电致发光显示器件及与其结合使用的电子信号板制造技术

提供一种廉价的高清晰度ＥＬ显示器件。阳极、发光层、以及阴极形成在基板上，然后使用选自碱金属元素、碱土金属元素、以及卤族元素组成的组中的至少一种元素进行选择性地掺杂形成电子传输区和空穴传输区中的至少一个。在这种结构中，当电压施加到发光层时，仅有形成电子传输区和空穴传输区的那部分发光层才发光，由此根据需要显示图像。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Electroluminescent display device and electronic signal board using the same

An inexpensive high definition EL display device is provided. An anode, a light-emitting layer, and a cathode formed on the substrate, and at least one element selected from alkali metal, alkaline earth metal element and a halogen group composed of selectively doped form the electronic transmission area and hole transport in at least one. In this configuration, when the voltage is applied to the light emitting layer, only a portion of the light emitting layer which forms the electron transport region and the hole transport region is luminous.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术涉及包括EL(电致发光)元件(下文称做EL显示器件)的显示器件及使用EL显示器件的的显示器。近些年来，对包括EL元件作为自发光元件的EL显示器件的研究很盛行。特别是，使用有机材料作为EL材料的有机EL显示器件引人注意。有机EL显示器件也称做有机EL显示器(OELD)或有机发光二极管(OLED)。与液晶显示器件不同，EL显示器件为自发光型，因此在EL显示器件中视角并不重要，仅为它的特性之一。即，和液晶显示器件相比，EL显示器件更适合用于户外显示，表现出它们有多种可能的方式。EL元件具有一个EL层夹在一对电极之间的结构。EL层通常为一层结构。作为它的一个典型的例子，可以举出由Kodak Eastman公司的Tang等人提出的由空穴传输层／发光层／电子传输层组成的层结构。在发光方面，这种结构非常有效，因此现在正进行研究和开发的大多数EL显示器件都使用这种结构。通过将在一对电极之间产生的给定电压施加到具有以上结构的EL层使载流子在发光层中复合发出光。达到发光的方法有两种选择一个是在相互垂直排列的两种条形电极之间形成EL层(简单矩阵法)，另一个是在连接到TFT并矩阵排列的像素电极之间形成EL层和相对的电极(有源矩阵法)。两种方法都需要在已构图的电极上形成EL层。然而，EL层容易受如高度差异等的变化影响并退化，因此现已开发了多种专利技术以提高平坦度。这产生制造工艺的兼容问题，因此增加了制造成本。鉴于以上问题，开发了本专利技术，因此本专利技术的一个目的是提供一种采用低成本的措施制造高清晰度EL显示器件的方法。本专利技术的另一目的是提供一种具有所述EL显示器件的廉价电子器件。根据本专利技术，通过现有技术中所没有的完全新颖的方法将发光区和非发光区区分开。具体地，新方法的技术特征在于发光层选择性地掺杂特定的杂质元素使掺杂有杂质元素的区域选择性地发光。在本说明书中，术语特定的杂质元素是指掺杂到发光层时能够使发光层作为空穴传输层(或空穴注入层)或电子传输层(或电子注入层)的杂质元素。本专利技术包括如下三个方法第一个方法是将特定的杂质元素掺杂到阳极和发光层之间的界面附近，第二个方法是将特定的杂质元素掺杂到阴极和发光层之间的界面附近，第三个方法是用不同的特定杂质元素掺杂到阳极和发光层之间的界面附近以及阴极和发光层之间的界面附近。第一个方法的特征在于用卤族元素作为特定的杂质元素掺杂到阳极和发光层之间的界面附近，所述卤族元素通常为F(氟)、Cl(氯)、B(溴)或I(碘)。阳极和发光层之间的界面附近是指从阳极和发光层之间的界面沿发光层的深度向下延伸100nm(通常为50nm)。如果卤族元素含在阳极中则不会引起任何问题。第二个方法的特征在于用碱金属元素或碱土金属元素作为特定的杂质元素掺杂到阴极和发光层之间的界面附近，所述碱金属元素通常为Li(锂)、Na(钠)、K(钾)或Cs(铯)，所述碱土金属元素通常为Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)或Ba(钡)。阴极和发光层之间的界面附近是指从阴极和发光层之间的界面沿发光层的深度向下延伸100nm(通常为50nm)。如果碱金属元素或碱土金属元素含在阴极中则不会引起任何问题。第三个方法的特征在于为第一个方法和第二个方法的组合，并且在于用卤族元素作为特定的杂质元素掺杂到阳极和发光层之间的界面附近，同时用碱金属元素或碱土金属元素作为特定的杂质元素掺杂到阴极和发光层之间的界面附近。公知的掺杂方法适于以上特定杂质元素的掺杂。优选为不包括质量分离的离子掺杂、包括质量分离的离子注入、利用扩散的汽相掺杂。无论使用那种方法，重要的是该方法是否允许选择性掺杂以上的特定杂质元素。根据本专利技术，阳极或阴极与发光层之间的界面附近用特定的杂质元素掺杂，当施加电压时仅是有掺杂杂质元素的部分发光。换句话说，调节本专利技术的EL元件的驱动电压，以使发光层自身不发光，或者发出亮度极低的光。进一步调节以使在相同的驱动电压下掺杂有特定杂质元素的部分发出满意亮度的光。即，本专利技术的特征在于通过用特定的杂质元素掺杂发光层使掺杂的部分作为第一、第二和第三个方法中的空穴传输层或电子传输层。这可以使基本上不产生发光层自身发光的低驱动电压足以仅使掺杂有特定杂质元素的部分发出满意亮度的光。附图说明图1A到1C示出了制造实施例1的EL显示器件的工艺；图2示出了实施例1的EL显示器件的剖面结构；图3A和3B示出了本专利技术的EL显示器件显示的图象；图4A和4B示出了实施例2的EL显示器件的制造工艺；图5A和5B示出了实施例3的EL显示器件的制造工艺；图6A和6C示出了实施例4的EL显示器件的制造工艺；图7A和7B示出了实施例5的EL显示器件的制造工艺；以及图8A和8B示出了实施例6的EL显示器件的制造工艺。用下面示出的实施例详细地介绍本专利技术的实施方式。下面参考图1A到1C介绍本实施例的构成。首先，制备透光基板101，依次形成由透明导电膜制成的阳极102、发光层103以及阴极104(图1A)。对于阳极102，可以使用氧化铟和氧化锡的复合物(下文称做ITO或氧化铟锡)、氧化铟和氧化锌的复合物(下文称做IZnO或氧化铟锌)、氧化锌和氧化锡中的任何一种。它的膜厚度范围从80nm到200nm(优选100到150nm)。在形成发光层103之前，在臭氧气氛中用紫外线根据需要照射阳极102的表面，从表面上除去有机物等。也希望根据需要通过热处理从阳极102的表面上完全地除去湿气。如果使用低分子类材料作为发光层103，那么可以使用例如蒸发、溅射和离子电镀等的公知技术。此时，优选接着形成阴极104同时保持真空度。使用含有碱金属元素或碱土金属元素的金属膜(例如，Mg-Ag膜，Al-LiF膜等)形成厚度为100到200nm的阴极。如果使用高分子类(聚合物)材料作为发光层103，那么可以使用如旋转涂敷、喷墨法和浇铸法等的公知技术。此时优选在干燥的惰性气氛中形成发光层，然后形成阴极104，不会将该层暴露到空气(特别是湿气和氧气)。发光层103的膜厚度在30nm到200nm(优选50到100nm的范围内)。这里示出了发光层103直接形成在阳极102上的例子，但是也可以在两者之间形成空穴传输层或空穴注入层。然后形成抗蚀剂105a到105e，用特定的杂质元素选择性地掺杂发光层103和阴极104之间的界面附近，在本实施例中，特定的杂质元素为碱金属元素或碱土金属元素。在实施例1中作为特定杂质元素的是铯。少量的铯就足以用于掺杂。用于掺杂的铯的浓度通常为1×1014到1×1018原子／cm3，优选1×1015到1×1017原子／cm3。实际上，适当的浓度变化也取决于发光层103的材料。因此需要操作员预先找出最佳的浓度。在本实施例中，掺有铯的区域从发光层103和阴极104之间的界面沿发光层的深度向下延伸最多50nm。即，图1B中由106a到106d表示的区域为作为电子传输层(或电子注入层)的区域(下文称做电子传输层)。虽然好象在图中仅有发光层掺有铯，但注意铯也含在阴极104中。然而，仅有掺杂铯的发光层被认为是基本上起电子传输区作用的区域。由此完成为特定杂质元素的掺杂之后，除去抗蚀剂105a到105e，在阴极104上形成辅助电极107。主要含有铝的材料用于形成辅助电极107。辅助电极107作为辅助电极补本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括ＥＬ元件的ＥＬ显示器件，包括：阳极；发光层；以及阴极，其中杂质选择性地掺杂到阳极和发光层之间界面附近的第一部分和阴极和发光层之间界面附近的第二部分中的至少一个内。

【技术特征摘要】
JP 1999-7-23 209203/991．一种包括EL元件的EL显示器件，包括阳极；发光层；以及阴极，其中杂质选择性地掺杂到阳极和发光层之间界面附近的第一部分和阴极和发光层之间界面附近的第二部分中的至少一个内。2．一种包括EL元件的EL显示器件，包括阳极；发光层；以及阴极，其中卤族元素选择性地掺杂到阳极和发光层之间界面附近的一个部分内。3．根据权利要求2的器件，其中卤族元素至少为选自氟、氯、溴和碘组成的组中的至少一个。4．一种包括EL元件的EL显示器件，包括阳极；发光层；以及阴极，其中选自碱金属元素和碱土金属元素组成的组中的至少一种元素选择性地掺杂到阴极和发光层之间界面附近的一个部分内。5．根据权利要求4的器件，其中碱金属元素为锂、钠、钾和铯组成的组中的至少一个，而碱土金属元素为铍、镁、钙和钡组成的组中的至少一个。6．一种包括EL元件的EL显示器件，包括阳极；发光层；以及阴极，其中卤族元素选择性地掺杂到阳极和发光层之间界面附近的一个部分内，以及其中选自碱金属元素或碱土金属元素组成的组中的至少一种元素选择性地掺杂到阴极和发光层之间界面附近的一个部分内。7．根据权利要求6的器件，其中卤族元素至少为选自氟、氯、溴和碘组成的组中的至少一个，以及其中碱金属元素为锂、钠、钾和铯组成的组中的至少一个，而碱土金属元素为铍、镁、钙和钡组成的组中的至少一个。8．根据权利要求1的器件，其中阳极包括透明导电膜，而阴极包括含有碱金属元素或碱土金属元素的金属膜。9．一种制造EL显示器件的方法，所述方法包括以下步骤形成阳极；在阳极上形成发光层；在发光层上形成阴极；在阴极上形成抗蚀剂；以及使用抗蚀剂将选自碱金属元素和碱土金属元素组成的组中的至少一种元素选择性地添加到发光层和阴极之间界面附近的一个部分内。10．一种制造EL显示器件的方法，所述方法包括以下步骤形成阴极；在阴极上形成发光层；在发光层上形成阳极；在阳极上形成抗蚀剂；以及使用抗蚀剂将选自碱金属元素和碱土金属元素组成的组中的至少一种元素选择性地添加到发光层和阴极之间界面附近的一个部分内。11．根据权利要求9的方法，其中碱金属元素为锂、钠、钾和铯组成的组中的至少一个，而碱土金属元素为铍、镁、钙和钡组成的组中的至少一个。12．一种制造EL显示器件的方法，所述方法包括以下步骤形成阳极；在阳极上形成发光层；在发光层上形成阴极；在阴极上形成抗蚀剂；以及使用抗蚀剂将卤族元素选择性地添加到发光层和阳极之间界面附近的一个部分内。13．一种制造EL显示器件的方法，所述方法包括以下步骤形成阴极；在阴极上形成发光层；在发光层上形成阳极；在阳极上形成抗蚀剂；以及使用抗蚀剂将卤族元素选择性地...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，筒井哲夫，水上真由美，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]