發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的之一是提高應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的發(fā)光效率。該發(fā)光裝置的特征在于：在包括多個發(fā)光元件的發(fā)光裝置中，所述多個發(fā)光元件的每一個具有依次層疊有反射電極、透明電極、多個發(fā)光層以及半透射半反射電極的結(jié)構(gòu)，所述多個發(fā)光層的每一個分別發(fā)射顏色不同的光，而增強來自在所述多個發(fā)光元件中的設(shè)置于離所述反射電極最近的位置的發(fā)光層的光的強度并射出的發(fā)光元件中的透明電極的表面粗糙度比其他發(fā)光元件中的透明電極的表面粗糙度大。
【專利說明】發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為使有機EL顯示器全彩色化的一個技術(shù)，有組合串聯(lián)結(jié)構(gòu)的白色發(fā)光元件與濾色片的方法。串聯(lián)結(jié)構(gòu)是指將多個發(fā)光單元層疊的結(jié)構(gòu)。注意，在說明書等中，發(fā)光單元是指具有一個以上的使從兩端注入的電子與空穴復(fù)合的區(qū)域的層或疊層體。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件是指可以使用少量的電流得到較高的亮度的發(fā)光元件。例如在與具有一個發(fā)光單元的發(fā)光元件相比的情況下，在層疊有兩個發(fā)光單元的發(fā)光元件中，通過使該兩個發(fā)光單元各流過發(fā)光元件的密度的一半的電流，可以獲得相同程度的發(fā)光。例如在電極間采用層疊η個發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)，可以在不使電流密度上升的情況下實現(xiàn)η倍的亮度。
[0003]上述組合串聯(lián)結(jié)構(gòu)的白色發(fā)光元件與濾色片的方法由于不需要分別形成設(shè)置于子像素(例如在RGB的三個子像素)中的每一個的發(fā)光層，因此具有提高成品率且容易制造高清晰的顯示器的優(yōu)點。再者，通過對使用該白色發(fā)光元件及濾色片的像素采用微腔結(jié)構(gòu)，可以提高來自各子像素的發(fā)光的顏色純度。
[0004]尤其是，在頂部發(fā)射型發(fā)光元件中，通過從襯底一側(cè)依次形成反射電極、EL層、半透射半反射電極，并在反射電極與EL層之間形成作為光學(xué)調(diào)整層的透明電極，可以較容易地形成應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖6示出具有應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件及濾色片的像素的結(jié)構(gòu)例子。
[0005]圖6所示的現(xiàn)有的發(fā)光裝置具有發(fā)光元件，該發(fā)光元件依次層疊有反射電極501、透明電極502、EL層506、半透射半反射電極507，在該發(fā)光元件上設(shè)置有紅色濾色片(CFRed)、綠色濾色片(CF Green)以及藍色濾色片(CF Blue)。
[0006]EL層506具有依次層疊有包括第一發(fā)光層503的第一發(fā)光單元508、中間層509、包括第二發(fā)光層504及第三發(fā)光層505的第二發(fā)光單兀510的結(jié)構(gòu)。第一發(fā)光層503是發(fā)射呈現(xiàn)藍色的光的層，第二發(fā)光層504是發(fā)射呈現(xiàn)綠色的光的層，第三發(fā)光層505是發(fā)射呈現(xiàn)紅色的光的層。另外，中間層509優(yōu)選為例如從陽極一側(cè)依次層疊有電子注入緩沖層、電子中繼層、電荷產(chǎn)生層的結(jié)構(gòu)。
[0007]上述發(fā)光裝置采用微腔結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整用作反射鏡的反射電極501與半透射半反射電極507之間的光程長L,可以使在EL層506發(fā)射的光在反射電極501與半透射半反射電極507之間反復(fù)地反射，并使其選擇性地增強特定波長的光的強度而向外部射出。
[0008]為了實現(xiàn)全彩色化，在上述發(fā)光裝置中的一個顯示面板內(nèi)，存在有例如紅色R、綠色G、以及藍色B的三種需增強光的波長的強度的顏色。因此，需要增強分別對應(yīng)于RGB三個子像素的顏色的波長，所以通過改變透明電極502的厚度，形成有對應(yīng)于RGB的三個光的波長的光程長L (例如參照專利文獻I)。
[0009][專利文獻I]日本專利申請公開2005-197011號公報。
[0010]在上述發(fā)光裝置中也需要進一步提高發(fā)光效率。[0011]為了提高發(fā)光效率，將反射率高的材料用于反射電極是有效的。但是，即使使用反射率高的材料，也有發(fā)光效率不被提高的情況。例如，將反射率高的材料用于反射電極，來制造圖6所示的元件結(jié)構(gòu)時，若使用相同材質(zhì)制造所有發(fā)光元件的透明電極，有時會出現(xiàn)效率上升的發(fā)光元件與效率下降的發(fā)光元件錯雜的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一個方式的目的之一是提高應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的發(fā)光效率。
[0013]本發(fā)明的一個方式是一種發(fā)光裝置，其特征在于:在包括多個發(fā)光元件的發(fā)光裝置中，所述多個發(fā)光元件的每一個具有依次層疊有反射電極、透明電極、多個發(fā)光層以及半透射半反射電極的結(jié)構(gòu)，所述多個發(fā)光層的每一個分別發(fā)射顏色不同的光，而增強來自在所述多個發(fā)光元件中設(shè)置于離所述反射電極最近的位置的發(fā)光層的光的強度并射出的發(fā)光元件中的透明電極的表面粗糙度比其他發(fā)光元件中的透明電極的表面粗糙度大。
[0014]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:增強來自設(shè)置于離所述反射電極最近的位置的發(fā)光層的光的強度并射出的所述發(fā)光元件中的透明電極具有多晶的導(dǎo)電氧化物，而所述其他發(fā)光元件中的透明電極具有非晶的導(dǎo)電氧化物。
[0015]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:增強來自設(shè)置于離所述反射電極最近的位置的發(fā)光層的光的強度并射出的所述發(fā)光元件中的透明電極的表面具有多晶的導(dǎo)電氧化物，而所述其他發(fā)光元件的透明電極的表面具有非晶的導(dǎo)電氧化物。
[0016]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:所述多晶的導(dǎo)電氧化物為ΙΤ0、氧化鋅、鋁-鋅氧化物、鎵-鋅 氧化物或氟-錫氧化物，而所述非晶的導(dǎo)電氧化物為銦-鋅氧化物或銦-鎢氧化物。
[0017]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:所述多個發(fā)光元件分別具有顏色不同的濾色片。
[0018]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:所述多個發(fā)光元件的所述透明電極的厚度彼此不同。
[0019]另外，在上述本發(fā)明的一個方式中，優(yōu)選的是:所述多個發(fā)光元件包括取出呈現(xiàn)藍色的光的第一發(fā)光元件、取出呈現(xiàn)綠色的光的第二發(fā)光元件以及取出呈現(xiàn)紅色的光的第三發(fā)光元件，所述第一發(fā)光元件、所述第二發(fā)光元件以及所述第三發(fā)光元件都包括所述多個發(fā)光層，所述多個發(fā)光層包括發(fā)射呈現(xiàn)藍色的光的第一發(fā)光層、發(fā)射呈現(xiàn)綠色的光的第二發(fā)光層以及發(fā)射呈現(xiàn)紅色的光的第三發(fā)光層。
[0020]注意，本說明書中的發(fā)光裝置包括在像素(或者子像素)中具備發(fā)光元件的顯示
>J-U ρ?α裝直。
[0021]通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提高應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的發(fā)光效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一種方式的發(fā)光裝置的示意圖；
[0023]圖2Α是示出多晶的導(dǎo)電氧化膜的示意圖；圖2Β是示出非晶的導(dǎo)電氧化膜的示意圖；
[0024]圖3Α是可以用于本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的顯示面板的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3B是包括沿圖3A的切斷線A-B及C-D的截面的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖；
[0025]圖4是示出作為高反射率材料的APC膜(APC是銀(Ag)、鈀(Pd)、銅(Cu)的合金材料)與非晶銦-鋅氧化膜的疊層膜的截面的TEM圖像；
[0026]圖5是示出APC膜與ITO膜的疊層膜的截面的TEM圖像；
[0027]圖6是示出現(xiàn)有的發(fā)光裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅局限在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。
[0029]實施方式I
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方式的發(fā)光裝置的示意圖。該發(fā)光裝置包括頂部發(fā)射型的白色發(fā)光兀件(發(fā)光兀件220、230、240),各發(fā)光兀件從襯底(未圖不)一側(cè)依次層疊有反射電極101、包含發(fā)光有機化合物的層(以下也稱為“EL層”)106以及半透射半反射電極107，并且在反射電極101與EL層106之間作為光學(xué)調(diào)整層形成有透明電極102a、102b和102c中的任一個。透明電極102a、透明電極102b和透明電極102c的厚度不同，以透明電極102a、透明電極102b、透明電極102c的順序變厚。由此，調(diào)整用作反射鏡的反射電極101與半透射半反射電極107之間的光路長L，能夠選擇性地增強從EL層106發(fā)出的光，并射出外部。其結(jié)果是，可以形成應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
[0031]將半透射半反射電極107和透明電極102a(或者102b、102c)中的一個用作陽極，而另一個用作陰極。在本實施方式中，將半透射半反射電極107用作陰極，而將透明電極102a(或者102b、102c)用作陽極。此外，可以使透明電極102a(或者102b、102c)與反射電極101接觸，也可以使具有透光性的層夾在兩者之間。
[0032]當對陽極和陰極之間施加高于發(fā)光元件的閾值電壓的電壓時，空穴從陽極一側(cè)注入到EL層106中，而電子從陰極一側(cè)注入到EL層106中。注入到EL層106中的電子和空穴在EL層106中復(fù)合，而使包含在EL層106中的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光。
[0033]EL層106具有依次層疊有包括第一發(fā)光層103的第一發(fā)光單元108、中間層109以及包括第二發(fā)光層104及第三發(fā)光層105的第二發(fā)光單元110的結(jié)構(gòu)。
[0034]中間層109至少包括電荷產(chǎn)生層而形成即可，也可以是層疊有電荷產(chǎn)生層與電荷產(chǎn)生層以外的層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可以采用依次層疊有電子注入緩沖層、電子中繼層以及電荷產(chǎn)生層的結(jié)構(gòu)。
[0035]注入到設(shè)置在陰極一側(cè)的第三發(fā)光層105的空穴與從陰極一側(cè)注入的電子復(fù)合，而使包含在第三發(fā)光層105中的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光。此外，從陽極一側(cè)注入到第二發(fā)光層104的空穴與從陰極一側(cè)注入的電子復(fù)合，而使包含在第二發(fā)光層104中的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光。此夕卜，設(shè)置在陽極一側(cè)的第一發(fā)光層103的從陰極一側(cè)注入的電子與從陽極一側(cè)注入的空穴復(fù)合，而使包含在第一發(fā)光層103中的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光。因此，在中間層109中產(chǎn)生的空穴和電子分別在不同的發(fā)光層中發(fā)光。
[0036]另外，雖然在本實施方式中形成三個發(fā)光層，但是也可以形成兩個或四個以上的發(fā)光層。此外，雖然在本實施方式中形成兩個發(fā)光元件，但是也可以形成三個以上的發(fā)光元件。
[0037]半透射半反射電極107上配置有第一濾色片(CF) 112、第二濾色片(CF) 113和第三濾色片(CF)114中的一個。第一濾色片112具有第一顏色，第二濾色片113具有第二顏色，第三濾色片114具有第三顏色。
[0038]第一濾色片112的下面配置有第一發(fā)光元件220，第一發(fā)光元件220包括反射電極101、透明電極102a、EL層106以及半透射半反射電極107。第二濾色片113的下面配置有第二發(fā)光元件230，第二發(fā)光元件230包括反射電極101、透明電極102b、EL層106以及半透射半反射電極107。第三濾色片114的下面配置有第三發(fā)光元件240，第三發(fā)光元件240包括反射電極101、透明電極102c、EL層106以及半透射半反射電極107。
[0039]另外，在本實施方式中，雖然在本實施方式中形成三個發(fā)光元件，但是也可以形成呈現(xiàn)不同顏色的兩個或四個以上的發(fā)光層。
[0040]第一發(fā)光元件220中的取出發(fā)光的發(fā)光層是第一發(fā)光層103，由第一發(fā)光層103發(fā)出的光的顏色是透過第一濾色片112的第一顏色。因此,透過第一濾色片的光112a是第一顏色。在此，第一顏色是藍色。第二發(fā)光元件230中的取出發(fā)光的發(fā)光層是第二發(fā)光層104，由第二發(fā)光層104發(fā)出的光的顏色是透過第二濾色片113的第二顏色。因此，透過第二濾色片的光113a是第二顏色。在此，第二顏色是綠色。第三發(fā)光元件240中的取出發(fā)光的發(fā)光層是第三發(fā)光層105,由第三發(fā)光層105發(fā)出的光的顏色是透過第三濾色片114的第三顏色。因此，透過第三濾色片的光114a是第三顏色。在此,第三顏色是紅色。
[0041]如圖1中的虛線箭頭所示，在第一至第三發(fā)光元件220、230、240中，在取出發(fā)光的發(fā)光層離反射電極101最近的位置設(shè)置的發(fā)光兀件是第一發(fā)光兀件220,第一發(fā)光兀件220中的透明電極102a的表面粗糙度比其他發(fā)光元件(第二及第三發(fā)光元件230、240)中的透明電極102b、102c的表面粗糙度大。
[0042]作為使透明電極的表面粗糙度不同的方法，將多晶的導(dǎo)電氧化物材料用于透明電極102a，將非晶的導(dǎo)電氧化物材料用于透明電極102b、102c。由此，可以增大透明電極102a的表面粗糙度，并減小透明電極102b、102c的表面粗糙度。
[0043]作為容易形成多晶的導(dǎo)電氧化物材料，例如有ΙΤ0、氧化鋅、鋁-鋅氧化物、鎵-鋅氧化物或氟-錫氧化物等。此外，作為容易形成非晶的導(dǎo)電氧化物材料，例如有銦-鋅氧化物、銦-鎢氧化物等。注意，有時包含上述材料的導(dǎo)電氧化物膜根據(jù)其形成條件可以成為多晶或非晶。
[0044]圖2A示出多晶的導(dǎo)電氧化膜的示意圖。多晶的導(dǎo)電氧化膜例如混有柱狀的晶粒，因此在其最頂面形成顯著的凹凸形狀。圖2B示出非晶的導(dǎo)電氧化膜的示意圖。由于非晶的導(dǎo)電氧化膜中不存在晶粒，因此其最頂面的形狀較平坦。再者，即使在形成有非晶的導(dǎo)電氧化膜的面(反射電極101的表面)具有凹凸時，也能夠覆蓋該凹凸，而可以提高非晶的導(dǎo)電氧化膜的最頂面的平坦性。
[0045]根據(jù)本實施方式,在第一至第三發(fā)光兀件220、230、240中，在取出發(fā)光的發(fā)光層離反射電極101最近的位置設(shè)置的發(fā)光元件是第一發(fā)光元件220，第一發(fā)光元件220中的透明電極102a的表面粗糙度比其他發(fā)光元件(第二及第三發(fā)光元件230、240)中的透明電極102b、102c的表面粗糙度大。由此，可以提高應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置(例如有機EL顯示器)的發(fā)光效率。
[0046]另外，在本實施方式中，將取出發(fā)光的發(fā)光層離反射電極101最近的位置設(shè)置的發(fā)光元件的第一發(fā)光元件220中的該取出發(fā)光的發(fā)光層作為第一發(fā)光層103，使由第一發(fā)光層103發(fā)射的光的顏色為藍色，但是不局限于此，也可以將呈現(xiàn)藍色以外的發(fā)光的發(fā)光層設(shè)置在離反射電極101最近的位置。
[0047]實施方式2
[0048]<顯示面板的結(jié)構(gòu)>
[0049]圖3A和圖3B示出可以用于本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的顯示面板的結(jié)構(gòu)。圖3A是可以用于本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的顯示面板的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3B是包括沿圖3A的切斷線A-B及C-D的截面的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
[0050]在本實施方式中例示說明的顯示面板400在第一襯底410上具有顯示部401，在顯示部401中設(shè)置有多個像素402。此外，在像素402中設(shè)置有多個(例如三個)子像素(參照圖3A)。可以將圖1所示的第一發(fā)光元件220至第三發(fā)光元件240用于該三個子像素。此外，在第一襯底410上除了顯示部401還設(shè)置有驅(qū)動該顯示部401的源極側(cè)驅(qū)動電路部403s及柵極側(cè)驅(qū)動電路部403g。注意，也可以不將驅(qū)動電路部設(shè)置在第一襯底410上，而設(shè)置在外部。
[0051 ] 顯示面板400包括外部輸入端子，通過FPC (柔性印刷電路)409接收視頻信號、時
鐘信號、起始信號、復(fù)位信號等。
[0052]由密封材料405貼合第一襯底410和第二襯底440，在它們之間形成的空間431中密封有顯示部401 (參照圖3B)。
[0053]參照圖3B說明包括顯示面板400的截面的結(jié)構(gòu)。顯示面板400具備源極側(cè)驅(qū)動電路部403s、像素402所包含的射出呈現(xiàn)綠色的光的子像素402G以及引繞布線408。注意，本實施方式所例示的顯示面板400的顯示部401向附圖中的箭頭所示的方向發(fā)射光而顯示圖像。
[0054]源極側(cè)驅(qū)動電路部403s包括組合η溝道型晶體管413和ρ溝道型晶體管414的CMOS電路。注意，驅(qū)動電路不局限于上述結(jié)構(gòu)，也可以由各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路構(gòu)成。
[0055]引繞布線408將從外部輸入端子輸入的信號傳送到源極側(cè)驅(qū)動電路部403s及柵極側(cè)驅(qū)動電路部403g。
[0056]子像素402G包括開關(guān)用晶體管411、電流控制用晶體管412和發(fā)光模塊450G。另夕卜，可以將圖1所示的第二發(fā)光元件230用于發(fā)光模塊450G。此外，在晶體管411等上形成有絕緣層416和隔離壁418。發(fā)光模塊450G具有反射膜、半透射半反射膜以及反射膜與半透射半反射膜之間的發(fā)光元件420G，并在射出發(fā)光元件420G所發(fā)射的光的半透射半反射膜一側(cè)設(shè)置有濾色片441G(相當于圖1所示的第二過濾片(CF) 113)。在本實施方式所例示的發(fā)光模塊450G中，發(fā)光兀件420G的第一電極421G兼作反射膜(相當于圖1所不的反射電極101及透明電極102b)，而發(fā)光元件420G的第二電極422兼作半透射半反射膜(相當于圖1所示的半透射半反射電極107)。注意，顯示部401顯示圖像的方向取決于發(fā)光元件420G所發(fā)射的光被取出的方向。
[0057]此外，以圍繞濾色片441G的方式形成有具有遮光性的膜442。具有遮光性的膜442是防止顯示面板400反射外光的現(xiàn)象的膜，并有提高顯示部401所顯示的圖像的對比度的效果。此外，濾色片441G和具有遮光性的膜442形成在第二襯底440上。
[0058]絕緣層416是用來使因晶體管411等的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的臺階平坦化或抑制雜質(zhì)擴散到晶體管411等的具有絕緣性的層，既可以是單層又可以是多層的疊層體。隔離壁418是具有開口部的具有絕緣性的層，發(fā)光元件420G形成在隔離壁418的開口部中。
[0059]發(fā)光元件420G包括第一電極421G、第二電極422以及EL層423。
[0060]<晶體管的結(jié)構(gòu)>
[0061]圖3A所例示的顯示面板400雖然應(yīng)用頂柵型晶體管，但不限于此，也可以應(yīng)用底柵型晶體管。源極側(cè)驅(qū)動電路部403s、柵極側(cè)驅(qū)動電路部403g以及子像素可以應(yīng)用各種結(jié)構(gòu)的晶體管。此外，在形成這些晶體管的溝道的區(qū)域中，可以使用各種半導(dǎo)體。具體來說，除了可以使用非晶硅、多晶硅、單晶硅之外，還可以使用氧化物半導(dǎo)體等。
[0062]通過在形成有晶體管的溝道的區(qū)域中使用單晶半導(dǎo)體，可以實現(xiàn)晶體管尺寸的微型化，因此在顯示部中可以進一 步實現(xiàn)像素的高清晰化。
[0063]作為構(gòu)成半導(dǎo)體層的單晶半導(dǎo)體，除了可以使用單晶硅襯底等半導(dǎo)體襯底之外，還可以使用在絕緣表面上設(shè)置有單晶半導(dǎo)體層的SOI (Silicon On Insulator:絕緣體上娃)襯底。
[0064]<密封結(jié)構(gòu)>
[0065]本實施方式所例示的顯示面板400具有在由第一襯底410、第二襯底440和密封材料405圍繞的空間431中密封發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)(參照圖3A和圖3B)。
[0066]空間431除了填充有惰性氣體(氮或氬等)的情況以外，還有填充有樹脂的情況。此外，也可以向空間431引入雜質(zhì)(典型的是，水和/或氧)的吸附材料(例如，干燥材料等）。[0067]密封材料405和第二襯底440優(yōu)選為盡量不使大氣中的雜質(zhì)(典型的是，水和/或氧)透過的材料。作為密封材料405可以使用環(huán)氧類樹脂或玻璃粉等。
[0068]作為可以用于第二襯底440的材料的例子，除了玻璃襯底或石英襯底之外還可以舉出由PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸類樹脂等構(gòu)成的塑料襯底或FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics:玻璃纖維增強塑料)等。
[0069]〈可用于發(fā)光元件的材料〉
[0070]接著，對于圖1及圖3A和圖3B所示的可以用于發(fā)光元件的具體材料，以反射電極、透明電極(陽極)、半透射半反射電極(陰極)、EL層、電荷產(chǎn)生層、電子中繼層以及電子注入緩沖層的順序進行說明。
[0071]<可用于反射電極的材料>
[0072]反射電極優(yōu)選使用反射率高的材料。通過具有較高的反射率可以減少因吸收而導(dǎo)致的光的損失，而可以得到較高的效率。作為反射率高的材料有銀或銀合金。
[0073]<可用于透明電極(陽極)的材料>
[0074]作為透明電極，使用多晶的導(dǎo)電氧化物材料和非晶的導(dǎo)電氧化物材料。在將導(dǎo)電氧化物材料用于陽極時優(yōu)選其功函數(shù)大(具體而言，優(yōu)選為4.0eV以上)。但是，當以與陽極接觸的方式設(shè)置電荷產(chǎn)生層時，可以不考慮功函數(shù)而將各種導(dǎo)電材料用于陽極。具體而言，不僅可以使用功函數(shù)大的材料，還可以使用功函數(shù)小的材料。后面說明構(gòu)成電荷產(chǎn)生層的材料。作為多晶的導(dǎo)電氧化物材料，可以使用ITO、氧化鋅、鋁-鋅氧化物、鎵-鋅氧化物或氟-錫氧化物，作為非晶的導(dǎo)電氧化物材料，可以使用銦-鋅氧化物或銦-鎢氧化物。
[0075]<可用于半透射半反射電極(陰極)的材料>
[0076]半透射半反射電極107優(yōu)選使用光吸收較少的材料。例如可以使用薄膜的銀，但是作為陰極，為了提高電子注入性優(yōu)選添加鎂等功函數(shù)小(具體為小于4.0eV)的材料。但是，當以接觸半透射半反射電極107的方式將電荷產(chǎn)生層設(shè)置在半透射半反射電極107與EL層106之間時，作為陰極可以使用各種導(dǎo)電材料，而與功函數(shù)的大小無關(guān)。
[0077]〈可以用于EL層的材料>
[0078]以下示出可以用于構(gòu)成EL層的各層的材料的具體例子。
[0079]<空穴注入層>
[0080]空穴注入層是包含空穴注入性高的物質(zhì)的層。作為空穴注入性高的物質(zhì)，例如可以使用鑰氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物或錳氧化物等。此外，還可以使用酞菁類化合物如酞菁(簡稱=H2Pc)或酞菁銅(簡稱:CuPc)、高分子如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PED0T/PSS)等形成空穴注入層。
[0081]此外，可以使用電荷產(chǎn)生層來代替空穴注入層。當使用電荷產(chǎn)生層時，可以不考慮功函數(shù)而將各種導(dǎo)電材料用于陽極。后面描述構(gòu)成該電荷產(chǎn)生層的材料。
[0082]<空穴傳輸層>
[0083]空穴傳輸層是包含空穴傳輸性高的物質(zhì)的層?？昭▊鬏攲硬幌抻趩螌咏Y(jié)構(gòu)，也可以是層疊兩層以上的包含空穴傳輸性高的物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。作為空穴傳輸層使用空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質(zhì)即可，因為可以降低發(fā)光元件的驅(qū)動電壓，所以尤其優(yōu)選使用具有10_6cm2/Vs以上的空穴遷移率的物質(zhì)。
[0084]<發(fā)光層>
[0085]發(fā)光層是包含發(fā)光物質(zhì)的層。發(fā)光層不限于單層結(jié)構(gòu)，也可以是層疊兩層以上的包含發(fā)光物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。作為發(fā)光物質(zhì)，可以使用突光化合物或磷光化合物。將磷光化合物用于發(fā)光物質(zhì)可以提高發(fā)光元件的發(fā)光效率，所以是優(yōu)選的。
[0086]優(yōu)選將發(fā)光物質(zhì)分散在主體材料中使用。作為主體材料，優(yōu)選使用其激發(fā)能量大于發(fā)光物質(zhì)的激發(fā)能量的材料。
[0087]<電子傳輸層>
[0088]電子傳輸層是包含電子傳輸性高的物質(zhì)的層。電子傳輸層不限于單層結(jié)構(gòu)，也可以是層疊兩層以上的包含電子傳輸性高的物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。作為電子傳輸層使用電子傳輸性高于空穴傳輸性的物質(zhì)即可，因為可以降低發(fā)光元件的驅(qū)動電壓，所以特別優(yōu)選使用具有10_6cm2/Vs以上的電子遷移率的物質(zhì)。
[0089]<電子注入層>
[0090]電子注入層是包含電子注入性高的物質(zhì)的層。電子注入層不限于單層結(jié)構(gòu)，也可以是層疊兩層以上的包含電子注入性高的物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。通過采用設(shè)置電子注入層的結(jié)構(gòu)，可以提高來自陰極的電子注入效率而降低發(fā)光元件的驅(qū)動電壓，所以是優(yōu)選的。
[0091]作為電子注入性高的物質(zhì)，例如可以舉出鋰(Li)、銫(Cs)、鈣(Ca)、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)或氟化鈣(CaF2)等堿金屬、堿土金屬或它們的化合物。此外，還可以使用其中含有堿金屬、堿土金屬、鎂(Mg)或它們的化合物的電子傳輸性物質(zhì)，例如，其中含有鎂(Mg)的Alq等。
[0092]〈可以用于電荷產(chǎn)生層的材料〉
[0093]電荷產(chǎn)生層是包含空穴傳輸性高的物質(zhì)和對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)的區(qū)域。此外，電荷產(chǎn)生層既可以在同一個膜中含有空穴傳輸性高的物質(zhì)和對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)，又可以層疊有包含空穴傳輸性高的物質(zhì)的層和包含對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)的層。但是，當接觸于陰極設(shè)置的電荷產(chǎn)生層為疊層結(jié)構(gòu)時，含有空穴傳輸性高的物質(zhì)的層與陰極接觸。當接觸于陽極設(shè)置的電荷產(chǎn)生層為疊層結(jié)構(gòu)的情況下，含有對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)的層與陽極接觸。
[0094]此外，優(yōu)選的是，在電荷產(chǎn)生層中，以對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)與空穴傳輸性高的物質(zhì)的質(zhì)量比為0.1: I以上且4.0: I以下的比例添加對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)。
[0095]作為用于電荷產(chǎn)生層的對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)，優(yōu)選使用過渡金屬氧化物，尤其是屬于元素周期表中的第四族至第八族的金屬的氧化物。具體而言，氧化鑰是特別優(yōu)選的。此外，氧化鑰具有吸濕性低的特征。
[0096]此外，作為用于電荷產(chǎn)生層的空穴傳輸性高的物質(zhì)，可以使用各種有機化合物諸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物(包括低聚物、樹狀聚合物、聚合體)等。具體而言，優(yōu)選使用具有10_6cm2/Vs以上的空穴遷移率的物質(zhì)。但是，只要是空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質(zhì)，就可以使用上述以外的物質(zhì)。
[0097]<可以用于電子中繼層的材料>
[0098]電子中繼層是能夠快速接收在電荷產(chǎn)生層中由對空穴傳輸性物質(zhì)呈現(xiàn)受主性的物質(zhì)抽出的電子的層。因此，電子中繼層是包含電子傳輸性高的物質(zhì)的層。
[0099]作為用于電子中繼層的物質(zhì)，例如，可以舉出二萘嵌苯衍生物和含氮稠環(huán)芳香化合物。此外，因為含氮稠環(huán)芳香化合物是穩(wěn)定的化合物，所以作為用于電子中繼層的物質(zhì)是優(yōu)選的。再者，通過使用含氮稠環(huán)芳香化合物中的具有氰基或氟等電子吸引基的化合物，能夠使電子中繼層中的電子的接受變得更容易，所以是優(yōu)選的。
[0100]<可以用于電子注入緩沖層的材料>
[0101]電子注入緩沖層是使電子容易從電荷產(chǎn)生層注入到發(fā)光層的層。通過在電荷產(chǎn)生層和發(fā)光層之間設(shè)置電子注入緩沖層，可以緩和兩者的注入勢壘。
[0102]電子注入緩沖層可以使用堿金屬、堿土金屬、稀土金屬以及它們的化合物(堿金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、齒化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、堿土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽))等電子注入性高的物質(zhì)。
[0103]此外，在電子注入緩沖層包含電子傳輸性高的物質(zhì)和施主物質(zhì)而形成的情況下，優(yōu)選以施主物質(zhì)與電子傳輸性高的物質(zhì)的質(zhì)量比為0.001: I以上且0.1: I以下的比例添加施主物質(zhì)。此外，作為施主物質(zhì)，除了堿金屬、堿土金屬、稀土金屬和它們的化合物(堿金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、齒化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、堿土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽))以夕卜，還可以使用四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(簡稱:TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。[0104]實施例
[0105]作為提高應(yīng)用了微腔結(jié)構(gòu)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的發(fā)光效率的措施之一，可以將反射率高的材料用于反射電極。作為反射率高的材料，例如可以舉出銀或銀合金。但是即使在使用上述材料的情況下，若反射電極與發(fā)光層之間的距離短，例如為5nm以上且IOOnm以下時，有時會導(dǎo)致發(fā)光效率降低。
[0106]于是,在圖1所不的發(fā)光裝置中，在第一發(fā)光兀件(藍色發(fā)光兀件)220、第二發(fā)光元件(綠色發(fā)光元件)230以及第三發(fā)光元件(紅色發(fā)光元件)240中的每一個的反射電極101及透明電極102a至102c中，制造使用低反射率電極材料的樣品及使用高反射率電極材料的樣品，根據(jù)該樣品評價取出發(fā)光的發(fā)光層與反射電極之間的距離與發(fā)光效率的關(guān)系，而檢測發(fā)光層與反射電極間距離對發(fā)光效率的影響。表1示出其結(jié)果。
[0107][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置，包括: 多個發(fā)光元件，其每一個包括: 反射電極； 所述反射電極上的透明電極； 所述透明電極上的多個發(fā)光層，該多個發(fā)光層發(fā)射彼此顏色不同的光；以及 所述多個發(fā)光層上的半透射半反射電極， 其中，所述多個發(fā)光元件之一個中的所述透明電極的表面粗糙度大于所述多個發(fā)光元件之其他發(fā)光元件中的所述透明電極的表面粗糙度， 并且，以光學(xué)地增強從所述多個發(fā)光層中離所述反射電極最近的所述多個發(fā)光層之一個發(fā)射的光的方式設(shè)置所述多個發(fā)光元件之所述一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件之所述一個中的所述透明電極包含多晶的導(dǎo)電氧化物， 并且，所述多個發(fā)光元件之所述其他發(fā)光元件中的所述透明電極包含非晶的導(dǎo)電氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件之所述一個中的所述透明電極的表面包含多晶的導(dǎo)電氧化物， 并且，所述多個發(fā)光元件之所述其他發(fā)光元件中的所述透明電極的表面包含非晶的導(dǎo)電氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多晶的導(dǎo)電氧化物是銦錫氧化物、氧化鋅、鋁-鋅氧化物、鎵-鋅氧化物或氟-錫氧化物， 并且，所述非晶的導(dǎo)電氧化物是銦-鋅氧化物或銦-鎢氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件包含不同顏色的濾色片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件的所述透明電極彼此厚度不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件包含取出藍色的光的第一發(fā)光元件、取出綠色的光的第二發(fā)光元件以及取出紅色的光的第三發(fā)光元件， 并且，所述多個發(fā)光層包含發(fā)射藍色的光的第一發(fā)光層、發(fā)射綠色的光的第二發(fā)光層以及發(fā)射紅色的光的第三發(fā)光層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置， 其中，以所述反射電極與所述多個發(fā)光層之所述一個之間的距離是在5nm至IOOnm的范圍內(nèi)的方式設(shè)置所述多個發(fā)光元件之所述一個。
9.一種發(fā)光裝置，包括: 多個發(fā)光元件，其每一個包括: 反射電極； 所述反射電極上的透明電極；所述透明電極上的多個發(fā)光層，該多個發(fā)光層發(fā)射彼此顏色不同的光；以及 所述多個發(fā)光層上的半透射半反射電極， 其中，所述多個發(fā)光元件之一個中的所述透明電極的表面粗糙度大于所述多個發(fā)光元件之其他發(fā)光元件中的所述透明電極的表面粗糙度， 以光學(xué)地增強從所述多個發(fā)光層中離所述反射電極最近的所述多個發(fā)光層之一個發(fā)射的光的方式設(shè)置所述多個發(fā)光元件之所述一個， 并且，所述光的顏色是藍色。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件之所述一個中的所述透明電極包含多晶的導(dǎo)電氧化物， 并且，所述多個發(fā)光元件之所述其他發(fā)光元件中的所述透明電極包含非晶的導(dǎo)電氧化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件之所述一個中的所述透明電極的表面包含多晶的導(dǎo)電氧化物， 并且，所述多個發(fā)光元件之所述其他發(fā)光元件中的所述透明電極的表面包含非晶的導(dǎo)電氧化物。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多晶的導(dǎo)電氧化物是銦錫氧化物、氧化鋅、鋁-鋅氧化物、鎵-鋅氧化物或氟-錫氧化物， 并且，所述非晶的導(dǎo)電氧化物是銦-鋅氧化物或銦-鎢氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件包含不同顏色的濾色片。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件的所述透明電極彼此厚度不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置， 其中，所述多個發(fā)光元件包含取出藍色的光的第一發(fā)光元件、取出綠色的光的第二發(fā)光元件以及取出紅色的光的第三發(fā)光元件， 所述多個發(fā)光層包含發(fā)射藍色的光的第一發(fā)光層、發(fā)射綠色的光的第二發(fā)光層以及發(fā)射紅色的光的第三發(fā)光層， 并且，所述多個發(fā)光元件之所述一個是所述第一發(fā)光元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求9 所述的發(fā)光裝置， 其中，以所述反射電極與所述多個發(fā)光層之所述一個之間的距離是在5nm至IOOnm的范圍內(nèi)的方式設(shè)置所述多個發(fā)光元件之所述一個。
【文檔編號】H01L27/32GK103985732SQ201410045551
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】池田壽雄, 川田琢也, 二星學(xué), 菊池克浩, 川戶伸一, 越智貴志, 塚本優(yōu)人, 小坂知裕, 大崎智文 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所, 夏普株式會社