[发明专利]发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到采用有机发光元件的发光器件，此有机发光元件具有一种薄膜，此薄膜含有当施加电场时发光的有机化合物(以下称为有机化合物层)以及阳极和阴极。具体地说，本发明涉及到一种驱动电压比以前更低而寿命更长的采用有机发光元件的发光器件。本说明书中的术语发光器件指的是一种采用有机发光元件作为发光元件的图象显示器件或发光器件。包括在此发光器件定义中的还有：一种模块，其中诸如各向异性导电膜(FPC：柔性印刷电路)、TAB(带自动键合)带、或TCP(带载体封装件)等的连接体被固定到有机发光元件；一种模块，其中印刷电路板被提供在TAB带或TCP的末端上；以及一种模块，其中用COG(玻璃上芯片)方法将IC(集成电路)直接安装到有机发光元件。

背景技术

有机发光元件是一种施加电场时发光的元件。其发光机制被认为如下。电压被施加到夹在电极之间的有机化合物层，从而引起从阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在有机化合物层的发光中心处复合，形成的分子激子在返回基态时以发光的形式释放能量。

有机化合物有二种分子激子：一种是单重态激子，另一种是三重态激子。本说明书包括单重态激发引起发光和三重态激发引起发光的二种情况。

在上述的有机发光元件中，其有机化合物层通常是一种厚度小于1微米的薄膜。此外，由于是自发光元件且有机化合物层本身发光，故有机发光元件不需要常规液晶显示器中所用的后照光。因此，有机发光元件的很大优点是能够被制造成非常薄而轻的器件。

当有机化合物层的厚度约为100-200nm时，基于载流子在有机化合物层中的迁移率，复合例如在几十毫微秒内就会发生。即使考虑从载流子复合到发光的过程，有机发光元件也可以在约为微秒量级的时间之内发光。因此，快速响应也是有机发光元件的一个特点。

由于有机发光元件是载流子注入型的，故能够用直流电压来驱动，并不容易产生噪声。关于驱动电压，有报道指出，利用均匀厚度约为100nm的非常薄的有机化合物层薄膜，选择能够降低载流子对有机化合物层的注入势垒的电极材料，并引入异质结构(叠层结构)，在5.5V下获得了100cd/m²的足够的亮度(参考文献1：C.W.Tang andS.A.VanSlyke，“有机电致发光二极管(Organic Electroluminescentdiodes)”，Applied Physics Letters，vol.51，no.12，913-915(1987))。

有了这些特点，包括薄而轻、响应快速、以及直流低电压驱动，有机发光元件作为下一代平板显示元件受到了注意。此外，由于是视角宽广的自发光器件，故有机发光元件具有更好的可视性，并被认为能够用作电子设备的显示屏。

在参考文献1所公开的有机发光元件中，利用Mg∶Ag合金降低了载流子注入势垒，Mg∶Ag合金的功函数低且作为阴极比较稳定，致使更多的电子被注入。这使得有可能将大量的载流子注入到有机化合物层中。

而且，为了按指数地改善载流子复合效率，采用了单个异质结构，其中由双胺化合物构成的空穴输运层和由三(8-喹啉)铝复合物(以下称为Alq₃)构成的电子输运层，被叠层成有机化合物层。其解释如下。

在有机化合物层由例如单层Alq₃组成的有机发光元件的情况下，从阴极注入的大部分电子到达阳极而不与空穴复合，发光效率因而很低。简而言之，为了使单层有机发光元件能够有效地发光(亦即为了在低电压下驱动)，必须使用能够以平衡的数量输运电子和空穴二者的材料(以下称为双极材料)，而Alq₃不满足这一要求。

另一方面，当采用参考文献1所述的单个异质结构(二层结构)时，从阴极注入的电子被阻挡在空穴输运层与电子输运发光层之间的界面处，并被捕获在电子输运发光层中。载流子于是在电子输运发光层中发生高效率复合，引起有效的发光。