2024年6月13日发(作者：)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.3
(22)申请日 2004.05.24
(71)申请人 三星SDI株式会社
地址 韩国京畿道
(72)发明人 大西康晴 东口达 山成淳一 石川仁志 五藤智久 上条敦
(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司
代理人 杨凯
(51)
H05B33/22
H05B33/12
H05B33/10
(10)申请公布号 CN 1575075 A
(43)申请公布日 2005.02.02
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
场致发光显示器件
(57)摘要
本发明涉及有机场致发光器件。提
供了具有良好发光性能和高发光效率的有
机场致发光器件，其中，所述有机场致发
光器件具有衬底1表面上的衍射光栅2以
及经过中间层3在阳极和阴极之间的包括
发光层的有机EL层5。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种有机场致发光器件，它包括：
经过在具有光学元件的衬底上的中间层，在阳极和阴极之间的至少一层包括发光层
的有机层，所述光学元件是以下光学元件之一：衍射光栅、散射部分、光栅和偏振
滤光器。
2.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述中间层设置在所述光学元件上，在
离开所述光学元件50nm的厚度范围内。
3.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述中间层设置在其上具有所述光学元
件的衬底和所述阳极之间。
4.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述中间层是由折射率比构成阳极的材
料的折射率要小的材料制成的，其薄膜厚度为10到200nm。
5.如权利要求1所述的器件，其特征在于：构成所述中间层的材料的折射率等于或
大于构成阳极的材料的折射率，且所述中间层的薄膜厚度为300nm或小于300nm。
6.如权利要求1所述的器件，其特征在于：形成所述中间层的材料与构成光学元件
的材料相同或不同，且所述中间层的透射率为70％或大于70％，所述透射率是在
形成所述中间层的材料厚度为200nm时石英玻璃在630nm波长下的透射率。
7.如权利要求1所述的器件，其特征在于：形成所述中间层的材料是以下材料中的
任一种：氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铟锡(ITO)、
氧化锌(ZnO2)、二氧化锆(ZrO2)、五氧化二钽
(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)和薄膜
金刚石。
8.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述中间层是用旋涂法形成的。
9.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述中间层附着其上的所述衬底的表面
要经过平面化处理，所述平面化处理是抛光处理和反应离子刻蚀过程之一。
10.如权利要求1所述的器件，其特征在于：所述光学元件由折射率不同的两种类
型的材料形成，所述两种类型材料的折射率之间的差为0.3或大于0.3。
说 明 书
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年5月22日提交的日本公开特许公报No.2003-144769的权益，
所述专利申请的公开内容已作为参考全部包括在本文内。
技术领域
本发明涉及具有良好的发光状态以及极好的发光效率的有机场致发光器件。
背景技术
有机场致发光器件(以下称为有机EL器件)是一种发光器件，其原理是荧光材料利
用通过施加电场而从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子的复合能而发光。对这种
有机EL器件研究的代表性实例包括一种利用堆叠器件的低压驱动有机EL器件，
已由等作过报道(例如，见，ke，
Applied PhysicsLetters，Vol.51，p913，1987，等)。随着这种堆叠器件的发展，有
机EL器件的发光性能得以显著增强。并且，由于这种高性能有机EL器件的发展，
近来对有机EL器件进行的实际应用的研究和开发也十分活跃。
Tang等人的二层结构使用三(8-羟基喹啉)合铝(AIQ)作发光层，用三苯二胺衍生物
(TDP)作空穴传输层。这种二层结构显示了优良的特性，因为它具有空穴注入发光
层的高效率，它还通过阻挡从阴极注入的电子而具有通过复合而形成的激子的高生
产效率，且所形成的激子可以被密封在发光层中。而且，作为增强这种二层结构的
实例，有报道提出三层结构，即，空穴传输(注入)层、发光层和电子传输(注入)层。
这种三层结构和上述空穴传输(注入)层和可传输电子的发光层的二层结构一起通称
为有机EL器件的代表性结构。此外，在这种堆叠结构器件中所需要的就是增强空
穴和电子的复合效率。为满足这种需要，已进行了许多研究。
顺带提一下，由于有机EL器件具有高的响应时间，而且是自发光器件，可以期望
有机EL器件实际用作便携式终端或电视机的高清晰度显示器，但必需要求提高有
机EL发光体的发光效率，以便将高清晰度EL显示器实现成为产品。因此，以下
将详细说明提高有机EL发光体的发光效率的需求。
首先，考虑一下在有机EL器件中载流子的复合原理，从电极注入到发光层的电子
和空穴固库仑相互作用而成为电子-空穴对，其中一些电子-空穴对成为单态激子，
而其它电子-空穴对形成三重态激子。根据量子力学密度，所述产量比为1∶3。就
是说，如果没有从三重态观察到的磷光，亮度中的量子生产率最大就是25％，这
表明从有机EL器件只能获得25％的最大效率。而且，有机EL器件还有一个问题，
即：发光体的折射率会影响器件，出射角大于临界角的光产生全反射，于是不能被
发射到外部。就是说，如果荧光物质的折射率为1.6，那么，只有发光总量的20％
是有效的。此外，上述单态(生产率：25％)的总计产量比大约为总量的5％，有机
EL器件的光提取效率显著降低(例如，见
〔The phenomenon and trend ofan organic electroluminescence〕，Tetsuo Tsutsui：
MonthlyDisplay，Vol.1，No.3，p11，Sep.1995)。为此，必需要求提高光的提取效
率。否则，可能在有机EL器件中导致这种致命的降级。
因此，针对有机EL器件的研发技术，已研究了数种方法作为提高发光效率的解决
方案。这些研究的实例包括允许衬底具有聚光能力的方法(例如，见日本公开特许
公报 63-314795)，以及在器件一侧形成反射表面的方法(例如，见日本公开
特许公报1-220394)。
此外，作为一种传统配置，在日本公开特许公报No.2001-60495中公开了一种有机
EL器件，它依次包括衬底、彩色滤光层、阻挡层、空穴注入电极、有机发光层和
电子注入层，其中通常使用氧化硅作阻挡层。在日本公开特许公报No.2002-
260845中也公开了一种有机EL器件，它包括在微型透镜整个表面上形成的
SiO2底层等以及在所述底层上形成的氧化铟锡(ITO)层。
但此处列举的方法适用于大面积的衬底，而且有个问题，即，在配置成具有极小像
素面积的高分辨率显示器中，制造具有聚光能力的透镜或形成反射表面作为侧表面
是很困难的。而且，在发光层的厚度仅为几个微米或更小的有机EL器件中，很难
在器件的侧表面上形成反射镜面，即使采用特别精细的加工技术也非常困难，即使
反射镜面能够形成，但制造成本显著增加，大大阻碍了实际应用。
同时，也有报道在衬底玻璃和发光体之间引入一个平面层，用作抗反射层，它具有
衬底玻璃和发光体的各折射率的中间值，作为与上述具有聚光能力的方法和在器件
侧面形成反射表面的方法不同的一种方法(例如，见日本公开特许公报 62-
172691)。但是，据认为在这种方法中前向发光效率可能会提高，但不能避免总反
射。就是说，抗反射薄膜的原理有一个问题，就是即使在有大折射率发光体(例如
无机EL)中所述原理有效，它却不能显著提高有机EL器件的发光效率，与无机EL
器件相比，有机EL器件是折射率较低的发光体。
虽然如上述对有机EL器件发光效率的许多研究已有报道，但它们都不能满足所需
的性能。因此需要有一种新观念的对策。
因此，作为一种增强发光效率的新方法，报道了一种研究实例，即，在衬底上形成
一种光学元件，例如衍射光栅等(例如，见日本公开特许公报 62-172691)。
据认为这种方法对提高有机EL器件的发光效率是有效的。另一方面，在此处提出
的衍射光栅型有机EL器件的情况下，高发光效率是可能的，但制造器件却很困难。
特别是，即使用最现代的制造技术，将衍射光栅掩盖起来的槽加工过程，以及在形
成器件之前使衬底平面化的平面技术都难实现，而且在衬底上形成电极，抑制在衬
底表面上发光性能的偏差等，也都很困难。
发明内容
因此，鉴于现有技术的问题，本发明的目的就是提供具有良好发光性能和高发光效
率的有机场致发光器件。
本发明人仔细考虑上述目的后发现，有机场致发光器件(以下称为有机EL器件)可
以稳定地制造成具有良好的发光状态和高发光效率，方法是通过衬底上的中间层淀
积包括阳极和阴极之间的发光层的至少一层有机层，衬底上具有光学元件，所述光
学元件是以下光学元件之一：衍射光栅、散射部分、光栅和偏振滤光器。
附图说明
现参阅附图详细说明本发明的优选实施例，以使本专业的技术人员对本发明的上述
和其它特征和优点有更清楚的了解，附图中：
图1为本发明的有机场致发光器件的配置图；
图2为衍射光栅的截面图；
图3为本发明的有机场致发光层的示意图；
图4为在本发明的有机场致发光器件中使用的ITO图案的示意图；
图5为本发明有机场致发光器件中的阳极形成掩模的示意图；
图6为在本发明有机场致发光器件中的发光部分的示意图；
图7为实施例5的结构图；
图8为比较实例1的结构图；
图9为示出用作评价的发光部分的位置的示意图；
图10以使用图1的有机发光元件的有机发光显示器的形式说明有源矩阵发光显示
器的实例；以及
图11和图12以使用图1的有机发光元件的有机发光显示器的形式说明有源矩阵发
光显示器的另一个实例。
具体实施方式
以下将参阅附图对本发明的实施例加以说明。
本发明的有机EL器件包括：衬底上的中间层，衬底上有光学元件，所述光学元件
是衍射光栅、散射部分、光栅和偏振滤光器中之一；以及包括阳极和阴极之间的发
光层的至少一层有机层。在本发明中，所述光学元件是一个能定量地并稳定地影响
从有机EL发光体产生的光的衍射、散射、反射和折射现象的元件。所述光学元件
的实例可以包括衍射光栅、散射结构、光栅、透镜、彩色滤光器、偏振滤光器等。
在本发明中，衍射光栅是利用光的衍射获得光谱的装置。衍射光栅是这样一种光学
结构：它具有周期性开凿的沟槽并利用从沟槽之间的光滑表面反射的光的干涉所产
生的衍射图像。散射结构是引起散射现象的一种光学结构，散射现象就是当在某一
方向上前进的波(光)遇到障碍物时，光就扩展到障碍物周围的几个方向上。将具有
不同折射率的材料的粒子，突起部等分散成随机形式，就可形成散射结构。此外，
透镜是具有弯曲表面的各向同性均质透明体。可以通过使衬底或薄膜表面成为弯曲
形状来形成透镜。同时，偏振滤光器是能引起偏振现象的一种光学结构，偏振现象
就是在垂直于前进方向的平面中在互相垂直的方向上振动的分量被混合。市售的偏
振薄膜等可以用作偏振滤光器。
在本发明的有机EL器件中，光学元件最好是衍射光栅。利用具有衍射光栅的衬底，
并按照与可见光相同的程度调节衬底上衍射光栅的衍射节距，就可获得具有高发光
效率的有机EL器件。
而且，在本发明的有机EL器件中，最好在光学元件上，距光学元件50nm的厚度
之内，设置中间层。这样，就可在中间层上稳定地形成电极并且因缩短了光学元件
和有机EL层之间的距离而可稳定地制造具有良好发光状态的有机EL器件，所述
有机EL层是以插在所述电极对之间的形式形成的。
在本发明中，如果形成中间层的材料的折射率小于在中间层上形成的电极材料的折
射率，那么，中间层的薄膜厚度最好在10nm到200nm的范围之内。如果形成中间
层的材料的折射率小于在中间层上所形成的电极材料的折射率，就会有一个问题，
即，很难在中间层上形成平面电极，且在中间层的薄膜厚度小于10nm时器件的寿
命会显著缩短。而且，如果中间层的折射率小于电极的折射率，还会有一个问题，
即，由于在中间层的薄膜厚度超过200nm时中间层的总反射不能被抑制，故发光
效率会显著降低。
另一方面，如果形成中间层的材料的折射率等于或大于在中间层上所形成的电极材
料的折射率，那么，中间层的薄膜厚度最好为300nm或300nm以下。如果中间层
的薄膜厚度超过了300nm，就会有以下问题，即，包括中间层的衬底的透射率大
大降低，导致器件的发光效率显著下降。
在本发明的有机EL器件中，形成中间层的材料可以等同于构成光学元件的材料，
也可不同于构成光学元件的材料。但形成中间层的材料的透射率最好是70％或更
大。换句话说，任何材料都可用作中间层的材料，只要它们具有满足以上定义的透
射率条件，而与衬底材料无关。而且，所述透射率是在具有厚度为200nm的中间
层材料的石英玻璃中波长为630nm时的透射率。中间层材料可以用溅射法、真空
淀积法、旋涂法、CVD法等形成。此外，市售的分光光度计(Shimazu UV4000，等)
可以用来测量透射率。
在本发明中，形成中间层的材料最好是以下材料中的任何一种：氧化硅
(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、
氧化锌(ZnO2)、二氧化锆(ZrO2)、五氧化二钽
(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)以及薄
膜金刚石。此处所列材料都具有高的透射率，并能在衬底上形成稳定的均匀薄膜。
所以，利用上述材料作为中间层就有可能容易地制造有机EL器件。
在本发明中，最好利用旋涂法作为形成中间层的工艺过程。利用本文提出的旋涂法
形成中间层就可以容易地形成高度平整且均匀的薄膜。利用均匀的中间层，有机
EL器件的寿命可靠性等可得到改进，制造更容易，且大量生产也有可能。此外，
本发明的旋涂法是将具有分散在溶剂中的中间层材料的所谓溶胶-凝较涂覆液旋涂
在衬底上，然后用烘烤过程形成硬薄膜。但任何方法都可使用，只要它们是利用涂
覆液来形成薄膜的方法，并且本发明并不特别限于这些方法。另外，这种旋涂方法
的代表性实例包括利用溶胶-凝较玻璃作为涂覆材料的旋涂玻璃法(SOG法)。
在本发明的有机EL器件中，最好在其上附着有中间层的衬底上进行平面化处理。
就是说，平面化处理的进行是为了附着中间层，这样就有可能在衬底表面上形成在
薄膜厚度和薄膜质量方面都没有偏差的中间层，而且又有可能在中间层上堆叠具有
良好特性的有机EL层。
另外，在本发明的有机EL器件中，对附着有中间层的衬底所作的平面化处理最好
是抛光处理或反应离子刻蚀(以下称作RIE)过程。用抛光处理或RIE处理作为平面
化处理，就有可能抑制衬底薄膜内平面化的偏差或薄膜厚度的偏差，并能容易地制
造出在大面积衬底的整个表面上具有均匀发光性能的有机EL器件。此外，在半导
体制造过程中通常采用的化学机械抛光(CMP)法也可用作此处的抛光处理。CMP
法是机械抛光和化学刻蚀同时进行的一种抛光方式，使用诸如二氧化硅等粒子悬浮
在碱性溶液中的抛光浆料。而且，在此抛光处理中，抛光是通过增强在抛光浆料下
落状态下附有抛光垫的抛光台板和衬底之间的滑动连接来实现的。粒子负责机械抛
光，而碱性溶液负责刻蚀处理。而且，市售的装置就可用作抛光机。
NF3000(NANOFACTOR生产)是一种代表性的装置。此外，市售的抛光垫都可用作
抛光垫，抛光垫的实例包括IC1000，Suba400等，但并不特别局限于这些。此外，
对于抛光浆料，二氧化硅粉末或金刚石粉末可以用作粒子成分，并且可以使用悬浮
在化学材料溶液中的溶液等，例如碱金属系、氨系或胺系等。同时，RIE处理(反
应离子刻蚀处理)是利用含有卤素化合物等的fron气体的一种刻蚀方法，这种方法
使得有可能重新产生比利用氩气的典型溅射刻蚀高出数十倍的刻蚀速率。这是因为
在等离子体中产生的离子和激励有源成分并存，它们共同作用于试样，使物理和化
学刻蚀都可进行。在本发明中，可以利用典型生产线上所用的RIE装置，并根据
待刻蚀的材料类型，即，形成中间层的材料，使用最佳的材料气体。材料气体的代
表性实例包括诸如CF4、CF3等含有卤素的原子气体，但
材料气体并不特别局限于此。
在本发明的有机EL器件中，最好光学元件是由折射率不同的两种类型的材料形成
的，这两种类型材料的折射率之间相差0.3或更大。利用构成光学元件的材料的折
射率间的不同，就有可能将低折射率的材料和高折射率的材料组合起来制造光学元
件，并显著改善光学特征效率。例如，对于衍射光栅，增大两种类型材料的折射率
间的差别，衍射效率可望大大提高。这样，改进光学元件的光学特征效率就有可能
显著提高有机EL器件的发光效率。
以下将讨论本发明的有机EL器件的有机EL层。本发明的有机EL器件的结构是
一种在阳极和阴极之间堆叠有一层有机层或两层或两层以上有机层的结构。器件的
基本结构包括：阳极、发光层和阴极依次堆叠的结构；阳极、空穴传输层、发光层、
电子传输层和阴极依次堆叠的结构；阳极、空穴传输层、发光层和阴极依次堆叠的
结构；阳极、发光层、电子传输层和阴极依次堆叠的结构，等等。
首先，本发明的空穴传输剂可以是用作典型空穴传输材料的任何材料。其代表性实
例包括三苯二胺类，例如双(二(对-trile)氨基苯基)-1，1-环己烷(1)，N-N’-二苯基-N-
N’-双(3-甲基苯基)-1-1’-联苯基-4-4’-二胺(2)，以及N-N’-二苯基-N-N-双(1-萘基-1，
1’-联苯)-4，4’-二胺(3)，星形(starburst)分子((04)～(06))，等等，但并不特别局限于
这些。
本发明的电荷传输材料可以是任何材料，只要它是通常使用的电荷传输材料即可。
电荷传输材料的代表性实例包括恶二唑衍生物((09)，(10))，例如2-(4-联苯基)5-(4-
叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑(07)，以及双{2-84-叔丁基苯基}-1，3，4-恶二唑}-间-
亚苯(08)，三唑衍生物，8-羟基喹啉金属络合物((11)～(14))，等等，但电荷传输材
料并不特别局限于这些。
本发明的有机EL器件中使用的有机EL材料可以是任何材料，只要它是通常使用
的发光材料即可。有机EL材料的代表性实例包括distirylaryllene衍生物，香豆素
衍生物，二氰基亚甲基吡喃衍生物，紫苏唏衍生物，在日本公开特许公报
8-298186和Hei9-268284中公开的芳香族材料，在日本公开特许公报
9-157643和Hei 9-268283中公开的蒽材料，在日本公开特许公报5-
70773中公开的喹丫啶酮衍生物，等等，但有机EL材料并不特别局限于这些。
在本发明的有机EL器件中使用的阳极具有将空穴注入空穴传输材料或发光材料的
功能，并最好具有4.5eV或4.5eV以上的功函数。有一个问题，即，如果在有机
EL器件中使用功函数低于4.5eV的阳极，就不能获得足够的空穴注入特性，也不
能获得足够的发光效率。另外，代表性的阳极材料包括氧化铟锡合金(ITO)、氧化
铟锌合金(IZO)、氧化物、金、银、铂、铜等，但阳极材料并不特别局限于这些。
在本发明的有机EL器件中使用的阴极用于将电子注入电荷载体或发光材料。最好
使用功函数小的材料作阴极。使用功函数大的材料作阴极很难获得良好的亮度特性。
另外，代表性的阴极材料包括铟、铝、镁、镁-铟合金、镁-铝合金、铝-锂合金、铝
-钪-锂合金，镁-银合金等，但阴极材料并不特别局限于这些。
本发明的有机EL器件的各层可以用已知方法形成。代表性的方法包括真空淀积法、
分子束外延法(MBE法)、将层形成材料溶解在溶剂中并用此溶液进行涂覆的漂网
法(deeping method)、旋涂法，铸造法、绕线棒刮涂法、辊涂法等，但并不特别局
限于这些方法。
(实施例)
以下将详细讨论本发明的实施例，但本发明不限于以下实施例，只要其它实施例不
背离本发明的要点。
(实施例1)
实施例1的结构示于图1。在50mm×50mm的玻璃衬底上(HOYA生产的NA45，
1.1mm厚)形成图2所示的衍射光栅。首先，用旋涂法在玻璃衬底上形成2μm厚的
i-射线抗蚀剂(TOKYO OHKA KOGYO公司生产的THMR-iP1700)，再用i-射线分
档器形成宽为0.1μm，间距为0.1μm的图案。随后将已经在其中形成图案的衬底浸
入氢氟酸溶液中，形成深度为100nm的沟槽，然后用专用的剥膜液去掉其余的抗
蚀剂，得到衍射光栅2。随后，用碳化硅(Si3N4)作为靶子
用溅射法形成厚度为300nm的Si3N4薄膜。另外，用溅射
法在Si3N4薄膜上形成厚度为50nm的二氧化硅
(SiO2)层作为中间层3，然后将阳极4、有机EL层5和阴极6依次堆
叠在中间层3上，制成有机EL器件。
此外，形成有机EL层5(这一层中依次堆叠有阳极4、空穴注入层8、发光层9和
阴极6，如图3所示)的方法如下。用溅射法在衬底1上形成氧化铟锡合金(ITO)，
作为阳极4。此处提出的ITO薄膜厚度为100nm，表面电阻为20Ω/□。且用
2mm×50mm的金属掩模条对所形成的ITO进行图案形成处理。在衬底1上形成5
个2mm×50mm的条，如图4所示的部分ITO图案。
随后，用电阻加热的真空淀积法在ITO层上依次形成空穴注入层8、发光层9和阴
极6。形成所述有机EL层5的真空淀积装置(未示出)包括充填有蒸发材料的钼舟，
将钼舟定位在设置在真空室上部的衬底下方相距250mm处，相对衬底的入射角为
38°。衬底以每分钟30转的转速旋转。另外，在此实施例中，薄膜形成(淀积)条件
为：当压力达到5×10-7Torr时淀积开始，淀积速率由纵向安装在衬底
上的晶振型薄膜厚度控制装置控制。另外将淀积速率设定为0.15nm/s。然后用共同
淀积法依次形成50nm的N，N’-二甲基-N-N-双(1-萘基)-1，1’-联苯)-4，4’-二胺(以
下称为α-NMP)作为空穴注入层，70nm的三(8-羟基喹啉)合铝(以下称为ALQ)作为
发光材料，以及150nm的镁银合金作为阴极，淀积速率为10∶1，制造有机EL器
件。再用金属掩模形成如图5所示的图案(阴极图案12)。结果，在本实施例的有机
EL器件中，在衬底1上阴极4和阳极6的图案形状中形成了面积各为2mm×2mm
的5个有机EL部分13，如图6所示。
(实施例2)
实施例2和实施例1相同，不同的仅是在其结构和制造过程中，衍射光栅2的节距
改为宽度为0.05μm，间距为0.05μm，深度为100nm。
(实施例3)
实施例3和实施例1相同，不同的是在其结构和制造过程中，将50mm×50mm的
玻璃衬底(HOYA生产的NA45，1.1mm厚)浸入标准氢氟酸液体，使衬底表面粗糙，
形成散射部分。
随后将散射部分隐埋，形成中间层3，在实施例1同样的条件下形成有机EL层5，
制成有机EL器件。
(实施例4)
实施例4和实施例1相同，不同的是在其结构和制造过程中，将50mm×50mm玻
璃衬底(HOYA生产的NA45，1.1mm厚)的表面用砂纸#300打磨，使表面粗糙。于
是得到散射部分。
随后将散射部分隐埋，形成中间层3，在实施例1同样的条件下形成有机EL层5，
制成有机EL器件。
(实施例5)
实施例5的有机EL器件的结构示于图7。
在实施例1的同样条件下制造衍射光栅。Si3N4薄膜要经
过平面化处理。用机械抛光法进行平面化处理。对Si3N4
薄膜的衍射光栅2进行侵蚀，把Si3N4薄膜侵蚀成剩下的
薄膜厚度在10nm之内。然后，在实施例1同样的条件下在
Si3N4薄膜上形成厚度为50nm的SiO2薄膜作
为中间层3。再将阳极4、有机层5和阴极6依次形成在SiO2薄膜上，
如图7所示，制成有机EL器件。有机层5是将空穴注入层8、发光层9和阴极依
次堆叠在阳极4上而获得的。
(实施例6)
实施例6和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，作为中间层3的
SiO2薄膜的厚度改为20nm。
(实施例7)
实施例7和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，作为中间层3的
SiO2薄膜的厚度改为200nm。
(实施例8)
实施例8和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，用氮化硅
(Si3N4)薄膜作为中间层3的材料。另外，该
Si3N4薄膜的厚度改为50nm。
(实施例9)
实施例9和实施例8相同，不同的是在其结构和制造过程中，作为中间层3的
Si3N4薄膜的厚度改为100nm。
(实施例10)
实施例10和实施例8相同，不同的是在其结构和制造过程中，作为中间层3的
Si3N4薄膜的厚度改为300nm。
(实施例11)
实施例11和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，用二氧化钛
(TiO2)薄膜作为中间层3的材料。另外，TiO2薄膜的厚度
为50nm。
(实施例12)
实施例12和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，用二氧化锆
(ZrO2)薄膜作为中间层3的材料。另外，ZrO2薄膜的厚度
为50nm。
(实施例13)
实施例13和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，用五氧化钽
(Ta2O5)薄膜作为中间层3的材料。另外，
Ta2O5薄膜的厚度为50nm。
(实施例14)
实施例14和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，用氧化铟锡(ITO)薄
膜作为中间层3的材料。另外，ITO薄膜的厚度为50nm。
(实施例15)
实施例15和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是形成中间层的
方法改变了。用旋涂法利用形成SiO2薄膜所使用的溶胶-凝较涂覆液
(High Pure Chemical Research Institute生产的Si-05S)形成中间层(SiO2)。
另外。旋涂以2000到5000rpm的转速进行，在500℃对溶胶-凝较涂覆液烘烤4小
时。此外，SiO2薄膜的厚度为50nm。
(实施例16)
实施例16和实施例11相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是形成中间层的
方法改变了。用旋涂法利用形成TiO2薄膜所使用的有机金属分解法涂
覆液(High Pure Chemical Research Institute生产的Ti-05S)形成中间层
(TiO2)。另外。旋涂以2000到5000rpm的转速进行，在400℃对溶胶-
凝较涂覆液烘烤2小时。此外，TiO2薄膜的厚度为50nm。
(实施例17)
实施例17和实施例12相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是形成中间层的
方法改变了。用旋涂法利用形成ZrO2薄膜所使用的有机金属分解法涂
覆液(High Pure Chemical Research Institute生产的Zr-05-P)形成中间层
(ZrO2)。另外。旋涂以2000到5000rpm的转速进行，在400℃对涂覆
液烘烤2小时。此外，ZrO2薄膜的厚度为50nm。
(实施例18)
实施例18和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是对中间层3的
平面化处理改变了，此时用CMP(化学机械抛光)过程使沟槽加工薄膜
(Si3N4)平坦。在此CMP过程中，用Suba400作抛光垫，
用颗粒直径为200nm的胶态氧化硅抛光液作抛光浆料。另外，用市售的CMP装置
作抛光机。
(实施例19)
实施例19和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是中间层3的平
面化处理改为反应离子刻蚀过程(以下称为RIE处理)。此RIE处理进行时使用的是
市售的RIE装置，用四氟甲烷(CF4)作材料气体。
(实施例20)
实施例20和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是将作衍射光栅
2的沟槽加工薄膜的材料改变了，用氧化铟锡(ITO)薄膜作为沟槽加工薄膜。另外，
用溅射法形成ITO薄膜，薄膜厚度为200nm，折射率为1.83。
(实施例21)
实施例21和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是将作衍射光栅
2的沟槽加工薄膜的材料改变了，用氧化钛(TiO2)薄膜作为隐埋薄膜。
另外，用溅射法形成TiO2薄膜，薄膜厚度为200nm，折射率为2.1。
(实施例22)
实施例22和实施例5相同，不同的是在其结构和制造过程中，只是将作衍射光栅
的沟槽加工薄膜的材料改变了，用氧化锆(ZrO2)薄膜作为隐埋薄膜。
另外，用溅射法形成ZrO2薄膜，薄膜厚度为200nm，折射率为2.04。
(比较实例1)
示出在比较实例1中所使用的制造有机薄膜场致发光器件的顺序。图8为比较实例
1的结构视图。
图8中，器件的结构是依次堆叠玻璃衬底31、阳极(ITO)32、空穴注入层(α-
NMP)33、发光层(AIQ)34和阴极(MgAg)35。
用溅射法在50mm×25mm的玻璃衬底31(HOYA生产的NA45，1.1mm厚)形成氧化
铟锡合金(ITO)并用作阳极32。ITO的薄膜厚度为100nm，表面电阻为20Ω/□。并
且，用2mm×50mm条状金属掩模对所形成的ITO进行图案形成处理。
然后将空穴注入层33、发光层34和阴极35依次堆叠在阳极32的ITO层上。另外，
用电阻加热真空淀积法形成有机层(空穴注入层33和发光层34)和阴极35。
以下详细说明用真空淀积法形成薄膜的顺序。在所用的真空淀积装置中，相对于设
置在真空室上部的衬底，将充填有淀积材料的钼舟布置在衬底下方距衬底250mm
距离处，并设置成具有相对于衬底的38°的入射角。衬底以每分钟30转的转速旋
转。如果是在比较实例1中形成薄膜，当压力达到5×10-7Torr时淀积
开始，淀积速率由纵向安装在衬底上的晶振型薄膜厚度控制装置控制。另外在淀积
速率为0.15nm/s时制造有机EL器件，方法是用共同淀积法依次堆叠50nm的N，
N’-二苯基-N-N-双(1-萘基)-1，1’-联苯)-4，4’-二胺(以下称为α-NMP)作为空穴注入
层，70nm的三(8-羟基喹啉)合铝(以下称为ALQ)作为发光材料，以及150nm的镁
银合金作为阴极，淀积速率为10∶1。
(比较实例2)
在石英玻璃上(1.1m厚)依次堆叠阳极、空穴注入层、发光层和阴极，制成有机EL
器件。另外，用与比较实例1相同的条件进行阳极形成过程之后的各个过程。
(比较实例3)
比较实例3和实施例1相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例4)
比较实例4和实施例2相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例5)
比较实例5和实施例3相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例6)
比较实例6和实施例4相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例7)
比较实例7和实施例5相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例8)
比较实例8和实施例18相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例9)
比较实例9和实施例19相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例10)
比较实例10和实施例20相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例11)
比较实例11和实施例21相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(比较实例12)
比较实例12和实施例22相同，不同之处只是从结构和制造过程中去掉了中间层。
(评价)
对实施例1到22和比较实例1到12的有机EL器件作了评价1到6的特性评价。
另外，实施例和比较实例的衬底有5个面积为2mm×2mm的发光部分(在位置A，
B，C，D和E)，如图9所示。
〔评价1〕发光效率
向有机EL器件加10V电压后测量电流密度(mA/cm2)和亮变(cd)，并从
亮度和电流密度计算发光效率(cd/m2)。此外，在衬底的中心部分作为
测量位置用光度计进行测量。而且是在衬底上的四个发光部分(位置A，B，C，D，
和E)进行发光效率的评价。
〔评价2〕发光性能
向有机EL器件加10V电压后观察发光部分的亮度状态。用眼进行观察，并用以下
指数确定发光性能。另外，对每个衬底上的四个发光部分(位置A，B，C和D)进
行评价。
○：所有发光部分在整个发光表面上呈现良好的发光。
：观察到局部不发光。
×：观察到发光部分不发光。
〔评价3〕寿命评价
向有机EL器件加5mA/cm2的直流电流100小时后测量寿命。在此评
价中，对加电流后经过100小时后的发光效率(Ea)和加电流后2分钟内的发光效率
(Eb)之间的变化比(Ea/Eb)进行计算，并用以下符号确定寿命性能。另外，是在位置
E测定的寿命。
○：La/Lb大于0.90
：La/Lb大于0.80，小于0.90
×：La/Lb小于0.80
〔衬底中特性偏差的评价〕
对每个实施例和比较实例中衬底表面上发光效率的偏差作了评价。作此评价时，在
衬底上的四个发光部分(位置A，B，C，和D)测量发光效率，并用以下确定符号确
定偏差，其中四个发光部分的最大值为Emax，最小值为Emin。另外，和评价1相
同，是在加上10V电压后测量发光效率来评价发光效率的。
○：Emin/Emax大于0.90
：Emin/Emax大于0.80而小于0.90
×：Emin/Emax小于0.80
〔评价5〕生产稳定性1(确认良好发光的再现性)
在同样制造条件下制造三个在实施例中所示的衬底和三个在比较实例中所示的衬底，
并评价生产稳定性(确认良好亮度的再现性)。用眼观察所制造的三个衬底上器件的
发光状态以确认其生产再现性，并用以下符号进行评价。另外，作此评价时，观察
三个衬底中每个衬底上的四个发光部分(位置A，B，C，和D)，共计12个发光部
分。
○：所有发光部分在整个发光表面上呈现良好的发光。
：观察到局部不发光。
×：观察到发光部分不发光。
〔评价6〕生产稳定性2(确认发光效率的再现性)
在同样制造条件下制造三个在实施例中所示的衬底和三个在比较实例中所示的衬底，
以评价生产稳定性(确认发光效率的再现性)。此评价是生产稳定性的评价，在三个
所制造的衬底上的四个发光部分(位置A，B，C，和D)测量效率(总计12个，四个
发光部分x三个衬底)。利用以下符号确定再现性，其中在12个发光部分所测量的
值中的最大值为Emax，最小值为Emin。另外，和评价1相同，是在加上10V电
压后测量发光效率来评价发光效率的。
○：Emin/Emax大于0.90
：Emin/Emax大于0.80而小于0.90
×：Emin/Emax小于0.80
〔评价7〕生产稳定性3(确认器件寿命的再现性)
在同样制造条件下制造三个在实施例中所示的衬底和三个在比较实例中所示的衬底，
以评价生产稳定性(确认器件寿命的再现性)。寿命评价就是向有机EL器件加
5mA/cm2的直流电流100小时，而后测量发光效率。在每个衬底上的
发光部分E作此评价。另外，用以下符号确定寿命的再现性，其中每个实施例和
比较实例的三个衬底的评价值中最大值为Emax，最小值为Emin。
○：Emin/Emax大于0.90
：Emin/Emax大于0.80而小于0.90
×：Emin/Emax小于0.80
表1
评价1
w> C 1 entry> 2 entry> 3 entry> 4 entry> 5 entry> 6 entry> 7 entry> 8 entry> 9 entry> 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1 entry> 2 entry>
w> 比较实例4 5 6 entry> 7 entry> 9 entry> entry>比较实例12
表2
评价2
w> C 1 w> 2 w> 3 w> 4 w> 5 w> 6 w> 7 w> 8 w> 9 w> 10 ow> 11 ow> 12 ow> 13 ow>
w> 14 ow> 15 ow> 16 ow> 17 ow> 18 ow> 19 ow> 20 ow> 21 ow> 22 ow> 1 w> 2 w> 3 w> 4 w> 5 w> 6 w> 7 w> 8 w> 9 w> 10 ow> 11 ow> 12 ow>
表3
评价3到5
5 1 body>
实施例 2 head> 3 ow> 4 ow> 5 ow> 6 ow> 7 ow> 8 ow> 9 ow> 10 row> 11 row> 12 row> 13 row> 14 row> 15 row> 16 row> 17 row> 18 row> 19 row> 20 row> 21 row> 22 row> 1 ow> 2 ow> 3 try>比较实例 4 try>比较实例 5 try>比较实例 6 body>
比较实例 7 thead> 8 ntry>比较实例 9 ow> 10 entry>比较实例 11 entry>比较实例 12 >
表4
评价6到7
entry> 评价6 (La/Lb) 7(Emin/Emax) 1 例2 施例3 实施例 4 例5 施例6 实施例 7 例8 施例9 实施例 10 例11 实施例 12 例13 实施例 14 例15 实施例 16
17 ow> 18 例19 实施例 20 例21 实施例 22 实例1 比较实例 2 实例3 例4 5 6 实例7 比较实例8 较实例 9 实例10 实例11 实例 12 > 由实施例和比较实例的结果可见，本发明的有机场致发光器件具有良好的发光性能 和高的发光效率。 同时，图10示出使用图1的有机发光元件的有源矩阵有机发光显示器作为有机发 光显示器的实例。 参阅此图，在透明衬底90上形成缓冲层91。缓冲层91被分隔成像素区200(有各 像素和透明电极92以形成像素)以及驱动区300(其中形成有薄膜晶体管和电容器)。 驱动区包括：栅极层94和隐埋栅极层94的第一绝缘层95，它们对应于缓冲层91 上排列成规定图案的n或p型半导体层92，缓冲层91处在隐埋半导体层92的栅 极绝缘层93上；薄膜晶体管，它具有漏极96和源极97，漏极96和源极97各自 通过在第一绝缘薄膜95和栅极绝缘层93上形成的以及在第一绝缘薄膜95的上部 形成的接触孔96a和97a连接到半导体层92的两侧；以及电容器110，它包括在第 一绝缘层95上形成的并连接到源极97的第一辅助电极111和与第一电极相对并被 第一绝缘层95隐埋的第二辅助电极112。 在第一绝缘层95上形成第二绝缘层98，并形成具有在像素形成区形成的开口99a 的平面化薄膜99。 第一电极层100形成在平面化薄膜99的开口底部并电连接到漏极96。 平面化薄膜99具有在像素形成区中形成的沟槽80。 此时，在所述具有沟槽的平面化薄膜的像素形成区中形成SiO2薄膜作 为中间层3。 把有机层70堆叠在第一电极层100上。第二电极层101形成在有机层和平面化薄 膜99上。 同时，在包括由透明导电材料ITO形成的第一电极层100并包括衬底90、缓冲层 91、栅极绝缘层93和各自由透明材料形成的第一和第二绝缘层95和98的底部有 机发光二极管显示器中，如上述，在透明电极100和第二绝缘层98之间的第二绝 缘层98上以规定图案形成衍射光栅的沟槽80。沟槽80具有和上述实施例相同的 结构。 此处，形成沟槽80的位置不限于所述实施例，而可以在具有高折射率的各层之间。 例如，沟槽层80可以形成在衬底90和缓冲层91之间的衬底90上，如图11和12 所示。 如上所述，在本发明的有机场致发光器件中，通过在具有光学元件(如衍射光栅、 散射部分、光栅或偏振滤光器)的衬底上的中间层，在阳极和阴极之间淀积至少一 层包括发光层的有机层，就有可能稳定地制造具有良好发光性能和高发光效率的有 机场致发光器件。 福州电脑网_福州电脑维修_福州电脑之家_福州iThome 福州电脑维修网(fzithome.com)专业的电脑维修,笔记本维修,上门维修各种电脑,笔记本,平板等,快速上门.电脑知识频道内容覆盖:计算机资讯,电脑基础应用知识,各种电脑故障维修学习,电脑外设产品维修维护,病毒，软件,硬件,常识.
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