发光元件及其制作方法技术

一种发光元件的制作方法，该发光元件具有：阳极、阴极、设置在上述阳极和上述阴极之间的发光层、以及设置在上述阳极和上述阴极之间的空穴注入层，其特征在于：上述空穴注入层由酞菁形成，而且，空穴注入层形成后暴露在气体气氛中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过将电场加在把包含有机化合物的膜(以下称“有机化合物层”)设在一对电极之间的元件上，获得荧光或磷光的发光元件的制作方法。
技术介绍
发光元件是通过施加电场而发光的元件。可以这样来说明其发光机理将有机化合物层夹在电极之间，通过施加电压，从阴极注入的电子及从阳极注入的空穴在有机化合物层中的发光中心再结合，形成呈激励状态的分子(以下称“分子激子”)，该分子激子返回基态时放出能量而发光。另外，作为形成有机化合物的分子激子的种类，可能是单态激励状态和三态激励状态，但在本说明书中包括任何一种激励状态都有助于发光的情况。在这样的发光元件中，通常用低于1微米等的薄膜形成有机化合物层。另外，由于发光元件是有机化合物层本身发光的自发光型的元件，所以现有的液晶显示器中用的背照光就不需要了。因此，发光元件能制作得极薄且轻，有很大的优点。另外，例如在100～200nm左右的有机化合物层中，从注入载流子到再结合的时间，如果考虑有机化合物层的载流子移动度，则为数十毫微米，即使包括从载流子再结合到发光的过程，也在微秒数量级以内的时间就达到发光。因此，响应速度非常快也是特长之一。另外，由于发光元件是载流子注入型的发光元件，所以可以用直流电压驱动，不容易产生噪声。关于驱动电压，首先将有机化合物层做成厚度为100nm左右的均匀的超薄膜，另外，选择对有机化合物层的载流子注入势垒小的电极材料，再通过导入单异质结构(双层结构)，用5.5V达到了100cd/m2的充分的亮度(参照非专利文献1)。由于这样的薄型轻量、高速响应性、直流低电压驱动等特性，所以发光元件作为下一代的平板显示器元件引人注目。另外，自发光型由于视野角大，识别性也比较好，可以认为作为携带装置的显示画面中用的元件是有效的。可是，作为这样的发光元件的一大问题，能举出元件的可靠性。可靠性中特别是亮度随时间劣化显著，需要进行很大的改善。亮度随时间劣化基本上可以认为是来自于所使用的材料的一种现象，但也可能利用元件结构或驱动方法，延长亮度的半衰期。例如，有这样的例子通过插入铜酞菁(以下称“CuPc”)作为空穴注入层，而且不用直流而用呈矩形波的交流(正偏压时电流一定，反偏压时电压一定)进行驱动，极大地改善了亮度的半衰期(参照非专利文献2)。在文献2中，初始亮度为510cd/m2，成功地将亮度半衰期延长到4000小时。其主要原因能举出排除由交流驱动引起的空间电荷的蓄积；改善作为空穴输送层的N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯-benzidene(以下称“NPB”)的耐热性；以及作为空穴注入层的CuPc有优异的空穴注入性这样几点。另外，如果用于阳极的铟锡氧化物(以下称“ITO”)进行表面处理，则与水的接触角大致为0°。NPB与水的接触角为70°～80°左右，可知ITO和NPB的表面能量之差非常大。因此如果在ITO上直接形成NPB膜，则NPB容易结晶，作为元件会过早地劣化。作为空穴注入层将CuPc插入ITO和NPB的界面上，抑制了NPB的结晶化，也是削弱可靠性的主要原因。如上所述，将CuPc用于空穴注入层，虽然提高了发光元件的可靠性，但还不能说可靠性是充分的。作为其理由之一，能举出CuPc的成膜性差，难以做成均匀的薄膜。<非专利文献1> C.W.Tang等，Applied Physics，Vol.51，No.12，913-915(1987) <非专利文献2> S.A.Van Slyke等，Applied Physics，Vol.69，No.15，2160-2162(1996)
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)因此，本专利技术中，以在把CuPc等的酞菁用于空穴注入层的发光元件中，抑制亮度随时间劣化、延长元件寿命作为课题。另外，以提供使用本专利技术公开的发光元件、耐久性好的发光装置作为课题。再者，以提供使用这样的发光装置、耐久性好的电子装置作为课题。(解决课题用的方法)本专利技术提供一种发光元件的制作方法，该发光元件具有阳极、阴极、设置在上述阳极和上述阴极之间的发光层、以及设置在上述阳极和上述阴极之间的空穴注入层，其特征在于上述空穴注入层由CuPc等酞菁形成，且空穴注入层形成后暴露在气体气氛中。使用酞菁的空穴注入层形成后暴露在特定的气体气氛中，能获得比用以往的一直在真空中的成膜方式制作的元件高的可靠性。本专利技术者想看看暴露在气体气氛中是否会提高酞菁膜的质量，是否提高了可靠性。另外，本专利技术提供一种发光元件，其特征在于在上述空穴注入层中进行掺杂而包含具有使酞菁氧化的性质的电子相容性化合物。使用掺杂了电子相容性化合物的空穴注入层，能降低元件的驱动电压。另外，在本专利技术中，上述气体最好使用氧气等电子相容性气体。使空穴注入层暴露在电子相容性气体气氛中，能降低元件的驱动电压。另外，本专利技术提供一种发光装置，该发光装置使用了具有阳极、阴极、设置在上述阳极和上述阴极之间的发光层、以及设置在上述阳极和上述阴极之间的空穴注入层的发光元件，由酞菁形成上述空穴注入层，而且空穴注入层形成后经过暴露在气体气氛中的工序制作该发光元件。还提供一种电子装置，其特征在于使用上述发光装置。(专利技术的效果)通过实施本专利技术，能制作能减缓亮度的劣化的发光元件。另外，通过使用这样改善了的发光元件，能提供亮度的劣化小的发光装置。另外，通过使用上述发光装置制作电子装置，能提供寿命比以往长的电子装置。附图说明图1是表示制作本专利技术的发光元件时使用的制造装置的图。图2是表示发光元件的制造方法的图。图3是表示实施例2及比较例1的结果的图。图4是表示实施例3及比较例2的结果的图。图5是表示发光装置的结构的图。图6是表示发光装置的结构的图。图7是表示电子装置的具体例的图。图8是表示电子装置的具体例的图。具体实施例方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。另外，发光元件这样构成为了取出光，第一电极或第二电极中的至少一个是透明的即可，但一般是在基板上形成透明的第一电极(阳极)，从第一电极(阳极)取出光。实际上，相反地将第一电极作为阴极，从阴极取出光的结构，或者从与基板相反一侧取出光的结构也能适用。能适用于本专利技术的发光元件，只要是在第一电极和第二电极之间有至少使用了发光层和酞菁的空穴注入层，则使用什么样的元件都可以。发光颜色也是什么样的都可以，制作全色的显示装置的情况等，已知有将光的三原色(蓝、红、绿)组合起来的方法；将滤色片组合在白色的发光元件中的方法；以及将变色层组合在蓝色的发光元件中的方法等。另外，空穴注入层也可以是以酞菁为主(host)，掺杂了有使酞菁氧化的性质的电子相容性化合物(例如，TCNQ-F4或V2O3等)的膜。使用掺杂了电子相容性化合物的空穴注入层的发光元件由于驱动电压低，所以能用较低的电压取出光，很有用。另外，驱动电压低，还能降低加在元件上的应力，所以通过与本专利技术组合，还能期待改善寿命的效果。掺杂了电子相容性化合物的空穴注入层，其空洞迁移性提高，能增大发光元件的厚度。厚度增大，不容易引起短路，能期待提高制作元件时的合格率。可是，CuPc具有如果增大厚度则容易结晶化的性质。如上所述，如果暴露在气体气氛中导致的可靠性提高起因于薄膜质量变好，那么可以考虑即使使CuPc增厚，暴露本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：池田寿雄，
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：