TW201203645A - Organic EL apparatus - Google Patents

Description

201203645 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關有機電激發光裝置之技術，特別是有關 對於粒子的耐性高，另外電洞植入性與電子植入性高之有 機電激發光裝置。 【先前技術】 有機電激發光裝置係自發光型之裝置，具有視野角廣 ，發光效率高，可薄化，對應速度快，對比高等之特徵， 近年來除了使用於TV的畫面之外，提案有照明或背光等 種種用途。 對於圖5係顯示有以往技術之有機電激發光裝置1 1〇之 內部構造。 其有機電激發光裝置110係具有玻璃基板121，對於玻 璃基板121上，係依陽極電極層123，和有機電激發光層 125，和陰極電極層127順序所形成。 陽極電極層123與陰極電極層127係成爲連接於電源 138，於陽極電極層123與陰極電極層127之間施加電壓時 ，有機電激發光層125產生發光，其光則透過陰極電極層 127而放出至陰極電極層127上方（頂放射型），或透過陽 極電極層1 2 3與玻璃基板1 2 1而朝向玻璃基板1 2 1下方加以 放出（底發射型）》 做成如此之有機電激發光裝置110的情況，首先，準 備玻璃基板1 2 1 (圖4 ( a ))，於其表面，經由濺鍍法等 -5- 201203645 而形成陽極電極層123(同圖（b))。 接著，將其玻璃基板121搬入至有機蒸鍍裝置中，於 陽極電極層123上形成有機電激發光層125。 此時，在移動中或有機蒸鍍裝置內產生的粒子則附著 於陽極電極層123上時，在此狀態開始有機電激發光層125 之成膜。 同圖（c)係顯示在於陽極電極層123上附著有粒子 130之狀態，經由蒸鍍法而形成有機電激發光層125之狀態 〇 在蒸鍍法中，蒸氣之直進性爲高之故，對於粒子130 之陰影部分131係因有機電激發光層125之原料物質的蒸氣 係無法到達，而未形成有機電激發光層125，對於陰影部 分131之陽極電極層123上係未形成有機電激發光層125， 而成爲露出有陽極電極層123之狀態。 形成之有機電激發光層125係膜厚較lym爲薄之故， 當附著有口徑爲1 β m以上之粒子1 3 0時，粒子1 3 0上端係 突出於有機電激發光層125上，接著，在存在有經由粒子 1 3 0之陰影部分1 3 1的狀態，如同圖（d )所示，形成陰極 電極層127。 —般，對於陰極電極層127之材料，係採用經由蒸鍍 法而形成爲困難之物質.，當經由濺鍍法而形成陰極電極層 127時，陰極電極層127係除了形成於有機電激發光層125 上之外，經由濺鍍粒子的包入而亦形成於陰影部分1 3 1上 201203645 隨之，陰極電極層127係因亦形成於在陰影部分13 1露 出之陽極電極層123上’在陰影部分131 ’因陽極電極層 123與陰極電極層127產生接觸’於陰極電極層127與陽極 電極層1 2 3之間流動有短路電流，即使於陽極電極層1 2 3與 陰極電極層1 2 7之間施加電壓，電流亦未流動至有機電激 發光層125而未產生發光。 另外，以濺鍍法而形成陰極電極層1 27之情況，有機 電激發光層1 2 5則受到損傷，經由電子植入性的降低，有 著發光特性產生惡化之問題。 對於形成金屬氧化物薄膜或金屬薄膜於有機電激發光 裝置中之先前技術，係有著如下述之構成。 以往技術文獻 [專利文獻] [專利文獻U2005-259550號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 本發明係爲了解決上述以往技術之不良情況所創作之 構成’其課題爲提供即使附著有粒子亦不會產生不良品之 有機電激發光裝置，及其製造方法。 另外，提供電子植入性高之有機電激發光裝置。 [爲解決課題之手段] 201203645 爲了解決上述課題，本發明係具有下部電極層， 置於前述下部電極層上之有機電激發光層，和配置於 有機電激發光層上之上部電極層，於前述下部電極層 述上部電極層之間施加電壓，流動電流至前述有機電 光層時，前述有機電激發光層產生發光之有機電激發 置，其中，對於前述下部電極層與前述有機電激發光 間，配置有由MoW03.a、Zn03-a、或Mo03.a2任一種 種氧化物（a係較0爲大而較3爲小的數）所成，較前 機電激發光層爲高阻抗，具有導電性之短路防止層之 電激發光裝置。 另外，本發明係前述下部電極層係具有銦錫氧化 ，前述短路防止層係接觸配置於前述銦錫氧化物膜之 電激發光裝置。 另外，本發明係前述有機電激發光層係具有位置 述上部電極層側之表面的電子輸送層，前述上部電極 具有與前述電子輸送層接觸之前述電子植入層，和位 前述電子植入層上之陰極電極層，前述電子植入層係 有MoW膜、Mo膜、W膜、MoLi膜之任一種的膜或二 上的膜之金屬膜所成之有機電激發光裝置。 另外’本發明係前述電子輸送層係於電子輸送性 機物薄膜，分散有Li之有機軍激發光裝置。 另外’本發明係於基板上形成下部電極層，於前 部電極層上’配置以蒸鍍法形成之有機電激發光層， 述有機電激發光層上，將其至少一部分，由灘鑛法形 和配 前述 與前 激發 光裝 層之 或二 述有 有機 物膜 有機 於前 層係 置於 層積 種以 之有 述下 於前 成而 -8 - 201203645 配置上部電極層，製造於前述下部電極層與前述上部電極 層之間’施加電壓而流動電流至前述有機電激發光層時， 前述有機電激發光層產生發光之有機電激發光裝置之有機 電激發光裝置製造方法，其中，於形成前述下部電極層後 ，形成前述有機電激發光層之前，於前述下部電極層上， 形成由MoW03.a、Zn03.a、或Mo03.a之任一種或二種氧化 物（a係較0爲大而較3爲小的數）所成，較前述有機電激 發光層爲高阻抗，具有導電性之短路防止層之有機電激發 光裝置製造方法。 另外’本發明係對於前述下部電極層之上端層，係配 置銦錫氧化物膜，前述短路防止層係接觸配置於前述銦錫 氧化物膜之有機電激發光裝置製造方法。 [發明效果] 即使附著有粒子，在其陰影部分，陽極電極層與陰極 電極層亦未產生短路。 因未使用Li而形成電子植入層之故，發光光率，安全 性，生產效率爲高。 【實施方式】 對於圖3 (a)係顯示本發明之有機電激發光裝置10之 內部構造。 其有機電激發光裝置1 0係具有玻璃基板2 1，對於玻璃 基板21上，係依絕緣層22，和下部電極層（陽極電極層） -9- 201203645 23，和短路防止層24，和有機電激發光層25，和上部電極 層27順序所形成。 於下部電極層23與上部電極層27之間連接電源38，經 由電源38，施加電壓至下部電極層23與上部電極層27之間 時（下部電極層23爲正電壓側，上部電極層27爲負電壓側 )，流動有電流至有機電激發光層25，而有機電激發光層 2 5則發光。 其有機電激發光裝置10係在此爲底放射型之發光裝置 ，有機電激發光層25之發光光線之中，放射至下部電極層 23方向的光係透過下部電極層23而放射至外部，而放射至 上部電極層27方向的光係由上部電極層27反射，返回至下 部電極層23方向而透過下部電極層23而放射至外部。 做成其有機電激發光裝置10之情況，首先，準備玻璃 基板21 (圖1(a))，於其表面，經由濺鍍法等，形成 Si〇2等之絕緣物薄膜所成之絕緣層22 (同圖（b ))，於 絕緣層22之表面，形成ITO (銦錫氧化物）等之透明的導 電性薄膜所成之下部電極層23。 接著，將露出有形成之下部電極層23的玻璃基板21， 搬入至配置有MoW標靶（1^〇50重量％-'^50重量％)之濺鍍 裝置內，於玻璃基板21周圍之真空環境中導入濺鍍氣體 50%與氧氣50%之同時，在4.8〜5.0Pa之壓力環境中，濺鍍 MoW標靶，於下部電極層23之表面，形成膜厚500A之 MoW03.a ( a係較0爲大而較3爲小的數）所成之短路防止 層2 4。 -10- 201203645 其短路防止層24係單面則與下部電極層23接觸，如後 述’另一方之單面則與有機電激發光層25接觸，MoWO3-a (a係較0爲大而較3爲小的數）係電洞植入性爲高之材料 之故，於下部電極層23施加正電壓時，呈於有機電激發光 層2 5植入多量的電洞。 形成短路防止層24之後，將玻璃基板2 1，從濺鍍裝置 移動至有機蒸鍍裝置，開始有機電激發光層25之形成。 此時，在移動中或有機蒸鍍裝置內產生的粒子3 0則附 著於短路防止層24之表面，在此狀態（同圖（e ))形成 有機電激發光層25時，對於粒子30之陰影部分31係未形成 有有機電激發光層25，而露出有短路防止層24之表面（同 圖（f))。 形成有機電激發光層25之後，從有機蒸鍍裝置移動玻 璃基板21至濺鍍裝置內。 對於其濺鍍裝置內係配置有M〇W標靶與A1標靶，於玻 璃基板21周圍之真空環境中，導入濺鍍氣體，濺鍍MoW標 靶，於有機電激發光層25之表面，形成M〇W薄膜所成之金 屬製之電子植入層，接著，由濺鑛A1標靶，於電子植入層 上形成陰極電極層者，將電子植入層與陰極電極層所成之 上部電極層27形成於有機電激發光層25上。 圖2之符號44係MoW薄膜所成之電子植入層，符號45 係A1薄膜所成之陰極電極層。電子植入層44之膜厚係l〇A 程度。 電子植入層44係亦可經由蒸鍍法而形成，但經由濺鍍 -11 - 201203645 法而形成電子植入層44之情況，於與電子植入層接觸之後 述的電子輸送層之有機薄膜中，含有Li即可。A1薄膜係從 成膜速度，經由濺鍍法加以形成。 如此，上部電極層27係至少一層，經由濺鍍法而加以 形成之故，除形成於有機電激發光層25之表面之外，經由 包入而亦形成於粒子30之陰影部分31上，與露出於陰影部 分3 1的層接觸。 在本發明中，粒子30係附著於短路防止層24上，對於 其陰影部分31係露出有形成於有機電激發光層25之下層的 短路防止層24。隨之，上部電極層27係與短路防止層24接 觸，而未與下部電極層23直接接觸。 上部電極層27係形成有藉由短路防止層24而接觸於下 部電極層23之部分，和藉由短路防止層24與有機電激發光 層25之二層而接觸於下部電極層23之部分，短路防止層24 之膜厚方向的阻抗値則較有機電激發光層25之膜厚方向之 阻抗値爲大，可無視有機電激發光層25之膜厚方向之阻抗 値之情況係上部電極層27與下部電極層23之間的阻抗値係 在面內成爲均一，有機電激發光層25係可發光。 另一方面，於下部電極層23上形成有低阻抗之高導電 性薄膜之情況係下部電極層23與上部電極層27係藉由高導 電性薄膜加以連接而產生短路，流動有短路電流之故，成 爲電流未流動至有機電激發光層25。 相反地，於下部電極層23上形成有絕緣性薄膜之情況 係不論粒子30之有無，下部電極層23與有機電激發光層25 -12- 201203645 之間係加以絕緣，因未流動有電流至有機電激發光層25， 而有機電激發光層2 5係未產生發光。 在本發明中，即使具有導電性，膜厚方向之阻抗値大 之短路防止層24則亦形成於下部電極層23上，而短路防止 層24係在下部電極層23與陰極電極層45之間的電流路徑中 ，具有較有機電激發光層25之阻抗値爲大的阻抗値之故， 亦對於有機電激發光層25流動有電流，有機電激發光層25 係產生發光。 圖6，7係顯示施加於有機電激發光裝置之電壓與流動 電流之電流密度的關係圖表。 以圖6之符號PiK示之曲線係顯示陽極電極層（ITO膜 )/有機電激發光層（NPB膜）/陰極電極層（Ag膜）之構 造的電流密度-電壓特性，其構造之有機電激發光元件的 亮度-電壓特性係示於圖9，而發光效率-電流密度之特性 係示於圖1 〇。 以圖7之符號Q i所示之曲線係顯示於對應於上述曲線 p ^之構造的陽極電極層與有機電激發光層之間，形成 M〇W03.a ( a係較0爲大而較3爲小的數）所成之短路防止 層之構造（陽極電極層（ITO膜）/短路防止層（M〇W03_a )/有機電激發光層（NPB膜）/陰極電極層（Ag膜））之 電流密度-電壓特性，其構造之有機電激發光元件的亮度-電壓特性係示於圖1 1 ’而發光效率-電流密度之特性係示 於圖1 2。 另外，以圖6之符號P2所示之曲線係顯示陽極電極層 -13- 201203645 (ITO膜）/有機電激發光層（NPB膜+ Alq3膜）/電子植入 層（LiF膜）/陰極電極層（A1膜）之構造的電流密度-電 壓特性，以圖7之符號Q2所示之曲線係顯示於其構造之陽 極電極層與有機電激發光層之間，形成Mo W03.a ( a係較0 爲大而較3爲小的數）所成之短路防止層之情況的電流密 度-電壓特性。 從曲線P!與曲線1之比較，和曲線p2與曲線Q2之比較 ，經由M〇wo3_a2阻抗値，發現曲線P,，P2係位移至X軸 的高電壓側之曲線Q,，Q2，但從圖9〜圖12，亮度-電壓特 性或發光效率-電流密度特性係即使設置MoW03.a，了解 到亦與未設置之情況未有大的差別，實用上未有影響。 然而，圖8係形成陽極電極層（ITO膜）/電子植入層 (MoW膜）/電洞植入層（MoW03-a) /有機電激發光層（ NPB膜）/陰極電極層（Ag膜）之情況，未得到二極體構 造，而對於有機電激發光層（在此係電洞輸送層），係對 於施加正電壓至陽極電極層之情況，係從電洞植入層植入 電洞’對於施加負電壓之情況，係從電子植入層植入電子 ，顯示電洞植入性之高度與電子植入性之高度。 構成上述短路防止層24之材料係Mo W03.a (a係較0爲 大而較3爲小的數），但如爲MoW03.a、Zn03.a、Mo03-a( 各a係較0爲大而較3爲小的數）之任一種或二種之金屬氧 化物（a係較〇爲大而較3爲小的數）所成之薄膜即可。此 等係欠缺氧之金屬氧化物，雖具有導電性，但阻抗値係在 電路中至少較有機電激發光層25爲大。 -14- 201203645 此等金屬氧化物係金屬標靶（對於金屬標靶係含有合 金標靶），則於真空槽中相同體積導入Ar與02，在做成 4.8〜5 Pa之壓力的真空環境中加以濺鑛，形成短路防止層 〇 另外 ’ M〇W03.a、Zn03.a、Mo03.a(a係較 0 爲大而較 3 爲小的數）係電洞植入性爲高之故，當配置於下部電極層 23與有機電激發光層25之間時，可多植入電洞於有機電激 發光層25。 上述短路防止層24之膜厚方向的阻抗値係必須至少較 有機電激發光層25之膜厚方向的阻抗値爲大，但實際上， 了解到如爲1 0 1Q Ω / □〜1 0 17 Ω / □之高阻抗値即可。 另外，在上述實施例中，作爲電子植入層44，形成 MoW膜所成之金屬層，但將Mo膜、W膜、Li含有Mo膜、 Sn02.b ( b係較0爲大而較2爲小的數）膜，作爲電子植入 層44而形成亦可。 在上述實施例中，如圖2所示，於電洞植入層之短路 防止層24的表面，依電洞輸送層41，發光層42，電子輸送 層43之各有機薄膜之順序加以層積，構成有機電激發光層 25 » 電子輸送層43係與電子植入層44接觸，經由蒸鍍法而 使有機化合物蒸氣產生，形成構成電子輸送層43之有機薄 膜時’與有機化合物蒸氣一起使Li蒸氣產生，使有機化合 物蒸氣與Li蒸氣到達至發光層42上，形成含有Li之有機薄 膜所成之電子輸送層43，可於其上方形成電子植入層44。 -15- 201203645 此情況，對於電子植入層44之電子輸送層43的電子植入效 率變高。 另·外，取代MoW膜所成之電子植入層44，而設置LiF 所成之電子植入層44亦可。但未使用Li，在安全性或生產 性高的點中，MoW膜則爲優越。 對於MoW膜之外，亦可使用w膜、Mo膜、含有Li之 Mo膜（MoLi膜）於電子植入層44。此等係在濺鍍法亦可 經由蒸鍍法而形成。MoW膜或MoLi膜係可在同一真空槽 內個別產生構成成分之蒸氣而進行蒸鍍。 經由蒸鍍法而形成MoW膜或MoLi膜之電子植入層44 之情況係在於電子植入層44之表面，以濺鍍法，形成陰極 電極層45時’電子植入層44亦成爲保護有機電激發光層25 之保護膜。 在上述實施例中係爲底放射型之有機電激發光裝置或 有機電激發光顯示裝置，但有機電激發光層25之發光光線 則透過陰極電極層而放射至外部之頂放射型之發光裝置亦 可。 頂放射型之情況，基板係不透明之金屬板即可，而如 圖3(b)所示，於其基板21與下部電極層23之間（在此係絕 緣層22與下部電極層23之間），設置Ag等之金屬膜所成 之反射層32’可將上部電極層27中之陰極電極層45，由銦 鋅氧化物膜（IZO ) 、Sn02.b ( b係較0爲大而較2爲小的數 )膜、MoW03-a ( a係較〇爲大而較3爲小的數）膜之任一 種膜或二種以上之層積膜所成之透明導電層而構成。 -16- 201203645 然而’上述有機電激發光裝置10係廣泛包含有顯示文 字，畫像之有機電激發光顯示裝置，或經由有機電激發光 層之發光而放射照明光之有機電激發光照明，液晶之背光 等之有機電激發光裝置。 裝 光 發 激 電 機 有 之 明 發 本 明 說 了 爲 係 \J ο § ] J /IK 圖 明 ~ 的 說}程 單(aH 簡 1 造 式圖製 圖之 C 置 係 了 爲 造 構 圖的 層 極 電 部 上 之 置 裝 光。 發圖 激的 電造 機構 有之 之層 明光 發發 本激 __ 90 明霉 說機 有 與 的 造 構 之 置 裝 光 發 激。 電型 機射 有放 之頂 明 ： 發} b 本丨 明型 說射 了玫 爲底 係 ： 3 圖a) 圖 光 發 激 電 機 有 之 術 技 往 以 明 說 了 爲 係 。 \ly |量 cd的 ~ 程 } 工 (a造 4 製 圖之 置 裝 裝 光 發 激 電 機 有 之 術 技 往 以 明 說 了 爲 係 5 圖 造 構 之 圖 的 圖6係未具有短路防止層之有機電激發光裝置之電流 密度-電壓特性。 圖7係具有短路防止層之有機電激發光裝置之電流密 度-電壓特性。 圖8係層積MoW層與MoW03_a層之有機電激發光裝置 之電流密度-電壓特性。 圖9係未具有短路防止層之有機電激發光裝置之中之 —的亮度-電壓特性。 -17- 201203645 圖10係未具有短路防止層之有機電激發光裝置之中之 一的發光效率-電流密度特性。 圖11係具有短路防止層之有機電激發光裝置之中之一 的亮度-電壓特性。 圖12係具有短路防止層之有機電激發光裝置之中之一 的發光效率-電流密度特性。 【主要元件符號說明】 10:有機電激發光裝置 23 :下部電極層（陽極電極層） 24 :短路防止層 25:有機電激發光層 27 :上部電極層 4 4 :電子植入層 4 5 :陰極電極層 -18-

Claims (1)

1. 201203645 七、申請專利範圍： 1. 一種有機電激發光裝置，係具有：下部電極層； 配置於前述下部電極層上之有機電激發光層； 和配置於前述有機電激發光層上之上部電極層； 於前述下部電極層與前述上部電極層之間施加電壓， 流動電流至前述有機電激發光層時，前述有機電激發光層 產生發光之有機電激發光裝置，其特徵爲 對於前述下部電極層與前述有機電激發光層之間， 配置有由MoW03-a、Zn03-a、或Mo03_a之任一種或二 種氧化物（a係較0爲大而較3爲小的數）所成，較前述有 機電激發光層爲高阻抗，具有導電性之短路防止層。 2. 如申請專利範圍第1項記載之有機電激發光裝置， 其中，前述下部電極層係具有銦錫氧化物膜， 前述短路防止層係接觸配置於前述銦錫氧化物膜。 3_如申請專利範圍第1項或第2項記載之有機電激發光 裝置，其中，前述有機電激發光層係具有位置於前述上部 電極層側之表面的電子輸送層， 前述上部電極層係具有與前述電子輸送層接觸之電子 植入層，和位置於前述電子植入層上之陰極電極層， 前述電子植入層係層積有MoW膜、Mo膜、W膜、 MoLi膜之任一種的膜或二種以上的膜之金屬膜所成。 4 .如申請專利範圍第3項記載之有機電激發光裝置， 其中’前述電子輸送層係於電子輸送性之有機物薄膜，分 散有L i。 -19- 201203645 5. —種有機電激發光裝置製造方法，係於基板上形成 下部電極層， 於前述下部電極層上’配置以蒸鍍法形成之有機電激 發光層， 於前述有機電激發光層上，將其至少一部分，由濺鍍 法形成而配置上部電極層， 製造於前述下部電極層與前述上部電極層之間，施加 電壓而流動電流至前述有機電激發光層時，前述有機電激 發光層產生發光之有機電激發光裝置之有機電激發光裝置 製造方法，其特徵爲 於形成前述下部電極層後，形成前述有機電激發光層 之前’於前述下部電極層上，形成由MoW03.a、Zn03.a、 或Mo03_a2任一種或二種氧化物（a係較〇爲大而較3爲小 的數）所成，較前述有機電激發光層爲高阻抗，具有導電 性之短路防止層。 6. 如申請專利範圍第5項記載之有機電激發光裝置製 造方法，其中，對於前述下部電極層之上端層，係配置銦 錫氧化物膜，前述短路防止層係接觸配置於前述銦錫氧化 物膜。 -20-