如下技術：為提 120284.doc 200818970 高藍光、綠光及紅光之色純度，而於具有光反射性下部陽極與光半透射性上部陰極之元件構造中，使有機層中發光層所產生之光反射後進行共振（例如，參照專利文獻9及專利文獻10)。具有此種光共振功能之有機EL元件之元件構造，一般而言稱為「光共振器構造（即所謂之微共振腔構造）」。尤其，具有光共振器構造之有機EL元件因光萃取 • 效率提昇即正面光強度變大，並且色純度增高，故適用於全彩顯示器。 ® [專利文獻1]曰本專利特開2003-203781號公報 [專利文獻2]曰本專利特開2003-203783號公報 [專利文獻3]曰本專利特開2003-323987號公報 [專利文獻4]曰本專利特開2004· 146198號公報 [專利文獻5]曰本專利特開2004-152542號公報 [專利文獻6]日本專利特開2005-0326 18號公報 [專利文獻7]曰本專利特開2005-276542號公報 φ [專利文獻8]日本專利特開2005-530320號公報 [專利文獻9]國際公開第WOO 1/039554號小冊子 [專利文獻10]曰本專利特開平1〇_ 177896號公報 - 【發明内容】 ^ [發明所欲解決之問題] 最近伴隨著有機EL顯示器之實用性得到廣泛認識，提高顯示性能乏期望越發高漲。然而，先前有機El元件控制顯示性能之發光性能尚不充分，存在大量改善餘地。 120284.doc 200818970 例如，於專利文獻1乃至專利文獻8之元件構造中，均以使用光透射性較高之上部陽極為前提，而上部陽極之構成材料限定為金屬氧化物導電體。通常須對金屬氧化物導電體進行濺鍍成膜，若使有機層成膜後直接成膜，則對有機層損害較大。因此，上述專利文獻丨乃至專利文 - 降低成膜時之損害，而採用各種緩衝層，或研究成膜= ’ 而，存在如下問題：料效果較為有限，不能避免 φ I靠性及發光效率下降，而且因濺鐘粒子而導致產生漏電机又，使用用以降低損害之附加製程則會導致成本掸加。曰然而，於具有光共振器構造之元件構造之情形時，一般而言反射面與半透射面之間的光程L滿足數i。又 (數1) L 二(ηι-φ/2π)λ/2 (式中，L表示反射面與半透射面之間的光程，㈤表示階數 • (〇或自然數），〇表示反射面上產生之反射光之相移與半透射面上產生之反射光之相移之和（rad)，λ表示需要自半透、面，側萃取之光之光譜峰值波長。再纟，於數1中，L及 • λ之單位可共用，例如將單位設為（nm))。 ‘ ；反射面與半透射面之間，存在萃取光之發光強度達到極大之位置（共振面）。該共振面為糾處，且於㈣以上 =條件下，最靠近反射面之共振面具有發光面，則發光光讀之半高寬達到最大。因光共振器構造如此’故可增大正面之色純度及發光強 120284.doc 200818970 度，另一方面，卻發現相對於視角之色差出現及強度下降，且m越大則越出現顯著之視角依存性。若僅考慮到視角特性’則m=0為理想條件，但於該條件下有機膜厚變薄，因此對發光特性之影響或漏電流導致之缺陷出現的可能性會增大。為解決該等問題，一般認為有效的是例如於m：= i之條件下，使靠近反射面之共振面具有發光層。作為於靠近反射面之共振面配置發光層之方法，一般認為係具備如專利文獻9及專利文獻1〇代表之共振器構造之先前元件構造，即依序積層有光反射性下部陽極、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、光半透射性上部陰極之先前疋件之情形時，使電子傳輸層厚膜化。然而，若通常使用之Alq3之電子傳輸層厚膜化，則會產生驅動電壓過度上升而使面板耗電增大之問題。另一方面，於主動矩陣型有機EL驅動面板中，除先前使用之低溫多晶矽TFT外，亦對非晶形TFT及有機TFT之使用情形不斷進行研究。根據TFT之構成及驅動電路之設計，基板側之反射電極為陰極者較佳，但於具有先前之光共振益構造之有機EL顯示裝置中，僅知悉基板侧之反射電極為陽極之情形，故有時無法對應多樣化之主動驅動電路。本發明係鑒於上述問題點研製而成者’其目的在於提供 :種可抑制驅動電Μ且提高光萃取特性，從而使發光性能知到k升之有機發光元件及使用其之顯示裝置。 [解決問題之技術手段] 120284.doc 200818970 本發明之有機發光元件具備：積層構造，其依序具有陰極、含有由有機材料構成之發光層之複數個層、以及含有金屬薄膜之陽極，且相對於發光層中產生之光，陰極為反射性而陽極為半透射性；及共振器構造，其使發光層中產生之光’於陰極與陽極之間產生共振。此處所謂「透射暴性」係指可見光之透射率為1 0%以上且1 〇〇%以下之情形， • 所謂「反射性」係指可見光之反射率為1〇%以上且1〇〇%以下之情形，所謂「半透射性」係指兼具透射性及反射性之情形。本發明之顯示裝置係具備複數個有機發光元件者，且有機發光元件由上述本發明之有機發光元件構成。於本發明之有機發光元件具有積層構造，且該積層構造依序積層有反射性陰極、含有發光層之複數個層、含有金屬薄膜之半透射性陽極，因此，可藉由使複數個層中靠近陽極之層厚變厚，而使發光層與於共振器構造中萃取光之 • 發光強度達到最大之靠近陰極之共振面能夠接合。因此，不胃使驅動電壓上升便可抑制依存於視角之萃取光之強度下降或向紐波長側位移，從而可獲得較高之光萃取效率。於本备明之顯不裝置中，因使用本發明之有機發光元 • 件’故可提高顯示性能。 [發明之效果] 根據本發明之有機發光元件，由於設置積層有反射性陰極、含有發光層之複數個層、及含有金屬薄膜之半透射性、之構k ’且藉由陰極與陽極而構成共振器構造，因 120284.doc 200818970 此，可使共振器構造之發光層的 ^ .仏且取彳土化而不致使驅動 ^ m可緩和視角依存性且獲得較高之光萃取特性，從而提高發光性能。又，根據本發明之顯示裝置，因具備發光性能較高之本發明之有機發光元件，故可提高顯示性能’並且亦可極佳對應有機TFT等多樣化 = 路。电【實施方式】

以下，參照圖式對本發明之實施形態加以詳細說明。 [第1實施形態] 圖1係本發明第1實施形態之有機紅顯示裝置之剖面構造的示意®。該暴貝示裝置係用作才亟薄型有機發光顯示器者，且對向配置有驅動面板1()及封止面板2G，並藉由由熱硬化型樹脂等構成之黏接層30而貼合整個面。驅動面板1〇係例如於由玻璃等絕緣材料構成之驅動用基板u上，介隔TFT 12及平坦化膜13而將產生紅光之有機發光元件1〇R、產生綠光之有機發光元件10G、及產生藍光之有機發光元件 10B依序整體設為矩陣狀。 TFT 12係分別與有機發光元件1〇尺、1〇G、1叩對應之主動元件，且有機發光元件l〇R、10G、10B通過主動矩陣方式驅動。TFT 12之閘電極（未圖示）與未圖示之掃描電路連接’源極及没極（均未圖示）與介隔例如由氧化矽或者pSG (Phos-Silicate Glass，磷矽酸鹽玻璃）等構成之層間絕緣膜 12A而設置之配線12B連接。配線12B經由設於層間絕緣膜 12A上且未圖不之連接孔而與TFT 12之源極及没極連接而 120284.doc -10 - 200818970 用作信號線。配線12B例如厚度為ι,〇 μιη左右，且由鋁（A1) 或鋁（A1)-銅（Cu)合金構成。再者，TFT 12之構成並未特別限定，例如亦可為底閘極型或上閘極型。平坦化膜13係用以將形成有tft 12之驅動用基板11之表面平坦化，均勻形成有機發光元件10R、10G、10B之各層膜厚之底層。於平坦化膜13上，設有連接有機發光元件 l〇R、10G、10B之陰極14及配線12β之連接孔13A。有機發光元件10R、10G、1〇Β具有積層構造，該積層構造例如自驅動用基板，隔著TFT 12及平坦化膜13，依序積層有陰極14、絕緣膜15、包括含有由有機材料構成之發光層16C之複數個層之顯示層丨6、及陽極！ 7。例如，如圖2所示，顯示層16係自陰極14侧依序積層有電子注入層 16A、電子傳輸層16B、發光層16(：、電洞傳輸層i6D及電洞注入層16E者。於陽極17上，視情況形成有保護層18。又，於該有機發光元件10R、10G、10B中，陰極14相對於發光層16C中產生之光為反射性，另一方面陽極i 7則為半透射丨生，並藉由該等陰極丨4與陽極17而構成使發光層 16C中產生之光共振之共振器構造。即，上述有機發光元件1〇R、1〇G、1〇B具有共振器構造，該共振器構造將陰極14於發光層16C側之端面作為第1 端部P1，將陽極17於發光層16C側之端面作為第2端部p2，將顯不層16作為共振部，並使發光層16C中產生之光共振後自第2端部P2側萃取。若具有如此共振器構造，則發光層1 6C中產生之光將產生多重干涉，故發揮一種窄帶通濾 120284.doc 200818970 光片之作用，藉此可使萃取光之光譜半高寬減小，並提高色純度。又，對於自封止用基板21侧入射之外部光，亦可藉由多重干涉而使其衰減，並可藉由將下述彩色濾光片22 或相位差板及偏光板（未圖示）加以組合，而將有機發光元件10R、l〇G、10B之外部光反射率減至極小。為此，較好的是使共振器之第】端部（反射面）pi與第2端 4 (半透射面）P2之間的光程l滿足數2，並且使共振器之共振波長（萃取光的光譜之峰值波長）與需要萃取之光的光譜之峰' 值波長一致。 (數2) [=(ιη-φ/(2π)λ/2 (式中，L表示第1端部Ρ1與第2端部Ρ2之間的光程，m表示階數(〇或自然數），φ表示第i端部P1中產生之反射光之相移Φ1與第2端部P2中產生之反射光之相移φ2之和 (〇-Ol+0>2)(rad)，λ表示需要自第2端部⑼則中萃取之光的光^之峰值波長。再者，於數2中，^及人之單位可共用，例如將單位設為（nm))。於第1端口PP1與第2端部P2之間，萃取光之發光強度達到和大之位置（共振面）存在有m+i處，於以上之條件下，最靠近第i端部P1之共振面具有發光層i6c，則發光光 _之半高寬達㈣大’ x’使依存於視角之萃取光強度下争仔到抑制，亚且萃取光之短波長之位移變小。階數m並未特別限定’但較好的是例如m=i時，即，存在2處共振面，且發光層丨叱配置於其中靠近第丨端部？1之 120284.doc •12- 200818970 共振面上。其原因在於，如上所述m越大則視角依存性越大，而另一方面，當m=〇時，則顯示層16之厚度變薄，使漏電流等產生之可能性變大等發光特性中易於產生問題。

進而，於該顯示裝置中具有積層構造，該積層構造如上所述自驅動用基板11側，依序積層有陰極14、含有發光層 16C之顯示層16、及陽極17。藉此，該顯示裝置可藉由：電洞傳輸層i6D之厚度增大，而使發光層㈣與靠近第㈣部P1之共振面能夠接合，藉此，可提高光萃取特性且幾乎不使驅動電壓上升，因此使發光性能提昇。如此共振器構造中作為第i端部P1之陰極14，若具有盡可能高之反射率，則於提高發光效率方面較理想。又，= 極二係電子注入電極’因此較好的是對顯示層16之電子注入p早壁較小’且較理想的是藉由功函數較小之金屬而構成。陰極14例如積層方向上之厚度（以下，僅稱為厚幻為 3〇 _上且2_ nm以下’且由鐘（u)、鎮（Mg)或約㈣ 4驗金屬或者驗土金屬、與銀（Ag)、銘⑽或銦（In)等金屬之合金構成。X ’亦可為上述鹼金屬或者鹼土金屬之層、與上述金屬之層的積層構造。再者，陰極14亦可藉由南丨爾欠# + i 』稭田和用各種表面處理或者下述電子 :入層似’而由功函數較大之金屬或金屬氧化物等構，陰極14亦可為例如功函數較小之金屬薄膜或含有 :數較小之金屬之摻雜層與由氧化錫（Sn〇2)、氧化鋼錫，Indium Tin Oxide)、氧仆铉土尸 )乳化辞或者氧化鈦等金屬氧化物構成之透明電極之積層構造。 120284.doc -13- 200818970 另一方面，作為第2端部P2之陽極17作為半透射性反射層’反射率與透射率之合計變得盡可能接近1〇〇%，另一方面，盡可能使吸收率減小，如此則於使吸收導致之損失減少之方面而言較為理想。陽極丨7必須發揮電極之作用，因此必須具備即使於薄膜中亦能夠充分對有機EL元件供給電洞之導電性。作為如此陽極17之構成材料，例如，較好的是由含有鎂 (Mg)、鈣（Ca)、鈉（Na)等鹼金屬或鹼土金屬、及銀之合金構成之金屬薄膜，尤其較好的是由含有鎂（Mg)與銀 (Ag)之合金構成之金屬薄膜。其原因在於：因由鎂（Mg)與銀（Ag)之合金構成之金屬薄膜可穩定進行真空蒸鍍，且即使於5 nm至1〇 nm左右之薄膜中，亦可驅動有機£^元件，故作為光共振器構造中光萃取側之電極最佳。又，其原因在於··由鎂（Mg)與銀（Ag)之合金構成之陽極17，因可藉由士私阻加熱蒸鍍之對有機膜損害較小之成膜方法而簡單形、文較之專利文獻1乃至專利文獻8中揭示之先前有機el 兀件，缺陷變少，可獲得高可靠性之發光。進而，陽極i7 之金屬薄膜以5 至10 nm左右或者2〇 nm左右為止之厚度形成，因此，即使顯示層16中產生缺陷之情形時，陽極Η 之金屬材料進入或鑽入該缺陷中之可能性亦較小，並且可抑制由短路導致之非發光缺陷之出現。再者亦可將銘（A1)、銀（Ag)、金（Au)、鋼（cu)等之獨立金屬薄膜用作陽極17，但於厚度為1〇 nm左右時，難以形成具有可驅動有機發光元件l〇R、10G、10B之導電性之 120284.doc -14- 200818970 超薄膜。 ’較好的是滿足如此可使共振器構成如此陽極17之金屬薄膜的吸收率數3，更好的是未達40%。其原因在於：構造有效發揮作用，並提高光萃取效率。 (數3) a(%)=l〇〇-(R+T) (式中’ α表示金屬薄膜於400 nm以上且8〇〇 nm以下波長帶

中之光吸收率（％)，R表示金屬薄膜對顯示層16側之反射率 (°/〇)，T表示金屬薄膜的透射率（％))。圖3係分別計算出使構成陽極17之金屬薄膜於55〇處之吸收率為20%及40%時發光光譜後的結果。再者，當吸收率為20%時，使陽極17為厚度為1〇 nm，且藉由含合金之金屬薄膜構成者。自圖3可知：吸收率為時之务光強度降低至吸收率為2〇%時之二分之一（"a)左右。即，若構成陽極17之金屬薄膜的吸收率未達4〇%，則可提局效率’並且於保持顯示器之品質方面極為有利。圖1所示之絕緣膜15係用以確保陰極14與陽極17之絕緣性，並使有機發光元件1〇r、1〇G、1〇B之發光區域形狀正確達到預期形狀者，且，藉由例如聚醯亞胺等感光性樹脂構成。於絕緣膜1 5上，與發光區域對應地設有開口部 15A。圖2所示之電子注入層16八係用以提高電子注入效率者。電子傳輸層16B係用以提高對發光層16C之電子傳輪效率者。發光層16C係藉由施加電場而產生電子與電洞之再钟 120284.doc -15- 200818970 口、匕進行發光者。電洞傳輸層16D係用以提高對發光層之電/同傳輸效率者。電洞注入層丨6e係用以提高電洞注入效率者。再者，於該等之中，亦可根據需要而設置發光層16C以外之層，又，顯示層16亦可因有機發光元件 10R l〇G、10B之發光色不同，而構成各異。

車乂好的疋，電子注入層丨6A由例如鋰（L〗）、鎂（以^)或者約（Ca)等鹼金屬或驗土金屬、與銀（Ag)、_Ai)或者鋼⑽ 等金屬之合金構成，具體而言由Mg-Ag合金構成。又，較好的是由鋰（Li)、鎂（Mg)或者鈣（Ca)等鹼金屬或鹼土金屬二氟或者溴等鹵素或氧之化合物構成，具體而言由Up構成。進而，亦可由於8-羥基喹啉鋁錯合物（Alq3)等電子傳輸性有機材料中添加有鎂（Mg)等鹼金屬之材料構成。電子注入層16A亦可為積層有該等中之2種以上薄膜之構造。對於包子，主入層1 6A之厚度，例如由LiF等鹼金屬鹵化物、鹼土金屬_化物、鹼金屬氧化物或者鹼土金屬氧化物構成時，較好的是〇·3 nm以上且13 nm以下。其原因在於·可降低驅動電壓使發光效率亦得到提昇。電子傳輸層16B例如厚度為5nm以上且5〇nm以下，並由 A1 q 3構成。發光層16C之構成材料，因有機發光元件1〇R、1〇〇、 1〇B之發光色不同而不同。有機發光元件1〇R之發光層i6c 例如厚度為1〇 nm以上且1〇〇 nm以下，並由Alq3中混合有 4〇體積％之2,6-雙[4-[N-(4-曱氧基苯基）_N_苯基]胺基苯乙烯基]萘-1，5-二f腈（BSN-BCN)者而構成。有機發光元件 I20284.doc -16- 200818970 10G之發光層16C例如厚度為10 nm以上且100 nm以下，並由Alq3中混合有3體積％之香豆素6 (Coumarin6)者而構成。有機發光元件10B之發光層16C例如厚度為1〇 nm以上且100 nm以下，並由AND (9，10-二（2-萘基）蒽）中混合有1 體積％之茈者而構成。電洞傳輸層16D例如厚度為5 nm以上且300 nm以下，並由雙[(N-萘基）-Ν·苯基]聯苯胺（α-NPD)而構成。較好的是，電洞注入層16E例如厚度為4 nm以上，並由化1所示之吼嗓衍生物構成。又，較好的是，由氧化鈦、氧化鈮或氧化鉬金屬等氧化物構成。其原因在於··構成陽極17之Mg-Ag合金係通常用作電子注入電極之材料，且功函數較小為3.7 eV左右，但因使用該等材料，而可由Μ& Ag合金構成陽極17，使之具有作為電洞注入電極之功能。又，其原因在於：可抑制由Mg_Ag合金構成之陽極17與構成顯示層16之有機材料接觸而產生化學性變化，使光吸收增加或喪失作為電極之功能等之可能性。 [化1]

/、中，更好的是化2所示之六蠢胸二 — 钼。JL搭η — 、聯二伸本街生物或氧化鉬/、原因在於··該等材料可藉由電阻电ί且加熱方式之直空菽 120284.doc -17- 200818970 鍍法而易於成膜，且由Mg-Ag合金構成之陽極17之導電性受到損害之可能性亦不存在。 [化2]

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保護層18例如厚度為500 nm以上且10000 nm以下，且係由透明介電體構成之鈍化膜。保護層i 8由例如二氧化矽 (Si〇2)、氮化矽（SiN)等構成。封止面板20具有位於驅動面板10之陽極17側，並與黏接層30—併封止有機發光元件1〇尺、1〇G、1〇B之封止用基板 21 °封止用基板21由相對於有機發光元件1〇R、1〇G、1〇B 中產生之光為透明之玻璃等材料構成。於封止用基板21上設有例如彩色濾光片22及作為黑色矩陣之反射光吸收膜 23 ’且可萃取有機發光元件1〇R、1〇G、1〇B中產生之光，並吸收有機發光元件10R、10G、10B以及其間之配線中反射之外部光’由此改善對比度。該等彩色濾光片22及反射光吸收膜23可設置於封止用基板21任一側之面上，但較好的是設置於驅動面板1〇之側。其原因在於：如此可使彩色濾光片22及反射光吸收膜23不露出於表面，而受到黏接層3〇之保護。彩色濾光片22具有 120284.doc -18- 200818970 紅色濾光片22R、綠色濾光片22G及藍色濾光片22B，且與有機發光元件10R、10G、10B對應地依序配置。紅色濾光片22R、綠色濾光片22G及藍色濾光片22B係分別以例如矩形且無間隙之方式形成。該等紅色濾光片 22R、綠色濾光片22G及藍色濾光片22B，分別由混入有顏料之樹脂構成，且可以如下方式進行調整，即藉由選擇顏料，而使作為目標之紅、綠或者藍之波長帶中之光透射率變高’並使其他波長帶中之光透射率降低。反射光吸收膜23係沿著紅色濾光片22R、綠色渡光片 22G及藍色濾光片22B之邊界而設置。反射光吸收膜。由例如混入有黑色著色劑且光學密度為丨以上之黑色樹脂膜、或利用薄膜干涉之薄膜濾光片構成。其中若由黑色樹脂膜構成，則可廉價且容易地形成，故而較佳。薄膜濾光片係例如積層有1層以上由金屬、金屬氮化物或者金屬氧化物構成之薄膜，且利用薄膜干涉而使光衰減者。作為薄膜濾光片，具體而言可列舉交替積層有鉻及氧化鉻 (III)(Cr203)者。、口該顯示裝置，例如可以如下方式製造。首先，例如於由上述材料構成之封止用基板21上，形成由上述材料構成之反射光吸收膜23，並使之形成預期形狀之圖案。其次，於封止用基板21上，藉由旋塗等而塗佈紅色濾光片22R之材料，並藉由光微影技術使之圖案化，再藉由燒成而形成紅色濾光片22R。當進行圖案化時，較好的是紅色濾光片22R之周緣部接觸反射光吸收膜幻。其原 120284.doc -19- 200818970 因在於：以紅色滤光片22R之周緣部與反射光吸收膜23不接觸之方式進行高精度圖案化存在難度，又，重疊於反射先吸收膜23上之部分並不會對圖像顯示帶來影響。隨之，以與紅色“片2勒同之方式，依序形成藍色濾光片 22B及綠色遽光片22G。藉此，形成封止面板2〇。又，例如，於由上述材料構成之驅動用基板丨丨上，形成 ' TFT 12、層間絕緣膜12A及配線咖，並於整個面上，例 # 々°藉由旋塗法而形成由上述材料構成之平坦化膜13,並藉由曝光及顯影而使平坦化膜13形成預期形狀之圖案，並形成連接孔13A後進行燒成。其次，藉由例如濺鍍法或蒸鍍法，形成由上述材料構成之陰極14，並藉由蝕刻而成形為預期形狀。隨之，於驅動用基板U之整個表面上塗佈感光性樹脂，亚藉由例如光微影法進行成形，於與陰極14對應之部分設置開口部15 A後進行燒成，由此形成絕緣膜i 5。 _ 其後，藉由例如蒸鍍法，而對應絕緣膜15之開口部ι5Α 依序對由上述厚度及材料構成之電子注入層16A、電子傳輸層16B、發光層16C、電洞傳輸層md、電洞注入層i6E ，及陽極17進行成膜，形成如圖2所示之有機發光元件1〇R、 - 1〇G、10B。隨之，於有機發光元件10R、10G、10B上，根據需要而形成保護層18。藉此形成驅動面板丨〇。當形成封止面板20及驅動面板1〇之後，於驅動用基板11 形成有有機發光元件l〇R、10G、10B之側，塗佈形成由上述材料構成之黏接層30，並隔著該黏接層30，貼合驅動面 120284.doc -20- 200818970 板10與封止面板20。藉由上述方式完成圖1所示之顯示裝置。 S亥顯不裝置可於各有機發光元件1〇R、1〇G、ι〇Β中，對陽極π與陰極14之間施加敎電壓，藉此使注人電流到發光層16C中，通過電洞與電子進行再結合而發光。該光於陽極17與陰極Η之間經過多重反射後，透射半透射性陽極 P、衫色濾光片22及封止用基板21後得以萃取。此時，於本實施形態中，由於依序積層有反射性陰極14、含有發光層16 C之顯示層丨6、以及含有金屬薄膜之半透射性陽極 17,因此，可藉由將電洞傳輸層16D之厚度增加，而使發光層16C在共振器構造中與靠近陰極14之共振面能夠接合。因此，可抑制依存於視角之萃取光之強度下降及短波長位私，以較尚萃取效率萃取發光層16C中產生之光。又’電洞傳輸層16D ’不僅材料選擇面大於電子傳輸材料，而且㈣而言|電洞躍遷率高於電子傳輸材料之電子躍遷率’因此’即使增加電洞傳輸層16D之厚度並使發光層咖、發光層16C與靠近^端部ρι之共振面能夠接合，亦可使驅動電壓幾乎不會上升。進而冑開口率產生影響之τρτ 12及配線㈣等設置於反射性陰極14之側’故可保持較高之開口率。除此以外，、猎由增加電洞傳輸層16D之厚度，而可提高顯示層Μ中有 _對基板之被膜效果，並且可抑制因陰極14上成膜不良或附著異物等導致產生缺陷部分、及因有機膜之缺損而產生短路。 120284.doc 200818970 相對於此，先前係於基板上依序積層有光反射性陽極、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及光半透射性陰極之構仏，因此，為使發光層與靠近陽極之共振面能夠接合，而而要增厚電子傳輸層，由此導致驅動電壓過度上升，使面板耗電增大。

於如上所述之本實施形態中，構成為於具有共振器構造之有機發光元件1〇!1、10G、10B中，依序積層有反射性陰極14、含有發光層16C之顯示層16、半透射性陽極17，因此不會使驅動電壓上升便可抑制視角依存性，提高光萃取特性，從而提高發光性能。因此，藉由如此高發光性能之有$發光元件1GR、1GG、1GB構成顯示裝置，可提高顯示性旎，因此極其適合於尤其將有機TFT等用作丁F 丁 Η之产形0 又，因可增加電洞傳輸層16D的厚纟，故可減少因短路產生之缺陷，從而可提高可靠性。進而，將對開口率產生影響之TFT 12及配線i2B等設置於反射性陰極14側’因此’可保持較高之開口率。 [實施例] 進而，對本發明之具體實施例加以詳細說明。 (實施例1_1、1·2) 以與上述實施形離^日pq 士 j H、相冋之方式，製作有機發光元件首先，於由玻璃構成之 100 nm且由鋁-歛合金構成驅動用基板11上，形成厚度為之陰極14。其次，形成由上述 320284.doc -22- 200818970 有機絕緣材料構成之絕緣膜15，並使該絕緣膜15圖案化，精此對應於發光區域’設置2 mmX 2 mm之開口部1 5 A，使陰極14露出。隨之，將具有與陰極14之露出部分對應之開口之金屬遮罩配置為接近驅動用基板11，並藉由10-4 Pa以下之真空條件下之真空蒸錢法，積層厚度為2 nm之鎮（Mg)與銀（八§)之共瘵鍍膜（Mg : Ag=10 : 1)及厚度為〇·3 nmiUF膜，形成電子注入層16 A。

、其後，藉由相同之真空蒸鍍法，依序形成由上述材料構成之電子傳輸層16B、發光層16C、電洞傳輸層、及電洞注入層16E，由此形成顯示層16。此時，作為電洞注入層16E之構成材料，使用實施例^中化2所示之六氮聯三伸苯何生物、實施例丨_2中之氧化錮。該等各層之厚度設 2如下，陰極14與陽極17之間的光程L滿足數2,且藍色發光可藉由共振器構造而放大。即，使電子傳輸層ΐ6β為;〇咖’發光層16C為25 nm，電洞傳輸層16〇為13〇 nm，電洞注入層16E為8 nm。於形成顯示層16之後，藉由相同之真空蒸鍍法，形成厚度為H) nm之鎂（Mg)與銀（Ag)之共蒸鑛膜（Mg: Ag=i〇: ^ 作為陽極17。藉由如上所琉夕士 # 所这之方式，獲得圖2所示之有機發光元件1 0B。又’於石英玻璃板上，佑皮 + 序和層由化2所示之六氮聯三伸本衍生物構成之厚度為8 勹nm之臈、Mg : Ag=l〇 ·· 1之厚度為10 nm之Mg_Ag合今臌，并％· 、’、亚硯測波長為550 nm時之透 120284.doc -23- 200818970 率，結果為具有透射率為4i%、反射率㈣ ::射：。對氧化銷亦以與上述相同之方式，於石英玻

Mg:Ag=10:1J_厚产為1〇 “马度為8⑽之膜、 Λ &度為1〇 nn^Mg-Ag合金膜，並觀測波 46。 _時之透㈣及反射率，結果為具有透射率為 46/。、反射率為23%之半透射性。

而比較m則係製作如下有機發光元件，其具有自如圖4 所示之驅㈣基板⑴側’依序積層有反射性陽極ιΐ7、電洞注入層U6E、電洞傳輸層⑽、發光層u6c、電子傳輸層1湖、電子注人層116A及半透射性陰極114之先前頂部發光型之構成，且可發出藍光。即，於由玻璃構成之驅動用基板1U上，形成厚度為ι〇〇 nm且由鋁-鈥合金構成之陽極117後，以與實施例，u 相同之方式，形成絕緣膜（未圖示）。其次，依序形成由化] 所示之六氮聯三伸苯衍生物構成之電洞注入層〗16E、由以· NPD構成之電洞傳輸層116D、由與實施例相同之材料構成之發光層116C、由Alq3構成之電子傳輸層U6B、及由LiF構成之電子注入層Π6Α。各層之厚度設定如下，使陽極117與陰極114間之光程L滿足數2，且藍色發光可夢由共振器構造而放大。即，使電洞注入層116E為8 nm、電洞傳輸層116D為140 rnn、發光層116C為25 nm、電子傳輪居 116B為20 nm、電子注入層116A為〇·3 nm。其後，形成由厚度為10 nm之鎂（Mg)與銀（Ag)之共蒸鍍膜（Mg : Ag^1(): 1)構成之陰極114。 120284.doc -24- 200818970 對所獲得之實施例U、1_2及比較例i之有機發光元件’分別檢測電流密度-電壓特性、及電流密度為10 mA/cm2時之發光光譜。其結果分別示於圖5及圖6中。自圖5及圖6可知··實施例1β1、1-2中之電洞注入性及發光強度具有與比較例丨同等之良好結果，且亦未發現驅動電壓上升。即，可知於具有共振器構造之有機發光元件 10B中，若構成為依序積層有反射性陰極μ、含有發光層 16C之顯示層ι6、半透射性陽極17，則可實現光萃取特性方面k良且务光性能較南之有機發光元件〗〇B且不會使驅動電壓上升。又’實施例μt ’電洞注人性、發光強度均更優於實施m-2。即，可知若藉由化2所示之六氮聯三伸苯衍生物構成電洞注入層16E，則可進一步提高電洞注入性及發光強度。 (實施例2-1〜2-4) • 除以表1所示之方式使電洞注A恳』，王入層16E之厚度產生變化外，以與實施例1 · 1相同之方式，_ 卜 ^製作有機發光元件10B。對所獲得之實施例2-1〜2-4之有機於# - —、俄' 九兀件10B，檢測電流 • 密度為10 mA/cm2時之驅動電壓及| 一 1、先效率。其結果一併 ^ 示於表1中。 120284.doc •25- 200818970

[表1]

—表1可知較之使電洞注入層16E之厚度為2 nm及3 nm之貫，例、2_2，使電洞注入層16E之厚度為4 nm及8 nm 之貫施例2-3、2-4中，驅動電壓降低且發光效率亦較高。即，可知若使電洞注入層16E之厚度為4 nm以上，則可以更低之驅動電壓獲得較高之發光效率。 (實施例3-1〜3·8) 除以表2所示之方式使電子注入層16A之膜之厚度產生變化外，以與實施例丨-丨相同之方式來製作有機發光元件10B。對所獲得之實施例344-8之有機發光元件1〇6，

檢測電流雄、度為1 〇 mA/cm2時之驅動電壓及發光效率。其結果一併示於表2中。 [表2]

120284.doc -26- 200818970 自表2可知：較之使電子注入層16A之LiF膜之厚度為〇 nm之實施例3J及使。、、叹便冤子庄入層16A之LiF膜之厚度為16 麵、2_〇麵、2·5請之實施例3-6、3-7、3-8，使電子注入層16A之LiF膜之厚度為〇 3 nm、〇 6 、i 〇随、

之只施例3-2、3-3、3-4、3-5中，•驅動電壓變低且發光效率=較局。尤其使電子注入層16A之LiF膜之厚度為〇·6腿之實施例30中，驅動電壓變得極小且耗電下降之方面亦為車乂仏。眾所周知於自驅動用基板侧依序積層有陽極、含有發二層之顯示層、陰極之通常元件構造(參照比較例1) 中’取佳的是由UF構成之電子注入層的厚度為〇·3 左右。對此，於本實施射，由於自驅動用基板_依序積層有陰極14、顯示層16、陽極17，故UF對由αι_成之電子傳輸層16Β内之擴散較小，因此可知提高電子注入特 11，較適當的是使電子注入層16Α之LiF膜的厚度大於普通構造。即，可知若使電子注入層16A之LiF膜之厚度為〇·3 ^㈤以上且1.3 nm以下，則可以更低之驅動電壓獲得較高之發光效率。再者，可推論並非限於LiF，其他鹼金屬自化物、鹼土金屬i化物、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物，亦可獲得與本實施例相同之結果。 (實施例4 -1〜4-5) 除使電子注入層16A之構成不同外，以與實施例μ相同之方式製作有機發光元件10Ββ即，於實施例4_丨中，藉由厚度為0.6 nmiLiF膜構成電子注入層16A。於實施例4·2 120284.doc -27 · 200818970

中，則構成為自陰極14側依序積層厚度為2 nm之Mg-Ag合金膜、厚度為0.6 nm之LiF膜。於實施例4-3中，則構成為自陰極14側依序積層厚度為2 nm之Mg-Ag合金膜、厚度為 0.6 nm之LiF膜、及厚度為5 nm且Alq3中以5體積％之濃度添加有鎂（Mg)而成之混合膜。於實施例4-4中，則構成為自陰極14侧依序積層有厚度為2 nm之Mg-Ag合金膜、厚度為5 nm且Alq3中以5體積％之濃度添加有鎂（Mg)而成之混合膜、及厚度為0.6 nm之LiF膜。於實施例4-5中，則構成為自陰極14側依序積層有厚度為2 nm之Mg-Ag合金膜、厚度為5 nm且Alq3中以5體積％之濃度添加有鎂（Mg)而成之混合膜。再者，使電子傳輸層16B之厚度於實施例4-1、4-2中為20 nm，於實施例4 -3〜4- 5中為15 nm。對所獲得之實施例4-1〜4-5中之有機發光元件10B，檢測電流密度為1 0 mA/cm2時之驅動電壓及發光效率。其結果一併示於表3中。 [表3] \ 電子注入層之構成 10 mA/cm2時之驅動電壓 (V) 10 mA/cm2時之發光效率 (cd/A) 實施例 4-1 LiF 0.6 ran 13.1 2.44 實施例 4-2 Mg-Ag 2 nm/LiF 0.6 nm 6.5 4,70 實施例 4-3 Mg-Ag 2 nm/ LiF 0.6 nm/ Alq3+Mg(5%)5 nm 5.2 4.53 實施例 4-4 Mg-Ag 2 nm/ Alq3+Mg(5%)5 nm/ LiF 0.6 nm 5.1 4.22 實施例 4-5 Mg-Ag 2 nm/ Alq3+Mg(5%)5 nm 6.8 3.53 120284.doc • 28 - 200818970

自表3可知：較之使電子注入層16八為僅含有膜而未含有Mg-Ag合金膜之實施例4_〗，使電子注入層“A為含 Mg-Ag合金膜之積層構造之實施例4·2〜4_5中，驅動電壓變低’且發光效率亦較高。尤其使電子注入層“A為含有 M^Ag合金膜、卿中以5體積％之濃度添加有鎂陶而成之混合膜、及LiF膜之積層構造之實施例4_3、心4中，驅動電Μ及發光效率均為良好。即，可知若藉由Mg-Ag合金而構成電子注入層16A，則可以更低之驅動電壓獲得較高之發光效率’若藉由Alq3中以5體積％之濃度添加有鎂（Mg) 之材料而構成電子注入層16A ’則可獲以進而更低之驅動電壓獲得較高之發光效率。以上，列舉實施形態及實施例對本發明進行說明，但本發明並非限定於上述實施形態及實施例，亦可進行各種變形。例如，上述實施形態及實施例中說明之各層之材料及厚度、或成膜方法及成膜條件等，並未受到限制，亦可為其他材料及厚度、或其他成膜方法及成膜條件。例如，驅動用基板11除玻璃基板外亦可為矽（Si)或塑料基板，且並非必須為TFT基板。進而，本發明並非限定於主動矩陣驅動方一八 < 顯不襄置.，亦可應用於單純矩陣驅動方式之顯示裝置。此外’於上述實施形態及實施例中，具體列舉有機發光元件10R、10G、10B之構成進行了說明，但並非必須^護層18等所有之層，又，可進而具備其他層。例如，亦可使陰極14為於介電體多層膜或A1等反射膜之上部籍 | π增有透明 120284.doc -29- 200818970 .導電膜之2層構造。此時，該反射膜於發光層側之端面構成共振部之端部，且透明導電膜構成一部分共振部。進而，於上述實施形態及實施例中，對有機發光元件 MR、10G、10B具有共振器構造之情形進行了說明，該共 ^器構造為使陰極14之發光層16C側之端面為第丨端部ρι，陽極17之發光層16c側之端面為第2端部p2，顯示層！$為共振部，^發光層16C中產生之光進行共振，並自第2端部p2 側將其萃取，但第丨端部ρι及第2端部p2亦可形成於由折射 =不=之二種材料構成之層界面上。例如，於上述實施形二及κ施例中，對藉由半透射性金屬薄膜構成陽極1 7之情行了況明，但陽極丨7亦可構成為自陰極14側依序積層、，半透射H i屬薄膜與透明電極。該透明電極係用以降低半透射性金屬薄膜之電阻者，且藉由對發光層中產生之光、，充刀透光性之導電性材料構成。作為構成透明電極之材料，較好的是例如含有IT〇或錮、鋅（Zn)及氧之化合物。其原因在於：即便於室溫下進行成膜，亦可獲得良好 ^導電性。透明電極之厚度例如可為3()随以上且咖_ =二為=之共=構造亦:如下形成，使半透射性性金屬薄膜對向之二透明電極並與半透射共振部。推、設置他方端部，使透明電極為由^ % &好的是’於設置如此共振器構造後，由保錢覆蓋有機發光元件·、10G、灸：率與構成透明電極之材料大致相同之材料構成該則可使伴罐脫4 t 4 Π再取硪保覆膜， Η便保濩馭為共振部之-部分。 120284.doc -30- 200818970 除上述外，本發明亦可應用如下構成共振器構造之情形：藉由透明電極而構成陽極17，並且以增大與透明電^ 顯不層！6相反側之端面反射率之方式構成，並使陰極_ 光層16C側之端面為第i端部，使與透明電極之顯示層μ相反側之端面為第2端部。例如，亦可使透明電極與空氣層接觸’並增大透明電極與空氣層之邊界面之反射’率：二該邊界面為第2端部。χ ’亦可增大透明電極與黏接層之，界面之反射率’並使該邊界面為第2端部。$而，亦可错由保護膜覆蓋有機發光元件1〇R、1〇G、刚，並增明電極與該保護膜之邊界面曰 2端部。面之反射羊，亚使该邊界面為第【圖式簡單說明】圖圖1係表示本發明—實施形態之顯示裝置之構成的剖面圖2係表示圖!所示之有機發光元件之構成的剖面圖。圖3係構成陽極之金屬薄膜之吸收率與發光光譜強度之

關係的示意圖。 X 圖4係表示本發明比較例中製作之有機發光元件之的剖面圖。圖5係表示本發明實施例之結果的示意圖。圖6係表示本發明實施例之結果的示意圖。【主要元件符號說明】 1 β 驅動面板 10R、10G、10Β有機發光元件 120284.doc -31- 200818970

11 12 13 14 15 16 16A 16B 16C 16D 16E 17 18 20 21 22 23 30

驅動用基板 TFT 平坦化層陰極絕緣膜顯示層電子注入層電子傳輸層發光層電洞傳輸層電洞注入層陽極保護層封止面板封止用基板彩色渡光片反射光吸收膜黏接層 120284.doc -32-

Claims

200818970 十、申請專利範圍： 1· 一種有機發光元件，其特徵在於包括：積層構造，該積層構造依序包含陰極、含有含有機材料之發光層之複數個層、及含有金屬薄臈之陽極，且相對於上述發光層中發出之光，上述陰極具有反射性，上述陽極具有半透射性；及共振器構造，其使上述發光層中發出之光於上述陰極與上述陽極之間共振。 2·如請求項1之有機發光元件，其中上述複數個層中與上述陽極相接觸之層含有化】所示之吡嗪衍生物， [化1]

表示芳基’ R表示氫、碳原子數為1〜1。之烧土、烷乳基、二烷基胺基、或F、ei、Br、 3.如請求項1之有機發光元件，其中 … 之上述複數個層中與上述陽極接觸之層六氮聯三伸苯衍生物，匕2所不 [化2] 120284.doc 200818970 R R

(式中，R表示氣、碳原子數為wo之烧基、炫氧基、二烧基胺基、或F、C卜ΒΓ、ϊ或者CN)。 4·如請求項1之有機發光元件，其中上述複數個層中與上沭陽連1^極接觸之層含金屬氧化物。 5·如請求項1之有機發光元件，其中上述陽極含一金屬薄脸；#人gg # ，寻膜该金屬薄膜係含有含鹼金屬或鹼土金屬與銀（Ag)之合金。 6. 如請求項1之有機發光元件，其中上述陽極含一金屬薄膜，該金屬薄膜係含有含錤（Mg) 與銀（Ag)之合金。 7. 如請求項1之有機發光元件，其中上述金屬薄膜之光吸收率α(%)滿足數i， (數1) a(%)=100-(R+T) (式中’ a表示上述金屬薄膜於4〇〇 nm以上且800 nm以下之波長帶中之光吸收率（％)，R表示上述金屬薄膜對上述複數個層侧之反射率（％)，T表示上述金屬薄膜之透射率 (%)) 〇 120284.doc 200818970 ，於400 nm以上且800 8·如請求項7之有機發光元件，其中上述金屬薄膜之光吸收率α(%) nm以下之波長帶中未達40%。 9· 一種顯示裝置，其特徵在於：其係包含複數個有機發光元件之顯示裝置，且上述有機發光元件包括：

^層構造，其依序包含陰極、含有含有機材料之發光 9硬數個層'以及含有金屬薄膜之陽極，且相對於上 ::::::出之光’上述陰極具有反射性，上述陽極中發出之光於上述陰極共振器構造，其使上述發光層與上述陽極之間共振。

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