專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用具有給陽(yáng)極和陰極施加電場(chǎng)而發(fā)光的有機(jī)化合物薄膜(下稱“電場(chǎng)發(fā)光膜”)的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)化合物與無(wú)機(jī)化合物相比，材料系統(tǒng)多種多樣，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆肿釉O(shè)計(jì)有可能合成具有各種機(jī)能的材料。此外，膜等的形成物富有柔性，特別是具有可通過(guò)高分子化而使加工性能優(yōu)異的特點(diǎn)。從這樣的優(yōu)點(diǎn)看，近年來(lái)，注意力都集中在采用功能性有機(jī)材料的光子學(xué)和電子學(xué)上。
利用有機(jī)材料的光學(xué)物理特性的光子學(xué)已經(jīng)在目前工業(yè)技術(shù)上起重要作用。例如，光刻膠等感光材料是用于半導(dǎo)體精細(xì)加工的光刻技術(shù)中不可或缺的材料。此外，有機(jī)化合物本身具有伴隨光吸收而發(fā)光(熒光或磷光)的性質(zhì)，所以作為激光色素等的發(fā)光材料大有用途。
另一方面，有機(jī)化合物本身是一種沒(méi)有載流子的材料，所以本質(zhì)上具有優(yōu)越的絕緣性。因而，有關(guān)利用有機(jī)材料的電氣特性的電子學(xué)，以前主要利用其作為絕緣體的機(jī)能，作為絕緣材料、保護(hù)材料和覆蓋材料使用。
然而，實(shí)際上存在使作為絕緣體的有機(jī)材料流過(guò)大量電流的手段，并且也正在電子學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用，該手段大體分為兩類。
其中之一以導(dǎo)電高分子為代表，通過(guò)攙雜π共扼系有機(jī)化合物中受主(電子接受者)或施主(電子提供者)，使該π共扼系有機(jī)化合物具有載流子的手段(參見非專利文獻(xiàn)1)。通過(guò)增大攙雜量，使載流子增加到一定程度，暗電導(dǎo)率也隨之增大，從而可流過(guò)大量電流。
其電流量，可以達(dá)到比通常的半導(dǎo)體還高的水平，所以呈現(xiàn)這樣性狀的一類材料可稱為有機(jī)半導(dǎo)體(某些情況下稱為有機(jī)導(dǎo)體)。
這樣，通過(guò)攙雜受主或施主提高暗電導(dǎo)率，使電流流過(guò)有機(jī)材料的手段，一部分已經(jīng)應(yīng)用于電子學(xué)領(lǐng)域。例如，使用聚苯胺和聚烯烴的可充電的二次電池、使用聚吡咯的電場(chǎng)電容等。
使大量電流流過(guò)有機(jī)材料的另一個(gè)手段是，利用空間電荷限制電流(SCLCSpace Charge Limited Current)的手段。所謂SCLC是從外部注入空間電荷使其移動(dòng)而產(chǎn)生電流，其電流密度遵循卻爾特定律，用下式表示，式中J為電流密度，ε為介電常數(shù)，ε0為真空介電常數(shù)，μ為載流子遷移率，V為電壓，d為施加了V的電極間距離(下稱厚度)。
J=98·ϵϵ0μ·V2d3---(1)]]>另外，上式表示的SCLC，是假定完全沒(méi)有SCLC流動(dòng)時(shí)載流子捕獲的公式。由于載流子捕獲而限制的電流稱為捕獲載流子限制電流(TCLCTrap Charge Limited Current)與電壓的冪成正比，但是它們都是體律速電流，下面同樣處理。
這里，為了進(jìn)行對(duì)比，將遵循歐姆定律的歐姆電流流動(dòng)時(shí)的電流密度表達(dá)式表示為下式J=σE=σ·Vd---(2)]]>式(2)中電導(dǎo)率σ，用σ＝neμ(n為載流子密度，e為電荷)表示，所以載流子密度包含于流動(dòng)電流量的支配因子中。因而，對(duì)于具有某種程度的載流子遷移率的有機(jī)材料，只要不是如上所述地通過(guò)攙雜以圖增大載流子密度，在幾乎不存在載流子的有機(jī)材料上是沒(méi)有歐姆電流的。
但是，正如可從(1)式看到的，確定SCLC的因子是介電常數(shù)。載流子遷移率、電壓和厚度，與載流子密度無(wú)關(guān)。就是說(shuō)，作為不具有載流子的絕緣體的有機(jī)材料，使其厚度d變得十分薄，選擇載流子遷移率μ大的材料，從外部注入載流子，即可使電流流動(dòng)。
在采用這一手段時(shí)，其電流量也可以達(dá)到通常半導(dǎo)體的水平以上，因此，載流子遷移率μ大的有機(jī)材料，或者說(shuō)潛在可輸送載流子的有機(jī)材料，可稱為有機(jī)半導(dǎo)體。
然而，特別在利用這樣的SCLC的有機(jī)半導(dǎo)體元件中，有機(jī)電致發(fā)光元件(以下稱作有機(jī)EL元件)，作為同時(shí)利用功能性有機(jī)材料的光學(xué)物理特性和電氣物理特性的光電子學(xué)器件，近年得到了蓬勃發(fā)展。
有機(jī)EL元件的基本結(jié)構(gòu)，在1987年已有報(bào)告(參見非專利文獻(xiàn)2)。在該非專利文獻(xiàn)2中報(bào)告的元件，是一種用電極夾持由空穴輸送型的有機(jī)化合物與電子輸送型有機(jī)化合物層疊成的總厚約100nm的電場(chǎng)發(fā)光膜而形成的二極管，用發(fā)光性材料(熒光材料)作為電子輸送型化合物。通過(guò)給這樣的元件施加電壓，就能像發(fā)光二極管一樣地發(fā)出光來(lái)。
其發(fā)光機(jī)制是，對(duì)用電極夾持的電場(chǎng)發(fā)光膜施加電壓，從電極注入空穴及電子在電場(chǎng)發(fā)光膜中復(fù)合，形成處于受激狀態(tài)的分子(稱作分子激發(fā)子)，該分子激發(fā)子在返回基態(tài)時(shí)放光。
再有，作為有機(jī)化合物形成的分子激發(fā)子的種類，可處于一重受激狀態(tài)和三重受激狀態(tài)，基態(tài)通常是一重受激狀態(tài)，所以由一重受激狀態(tài)發(fā)光稱為熒光，從三重受激狀態(tài)發(fā)光稱為磷光。在本說(shuō)明書中，包含了這兩種受激狀態(tài)對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)的情況。
在這樣的有機(jī)EL元件中，通常電場(chǎng)發(fā)光膜形成為100～200nm左右的薄膜。另外，有機(jī)EL元件是電場(chǎng)發(fā)光膜本身發(fā)光的自發(fā)光型元件，所以，不必像液晶顯示器那樣使用背光。因而，有機(jī)EL元件具有可以制得極薄極輕的大優(yōu)點(diǎn)。
另外，例如，在100～200nm的電場(chǎng)發(fā)光膜中，從注入載流子到再?gòu)?fù)合為止的時(shí)間，若考慮電場(chǎng)發(fā)光膜的載流子遷移率僅為數(shù)十納秒，即使包括從載流子再?gòu)?fù)合到發(fā)光的過(guò)程也可在微秒數(shù)量級(jí)內(nèi)發(fā)光。因此，響應(yīng)速度快也是它的特長(zhǎng)。
從這樣的體型薄、重量輕、響應(yīng)速度高等特點(diǎn)看，有機(jī)EL元件作為下一代平板顯示器受到注目。另外，它是自發(fā)光型，視角寬，因此，視認(rèn)性較好，作為便攜式裝置的圖像顯示用元件是有效的。
但是，盡管具有上述的優(yōu)異特性，但由于元件壽命不足而尚未實(shí)用化。
構(gòu)成有機(jī)EL元件的電場(chǎng)發(fā)光膜，由于流過(guò)的電流促使有機(jī)半導(dǎo)體的功能惡化。已經(jīng)知道，有機(jī)EL元件從初期亮度開始大致成反比地惡化，換句話說(shuō)，元件的壽命與流過(guò)的電流量成反比(發(fā)光亮度半衰期)地惡化(非專利文獻(xiàn)3)。
因此，減小流過(guò)有機(jī)EL電場(chǎng)發(fā)光膜的電流，不僅從降低電耗的角度說(shuō)當(dāng)然必要，就是從元件壽命的觀點(diǎn)看也是重要的。
非專利文獻(xiàn)1白川英樹等著“導(dǎo)電有機(jī)聚合物聚乙炔鹵素衍生物(CH)x的合成”(Synthesis of Electrically Conducting OrganicPolymersHalogen Derivatives of Polyscetyrene，(CH)x)，ChemicalCommunications，1977，16，578-580非專利文獻(xiàn)2C.W.タン等著“有機(jī)電致發(fā)光二極管”(Organicelectroluminescent diodes)，Applied Physics Letters，Vol.51，No.12，913-915(1987)非專利文獻(xiàn)3佐藤佳晴“應(yīng)用物理學(xué)會(huì)有機(jī)分子·生物電子學(xué)分科會(huì)會(huì)志”，Vol.11，No.1，(2000)，86-99發(fā)明內(nèi)容(本發(fā)明要解決的課題)
本發(fā)明旨在提供一種可減小流過(guò)有機(jī)EL元件的電場(chǎng)發(fā)光膜的電流，延長(zhǎng)元件壽命的元件結(jié)構(gòu)。
(解決該課題的手段)本發(fā)明是一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上設(shè)有第一電極。接著所述第一電極有第一電場(chǎng)發(fā)光膜，接著所述第一電場(chǎng)發(fā)光膜有第二電極，接著所述第二電極有第二電場(chǎng)發(fā)光膜，接著所述第二電場(chǎng)發(fā)光膜有第三電極，上述第一電極和上述第三電極起陽(yáng)極或陰極中的一方的作用，上述第二電極起陽(yáng)極或陰極中的另一方的作用。
再有，上述第一電極和上述第三電極可以在電氣上連接。
另外，一種發(fā)光裝置的特征在于，作為另一種結(jié)構(gòu)，在基板上交替形成多個(gè)陽(yáng)極和多個(gè)陰極，各陽(yáng)極和陰極之間有電場(chǎng)發(fā)光膜。
在上述發(fā)光裝置上，可以多個(gè)陽(yáng)極在電氣上連接在一起，多個(gè)陰極在電氣上連接在一起。
另外，在上述發(fā)光裝置中，從上述陽(yáng)極及上述陰極任意一個(gè)電極中，只有離上述基板最遠(yuǎn)的位置上的電極是不透明的，這樣光可從基板側(cè)取出。
另外，在上述發(fā)光裝置中，在上述陽(yáng)極和上述陰極中任選的電極中，只有離基板最近位置上的電極是不透明的，因此，光可從基板的相反側(cè)取出。
此外，在上述發(fā)光裝置中，上述發(fā)光元件包含的所有陽(yáng)極和陰極都是透明的，因此，光可從基板側(cè)或其相反側(cè)兩方取出。
再有，在上述發(fā)光裝置中，可以將顯示不同發(fā)光顏色的兩種以上的發(fā)光元件用作上述多個(gè)發(fā)光元件。
此外，在上述發(fā)光裝置中，上述多個(gè)發(fā)光元件中至少一個(gè)是發(fā)紅光的發(fā)光元件，至少一個(gè)是發(fā)綠光的發(fā)光元件，至少一個(gè)是發(fā)藍(lán)光的發(fā)光元件，以能夠發(fā)出白光。
再有，在本說(shuō)明書中所謂的發(fā)光裝置是指，使用具有電場(chǎng)發(fā)光膜的發(fā)光元件作為發(fā)光元件圖像顯示器件或發(fā)光器件。另外，與發(fā)光元件連接的部分，例如，裝有各向異性導(dǎo)電膜(ACFAnisotropicConductive Film)或帶自動(dòng)粘貼(TABTape Automated Bonding)膠帶或帶載封裝(TCPTape Carrier Package)的模塊，在TAB帶和TCP之前設(shè)在印刷電路板上的模塊，或者以玻璃上芯片(COGChip OnGlass)方式直接安裝了IC(集成電路)的模塊，全都包含在發(fā)光裝置中。
(本發(fā)明的效果)本發(fā)明的特征是，可通過(guò)使電場(chǎng)發(fā)光膜與電極并聯(lián)，且垂直層疊，使單位面積上的功率效率提高。另外，可減小向電場(chǎng)發(fā)光膜提供的電流量，延長(zhǎng)元件的壽命。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)；圖2表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)；圖3表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)中的最小結(jié)構(gòu)；圖4表示本發(fā)明最小結(jié)構(gòu)中電子和空穴流動(dòng)的情況；圖5表示本發(fā)明與先有技術(shù)的比較；圖6表示有源陣列構(gòu)造的發(fā)光裝置；圖7是電場(chǎng)發(fā)光膜詳圖(實(shí)施例2)；圖8是電場(chǎng)發(fā)光膜詳圖(實(shí)施例3)；圖9表示光的出射方向；而圖10是發(fā)光裝置的應(yīng)用示例。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式(實(shí)施方式1)圖1，圖2是本發(fā)明的略圖。在圖1中，基板101上從靠近基板的位置起交替設(shè)置第一電極102、第一陰極104、第二陽(yáng)極106、第二陰極108、…第n陰極109、第n+1陽(yáng)極111。然后在第一陽(yáng)極102和第一陰極104之間設(shè)置第一電場(chǎng)發(fā)光膜103，在第一陰極104和第二陽(yáng)極106之間設(shè)置第二電場(chǎng)發(fā)光膜105，在第二陽(yáng)極106和第二陰極108之間設(shè)置第三電場(chǎng)發(fā)光膜107、…在第n陰極109和第n+1陽(yáng)極111之間設(shè)置第2n電場(chǎng)發(fā)光膜110，在一對(duì)陽(yáng)極和陰極之間夾入電場(chǎng)發(fā)光膜而形成一個(gè)發(fā)光元件。圖2是一個(gè)示例，在基板201上層疊形成電極陰極202、陽(yáng)極204、陰極206……陽(yáng)極209、陰極211，在它們之間形成電場(chǎng)發(fā)光膜203，205，207，210，除電極層疊順序不同外，其余與圖1相同。另外，在圖1和圖2上，基板上的電極的層疊，若從陽(yáng)極開始，則以陽(yáng)極結(jié)束；若從陰極開始，則以陰極結(jié)束。但也可以從陽(yáng)極開始層疊而以陰極結(jié)束，反之亦然。層疊的陽(yáng)極和陰極數(shù)可按用戶的需要而適當(dāng)設(shè)定。
此外，各陽(yáng)極宜用空穴注入性優(yōu)異的物質(zhì)，最好采用功函數(shù)大的物質(zhì)(約4.5-5.5eV)。例如，Ti，TiN，TiSiXNY，Ni，W，WSiX，WNX，WSiXNY，NbN，Mo，Cr，Pt，Se，Pd，Ir，Au等，亦可采用其混合物和合金。用作陰極的材料，最好為電子注入性優(yōu)異的功函數(shù)小的物質(zhì)(2.5-3.5eV)(其代表是屬于第一族或第二族的金屬元素)或包含它們的合金。其中，用作陰極的材料，最好為MgAg，MgIn，AlLi等。
(實(shí)施形態(tài)2)現(xiàn)以作為本發(fā)明中最小結(jié)構(gòu)的圖3的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的基本原理。另外，本發(fā)明中的所謂透光性是指透明或充分透過(guò)光線的狀態(tài)。
圖3是一個(gè)示例，在透明的基板301上形成第一陽(yáng)極302、第一電場(chǎng)發(fā)光膜303、陰極304、第二電場(chǎng)發(fā)光膜305和第二陽(yáng)極306。302，304，306采用透光電極。
在圖3所示結(jié)構(gòu)的元件中流過(guò)電流的情況的電子和空穴流動(dòng)的情況示于圖4。如圖4所示，空穴如401所示，從兩個(gè)陽(yáng)極注入，電子如402所示，從中央的陰極注入上下兩方的電場(chǎng)發(fā)光膜。此時(shí)，如圖5(B)中箭頭501所示，若從外部提供電流1，則對(duì)于第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極，分別如箭頭502所示，分別有I/2電流流過(guò)，于是，第一電場(chǎng)發(fā)光膜和第二電場(chǎng)發(fā)光膜分別有I/2電流流過(guò)。一個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜上流過(guò)電流I時(shí)，若放出的光子數(shù)目為n，從各自的電場(chǎng)發(fā)光膜如箭頭503所示放出n/2個(gè)光子，兩個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜合計(jì)放出n個(gè)光子。
另一方面，圖5(A)所示的一個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜被陽(yáng)極和陰極夾持而構(gòu)成的元件，如箭頭501所示從外部電源流過(guò)電流I時(shí)，與圖5(B)時(shí)相同地從電場(chǎng)發(fā)光膜放出n個(gè)光子。
圖5(A)和圖5(B)比較，放出個(gè)數(shù)相同的光子時(shí)，從外部電源供給的電流量?jī)烧叨际荌，但采用圖5(B)的結(jié)構(gòu)時(shí)流過(guò)一個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜的電流為I/2，故可減輕電流引起的電場(chǎng)發(fā)光膜的退化。
另外，從消耗電力上考慮，圖5(A)結(jié)構(gòu)的元件中，從電場(chǎng)發(fā)光膜放出n個(gè)光子所需的電流為I，若使電流I流過(guò)所需的電壓為V，則該結(jié)構(gòu)的元件消耗的電力Pa為Pa＝I·V (3)對(duì)此，在圖5(B)結(jié)構(gòu)的元件中，從兩個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜合計(jì)放出n個(gè)光子所需的電流合計(jì)為I，但電路是并聯(lián)的，從(1)式可知，必須從外部電源提供的所需電壓為V/√2。這里，在圖5(B)的元件中，n個(gè)光子所需的電力Pb為Pb=I2·V2·2=I·V2---(4)]]>這樣，采用本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)時(shí)，與通常的結(jié)構(gòu)的元件相比，放出同樣數(shù)目的光子所需的電力可減少為I/√2倍。
為了實(shí)現(xiàn)上述圖3的結(jié)構(gòu)，重要的是不使陽(yáng)極302和陰極304以及陰極304和陽(yáng)極306短路，并將陽(yáng)極302和陽(yáng)極306連接起來(lái)。其手段是適當(dāng)涂敷金屬掩模。
上面敘述了只有兩個(gè)電場(chǎng)發(fā)光膜的情況，但也適用于圖1所示包含3個(gè)以上的電場(chǎng)發(fā)光膜的結(jié)構(gòu)。另外，圖2所示的結(jié)構(gòu)也同樣適用。
在本實(shí)施例中，首先用圖6說(shuō)明像素部分中具有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置。另外，圖6(A)是表示發(fā)光裝置的俯視圖，圖6(B)是沿著圖6(A)的B-B’線切開的剖面圖。虛線表示的601是驅(qū)動(dòng)電路部(源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)，602是像素部，603是驅(qū)動(dòng)電路部(柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)。另外，604是密封基板，605是密封劑，用密封劑605包圍的內(nèi)側(cè)607形成空腔。
再有，608是用以傳輸向源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路601及柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603輸入的信號(hào)的布線，從構(gòu)成外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路板電路)609接收視頻信號(hào)、模擬信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等。另外，這里不僅畫出FPC，還可以把印刷線路板(PWB)安裝在該FPC上。本說(shuō)明書中的發(fā)光裝置不僅指發(fā)光裝置本身，還表示其上被安裝了FPC或PWB的狀態(tài)。
接著，用圖6(B)說(shuō)明斷面結(jié)構(gòu)。在基板601上形成驅(qū)動(dòng)電路部和像素部，這里示出了作為驅(qū)動(dòng)電路部的源極驅(qū)動(dòng)電路601和像素部602。
再有，源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路601是n溝道型TFT623和p溝道型TFT624組成的CMOS電路。另外，形成驅(qū)動(dòng)電路的TFT也可以用PMOS電路或NMOS電路形成。另外，在本實(shí)施例中，表示了在基板上形成有驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)器一體化的形式，但不一定必須如此，不在基板上而在外部形成亦可。
此外，像素部602由多個(gè)像素形成，像素中包含開關(guān)用TFT 611和電流控制用的TFT 612及與其漏極電連接的第一陽(yáng)極613。再有，覆蓋第一陽(yáng)極613的端部而形成絕緣物614。這里，用正型感光性丙烯酸樹脂膜形成。
另外，為了達(dá)到良好的覆蓋率，絕緣物614上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，作為絕緣物614的材料采用正型感光性丙烯酸酯的情況下，最好僅在絕緣物614上端部具有曲率半徑(0.2μm-3μm)的曲面。另外，作為絕緣物614，其感光性可以為因光照射而變得不溶于蝕刻劑的負(fù)型或因光照射而變得溶于蝕刻劑的正型，其中任何一種均可。
另外，在絕緣物614上必須有陽(yáng)極觸點(diǎn)621，用以連接第一陽(yáng)極613和第二陽(yáng)極619。
在第一陽(yáng)極613上分別形成第一電場(chǎng)發(fā)光膜616、第一陰極617、第二電場(chǎng)發(fā)光膜618、第二陽(yáng)極619。
這里，作為用于第一陽(yáng)極613和第二陽(yáng)極619的材料，最好采用功函數(shù)大的材料。例如，可以采用ITO(銦銻氧化物)膜、銦鋅氧化物(IZO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等單層膜，此外，可以采用以氮化鈦和鋁為主要成分的膜層疊，以及氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。
此外，第一陽(yáng)極613和第二陽(yáng)極619中至少一個(gè)是為了讓光線透過(guò)而充分透明的，所以采用為了透光而厚度十分薄的金屬薄膜，或者采用透明導(dǎo)電膜，或者用金屬薄膜與透明導(dǎo)電膜相層疊。
此外，第一電場(chǎng)發(fā)光膜616、第二電場(chǎng)發(fā)光膜618，可用蒸鍍掩模的蒸鍍法，或用注入法形成。用于電場(chǎng)發(fā)光膜的材料，往往采用單層或?qū)盈B有機(jī)化合物，但在本發(fā)明也包含在有機(jī)化合物組成的膜的一部分中使用無(wú)機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。
另外，作為第一電場(chǎng)發(fā)光膜616和第二電場(chǎng)發(fā)光膜618之間保持的第一陰極617上用的材料，可用功函數(shù)小的材料(Al，Ag，Li，Ca或由它們形成的合金MgAg，MgIn，AlLi，CaF2或CaN)。
再有，為了使第一電場(chǎng)發(fā)光膜616和第二電場(chǎng)發(fā)光膜618上產(chǎn)生的光透過(guò)第一陰極617，作為第一陰極617，可采用膜厚薄的金屬薄膜，或透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化銻)合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等，或者金屬薄膜和透明導(dǎo)電膜層疊。
另外，用密封劑605使密封基板604與元件基板610貼合，成為由元件基板610、密封基板604及用密封劑605包圍的空間607中設(shè)有電場(chǎng)發(fā)光元件618的結(jié)構(gòu)。此外，在空間607中填充惰性氣體(氮或氬等)，此外也包括用密封劑605填充的結(jié)構(gòu)。
另外，作為密封劑宜用環(huán)氧樹脂類樹脂。此外，這些材料最好是盡量不透過(guò)水和氧氣的材料。另外，作為用作密封基板604的材料，除玻璃基板和石英基板外，可用FRP(玻璃纖維增強(qiáng)樹脂)、PVF(聚乙烯氟化物)、聚酯、丙烯酸等形成的塑料基板。
如上所述，可以得到本發(fā)明的含有電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明用陽(yáng)極作為離基板最近的位置上的電極時(shí)的電場(chǎng)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)說(shuō)明在第一陽(yáng)極613上層疊的結(jié)構(gòu)。這里，用蒸鍍法制作電場(chǎng)發(fā)光膜和第一陰極617，為了透光，第一陰極617采用十分薄的金屬薄膜，第二陽(yáng)極619采用濺射法制作的透明導(dǎo)電膜，它們?nèi)坑媒饘傺谀＿M(jìn)行圖案化而制作。
圖7中表示了圖6的電場(chǎng)發(fā)光元件620的細(xì)部結(jié)構(gòu)。下面，空穴注入層702、空穴輸送層703、發(fā)光層704、電子輸送層705、電子注入層706，用金屬掩模進(jìn)行控制，使得在第一陽(yáng)極613上有選擇地成膜，而在陽(yáng)極觸點(diǎn)621上不成膜。另外，利用金屬掩模來(lái)分開陰極和陽(yáng)極，不使它們短路。
首先，用蒸鍍法在第一陽(yáng)極701上，以20nm的膜厚使作為空穴注入層有機(jī)化合物的銅酞菁素(下面表示為Cu-Pc)成膜，以40nm的膜厚使作為空穴輸送層有機(jī)化合物的4，4’-雙[N-(1-萘)-N-苯胺-二苯(以下表示為α-NPD)成膜，成為空穴輸送層703。
接著，用蒸鍍法以37.5nm的膜厚使作為電子輸送性發(fā)光材料的有機(jī)化合物的三(8-喹啉醇化物)鋁(以下標(biāo)為Alq3)作為發(fā)光層，同樣以37.5nm膜厚使Alq3成膜，作為電子輸送層705?？梢允拱l(fā)光層704和電子輸送層705連續(xù)成膜。
另外，為提高來(lái)自陰極的電子注入性，以1nm膜厚使作為無(wú)機(jī)化合物的氟化鈣(以下表示為CaF2)成膜，作為電子注入層706。
按上述方法可得到第一電場(chǎng)發(fā)光膜709。
然后，以5nm膜厚形成鋁膜，作為第一陰極707。
然后，在第一陰極707上以1nm膜厚使作為電子注入層706的CaF2成膜，以37.5nm膜厚使作為電子輸送層705的Alq3成膜，以37.5nm膜厚使作為發(fā)光層704的Alq3成膜，以40nm膜厚使作為空穴輸送層703的α-NPD成膜，以20nm膜厚使作為空穴注入層702的Cu-Pc成膜，從而獲得第二電場(chǎng)發(fā)光膜710。
然后用濺射法制作第二陽(yáng)極708。此時(shí)，用金屬掩模來(lái)控制成膜，使得第二陽(yáng)極708通過(guò)圖6的陽(yáng)極觸點(diǎn)部分621與第一陽(yáng)極613連接，且不與第一陰極短路。
按上述方法完成電場(chǎng)發(fā)光元件620。另外，從該發(fā)光元件發(fā)出的光由于所有電極都有透光性，如圖9(A)所示，從基板側(cè)和與其相反側(cè)兩方發(fā)出。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明用最靠近基板的位置的電極作為陰極時(shí)的電場(chǎng)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
在用最靠近基板的位置的電極作為陰極的情況下，電場(chǎng)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)和電場(chǎng)發(fā)光膜和電極的關(guān)系示于圖8。圖中，801是第一陰極，807是第一陽(yáng)極，808表示第二陰極。另外，構(gòu)成各電場(chǎng)發(fā)光膜的各層的詳細(xì)情況與上述實(shí)施例2相同，用相同符號(hào)表示。
在本實(shí)施例中表示的元件的動(dòng)作與上述實(shí)施例2的元件相同。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明如圖9(B)所示只從基板的相反側(cè)發(fā)射光的結(jié)構(gòu)。
如上述實(shí)施例3所示，最接近基板的位置上的電極設(shè)為陰極。但是，第一陰極907以約200nm膜厚使Al成膜，使之不透光。
除第一陰極907以外，其結(jié)構(gòu)可與實(shí)施例2的相同。于是，從發(fā)光層發(fā)出的光中，射向基板側(cè)的光按箭頭905的方向被第一陰極907反射，故如圖9(B)所示，按箭頭906的方向從基板的相反側(cè)出射。
按上述方法可制得從基板的相反側(cè)出射光的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明如圖9(C)所示光從基板側(cè)出射的結(jié)構(gòu)。
如上述實(shí)施例3所示，離基板最近位置上的電極設(shè)為陰極。其中，如圖9(C)所示，離基板最近的陰極910以200nm膜厚使Al成膜，使之不透光。
除第一陰極以外，與實(shí)施例2相同。于是，從發(fā)光層發(fā)出的光中，從基板的相反側(cè)出射的光如箭頭908所示，被厚膜的陰極910反射，所以如圖9(C)所示，光線按箭頭909從基板側(cè)出射。
用以上方法實(shí)現(xiàn)只從基板側(cè)出射光的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明用兩種不同的發(fā)光顏色的發(fā)光元件來(lái)產(chǎn)生白光的發(fā)光裝置。
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，除發(fā)光層以外，與上述實(shí)施例2的相同。
在本實(shí)施例中，兩個(gè)層由具有互補(bǔ)色關(guān)系的藍(lán)色的發(fā)光元件和橙色的發(fā)光元件構(gòu)成。這里，所謂互補(bǔ)色關(guān)系是指可合成為白光的兩種顏色。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)發(fā)光層由一個(gè)電源系控制，所以兩個(gè)發(fā)光層同時(shí)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)白光發(fā)光。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明用三個(gè)呈現(xiàn)不同發(fā)光顏色的發(fā)光元件來(lái)發(fā)出白光的發(fā)光裝置。
本實(shí)施例所示的結(jié)構(gòu)是一種包含三個(gè)電場(chǎng)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。相當(dāng)于圖1和圖2中的陰極和陽(yáng)極所夾的電場(chǎng)發(fā)光膜有三個(gè)的情況。
除發(fā)光層外，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2的相同。
在上述包含三個(gè)電場(chǎng)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中，三個(gè)發(fā)光層分別用作發(fā)出紅光的發(fā)光元件、發(fā)出綠光的發(fā)光元件和發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光元件等三色發(fā)光元件。
這三個(gè)電場(chǎng)發(fā)光元件由一個(gè)電源控制，所以同時(shí)發(fā)光，可實(shí)現(xiàn)白光發(fā)光。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明用具有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置完成的各種電氣設(shè)備。
使用具有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置制作的電氣設(shè)備，可以舉出攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)導(dǎo)航系統(tǒng)、音響重放裝置(汽車音響，組合音響等)、筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)式計(jì)算機(jī)、便攜式電話、便攜式游戲機(jī)以及電子書籍等)、具有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置(具體地說(shuō)，數(shù)字視頻光盤(DVD)等重放記錄介質(zhì)，具有顯示其畫面的顯示裝置的裝置)，這些電氣設(shè)備的具體示例示于圖11。
圖10(A)是顯示裝置，包括框體1001、支持臺(tái)1002、顯示部1003、揚(yáng)聲器1004、視頻輸入端子1005等。把含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于顯示部制作而成。另外，顯示裝置包括個(gè)人計(jì)算機(jī)用、電視廣播接收用、廣告顯示用等所有顯示信息用的裝置。
圖10(B)是筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括本體1101、框架1102、顯示部1103、鍵盤1104、外部連接端口1105、指示鼠標(biāo)1106等。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部1103。
圖10(C)是移動(dòng)式計(jì)算機(jī)，包括本體1201、顯示部1202、開關(guān)1203、操作鍵盤1204、紅外線接口1205等。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部1102。
圖10(D)是設(shè)有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置(具體地說(shuō)，是DVD重放裝置)，包括本體1301、框架1302、顯示部A1303、顯示部B1304、記錄介質(zhì)讀入部分1305、操作鍵盤1306、揚(yáng)聲器1507等。顯示部A1303主要顯示圖像信息，顯示部B1304主要顯示文字信息。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部A1303，B1304。另外，含有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置中包括家用游戲機(jī)等。
圖10(E)是目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)。包括本體1401、顯示部1402、臂部1403。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部1402。
圖10(F)是攝像機(jī)，包括本體1501、顯示部1502、框架1503、外部接口1504、遙控接收部分1505、圖像接收部分1506、電池1507、聲音輸入部分1508、操作鍵1509。目鏡部分1510等。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部1502。
這里，圖10(G)是便攜式電話。包括本體1601、框架1602、顯示部1603、聲音輸入部分1604、操作鍵1606、外部接口1607、天線1608等。含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部1603。另外，顯示部1603在黑色背景上顯示白色文字，可抑制便攜式電話的電力消耗。
如上所述，含有本發(fā)明的電場(chǎng)發(fā)光元件的發(fā)光裝置適用范圍極廣，該發(fā)光裝置可應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電氣設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上設(shè)有第一電極；接著所述第一電極設(shè)有第一電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第一電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第二電極；接著所述第二電極設(shè)有第二電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第二電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第三電極；所述第一電極和所述第三電極作為陽(yáng)極和陰極中的一方；所述第二電極作為陽(yáng)極和陰極中的另一方。
2.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上設(shè)有第一電極；接著所述第一電極設(shè)有第一電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第一電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第二電極；接著所述第二電極設(shè)有第二電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第二電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第三電極；所述第一電極和所述第三電極電氣上連接在一起作為陽(yáng)極和陰極中的一方；所述第二電極作為陽(yáng)極和陰極中的另一方。
3.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上設(shè)有第一陽(yáng)極；接著所述第一陽(yáng)極設(shè)有第一電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第一電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有陰極；接著所述陰極設(shè)有第二電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第二電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第二陽(yáng)極。
4.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上設(shè)有第一陰極；接著所述第一陰極設(shè)有第一電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第一電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有陽(yáng)極；接著所述陽(yáng)極設(shè)有第二電場(chǎng)發(fā)光膜；接著所述第二電場(chǎng)發(fā)光膜設(shè)有第二陰極。
5.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在基板上交替形成多個(gè)陽(yáng)極和多個(gè)陰極，各陽(yáng)極和陰極之間設(shè)有電場(chǎng)發(fā)光膜。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，從所述陽(yáng)極和所述陰極中任選的電極中，只有離所述基板最遠(yuǎn)的位置上的電極是不透光的，從而光可從基板側(cè)取出。
7.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，從所述陽(yáng)極和所述陰極中任選的電極中，只有離所述基板最近的位置上的電極是不透光的，從而光可從基板的相反側(cè)取出。
8.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件中包含的所有陽(yáng)極和陰極都設(shè)為具有透光性，光可從基板側(cè)和基板的相反側(cè)這兩方取出。
9.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述電場(chǎng)發(fā)光膜由顯示不同顏色光的兩種以上的電場(chǎng)發(fā)光膜構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述電場(chǎng)發(fā)光膜由至少一種發(fā)出紅光的電場(chǎng)發(fā)光膜、至少一種發(fā)出綠光的電場(chǎng)發(fā)光膜、至少一種發(fā)出藍(lán)光的電場(chǎng)發(fā)光膜構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述陽(yáng)極是功函數(shù)為4.5eV至5.5eV的物質(zhì)，所述陰極是功函數(shù)為2.5eV至3.5eV的物質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述陽(yáng)極是從Ti、TiN、TiSiXNY、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、NbN、Mo、Cr、Pt、Se、Pd、Ir、Au中選擇的物質(zhì)，或含有從中選出的物質(zhì)的混合物，或含有從中選出的物質(zhì)的合金；所述陰極是屬于周期表第一族或第二族的物質(zhì)，或含有屬于周期表第一族或第二族的物質(zhì)的混合物，或含有屬于周期表第一族或第二族的物質(zhì)的合金。
13.一種電子設(shè)備，裝有權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置作為顯示部。
14.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備是攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、目鏡型顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、音響重放裝置、筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端或配有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置。
全文摘要
有機(jī)EL元件與其他發(fā)光元件相比，具有許多優(yōu)異的特性，然而元件壽命不足是一個(gè)問(wèn)題。另外，想要用于便攜式顯示裝置等應(yīng)用，提高電力效率便非常重要。本發(fā)明提供一種既可提高電力效率，又能延長(zhǎng)元件壽命的元件結(jié)構(gòu)，其中，第一陽(yáng)極302和陰極304夾著第一電場(chǎng)發(fā)光膜303，另外，在陰極304上層疊第二電場(chǎng)發(fā)光膜305和第二陽(yáng)極306。此時(shí)，第一陽(yáng)極302和第二陽(yáng)極306相接觸而形成并聯(lián)電路，使流過(guò)各電場(chǎng)發(fā)光膜的電流減少。
文檔編號(hào)H05B33/14GK1742518SQ20048000284
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者井邊隆廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所