專利名稱：有機(jī)el元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件(有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件以下記載為“有機(jī)EL元件”)及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為下一代平板顯示裝置，有機(jī)EL顯示裝置備受關(guān)注。該有機(jī)EL顯示裝置為自發(fā)光型顯示裝置，由于其視角特性優(yōu)異、視認(rèn)性高、低耗電、且能夠薄型化，需求日益尚漲。該有機(jī)EL顯示裝置具有按規(guī)定的排列進(jìn)行排列的多個(gè)有機(jī)EL元件，多個(gè)有機(jī)EL 元件的每一個(gè)包括形成在絕緣性基板上的作為第一電極的陽極；形成在第一電極上的具有發(fā)光層的有機(jī)層；和形成在有機(jī)層上的作為第二電極的陰極。另外，作為通常在基板上使該有機(jī)EL顯示裝置中使用的有機(jī)EL薄膜成膜的方法， 已知有真空蒸鍍法。該真空蒸鍍法是在真空下，首先使基板的作為被蒸鍍面的表面為下側(cè)地將其放置成水平狀態(tài)，使金屬制的掩模與該基板表面緊密貼合。接著，從設(shè)置在其下方的蒸鍍?cè)?，使蒸鍍材?即有機(jī)EL材料)通過形成有規(guī)定圖案的掩模開口部向基板表面蒸鍍，由此將規(guī)定圖案的有機(jī)EL薄膜成膜在基板表面。這里，通常有機(jī)EL元件的整流性較低時(shí)，在施加反向偏壓的情況下，流通微量的漏電流，起因于該漏電流而發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象，其結(jié)果，存在顯示品質(zhì)嚴(yán)重受損這樣的問題。于是，提案有能夠防止起因于漏電流的串?dāng)_現(xiàn)象、防止顯示品質(zhì)降低的有機(jī)EL元件的制造方法。更具體而言，公開了使用真空蒸鍍裝置的有機(jī)EL元件的制造方法，該真空蒸鍍裝置包括在基板上使有機(jī)EL薄膜成膜時(shí)用于控制基板的成膜側(cè)表面的溫度的、由溫度傳感器和熱散出·吸收體構(gòu)成的基板溫度控制裝置。在該有機(jī)EL元件的制造方法中，使用真空蒸鍍裝置，將基板溫度控制在70°C以下，并且將溫度變化速度的絕對(duì)值控制在 1. 5°C /sec以內(nèi)。而且還記載了，利用這種方法，能夠制作具有優(yōu)異的整流特性的有機(jī)EL 元件，并且能夠制作無串?dāng)_且顯示品質(zhì)高的顯示面板(例如，參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-85164號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在上述專利文獻(xiàn)1中記載的有機(jī)EL元件的制造方法中，即使在對(duì)基板溫度進(jìn)行了控制的情況下，當(dāng)利用真空蒸鍍法形成作為第二電極的陰極時(shí)，基板溫度也上升，另外，基板帶有靜電。因此，起因于上述的基板溫度上升或基板帶有靜電，在所制作的有機(jī)EL 元件中，存在從有機(jī)層向陰極的電流注入不充分的問題。其結(jié)果，存在有機(jī)EL元件的驅(qū)動(dòng)電壓上升并且發(fā)光效率降低的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓的低電壓化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光效率的高效化的有機(jī)EL元件及其制造方法。用于解決問題的手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的有機(jī)EL元件包括基板；形成在基板上的第一電極； 形成在該第一電極上并且具有發(fā)光層的有機(jī)層；和形成在有機(jī)層上的第二電極，其中，在基板的與第一電極側(cè)相反的一側(cè)的表面，設(shè)置有由與基板相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，基板的熱被傳導(dǎo)至傳導(dǎo)部件， 基板被傳導(dǎo)部件冷卻，因此能夠抑制基板的溫度上升。另外，在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，基板帶有的靜電通過傳導(dǎo)部件進(jìn)行除電，基板的靜電被傳導(dǎo)部件去除，因此在形成第二電極時(shí)，能夠防止靜電的影響。從而，從有機(jī)層向第二電極的電流注入變得容易，能夠降低有機(jī)EL元件的驅(qū)動(dòng)電壓，并且能夠提高元件的發(fā)光效率。此外，在基板的表面設(shè)置有傳導(dǎo)部件，因此在從有機(jī)層向第二電極注入電流時(shí)，每單位面積的電流密度下降，電流分散地注入第二電極，從而，減少電流引起的劣化，其結(jié)果， 能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)EL元件的長(zhǎng)壽命化。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件中，也可以形成傳導(dǎo)部件的材料的熱導(dǎo)率為80W/ m · K以上，電導(dǎo)率為8X 106/ι Ω以上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使傳導(dǎo)部件的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率與基板相比充分高，因此在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，能夠可靠地抑制基板的溫度上升，并且能夠可靠地防止靜電的影響。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件中，也可以形成傳導(dǎo)部件的材料為金屬。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠容易地提高傳導(dǎo)部件的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件中，也可以形成傳導(dǎo)部件的金屬為選自銀、銅、金、 鋁、鈣、鎢、鎂、銠、銥、鈉、鉬、釕、鋅、鈷、鎘、鎳、鋨、鋰、銦和鐵中的至少一種。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠用便宜且具有通用性的材料形成傳導(dǎo)部件。本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法，該有機(jī)EL元件構(gòu)成為在基板上依次形成有第一電極、具有發(fā)光層的有機(jī)層和第二電極，該有機(jī)EL元件的制造方法至少包括在基板的表面，形成由與基板相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件的工序；在基板的與形成有傳導(dǎo)部件的一側(cè)相反的一側(cè)的表面，形成第一電極的工序；和通過使用掩模的真空蒸鍍法，在第一電極上形成有機(jī)層，并且在該有機(jī)層上形成第二電極的工序。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，基板的熱被傳導(dǎo)至傳導(dǎo)部件， 基板被傳導(dǎo)部件冷卻，因此能夠抑制基板的溫度上升。此外，在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，基板帶有的靜電通過傳導(dǎo)部件進(jìn)行除電，基板的靜電被傳導(dǎo)部件去除，因此在形成第二電極時(shí)，能夠防止靜電的影響。從而，能夠提供因從有機(jī)層向第二電極的電流注入變得容易而降低了驅(qū)動(dòng)電壓，并且元件的發(fā)光效率能夠得以提高的有機(jī)EL元件。此外，在基板的表面形成傳導(dǎo)部件，因此從有機(jī)層向第二電極注入電流時(shí)，每單位面積的電流密度下降，電流分散地注入第二電極。從而，電流引起的劣化減少，其結(jié)果，能夠提供能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)壽命化的有機(jī)EL元件。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法中，也可以形成傳導(dǎo)部件的材料的熱導(dǎo)率為80W/m · K以上，電導(dǎo)率為8X 106/πιΩ以上。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠使傳導(dǎo)部件的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率與基板相比充分高，因此在利用真空蒸鍍法形成第二電極時(shí)，能夠可靠地抑制基板的溫度上升，并且能夠可靠地防止靜電的影響。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法中，也可以形成傳導(dǎo)部件的材料為金屬。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠容易地提高傳導(dǎo)部件的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。另外，在本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法中，也可以形成傳導(dǎo)部件的金屬為選自銀、銅、金、鋁、鈣、鎢、鎂、銠、銥、鈉、鉬、釕、鋅、鈷、鎘、鎳、鋨、鋰、銦和鐵中的至少一種。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠用便宜且具有通用性的材料形成傳導(dǎo)部件。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠降低驅(qū)動(dòng)電壓并且提高元件的發(fā)光效率的有機(jī)EL元件。此外，還能夠提供能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)壽命化的有機(jī)EL元件。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的截面圖。圖2是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件中的第二電極的形狀的截面圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖。圖4是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖。圖5是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖。圖6是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖。圖7是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖，是特別用于說明作為第二電極的陰極的形成的圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的截面圖，圖2是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件中的第二電極的形狀的截面圖。該有機(jī)EL元件1例如應(yīng)用于便攜式電話、便攜式信息終端(PDA)、電視、電子書、監(jiān)視器、電子海報(bào)鐘、電子貨架標(biāo)簽、緊急指南等的顯示裝置。另外，如圖1所示，有機(jī)EL顯示元件1包括絕緣性的基板3 ；設(shè)置在絕緣性的基板3的表面上的第一電極6(陽極)；設(shè)置在第一電極6的表面上的有機(jī)層7 ；和設(shè)置在有機(jī)層7的表面上的第二電極8 (陰極)。另外，如圖1所示，有機(jī)層7包括空穴注入層9 ；形成在空穴注入層9的表面上的空穴輸送層10 ；形成在空穴輸送層10的表面上，發(fā)出紅色光、綠色光和藍(lán)色光中的任一顏色的光的發(fā)光層11 ；形成在發(fā)光層11的表面上的電子輸送層12 ；和形成在電子輸送層12 的表面上的電子注入層13。通過依次層疊上述空穴注入層9、空穴輸送層10、發(fā)光層11、電子輸送層12和電子注入層13，來構(gòu)成有機(jī)層7。另外，并不限定于空穴注入層9、空穴輸送層10、發(fā)光層11、電子輸送層12和電子注入層13的五層層疊結(jié)構(gòu)，例如也可以是空穴注入層兼作空穴輸送層、發(fā)光層、以及電子輸送層兼作電子注入層的三層結(jié)構(gòu)?；?具有確保有機(jī)EL元件1的機(jī)械耐久性的功能，以及阻止來自外部的水分或氧氣混入有機(jī)EL元件1的功能。基板3例如長(zhǎng)100 3000mm、寬100 3000mm，且厚度為 0. 1 2mm。作為基板3，例如能夠列舉由石英或鈉玻璃、無堿玻璃等構(gòu)成的玻璃基板；由氧化鋁等構(gòu)成的陶瓷基板；由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等構(gòu)成的塑料基板；將由鋁或鐵等構(gòu)成的金屬基板的一個(gè)面，用SiO2 (硅膠)或有機(jī)絕緣性材料等絕緣材料涂布而得的基板；用陽極氧化等方法對(duì)鋁或鐵等金屬基板的表面實(shí)施絕緣化處理而得的基板等。另外，通常在基板 3上形成有用于進(jìn)行有機(jī)EL顯示的驅(qū)動(dòng)控制的各種配線和薄膜晶體管(TFT)等開關(guān)元件。第一電極6由導(dǎo)電性材料形成，例如厚度為50 500nm。第一電極6具有向有機(jī)層7注入空穴(hole)的功能。作為形成第一電極6的材料，例如能夠列舉銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、鈷(Co)、鎳 (Ni)、鎢(W)、金(Au)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、釔(Y)、鈉(Na)、釕(Ru)、錳(Mn)、銦(In)、鎂(Mg)、 鋰(Li)、鐿(％)、氟化鋰(LiF)等金屬材料。另外，第一電極6例如也可以由以下合金來形成鎂(Mg)/銅(Cu)、鎂(Mg)/銀(Ag)、鈉(Na)/鉀(K)、砹(At)/氧化砹(AtO2)、鋰(Li)/ 鋁(Al)、鋰(Li)/鈣(Ca)/鋁(Al)、氟化鋰(LiF)/鈣(Ca)/鋁(Al)等。此外，第一電極6 也可以由導(dǎo)電性氧化物等來形成氧化錫(SnO)、酸化鋅(ZnO)、銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)等。另外，從能夠提高向有機(jī)層7的空穴注入效率這一觀點(diǎn)出發(fā)，第一電極31優(yōu)選由功函數(shù)大的材料形成。作為這樣的功函數(shù)大的材料，例如能夠列舉金(Au)、鎳(Ni)、銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)等。在有機(jī)EL元件1為從第一電極6 —側(cè)取出有機(jī)層7的發(fā)光的底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的情況下，第一電極6優(yōu)選由ITO等光透過性或光半透過性的材料形成。另一方面，在有機(jī)EL 元件1為從與第一電極6相反的一側(cè)取出有機(jī)層7的發(fā)光的頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的情況下，第一電極6優(yōu)選由鋁等光反射性材料形成。第一電極6也可以由分別由上述導(dǎo)電性材料形成的多層構(gòu)成?？昭ㄗ⑷雽?也稱為陽極緩沖層，具有使第一電極6的能級(jí)和有機(jī)層7的能級(jí)接近，提高從第一電極6向發(fā)光層11的空穴注入效率的功能。作為形成該空穴注入層9的材料，例如能夠列舉苯炔、苯乙烯胺、三苯胺、嚇啉、三唑、咪唑、噁二唑、多芳基鏈烷、苯二胺、 烯丙胺、噁唑、蒽、芴酮、腙、芪、9，10-苯并菲、氮雜苯并[9，10]菲、或它們的衍生物，或者多硅烷系化合物、乙烯基咔唑系化合物、噻吩系化合物或苯胺系化合物等雜環(huán)式共軛系的單體、低聚物或聚合物。該空穴注入層9的厚度為10 300nm。空穴輸送層10具有提高從第一電極6向有機(jī)層7的空穴輸送效率的功能。作為形成該空穴輸送層10的材料，例如能夠列舉卟啉衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺衍生物、聚乙烯咔唑、聚對(duì)苯乙炔、聚硅烷、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基鏈烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪衍生物、氫化非晶硅、氫化非晶碳化硅、硫化鋅、硒化鋅等。該空穴輸送層10的厚度為10 300nm。發(fā)光層11為在通過第一電極6和第二電極8來施加電壓時(shí)，分別從兩個(gè)電極注入空穴和電子并且空穴和電子進(jìn)行再結(jié)合的區(qū)域。該發(fā)光層11具有使從第一電極6注入的空穴和從第二電極34注入的電子再結(jié)合而出射光的功能。該發(fā)光層11由發(fā)光效率高的材料形成，例如由低分子熒光色素、熒光高分子、金屬配位化合物等有機(jī)材料形成。更具體而言， 能夠列舉萘衍生物、蒽衍生物、金屬羥基喹啉(oxinoid)化合物[8-羥基喹啉金屬配位化合物]、二苯乙烯衍生物、乙烯基丙酮衍生物、三苯胺衍生物、丁二烯衍生物、香豆素衍生物、 苯并噁唑衍生物、噁二唑衍生物、噁唑衍生物、苯并咪唑衍生物、噻二唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯乙烯基衍生物、苯乙烯基胺衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、三苯乙烯基苯衍生物、茈衍生物、紫環(huán)酮衍生物、氨基芘衍生物、吡啶衍生物、若丹明衍生物、吖啶衍生物、吩噁嗪酮、 喹吖啶酮衍生物、紅熒烯等低分子化合物；聚對(duì)苯乙炔、聚硅烷等高分子化合物等。該發(fā)光層的厚度為10 300nm。另外，在發(fā)光層11中，也可以添加空穴輸送材料、電子輸送材料、添加剤(施主、受主等)、發(fā)光性的摻雜劑等。上述添加物也可以分散地添加在高分子材料(粘合用樹脂)或無機(jī)材料中。另外，在添加有發(fā)光性的摻雜劑的情況下，從發(fā)光效率或壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將摻雜劑以分散在主體材料中的狀態(tài)添加。作為發(fā)光性的摻雜劑，例如能夠列舉4，4’ - 二(2，2’ - 二苯乙烯基)_聯(lián)苯 (DPVBi)、4，4，-雙[2-{4-(N，N-二苯基氨基)苯基}乙烯基]聯(lián)苯(DPAVBi)等芳香族二亞甲基衍生物；苯乙烯基衍生物；茈、銥配位化合物、香豆素6等香豆素衍生物；紅色染料 (Lumogend)F red)、二氰亞甲基吡喃、吩噁嗪酮、嚇啉衍生物等。另外，通過適當(dāng)選擇摻雜劑的種類，形成發(fā)出紅色光的紅色發(fā)光層、發(fā)出綠色光的綠色發(fā)光層和發(fā)出藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光層。電子輸送層12也稱為陰極緩沖層，具有使從第二電極8注入的電子高效地移動(dòng)到發(fā)光層11的功能。作為形成該電子輸送層12的材料，例如能夠列舉噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯醌衍生物、萘醌衍生物、蒽醌衍生物、四氰基蒽醌二甲烷衍生物、聯(lián)苯醌衍生物、 芴酮衍生物、噻咯衍生物、金屬羥基喹啉(oxinoid)化合物等。該電子輸送層12的厚度為 10 300nm。電子注入層13具有使第二電極8的能級(jí)和有機(jī)層7的能級(jí)接近，提高從第二電極8向發(fā)光層11的電子注入效率的功能。作為形成該電子注入層13的材料，能夠使用鈣 (Ca)、鈰(Ce)、銫(Cs)、銣(Rb)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎂(Mg)、鋰(Li)等功函數(shù)為 4. OeV 以下的低功函數(shù)金屬。在采用高分子有機(jī)發(fā)光層作為發(fā)光層的情況下，尤其Ca、Ba適于用作形成電子注入層13的材料。通常，在電子注入層13中，為了抑制因氧或水等引起的低功函數(shù)金屬的變質(zhì)，適于采用由鎳(Ni)、鋨(Os)、白金(Pt)、鈀(Pd)、鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銠 (Rh)等化學(xué)上比較穩(wěn)定的金屬和低功函數(shù)金屬的合金構(gòu)成的單層膜或多種材料的層疊膜， 或者適于采用氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氟化鈣(CaF2)、氟化鍶(SrF2)、氟化鋇(BaF2)等氟化物、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)等氧化物、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鋇(BaCO3)等碳氧化物等。另外，作為兼?zhèn)潆娮幼⑷雽?3和第二電極8的層，在金屬層的部分也能夠使用具有電子注入性的有機(jī)材料，該有機(jī)材料例如在CuPc等有機(jī)材料中使用上述低功函數(shù)金屬作為摻雜劑。該電子注入層的厚度為0. 1 lOOnm。第二電極8由導(dǎo)電性材料形成，例如厚度為50 500nm。第二電極8具有向有機(jī)層7注入電子的功能。第二電極8可以按照面積比有機(jī)層7的面積小的方式形成，或者也可以按照完全覆蓋有機(jī)層7的方式較大地形成。作為第二電極8的導(dǎo)電性材料，例如能夠列舉與第一電極6同樣的材料。第二電極8例如能夠通過將由功函數(shù)低的材料形成的低功函數(shù)層和化學(xué)耐久性較強(qiáng)的金屬層層疊(例如，Ca/Al、Ce/Al、CS/Al、Ba/Al等)而構(gòu)成。另外，第二電極8也可以通過將由包含功函數(shù)低的材料的合金(例如，Ca:Al合金、Mg:Ag合金、Li:Al合金等)、 堿金屬氟化物構(gòu)成的層和導(dǎo)電層層疊(例如，LiF/Al、LiF/Ca/Al、BaF2/Ba/Al等)，將由摻雜有功函數(shù)低的材料的透明導(dǎo)電性氧化物(例如，IT0:Cs、IDIX0:Cs, SnO2:Cs等)、透明導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成的層和由功函數(shù)低的材料構(gòu)成的層層疊(例如，Ba/ITCKCa/IDIMKBa/SnA 等)等而構(gòu)成。有機(jī)EL元件1為頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的情況下，第二電極8優(yōu)選由Al或Ag等的極薄層或ITO等光透過性或光半透過性的材料形成。而在有機(jī)EL元件1為底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的情況下，第二電極8優(yōu)選由鋁等光反射性材料形成。第二電極8也可以由分別由上述導(dǎo)電性材料形成的多層構(gòu)成。在以上結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL元件1中，設(shè)置在基板3的TFT導(dǎo)通時(shí)，從第一電極6對(duì)有機(jī)層11注入空穴(hole)，并且從第二電極8對(duì)有機(jī)層11注入電子。并且，這些空穴和電子在有機(jī)層7再結(jié)合，由此放出的能量激勵(lì)發(fā)光層11的發(fā)光材料，被激勵(lì)的發(fā)光材料從激勵(lì)狀態(tài)恢復(fù)到基底狀態(tài)時(shí)，發(fā)出熒光或磷光。該熒光或磷光作為有機(jī)層7發(fā)出的光出射到外部，來顯示規(guī)定的圖像。另外，在本實(shí)施方式中采用了第一電極6為陽極和第二電極8為陰極的結(jié)構(gòu)，但是也可以是第一電極6為陰極和第二電極8為陽極的結(jié)構(gòu)相反型的有機(jī)EL元件。該情況下， 從第一電極6向有機(jī)層7注入電子，且從第二電極8向有機(jī)層7注入空穴，通過兩者進(jìn)行再結(jié)合，有機(jī)層7發(fā)光，顯示規(guī)定的圖像。這里，在本實(shí)施方式中，如圖1所示，其特征在于在基板3的與第一電極6側(cè)相反的一側(cè)的表面3a，設(shè)置有由與基板3相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件 2。通過這種結(jié)構(gòu)，在利用真空蒸鍍法形成作為第二電極8的陰極時(shí)，基板3的熱被傳導(dǎo)至傳導(dǎo)部件2，基板3被傳導(dǎo)部件2冷卻，因此能夠抑制基板3的溫度上升。從而，從有機(jī)層7向第二電極8的電流注入變得容易，因此能夠降低有機(jī)EL元件1的驅(qū)動(dòng)電壓，并且能夠提高發(fā)光效率。另外，在利用真空蒸鍍法形成作為第二電極8的陰極時(shí)，通過傳導(dǎo)部件2對(duì)基板3 帶有的靜電進(jìn)行除電，基板3的靜電被傳導(dǎo)部件2去除，因此在形成第二電極8時(shí)，能夠防止靜電的影響。從而，從有機(jī)層7向第二電極8的電流注入變得容易，因此能夠降低有機(jī)EL 元件1的驅(qū)動(dòng)電壓，能夠提高發(fā)光效率。更具體而言，通過將由堿金屬氟化物構(gòu)成的層和導(dǎo)電層層疊(例如，LiF/Al)來形成第二電極8的情況下，若在基板3的表面3a設(shè)置傳導(dǎo)部件2，則在利用真空蒸鍍法形成作為第二電極8的陰極時(shí)，如上所述，基板3被傳導(dǎo)部件2冷卻，并且基板3的靜電被傳導(dǎo)部件2去除，因此如圖2所示，能夠不受熱和靜電的影響地將LiF呈圓形且較大地制膜。從而，有機(jī)層7與LiF的接觸面積增大，因此提高電流從有機(jī)層7向第二電極8的(圖中的箭頭)注入。其結(jié)果是，能夠降低有機(jī)EL元件的驅(qū)動(dòng)電壓，并且能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光效率的高效化。
另外，若在基板3的表面3a設(shè)置傳導(dǎo)部件2，則如上所述，有機(jī)層7與LiF的接觸面積增大，因此從有機(jī)層7向第二電極8注入電流時(shí)，每單位面積的電流密度下降，電流分散地注入第二電極。從而，減少電流引起的劣化。作為形成傳導(dǎo)部件2的材料，只要是與基板3相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料，無論何種材料都可以。例如能夠適于使用銀(電導(dǎo)率63Χ 106/πιΩ，熱導(dǎo)率約429W/ πι·Κ)、銅(電導(dǎo)率約59. 6 XlO6Ai Ω，熱導(dǎo)率約401W/m· K)、金(熱導(dǎo)率約45. 2 X IO6/ πιΩ，熱導(dǎo)率約317W/m · K)，鋁(電導(dǎo)率約37. 7X 106/πιΩ，熱導(dǎo)率約237W/m · K)、鈣 (電導(dǎo)率約29. 8Χ106/ι Ω，熱導(dǎo)率約201W/m · K)、鎢(電導(dǎo)率約18. 9 X 106/m Ω，熱導(dǎo)率約174W/m.K)、鎂(電導(dǎo)率約22. 6 X 106/m Ω，熱導(dǎo)率約156W/m.K)、銠(電導(dǎo)率約 21. 1Χ106/ι Ω，熱導(dǎo)率約 150ff/m · K)、硅(電導(dǎo)率約 2. 52Χ106/πιΩ，熱導(dǎo)率約 148W/ πι·Κ)、銥(電導(dǎo)率約 19. 7Χ106/Ι Ω，熱導(dǎo)率約 147W/m*K)、鈉(電導(dǎo)率約 21Χ106/Ι Ω， 熱導(dǎo)率約141W/m ·Κ)、鉬(電導(dǎo)率約18. 7Χ 106/πιΩ，熱導(dǎo)率約138W/m ·Κ)、釕(電導(dǎo)率 約 13. 7Χ106/ι Ω，熱導(dǎo)率約 117W/m.K)、鋅(電導(dǎo)率約 16. 6 X 106/m Ω，熱導(dǎo)率約 116W/ m · K)、鈷(電導(dǎo)率約17. 2Χ106/πιΩ，熱導(dǎo)率約100ff/m · K)、鎘(電導(dǎo)率約13. 8 X IO6/ πιΩ，熱導(dǎo)率約 96. 8ff/m · K)、鉻(電導(dǎo)率約 7. 74X 106/ι Ω，熱導(dǎo)率約 93. 9ff/m · K)、鎳 (電導(dǎo)率約14. 3 X106/m Ω，熱導(dǎo)率約90. 7W/m*K)、鋨(電導(dǎo)率約10. 9 X 106/m Ω，熱導(dǎo)率約87. 6W/m*K)、鋰(電導(dǎo)率約10. 6 X106/m Ω，熱導(dǎo)率約84. 7W/m ·Κ)、銦(電導(dǎo)率約 11. 6Χ106/ι Ω，熱導(dǎo)率約 81.6W/m*K)、鐵(電導(dǎo)率約 9. 93Χ106/πιΩ，熱導(dǎo)率約 80. 2W/ m.K)、鈀(電導(dǎo)率約9. 5X106/mΩ，熱導(dǎo)率約71. 8W/m ·Κ)、白金(電導(dǎo)率約9. 66X IO6/ πιΩ，熱導(dǎo)率約71. 6ff/m ‘ K)和錫(電導(dǎo)率約9. 17X 106/mΩ，熱導(dǎo)率約66. 6ff/m · K)等金屬材料。另外，這些金屬材料可以單獨(dú)使用，也可以兩種以上混合使用。由于基板3的熱導(dǎo)率為0. 55ff/m · K 0. 75ff/m · K，因此這里所說的“熱導(dǎo)率比基板3高的材料”是指具有大于0. 75ff/m · K的熱導(dǎo)率的材料。此外，由于基板3的電導(dǎo)率為 IO-1VmQ 10_14/πιΩ，因此所說的“電導(dǎo)率比基板3高的材料”是指具有大于ΙΟ,/πιΩ的熱導(dǎo)率的材料。此外，這里所說的“熱導(dǎo)率”是指依據(jù)JIS Κ6911測(cè)定的熱導(dǎo)率。該熱導(dǎo)率也叫熱傳導(dǎo)度，在熱傳導(dǎo)中是熱流密度(單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱能)除以溫度梯度而得的物理量，若設(shè)熱流密度為J、溫度為Τ、溫度梯度為gradT，則熱流密度與熱導(dǎo)率λ的關(guān)系表示為J = -AgradT。此外，所說的“電導(dǎo)率”是指依據(jù)JIS Κ0130測(cè)定的電導(dǎo)率。另外，在本實(shí)施方式中，從使傳導(dǎo)部件2的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率比基板3充分高的觀點(diǎn)出發(fā)，作為形成傳導(dǎo)部件2的材料，優(yōu)選使用熱導(dǎo)率為80W/m ·Κ以上且電導(dǎo)率為8 X 106/m Ω 以上的材料。接著，對(duì)本實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法之一例進(jìn)行說明。圖3 圖7是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的有機(jī)EL元件的制造方法的截面圖，圖7是特別用于說明作為第二電極的陰極的形成的圖。首先，如圖3所示，對(duì)基板大小為300 X 400mm且厚度為0. 7mm的玻璃基板等絕緣性的基板3的、與形成有第一電極6的一側(cè)相反的一側(cè)的表面3a，蒸鍍與基板3相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的鋁，形成由鋁構(gòu)成的傳導(dǎo)部件2。此時(shí)，傳導(dǎo)部件2的厚度為lOOnm。接著，如圖4所示，在基板3的與形成有傳導(dǎo)部件2的一側(cè)相反的一側(cè)的表面，利用濺射法對(duì)ITO膜進(jìn)行圖案形成，從而形成第一電極6。這時(shí)，第一電極6的厚度為150nm。
接著，在第一電極6上，使用金屬制的掩模，利用真空蒸鍍法形成包括發(fā)光層11的有機(jī)層7以及第二電極8。更具體而言，首先，將具備傳導(dǎo)部件2和第一電極6的絕緣性的基板3設(shè)置在設(shè)有蒸鍍?cè)吹恼翦冄b置的腔室內(nèi)。另外，蒸鍍裝置的腔室內(nèi)通過真空泵被保持在1X10—5 IXlO^4(Pa)的真空度。另外，具備傳導(dǎo)部件2和第一電極6的絕緣性的基板3，設(shè)置為利用安裝在腔室內(nèi)的一對(duì)基板支承部將兩邊固定的狀態(tài)。接著，如圖5所示，設(shè)置金屬制的掩模14，用腔室內(nèi)的掩模支承部將掩模14的四角固定。作為該掩模16，使用將厚度為40μπι左右的因瓦合金掩模(invar mask)激光熔接于厚度為8mm左右的因瓦合金框架(invar frame)而制成的掩模。而且，從蒸鍍?cè)?5使空穴注入層9、空穴輸送層10、發(fā)光層11、電子輸送層12和電子注入層13的各蒸鍍材料依次蒸發(fā)，通過將空穴注入層9、空穴輸送層10、發(fā)光層11、電子輸送層12和電子注入層13層疊，如圖6所示，在第一電極6上形成有機(jī)層7。更具體而言，首先，在絕緣性的基板3上被圖案形成后的第一電極6上，隔著掩模 14以25nm的膜厚形成由m_MTDATA0，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺)構(gòu)成的空穴注入層9。接著，在空穴注入層9上隔著掩模14以30nm的膜厚形成由a-NPD(4，4_ 二 (N-1-萘基-N-苯基氨基)聯(lián)苯)構(gòu)成的空穴輸送層10。接著，作為藍(lán)色的發(fā)光層11，隔著掩模14以30nm的膜厚形成在G(2-萘基)蒽(AND)中混合2. 5重量％的4，4，-二 [2_[4_(N， N- 二苯基氨基)-苯基]-乙烯基]聯(lián)苯(DPAVBi)而成的結(jié)構(gòu)。接著，作為電子輸送層12， 在發(fā)光層11上隔著掩模14以20nm的膜厚形成8_羥基喹啉鋁(Alq3)。接著，作為電子注入層13，在電子輸送層12上隔著掩模14以例如0. 3nm的膜厚形成氟化鋰(LiF)。接著，從蒸鍍?cè)?5使作為第二電極8的蒸鍍材料的氟化鋰(LiF)和鋁(Al)蒸發(fā)， 隔著掩模14層疊第二電極8，由此，如圖7所示，在有機(jī)層7上以IOnm的膜厚形成第二電極 8，制造出圖1所示的有機(jī)EL元件1。另外，準(zhǔn)備除了在基板的表面沒有形成上述傳導(dǎo)部件2以外，其他與上述的本實(shí)施例同樣制作的作為比較例的有機(jī)EL元件。對(duì)本實(shí)施例中制作的有機(jī)EL元件1和作為比較例的有機(jī)EL元件，比較元件的驅(qū)動(dòng)電壓、元件的發(fā)光效率和元件壽命。以上的結(jié)果在表1中示出。此外，測(cè)定結(jié)果是驅(qū)動(dòng)電壓為其電壓值[V]，發(fā)光效率為元件的亮度與電流密度的比[cd/A]，元件壽命為發(fā)光時(shí)間[h]。此外，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓和發(fā)光效率而言，將亮度設(shè)為lOOOcd/m2，使電壓以每0.2伏特 (volt)從0伏特(V)逐漸上升到15伏特(V)，基于各電壓值下的電流和亮度，計(jì)算出發(fā)光效率。另外，對(duì)于元件壽命而言，將初始亮度設(shè)為6000cd/m2，將初始亮度變?yōu)橐话氲臅r(shí)間作為元件壽命。[表
驅(qū)動(dòng)電壓[V]發(fā)光效率[cd/A]元件壽命化]實(shí)施例5. 674. 55282比較例5. 984. 09224
如表1所示，與沒有形成傳導(dǎo)部件2的比較例相比，判明在基板3的表面3a形成有傳導(dǎo)部件2的實(shí)施例中能夠降低有機(jī)EL元件1的驅(qū)動(dòng)電壓。另外，與比較例1相比，判明在本實(shí)施例中發(fā)光效率飛躍性提高，發(fā)光效率極其良好。進(jìn)而，與比較例1相比，判明在實(shí)施例中元件壽命飛躍性提高，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)EL元件1的長(zhǎng)壽命化。能夠認(rèn)為這是由于，在實(shí)施例中在基板3的表面3a形成有傳導(dǎo)部件2，因而在利用真空蒸鍍法形成作為第二電極8的陰極時(shí)，基板3被傳導(dǎo)部件2冷卻，并且基板3的靜電被傳導(dǎo)部件2去除。另外，對(duì)本實(shí)施例中制作的有機(jī)EL元件1和比較例的有機(jī)EL元件，測(cè)定形成第二電極8即陰極的LiF的形狀中的圓角(圓度)(即，LiF的頂上部分的圓角)。以上的結(jié)果在表2中示出。另外，通過測(cè)定負(fù)荷長(zhǎng)度率tp和負(fù)荷面積率Rmr (50% )，測(cè)定出LiF的形狀中的圓角。負(fù)荷長(zhǎng)度率tp依據(jù)JlS B0601-2001被規(guī)定，能夠用表面形狀測(cè)定顯微鏡等進(jìn)行測(cè)定。負(fù)荷長(zhǎng)度率tp由下述式(1)表示，從粗度曲線(roughness curve)抽出規(guī)定的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L，求得該抽出部分的粗度曲線的平均高度和最大高度，用百分率表示平均高度以上且
比平均高度高最大高度的50%以上的部分的切斷長(zhǎng)度Od1J2.....bn)之和(負(fù)荷長(zhǎng)度np)
與基準(zhǔn)長(zhǎng)度L的比(np/L)。[數(shù)1]
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)EL元件，其特征在于，包括基板；形成在所述基板上的第一電極；形成在該第一電極上并且具有發(fā)光層的有機(jī)層；和形成在該有機(jī)層上的第二電極，其中，在所述基板的與所述第一電極側(cè)相反的一側(cè)的表面，設(shè)置有由與所述基板相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)EL元件，其特征在于所述熱導(dǎo)率為80W/m· K以上，所述電導(dǎo)率為8XlO6AiΩ以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)EL元件，其特征在于所述材料為金屬。
4.如權(quán)利要求3所述的有機(jī)EL元件，其特征在于所述金屬為選自銀、銅、金、鋁、鈣、鎢、鎂、銠、銥、鈉、鉬、釕、鋅、鈷、鎘、鎳、鋨、鋰、銦和鐵中的至少一種。
5.一種有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于所述有機(jī)EL元件構(gòu)成為在基板上依次形成有第一電極、具有發(fā)光層的有機(jī)層和第二電極，所述有機(jī)EL元件的制造方法至少包括在所述基板的表面，形成由與該基板相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件的工序；在所述基板的與形成有所述傳導(dǎo)部件的一側(cè)相反的一側(cè)的表面，形成所述第一電極的工序；和通過使用掩模的真空蒸鍍法，在所述第一電極上形成所述有機(jī)層，并且在該有機(jī)層上形成所述第二電極的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于所述熱導(dǎo)率為80W/m · K以上，所述電導(dǎo)率為8 XlO6Ai Ω以上。
7.如權(quán)利要求5或6所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于所述材料為金屬。
8.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于所述金屬為選自銀、銅、金、鋁、鈣、鎢、鎂、銠、銥、鈉、鉬、釕、鋅、鈷、鎘、鎳、鋨、鋰、銦和鐵中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機(jī)EL元件及其制造方法。有機(jī)EL顯示元件(1)包括絕緣性的基板(3)；形成在基板(3)上的第一電極(6)；形成在第一電極(6)上并且具有發(fā)光層的有機(jī)層(7)；和形成在有機(jī)層(7)上的第二電極(8)。在基板(3)的與第一電極(6)側(cè)相反的一側(cè)的表面(3a)，設(shè)置有由與基板(3)相比熱導(dǎo)率更高且電導(dǎo)率更高的材料構(gòu)成的傳導(dǎo)部件(2)。
文檔編號(hào)H01L51/50GK102239741SQ20098014880
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者內(nèi)田秀樹, 大西康之, 藤田悅昌 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社