自发光元件及其制造方法以及自发光显示装置、电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供自发光元件及其制造方法以及自发光显示装置、电子设备。抑制有机EL元件的发光效率降低，实现长寿命化。具备：像素电极(11)、配置在所述像素电极(11)上方的有机发光层(14)、配置在所述有机发光层(14)上方并掺杂有低功函数的金属的电子输送层(23)、以及配置在所述电子输送层23上方的对向电极(18)，所述电子输送层(23)具有依次层叠了第一层部分(15)、第二层部分(16)和第三层部分(17)的三层结构，第二层部分(16)的金属掺杂浓度低于第一层部分(15)和第三层部分(17)各自的金属掺杂浓度。

【技术实现步骤摘要】
自发光元件及其制造方法以及自发光显示装置、电子设备
本专利技术涉及一种有机电致发光元件(以下称为“有机EL元件”)等自发光元件和其制造方法、以及将在基板上呈矩阵状配置所述自发光元件的自发光面板用作图像显示单元的自发光显示装置、电子设备。
技术介绍
近年来，作为发光型显示器，在基板上沿矩阵方向排列多个有机EL元件的有机EL面板已被实际用作电子设备的显示器。有机EL元件是电流驱动型自发光元件：具有在阳极和阴极一对电极对之间配设包含有机发光材料的有机发光层的基本结构，驱动时向一对电极对之间施加电压，伴随复合从阳极向有机发光层注入的空穴与从阴极向有机发光层注入的电子，产生所述电流。通常，在这样的有机EL面板中，为了提高从阴极向有机发光层的电子的注入性，在阴极和有机发光层之间设置电子输送层。为了通过光的干涉效应提高光提取，使用银等的金属薄膜或IZO等的透明金属氧化物膜作为阴极，但是由于这些阴极和有机发光层的LUMO能级之间存在差，能量势垒大，所以不能认为电子注入性良好。此外，例如，专利文献1中公开了一种在形成电子输送层的有机层中掺杂碱金属或碱土金属的化合物的构成。这样的碱金属等功函数低，从阴极注入/输送电子的能力高，因而能够将为了供给有机EL元件发光所需的电流而施加于阳极和阴极的电压(以下称为“驱动电压”)抑制得低，有助于降低功耗。专利文献1：日本特开2009-94456号公报
技术实现思路
然而，在具有这样构成的有机EL元件中，当在特定条件下驱动时间达到一定时间或更长时，驱动电压突然升高，从而有时有机EL元件的亮度降低，缩短产品寿命。鉴于上述问题，本公开的目的在于提供一种自发光元件和其制造方法以及使用该自发光元件的自发光显示装置、电子设备，在确保良好的发光效率的同时抑制驱动电压突然升高，从而可以实现长寿命化。本公开的一个方案的自发光元件，其特征在于，具备：第一电极、配置在所述第一电极上方的发光层、配置在所述发光层上方并掺杂有金属的功能层、以及配置在所述功能层上方的第二电极，所述功能层具有三层以上的多层结构，其最上层和最下层之间的中间层的金属掺杂浓度低于所述最上层和所述最下层的金属掺杂浓度。另外，本公开的另一个方案的自发光元件，其特征在于，具备：第一电极、配置在所述第一电极上方的发光层、配置在所述发光层上方并掺杂有金属的功能层、以及配置在所述功能层上方的第二电极，所述功能层在其膜厚方向上划分为所述发光层侧区域、所述第二电极侧区域、以及所述发光层侧区域和所述第二电极侧区域之间的中间区域，所述中间区域的金属掺杂浓度低于所述发光层侧区域和所述第二电极侧区域各自的掺杂浓度。根据上述方案，能够提供一种自发光元件和自发光显示装置、电子设备，在确保良好的发光效率的同时抑制驱动电压突然升高，从而可以实现长寿命化。附图说明图1是示出本公开的一个方案的有机EL显示装置整体构成的框图。图2是放大了上述有机EL显示装置中的有机EL面板的一部分图像显示面的示意性俯视图。图3是沿图2中的A-A线的示意性剖视图。图4是示意性地示出本公开的一个方案的有机EL元件的主要部分中的层叠结构的图。图5是示出了与电子输送层为单层和双层的情况比较，本公开的一个方案的有机EL元件抑制驱动电压升高的效果的曲线图。图6是示出本公开的一个方案的有机EL元件制造工序的一个例子的流程图。图7的(a)～(f)是示意性地示出本公开的一个方案的有机EL元件制造过程的局部剖视图。图8的(a)～(d)是示意性地示出图7之后的有机EL元件制造过程的局部剖视图。图9的(a)、(b)是示意性地示出图8之后的有机EL元件制造过程的局部剖视图。图10是示出本公开的一个方案的有机EL元件中的电子输送层的另一层叠结构的例子的图。图11是示出本公开的一个方案的有机EL元件中的电子输送层的又一层叠结构的例子的图。图12的(a)是示出本公开的一个方案的有机EL元件中的电子输送层的又一层叠结构的例子的图。图12的(b)、(c)是示出在膜厚方向上电子输送层的掺杂浓度变化的曲线图。图13是示出电视机装置的例子作为搭载有本公开的一个方案的有机EL显示装置的电子设备的图。图14中(a)是示出现有有机EL元件的驱动电压相对于不同环境温度的变化状态的曲线图，(b)是示出增加现有有机EL元件通电的负载电流时的驱动电压变化状态的曲线图。图15的(a)～(d)是用于说明由于电子输送层中掺杂金属的氧化导致电子输送层的电子注入/输送性变差的图。图16是示意性地示出以湿法工艺形成有机EL元件的发光层时负载电流的子像素内中的集中的图。附图标记1有机EL显示装置；2有机EL元件；10有机EL面板；11像素电极(第一电极)；12空穴注入层；13空穴输送层；14有机发光层；15第一层部分；16第二层部分(中间层)；17第三层部分；18对向电极(第二电极)；21基板；22分隔壁；23、230电子输送层(功能层)；24树脂密封层；25玻璃密封层；26密封部；27阻挡层；28保护层；100B、100G、100R子像素；151第一区域(发光层侧区域)；161第二区域(中间区域)；171第三区域(第二电极侧区域)具体实施方式《完成本公开的一个方案的经过》如专利文献1中所述，现有的有机EL元件构成为：在阴极和有机发光层之间夹有电子输送层，该电子输送层在有机材料中掺杂了低功函数的碱金属或碱土金属，以使电子容易移动向有机发光层，由此保持良好的载流子平衡并使有机发光层的发光效率达到最佳。然而，发现这样的现有的构成存在以下问题：环境温度达到一定以上或者负载电流增大到必要以上时，随着驱动时间的推移驱动电压突然升高。图14的(a)是示出分别在有机EL元件的环境温度为25℃、50℃、75℃、85℃的情况下进行恒流控制以获得用于使有机EL元件发光的预定驱动电流时的驱动电压变化(从驱动初期开始的电压升高幅度)的实验结果。横轴表示有机EL元件的连续驱动时间(经过时间[h])，纵轴表示从开始驱动时起的驱动电压的升高幅度(ΔV[V])。此外，在本实施例中示出了以正常驱动时电流的两倍(约12mA/cm2)的驱动电流进行加速实验的结果。如图14的(a)所示，环境温度为25℃(线G21)、50℃(线G22)、75℃(线G23)时，即使经过1000小时也未发现驱动电压升高，但是达到85℃(线G24)时，经过500小时后驱动电压突然急剧升高，因此有机EL面板的寿命缩短。考虑到今后有机EL元件的用途的多样性，例如汽车的前挡风玻璃的内侧等在夏日的炎热天气下充分有可能达到85℃，因此需要即使在这样的高温环境下使用也具有足够的耐用性的有机EL元件。另外，图14的(b)是示出使有机EL元件通电的负载电流的增加和驱动电压的升高幅度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自发光元件，其特征在于，具备：/n第一电极、/n配置在所述第一电极上方的发光层、/n配置在所述发光层上方并掺杂有金属的功能层、以及/n配置在所述功能层上方的第二电极，/n所述功能层具有三层以上的多层结构，其最上层和最下层之间的中间层的金属掺杂浓度低于所述最上层和所述最下层的金属掺杂浓度。/n

【技术特征摘要】
20190315 JP 2019-048786;20191122 JP 2019-2114451.一种自发光元件，其特征在于，具备：
第一电极、
配置在所述第一电极上方的发光层、
配置在所述发光层上方并掺杂有金属的功能层、以及
配置在所述功能层上方的第二电极，
所述功能层具有三层以上的多层结构，其最上层和最下层之间的中间层的金属掺杂浓度低于所述最上层和所述最下层的金属掺杂浓度。


2.根据权利要求1所述的自发光元件，其特征在于，
所述第一电极是阳极，所述第二电极是阴极，掺杂在所述功能层中的金属是选自属于碱金属、碱土金属和稀土金属的金属组中的一者或两者以上的金属。


3.根据权利要求1或2所述的自发光元件，其特征在于，
所述功能层包含具有电子输送性和/或电子注入性的有机材料作为主体材料。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的自发光元件，其特征在于，
所述中间层包括未掺杂有所述金属的非掺杂层。


5.根据权利要求4所述的自发光元件，其特征在于，
所述非掺杂层的膜厚是5nm以上。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的自发光元件，其特征在于，
所述功能层是三层结构。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的自发光元件，其特征在于，
所述功能层的所述最下层和所述最上层的各层的膜厚是5nm以上且30nm以下。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的自发光元件，其特征在于，
所述功能层的所述最下层和所述最上层中的各层的金属掺杂浓度是10wt％以上且60wt％以下。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的自发光元件，其特征在于，
所述功能层的所述最下层的金属掺杂浓度高于所述最上层的金属掺杂浓度。


10.一种自发光元件，其特征在于，具备：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻村裕纪，横田和弘，白波濑英幸，米田和弘，
申请(专利权)人：株式会社日本有机雷特显示器，
类型：发明
国别省市：日本;JP