專利名稱：發(fā)光器件及發(fā)光器件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在像素中具有發(fā)光元件的發(fā)光器件和發(fā)光器件的制造方法，尤其涉及 在發(fā)光元件中具有有機電致發(fā)光元件的發(fā)光器件及發(fā)光器件的制造方法。
背景技術：
近年來，作為繼液晶顯示器件(LCD)之后的下一代顯示器件，正在大力研究開發(fā) 具備對具有如有機電致發(fā)光元件(以下簡稱為“有機EL元件”)和發(fā)光二極管(LED)等發(fā) 光元件的顯示像素進行二維排列的發(fā)光元件型顯示面板的顯示器件、以及對具有發(fā)光元件 的多個像素進行排列的發(fā)光器件的真正實用化和普及。這種發(fā)光元件型的顯示器件和發(fā)光器件中使用的有機EL元件，其結構是，例如用 反射性電極和透明電極來夾持具有發(fā)光層的有機層，利用反射性電極來使從發(fā)光層發(fā)出的 光進行反射，并且從透明電極側射出進行圖像顯示。由于在這種結構的有機EL元件中，具 有從發(fā)光層向透明電極方向射出的光、以及從發(fā)光層射出經反射性電極側進行反射并向透 明電極方向射出的光，所以，有可能在這些光之間發(fā)生干涉效應，例如因視場角而產生色相 的變化。再者，這種光的干涉效應具有隨光的波長而異的峰值，該峰值位置隨發(fā)光層的發(fā) 光位置進行漂移。因此，出現的問題是，當發(fā)光層的厚度有偏差時發(fā)光位置產生變化，發(fā)光 強度和色度產生偏差。并且，在從有機EL元件射出的光中，除了從有機EL元件的正面射出的光外，還有 從其斜方向射出的光。從該斜方向射出的光，其光程差與從正面射出的光不同，所以，有可 能受到不同的干涉效應，產生視場角依賴性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的優(yōu)點是，能夠提供一種在具有包括發(fā)光元件的多個像素的發(fā)光器件中， 對色度差和發(fā)光強度的偏差、視場角所造成的色度變化進行抑制，具有優(yōu)良顯示特性的發(fā) 光器件以及該發(fā)光器件的制造方法。為獲得上述優(yōu)點的本發(fā)明的發(fā)光器件，在具有多個像素的發(fā)光器件中，具有發(fā)光 功能層，它由至少一層構成，放射與供給的電流相對應的光；第1電極層，它設置在上述發(fā) 光功能層的下表面?zhèn)?，由導電性材料構成，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分 的波段的光具有透射性；第2電極層，它在上述發(fā)光功能層上與上述第1電極層相對設置， 含有導電性材料，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性； 以及，反射層，它設置在上述第2電極層上，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分 的波段的光具有反射性；上述第2電極層具有導電體層，由上述導電性材料構成，設置在上述發(fā)光功能層上，對從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性； 以及厚膜層，設置在上述導電體層上，對從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段 的光具有透射性。為了獲得上述優(yōu)點的本發(fā)明中的發(fā)光器件的制造方法，在具有包括發(fā)光功能層的 多個像素的發(fā)光器件的制造方法中，包括以下步驟利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性的導 電性材料，來形成第1電極層的步驟；在上述第1電極層上形成上述發(fā)光功能層的步驟；在上述發(fā)光功能層上，與上述第1電極層相對置，利用至少包含對于從上述發(fā)光 功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性的導電性材料的材料，來形成第2電 極層的步驟；在上述第2電極層上，利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段 的光具有反射性的材料，來形成反射層的步驟；形成上述第2電極層的步驟包括在上述發(fā)光功能層上，利用具有上述透射性的上述導電性材料來形成導電體層的 步驟；在上述導電體層上，利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的 光具有透射性的材料，來形成厚膜層的步驟。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式中的發(fā)光器件的像素排列的概要的一例的圖。
圖2是表示各像素的像素電路結構的一例的圖。
圖3是表示第1實施方式中的發(fā)光器件的主要部分的斷面結構的圖。
圖4是表示與本發(fā)明的結構相對應的計算模型A的圖。
圖5是表示入射光、反射光和透射光各自的振幅的正的方向的圖。
圖6是表示本發(fā)明的計算模型A中的光的干涉光程的圖。
圖7是表示作為比較例的計算模型B的圖。
圖8是表示作為比較例的計算模型B中的光的干涉光程的圖。
圖9是表示本發(fā)明的計算模型A中的干涉效應的曲線圖。
圖10是表示作為比較例的計算模型B中的干涉效應的曲線圖。
圖11是表示對本發(fā)明的計算模型A中的相對于波長的放射亮度和作為比較例的
計算模型B中的相對于波長的放射亮度進行比較的曲線圖。圖12是表示本發(fā)明的計算模型A中的相對于波長的放射亮度的曲線圖。圖13是表示作為比較例的計算模型B中的相對于波長的放射亮度的峰值漂移的 圖。圖14是表示對本發(fā)明的計算模型A和作為比較例的計算模型B，使視角0變化時 的藍色元件的色度值的表。圖15是表示改變厚膜透明電極的膜厚時的、色度的關于x坐標的平均值和誤差的 計算結果的曲線圖。
圖16是表示改變厚膜透明電極的膜厚時的、色度的關于y坐標的平均值和誤差的 計算結果的曲線圖。圖17A-C是表示對發(fā)光器件的制造方法進行說明用的斷面結構的圖。圖18是表示本發(fā)明第2實施方式的發(fā)光器件的斷面結構的圖。圖19A、B是表示對圖18的發(fā)光器件的制造方法進行說明用的斷面結構的圖。圖20是表示第2實施方式中的隨發(fā)光層的膜厚變化而產生的色度變化的圖。
具體實施例方式以下根據附圖所示的實施方式來詳細說明涉及本發(fā)明的發(fā)光器件。(第1實施方式)首先說明本發(fā)明的第1實施方式。圖1是表示本發(fā)明第1實施方式中的發(fā)光器件1的像素排列的概要的一例的圖。如圖1所示，發(fā)光器件1大致上具有像素2、陰極區(qū)(Cathode area)3、陽極線 (Anode line) 4、數據線(Data line) 5 和選擇線(Select line) 6。像素2是具有有機EL(0LED Organic Light Emitting Diode)元件作為發(fā)光元件 的，發(fā)光器件1具有二維排列的多個像素20，構成例如顯示圖像的顯示器件。本實施方式的發(fā)光器件1如圖1所示，以紅(R)、綠(G)、藍(B)3色的各像素2為 一組，多個這樣的組在行方向(圖1的左右方向)上反復進行排列，而且多個同一色的像素 2在列方向(圖1的上下方向)上進行排列。陰極區(qū)3由單一的電極層構成，被設置成跨在各像素2上，是對各像素2通用的陰 極電極。陽極線4是連接在電源電壓上，向各像素2供應電流用的布線。數據線5是向各 列的像素2施加灰度信號的。選擇線6是選擇各行的，從數據線5提供的灰度信號被供給 到被選擇的行的像素2上。圖2是表示各像素2的像素電路結構的一例的圖。如圖2所示，各像素2具有以下的電路結構具有TFT(薄膜晶體管，Thin Film Transistor)等的像素驅動電路7和利用由像素驅動電路7進行控制的電流來發(fā)光的 0LED (有機EL元件)。也就是說，本實施方式的發(fā)光器件1是在各像素2上配置TFT，對各 有機EL元件進行驅動的有源驅動方式的發(fā)光器件。如圖2所示像素驅動電路7具有由TFT構成的晶體管I\_T3和電容器Cs。晶體管TfT3，例如，柵極電極由鋁-釹-鈦(AINdTi)或鉻(Cr)形成；源極/漏極 電極由鋁-鈦(AlTi)/Cr、AlNdTi/Cr或Cr形成。而且，根據導電率的高低和氮化硅(SiN) 膜的粘接性，優(yōu)選源極/漏極電極由AlTi/Cr或AINdTi/Cr形成。在本實施方式中，源極/ 漏極電極和選擇線6/陽極線4由AlTi/Cr或AINdTi/Cr構成。并且，也可以在選擇線6/陽極線4的布線上重疊AlTi/Cr、AINdTi/Cr、Cr或銅 (Cu)等的金屬布線、降低布線電阻。電容器Cs是形成在晶體管1~3的柵極-源極間的寄生電容、或者附加設置在柵 極-源極間的輔助電容，或者包括這些寄生電容和輔助電容的電容成分。在本實施方式中，選擇線6/陽極線4和源極/漏極電極位于同一層上，例如使其 同時形成。
并且，數據線5和柵極電極在同一層上，例如使其同時形成。而且，以上的像素驅動電路7在結構上具有3個TFT，但這只不過是表示一例，也可 以是在結構上具有2個TFT，或者，也可以是在結構上具有4個以上的TFT。圖3表示本實施方式中的發(fā)光器件1的主要部分的斷面結構。而且，本實施方式的發(fā)光器件1是讓光在圖3的下方(基板11的下方)射出進行 顯示的底發(fā)射(bottom emmission)型發(fā)光器件。如圖3所示，發(fā)光器件1具有基板11?；?1由包含透明材料的基板，例如玻璃 基板構成。在基板11上的像素2的形成區(qū)域(像素區(qū)域)，形成絕緣膜12a。并且，在基板 11上的像素區(qū)域附近配置選擇線6和陽極線4，在它們周圍形成絕緣膜12a。再形成絕緣 膜12b(層間絕緣膜)，以覆蓋選擇線6和陽極線4。絕緣膜12a、12b，例如由Si02、SiNx等 構成，在本實施方式中采用SiN。在覆蓋選擇線6和陽極線4的絕緣膜12b上，形成提岸(bank)層13。提岸層13 功能為在像素區(qū)域涂敷有機EL用材料時的隔離壁(提岸)，它利用感光性的樹脂材料，例如 聚酰亞胺樹脂來形成。另外，對提岸層13施加表面處理，使其對于在下述像素區(qū)域上涂敷 的有機化合物含有液具有防水性。另外，在像素區(qū)域形成的絕緣膜12a上，形成功能為0LED (有機EL元件)的陽極 電極的透明陽極電極(第1電極層、像素電極)14。然后，在透明陽極電極14上形成有機EL元件的發(fā)光功能層10。發(fā)光功能層10具 有空穴注入層15、中間層16和發(fā)光層17。該發(fā)光功能層10構成為當從外部供給電流 時，能夠放射出與該電流值相對應的光。而且，發(fā)光功能層10，其結構并不僅限于像本實施 方式那樣具有空穴注入層、中間層和發(fā)光層。例如也可以省略中間層。然后，在發(fā)光層17上形成電子輸送層18，在電子輸送層18上形成功能為有機EL 元件的陰極電極的厚膜透明電極層(第2電極層的一部分)19，在厚膜透明電極層19上形 成作為反射層的反射金屬20。透明陽極電極14形成在絕緣膜12a上，它對于發(fā)光功能層10所發(fā)出的光中至少 一部分波段的光具有透射性，它由銦錫氧化物(IT0:Indium TinOxide)等透明的導電膜形 成。并且，作為透明陽極電極14，一般采用IT0，但并不僅限于此，也可以采用公知的透明導 電材料。并且，對透明陽極電極14進行表面處理，使其對于在下述像素區(qū)域上涂敷的有機 化合物含有液具有親水性?？昭ㄗ⑷雽?5形成在透明陽極電極14上。空穴注入層15具有提高來自透明陽 極電極14的空穴注入效率的功能。空穴注入層15，采用從透明陽極電極14來的注入勢壘 低、空穴遷移率高的材料。中間層16形成在空穴注入層15上。也就是說，中間層16形成在空穴注入層15 和發(fā)光層17之間。中間層16具有對在發(fā)光層17內遷移的電子進行阻擋的功能等，起到提 高在發(fā)光層17內的電子和空穴的復合概率的作用。中間層16采用空穴遷移率高、具有電 子阻擋功能的材料。發(fā)光層17形成在中間層16上。發(fā)光層17具有通過在透明陽極電極14和厚膜透 明電極層19之間施加規(guī)定的電壓而發(fā)生光的功能。發(fā)光層17采用能發(fā)出熒光或磷光的、例如公知的高分子發(fā)光材料。而且，在本實施方式中，空穴注入層15、中間層16和發(fā)光層17，利用噴涂法或噴墨 法等把材料涂敷到像素區(qū)域而形成。因此，空穴注入層15、中間層16和發(fā)光層17，使用能 發(fā)揮各層功能的常用材料、而且可以用噴涂法或噴墨法形成該材料的層的有機化合物含有 液來形成。在此，作為包含有機高分子系的空穴注入和輸送材料的有機化合物含有液，例 如有PED0T/PSS水溶液，該PED0T/PSS水溶液是把作為導電性聚合物的聚乙撐二氧噻吩 (PED0T)和作為摻雜劑的聚苯乙烯磺酸(PSS)分散在水系溶劑中的分散液。另外，作為包含有機高分子系的電子輸送性發(fā)光材料的有機化合物含有液，例如 有下述溶液(分散液)，該溶液是把包含聚對苯撐乙烯系和聚芴系等共軛雙鍵聚合物的紅 (R)、綠(G)、藍(B)色的發(fā)光材料，適當地溶解(或分散)于水系溶劑或四氫化萘、四甲基 苯、均三甲苯、二甲苯等有機溶劑。電子輸送層18形成在發(fā)光層17上，并且覆蓋提岸層13，在與圖1所示的陰極區(qū)3 相對應的區(qū)域，形成為跨各像素2。電子輸送層18提高向發(fā)光層17的電子注入效率，并且具有空穴阻擋功能。電子輸 送層18例如采用Mg、Ca、Ba等堿土類金屬及其氧化物或與金屬的合金等。而且，在本實施 方式中，由于用濺射法來形成厚膜透明電極層19，所以采用耐濺射中所用的氧的材料Ca。厚膜透明電極層19形成為在電子輸送層18上，共用于各像素2，且在與圖1所示 的陰極區(qū)3相對應的區(qū)域，功能為各像素2共用的陰極電極。也就是說，厚膜透明電極層19 形成在發(fā)光層17 (電子輸送層18)和反射金屬20之間。厚膜透明電極層19對發(fā)光功能層 10所發(fā)出的光中至少一部分波段的光具有透射性。本實施方式中的厚膜透明電極層19具有單層結構，構成與圖1所示的陰極區(qū)3相 對應的單一的電極層。厚膜透明電極層19如下所述具有對發(fā)光強度和色度的偏差進行抑制的功能。也 就是說，厚膜透明電極層19對于從發(fā)光層17放射的光由多重反射而得到干涉效應，干涉的 峰值跨較大范圍發(fā)生，從而具有抑制由發(fā)光層17的厚度的偏差產生的干涉效應的峰值漂 移、以及其結果所造成的放射亮度的峰值漂移。因此，能夠抑制色度和發(fā)光強度的偏差，能 夠抑制視場角依賴性。詳細內容以后敘述。作為構成厚膜透明電極層19的材料，采用對發(fā)光功能層10所發(fā)出的光中至少一 部分波段的光具有透射性、并且具有導電性的材料。具體來說，例如采用IT0(銦錫氧化 物，Indium Tin Oxide)，銦鋅氧化物(Indium ZineOxide)、銦鎢氧化物(Indium Tungsten Oxide)、銦鎢鋅氧化物(IndiumTungsten Zine Oxide)等氧化物導電膜。而且，厚膜透明電 極層19如上所述用濺射法來形成。在此，厚膜透明電極層19的厚度，優(yōu)選為800nm-1500nm，進而優(yōu)選為 1000nm-1500nm。這是因為通過使厚膜透明電極層19的厚度為lOOOnm以上，從而能充分 抑制色度和發(fā)光強度的偏差。另外，若厚度大于1500nm，則成膜時間顯著增長，而且透射性 有可能下降，所以厚度不優(yōu)選大于1500nm。反射金屬20，形成在厚膜透明電極層19上。反射金屬20能使可見光全部反射 即可，按照能使可見光全部反射的材質和膜厚來形成。這是因為在本實施方式的發(fā)光器件1 (有機EL元件)中，與通常的底發(fā)射型有機EL元件不同，由厚膜透明電極層19來發(fā)揮作為 陰極電極的作用。反射金屬20，優(yōu)選由可見光反射率高的金屬來構成，優(yōu)選由Ag或AINdTi 或A1來構成。在這樣構成的發(fā)光器件1 (有機EL元件)中，通過在透明陽極電極14和厚膜透明 電極層19之間施加規(guī)定的電壓，來產生與在發(fā)光層17中流過的電流量相對應的光。然后， 已產生的光，從發(fā)光層17通過透明陽極電極14直接地取出，或者，對一旦由反射金屬20進 行反射的光間接地通過透明陽極電極14側取出。在此，本實施方式由于在發(fā)光層17和反射金屬20之間設置了厚膜透明電極層19， 所以，能抑制色度和發(fā)光強度的偏差，還能抑制視場角的依賴性。以下說明對本發(fā)明中的視場角依賴性的抑制方法進行說明所用的計算模型。圖4是表示用于對本發(fā)明的結構和效果進行說明的、與本發(fā)明的結構相對應的計 算模型A的圖。如圖4所示，該計算模型A是由反射金屬20、厚膜透明電極層19、發(fā)光功能層10、 透明陽極電極14和玻璃基板11所構成的有機EL元件。這里，在發(fā)光功能層10和厚膜透 明電極層19之間設置的電子輸送層18是極薄的，幾乎沒有光學性影響，所以在計算模型A 中被省略。而且，在圖4所示的計算模型A的附圖中，為了便于說明，使其上下方向與圖3相 反。另外，在計算模型A中，有機EL的發(fā)光設為是從發(fā)光功能層10內的一點(發(fā)光點P:具 體來說是發(fā)光層17內的一點)產生的。并且，設從發(fā)光點P到厚膜透明電極層19的膜厚 為Xp ；設從發(fā)光點P到透明陽極電極14的膜厚為Xq ；設厚膜透明電極層19的膜厚為dc ； 設透明陽極電極14的膜厚為da ；設反射金屬20和玻璃基板11的厚度為無限而進行了計 笪弁。圖5是表示入射光、反射光和透射光各自的振幅的正的方向的圖。若光從介質i (折射率ni)射入到介質o (折射率n。)，則與入射面垂直地進行電場 振動的偏振光(s偏振光)的正的方向，變成圖5的箭頭(虛線)方向。另外，在入射面內 進行電場振動的偏振光(P偏振光)的正的方向，如圖5所示，變成與圖5相垂直的方向。各界面上的振幅反射率1Y。、透射振幅率、.。分別為[式1] 在此，94為入射角、反射角，0。為折射角。另夕卜，Yp Y。在s偏振光的情況下表示為Yj = riiCos 0 ^ Y0 = n0cos 0 0在p偏振光的情況下表示為Yj = rii/cos 9 ” Y。= n。/cos 0。圖6是表示本發(fā)明的計算模型A中的光的干涉光程的圖。如圖6所示，從發(fā)光功能層10的發(fā)光點P射出的光，經過干涉光程(1)_(4)，射出 到玻璃基板11外。這樣射出的光的角度9方向的光譜強度1(A)(相當于干涉效應)可由下式表示
而且，在該式中，設反射金屬20為“第0(層)”；設厚膜透明電極層19為“第 ’;設發(fā)光功能層10為“第2(層)”；設透明陽極電極14為“第3(層)”；設玻璃基板 “第4 (層)”。因此，例如t2.4表示從第2層透射到第4層的透射振幅率。
由上述式子計算的光譜強度1(A)，是與多重反射模型相對應的，它表示與從發(fā)光 層17各向同性地放射的光的強度(振幅)對應的、向外部射出的光的強度的、每個波長入 的比率，表示由多重反射所產生的干涉效應。也就是說，這樣取得的值，是以放射光的各波 長的光的強度(振幅)為基準的相對值，在各波長中，把向外部射出的光的強度與從發(fā)光層 17放射的光的強度相同時，標準化為“1” ；把因干涉而向外部射出的光和從發(fā)光層17放射 的光互相加強、向外部射出的光的強度是從發(fā)光層17放射的光的強度的2倍時，作為“2”; 把因干涉而向外部射出的光和從發(fā)光層17放射的光互相抵消，強度變成零時，作為“0”。并且，從該式中求出s偏振光和p偏振光的各自的光譜強度，取平均值，從而可求 出與各波長對應的光譜強度。在此，可表示為r2.4 = r2.3+t2.3 t3.2 r3.4 exp (i y c)t2 4 = t2 3t3 4 exp ("i y c/2)r2. o = r2. +t2.1.t1.2r1 0 exp (i y a)另外，相位差Y可分別表示為ra＝4πn1 dacosθ1/λra＝4πn3 dc cosθ3/λ
ra＝4πn2 Xp cosθ2/λ rp‘q = 4 31 n2 (Xp+Xq) cos θ 2/ 入而且，ejlj用斯內爾定律nm Sin 0m= sine (m=層的編號、0 =視角)來求出。并且，由于第3層(透明陽極電極14)、第2層(發(fā)光功能層10)和第4層(玻璃 基板11)，折射率接近，所以，可以認為反射影響小，按照r2.3、r3.4 = 0進行了計算。并且按 照 0 = 0、da = 200、Xp = 50、Xq = 60 80、dc = 1000 進行了計算。接著，對從發(fā)光功能層10放射出的光進行定義的、受到干擾之前的放射亮度 Le (入)可表示為[式2] 其中，^。是發(fā)光層17的峰值波長；o是線寬；Ya是短波長衰減系數。并且，從發(fā)光功能層10放射出的光的各波長中的放射亮度LeU)乘以上述光譜 強度1(入)的
Le'(入)=1(入)Le(入)是最終以視角e觀察的放射亮度。各色的色度CIE(x、y)分別為x = X/ (X+Y+Z)y = Y/ (X+Y+Z)三刺激純值X、Y、Z可用下式進行計算。[式3] 其中，系數k按5進行了計算。另外，按照亮度=Y*683/100求出。用這些式子來求出從各參數中最終導出的Le' U)、CIE(x、y)，對色度和發(fā)光強 度的偏差和視場角依賴性進行評價。并且，作為對本發(fā)明的結構的效果進行說明用的比較例，關于在發(fā)光功能層10和 反射金屬20之間未設置厚膜透明電極層19的情況，對色度和發(fā)光強度的偏差和視場角依 賴性進行了評價。圖7是表示作為比較例的未設置厚膜透明電極層19的情況下的計算模型B的圖。圖8是表示作為比較例的計算模型B中的光的干涉光程的圖。在計算模型B中，也是如下，有機EL的發(fā)光是從發(fā)光功能層10內的一點(發(fā)光點 P 發(fā)光層17內的一點)產生的，并且，設從發(fā)光點P到反射金屬20的膜厚為Xp ；設從發(fā)光 點P到透明陽極電極14的膜厚為Xq ；設透明陽極電極14的膜厚為da，設玻璃基板11的厚 度為無限而進行了計算。在此情況下，如圖8所示，從發(fā)光功能層10的發(fā)光點P射出的光，經過(1)_(4)的 光程向玻璃基板11外射出。已射出的光的角度e方向的光譜強度干涉效應)由 下式表不。
而且，在計算模型B中，設反射金屬20為“第0 (層)”；設發(fā)光功能層10為“第 1 (層)，，；設透明陽極電極14為“第2 (層)”；設玻璃基板11為第“第3 (層)”。在此，rL3 = rL 2+tL 2 t2.: r2.3 exp (i y a)tj 3 = tj 2 t2 3 exp(-i Y J2)并且，相位差、分別表示為y a = 4 31 rij da cos 6 Ay p = 4 n2 Xp cos 6 2/ Ay p+q = 4 3i n2 (Xp+Xq) cos 9 2/ 入以下對計算模型A和計算模型B中的干涉效應進行了計算。圖9是表示本發(fā)明的設置了厚膜透明電極層19的、計算模型A中的干涉效應的曲 線圖。圖10是表示作為比較例的未設置厚膜透明電極層19的計算模型B中的、將從發(fā) 光點P到反射金屬20的膜厚Xp更改為60、70、80nm時的干涉效果的曲線圖。
如圖10所示，可以知道，在未設置厚膜透明電極層19的計算模型B中，當從發(fā)光 點P到反射金屬20的膜厚Xp的值改變時，即發(fā)光功能層10的膜厚改變時、或者發(fā)光功能 層10內的發(fā)光點P的位置改變時，干涉效應的峰值波長發(fā)生變化(漂移)，并且與波長相對 應的干涉效應的分布發(fā)生較大變化。另一方面，圖9所示的計算模型A中的干涉效應的曲線，包括把從發(fā)光層P到厚膜 透明電極層19的膜厚Xp的值和圖10時一樣更改為60、70、80nm時的結果，但在該計算模 型A中，如下所述，膜厚Xp值即使變化，干涉效應的值也幾乎不發(fā)生變化，所以實質上僅用 一條曲線來表示。也就是說，在本發(fā)明的結構中，如圖9所示，設置厚膜透明電極層19而受到多重反 射的干涉效應，不設置厚膜透明電極層19時的、如圖10所示的發(fā)光功能層10的膜厚發(fā)生 變化時、或者發(fā)光功能層10內的發(fā)光點P的位置發(fā)生變動時的干涉效應的峰值波長的漂移 和干涉效應的波長分布的變化變得幾乎沒有。并且，如圖9所示，干涉效應變成為相對于波 長具有多個峰值波長的周期結構(將其稱為多重峰值效應)。這樣，根據這樣的本發(fā)明的結 構，能夠使干涉效應的峰值波長跨大范圍的波長區(qū)域而發(fā)生多個，能夠抑制因發(fā)光層17的 膜厚的變動和發(fā)光點的位置的變動所造成的、向外部射出的光的強度變化。并且，根據本發(fā) 明的結構，還能夠進一步抑制發(fā)光層17的膜厚的變動和發(fā)光點的位置的變動所造成的色 度和發(fā)光強度的偏差以及視場角依賴性。其詳細情況在后面敘述。圖11是對本發(fā)明的、受到了因設置厚膜透明電極層層19而產生的多重峰值效應 的、計算模型A中的與波長相對應的放射亮度，和作為比較例的、沒有受到多重峰值效應 的、計算模型B中的與波長相對應的放射亮度進行比較的曲線圖。圖12是表示本發(fā)明的計算模型A中的、對從發(fā)光點P到厚膜透明電極層19的膜 厚Xp進行改變時的、與波長相對應的放射亮度的曲線圖。圖13是表示作為比較例的計算模型B中的、對從發(fā)光點P到反射金屬20的膜厚 Xp進行改變時的、與波長相對應的放射亮度的曲線圖。如圖11所示，可以知道，相對于計算模型B中的未設置厚膜透明電極層19時的放 射亮度來說，計算模型A中的設置了厚膜透明電極層19的本發(fā)明的結構時的放射亮度，受 到通過設置厚膜透明電極層19而產生的多重峰值效應，放射亮度具有多個峰值波長。若對圖12和圖13進行比較，則可得知，如圖13所示，計算模型B中的未設置厚膜 透明電極層19時的放射亮度，隨著膜厚Xp的增大，放射亮度的峰值波長表現出向高波長側 漂移的傾向(峰值漂移)，并且放射亮度的峰值波長的值表現出產生較大變化的傾向(峰值 漂移)，向外部射出的光的光譜和色度，相對于膜厚Xp的變化，發(fā)生較大變化。與此相比可 知，如圖12所示，本發(fā)明中的、受到了通過設置厚膜透明電極層19而產生的多重峰值效應 的放射亮度的各峰值波長在膜厚Xp的值發(fā)生變化時的變動是很小的，另外，各峰值波長上 的放射亮度的值，相對于膜厚Xp的值變化來說，幾乎沒有變化，如圖13所示的膜厚Xp值變 化時的峰值漂移幾乎沒有發(fā)生。也就是說，根據本發(fā)明的結構，能抑制向外部射出的光的光 譜和色度的、相對于膜厚Xp變化的變化。這樣，可以確認，插入厚膜透明電極層19所產生的多重峰值效應具有抑制發(fā)光功 能層10的膜厚的變化所產生的干涉效應的峰值漂移、及其結果所帶來的放射亮度的峰值 漂移。
圖14是表示對本發(fā)明中的計算模型A和作為比較例的計算模型B，使視角0變化 時的藍色元件的色度的值的表。如圖14所示，在作為比較例的不設置厚膜透明電極層19時的計算模型B中，視角 0從0°變到80°時的色度CIE(x、y)的y坐標的減少為0.062。與此相對，在本發(fā)明的設 置了厚膜透明電極層19的計算模型A中，視角0從0°變到80°時的色度CIE(x、y)y坐 標的減少被控制在0. 024。這樣，可以確認通過插入厚膜透明電極層19，也可以抑制視場角 造成的色度變化。以下說明在設置了厚膜透明電極層19的本發(fā)明的結構中、能夠把向外部射出的 光的光譜的漂移抑制為最小限度的厚膜透明電極層19的最佳膜厚。根據在使發(fā)光功能層10的膜厚發(fā)生變化時的藍色元件的色度和亮度的從理想值 偏離的程度來對厚膜透明電極層19的最佳膜厚進行了評價。也就是說，使從發(fā)光點P到厚 膜透明電極層19的膜厚Xp在35-45nm的范圍內，每次變化lnm ；使從發(fā)光點P到透明陽極 電極14的膜厚Xq在60-80nm范圍內，每次變化lnm，分別對各自的色度CIE (x、y)、亮度的 值，求出11X21 = 231個數據。該數據的平均值越接近理想值、并且誤差越小的條件下，越 成為干涉效應所造成的色的變化小、而且膜厚變化時的色的漂移也小的理想的膜厚。然后， 設厚膜透明電極層19的折射率為與IT0的值相同，計算出了使厚膜透明電極層19的膜厚 dc在0-2000nm為止變化時的、上述數據的平均值和誤差。而且誤差是根據使膜厚Xp、Xq在 上述范圍內變化時的、(最大值-最小值)/平均值來求出，用(％)表示。圖15是表示改變厚膜透明電極層19的膜厚時的、關于色度CIE(x、y)的x坐標的 平均值和誤差的計算結果的曲線圖。圖16是表示改變厚膜透明電極層19的膜厚時的、關于色度CIE(x、y)的y坐標的 平均值和誤差的計算結果的曲線圖。如圖15和圖16所示，色度CIE(x、y)的誤差，表現出以下傾向x坐標、y坐標均 是在厚膜透明電極層19的膜厚為200nm時達到最大，膜厚為500nm以下慢慢減小，在膜厚 為lOOOnm以上大致收斂到一定的值。另外，色度CIE(x、y)的平均值，在x坐標在1200nm以上處大致收斂到理想值附 近；在y坐標在lOOOnm以上處大致收斂到理想值附近。在此，為了抑制色度不均，減小色度的誤差即可，所以，優(yōu)選厚膜透明電極層19的 理想的膜厚大致為lOOOnm、或比lOOOnm厚的膜厚。但是，根據圖15和圖16所示的結果，可以認為，如果厚膜透明電極層19的膜厚比 800nm左右厚，那么可以期待幾乎相同的效果，所以，厚膜透明電極層19的膜厚也可以為大 致800nm、或比800nm厚的膜厚。另外，作為厚膜透明電極層19的形成方法，可以適宜地采用在真空中濺射成膜的 形成方法。在此情況，使厚膜透明電極層19的膜厚越厚，其成膜所需的成膜時間越長。因 此，若使厚膜透明電極層19的膜厚極端增大，則成膜時間顯著增長，發(fā)光器件1的制造費 時，結果生產效率降低。另外，厚膜透明電極層19的膜厚越厚，其透明性隨之降低，通過反 射金屬20反射的光量減少，從而向外部射出的光量有可能減少。因此，優(yōu)選把厚膜透明電 極層19的膜厚控制在大致1500nm左右以下。以下說明這樣的結構的發(fā)光器件1的制造方法。
圖17A-圖17C是表示對本實施方式的發(fā)光器件1的制造方法進行說明用的斷面 結構的圖。首先，利用和一般的TFT基板的制造方法相同的工序，對基板11上的每個像素形 成區(qū)域，分別形成像素驅動電路7的晶體管I\-T3、陽極線4、數據線5、選擇線6等布線層， 并且形成透明陽極電極14。也就是說，例如在基板11上成膜由AINdTi構成的柵極金屬層，同時通過圖案形成 來形成數據線5和像素驅動電路7的晶體管I\-T3的柵極電極。然后，在基板上的全表面形成由SiN構成的絕緣膜12a(柵極絕緣膜)。接著，在基 板11上的像素區(qū)域形成由IT0構成的透明陽極電極14。另外，對形成了的絕緣膜12a的規(guī) 定區(qū)域進行圖案形成，來形成孔穴，在形成了的孔穴內形成由AlTi/Cr或AINdTi/Cr構成的 選擇線6/陽極線4，并且形成由AlTi/Cr或AINdTi/Cr構成的源極/漏極電極。然后，為了覆蓋選擇線6和陽極線4，形成由SiN構成的絕緣膜(層間絕緣膜)12b。另外，對在透明陽極電極14上形成的絕緣膜12b，例如通過進行干法刻蝕而除去， 使透明陽極電極14的上表面露出。接著，利用同樣的工序，在絕緣膜12b上形成由聚酰亞胺樹脂構成的提岸層13。接著，用純水對基板11進行洗凈后，例如施加氧化等離子處理和UV臭氧處理，對 透明陽極電極14的上表面和絕緣膜12b的壁面進行親液化處理。進而，把基板11浸泡在 氟系的防液處理溶液中之后，用酒精或純水洗凈、干燥，對提岸層13的表面進行防液處理。 通過這樣，變成圖17A所示的狀態(tài)。然后，如圖17B所示，在絕緣膜12b的開口(像素區(qū)域)內，用噴墨法或噴涂法等 來涂敷規(guī)定的溶液或分散液之后，進行加熱干燥，在像素區(qū)域形成包括空穴注入層15、中間 層16和發(fā)光層17的發(fā)光功能層10。例如，在透明陽極電極14上涂敷了使PED0T分散在水系溶劑內的分散液之后，對 載放有基板11的載物臺在100°C以上的溫度條件下進行加熱并進行干燥處理，除去殘留溶 劑，從而在像素區(qū)域形成空穴注入層15。用同樣的工序來對形成中間層16的材料的溶液(分散液)進行涂敷、加熱和干 燥，在空穴注入層15上形成中間層16。進而，用同樣的工序，對形成發(fā)光層17的材料的溶液(分散液)，例如對將包含聚 芴系等共軛雙鍵聚合物的發(fā)光材料適當地溶解(或分散)到水系溶劑或二甲苯等有機溶劑 內的溶液(分散液)，進行涂敷、加熱和干燥，在中間層16上形成發(fā)光層17。接著，如圖17C所示，例如把基板11放置在真空室內，使Ca蒸鍍在基板全表面上， 在發(fā)光層17和提岸層13上形成電子輸送層18。然后，在基板全表面上，用濺射法來形成IT0膜，在電子輸送層18上形成厚膜透明 電極層19。并且，在基板全表面上，用濺射法或蒸鍍來形成A1層，在厚膜透明電極層19上 形成反射金屬20。由此制造圖3所示的發(fā)光器件1。如以上說明的那樣，根據本實施方式，在發(fā)光功能層10和反射金屬20之間設置厚 膜透明電極層19，所以，能抑制色度和發(fā)光強度的偏差，進而能抑制視場角依賴性。(第2實施方式)以下說明本發(fā)明的第2實施方式。
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圖18是表示本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光器件的斷面結構的圖。在上述第1實施方式中，設置在電子輸送層18和反射金屬20之間的、構成 0LED(有機EL元件)的陰極電極的第2電極層，由具有導電性材料的單層結構的厚膜透明 電極層19來構成，但在本第2實施方式中，如圖18所示，設置在電子輸送層18和反射金屬 20之間的、構成0LED (有機EL元件)的陰極電極的第2電極層，由包含導電性材料的透明 陰極電極21和厚膜層22來構成，也就是說，第2電極層具有透明陰極電極21和厚膜層22 這兩層結構。而且，在本實施方式中，對于和第1實施方式相同的構件，標注相同的符號，其說 明從略。如圖18所示，在本實施方式的發(fā)光器件1中，在電子輸送層18和反射金屬20之 間設置透明陰極電極21和厚膜層22。透明陰極電極21形成在電子輸送層18上。作為透明陰極電極21所用的材料，采 用對于發(fā)光功能層10所發(fā)出的光中至少一部分的波段的光具有透射性、并且具有導電性 的材料。具體來說，例如采用IT0 (銦錫氧化物)、銦鋅氧化物、銦鎢氧化物、銦鎢鋅氧化物等 氧化物導電膜。該透明陰極電極21功能為0LED(有機EL元件)的陰極電極，其厚度只要 是能發(fā)揮作為陰極電極的作用的厚度即可。厚膜層22形成在透明陰極電極21上，對于發(fā)光功能層10所發(fā)出的光中至少一部 分的波段的光、尤其是對透明陰極電極21中透過的光，具有透射性。厚膜層22和上述第1 實施方式中的厚膜透明電極層19 一樣，能夠抑制發(fā)光強度和色度的偏差。也就是說，厚膜層22通過跨寬范圍產生干涉峰值，所以具有抑制發(fā)光功能層10的 厚度偏差所產生的干涉效應的峰值漂移及其結果所造成的放射亮度的峰值漂移的功能。由 此，能夠抑制色度和發(fā)光強度的偏差，能夠抑制視場角依賴性。厚膜層22是具有透明性、能在真空中成膜的材料即可，也可以是由具有絕緣性的 材料構成的。并且，厚膜層22既可以由無機材料構成，也可以由有機材料構成。例如，作為構成厚膜層22的無機材料，優(yōu)選是氮化硅或氮氧化硅。這是為了折射 率接近于構成透明陰極電極21的IT0(n = 1. 9)、易于用CVD或濺射法來進行成膜。另外， 厚膜層22的膜厚和IT0 —樣若較厚地成膜，則膜應力過大，可能產生裂紋，并且成膜時間增 長，所以優(yōu)選為800-1500nm。并且，作為構成厚膜層22的有機材料，例如優(yōu)選是對二甲苯系樹脂、聚酰亞胺系 樹脂或聚尿素系樹脂。特別優(yōu)選是像聚對二甲苯(parylene)樹脂等那樣，可用干式工藝 成膜的樹脂。這些樹脂的折射率比氮化硅低(n = 1.6左右)，但能夠按照比氮化硅膜高 的成膜速率來形成lOOOnm以上的厚膜。但是，厚膜層22的膜厚，在計算上如果膜厚為 2000nm以上，那么干涉抑制效果是一定的，并且，若膜層過厚，則成膜費時，所以，優(yōu)選為 2000-7000nm。另外，若對厚膜層22采用有機材料，則與采用無機材料時相比，能夠以快的 成膜速率來進行成膜。這些無機材料和有機材料，因水分的透過性低，所以也可以作為有機EL面板的鈍 化膜使用，不僅能實現干涉所產生的漂移抑制效果，同時也能實現鈍化效果。以下說明按以上方法構成的發(fā)光器件1的制造方法。
圖19A、B是表示對圖18的發(fā)光器件1的制造方法進行說明用的斷面結構的圖。首先，利用與第1實施方式相同的工序在基板11上形成像素驅動電路7的晶體管 I\-T3、陽極線4、數據線5、選擇線6、絕緣膜12a、透明陽極電極14、絕緣膜12b、提岸層13、 空穴注入層15、中間層16、發(fā)光層17和電子輸送層18。然后，如圖19A所示，用濺射法在基板全表面形成IT0膜，在電子輸送層18上形成 透明陰極電極21。在此，透明陰極電極21的厚度不同于第1實施方式的厚膜透明電極層 19，其厚度只要足以能發(fā)揮陰極電極的作用即可。接著，如圖19B所示，在基板全表面上，例如形成氮氧化硅膜，在透明陰極電極21 上形成厚膜層22。然后，在基板全表面上用濺射法或蒸鍍來形成A1層，在厚膜層22上形成反射金屬 20。由此，制造成圖18所示的發(fā)光器件1。接著，為了確認設置透明陰極電極21和厚膜層22所產生的效果，對于具有透明陰 極電極21和厚膜層22的情況、以及沒有透明陰極電極21和厚膜層22的情況，分別制作了 藍色測試元件，進行了比較研究。對透明陰極電極21采用了 200nm的IT0膜；對厚膜層22 采用了 800nm的SiON。另外，發(fā)光層17用旋轉涂敷法來成膜，通過改變轉速而準備了膜厚 50nm、70nm、90nm 這 3 種樣品。圖20是表示第2實施方式中制作的元件的、發(fā)光層17的因膜厚變化而產生的色 度的變化的圖。如圖20所示，通過設置透明陰極電極21和厚膜層22，色度的變化被抑制。因此， 可以確認，通過在電子輸送層18和反射金屬20之間設置透明陰極電極21和厚膜層22，能 夠抑制發(fā)光層17的厚度的偏差所產生的干涉效應的峰值漂移。如以上說明的那樣，根據本實施方式，在發(fā)光功能層10和反射金屬20之間，設置 透明陰極電極21和厚膜層22，所以，能夠抑制色度和發(fā)光強度的偏差，進而能夠抑制視場 角依賴性。根據本實施方式，厚膜層22也發(fā)揮作為鈍化層的作用，所以能夠抑制黑斑的生長。再者，對厚膜層22若采用有機材料，則與采用無機材料時相比，能夠以快的成膜 速率來進行成膜。而且，本發(fā)明不僅限于上述實施方式，而且能實現各種變形和應用。以下說明能適 用于本發(fā)明的其他實施方式。在上述實施方式中，作為有機EL元件，是以在一對電極之間設置空穴注入層15、 中間層16、發(fā)光層17和電子輸送層18的情況為例對本發(fā)明進行了說明，但在一對電極之間 至少設置1層發(fā)光層17即可。并且，例如也可以對發(fā)光層17采用電子輸送發(fā)光材料，把發(fā) 光層17和電子輸送層18作為混合層。另外，也可以不設置空穴注入層15、中間層16和電 子輸送層18。另外，在上述實施方式中，以發(fā)光元件是有機EL元件的情況為例對本發(fā)明進行了 說明，但本發(fā)明能適用于各種發(fā)光元件，并不僅限于有機EL元件。
權利要求
一種發(fā)光器件，具有多個像素，其特征在于，具備發(fā)光功能層，由至少一層構成，放射與供給的電流相對應的光；第1電極層，設置在上述發(fā)光功能層的一個面上，由導電性材料構成，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性；第2電極層，在上述發(fā)光功能層的另一個面上，與上述第1電極層相對設置，含有導電性材料，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性；以及反射層，設置在上述第2電極層上，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有反射性；上述第2電極層具有導電體層，由上述導電性材料構成，設置在上述發(fā)光功能層上，對從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性；以及厚膜層，設置在上述導電體層上，對從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性。
2.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于， 上述厚膜層由無機材料構成，具有800-1500nm的膜厚。
3.如權利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在于， 上述無機材料由氮化硅、氮氧化硅中的某一種構成。
4.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于， 上述厚膜層由有機材料構成，具有2000-7000nm的膜厚。1
5.如權利要求4所述的發(fā)光器件，其特征在于，上述有機材料由可在真空中蒸鍍的對二甲苯系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚尿素系樹脂 中的某一種構成。
6.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，上述第2電極層具有透明電極層、以及設置在上述發(fā)光功能層和上述透明電極層之間 的電子輸送層，其中上述透明電極層包含具有上述透射性的上述導電性材料， 上述透明電極層是用濺射法形成的，上述電子輸送層由對上述透明電極層的形成中濺射所用的氧具有耐性的材料構成。
7.如權利要求6所述的發(fā)光器件，其特征在于， 對上述電子輸送層采用Ca。
8.如權利要求6所述的發(fā)光器件，其特征在于，上述電子輸送層、上述透明電極層和上述反射層，設置在與上述多個像素相對應的區(qū)域。
9.如權利要求6所述的發(fā)光器件，其特征在于，該發(fā)光器件具有對上述多個像素的各個形成區(qū)域進行劃分的多個隔壁， 上述電子輸送層、上述透明電極層和上述反射層，設置為覆蓋上述各像素的形成區(qū)域 和上述各隔壁。
10.一種發(fā)光器件的制造方法，該發(fā)光器件具有多個像素，該多個像素具有由至少1層 構成的發(fā)光功能層，其特征在于，包括以下步驟利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性的導電性材料，來形成第1電極層的步驟；以及在上述第1電極層上形成上述發(fā)光功能層的步驟；在上述發(fā)光功能層上，與上述第1電極層相對置，利用至少包含對于從上述發(fā)光功能 層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性的導電性材料的材料，來形成第2電極層 的步驟；以及在上述第2電極層上，利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光 具有反射性的材料，來形成反射層的步驟； 形成上述第2電極層的步驟包括在上述發(fā)光功能層上，利用具有上述透射性的上述導電性材料來形成導電體層的步驟；在上述導電體層上，利用對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具 有透射性的材料，來形成厚膜層的步驟。
11.如權利要求10所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于， 上述厚膜層由無機材料構成，具有800-1500nm的膜厚。
12.如權利要求10所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于， 上述厚膜層由有機材料構成，具有2000-7000nm的膜厚。
13.如權利要求10所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于， 形成上述第2電極層的步驟包括用濺射法形成透明電極層的步驟，其中上述透明電極層包含具有上述透射性的上述導 電性材料；以及在上述發(fā)光功能層和上述透明電極層之間形成電子輸送層的步驟， 在形成上述電子輸送層的步驟中，對構成該電子輸送層的材料，采用對上述透明電極 層的形成中的濺射所使用的氧具有耐性的材料。
14.如權利要求13所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，在形成上述電子輸送層的步驟、形成上述透明電極層的步驟、以及形成上述反射層的 步驟中，把上述電子輸送層、上述透明電極層和上述反射層形成在與上述多個像素相對應 的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光器件及發(fā)光器件的制造方法，該發(fā)光器件，在具有多個像素的發(fā)光器件中，具有發(fā)光功能層，它由至少一層構成，放射與供給的電流相對應的光；第1電極層，它設置在上述發(fā)光功能層的下表面?zhèn)龋蓪щ娦圆牧蠘嫵?，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性；第2電極層，它在上述發(fā)光功能層上與上述第1電極層相對設置，含有導電性材料，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有透射性；以及，反射層，它設置在上述第2電極層上，對于從上述發(fā)光功能層放射的光的至少一部分的波段的光具有反射性。
文檔編號H05B33/26GK101854756SQ20101016391
公開日2010年10月6日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權日2007年7月27日
發(fā)明者山本和人 申請人:卡西歐計算機株式會社