有机EL元件制造技术

本发明专利技术提供一种有机EL元件，能够耐受有机EL显示面板的量产工艺，且能实现优异的空穴注入效率，在低电压驱动下具有高发光效率。具体而言，在基板（10）的一面依次层叠阳极（2）、空穴注入层（3）、缓冲层（6A）、发光层（6B）、阴极（8）而构成有机EL元件（1000）。在空穴注入层（3）的表面形成堤（12）以使得包围所述缓冲层（6A）以上的结构。空穴注入层（3）通过溅射成膜氧化钨薄膜来形成。此时，将氧化钨成膜为在其电子态中使比价电子带最低的结合能低1.8～3.6eV的结合能区域内存在占有能级，降低对所述缓冲层（6A）的空穴注入势垒。在空穴注入层（3）的上面形成凹部（4a），使该凹部的内面与功能层（缓冲层（6A）或发光层（6B））接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为电发光元件的有机电致发光元件(以下，称为“有机EL元件”)，尤其涉及用于在从低辉度(brightness)到光源用途等的高辉度的大辉度范围中以低电力(低功率)进行驱动的技术。
技术介绍
近年来，使用有机半导体的各种功能元件的研究开发得到不断地进展。作为代表性的功能元件，存在有机EL元件。有机EL元件是电流驱动型的发光元件，具有在由阳极和阴极构成的一对电极对之间设有包含有机材料而成的功能层的结构。功能层包括发光层、 缓冲层等。有时在功能层与阳极之间配设用于注入空穴的空穴注入层。为了驱动而在电极对之间施加电压，利用通过从阳极注入到功能层的空穴和从阴极注入到功能层的电子的复合而产生的电致发光现象。具有由于进行自发光因而视觉识别性高、且由于是完全固体元件因而耐振动性优异等的特点，因此，作为各种显示装置中的发光元件或光源的利用受到注目。有机EL元件根据使用的功能层材料的种类而大致分为两种类型。第一种是蒸镀型有机EL元件，其主要以低分子材料作为功能层材料，是用蒸镀法等真空工艺使该材料成膜而成的。第二种是涂敷型有机EL元件，其以高分子材料或薄膜形成性好的低分子材料作为功能层材料，是通过喷墨法或照相凹版(gravure)印刷法等湿法工艺使该材料成膜而成的。到目前为止，由于发光材料的发光效率高、驱动寿命长等理由，蒸镀型有机EL元件的开发(例如，参照专利文献1、2)较为领先，在移动电话用显示器、小型电视机等方面已经开始实用化。蒸镀型有机EL元件适于小型有机EL面板的用途，但例如应用于100英寸级的全色(full color)大型有机EL面板却是非常困难的。其主要原因在于制造技术。在使用蒸镀型有机EL元件制造有机EL面板的情况下，一般在按各颜色(例如R、G、B (红、绿、蓝))分开成膜发光层时使用掩模蒸镀法。但是，当面板面积大时，由于掩模和玻璃基板的热膨胀系数的差异等，难以确保掩模的定位精度，因此无法制作正常的显示器。为了克服这些问题， 有在整个面使用白色的发光层材料、设置RGB滤色器(滤色片)来避免分别成膜的方法，但在该情况下，取出的光为发光量的1/3，因此原理上具有功耗增大的缺点。于是，对于该有机EL面板的大型化，开始尝试使用涂敷型有机EL元件来实现。如上所述，在涂敷型有机EL元件中，通过湿法工艺制作功能层材料。在该工艺中，在预定位置分别涂敷功能层时的位置精度基本上不依赖于基板尺寸，因此具有对于大型化的技术障碍低的优点。另一方面，还盛行着提高有机EL元件的发光效率的研究开发。为了以高效率、低功耗且高辉度使有机EL元件发光，从电极向功能层高效地注入载流子(空穴和电子 )尤为重要。一般，要使载流子高效地注入，在各个电极与功能层之间设置用于降低注入时的能垒(energy barrier)的注入层是有效的。其中，作为空穴注入层，使用以酞菁铜、氧化钥为代表的蒸镀膜和/或PEDOT等涂敷膜。有报告指出尤其在使用氧化钥的有机EL元件中，空穴注入效率得到改善，寿命得到改善(例如参照专利文献3)。在先技术文献专利文献1:日本特许3369615号公报专利文献2 :日本特许3789991号公报专利文献3 :日本特开2005 - 203339公报专利文献4 :日本特开2003 - 249375公报非专利文献1:Jingze Li et al. , Synthetic Metalsl51, 141 (2005)非专利文献2 :渡边宽己，其他，有机EL讨论会第7次例会预备稿集、17 (2008)非专利文献3:Hyunbok Lee et al. ^Applied Physics Letters93, 043308(2008)非专利文献4 :小泉健二，其他，第56次应用物理学关系联合讲演会预备稿集、 30p -ZA-1l (2009)非专利文献5 :中山泰生，其他，有机EL讨论会第7次例会预备稿集、5 (2008)
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在具有上述优点的涂敷型有机EL元件中，要求比现状更好的低电压驱动性和/或发光效率的提高。特别是，在制造涂敷型有机EL元件的情况下，要求空穴注入效率的进一步改善和/或寿命的进一步改善。本专利技术是鉴于以上问题而完成的专利技术，目的在于提供一种有机EL元件，其空穴注入层与功能层之间的空穴注入势垒低，能发挥优异的空穴注入效率，由此能够期待良好的低电压驱动。 用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的一种方式是有机EL元件，具备阳极；阴极；功能层， 其配置在所述阳极与所述阴极之间，由包括使用有机材料形成的发光层的I层或多层构成；空穴注入层，其配置在所述阳极与所述功能层之间；以及堤，其规定所述发光层，所述空穴注入层包含氧化钨，所述空穴注入层在比价电子带最低的结合能低1. 8 3. 6eV的结合能区域内具有占有能级，所述空穴注入层在由所述堤规定的区域形成为所述功能层侧的表面的一部分比其他部分更位于所述阳极一侧的凹陷构造，所述凹陷构造的凹部的内面与所述功能层接触。专利技术的效果在本专利技术的一种方式的有机EL元件中，空穴注入层构成为包含氧化钨。进一步， 该空穴注入层在其电子态中在比价电子带最低的结合能低1. 8 3. 6eV的结合能区域内具有占有能级。由于存在该占有能级，能够将空穴注入层与功能层之间的空穴注入势垒抑制为较小。其结果，本专利技术的一种方式的有机EL元件的空穴注入效率高，能以低电压进行驱动，并且能期待发挥优异的发光效率。此外，在空穴注入层由具有上述的预定的占有能级的氧化钨构成的情况下，在制造工序中会产生空穴注入层的膜厚减少(以也记载为“膜减少”)的特有且新的问题，有可能导致由堤规定的区域的发光部面内的辉度不均、元件寿命减少等，会对发光特性带来影响。对此，在上述的本专利技术的一种方式的有机EL元件中，空穴注入层形成为其功能层 侧的表面的一部分比其它的表面部分更位于阳极一侧的凹陷构造。进一步，形成为功能层 与空穴注入层的凹部的内面(底面和侧面)接触。因此，功能层相对于空穴注入层的濡湿性 提高，即使空穴注入层发生膜减少，也能防止功能层材料的涂敷不均，能够通过高精细的图 案化来良好地形成元件。因此，能够防止辉度不匀和/或元件寿命减少等问题的发生，能够 预防对发光特性的影响的产生。附图说明图1是表示实施方式涉及的有机EL元件的结构的示意剖视图。图2是表示单空穴元件的结构的示意剖视图。图3是表示单空穴元件的驱动电压对于空穴注入层的成膜条件的依赖性的坐标 图。图4是表示单空穴元件的施加电压和电流密度的关系曲线的器件特性图。图5是表示制作的有机EL元件的施加电压和电流密度的关系曲线的器件特性图。图6是表示制作的有机EL元件的电流密度和发光强度的关系曲线的器件特性图。图7是表示光电子分光测量用的样品的结构的示意剖视图。图8是表示氧化钨的UPS光谱的图。图9是表示氧化钨的UPS光谱的图。图10是表示图9的UPS光谱的微分曲线的图。图11是表不曝露于大气的氧化鹤的UPS光谱的图。图12是一并表示本专利技术的氧化钨的UPS光谱和XPS光谱的图。图13是氧化钨和a -NPD的界面能量图解。图14是用于说明空穴注入层和功能层的注入位置的效果的图。图15是表示空穴注入层的膜减少量和膜密度的关系的坐标图。图16是表示本专利技术实施方式2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机EL兀件,具备阳极；阴极；功能层，其配置在所述阳极与所述阴极之间，由包括使用有机材料形成的发光层的I 层或多层构成；空穴注入层，其配置在所述阳极与所述功能层之间；以及堤，其规定所述发光层，所述空穴注入层包含氧化钨，所述空穴注入层在比价电子带最低的结合能低1. 8 3. 6eV的结合能区域内具有占有能级，所述空穴注入层在由所述堤规定的区域形成为所述功能层侧的表面的一部分比其他部分更位于所述阳极一侧的凹陷构造，所述凹陷构造的凹部的内面与所述功能层接触。2.根据权利要求1所述的有机EL元件，由于存在所述占有能级，在所述空穴注入层与所述功能层的层叠界面，所述功能层的最高被占轨道的结合能被定位在所述占有能级的结合能的附近。3.根据权利要求1所述的有机EL元件，在所述空穴注入层与所述功能层的层叠界面，所述占有能级的结合能与所述功能层的最高被占轨道的结合能之差为±0. 3eV以内。4.根据权利要求1 3中任一项所述的有机EL元件，在UPS光谱中，所述空穴注入层在比价电子带最低的结合能低1. 8 3. 6eV的结合能区域内具有隆起的形状。5.根据权利要求1 4中任一项所述的有机EL元件，在XPS光谱中，所述空穴注入层在比价电子带最低的结合能低1. 8 3. 6eV的结合能区域内具有隆起的形状。6.根据权利要求1 5中任一项所述的有机EL元件，在UPS光谱的微分光谱中，所述空穴注入层在整个比价电子带最低的结合能低2. O 3.2eV的结合能区域具有表现为与指数函数不同的函数的形状。7.根据权利要求1 6中任一项所述的有机EL元件，所述功能层包含胺系材料。8.根据权利要求1 7中任一项所述的有机EL元件，所述功能层是输送空穴的空穴输送层、通过所注入的空穴与电子复合而进行发光的发光层、以及用于调整光学特性或阻碍电子的用途的缓冲层的至少任一方。9.根据权利要求1 8中任一项所述的有机EL元件，所述空穴注入层的所述占有能级存在于比价电子带最低的结合能低2. O 3. 2eV的结合能区域内。10.根据权利要求1所述的有机EL元件，所述堤为拨液性，所述空穴注入层为亲液性。11.一种显示装置，具有根据权利要求1 10中任一项所述的有机EL元件。12.—种有机EL元件的制造方法，包括准备阳极的阳极准备工序；氧化钨层形成工序，将由氩气和氧气构成的气体作为溅射装置的溅射室内的气体来使用，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田健史，西山诚司，小松隆宏，竹内孝之，大内晓，冢本义朗，藤村慎也，坂上惠，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：