发光装置以及照明装置的制造方法_4

文档序号:9553618阅读:来源:国知局
件1及比较发光元件1的功 率效率-亮度曲线。
[0162] 如图5A所示,发光元件1在可见光区域具有两个峰值:第一峰值处于蓝色的波长 区域的466nm,并且第二峰值处于橙色的波长区域的587nm。另一方面,比较发光元件1也 在可见光区域具有两个峰值:第一峰值处于蓝色的波长区域的471nm,并且第二峰值处于 橙色的波长区域的581nm〇
[0163] 这是因为发光元件1及比较发光元件1都具有发光层的叠层,即发射低光度的波 长区域中的蓝色光的发光层和发射高光度的波长区域的橙色光的发光层的缘故。因此,可 知发光元件1及比较发光元件1都能够发射近似白炽色或暖白色的白色光。
[0164] 但是,发光元件1具有比比较发光元件1更宽的橙色波长区域,这是因为对发光层 的叠层顺序和各发光层及各中间层的厚度而言,发光元件1不同于比较发光元件1的缘故。
[0165] 接着,如图5B所示,发光元件1的最大外量子效率为55. 9%,而比较发光元件1的 最大外量子效率为51. 9%。上述外量子效率的差异起因于:在图5A的发射光谱中,由于较 宽的橙色波长区域,发光元件1的总光通量的外量子效率提高。
[0166] 接着,如图6所示,发光元件1的最大功率效率为52. 01m/W,而比较发光元件1的 最大功率效率为42. 71m/W。上述功率效率之间的差异起因于:在图5A的发射光谱中,由于 较宽的橙色波长区域,发光元件1的总光通量的功率效率提高。
[0167] 如上所述,确认到如下结果:根据本发明的一个方式的发光元件1在可见光区域 具有两个峰值,并发射近似白炽色或暖白色的白色光;根据本发明的一个方式的发光元件 1具有比比较发光元件1高的功率效率;根据本发明的一个方式的发光元件1具有比比较 发光元件1小的发光层的厚度。
[0168] 本实施方式可以与其他任何实施方式或实施例适当地组合而实施。
[0169] 实施例2 在本实施例中,制造具有与实施方式3所示的发光元件类似的结构的发光元件2及发 光元件3并对其进行评价。参照图2、图7A、7B、图8、图9A、9B和图10对发光元件2及发光 元件3进行说明。
[0170] 首先,参照图2、图7A、7B、图8、图9A、9B和图10说明本实施例的发光元件2及发 光元件3的制造方法。
[0171](发光元件2) 首先,将说明发光元件2 (参照图2)。在衬底502上通过溅射法形成包含氧化硅的铟 锡氧化物(IT0-Si02)膜,来形成透光电极504。其厚度为llOnm,电极面积为2mmX2mm。
[0172] 接着,以使形成有透光电极504的表面向下的方式将形成有透光电极504的衬底 固定于真空蒸镀装置中的衬底支架。将真空蒸镀装置中的压力降低到10 4Pa左右。然后, 以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)(下述结构式(101))和受主物质氧化钼进行 共蒸镀,在透光电极504上形成包含复合有机化合物和无机化合物而成的复合材料的空穴 注入层508a。将该空穴注入层508a的厚度设定为26. 6nm,将DBT3P-II(缩写)和氧化钼 的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。
[0173] 接着,通过使用电阻加热的蒸镀法在空穴注入层508a上沉积20nm厚的BPAFLP(缩 写)(下述结构式(102)),来形成空穴传输层508b。
[0174] 然后,通过以2mDBTPUBq-llC缩与)C卜还铦构PUBA1BP(缩写)(下述 结构式(104))和双(2,3,5_三苯基吡嗪)(二新戊酰基甲烷)铱(III)(缩写:[Ir(tppr)2 (dpm)],由下述结构式(111)表示)进行共蒸镀,在空穴传输层508b上形成40nm厚的发光 层508c。此时,将2mDBTPDBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩写)和[Ir(tppr)2 (dpm)](缩写) 的重量比调节为〇· 8 :0· 2 :0· 06 (=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(tppr)2 (dpm)])。注意, [Ir(tppr)2 (dpm)](缩写)为呈现红色发光的磷光化合物。
[0175] 然后,通过使用电阻加热的蒸镀法,在发光层508c上依次沉积5nm厚的 2mDBTroBq-II(缩写)膜和10nm厚的BPhen(缩写)(结构式(106))膜而层叠,从而形成电 子传输层508d。
[0176] 通过上述方式,形成包括空穴注入层508a、空穴传输层508b、发光层508c及电子 传输层508d的第一发光层508。
[0177] 接着,在电子传输层508d上蒸镀0.lnm厚的氧化锂(Li20),以形成电子注入缓冲 层 514a〇
[0178] 然后,通过蒸镀CuPc(缩写)(结构式(107)),在电子注入缓冲层514a上形成2nm 厚的电子中继层514b。
[0179] 接着,在电子中继层514b上以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)和受主 物质氧化钼进行共蒸镀,以形成电荷产生层514c。将其厚度设定为3. 3nm,并将DBT3P-II (缩写)和氧化钼的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。
[0180] 通过上述方式,形成包括电子注入缓冲层514a、电子中继层514b及电荷产生层 514c的第一中间层514。
[0181] 然后,通过如下方式在第一中间层514上形成第二发光层510。首先通过利用电 阻加热的蒸镀法在电荷产生层514c上沉积10nm厚的BPAFLP(缩写),来形成空穴传输层 510a〇
[0182] 然后,通过以CzPA(缩写)(下述结构式(108))和1,6mMemFLPAPrn(缩写)(下述 结构式(109))进行共蒸镀,来在空穴传输层510a上形成30nm厚的发光层510b。在此,将 CzPA(缩写)和l,6mMemFLPAPrn(缩写)的重量比调节为 1 :0· 05(=CzPA:l,6mMemFLPAPrn)〇 注意,CzPA(缩写)是具有电子传输性的物质,并且客体材料l,6mMemFLPAPrn(缩写)是呈 现蓝色发光的荧光化合物。
[0183] 然后,通过蒸镀法在发光层510b上依次沉积5nm厚的CzPA(缩写)和10nm厚的 BPhen(缩写)而层叠,来形成电子传输层510c。
[0184] 通过上述方式,形成包括空穴传输层510a、发光层510b及电子传输层510c的第二 发光层510。
[0185] 接着,通过蒸镀法在电子传输层510c上沉积0.lnm厚的氧化锂(Li20),来形成电 子注入缓冲层516a。
[0186] 接着,通过蒸镀CuPc(缩写),在电子注入缓冲层516a上形成2nm厚的电子中继层 516b〇
[0187] 接着,在电子中继层516b上以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)和受主 物质氧化钼进行共蒸镀,以形成电荷产生层516c。其厚度为53. 3nm,并将DBT3P-II(缩写) 和氧化钼的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。通过上述方式,形成包括电子注入 缓冲层516a、电子中继层516b及电荷产生层516c的第二中间层516。
[0188] 接着,采用如下方式在第二中间层516上形成第三发光层512。首先,通过利用电 阻加热的蒸镀法在电荷产生层516c上沉积20nm厚的BPAFLP(缩写),来形成空穴传输层 512a〇
[0189] 然后,以2mDBTPDBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩写)和(乙酰丙酮)双[4- (2-降冰 片基)-6-苯基啼啶]铱(III)(内型和外型混合物)(缩写:[Ir(nbppm)2 (acac)],由下 述结构式(112)表示)进行共蒸镀,在空穴传输层512a上形成40nm厚的发光层512b。将 2mDBTPDBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩写)和[Ir(nbppm)2 (acac)](缩写)的重量比调节为 0· 8 :0· 2 :0· 03 (=2mDBTPDBq_II:PCBA1BP:[Ir(nbppm) 2 (acac)])。注意,[Ir(nbppm) 2 (acac)](缩写)为呈现绿色发光的磷光化合物。
[0190] 接着,通过蒸镀法在发光层512b上依次沉积25nm厚的2mDBTroBq-II(缩写)和 15nm厚的BPhen(缩写)而层叠,形成电子传输层512c。然后,通过蒸镀在电子传输层512c 上沉积lnm厚的氟化锂(LiF),形成电子注入层512d。
[0191] 通过上述方式,形成包括空穴传输层512a、发光层512b、电子传输层512c及电子 注入层512d的第三发光层512。
[0192] 最后,通过使用电阻加热的蒸镀法在电子注入层512d上形成200nm厚的铝膜,来 形成光反射电极506。通过上述方式制造发光元件2。
[0193](发光元件3) 首先,将说明发光元件3 (参照图2)。在衬底502上通过溅射法形成包含氧化硅的铟 锡氧化物(IT0-Si02)膜,来形成透光电极504。其厚度为llOnm,电极面积为2mmX2mm。
[0194] 接着,以使形成有透光电极504的表面向下的方式将形成有透光电极504的衬底 固定于真空蒸镀装置中的衬底支架。将真空蒸镀装置中的压力降低到10 4Pa左右,然后,以 具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)(下述结构式(101))和受主物质氧化钼进行共 蒸镀,在透光电极504上形成包含复合有机化合物和无机化合物而成的复合材料的空穴注 入层508a。将该空穴注入层508a的厚度设定为26.6nm,将DBT3P-II(缩写)和氧化钼的 重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。
[0195] 接着,通过使用电阻加热的蒸镀法在空穴注入层508a上沉积20nm厚的BPAFLP(缩 写)(下述结构式(102)),来形成空穴传输层508b。
[0196] 然后,通过以2mDBTPDBq-II(缩写)(下述结构式(103))、PCBA1BP(缩写)(下述结 构式(104))和双[4,6_双(3-甲基苯基)嘧啶](二异丁酰甲烷)铱(III)(别名:(2,6_二 甲基-3,5-庚二酮-1120,0')双[4-甲基-2-(3-甲基-4-嘧啶基-]1吧)苯基-]1(:] 铱(III))(缩写:[Ir(5mdppm)2 (dibm)],由下述结构式(113)表示)进行共蒸镀,来在空 穴传输层508b上形成40nm厚的发光层508c。此时,将2mDBTroBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩 写)和[Ir(5mdppm) 2 (dibm)](缩写)的重量比调节为 0· 8 :0· 2 :0· 06 (=2mDBTPDBq-II: PCBAlBP:Ir(5mdppm)2 (dibm))。注意,[Ir(5mdppm)2 (dibm)](缩写)是呈现朱红色发 光的磷光化合物。
[0197] 然后,通过使用电阻加热的蒸镀法,在发光层508c上依次沉积5nm厚的 2mDBTroBq-II(缩写)膜和10nm厚的BPhen(缩写)(结构式(106))膜而层叠,从而形成电 子传输层508d。
[0198] 通过上述方式,形成包括空穴注人层508a、空穴传湔层508b、发光层508c及电子 传输层508d的第一发光层508。
[0199] 接着,在电子传输层508d上蒸镀0.lnm厚的氧化锂(Li20),形成电子注入缓冲层 514a〇
[0200] 接着,通过CuPc(缩写)(结构式(107))的蒸镀,在电子注入缓冲层514a上形成 2nm厚的电子中继层514b。
[0201] 接着,在电子中继层514b上以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)和受主 物质氧化钼进行共蒸镀,以形成电荷产生层514c。其厚度设定为3. 3nm,并将DBT3P-II(缩 写)和氧化钼的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。
[0202] 通过上述方式,形成包括电子注入缓冲层514a、电子中继层514b及电荷产生层 514c的第一中间层514。
[0203] 接着,通过如下方式在第一中间层514上形成第二发光层510。首先,通过使用电 阻加热的蒸镀法在电荷产生层514c上沉积10nm厚的BPAFLP(缩写),来形成空穴传输层 510a〇
[0205] 接着,通过蒸镀仕次_冗伝1UD丄恢伏7几积tmnu字tfJ ιζκλι·与付μiunm厚的BPhen (缩写)而层叠,形成电子传输层510c。
[0204] 然后,以CzPA(缩写)(下述结构式(108))和l,6mMemFLPAPrn(缩写)(下述结构式 (109))进行共蒸镀,在空穴传输层510a上形成30nm厚的发光层510b。在此,将CzPA(缩 写)和1,61111611^]^:^^:)1'11(缩写)的重量比调节为1:0.05(=〇2?4:1,61111611^]^ :^^:)1'11)。注意, CzPA(缩写)是具有电子传输性的物质,并且客体材料l,6mMemFLPAPrn(缩写)是呈现蓝色 发光的荧光化合物。
[0206] 通过上述方式,形成包括空穴传输层510a、发光层510b及电子传输层510c的第二 发光层510。
[0207] 接着,通过蒸镀在电子传输层510c上沉积0.lnm厚的氧化锂(Li20),形成电子注 入缓冲层516a。
[0208] 接着,通过CuPc(缩写)的蒸镀,在电子注入缓冲层516a上形成2nm厚的电子中 继层516b。
[0209] 接着,在电子中继层516b上以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)和受主 物质氧化钼进行共蒸镀,来形成电荷产生层516c。其厚度为53. 3nm,并将DBT3P-II(缩写) 和氧化钼的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。通过上述方式,形成包括电子注入 缓冲层516a、电子中继层516b及电荷产生层516c的第二中间层516。
[0210] 然后,采用如下方式在第二中间层516上形成第三发光层512。首先,通过使用电 阻加热的蒸镀法在电荷产生层516c上沉积20nm厚的BPAFLP(缩写),来形成空穴传输层 512a〇
[0211] 然后,以 2mDBTPDBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩写)和[Ir(nbppm)2 (acac)](缩 写)(结构式(112))进行共蒸镀,来在空穴传输层512a上形成40nm厚的发光层512b。将 2mDBTPDBq-II(缩写)、PCBA1BP(缩写)和[Ir(nbppm)2 (acac)](缩写)的重量比调节为 0· 8 :0· 2 :0· 03 (=2mDBTPDBq_II:PCBA1BP:[Ir(nbppm) 2 (acac)])。注意,[Ir(nbppm) 2 (acac)](缩写)是呈现绿色发光的磷光化合物。
[0212] 接着,通过蒸镀在发光层512b上依次沉积25nm厚的2mDBTroBq-II(缩写)和15nm 厚的BPhen(缩写)而层叠,来形成电子传输层512c。接着,通过蒸镀在电子传输层512c上 沉积lnm厚的氟化锂(LiF),形成电子注入层512d。
[0213] 通过上述方式,形成包括空穴传输层512a、发光层512b、电子传输层512c及电子 注入层512d的第三发光层512。
[0214] 最后,通过使用电阻加热的蒸镀法在电子注入层512d上形成200nm厚的铝膜,来 形成光反射电极506。通过上述方式,制造发光元件3。
[0215] 在此,表2示出在本实施例中制造的发光元件2及发光元件3中的透光电极、光反 射电极、第一至第三发光层、第一中间层及第二中间层的厚度。
[0216][表 2]
如表2所示,对于发光元件2及发光元件3各自,第一发光层、第二发光层、第三发光 层、第一中间层和第二中间层的总厚度大约为320nm。
[0217] 此外,在发光元件2及发光元件3各自中,作为第一发光层508使用发射具有在三 个发光层中最长的峰值波长的光的发光层,作为第二发光层510使用发射具有在三个发光 层中最短的峰值波长的光的发光层,并且作为第三发光层512使用发射具有短于或等于第 一发光层508发光的波长且长于或等于第二发光层510发光的波长的波长的光的发光层。
[0218] 换言之,在本实施例中的发光元件2和发光元件3中的发光层的叠层顺序如下。在 发光元件2中,从透光电极504 -侧依次形成有红色\蓝色\绿色发光层,而在发光元件3 中,从透光电极504 -侧依次形成有朱红色\蓝色\绿色发光层。
[0219] 此外,在发光元件2中,光反射电极506和第一发光层508中的发光区域之间的光 程大约为270nm,且大约为从第一发光层508发射的光(S卩,红色)的峰值波长的3/4。此外, 光反射电极506和第二发光层510中的发光区域之间的光程大约为200nm,且大约为从第 二发光层510发射的光(即,蓝色)的峰值波长的3/4。此外,光反射电极506和第三发光层 512中的发光区域之间的光程大约为80nm,且大约为从第三发光层512发射的光(S卩,绿色) 的峰值波长的1/4。注意,在发光元件2中,认为各发光层中的发光区域可以位于空穴传输 层和发光层之间的界面附近。
[0220] 在发光元件3中,光反射电极506和第一发光层508中的发光区域之间的光程大 约为270nm,且大约为从第一发光层508发射的光(S卩,朱红色)的峰值波长的3/4。此外,光 反射电极506和第二发光层510中的发光区域之间的光程大约为200nm,且大约为从第二发 光层510发射的光(S卩,蓝色)的峰值波长的3/4。此外,光反射电极506和第三发光层512 中的发光区域之间的光程大约为80nm,且大约为从第三发光层512发射的光(S卩,橙色)的 峰值波长的1/4。注意,在发光元件3中,认为各发光层中的发光区域可以位于空穴传输层 和发光层之间的界面附近。
[0221] 像这样,通过控制各发光层的厚度及各中间层的厚度,可以调整光反射电极和各 发光层之间的光程。
[0222] 在氮气氛的手套箱中,密封通过上述方式而制造的发光元件2及发光元件3,以防 止这些发光元件暴露于大气。然后,对该发光元件2及发光元件3的工作特性进行测量。这 里,在室温(保持25°C的气氛)下进行测量。
[0223] 图7A不出发光兀件2的发射光谱,图7B不出发光兀件2的外量子效率-亮度曲 线,并且图8示出发光元件2的功率效率-亮度曲线。此外,图9A示出发光元件3的发射 光谱,图9B示出发光元件3的外量子效率-亮度曲线,并且图10示出发光元件3的功率效 率-亮度曲线。
[0224] 如图7A所示,发光元件2在可见光区域具有三个峰值:第一峰值处于蓝色的波长 区域的473nm;第二峰值处于绿色的波长区域的539nm;第三峰值处于红色的波长区域的 622nm。此外,如图9A所示,发光元件3在可见光区域具有三个峰值:第一峰值处于蓝色的 波长区域的473nm;第二峰值处于绿色的波长区域的541nm;第三峰值处于朱红色的波长区 域的607nm。
[0225] 此外,如图7B及图8所示,发光元件2的最大外量子效率为48. 0%,而其最大功率 效率为43. 71m/W,此外,如图9B及图10所示,发光元件3的最大外量子效率为48. 2%,而其 最大功率效率为52. 31m/W。
[0226] 如上所述,确认到如下结果:根据本发明的一个方式的发光元件2及发光元件3各 自在可见光区域具有三个峰值,并发射近似白炽色或暖白色的白色光;根据本发明的一个 方式的发光元件2及发光元件3各自具有高功率效率。
[0227] 本实施方式可以与其他任何实施方式或实施例适当地组合而实施。
[0228] 实施例3 在本实施例中,制造根据本发明的方式的发光元件4及发光元件5并对其进行评价。参 照图11、图12A、12B、图13、图14A、14B和图15对发光元件4及发光元件5进行说明。
[0229] 图11所示的发光元件设置在衬底702上;包括透光电极704以及光反射电极706; 并且在透光电极704和光反射电极706之间包括:含有空穴注入层708a、空穴传输层708b、 发光层708c及电子传输层708d的第一发光层708 ;包含电子注入缓冲层714a、电子中继 层714b及电荷产生层714c的第一中间层714 ;包含空穴传输层710a、发光层710b及电子 传输层710c的第二发光层710 ;包含电子注入缓冲层716a、电子中继层716b及电荷产生层 716c的第二中间层716 ;以及包含空穴传输层712a、发光层712b-l、发光层712b-2、电子传 输层712c及电子注入层712d的第三发光层712。
[0230] 下面参照发光元件4及发光元件5的制造方法详细地说明图11所示的发光元件。
[0231](发光元件4) 首先,将说明发光元件4 (参照图11)。在衬底702上通过溅射法形成包含氧化硅的铟 锡氧化物(IT0-Si02)膜,来形成透光电极704。其厚度为llOnm,电极面积为2mmX2mm。
[0232] 接着,以使形成有透光电极704的表面向下的方式将形成有透光电极704的衬底 固定于真空蒸镀装置中的衬底支架。将真空蒸镀装置中的压力降低到10 4Pa左右。然后, 以具有高空穴传输性的物质DBT3P-II(缩写)(下述结构式(101))和受主物质氧化钼进行 共蒸镀,在透光电极704上形成包含复合有机化合物和无机化合物而成的复合材料的空穴 注入层708a。将该空穴注入层708a的厚度设定为26. 6nm,将DBT3P-II(缩写)和氧化钼 的重量比调节为1 :〇. 5 (=DBT3P-II:氧化钼)。
[0233] 接着,通过使用电阻
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