有機電致發光器件的製作方法

2024-02-17 11:50:15

專利名稱：有機電致發光器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括在施加交流電時能夠發光的兩個或者多個有機發光結構的有機電致發光器件(以下簡稱為「有機EL器件」)。
背景技術：
近來，人們已經對有機半導體和有機導電材料進行了積極的研究，特別是對使用有機半導體作為發光元件的有機EL器件的研究尤其突出。
在該有機EL器件中，Tang等人已經成功發現如果在該器件中採用具有不同載流子傳輸特性的有機化合物(即，有機空穴傳輸化合物和有機電子傳輸化合物)的層疊結構，而使分別來自陽極和陰極的空穴和電子可以達到平衡注入，以及夾在陰極和陽極之間的有機層的厚度可以控制在不高於2,000埃，那麼在施加的直流(DC)電壓不高於10V時，可以獲得足夠EL器件實際應用的高亮度和高效率，例如亮度為1000cd/m2而外部量子效率為1％(參照Tang等，App.Phys.Lett.，第51卷，第913頁(1987)；日本末審查專利(Kokai)Nos.59-194393、63-264692和2-15595；美國專利Nos.4,539,507、4,769,292和4,885,211)。
而且，近來，在許多技術論文和專利文獻中提出了根據電路將兩層或者更多的發光單元串聯層疊以增加器件的效率的想法(參照公開號(Kokai)為11-329748的日本未審查專利；專利號為6,337,492的美國專利；公開號(Kokai)為2003-264085的日本未審查專利；以及Appl.Phys.Lett.，第84卷，第167頁(2004))。
具體說，在公開號(Kokai)為2003-272860的日本未審查專利中，該申請的申請人以及其他人已經公開了採用電阻率(特定阻抗)不低於102Ω·cm的電絕緣電荷產生層將兩個或者更多有機發光EL單元電路串聯連接的方法。他們將這種器件命名為MPE(多光子發射)有機EL器件，並且已經在許多會議、展覽及其它活動中公開和展示過並獲得了很高的評價(參照應用物理及其它協會第49次學術會議，預印本27p-YL-3，第1308頁；應用物理學會第63次學術會議，預印本27a-ZL-12，第1165頁；EL2002(發光器件和照明科技國際會議)學報第539頁；IDMC』03(國際顯示製造會議)學報，Fr-21-01第413頁；SID03文摘第XXXIV卷，BOOKII第979頁；平板顯示生產技術展覽會(Production Technology Exhibition of Flat Panel Display)第13次學術會議，D-4(2003)；在LCD/PDP International 2002發布會(2002年11月15日)上IMES有限公司關於白色發光器件的展覽和發布材料；以及平板顯示器2004戰略部分第6-2節第158頁等等)。
在這種MPE型EL器件中，電荷產生層具有與通過順序層疊與電極相鄰設置的電荷(例如，電子和空穴)注入層而獲得的結構相似的結構，本發明的申請人和其他人對其進行了不斷地改進。具體地說，電荷產生層通過順序層疊含有有機受電子(電子傳輸)化合物的游離陰離子分子的層或熱還原反應發生層和含有有機供電子(空穴傳輸)化合物的游離陽離子分子的層而形成的。其中含游離陰離子分子是通過受電子化合物與例如是鹼金屬的還原材料(也叫做「供電子材料」或者「路易斯鹼」)發生還原反應所產生的，這些公開在公開號(Kokai)為10-270171(美國專利號為6,013,384)和2001-102175(美國專利號為6,589,673)的日本未審查專利以及J.Kido和T.Matsumoto，Appl.Phys.Lett.，第73卷第286頁(1998)中；其中熱還原反應層中含有通過熱還原反應產生的有機受電子化合物的游離陰離子分子的熱還原反應產生層，其使用的方法詳細描述在公開號(Kokai)為11-233262(歐洲專利號為0936844B1)和2000-182774(美國專利號為6,396,209和歐洲專利號為1011155B1)的日本未審查專利以及J.Endo，T.Matsumoto和J.Kido，Jpn.J.Appl.Phys.第41卷(2002)pp.L800-L803中；其中有機供電子(空穴傳輸)化合物的游離陰離子分子是通過供電子化合物與氧化材料(也稱為「受電子材料」或者「路易斯酸」)的氧化反應所產生的，其中的氧化材料可以是諸如五氧化二釩(V2O5)、由下述結構式表示的四氟-四氰基喹啉並二甲烷(簡稱為F4-TCNQ)
和由下述結構式表示的三-β-(五氟萘基)(簡稱為PNB) 這些公開在在公開號為11-251067(美國專利號為6,423,429)、2001-244079(美國專利號為6,589,673)和2003-272860的日本未審查專利、申請號為2003-358402的日本專利以及J.Endo，T.Matsumoto和J.Kido，Jpn.J.Appl.Phys.第41卷(2002)L358中。參考文獻K.L.T.Dao和J.Kido，J.Photopolym.sci.Technol.，15，261(2002)。
在上述的有機EL器件結構中，當在傳統結構中夾在陰極和陽極之間的部分(發光單元)，通過上述的電荷產生層層疊在一起時，由於在電壓的作用下電荷產生層中產生的空穴向陰極方向移動而電子向陽極的方向移動，所以在每單元中電子和空穴複合從而在多發光單元中產生光子。結果證明當EL器件中含有的電荷產生層的數目為「n」時，每單位注入電流密度的發光強度(例如「量子效率」或者「電流效率」)可以增加到大約(n+1)倍。
除上述之外，在上面引用的專利申請的申請日之前，在公開號(Kokai)為2003-045676的日本未審查專利中，本發明人和其他人已經公開了採用眾所周知作為透明電極的ITO(氧化銦錫)作為電荷產生層的相似結構。
在該例子中，可以很容易地看出，在電壓的作用下，作為電荷產生層的ITO起沿相反方向分別注入兩種載流子，即電子和空穴的作用。但是，由於在上述的Kodak、美國專利號4,885,211中已經公開了在有機EL器件中適於形成陽極和陰極的材料，因此，公眾已經知道適於陰極的材料是具有功函不高於4.0eV的低功函的金屬，相反，適於形成陽極的材料是例如功函約為5.0eV的ITO等具有儘可能高功函的材料。
然而，已經發現，如果本申請人和其他人在公開號(Kokai)為10-270171(美國專利號為6,013,384)和2001-102175(美國專利號為6,589,673)的日本未審查專利中公開的供電子金屬摻雜層或者在公開號(Kokai)為11-233262(歐洲專利號為0936844B1)和2000-182774(美國專利號為6,396,209和歐洲專利號為1011155B1)的日本未審查專利中公開的熱還原反應產生層用作電子注入層，即使是ITO用作陰極，也可以便於電子注入而不會形成注入勢壘。因此，由於陽極和陰極都由ITO形成並且採用基本透明的玻璃基板和有機層，所以可以提供一種透明發光器件，其能夠發光且在不發光時保證處於像玻璃一樣透明的狀態。在由本申請人和其他人申請的公開號(Kokai)為2002-332567的日本未審查專利所附的實施例部分中公開了該透明發光器件的工作實施例。而且，相反，如本申請人和其他人在公開號(Kokai)為11-251067(美國專利號為6,423,429)、2001-244079(美國專利號為6,589,673)和2003-272860的日本未審查專利和申請號為2003-358402的日本專利申請中公開的，如果在空穴注入層中摻雜受電子材料，那麼功函比ITO的功函低且迄今為止被認為不適於作為空穴注入電極的金屬，例如鋁(功函為4.2eV)，可以用於空穴注入而不受注入勢壘的影響。例如，在申請號為2003-358402的日本專利申請的實施例3和4中描述了按照該方法使用鋁作為陽極材料的器件實施例。
即，使用上述專利文獻中公開的電子注入層或者空穴注入層，無論電極材料的功函和例如透明度或者不透明性等的光學特性如何，空穴和電子都可以注入到EL器件中而不產生任何注入勢壘。
在上述有機EL器件中，通常通過施加直流電以實現發光。另外，也一直致力於向EL器件施加交流電以在其內部實現發光。如在Kodak專利號為5,552,678的美國專利中所述，用交流電驅動有機EL器件的優點是與使用直流電驅動相比，使用交流電驅動可以延長器件的壽命。但是，在具有整流功能的有機EL器件中，EL器件僅用正向偏壓就能夠發光，而使用反向偏壓就不發光。因此，在市電大約50Hz的頻率下，肉眼會感覺到發出光的閃爍。
本發明基於這些技術背景，其目的在於能夠使用交流電驅動本來設計為用直流電驅動的有機EL器件，從而提供一種能夠產生對於肉眼不閃爍的連續發光的有機EL器件的新穎結構。

發明內容
按照本發明的一方面，一種有機電致發光器件包括在基板上的至少三個電極層和有機電致發光結構，其中所述有機電致發光結構的數目比電極層的數目少一個。所述電極層和發光結構在所述基板上按下面的順序交替形成。在從所述基板開始的奇數層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數層位置處形成的電極層組分別以等電勢電連接。在向上述兩電極層組之間交替施加交流電壓時，在從所述基板開始的奇數層位置處形成的有機電致發光結構組和在從所述基板開始的偶數層位置處形成的有機電致發光結構組中交替發光。
對於有機電致發光器件優選地，所述有機電致發光結構是兩個或者多個發光單元的層疊，其中各發光單元包含至少一個發光層，所述兩個或者多個發光單元由電荷產生層分隔開，並且所述電荷產生層是電阻率至少為1.0×102Ωcm的電絕緣層。
對於有機電致發光器件優選地，所述各電極層是透明電極層。
對於有機電致發光器件優選地，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
對於有機電致發光器件優選地，所述不透明電極層包括金屬層。
對於有機電致發光器件優選地，所述不透明電極層只包括一個不透明電極層，並且該不透明電極層形成在從所述基板開始的第一層位置或者距離所述基板最遠的層位置處。


圖1示出了按照本發明一實施方式的有機EL器件結構的示意性截面圖；圖2示出了按照本申請實施例1的有機EL器件結構的示意性截面圖；圖3示出了按照本申請實施例1的有機EL器件中基板上第一電極層布局的示意性平面圖；圖4A示出了按照本申請實施例1的有機EL器件的製造過程中使用的用於形成有機EL發光結構的區域控制掩模結構的示意性平面圖；圖4B示出了按照本申請實施例1的有機EL器件的製造過程中使用的用於形成偶數電極層的區域控制掩模結構的示意性平面圖；圖4C示出了按照本申請實施例1的有機EL器件的製造過程中使用的用於形成奇數電極層的區域控制掩模結構的示意性平面圖；
圖5示出了按照本申請實施例1的有機EL器件結構的示意性平面圖；圖6示出了沿圖5中的VI-VI線提取的有機EL器件的截面圖；圖7示出了按照本申請實施例1的有機EL器件中第一有機EL發光結構和第二有機EL發光結構的直流電壓(V)-電流密度(mA/cm2)的特性曲線圖；圖8示出了按照本申請實施例1的有機EL器件中第一有機EL發光結構和第二有機EL發光結構的直流電壓(V)-亮度(cd/m2)的特性曲線圖；圖9示出了按照本申請實施例1的50Hz交流電的有效電壓(V)-亮度(cd/m2)的特性曲線圖；圖10示出了按照本申請實施例1的有機EL器件在交流電驅動下的發光光譜圖；該發光光譜來自第一有機EL發光結構、第二有機EL發光結構以及有機EL器件的；圖11示出了按照本申請實施例1的有機EL器件的發光條件照片；以及圖12示出了按照本申請實施例1的有機EL器件結構對應於圖11的示意性平面圖。
具體實施例方式
下面參照附圖進一步描述本發明的優選實施方式。按照此處描述的實施方式的有機電致發光(EL)器件包括三個或者更多電極層的組，並且該EL器件包括基板、電極層和有機EL發光結構，其中電極層和有機EL發光結構在基板上按照下述順序交替形成(1)第一電極層；(1』)第一有機EL發光結構；(2)第二電極層；(2』)第二有機EL發光結構；(3)第三電極層；(3』)第三有機EL發光結構；(4)第四電極層；(4』)第四有機EL發光結構；......
(n-1)第(n-1)電極層；(n-1』)第(n-1)有機EL發光結構；以及(n)第(n)電極層。注意，這裡層數(n)是至少為3的整數。
各有機EL發光結構具有從基板側注入空穴，而從遠離基板側注入電子的結構。即，所有有機EL發光結構具有相同的偏置方向。因此，在夾有發光結構的電極層中，在向基板側的電極層施加正(+)電壓並且向遠離基板側上的電極層施加負(-)電壓的條件下，在有機EL發光結構中發光。當負(-)電壓施加到基板側的電極層而正(+)電壓施加到遠離基板側的電極層時，在該結構中不發光。
另外，也可以為從基板側注入電子而從遠離基板側注入空穴的結構。在這種結構的EL發光結構中，可以按照上述的方式實現發光。即，當相同的偏置方向施加到該結構時，並且當負(-)電壓施加到基板側的電極層而正(+)電壓施加到遠離基板側的電極層時，該發光結構中發光。當正(+)電壓施加到基板側的電極層而負(-)電壓施加到遠離基板側的電極層時，在該結構中不發光。
在本發明的有機EL器件中，從基板開始奇數層位置處的電極層所構成的一組電極層，即，第一電極層(1)、第三電極層(3)等等，以等電勢彼此電連接在一起。類似地，從基板開始偶數層位置處的電極層所構成的一組電極層，即，第二電極層(2)、第四電極層(4)等等，以等電勢彼此電連接在一起。
當向上述兩組電極層之間施加交流電壓時，在從基板開始奇數層位置處形成的有機EL發光結構組以及從基板開始偶數層位置處形成的有機EL發光結構組中交替發光，其中在奇數層位置處形成的有機EL發光結構，即第一有機EL發光結構(1』)、第三有機EL發光結構(3』)等等，在偶數層位置處形成的有機EL發光結構，即第二有機EL發光結構(2』)、第四有機EL發光結構(4』)等等。
圖1示出了本發明中層數(n)為8的有機EL發光器件的一個實施例。該有機EL發光器件1具有基板10、以及在基板10上按照下述順序交替層疊的電極層和有機EL發光結構第一電極層11a、第一有機EL發光結構11b、第二電極層12a、第二有機EL發光結構12b、第三電極層13a、第三有機EL發光結構13b、第四電極層14a、第四有機EL發光結構14b、第五電極層15a、第五有機EL發光結構15b、第六電極層16a、第六有機EL發光結構16b、第七電極層17a、第七有機EL發光結構17b以及第八電極層18a。
在所示的EL器件1中，在從基板10開始奇數層位置處形成的一組電極層，即第一電極層11a、第三電極層13a、第五電極層15a和第七電極層17a如圖1所示用實線連接到交流電源19，從而使這些電極層以等電勢彼此電連接在一起。類似地，在從基板10開始偶數層位置處形成的一組電極層，即第二電極層12a、第四電極層14a、第六電極層16a和第八電極層18a，如圖1所示用虛線連接到交流電源19，從而使這些電極層以等電勢彼此電連接在一起。
有機EL發光結構11b、12b、13b、14b、15b、16b和17b各自以下述方式設置在EL器件1中，即從基板10側注入空穴而從遠離基板10側注入電子(在各有機EL發光結構中偏置方向彼此相同)。因此，在夾有發光結構的兩個電極層中，在正(+)電壓施加到基板10側的電極層而負(-)電壓施加到遠離基板10側的電極層的條件下，EL發光結構11b到17b發光。當負(-)電壓施加到基板10側的電極層並且正(+)電壓施加到遠離基板10側上的電極層時，該結構不發光。
在具有上述層結構的有機EL器件1中，當來自交流電源19的交流電壓施加到在從基板10開始奇數層位置處形成的電極層組和在從基板10開始偶數層位置處形成的電極層組之間時，在從基板10開始奇數層位置處形成的有機EL發光結構組(有機EL發光結構11b、13b、15b和17b)和在從基板10開始偶數層位置處形成的有機EL發光結構組(有機EL發光結構12b、14b和16b)中交替發光。
在該有機EL器件1中，當所有電極層11a到18a由透明電極組成並且基板10如玻璃基板一樣透明時，由於有機EL發光結構11b到17b也是透明的，所以在EL器件1中的基板10側或者第八電極層18a側都可以實現發光。另外，當第一電極層11a和第八電極層18a中的一個由不透明電極(包括由金屬組成的反光層)組成並且第二電極層12a到第七電極層17a分別由透明電極組成時，有機EL發光結構11b到17b產生的光可以從EL器件1的基板10一側或者第八電極層18a一側發出。不透明電極層可以是第一電極層11a到第八電極層18a中的任一層。
在本發明的實踐中，有機EL發光結構11b到17b可以具有上述Kodak專利和其它文獻中公開的典型結構，即，只包含一個有機EL發光單元的結構，在該發光單元中層結構通常為「陽極/空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層/陰極」，或者，這些有機EL發光結構可以為本申請人提出的上述所謂MPE(多光子發射)型有機EL器件結構，即，兩個或者多個有機EL發光單元的組合，其中這些有機EL發光單元(各發光單元典型地包括層結構部分「空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層」)通過絕緣(例如浮置狀態)電荷產生層(CGL)順序層疊在一起，使得在發光單元中同時發光。
按照本發明的交流驅動型有機EL器件可以便於用作照明光源或者用於顯示器件中。特別是在照明光源領域中，由於其使用的市電是交流電源，由於本發明的EL器件結構能夠不使用逆變器(inverter)驅動，所以本發明的EL器件明顯優於現有技術的EL器件。但是，根據具體情況，施加到EL器件的頻率可以根據EL器件的使用進行適當變化。
實施例下面參照其工作實施例對本發明進行進一步描述。但是，本發明並不局限於這些實施例，在現有技術有機EL器件製造中所採用的任何傳統材料都可以用於本發明的實踐中。
在下面的實施例中，通過使用由日本Vieetech有限公司提供的真空沉積裝置或者由FTS公司提供的濺射裝置將有機化合物、金屬氧化物、金屬和ITO透明電極形成為膜或者層。此外，通過使用氣相沉積裝置連接的ULVAC公司的帶有石英晶體振蕩器的厚度監控儀「CRTM-8000」控制氣相沉積材料的沉積速率和沉積層的厚度。另外，使用Tencor公司的針式步進儀「P10」在形成層後測量層的實際厚度。使用KEITHLEY公司的光源測量儀「2400」和TOPCON公司的亮度測量儀「BM-8」評估器件的特性。使用工作在50Hz下的滑動電壓控制器(滑線電阻調壓器)控制施加到EL器件的交流電。而且，在恆定電流下，使用Hamamatsu Photonics公司的光學多通道分析儀「PMA-11」測量EL器件的發光光譜。
實施例1本實施例意欲參照簡單說明器件工作原理的最簡化的器件結構(電極層數n＝3)解釋按照本發明的交流驅動有機EL器件。
該實施例的交流驅動有機EL器件具有圖2所示的結構。如圖所示，有機EL器件20包括玻璃基板21和第三電極層26，並且在二者之間在基板21上順序層疊有第一電極層22、第一有機EL發光結構23、第二電極層24和第二有機EL發光結構25。
製備尺寸為3cm×3cm的玻璃基板。如圖3所示，該玻璃基板21已經塗覆有作為第一電極層22、方塊電阻約為10Ω/sq、寬2mm的ITO(氧化銦錫，Nippon Sheet Glass有限公司)圖案。使用純水和異丙醇(IPA)順次仔細清洗基板21，然後在UV臭氧裝置(「UV-300」，Sumuco國際公司的產品)中乾洗。接著，使用圖4A所示的用於形成有機EL發光結構的區域控制掩模31形成有機塗覆，該有機塗覆用於形成圖2所示的第一有機EL發光結構23。用於形成有機EL發光結構的區域控制掩模31具有位於其中部的矩形開口區31a，而開口區31a周圍的外圍部分構成遮蔽或者掩模區31b。
按照下述方法形成第一有機EL發光結構23的層。首先，在第一電極層22上，沉積厚度約為800的芳基胺化合物層作為空穴注入層23a，該芳基胺化合物為來自Idemitsu Kosan有限公司商用的「HI-406」(分子結構未知)。接著，在空穴注入層23a上沉積厚度約為200的芳基胺化合物層作為空穴傳輸層23b，該芳基胺化合物為來自Idemitsu Kosan有限公司商用的「HI-320」(分子結構未知)。
之後，在空穴傳輸層23b上沉積厚度約為500、包含有機發光材料和發光層基質材料(host material)的層作為發光層23c，其中有機發光材料為Idemitsu Kosan有限公司商用的「RD-001X」(分子結構未知)，基質材料為Idemitsu Kosan有限公司商用的「BH-140」(分子結構未知)(例如，「RD-001X」和「BH-140」以「RD-001X」佔4％重量的比率共沉積)。
接著，在發光層23c上沉積厚度約為100、由下述結構式表示的三(8-羥基喹啉)鋁絡合物(以下簡稱為「Alq」)
作為電子傳輸層23d。最後，為了形成電子注入層23e，即，「(原位)熱還原反應產生層」，該層在由本申請人和其他人在公開號(Kokai)為2000-182774的日本未審查專利(美國專利號為6,396,209；歐洲專利號為1011155B1)中公開，在電子傳輸層23d上以摩爾比1∶1共同沉積上述的鋁絡合物「Alq」和由下述結構式表示的(8-羥基喹啉)鋰絡合物(以下簡稱為「Liq」)。
從而可以得到厚度約為50的電子注入層23e。在形成用作電子注入層23e的Alq:Liq的共同沉積層之後，沉積數量相當於厚度約15、作為熱還原金屬的鋁層，以形成「原位」熱還原反應產生層(圖中未示出)。從而形成第一有機EL發光結構23。形成的有機EL發光結構23的結構可以簡單表示為HI-406/HT-320/RD-001X:BH-140/Alq/Alq:Liq+Al。
接著，在第一有機EL發光結構23上，採用區域控制掩模32以及濺射法沉積厚度約為1000、作為第二電極層24的IZO(氧化銦鋅)層，其中區域控制掩模32(用於形成偶數電極層的區域控制掩模)為在圖4B所示的用於形成第二電極層；該濺射法由本申請人和其他人在公開號(Kokai)為2002-332567的日本未審查專利中公開。如圖所示，用於形成第二電極層的區域控制掩模32具有兩個平行的長矩形開口區32a，每個開口區都從掩模32的相對兩側延伸到其中部。沒有構成開口部分32a的掩模區域組成遮蔽或者掩模區32b。應該注意，在具有4層或者更多電極層的EL器件中，上述用於形成第二電極層的區域控制掩模32用於形成在從基板開始偶數層位置處的電極。
在第二電極層24上方，使用圖4A所示的用於形成有機EL發光結構的區域控制掩模31形成用於形成圖2所示的第二有機EL發光結構25的有機材料膜。
按照下述方法形成第二有機EL發光結構25的層。首先，採用本申請人和其他人在申請號為2003-358402的日本專利申請中所公開的方法形成第一空穴注入層25a。即，以摩爾比1∶1共同沉積HI-406和五氧化二釩(V2O5)的混合層，以形成厚度約為100(埃)的第一空穴注入層25a。將第一空穴注入層25a引入第二有機EL發光結構25中是為了使來自構成第二電極層24的IZO的空穴注入能夠輕鬆實現不產生能量勢壘(例如，在層之間形成歐姆接觸)。
接著，在第一空穴注入層25a上沉積厚度約為1400的HI-406層作為第二空穴注入層25b。此外，在第二空穴注入層25b上沉積厚度約為200的HT-320層作為空穴傳輸層25c。另外，在空穴傳輸層25c上沉積厚度約為400的含有藍色發光材料和發光層的基質材料的層作為發光層25d，其中，藍色發光材料層為Idemitsu Kosan有限公司的商用「BD-102」(分子結構未知)，基質材料為Idemitsu Kosan有限公司的商用「BH-140」(分子結構未知)(例如，以4wt％「BD-102」的比例共沉積「BD-102」和「BH-140」)。接著，與形成第一有機EL發光結構23一樣，沉積Alq以形成厚度約為100的電子傳輸層25e，並且最後共沉積Alq和Liq以形成厚度約為50的Alq:Liq共沉積層作為電子注入層25f。
在形成第二有機EL發光結構25後，採用圖4C所示的用於形成第三電極層的區域控制掩模33(用於形成奇數電極層的區域控制掩模)，在Alq:Liq的共沉積層上沉積厚度約為1000並同時用作熱還原金屬和形成「第三電極層」的金屬的鋁層，以同時形成「原位」熱還原反應產生層(未示出)和第三電極層26。如圖所示，用於形成第三電極層的區域控制掩模33在其中部具有兩對兩個平行的長矩形開口區33a。不組成開口區33a的掩模區域組成遮蔽或者掩模區33b。注意到，在具有四層或者更多電極層的EL器件的製造中，上述用於形成第三電極層的區域控制掩模33用於形成從基板開始奇數層位置處的電極。
在上述的一系列製造工序後，形成了具有圖2所示的結構並可簡單表示為如下結構的有機EL器件「ITO/HI-406/HT-320/RD-001X:BH-140/Alq/Alq:Liq+Al/IZO/V2O5:HI-406/HI-406/HT-320/BD-102:BH-140/Alq/Alq:Liq/Al」。注意到，在該結構中，部分「V2O5:HI-406/HI-406/HT-320/BD-102:BH-140/Alq/Alq:Liq」相當於第二有機EL發光結構25。
如圖5和圖6所示，在形成的有機EL器件20中，當從玻璃基板21的上方看時，第三電極層26和第一電極層22在基本相同的區域內形成，並且其端部相互連接。這樣，這些奇數電極層(第一電極層22和第三電極層26)處於等電勢。在該EL器件20中，光從夾在第一電極層22和第二電極層24之間的部分29以及夾在第二電極層24和第三電極層26之間的部分29內發出。
特性測試實施例將直流電壓或者交流電壓施加到如上所述實施例1中製造的有機EL器件20，在下面的測量條件下獲得如下結果。首先，為了測量第一有機EL發光結構23的發光特性，具有如上所述彼此等電勢的第一電極層22和第三電極層26偏置到陽極(+)並且第二電極層24偏置到陰極(-)，以向器件20施加直流電壓，從而只在第一有機EL發光結構23中產生光。在該條件下，由於第二有機EL發光結構25反向偏置，所以其不發光。在圖7和圖8中，第一有機EL發光結構23的發光特性使用白色圓圈(○)繪製。而且，在圖10中，第一有機EL發光結構23的發光光譜(直流電流密度為10mA/cm2、電壓為8.0V)使用點劃線繪製。另外，圖11(照片)和圖12示出了第一有機EL發光結構23的發光現象(參照發光部分43)。
接著，為了測量第二有機EL發光結構25的發光特性，將第一電極層22和第三電極層26偏置到陰極(-)並且第二電極層24偏置到陽極(+)，以將直流電壓施加到器件20，從而只在第二有機EL發光結構25中發光。在該條件下，由於第一有機EL發光結構23反向偏置，所以其不發光。在圖7和圖8中，第二有機EL發光結構25的發光特性使用黑色圓圈(●)繪製。並且，在圖10中，第二有機EL發光結構25的發光光譜(直流電流密度為10mA/cm2、電壓為8.3V)使用虛線繪製。另外，圖11和圖12示出了第二有機EL發光結構25的發光現象(參照發光部分45)。
之後，通過在交流條件下驅動實施例1中製造的有機EL器件20進行測量，從而在第一有機EL發光結構23和第二有機EL發光結構25中交替發光。在該測試實施例中，來自交流電源27的50Hz交流電壓施加到彼此具有等電勢的第一電極層22和第三電極層26以及第二電極層24之間，以測量施加的每一有效電壓所對應的亮度。圖10中用實線示出了在交流驅動有機EL器件中施加有效電壓為10V的交流電時獲得的發光。測量發光光譜需要的實測時間(elapsed time)設置為大約0.2秒。另外，圖11和圖12示出了該EL器件的發光現象(參照發光部分47)。
從圖10所示的發光光譜和圖11所示的發光現象可以看出，當使用交流電壓驅動有機EL器件時，由於在能夠發出橙色光的第一有機EL發光結構24和能夠發出藍色光的第二有機EL發光結構25中交替發光，肉眼會看到白光。因此，即使使用交流電壓驅動有機EL器件20，有機EL器件20也能夠連續而不間斷地發光。
在上述實施例中，本發明採用具有發射不同顏色光的有機EL發光結構。但是，使用有機EL發光結構當然可以製造滿足本發明要求具有相同發光光譜的交流驅動有機EL器件，即，可以防止能用肉眼觀察到的閃爍而連續發光。
按照本發明，由於該有機電致發光器件包括至少三組電極層，並且在夾在兩組電極層之間的兩個或者更多有機電致發光結構中交替發光，可以獲得與現有技術的有機電致發光器件相比不具有閃爍問題的有機電致發光器件，並且可以提高的壽命。
如上所述，參照實施方式對本發明進行了描述，但是應該知道，本發明並不局限於這些實施方式，為了改進或者在本發明的範圍和精神內，本發明還可以有各種改進和變型。
權利要求
1.一種有機電致發光器件，包括位於基板上的至少三個電極層和有機電致發光結構，其中所述有機電致發光結構的數目比所述電極層的數目少一個，所述電極層和發光結構在所述基板上按下面的結構交替形成，在從所述基板開始的奇數層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數層位置處形成的電極層組分別以等電勢電連接，並且在向上述兩電極層組施加交流電壓時，在從所述基板開始的奇數層位置處形成的有機電致發光結構組和在從所述基板開始的偶數層位置處形成的有機電致發光結構組中交替發光。
2.按照權利要求1所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述有機電致發光結構是包括各自包含至少一個發光層的兩個或者多個發光單元的發光單元的層疊，所述兩個或者多個發光單元使用電荷產生層分隔開，並且所述電荷產生層是電阻率至少為1.0×102Ωcm的電絕緣層。
3.按照權利要求1或者2所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述各電極層是透明電極層。
4.按照權利要求1所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
5.按照權利要求2所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
6.按照權利要求4所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述不透明電極層包括金屬層。
7.按照權利要求5所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述不透明電極層包括金屬層。
8.按照權利要求4到7中任意一個所述的有機電致發光器件，其特徵在於，所述不透明電極層僅包括一個不透明電極層，並且該不透明電極層形成在從所述基板開始的第一層位置或者距離所述基板最遠的層位置處。
全文摘要
本發明公開了一種有機電致發光器件，該器件包括位於基板上的至少三個電極層和有機電致發光結構，所述電致發光結構的數目比所述電極層的數目少一個。所述電極層和發光結構在所述基板上按下述順序交替形成。在從所述基板開始的奇數層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數層位置處形成的電極層組分別以等電勢電連接。在向上述兩電極層組施加交流電壓時，在從所述基板開始的奇數層位置形成的有機電致發光結構組和從所述基板開始的偶數層位置形成的有機電致發光結構組中交替發光。
文檔編號H05B33/12GK1665360SQ200510008598
公開日2005年9月7日 申請日期2005年2月23日 優先權日2004年3月1日
發明者仲田壯志 申請人:愛美思公司