发光装置及电子设备、发光装置的制造方法 【技术领域】
本发明涉及发光装置及电子设备、发光装置的制造方法。
背景技术
近年来提出了各种利用了被称为有机E L(Electroluminescent)元件或发光聚合物元件等的有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode、以下称为“OLED”)元件等发光元件的发光装置。这种发光装置中所使用的发光元件,一般是由有机E L材料等形成的发光层被两个电极夹持的构造。
例如在专利文献1中,公开了一种由阳极、形成在阳极上的有机发光介质、形成在有机发光介质上的阴极构成的发光元件。在专利文献1中,有机发光介质中的与阳极相接的区域作为空穴输送区域发挥作用,另一方面,与阴极相接的区域作为电子输送区域发挥作用。而且,在专利文献1中,阴极由MgAg(镁银合金)形成,其组成为Mg∶Ag=10∶1。
[专利文献1]日本专利第2723242号公报
这里,当采用在基板上形成阳极,在阳极上形成有机发光介质,在有机发光介质上形成阴极,并且将由有机发光介质发出的光从与基板相反侧的阴极侧取出的构成(顶部发射)时,为了使阴极获得高透过性,优选使其膜厚尽量薄。但是,如果在专利文献1的构成中使阴极的膜厚变薄,则由于其电阻值与膜厚成反比,所以表现出显著高的值。因此,存在发光元件的导电性降低这一问题。
这里,通过将构成阴极的MgAg中的Ag的比率提高,可实现该阴极的导电性的提高。但在这种情况下,会想到Ag原子凝聚而形成凹凸的可能性。并且,在通过其他途径形成用于对该凹凸的影响进行缓和的层的情况下,还会认为发光特性将发生变化。
【发明内容】
本发明的目的在于,得到一种兼具高导电性和高透过性的阴极和具备该阴极的发光装置,进而得到因形成该阴极而引起的各种问题得以解决的发光装置。
本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出,可作为以下的方式或应用例而实现。
[应用例1]一种发光装置,其特征在于,具备:光反射层、配置在前述光反射层上或上方的第1电极、具有半透过反射性的第2电极、配置在前述第1电极和前述第2电极之间的发光功能层、和配置在前述发光功能层和前述第2电极之间的电子注入层,前述第2电极由Ag合金形成,其Ag的含有量为Ag比率在50原子%以上98原子%以下。
根据该构成,可使电子注入层的电子注入性增加,提高发光效率。因而,可提高发光装置的显示品质。
[应用例2]在上述发光装置中,上述第2电极的电阻率被设定为31×10-8Ω·m以下。
根据该构成,可抑制发光元件的导电性劣化。因而,可提高发光装置的显示品质。
[应用例3]在上述发光装置中,上述第2电极是Mg、Cu、Zn、Pd、Nd、Al中的任意一个金属与Ag的合金。更具体而言,可采用第2电极为MgAg的方式。
[应用例4]在上述发光装置中,上述电子注入层由LiF、Li2O、Liq、MgO、CaF2中的任意一个形成。更具体而言,可采用电子注入层为LiF的方式。这里,由于电子注入层由绝缘材料形成,所以若其膜厚大,则为了使发光元件发光而需要的施加电压(驱动电压)增大。通过将电子注入层的膜厚设为0.5nm~2nm,可抑制驱动电压的值的增大。
[应用例5]一种发光装置的制造方法,用于制造上述的发光装置,其特征在于,具备:在上述基板上形成上述光反射层的工序、在上述光反射层上形成上述第1电极的工序、在上述第1电极上形成上述发光功能层的工序、在上述发光功能层上形成上述电子注入层地工序、和在上述电子注入层上形成上述第2电极的工序,在上述电子注入层上形成上述第2电极的工序是通过蒸镀速度比为2∶1~1∶50的范围内的共蒸镀,将Mg、Cu、Zn、Pd、Nd、Al中的任意一个金属与Ag共蒸镀到上述电子注入层上,来形成上述第2电极的工序。
根据这样的制造方法,可形成电阻率被抑制在31×10-8Ω·m以下的上述第2电极。因而,可得到发光元件的导电性的劣化被抑制的发光装置。
[应用例6]一种发光装置,其特征在于,具备:光反射层、配置在前述光反射层上或上方的具有透过性的第1电极、具有半透过反射性的第2电极、配置在前述第1电极和前述第2电极之间的发光功能层、配置在前述发光功能层和前述第2电极之间的电子注入层、形成在前述第2电极上的用于缓和向该第2电极的应力的第1层、和形成在前述第1层上的由无机材料形成的第2层,前述第2电极由将Mg、Cu、Zn、Pd、Nd、Al的任意一个与Ag按照原子数比为1∶3~1∶50的范围的方式进行混合的合金形成。
根据这样构成的发光装置,可抑制黑显示时的对比度的降低,并且抑制第2层形成时的应力等引起的第2电极的破损,能够抑制发光元件的导电性降低。
[应用例7]在上述发光装置中,上述第2电极的膜厚为10nm~30nm的范围。
这是因为,若第2电极的膜厚比10nm薄,则由于该第2电极的电阻值增大,所以不能得到足够的导电性,若比30nm厚,则不能充分确保第2电极的透过性。
[应用例8]在上述发光装置中,上述第1层由功函数为4.2eV以上且Ag以外的材料形成。具体而言,上述第1层由Zn、Al、Au、SnO2、ZnO2、SiO中的任意一个形成。
通过由该材料形成第1层,可充分抑制黑显示时的对比度的降低,能够提高发光装置的显示品质。其中,上述的“Ag以外的材料”不仅是金属,还包含电介质。
[应用例9]在上述发光装置中,发光功能层包含电子注入层,第1层由与该电子注入层的形成材料相同的材料形成。在该方式中,第1层可由LiF、Li2O、Liq、MgO、MgF2、CaF2、SrF2、NaF、WF中的任意一个形成。
[应用例10]一种发光装置,其特征在于,具备:光反射层;配置在前述光反射层上或上方的具有透过性的第1电极;具有半透过反射性的第2电极;配置在前述第1电极和前述第2电极之间的发光功能层;配置在前述发光功能层和前述第2电极之间的电子注入层;配置在前述电子注入层和前述第2电极之间,由用于将形成前述电子注入层的电子注入材料还原的还原性金属材料形成的还原层;形成在前述第2电极上的用于缓和向该第2电极的应力的第1层;和形成在前述第1层上的由无机材料形成的第2层;前述第2电极仅由Ag形成。
根据该构成,通过将由还原性金属材料形成的还原层作为第2电极的基底,由于可抑制Ag原子彼此凝聚而成为岛状,所以可使第2电极成为具有连续性的膜。而且,由于该第2电极被具有应力缓和性的第1层覆盖,并在该第1层上形成有第2层,所以可抑制应力引起的第2电极的破损。
[应用例11]一种发光装置,其特征在于,具备:光反射层;配置在前述光反射层上或上方的具有透过性的第1电极;具有半透过反射性的第2电极;配置在前述第1电极和前述第2电极之间的发光功能层;配置在前述电子注入层和前述第2电极之间、混合有电子注入材料和用于将该电子注入材料还原的还原性金属材料的混合层;形成在前述第2电极上的用于缓和向该第2电极的应力的第1层;和形成在前述第1层上的由无机材料形成的第2层;前述第2电极仅由Ag形成。
根据该构成,通过将混合有电子注入材料和用于将该电子注入材料还原的还原性金属材料的混合层作为第2电极的基底,由于可抑制Ag原子彼此凝聚而成为岛状,所以可使第2电极成为具有连续性的膜。而且,由于该第2电极被具有应力缓和性的第1层覆盖,并在该第1层上形成有第2层,所以可抑制应力引起的第2电极的破损。
[应用例12]在上述发光装置中,第1层由电子注入材料构成。在该方式中,第1层可由LiF、Li2O、Liq、MgO、CaF2、SrF2、NaF、WF中的任意一个形成。更具体而言,可采用第1层由LiF形成,还原性金属材料由Al形成的方式。
[应用例13]一种发光装置,其特征在于,具备:多个发光元件,其具有第1电极、第2电极、配置在前述第1电极和前述第2电极之间的发光层;划分前述多个发光元件的每一个的隔壁;局部覆盖前述第2电极,用于缓和向前述第2电极的应力集中的第1层;和形成在前述第1层上的由无机材料形成的第2层;前述第2电极覆盖多个前述发光元件中的前述发光层、及划分该多个前述发光元件的前述隔壁。
根据该构成,由于用于缓和向第2电极的应力集中的具有应力缓和性的第1层局部覆盖第2电极,所以,与没有在第2电极上设置第1层而仅形成具有钝化性的第2层的构成相比,可抑制因应力集中引起的第2电极的破损。因而,可抑制发光元件的导电性降低。另外,上述第2电极可覆盖基板上所有的发光元件及隔壁,也可覆盖基板上所有的发光元件中的局部多个发光元件及划分该多个发光元件的隔壁。
[应用例14]在上述发光装置中,上述第1层在上述发光元件上具有开口部。
根据该构成,可将来自发光层的出射光从第2电极上的没有被第1层覆盖的区域向外部取出。因而,与第2电极整体(整个区域)被第1层覆盖的构成相比,可增大从发光装置向外部射出的光量。
[应用例15]在上述发光装置中,具有在前述隔壁和前述第2电极重合的区域的至少一部分没有设置前述第1层的区域,并且,在该区域的至少一部分上设置有辅助电极。
根据该构成,在制造发光装置时,可应用下述工艺:(1)在蒸镀腔室内向各发光元件中的发光层及隔壁上蒸镀第2电极;(2)接着,在蒸镀腔室内向该第2电极上的区域中与被隔壁划分的发光元件的区域中的发光层重合的区域蒸镀第1层;(3)将基板从蒸镀腔室取出,在第2电极上的与隔壁重合的区域形成辅助电极。即,可通过连续的蒸镀工序形成第2电极和第1层。因而,与上述的第2电极及辅助电极由第1层覆盖的构成相比,可降低制造时间及制造成本。
[应用例16]本发明涉及的发光装置可在各种电子设备中利用。该电子设备的典型例是将发光装置用作显示装置的设备。作为这种设备有:个人计算机、移动电话等。
【附图说明】
图1是表示第1实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图2是表示第1实施方式的发光元件的对置电极形成时的Mg及Ag的蒸镀速度比、与该对置电极的电阻率等的关系的图。
图3是表示第1实施方式的发光元件的对置电极形成时的Mg及Ag的蒸镀速度比、与该对置电极的表面粗糙度的关系的图。
图4是表示像素电极和对置电极之间的电压与电流密度的关系的图。
图5是表示像素电极和对置电极之间的电压与发光元件的亮度的关系的图。
图6是表示使MgAg薄膜的Ag比率变化时的折射率特性的图。
图7是表示使MgAg薄膜的Ag比率及膜厚变化时的光损失特性的图。
图8是表示在发光元件中流动的电流密度和发光元件的亮度的关系的图。
图9是表示第1实施方式涉及的发光装置的制造方法的工序剖面图。
图10是表示第1实施方式涉及的发光装置的制造方法的工序剖面图。
图11是表示第2实施方式的发光元件的对置电极的膜厚和电压、电流效率、及电力效率的关系的图。
图12是表示第3实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图13是表示第4实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图14是表示对样品是否破损进行判定的判定装置的概要的俯视图。
图15是表示对样品是否破损进行判定的判定装置的概要的剖面图。
图16是表示针对在样品上直接形成钝化层的情况、和在样品上隔着由LiF构成的应力缓和层形成钝化层的情况分别测定的电阻值的图。
图17是表示采用了CaF2作为应力缓和层的情况下的测定结果的图。
图18是表示采用了Li2O作为应力缓和层的情况下的测定结果的图。
图19是表示采用了MgF2作为应力缓和层的情况下的测定结果的图。
图20是用于说明第4实施方式涉及的发光装置的制造方法的工序剖面图。
图21是用于说明第4实施方式涉及的发光装置的制造方法的工序剖面图。
图22是表示第5实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图23是表示第6实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图24是表示第7实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图25是表示第8实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图26是表示第9实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图27是表示第8实施方式涉及的发光装置的低电流时的亮度的图。
图28是表示第10实施方式涉及的发光装置的构造的剖面图。
图29是表示第10实施方式涉及的发光装置的构造的俯视图。
图30是表示第2电极整体被应力缓和层覆盖的对比例的发光装置的剖面图。
图31是表示第11实施方式涉及的发光装置的剖面图。
图32是表示第11实施方式涉及的发光装置的俯视图。
图33是表示辅助电极被应力缓和层覆盖的对比例的发光装置的剖面图。
图34是表示发光功能层按发光色分别形成的变形例的发光装置的剖面图。
图35是表示采用第1实施方式涉及的发光装置作为显示装置的便携式个人计算机的构成的立体图。
图36是表示应用了第1实施方式涉及的发光装置的移动电话的构成的图。
图37是表示应用了第1实施方式涉及的发光装置的便携信息终端的构成的图。
附图标记说明:10...第1基板,12...隔壁,14...光反射层,15...透明电极,16...作为第1电极的像素电极,18...发光功能层,20...作为第2电极的对置电极,22...作为第1层的应力缓和层,24...作为第2层的钝化层,26...密封层,30...第2基板,32...滤色器,34...遮光层,35...保护涂(over coat)层,36...开口,40...辅助电极,41...空穴注入层,42...测试用基板,43...空穴输送层,44a...测试用电极,44b...测试用电极,45...发光层,46...隔壁,47...电子输送层,48...测试用金属薄膜,49...电子注入层,50...判定装置,51...还原层,53...混合层,64...有机缓冲层,66...阻气层,68...透明粘接层,70...圆偏振片,A...开口部,B...开口部,U...发光元件。
【具体实施方式】
以下,参照附图对本发明所涉及的各种实施方式进行说明。其中,在以下的各图中,为了使各层与各部位成为在图上能够识别程度的大小,使各层和各部位的比例尺与实际不同。
<A:第1实施方式>
<A-1:发光装置的构造>
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的发光装置D1的构造的剖面图。如图1所示,发光装置D1成为多个发光元件U(Ur、Ug、Ub)排列在第1基板10的面上的构成。各发光元件U是产生与多个色彩(红色、绿色、蓝色)的任意一个对应的波长的光的元件。在这些各元件中,发光功能层是共用的,通过由各发光元件调整被后述的反射层和具有半反射性的对置电极夹持的光学长度,使谐振现象最佳化,由此将与各发光元件对应的发光波长取出。在第1实施方式中,基于上述谐振效果,发光元件Ur射出红色光,发光元件Ug射出绿色光,发光元件Ub射出蓝色光。第1实施方式涉及的发光装置D1是由各发光元件U产生的光朝向与第1基板10相反侧射出的顶部发射型。因此,除了玻璃等具有光透过性的板材之外,还可采用陶瓷或金属薄片等不透明的板材作为第1基板10。
在第1基板10上,配置有向发光元件U供电而使其发光用的布线,但省略了布线的图示。而且,在第1基板10上,配置有向发光元件U供电用的电路,但省略了电路的图示。
如图1所示,在第1基板10上形成有隔壁12(隔板)。该隔壁12按每个发光元件U对第1基板10上的表面上的空间进行分隔,由绝缘性的透明材料、例如丙烯酸、聚酰亚胺等形成。
多个发光元件U分别具有:光反射层14、作为第1电极的像素电极16、发光功能层18、电子注入层49、作为第2电极的对置电极20。如图1所示,在第1基板10上形成有多个光反射层14。这些光反射层14与各发光元件U对应配置。各光反射层14由具有光反射性的材料形成。作为这种材料,优选采用例如铝或银等单体金属、或以铝或银为主成分的合金等。在第1实施方式中,作为光反射层14,使用了株式会社フルヤ金属制的商品名为“APC”(银的合金),其膜厚为80nm。
图1所示的像素电极16是阳极,形成在光反射层14上并被隔壁12包围。像素电极16由如ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium ZincOxide、出光兴产株式会社的注册商标)、或ZnO2那样的透明氧化物导电材料形成。在第1实施方式中,像素电极16由ITO形成,其膜厚按发光元件U的发光色而不同。对于其详细内容将在后面描述。也可以使ITO的膜厚在各发光元件中相同,并在光反射层14和ITO之间插入SiN(氮化硅)或SiO(氧化硅)等透明层,对该膜厚进行控制而得到与各发光元件对应的光学长度。另外,也可使光反射层14和像素电极16兼用。例如,在采用Ag等情况下,功函数高,可向空穴注入层注入空穴。该情况下,为了使谐振现象最佳化,由发光功能层18进行各发光元件中的光学长度的调整。
如图1所示,发光功能层18形成为覆盖各像素电极16及隔壁12。即,发光功能层18遍及多个发光元件U而连续,发光功能层18的特性对于多个发光元件U是相同的。虽然省略了详细的图示,但发光功能层18由形成在像素电极16上的空穴注入层、形成在空穴注入层上的空穴输送层、形成在空穴输送层上的发光层、和形成在发光层上的电子输送层构成。
在第1实施方式中,作为空穴注入层,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“HI-406”的产品,其膜厚为40nm。而作为空穴输送层,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“HT-320”的产品,其膜厚为15nm。另外,也可将空穴注入层及空穴输送层由兼具空穴注入层和空穴输送层的功能的单一层形成。若具有同样的功能,则也可同样地使用其他的材料。
发光层由空穴与电子结合而发光的有机EL物质形成。在第1实施方式中,有机EL物质是低分子材料,发出白色光。作为发光层的基质材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“BH-232”的产品,在该基质材料中,混合有红色、绿色、蓝色的掺杂物。在第1实施方式中,作为红色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“RD-001”的产品,作为绿色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“GD-206”的产品,作为蓝色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“BD-102”的产品。在第1实施方式中,发光层的膜厚为65nm。如果具有同样的功能,则可同样地使用其他材料。
在第1实施方式中,电子输送层由Alq3(三(8-羟基喹啉)铝络合物)形成,其膜厚为10nm。如果具有同样的功能,则可同样地使用其他的材料。
图1所示的电子注入层49是为了提高电子向发光功能层18的注入效率的层,被形成为覆盖发光功能层18。即,电子注入层49遍及多个发光元件U而连续。为了提高电子向发光功能层18的注入效率,优选作为阴极的对置电极20和发光功能层18之间的势垒小,所以作为电子注入层49,优选采用LiF、Li2O、Liq、MgO、CaF2等碱金属、碱土类金属的卤化物(特别是氟化物)或氧化物等金属化合物或羟基喹啉络合物。在第1实施方式中,采用了LiF(氟化锂)作为电子注入层49。
而且,由于电子注入层49由绝缘材料形成,所以其膜厚越大,发光元件U的驱动电压也越增大。为了抑制发光元件U的驱动电压的值增大,优选电子注入层49的膜厚在0.5nm~2nm的范围内。在第1实施方式中,电子注入层49的膜厚被设定为1nm。但是,由于羟基喹啉络合物具有电子输送性,所以可兼作电子输送层而层叠到40nm程度。
图1所示的对置电极20是阴极,形成为覆盖电子注入层49。即,对置电极20遍及多个发光元件U而连续。对置电极20作为具有使到达其表面的光的一部分透过并且将另一部分反射的性质(即半透过反射性)的半透过反射层发挥功能,由Mg、Cu、Zn、Pd、Nd、Al中的任意一种金属与Ag的合金形成。在第1实施方式中,对置电极20由MgAg(镁银合金)形成。如后所述,在第1实施方式中,使Mg及Ag共蒸镀在电子注入层49上而形成对置电极20。
另外,为了确保对置电极20的透过性,优选对置电极20的膜厚为30nm以下。不过,由于如果过薄,则对置电极20的电阻变高、难以进行面板驱动,所以优选厚度为10nm以上。在第1实施方式中,对置电极20的膜厚被设定为16nm。
发光功能层18、电子注入层49、对置电极20在多个发光元件U中共用,但由于各个像素电极16远离其他的像素电极16,所以当在各个像素电极16和对置电极20之间流过电流时,仅在与该像素电极16重合的位置处发光功能层18发光。即,隔壁12划分了多个发光元件U。
在第1实施方式涉及的发光装置D1中,形成了使发光功能层18发出的光在光反射层14与对置电极20之间谐振的谐振器构造。即,发光功能层18发出的光在光反射层14和对置电极20之间往复,通过谐振使特定波长的光被加强而透过对置电极20向观察侧(图1的上方)行进(顶部发射)。
通过调整各发光元件U中的像素电极16的膜厚,使在发光元件Ur中由发光功能层18发出的白色光中的红色被增强,在发光元件Ug中绿色被增强,在发光元件Ub中蓝色被增强。更具体而言,在第1实施方式中,发光元件Ur中的像素电极16的膜厚被设定为110nm,发光元件Ug中的像素电极16的膜厚被设定为70nm,发光元件Ub中的像素电极16的膜厚被设定为30nm。
如图1所示,在对置电极20上,作为用于防止水和外部气体对发光元件U的浸入的保护层,形成由无机材料构成的作为第2层的钝化层24。钝化层24由SiN(氮化硅)或SiON(氧氮化硅)等气体透过率低的无机材料形成。在第1实施方式中,钝化层24由SiON形成,其膜厚为225nm。
如图1所示,在第1实施方式中,第2基板30被配置成与形成在第1基板10上的多个发光元件U对置。第2基板30由玻璃等具有光透过性的材料形成。在第2基板30中的与第1基板10的对置面上,形成有滤色器32及遮光膜34。遮光膜34是与各发光元件U对应地形成了开口36的遮光性膜体。在开口36内形成滤色器32。
第1实施方式中,在与发光元件Ur对应的开口36内形成有选择性地使红色光透过的红色用滤色器32r,在与发光元件Ug对应的开口36内形成有选择性地使绿色光透过的绿色用滤色器32g,在与发光元件Ub对应的开口36内形成有选择性地使蓝色光透过的蓝色用滤色器32b。
形成有滤色器32及遮光膜34的第2基板30借助密封层26与第1基板10贴合。密封层26由透明的树脂材料、例如环氧树脂等固化性树脂形成。
图2是表示对于形成第1实施方式的发光元件Ug的对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比分别为10∶1、2∶1、1∶1、1∶3、1∶9、1∶20、1∶50、及0∶100的情况下的各种数据的测定结果的图。图2所示的电阻率表示对置电极20的电阻率。而且,在图2中,电压、电流效率、电力效率的各数据是将对置电极20中流过的电流的密度设定为17.5mA/cm2时的数据。图2所示的电压表示被施加在像素电极16和对置电极20之间的电压。而图2所示的电流效率表示发光元件Ug中的每1A电流的发光强度。并且,图2所示的电力效率表示发光元件Ug中的每1W电力的发光强度。另外,虽然在图2中仅表示了射出绿色光的发光元件Ug的各种数据的测定结果,但对于其他发光元件Ur及Ub也为同样的结果。
如图2(对置电极20的膜厚为16nm)所示,可知Mg及Ag的蒸镀速度比为10∶1的情况下的电阻率,与其他情况相比表现出明显高的值。为了抑制发光元件的导电性的劣化,优选对置电极20的电阻率为31×10-8Ω·m以下,在第1实施方式中,Mg及Ag的蒸镀速度比的下限值(Ag的蒸镀速度的比率最小时的Mg及Ag的蒸镀速度比)被设定为2∶1。另外,对蒸镀样品进行了XRF分析,结果可知,蒸镀速度比与原子数比率大致一致。
接着,对Mg及Ag的蒸镀速度比的上限值(Ag的蒸镀速度的比率最大时的Mg及Ag的蒸镀速度比)进行说明。如图2所示,由于随着Ag的蒸镀速度的比率增加,其电阻率减少,所以在Ag的蒸镀速度的比率越大,越将各发光元件集成而面板化的情况下,向各发光元件的供电能力提高。
这里,假设对置电极20仅由Ag形成的情况(Mg及Ag的蒸镀速度比为0∶100的情况)。由于在Ag原子间作用有要相互结合的力(要凝聚的力),所以若在对置电极20仅由Ag形成的情况下其膜厚为30nm以下,则Ag原子彼此凝聚而成为岛状,导致膜变得不连续。由于第1实施方式中的对置电极20的膜厚为16nm,所以在该对置电极仅由Ag形成的情况下,Ag原子彼此凝聚而成为岛状,导致膜变得不连续。由此,对置电极20的电阻率表现出无法测定那样高的值。
图3是表示形成发光元件Ug的对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比为10∶1情况、为3∶1的情况、为1∶1的情况、为1∶3的情况、为1∶10的情况、为0∶10的情况下,该对置电极20的表面粗糙度的图。如图3所示,Mg及Ag的蒸镀速度比为0∶10的情况(对置电极20仅由Ag形成的情况)下的表示对置电极20的表面粗糙度的值,比表示其他情况下的对置电极20的表面粗糙度的值大。即,可知在对置电极20仅由Ag形成的情况下,Ag原子彼此凝聚而产生了凹凸部。另一方面,可知在对置电极20由Mg和Ag的合金形成的情况下,由于在Ag原子间夹设有Mg原子而抑制了Ag原子彼此的凝聚,所以与对置电极20仅由Ag形成的情况相比,可抑制凹凸部的产生。
综上所述,Ag的蒸镀速度的比率越大,其电阻率越减少,但若Mg及Ag的蒸镀速度比接近于0∶100,则Ag原子彼此凝聚而成为岛状,因此表现出对置电极20的电阻率显著高的值,引起在面板化的情况下向各发光元件的供电性能劣化这一问题。因此,Mg及Ag的蒸镀速度比的上限值,需要在能够抑制供电性能劣化的范围内设定。
图4是对于形成发光元件Ug的对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比分别为10∶1的情况、为1∶9的情况、为1∶20的情况、为1∶50的情况,表示被施加在像素电极16和对置电极20之间的电压、与对置电极20中的电流密度的关系的图。根据图4可知,若Ag相对于Mg的比率提高,则恒定电压下的电流密度提高,即可高效率地注入电流。这是因为,若在使用LiF作为电子注入层的情况下,形成对置电极20(阴极)的MgAg中的Ag比率提高,则电子注入性被改善。
图5是对于形成发光元件Ug的对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比分别为10∶1的情况、为1∶9的情况、为1∶20的情况、为1∶50的情况,表示向像素电极16和对置电极20之间施加的电压、与发光元件Ug的亮度的关系的图。根据图5可知,若Ag比率提高,则恒定电压下的亮度提高。其原因在于,通过先前的图4所表示的电流注入性的改善、和Ag比率提高,降低了光取出损失,可高效率地取出光。
图6表示了使MgAg薄膜的Ag比率变化时的折射率特性。而图7表示了使MgAg薄膜的Ag比率及膜厚变化时的光损失特性。图7的纵轴上的“R”表示MgAg薄膜的反射率,“T”表示透过率。而且,1-(R+T)表示MgAg薄膜的光的吸收率,该值越大,光损失越大。
在图7中,若将MgAg薄膜的膜厚为11nm且Mg及Ag的蒸镀速度比为10∶1的情况、与膜厚为10nm且Mg及Ag的蒸镀速度比为1∶10的情况进行比较,则可知与相同的膜厚(10~11nm)下的MgAg比率对应的光损失的不同。如图7所示,可知在Mg及Ag的蒸镀比为1∶10的情况下,即使膜厚厚到16nm,也不会成为较大的光损失。因此,若提高Ag比率,则光取出效率提高。
图8是对于形成发光元件U g的对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比分别为10∶1的情况、为1∶9的情况、为1∶20的情况、为1∶50的情况,表示发光元件Ug中流过的电流密度与发光元件Ug的亮度的关系的图。在图8中,可知若Ag比率提高,则一定电流下的亮度提高。这是因为,在使用LiF作为电子注入层的情况下,若在其上层叠的阴极(对置电极20)中Ag比率提高,则电子注入性被改善。并且,如果Ag比率提高,则阴极的光学常数被改善,光损失减少,光取出效率得以改善。
综上可知,Mg∶Ag的比率最优为1∶20左右。
这里,如图4、图5、图8所示,若Ag比率提高则电流容易进入,容易发出亮度,但在Mg∶Ag=1∶50时,电流稍微难以进入,也难以发出亮度。在第1实施方式中,Mg∶Ag=1∶20为最佳。若进行发光面观察,则在Mg∶Ag=1∶50时观察到因阴极的表面粗糙而带来的发光不良,并可看到因Mg含有量过少而带来的膜质降低所造成的特性劣化。因而,判断Ag含有量的上限为98%是恰当的。
综上可知,在第1实施方式中,形成对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比被设定在2∶1~1∶50的范围。
而且,若使用第1实施方式所示的发光元件,假定显示尺寸为8英寸,像素开口率为60%,安装有滤色器和圆偏振片,显示亮度为150Cd/m2来进行面板计算,则阴极被要求的薄膜电阻(sheet resistance)约为4.5Ω/□。若根据图2所示的电阻率,估计阴极厚度为16nm时的薄膜电阻,则Mg∶Ag=1∶20时约为4.5Ω/□,能够满足该要求特性。
这样,根据第1实施方式,由于可将对置电极20的电阻率设定为规定基准值以下(31×10-8Ω·m以下),所以具有可将发光元件的导电性设为良好状态这一优点。
在图2中,Mg及Ag的蒸镀速度比为1∶3、1∶9、1∶20、1∶50、0∶100时各自的电流效率及电力效率的值,与其他情况相比表现出较高的值。这是因为,若对置电极20中的Ag的含有率超过规定的基准值(50原子%),则可充分发挥作为电子注入层49的LiF的电子注入性,进一步提高了发光元件的导电性。因而,为了进一步发挥电子注入层49的电子注入性、使发光元件的导电性为更良好的状态,也可将Mg及Ag的蒸镀速度比设定为1∶1~1∶50(更优选为1∶3~1∶50)的范围。
<A-2:发光装置的制造方法>
接着,参照图9及图10,对制造第1实施方式的发光装置D1的方法进行说明。
首先,通过公知的方法在第1基板10上矩阵状地形成多个光反射层14(图9的工序P1),并在光反射层14上形成像素电极16(图9的工序P2)。接着,以栅格状形成隔壁12(图9的工序P3)。例如可在成为隔壁12的材料的丙烯酸或聚酰亚胺中混合感光性材料,通过光刻法的方法并基于曝光将隔壁12图案化。
接着,通过蒸镀等公知的方法以覆盖隔壁12及像素电极16的方式形成发光功能层18(图9的工序P4),并在发光功能层18上形成电子注入层49(图9的工序P5)。进而,在电子注入层49上形成对置电极20(图9的工序P6)。
在工序P6中,使Mg及Ag共蒸镀在电子注入层49上,形成对置电极20。如上所述那样,优选将Mg及Ag的蒸镀速度比设定在2∶1~1∶50的范围内。
接着,在对置电极20上形成钝化层24(图10的工序P7)。进而,在钝化层24上涂敷密封层26,并将形成了滤色器32及遮光膜34的第2基板30与之贴合(图10的工序P8)。以上是第1实施方式的发光装置D1的制造方法。
<B:第2实施方式>
在第2实施方式中,形成对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比被设定为1∶9。由于其他的构成与上述的第1实施方式同样,所以对于重复的部分省略说明。
图11是表示第2实施方式的发光元件Ug中的对置电极20的膜厚分别为10nm的情况、为13nm的情况、为16nm的情况下的各种数据的测定结果的图。图11所示的薄膜电阻表示对置电极20的薄膜电阻,图11所示的电压、电流效率、电力效率的各数据,是将对置电极20中流过的电流的密度设定为17.5mA/cm2时的数据。另外,虽然省略了图示,但对置电极20的膜厚为20nm的情况下的各种数据的值,与膜厚为16nm的情况下的各种数据的值等同。
如图11所示,可知对置电极20的膜厚越大,其薄膜电阻越小,电压、电流效率、电力效率等特性被大致保持。即,对置电极20的膜厚在可确保对置电极20的透过性的30nm以下的范围内,其值越大越优选。另外,还具有对置电极20的膜厚越大,因谐振而被增强的色的纯度越高这一优点。
<C:第3实施方式>
图12是表示本发明的第3实施方式涉及的发光装置D2的构造的剖面图。在上述的各实施方式中,发光功能层18在所有的发光元件U中是共用的,但在第3实施方式中,发光功能层18按发光元件U的发光色而分别形成。
如图12所示,各发光功能层18(18r、18g、18b)由形成在像素电极16上的空穴注入层41、形成在空穴注入层41上的空穴输送层43、形成在空穴输送层43上的发光层45(45r、45g、45b)、和形成在发光层45上的电子输送层47构成。发光元件Ur的发光功能层18r包含由产生R(红)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45r,发光元件Ug的发光功能层18g包含由产生G(绿)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45g,发光元件Ub的发光功能层18b包含由产生B(蓝)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45b。如图12所示,各发光功能层18按被隔壁12划分的发光元件U的区域而形成,不与相邻的发光功能层18相连。
在图12中,通过调整各发光元件U中的空穴输送层43的膜厚,使发光元件Ur中红色被增强,发光元件Ug中绿色被增强,发光元件Ub中蓝色被增强。另外,在第3实施方式中,通过调整各发光元件U中的空穴输送层43的膜厚,增强了各发光元件U的发光色,但并不限于此,也可通过调整像素电极16、空穴注入层41、发光层45、电子输送层47任意一个的膜厚,来增强各发光元件U的发光色。
第3实施方式也与上述的各实施方式同样,由于通过将形成对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比设定为2∶1~1∶50的范围,可以将该对置电极20的电阻率设定为规定基准值以下(31×10-8Ω·m以下),所以可使发光元件的导电性处于良好的状态。
<D:第4实施方式>
<D-1:发光装置的构造>
图13是表示本发明的第4实施方式涉及的发光装置D3的构造的剖面图。如图13所示,发光装置D3成为多个发光元件U(Ur、Ug、Ub)在第1基板10的面上排列的构成。各发光元件U是产生与多个色彩(红色、绿色、蓝色)的任意一个对应的波长的光的元件。在第4实施方式中,发光元件Ur射出红色光,发光元件Ug射出绿色光,发光元件Ub射出蓝色光。第4实施方式中的发光装置D3是由各发光元件U产生的光朝向与第1基板10相反侧行进的顶部发射型。因而,除了玻璃等具有光透过性的板材外,还可以采用陶瓷或金属薄片等不透明的板材作为第1基板10。
在第1基板10上,配置有用于向发光元件U供电而使其发光的布线,但省略了布线的图示。而且,在第1基板10上,配置有用于向发光元件U供电的电路,但省略了电路的图示。
如图13所示,在第1基板10上形成有隔壁12(隔板)。该隔壁12将第1基板10上的表面上的空间按发光元件U分隔,由绝缘性的透明材料、例如丙烯酸、聚酰亚胺等形成。
多个发光元件U分别具有:光反射层14、像素电极16、发光功能层18、对置电极20。如图13所示,在第1基板10上形成有多个光反射层14。这些光反射层14与各发光元件U对应配置。各光反射层14由具有光反射性的材料形成。作为这种材料,优选采用例如铝或银等单体金属、或以铝或银为主成分的合金等。在第4实施方式中,作为光反射层14,使用了株式会社フルヤ金属制的商品名为“APC”(银的合金)的产品,其膜厚为80nm。
图13所示的像素电极16是阳极,形成在光反射层14上,并被隔壁12包围。像素电极16由ITO、IZO或ZnO2那样的透明氧化物导电材料形成。在第4实施方式中,像素电极16由ITO形成,其膜厚按发光元件U的发光色而不同。对于其详细内容将在后面描述。也可在Ag等反射层和像素电极16之间插入透明层。在使光路长度最佳化以便由相应的像素对被要求的发光波长产生最佳的谐振的情况下,只要将第1电极、前述透明层的厚度最佳化即可。也可按各像素使后述的发光功能层的厚度变化。
发光功能层18形成为覆盖各像素电极16及隔壁12。即,发光功能层18遍及多个发光元件U而连续,发光功能层18的特性对于多个发光元件U是共同的。虽然省略了详细的图示,但发光功能层18由形成在像素电极16上的空穴注入层、形成在空穴注入层上的空穴输送层、形成在空穴输送层上的发光层、形成在发光层上的电子输送层、和形成在电子输送层上的电子注入层构成。
在第4实施方式中,作为空穴注入层,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“HI-406”的产品,其膜厚为40nm。而作为空穴输送层,使用了出光兴产株式会社制的商品名“HT-320”的产品,其膜厚为15nm。另外,也可将空穴注入层及空穴输送层由兼具空穴注入层和空穴输送层的功能的单一层形成。
发光层由空穴和电子结合而发光的有机EL物质形成。在第4实施方式中,有机EL物质是低分子材料,发出白色光。作为发光层的基质材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名“BH-232”的产品,在该基质材料中混合有红色、绿色、蓝色的掺杂物。在第4实施方式中,作为红色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“RD-001”的产品,作为绿色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“GD-206”的产品,作为蓝色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名“BD-102”的产品。在第4实施方式中,发光层的膜厚为65nm。
在第4实施方式中,电子输送层由Alq3(三(8-羟基喹啉)铝络合物)形成,其膜厚为10nm。而且,电子注入层由LiF(氟化锂)形成,其膜厚为1nm。另外,也可将电子输送层及电子注入层由兼具电子注入层和电子输送层的功能的单一层形成。
其中,后述的第6实施方式涉及的发光装置D5、第7实施方式涉及的发光装置D6、及第8实施方式涉及的发光装置D7的发光功能层18,也是与上述第4实施方式涉及的发光装置D3的发光功能层18同样的构成。
图13所示的对置电极20是阴极,形成为覆盖发光功能层18。即,对置电极20遍及多个发光元件U而连续。对置电极20作为具有使到达其表面的光的一部分透过并将其他一部反射的性质(即半透过反射性)的半透过反射层发挥功能,由例如镁或银等单体金属、或以镁或银为主成分的合金形成。在第4实施方式中,对置电极20由MgAg(镁银合金)形成。如后所述,在第4实施方式中,使Mg及Ag共蒸镀在发光功能层18上,形成对置电极20。
而且,优选对置电极20的膜厚被设定在10nm~30nm的范围。这是因为,若对置电极20的膜厚比10nm薄,则由于该对置电极20的电阻值增大,所以不能得到足够的导电性,若比30nm厚,则不能充分确保对置电极20的透过性。在第4实施方式中,对置电极20的膜厚被设定为10nm。
发光功能层18及对置电极20在多个发光元件U中是共用的,但是由于各个像素电极16远离其他像素电极16,所以当在各个像素电极16和对置电极20之间流过电流时,仅在与该像素电极16重合的位置处发光功能层18发光。即,隔壁12将多个发光元件U划分。
在第4实施方式涉及的发光装置D3中,形成了使发光功能层18发出的光在光反射层14和对置电极20之间谐振的谐振器构造。即,发光功能层18发出的光在光反射层14和对置电极20之间往复,基于谐振使特定波长的光被增强而透过对置电极20向观察侧(图13的上方)行进(顶部发射)。
通过调整各发光元件U中的像素电极16的膜厚,使发光元件Ur中由发光功能层18发出的白色光中的红色被增强,发光元件Ug中绿色被增强,发光元件Ub中蓝色被增强。更具体而言,在第4实施方式中,发光元件Ur中的像素电极16的膜厚被设定为110nm,发光元件Ug中的像素电极16的膜厚被设定为70nm,发光元件Ub中的像素电极16的膜厚被设定为27nm。
图13所示的作为第1层的应力缓和层22,是用于缓和向对置电极20的应力的层,形成为覆盖对置电极20。应力缓和层22由具有光透过性及耐湿性、并且比对置电极20和后述的钝化层24柔软的材料形成。应力缓和层22由与发光功能层18中的电子注入层相同的材料形成,例如可以由LiF、LiO2、Liq、MgO、MgF2、CaF2、SrF2、NaF、WF中的任意一个形成。在第4实施方式中,应力缓和层22由LiF形成,其膜厚为10nm。
如图13所示,在对置电极20上,作为用于防止水与外部气体对发光元件U的浸入的保护层,形成有由无机材料形成的作为第2层的钝化层24。钝化层24由SiN(氮化硅)或SiON(氧氮化硅)等气体透过率低的无机材料形成。在第4实施方式中,钝化层24由SiON(氧氮化硅)形成,其膜厚为400nm。
如图13所示,在第4实施方式中,第2基板30被配置成与形成在第1基板10上的多个发光元件U对置。第2基板30由玻璃等具有光透过性的材料形成。在第2基板30中的与第1基板10的对置面上,形成有滤色器32及遮光膜34。遮光膜34是对应于各发光元件U而形成有开口36的遮光性膜体。在开口36内形成滤色器32。
第4实施方式中,在与发光元件Ur对应的开口36内,形成选择性地使红色光透过的红色用滤色器32r,在与发光元件Ug对应的开口36内,形成选择性地使绿色光透过的绿色用滤色器32g,在与发光元件Ub对应的开口36内,形成选择性地使蓝色光透过的蓝色用滤色器32b。
形成有滤色器32及遮光膜34的第2基板30,借助密封层26与第1基板10贴合。密封层26由透明的树脂材料、例如环氧树脂等固化性树脂形成。以上是第4实施方式的发光装置D3的构造。
在如第4实施方式那样,由MgAg形成对置电极20的情况下,为了提高发光元件U的导电性,优选使电传导性比Mg优良的Ag的比率增加,但由于在Ag原子间作用有要相互结合的力(要凝聚的力),所以若对置电极20中的Ag的含有率超过规定基准值,则Ag原子彼此凝聚而产生凹凸部。在这样的情况下,若在对置电极20上直接形成钝化层24,则该钝化层24的荷重被赋予给对置电极20。而且,若对于对置电极20的凹凸部的应力过大,则导致对置电极20破损,引起发光元件U的导电性降低这一问题。
在第4实施方式中,当Ag的蒸镀速度的比率(根据分析装置XRF,与原子数比相等)小于Mg∶Ag=1∶3时,即使在对置电极20上直接形成钝化层24,对置电极20也不会破损,另一方面,当Ag的原子数比率为Mg∶Ag=1∶3以上时,由于Ag原子彼此凝聚而产生凹凸部,所以若在对置电极20上直接形成钝化层24,则发现对置电极20破损。由以上见解可知、在第4实施方式中采用了下述构成:将形成对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比(根据分析装置XRF,与原子数比相等)设定为1∶3~1∶50的范围,并且由应力缓和层22覆盖对置电极20,在该应力缓和层22上形成钝化层24。
在第4实施方式中,由于Ag的原子数比率被设定为Mg∶Ag=1∶3以上,所以对置电极20产生凹凸部,但由于该对置电极20被应力缓和层22覆盖,并在该应力缓和层22上形成钝化层24,所以钝化层24的荷重被分散给应力缓和层22。由此,由于可抑制因应力引起的对置电极20的破损,所以具有能够使发光元件U的导电性处于良好状态这一优点。
图14是表示针对Mg及Ag的原子数比被设定为1∶9而制作的对置电极20的样品,用于对该样品是否破损进行判定的判定装置50的概要的俯视图。图15是从图14所示的A-A线观察的剖面图。
判定装置50由测试用基板42、形成在测试用基板42上的4个测试用电极44(44a~44d)、用于划分4个测试用电极44的栅格状隔壁46、形成在测试用电极44上的区域中的被隔壁46划分的区域(图14所示的由开口部B包围的区域)及隔壁46上的测试用金属薄膜48构成。测试用金属薄膜48是将Mg及Ag的原子数比设定为1∶9而制作的对置电极20的样品。
在第4实施方式中,参照图15对于判定样品是否破损方法进行说明。通过使测试器的端子分别与相互相邻的测试用电极44a及44b接触,来测定从测试用电极44a经由样品(测试用金属薄膜48)到达测试用电极44b为止的电流路径(或从测试用电极44b经由样品到达测试用电极44a为止的电流路径)的电阻值。在样品破损的情况下,由于由测试器测定的电阻值表现出显著大的值,所以可基于该电阻值判定样品是否破损。
图16是分别对于在样品(测试用金属薄膜48)上直接形成钝化层24的情况;在样品上形成膜厚为10nm的应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的情况;在样品上形成膜厚为25nm的应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的情况;在样品上形成膜厚为50nm的应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的情况,表示由测试器测定的电阻值的图。图16的任意一个情况下,样品的膜厚都被设定为13nm,且采用LiF作为应力缓和层22的材料。
如图16所示,在样品上直接形成钝化层24的情况下的电阻值为显著高的值(约10MΩ),可知样品破损。另一方面,在样品上形成由LiF构成的应力缓和层22,并在该应力缓和层22上形成钝化层24的情况下的电阻值,表现出与应力缓和层22的膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况大致相同的值,由于任意一个都为5Ω前后的值,所以可知样品没有破损。
图17是表示作为应力缓和层22的材料代替LiF而采用CaF2,且其膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值的图。其中,图17所示的任意情况下,都构成在样品上形成应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的结构,在此基础上进行了测定。如图17所示,CaF2的膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值表现出大致相同的值,都为5Ω前后的值。
图18是表示采用Li2O作为应力缓和层22的材料,其膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值的图。其中,图18所示的任意情况下,都构成在样品上形成应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的结构,在此基础上进行了测定。在图18中,Li2O的膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值也都表现出大致相同的值,都为5Ω前后的值。
图19是表示采用MgF2作为应力缓和层22的材料,其膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值的图。其中,图19所示的任意情况下,都构成在样品上形成应力缓和层22、在该应力缓和层22上形成钝化层24的结构,在此基础上进行了测定。在图19中,MgF2的膜厚为10nm的情况、为25nm的情况、为50nm的情况下各自的电阻值也都表现出大致相同的值,都为5Ω前后的值。
综上可知,通过采用在样品上形成应力缓和层22,在该应力缓和层22上形成钝化层24的构成,可抑制因应力引起的样品破损。
<D-2:发光装置的制造方法>
接着,参照图20及图21,对制造第4实施方式的发光装置D3、后述的第8实施方式的发光装置D7、后述的第9实施方式的发光装置D8中的任意一个发光装置的方法进行说明。
首先,利用公知的方法在第1基板10上矩阵状地形成多个光反射层14(图20的工序P1),并在光反射层14上形成像素电极16(图20的工序P2)。接着,以栅格状形成隔壁12(图20的工序P3)。例如可在成为隔壁12的材料的丙烯酸或聚酰亚胺中混合感光性材料,通过光刻法的方法并基于曝光将隔壁12图案化。
接着,通过蒸镀等公知的方法以覆盖隔壁12及像素电极16的方式形成发光功能层18(图20的工序P4)。进而,在发光功能层18上形成对置电极20(图20的工序P5)。
在工序P5中,使Mg及Ag共蒸镀在发光功能层18上,形成对置电极20。如上所述,在第4实施方式中,Mg及Ag的蒸镀速度比(根据分析装置XRF,与原子数比相等)被设定在1∶3~1∶50的范围。
接着,在对置电极20上形成应力缓和层22(图21的工序P6)、并在应力缓和层22上形成钝化层24(图21的工序P7)。这里,优选应力缓和层22通过蒸镀法(加热蒸镀法)形成。根据该方法,可抑制对成为基底的发光功能层18及对置电极20造成损伤。而且,钝化层24优选由包含等离子发生装置的装置形成。根据该方法,可形成致密的膜层,能够提高发光元件U及发光装置D3(D7、D8)的可靠性。
进而,在钝化层24上涂敷密封层26,并且将形成有滤色器32及遮光膜34的第2基板30与之贴合(图21的工序P8)。以上是第4实施方式的发光装置D3的制造方法。
<E:第5实施方式>
图22是表示本发明的第5实施方式涉及的发光装置D4的构造的剖面图。在上述的第4实施方式中,发光功能层18在所有的发光元件U中是共用的,但在第5实施方式中,发光功能层18按发光元件U的发光色分别形成。
如图22所示,各发光功能层18(18r、18g、18b)由形成在像素电极16上的空穴注入层41、形成在空穴注入层41上的空穴输送层43、形成在空穴输送层43上的发光层45(45r、45g、45b)、形成在发光层45上的电子输送层47、形成在电子输送层47上的电子注入层49构成。发光元件U r的发光功能层18r包含由产生R(红)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45r,发光元件Ug的发光功能层18g包含由产生G(绿)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45g,发光元件Ub的发光功能层18b包含由产生B(蓝)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45b。如图22所示,各发光功能层18按由隔壁12划分的发光元件U的区域形成,不与相邻的发光功能层18相连。
在图22中,通过调整各发光元件U中的空穴输送层43的膜厚,使发光元件Ur中红色被增强,发光元件Ug中绿色被增强,发光元件Ub中蓝色被增强。另外,虽然在第5实施方式中,通过调整各发光元件U中的空穴输送层43的膜厚,来增强各发光元件U的发光色,但并不限于此,也可通过调整像素电极16、空穴注入层41、发光层45、电子输送层47、电子注入层49任意一个的膜厚,来增强各发光元件U的发光色。
在第5实施方式中,也与上述各实施方式同样,将形成对置电极20的Mg及Ag的蒸镀速度比(原子数比)设定为1∶3~1∶50的范围。而且,由于对置电极20被应力缓和层22覆盖,在该应力缓和层22上形成钝化层24,所以钝化层24的荷重分散于应力缓和层22。由此,可抑制因应力引起的对置电极20的破损。
<F:第6实施方式>
图23是表示本发明的第6实施方式涉及的发光装置D5的构造的剖面图。虽然省略了详细的图示,但发光功能层18由形成在像素电极16上的空穴注入层、形成在空穴注入层上的空穴输送层、形成在空穴输送层上的发光层、形成在发光层上的电子输送层构成。
如图23所示,在发光功能层18上形成有用于提高电子向发光功能层18的注入效率的电子注入层49。在第6实施方式中,电子注入层49由LiF形成,其膜厚为1nm。
如图23所示,在电子注入层49上形成有用于对形成电子注入层49的电子注入材料进行还原的由还原性金属材料构成的还原层51。在第6实施方式中,还原层51由Al形成,其膜厚为2nm。
如图23所示,在还原层51上形成有对置电极20。在第6实施方式中,对置电极20仅由Ag形成。优选对置电极20的膜厚与上述第4实施方式同样,设为10nm~20nm的范围,在第6实施方式中,对置电极20的膜厚被设定为13nm。以上的方面与上述第4实施方式的构成不同。由于其他的构成与上述的第4实施方式的构成相同,所以对于重复的部分省略说明。
在第6实施方式中,通过将形成还原层51的还原性金属材料(在第6实施方式中为Al)作为对置电极20的基底,可抑制形成对置电极20的Ag原子彼此凝聚而成为岛状(膜断裂)。由此,可使对置电极20成为具有连续性的膜。但是,不能完全抑制Ag原子彼此的凝聚,在第6实施方式中的对置电极20上会产生凹凸部。而且,由于对置电极20和其上形成的钝化层24材质不同,所以热膨胀系数等物理常数不同。因而,在这些层之间会产生应力。特别是若Ag比率提高,则应力变大,导致对置电极20发生膜剥离,引起发光元件U的导电性降低这一问题。
在第6实施方式中,与上述的第4实施方式同样,由于对置电极20被应力缓和层22覆盖,并在该应力缓和层22上形成钝化层24,所以钝化层24的荷重被分散于应力缓和层22。由此,可抑制因应力引起的对置电极20的破损。
另外,在第6实施方式中,例示了发光功能层18在所有的发光元件U中是共用的构成,但也可与上述的第5实施方式同样,采用发光功能层18按发光元件U的发光色而分别形成的构成。
<G:第7实施方式>
图24是表示本发明的第7实施方式涉及的发光装置D6的构造的剖面图。第7实施方式与上述的第6实施方式的不同构成在于,在发光功能层18上形成了混合有电子注入材料和用来将该电子注入材料还原的还原性金属材料的混合层53,在该混合层53上形成对置电极20。由于其他的构成与上述的第6实施方式相同,所以对于重复的部分省略说明。在第7实施方式中,采用LiF作为电子注入材料,采用Al作为还原性金属材料。
如第7实施方式那样,通过将混合了电子注入材料和还原性金属材料的混合层53作为对置电极20的基底,也可抑制形成对置电极20的Ag原子彼此凝聚而成为岛状(膜断裂)。并且,由于对置电极20和其上形成的钝化层24材质不同,所以热膨胀系数等物理系数不同。因而,在这些层之间会产生应力。特别是若Ag比率提高,则应力变大,导致对置电极20发生膜剥离。
在第7实施方式中,也与上述的第6实施方式同样,由于对置电极20被应力缓和层22覆盖,并在该应力缓和层22上形成钝化层24,所以钝化层24的荷重被分散于应力缓和层22。由此,可抑制因应力引起的对置电极20的破损。
另外,在第7实施方式中,例示了发光功能层18在所有的发光元件U中是共用的构成,但也可与上述的第5实施方式同样,采用发光功能层18按发光元件U的发光色而分别形成的构成。
<H:第8实施方式>
图25是表示本发明的第8实施方式涉及的发光装置D7的构造的剖面图。第8实施方式涉及的发光装置D7具有与上述的第4实施方式涉及的发光装置D3类似的构成。即,发光装置D7是3种发光元件U(Ur、Ug、Ub)排列在第1基板10的面上的顶部发射型发光装置。发光元件Ur射出红色光,发光元件Ug射出绿色光,发光元件Ub射出蓝色光。发光元件U具有在第1基板10上层叠了光反射层14、像素电极16、发光功能层18、对置电极20的构造。
3种发光元件U(Ur、Ug、Ub)具备共用的发光功能层18。射出的光的色由光反射层14和对置电极20之间的谐振实现的特定波长范围的光的强调效果、滤色器32(32r、32g、32b)实现的着色效果确定。其他的构成也与上述的第4实施方式涉及的发光装置D3大致相同。鉴于此,对于该相同的要素省略说明。
第8实施方式涉及的发光装置D7与上述的各实施方式涉及的发光装置D(D3、D4、D5、D6),密封层稍微不同。本实施方式的密封层由有机缓冲层64、阻气层66、透明粘接层68构成。但该构成也可应用于上述各实施方式涉及的发光装置D(D3、D4、D5、D6)。
阻气层66是与钝化层24同样地抑制从外部渗入水分等的层,由层厚200nm至400nm的SiO(氧化硅)构成。有机缓冲层64由环氧树脂(或者丙烯酸树脂等)构成,使由隔壁12等产生的阶梯差平坦化。透明粘接层68由环氧树脂构成,将第1基板10与第2基板30贴合。
而且,在第8实施方式涉及的发光装置D7的第2基板30的滤色器32侧的面上,配置有保护该滤色器的保护涂层35,在相反侧的面上配置有圆偏振片70。圆偏振片70利用偏光的旋转方向反转的性质,抑制了因光反射层14等的反射引起的显示品质的降低。这两个部件都可应用于上述各实施方式所涉及的发光装置D(D3、D4、D5、D6)。
并且,第8实施方式涉及的发光装置D7的发光功能层18的最上层、即电子注入层由LiF形成,层厚为1nm。电子注入层的形成材料除了LiF外,也可使用成膜为0.5nm至2nm、优选成膜为1nm的层厚的Li2O、MgO、CaF2等。进而,也可层叠1nm~20nm的Liq(锂羟基喹啉),使其兼为电子输送层。
另外,第8实施方式涉及的发光装置D7的对置电极20的形成材料与第4实施方式涉及的发光装置D3同样,使用了MgAg(镁银合金)。混合比率为Mg∶Ag=1∶20,层厚为10nm。Ag的反射性和导电性高,作为第2电极的形成材料是优选的。但在利用蒸镀法形成层厚30nm以下的薄膜的情况下,由于成为不平坦的粗糙膜质,所以反射性和导电性降低。若混合使用其他金属,则可使膜质变得平坦,同时改善导电性。
其中,对置电极20的形成材料也可使用Mg以外的金属与Ag的合金、及该合金的层叠体。具体而言,可使用Cu、Zn、Pd、Nd、Al任意一个与Ag的合金。而且,该合金的层叠体例如也可使用层叠了AgCu和AgPd的物体。
对第8实施方式涉及的发光装置D7而言,应力缓和层22的形成材料与发光装置D3(及D4、D5、D6)大大不同。即,第8实施方式涉及的发光装置D7的应力缓和层22由Zn、Al、Au、SnO2、ZnO2、SiO等、除了Ag之外的功函数为4.2eV以上的金属或电介质形成。下面说明其理由。
应力缓和层22的形成目的是缓和形成钝化层24时向对置电极20的应力。而且,其目的还在于抑制因在形成钝化层24之前进行的O2等离子化,而使对置电极20中含有的Ag劣化(氧化引起的黑化、不透明化)。因此,在上述的第4~第7实施方式涉及的发光装置(D3、D4、D5、D6)中,应力缓和层22的形成材料以比对置电极20及钝化层24柔软这一条件进行选择。当然,光透过性和耐湿性也是必须的。
但是,根据之后的实验得知,若由功函数小于4.2eV(电子伏特)的材料形成应力缓和层22,则导致在发光装置D显示黑的情况下发光元件U稍稍发光,使得对比度降低。而且,通过进一步进行实验,得知由功函数为4.2eV(电子伏特)以上的材料形成应力缓和层22,可抑制上述(黑显示时)的发光。第8实施方式涉及的发光装置D7基于该实验结果,选择了Zn(锌)作为应力缓和层22的形成材料。具体而言,利用蒸镀法形成层厚3nm的Zn,作为应力缓和层22。而且,通过该形成材料的选择,第8实施方式涉及的发光装置D7与上述第1~第7实施方式涉及的发光装置(D3、D4、D5、D6)同样地得到导电性及透明性良好的对置电极20,并且降低黑显示时的发光,提高了对比度。
图27是表示第8实施方式涉及的发光装置D7黑显示时的发光、即低电流时的亮度的图。具体而言,将流通0.00033mA/cm2的电流的情况下的亮度(Cd/m2)表示于纵轴。以下将该低电流时的亮度简单记载为“亮度”。该亮度越低,越能提高发光装置的对比度。而且,表示了由Zn以外的材料形成作为比较的应力缓和层22,且他的构成要素与发光装置D7同样的发光装置的亮度。横轴表示各应力缓和层22的形成材料和层厚。如图所示,将第8实施方式涉及的发光装置D7的测定结果、即由层厚3nm的Zn形成应力缓和层22的情况下的测定结果被记载在右端。
上述的亮度测定中所使用的各发光装置的电子注入层和对置电极20,除了作为参考而记载的左端的“标准”的发光装置之外,电子注入层为LiF1nm,对置电极20为MgAg(1∶20)。“标准”的发光装置的电子注入层是层厚为1nm的LiF,对置电极20为MgAg(10∶1)。由于该(“标准”的发光装置)的电子注入层和对置电极20的组合,虽然亮度低但光取出效率低,所以不适合于顶部发射型的发光装置。因此,在本发明的各实施方式的发光装置D(D3、D4、D5、D6、D7)中,由Ag单体或以Ag为主体的材料形成对置电极20。
第8实施方式涉及的发光装置D7的亮度为0.00033Cd/m2。由层厚5nm的SnO2(氧化锡)形成了应力缓和层22的发光装置的亮度,进一步优选为0.00032Cd/m2。另一方面,由层厚3nm的Al形成了应力缓和层22的发光装置的亮度为0.00312Cd/m2,显示出使用了Zn或SnO2时的大致10倍的值。这里,若观察上述各材料的功函数,则Zn为4.9eV,SnO2为5.0eV,Al为4.2eV。因而,判断出优选由功函数为4.2eV以上的材料形成应力缓和层22的形成材料。
使用层厚5nm的LiF的情况下的亮度为0.00053Cd/m2。L(锂)自身的功函数低,但由于成为LiF的情况下的功函数大至5.0eV,所以认为成为这样的低亮度。认为即使在使用其他材料、例如Au(功函数为4.8eV)、SiO(功函数为5.0eV)等材料的情况下,也能得到良好的结果。另一方面,使用单体的Mg的情况与使用Al的情况相比,亮度进一步变高,因而判断出作为应力缓和层22的形成材料不是优选的。但是,在不是Mg单体,而如MgO或MgF2那样作为与其他材料的化合物而使用的情况下,并没有限制。
以上,第8实施方式涉及的发光装置D7通过与上述的第4实施方式涉及的发光装置D3(及D4、D5、D6)同样地,在对置电极20和钝化层24之间具备应力缓和层22,得到了发光时的光取出效率提高了的对置电极20。而且,通过由功函数为4.9eV的Zn形成应力缓和层22,使黑显示时的发光降低,提高了对比度。因而,显示品质进一步提高。
<I:第9实施方式>
图26是表示本发明的第9实施方式涉及的发光装置D8的构造的剖面图。在上述的第8实施方式中,发光功能层18在所有的发光元件U中是共用的,但是在第9实施方式涉及的发光装置D8中,与上述的第5实施方式涉及的发光装置D4同样,发光功能层18按发光元件U的发光色分别形成。
即,如图26所示,各发光功能层18(18r、18g、18b)由形成在像素电极16上的空穴注入层41、形成在空穴注入层41上的空穴输送层43、形成在空穴输送层43上的发光层45(45r、45g、45b)、形成在发光层45上的电子输送层47、形成在电子输送层47上的电子注入层49构成。
发光元件Ur的发光功能层18r包含由产生R(红)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45r,发光元件Ug的发光功能层18g包含由产生G(绿)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45g,发光元件Ub的发光功能层18b包含由产生B(蓝)的波长区域的光的有机EL物质形成的发光层45b。
而且,与发光装置D4同样,在第9实施方式涉及的发光装置D8中,空穴输送层43的膜厚被调整为,能够强调各发光元件U(Ur、Ug、Ub)分别射出的光的色。其他各构成要素的方式与上述的第8实施方式涉及的发光装置D7中的各构成要素相同。即,应力缓和层22由层厚3nm的Zn形成。因而,省略了各构成要素的说明的记载。
第9实施方式涉及的发光装置D8与上述第8实施方式涉及的发光装置D7同样,通过在对置电极20和钝化层24之间具备应力缓和层22,得到了发光时的光取出效率提高了的对置电极20。而且,通过由功函数为4.9eV的Zn形成应力缓和层22,使得黑显示时的发光降低,提高了对比度。因而,显示品质进一步提高。
<J:第10实施方式>
图28是表示本发明的第10实施方式涉及的发光装置D9的构造的剖面图,图29是发光装置D9的俯视图。
如图28所示,发光装置D9成为多个发光元件U(Ur、Ug、Ub)排列在第1基板10的面上的构成。各发光元件U是产生与多个色彩(红色、绿色、蓝色)的任意一个对应的波长的光的元件。在第10实施方式中,发光元件Ur射出红色光,发光元件Ug射出绿色光,发光元件Ub射出蓝色光。第10实施方式中的发光装置D9是由各发光元件U产生的光朝向与第1基板10相反侧射出的顶部发射型。因而,除了玻璃等具有光透过性的板材之外,还可采用陶瓷或金属薄片等不透明的板材作为第1基板10。另外,在第1基板10上配置有用于向发光元件U供电而使其发光的布线,但省略了布线的图示。而且,在第1基板10上配置有用于向发光元件U供电的电路,但省略了电路的图示。
在第1基板10上形成有隔壁12(隔板)。如图29所示,隔壁12设有与各发光元件U对应的开口部A并形成为栅格状。隔壁12由绝缘性的透明材料、例如丙烯酸、聚酰亚胺等形成。如后所述,多个发光元件U被栅格状的隔壁12划分,配置为矩阵状。
如图28所示,多个发光元件U分别具有:像素电极16、发光功能层18、对置电极20。另外,在第10实施方式涉及的发光装置D9及后述的第11实施方式涉及的发光装置D10中,成为在像素电极16中包含光反射层14的构成。即,像素电极16由形成在第1基板10上的光反射层14和覆盖该光反射层而形成的透明电极15构成。像素电极16形成在第1基板10上,俯视下被隔壁12包围。
光反射层14由反射率高的金属材料、例如铝或银等单体金属、或以铝或银为主成分的合金形成。在第10实施方式中,作为光反射层14,使用了株式会社フルヤ金属制的商品名为“APC”(银的合金)的产品,其膜厚为80nm。透明电极15由ITO、IZO、或ZnO2那样的透明氧化物导电材料形成。在第10实施方式中,透明电极15由ITO形成,其膜厚按发光元件U的发光色而不同。其详细的内容将在后面描述。
发光功能层18被形成为覆盖各透明电极15及隔壁12。即,发光功能层18遍及多个发光元件U而连续,发光功能层18的特性在多个发光元件U中相同。虽然省略了详细的图示,但发光功能层18由形成在透明电极15上的空穴注入层、形成在空穴注入层上的空穴输送层、形成在空穴输送层上的发光层、形成在发光层上电子输送层、形成在电子输送层上的电子注入层构成。
在第10实施方式中,作为空穴注入层,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“HI-406”的产品,其膜厚为40nm。而作为空穴输送层,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“HT-320”的产品,其膜厚为15nm。另外,也可将空穴注入层及空穴输送层由兼具空穴注入层和空穴输送层的功能的单一层形成。
发光层由空穴和电子结合而发光的有机EL物质形成。在第10实施方式中,有机EL物质是低分子材料,发出白色光。作为发光层的基质材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“BH-232”的产品,在该基质材料混合有红色、绿色、蓝色的掺杂物。在第10实施方式中,作为红色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“RD-001”的产品,作为绿色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“GD-206”的产品,作为蓝色掺杂物的材料,使用了出光兴产株式会社制的商品名为“BD-102”的产品。在第10实施方式中,发光层的膜厚为65nm。
在第10实施方式中,电子输送层由Alq3(三(8-羟基喹啉)铝络合物)形成,其膜厚为10nm。而电子注入层由LiF(氟化锂)形成,其膜厚为1nm。另外,也可将电子输送层及电子注入层由兼具电子注入层和电子输送层的功能的单一层形成。
对置电极20是阴极,形成为覆盖发光功能层18。即,对置电极20遍及多个发光元件U而连续。对置电极20作为具有使到达其表面的光的一部分透过并将其他一部反射的性质(即半透过反射性)的半透过反射层发挥功能,由例如镁或银等单体金属、或以镁或银为主成分的合金形成。在第10实施方式中,对置电极20由镁银合金(MgAg)形成,其膜厚为10nm。
发光功能层18及对置电极20在多个发光元件U中共用,但由于各个像素电极16远离其他的像素电极16,所以当在各个像素电极16和对置电极20之间流过电流时,仅在与该像素电极16重合的位置处发光功能层18发光。即,隔壁12将多个发光元件U划分,可将由隔壁12包围的部分、即像素电极16的部分称为发光元件U的区域。
在各发光元件U中,形成了使从发光功能层18的射出光在光反射层14和对置电极20之间谐振的谐振器构造。即,来自发光功能层18的出射光在光反射层14和对置电极20之间往复,基于谐振使特定波长的光增强而透过对置电极20向观察侧(图28的上方)射出(顶部发射)。
通过调整各发光元件U中的透明电极15的膜厚,使得在发光元件Ur中由发光功能层18发出的白色光中的红色被增强,在发光元件Ug中绿色被增强,在发光元件Ub中蓝色被增强。更具体而言,在第10实施方式中,发光元件Ur中的透明电极15的膜厚被设定为110nm,发光元件Ug中的透明电极15的膜厚被设定为70nm,发光元件Ub中的透明电极15的膜厚被设定为27nm。
如图28所示,在对置电极20上,局部形成有用于缓和向对置电极20的应力集中的应力缓和层22。应力缓和层22由具有光透过性及耐湿性、并且比对置电极20和后述的钝化层24柔软的材料形成,优选采用例如氟化锂(LiF)、氧化锂(LiO2)、氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)、氧化钙(CaO)、氟化镁(MgF2)、氧化镁(MgO)、聚四氟乙烯等。在第10实施方式中,应力缓和层22由与电子注入层相同的材料、即氟化锂(LiF)形成,其膜厚为45nm。
在第10实施方式中,应力缓和层22覆盖对置电极20上的与隔壁12重合的区域的至少一部分,另一方面,不覆盖对置电极20上的区域中被隔壁12划分的发光元件U的区域中的与发光功能层18重合的区域的至少一部分。更具体如下所述。在图29中,标注斜线的部分是应力缓和层22。如图29所示,在应力缓和层22中设有分别与被隔壁12划分的发光元件U的区域(由开口部A包围的区域)对应的多个开口部B。
如图29所示,各开口部B位于被隔壁12划分的发光元件U的区域中的中央部分(开口部B的开口面积<开口部A的开口面积)。即,应力缓和层22覆盖对置电极20上的与隔壁12重合的区域、和对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的中央部分以外的部分(包含周缘部分)重合的区域,另一方面,不覆盖对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的中央部分重合的区域。未被应力缓和层22覆盖的区域是图29的开口部B。
如图28所示,在应力缓和层22上,作为用于防止水与外部气体对发光元件U的浸入的保护层,形成有由无机材料构成的钝化层24。钝化层24由SiN(氮化硅)、SiON(氧氮化硅)或SiO(氧化硅)等气体透过率低的无机材料形成。在第10实施方式中,钝化层24由SiON形成,其膜厚为225nm。
如图28所示,在第10实施方式中,第2基板30被配置成与形成在第1基板10上的多个发光元件U对置。第2基板30由玻璃等具有光透过性的材料形成。在第2基板30中与第1基板10的对置面上,形成有滤色器32及遮光膜34。遮光膜34是对应于各发光元件U而形成了开口36的遮光性膜体。在开口36内形成滤色器32。
第10实施方式中,在与发光元件Ur对应的开口36内,形成选择性地使红色光透过的红色用滤色器32r,在与发光元件Ug对应的开口36内,形成选择性地使绿色光透过的绿色用滤色器32g,在与发光元件Ub对应的开口36内,形成选择性地使蓝色光透过的蓝色用滤色器32b。
形成有滤色器32及遮光膜34的第2基板30借助密封层26与第1基板10贴合。密封层26由透明的树脂材料、例如环氧树脂等固化性树脂形成。
如以上说明那样,在第10实施方式中,用于缓和向对置电极20的应力集中的应力缓和层22局部覆盖对置电极20。应力缓和层22由比对置电极20及钝化层24柔软的材料形成,由于钝化层24的荷重分散于应力缓和层22,所以与在对置电极20上不设置应力缓和层22而仅形成钝化层24的构成相比,可抑制因应力集中引起的对置电极20的破损。因而,具有可抑制发光元件U的导电性降低这一优点。
图30是对置电极20整体被应力缓和层22覆盖的构成的发光装置(以下称为“对比例1”)的剖面图。在对比例1中,由于对置电极20上的与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18重合的区域,完全被应力缓和层22覆盖,所以从发光功能层18透过对置电极20及应力缓和层22朝向观察侧的光的量,比对置电极20没有被应力缓和层22覆盖的构成小。因而,有时无法充分确保从发光装置向观察侧射出的光量。
与之相对,在第10实施方式中,由于在对置电极20上的应力缓和层22中设有多个开口部B,所述多个开口部B分别位于对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的中央部分重合的区域,所以通过该开口部B的来自发光功能层18的射出光,与通过应力缓和层22的射出光相比,光损失变少,因而与整个面地形成应力缓和层22的情况相比,能够进而向观察侧取出射出光。从而,根据第10实施方式,具有与对比例1相比可确保从发光装置D9向观察侧射出的光量这一优点。
当在对置电极20上的区域中与隔壁12重合的区域、和与被隔壁12划分的发光元件U的区域重合的区域之间产生阶梯差时,在对置电极20上产生起因于该阶梯差的凹凸部。该情况下,对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域的周缘部分重合的区域,承受过大的应力集中的可能性较高。
在第10实施方式中,对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域的周缘部分重合的区域由应力缓和层22覆盖。因此,根据第10实施方式,即使在对置电极20上的区域中与隔壁12重合的区域、和与被隔壁12划分的发光元件U的区域重合的区域之间产生阶梯差的情况下,也可抑制对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域的周缘部分重合的区域的应力集中变得过大。因而,可抑制对置电极20破损。而且,在第10实施方式中,由于对置电极20上的区域中被隔壁12划分的发光元件U的区域的中央部分没有被应力缓和层22覆盖,所以根据第10实施方式,具有可抑制对置电极20的应力集中变得过大而导致对置电极20破损,并且确保从发光装置D9向观察侧射出的光量的优点。
<K:第11实施方式>
图31是本发明的第11实施方式涉及的发光装置D10的剖面图。图32是第11实施方式涉及的发光装置D10的俯视图。第11实施方式涉及的发光装置D10中,在对置电极20上形成有用于降低对置电极20的电阻的辅助电极40。如图31及图32所示,辅助电极40以栅格状形成在对置电极20上的与隔壁12重合的区域。辅助电极40由导电性优良的铝、金、银等金属材料构成。
而且,在第11实施方式涉及的发光装置D10中,应力缓和层22完全覆盖对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18重合的区域,另一方面,不覆盖辅助电极40。以上的方面与第10实施方式涉及的发光装置D9不同。由于其他的构成与第10实施方式的发光装置D9相同,所以对于重复的部分省略说明。
图33是对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18重合的区域及辅助电极40,被应力缓和层22覆盖的构成的发光装置(以下称为“对比例2”)的剖面图。对比例2在发光装置的制造时经过下述工艺进行制造:(1)在蒸镀腔室内向被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18及隔壁12上蒸镀对置电极20;(2)将被蒸镀了对置电极20的第1基板10从蒸镀腔室取出,在对置电极20上的与隔壁12重合的区域形成辅助电极40;(3)再次将第1基板10放入到蒸镀腔室,向对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18重合的区域及辅助电极40,蒸镀应力缓和层22。
与之相对,在第11实施方式中,当制造发光装置D10时经过下述工艺:(1)在蒸镀腔室内向被隔壁12划分的区域中的发光功能层18及隔壁12上蒸镀对置电极20;(2)接着在蒸镀腔室内向对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域中的发光功能层18重合的区域,蒸镀应力缓和层22;(3)将被蒸镀了对置电极20及应力缓和层22的第1基板10从蒸镀腔室取出,在对置电极20上的与隔壁12重合的区域形成辅助电极40。即,根据第11实施方式,由于对置电极20及应力缓和层22由连续的蒸镀工序形成,所以与对比例2相比,具有制造时间缩短化这一优点。
<L:变形例>
本发明的实施方式并不限定于上述各实施方式,例如,也可进行以下的变形。而且,还可将以下所示的变形例中的两个以上的变形例组合。
(1)变形例1
在上述各实施方式中,发光功能层18的发光层的有机EL物质是低分子材料,但也可由高分子材料的有机EL物质形成发光层。该情况下,发光层通过喷墨法或旋涂法被配置在由隔壁12划分的空间内,即以像素电极16为底部、以隔壁12为侧壁的凹部内。
(2)变形例2
在上述各实施方式涉及的发光装置(D1~D10)中,为了提高射出的光的纯度(色纯度),在射出光的一侧设有滤色器32。但并不限于该方式,例如也可采用不设置滤色器32的方式。
如图12所示的第3实施方式的发光装置D2、或者图22所示的第5实施方式的发光装置D4那样,通过按发光元件U的发光色分别形成发光功能层18,即使不使用滤色器32,也可按3种发光元件(Ur、Ug、Ub)射出纯度高的光。
图34是变形例的发光装置,是与第10实施方式涉及的发光装置D9类似的构成的发光装置,并且,发光功能层18按发光元件U的发光色而分别形成。即,像素电极16由形成在第1基板10上的光反射层14、和覆盖该光反射层而形成的透明电极15构成。而且,在发光元件Ur中形成发光功能层18r,在发光元件Ug中形成发光功能层18g,在发光元件Ub中形成发光功能层18b,并且,在发光元件U的区域设有开口部B。因此,即使不使用滤色器32也可按3种发光元件(Ur、Ug、Ub)形成纯度高的光,并且,可通过开口部B充分将该纯度高的光向观察侧射出。
(3)变形例3
在上述各实施方式中,对置电极20是发光元件U的阴极,但也可为阳极。
(4)变形例4
在第10实施方式涉及的发光装置D9中,对置电极20上的区域中与被隔壁12划分的发光元件U的区域的中央部分重合的区域,没有被应力缓和层22覆盖。但并不限于该方式,例如也可以采用对置电极20上的区域中与发光元件U的区域重合的区域的整体,没有被应力缓和层22覆盖的方式。
另外,在第10实施方式涉及的发光装置D9中,对置电极20上的与隔壁12重合的区域完全被应力缓和层22覆盖,但并不限于该方式,例如也可以采用只有对置电极20上的与隔壁12重合的区域的一部分被应力缓和层22覆盖的方式。总之,只要是对置电极20上的与隔壁12重合的区域的至少一部分被应力缓和层22覆盖的方式即可。
(5)变形例5
在第11实施方式涉及的发光装置D10中,对置电极20上的区域中与发光元件U的区域重合的区域完全被应力缓和层22覆盖,但并不限于该方式,例如也可以采用对置电极20上的区域中发光元件U的区域的中央部分没有被应力缓和层22覆盖的方式。总之,只要是对置电极20上的区域中与发光元件U的区域重合的区域的至少一部分被应力缓和层22覆盖,而辅助电极40没有被应力缓和层22覆盖的方式即可。
若采用对置电极20上的区域中与发光元件U的区域重合的区域的一部分未被应力缓和层22覆盖的方式,则与第10实施方式涉及的发光装置D9同样,具有与对比例1相比可确保从发光装置向观察侧射出的光量的优点。即,若预先判断出应力集中的区域,则优选在该应力集中区域选择性地形成应力缓和层22。应力集中区域相当于形成有因上述隔壁12引起的段差的区域。特别是在发光元件U的区域具有矩形形状的情况下,相当于发光元件的角部。
<M:应用例>
接着,对利用了本发明涉及的发光装置的电子设备进行说明。图35是表示将第1实施方式涉及的发光装置D1用作显示装置的便携式个人计算机的构成的立体图。个人计算机2000具备作为显示装置的发光装置D1和主体部2010。在主体部2010上设有电源开关2001及键盘2002。由于该发光装置D1使用了兼具高导电性和高透过性的OLED元件,所以可显示高品质的画面。另外,作为图35的构成中的显示装置,也可采用第2之后的实施方式涉及的发光装置(D2~D10)。
图36表示应用了第1实施方式涉及的发光装置D1的移动电话的构成。移动电话3000具备多个操作按钮3001及滚动按钮3002、以及作为显示装置的发光装置D1。通过操作滚动按钮3002,在发光装置D1上显示的画面发生滚动。另外,作为图36的构成中的显示装置,也可采用第2实施方式以后的各实施方式涉及的发光装置(D2~D10)。
图37表示应用了第1实施方式涉及的发光装置D1的便携信息终端(PDA:Personal Digital Assistant)的构成。信息便携终端4000具备多个操作按钮4001及电源开关4002、以及作为显示装置的发光装置D1。若操作电源开关4002,则通讯录与日程等各种信息会显示在发光装置D1上。另外,作为图37的构成中的显示装置,也可采用第2实施方式以后的各实施方式涉及的发光装置(D2~D10)。
另外,作为可应用本发明涉及的发光装置的电子设备,除了图35至图37所示的设备外,还可举出数码照相机、电视机、录像机、车辆导航装置、寻呼机、电子记事本、电子纸张、台式计算器、文字处理器、工作站、可视电话、POS终端、打印机、扫描仪、复印机、视频播放器、具有触摸面板的设备等。