有机电致发光器件及其制造方法以及包括其的显示单元的制作方法

专利名称：有机电致发光器件及其制造方法以及包括其的显示单元的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种适用于包括共振器结构的装置的有机电致发光(EL)器件以及包 括该有机电致发光器件的显示单元。
背景技术：
已经将其中使用有机材料的电致发光的有机EL器件作为能够通过低压直流驱动 实现高亮度光发射的发光器件应用于有机EL显示单元。例如，有机EL器件具有这样的结 构，在该结构中下部电极、包括发光层的有机层以及上部电极顺序层叠在基板上。从下部电 极侧和上部电极侧之一或从这两侧引出在发光层中产生的光。在从上部电极引出光的情 况下，上部电极由例如透明导电膜制成。作为透明导电膜的材料，例如，使用诸如氧化铟锡 (ITO)和氧化铟锌(IZO)的金属氧化物导电材料。然而，在使用由金属氧化物组成的透明导电材料的情况下，由于在溅射沉积时的 损伤，器件的性能降低。此外，通过侵入并粘附至沉积表面的突出部和缺陷部极大地影响了 溅射膜的特性。此外，为了表现出金属氧化物的导电性，其膜厚应约为15nm或以上。因此， 存在一种很大的可能性，即，金属氧化物导电材料粘附至下部电极上的杂质或缺陷或者粘 附至有机膜的缺陷部，从而在上部电极和下部电极之间发生短路。作为上部电极的材料，还使用由金属膜制成的导电膜。例如，在日本未审查专 利申请公开第2004-164890号中，已经给出了以下描述，为了降低吸收损耗(absorption loss)，优选地，将具有1或以下的折射率和0. 5或以上的消光系数(extinction coefficient)的电子注入金属(electron injection metal)作为金属膜的材料。例如，日 本未审查专利申请公开第2004-164890号举例说明了铝、镁、钙、钠等单体(simple body) 或者它们的合金。金属膜具有约IOnm的厚度，并且用作电极。用来表现出导电性所必须的金属膜的 膜厚较小。因此，在下部电极上的杂质或缺陷中或有机膜的缺陷部中发生短路的可能性很 小。此外，用真空蒸发方法在高真空条件下通过使用电阻加热来沉积金属膜的情况下，几乎 不发生由与气体分子的碰撞引起的蒸发粒子的散射，因此，导电材料侵入下部电极上的杂 质或缺陷或者有机膜的缺陷部中的可能性较小。然而，存在以下不足，S卩，通过使前述金属膜变薄，降低了金属膜的导电性。在镁银 合金(Mg-Ag合金)的情况下，即使将膜变薄(但是变薄极限高于6nm)，仍保持了高的导电 性。即，在过去，还没有任何已知的成功实例，即，将导电性保持在有机EL器件能够用厚度 为6nm或以下的金属膜来被充分驱动的程度。例如，在日本未审查专利申请公开第8-185984号中，给出了以下描述，即，上部电极由氧化物导电材料制成，并将厚度为2nm的透明Mg-Ag合金膜设置在有机层与上部电极 之间以改善电子注入特性。Mg-Ag合金膜并不具有作为电极的功能，而仅具有作为电子注入 层的功能。氧化物导电材料是形成导电性的原因。因此，期望提供一种有机电致发光器件以及包括该有机电致发光器件的显示单 元，其中，在该有机电致发光器件中，上部电极由金属膜制成，可以在保持金属膜的导电性 的同时将金属膜的厚度变薄至6nm或以下。

发明内容
在实施例中，有机电致发光器件包括第一电极；有机层，形成在第一电极上并且 包括发光层；中间层，形成在有机层上；以及第二电极，形成在中间层上并具有6nm或以下 的厚度。在实施例中，有机层包括从第一电极侧顺序层叠的电子空穴注入层、电子空穴输 送层、发光层、电子输送层以及电子注入层。在实施例中，第二电极由包括合金的金属导电 膜制成，该合金包含铝、镁、钙以及钠中的一种或者多种。在实施例中，第二电极的合金为 Mg-Ag合金或者Al-Li合金。在实施例中，中间层包括钙或铝。在实施例中，包括中间层和 第二电极的膜的薄层电阻(sheet resistance)为10，000 Ω / □或以下。在实施例中，包含 在中间层中的金属元素的至少一部分扩散到第二电极中。在另一实施例中，中间层至少基 本上扩散到第二电极中。在另一实施例中，显示装置包括至少一个有机电致发光器件。在该实施例中，有机 电致发光器件包括第一电极；有机层，形成在第一电极上并且包括发光层；中间层，形成 在有机层上；以及第二电极，形成在中间层上并且具有6nm或以下的厚度。在另一实施例中，有机电致发光器件包括中间层、以及形成在中间层上并且具有 6nm或以下厚度的电极。在该实施例中，包括中间层和电极的膜的薄层电阻为10，000 Ω/口 或以下。在另一实施例中，制造电致发光器件的方法包括形成第一电极；在第一电极上 形成有机层；通过在有机层上形成中间层并在中间层上形成第二电极来形成包括中间层和 第二电极的层压膜，其中，第二电极的厚度为6nm或以下。在一个实施例中，该方法进一步 包括至少使中间层的材料基本上扩散到第二电极中，以使层压膜为由中间层和第二电极组 成的集成电极层。根据另一个实施例，有机电致发光器件包括设置在上部电极或第二电极和有机层 之间并与上部电极接触的由金属元素(诸如碱金属)组成的中间层。此外，在一个实施例 中，中间层的厚度为0. Inm 5nm(包括0. Inm和5nm在内)。根据另一个实施例，有机电致 发光器件包括包含作为主要成分的镁等的合金并且包含诸如碱金属的金属元素的上部电 极或第二电极。因此，防止了由上部电极的变性所引起的导电性降低，并且上部电极的厚度 能够减小至6nm或以下。具体地，该实施例适用于有机电致发光器件，在该有机电致发光器 件中包括共振器结构，并且在发光层中产生的光在下部电极和上部电极之间共振。根据另一个实施例，显示单元包括上述实施例中的至少一种。因此，保持了上部电 极的导电性，并且能够很好地驱动有机电致发光器件。其他的特征和优点在本文中进行了描述，并且从以下详细的描述和附图中将变得 显而易见。


图1为示出根据第一实施例的显示单元的结构的示图。图2为示出图1中所示的像素驱动电路的实例的示图。图3为示出图1中所示的有机EL器件的结构的横截面图。图4A和图4B为将具有图3中所示的共振器结构的有机EL器件的视角特性(view angle characteristics)与现有实例进行比较的示图。图5为示出根据第一变形实例的有机EL器件的结构的横截面图。图6为示出根据第二实施例的有机EL器件的结构的横截面图。图7为示出图6中所示的有机EL器件的另一结构的横截面图。图8为示出包括前述实施例的显示单元的模块的示意性结构的平面图。图9为示出前述实施例的显示单元的第一应用实例的外观的透视图。图IOA为示出从第二应用实例的正面观察到的外观的透视图，而图IOB为示出从 第二应用实例的背面观察到的外观的透视图。图11为示出第三应用实例的外观的透视图。图12为示出第四应用实例的外观的透视图。图13A为打开的第五应用实例的正视图，图13B为其侧视图，图13C为闭合的第五 应用实例的正视图，图13D为其左侧视图，图13E为其右侧视图，图13F为其顶视图，而图 13G为其底视图。
具体实施例方式下文中，将参照附图详细描述实施例。将以以下顺序给出描述1.第一实施例(由下部电极和上部电极构成第一共振器结构的实例)2.第一变形实例(集成中间层18和上部电极17的实例)3.第二实施例(通过将共振调整层(resonance adjustmentlayer)设置在上部电 极上来构成第二共振器结构的实例)4.实例第一实施例图1示出了根据第一实施例的显示单元的结构。显示单元用作有机EL电视装置 等。在该显示单元中，例如，作为显示区域110，后述的多个有机EL器件10RU0G以及IOB 以矩阵状态设置在基板11上。用于显示视频的驱动器(信号线驱动电路120和扫描线驱 动电路130)设置在显示区域110的外围。在显示区域110中，设置了像素驱动电路140。图2示出了像素驱动电路140的实 例。像素驱动电路140为形成在位于后述的下部电极14下方的层中的有源驱动电路。艮口， 像素驱动电路140具有驱动晶体管Trl、写入晶体管(writing transistor)Tr2、在驱动晶 体管Trl与写入晶体管Tr2之间的电容器(保持容量)Cs以及串连连接至在第一电源线 (Vcc)与第二电源线(GND)之间的驱动晶体管Trl的有机EL器件IOR(或者10G、10B)。驱 动晶体管Trl和写入晶体管Tr2由普通的薄膜晶体管(TFT(薄膜晶体管))组成。其结构 并不进行具体地限定，并且可以是例如反转式交错结构(staggered structure)(所谓的底栅型)或者交错结构(顶栅型)。在像素驱动电路140中，在列方向上设置多条信号线120A，而在行方向上设置多 条扫描线130A。每条信号线120A与每条扫描线130A之间的每个交叉部对应于有机发光 器件10RU0G以及IOB(子像素)之一。每条信号线120A连接至信号线驱动电路120。图 像信号通过信号线120A从信号线驱动电路120供给至写入晶体管Tr2的源电极。每条扫 描线130A连接至扫描线驱动电路130。扫描信号随后通过扫描线130A从扫描线驱动电路 130被供给至写入晶体管Tr2的栅电极。此外，在显示区域110中，作为一个整体以矩阵状态来顺序设置产生红光的有机 EL器件10R、产生绿光的有机EL器件IOG以及产生蓝光的有机EL器件10B。彼此邻近的有 机EL器件10RU0G以及IOB的组合组成一个像素。图3示出了图1中所示的有机EL器件10RU0G以及IOB的结构的横截面。有机 EL器件10R、IOG以及IOB分别具有如下结构，即，在该结构中，从基板11侧按前述像素电路 140的驱动晶体管Trl、平坦化绝缘膜12、作为阳极的下部电极或第一电极14、电极间绝缘 膜15、包括稍后描述的发光层16C的有机层16以及作为阴极的上部电极或第二电极17这 样的顺序层叠上述各层。上述的有机EL器件10RU0G以及IOB涂覆有保护层30。此外，将由玻璃等制成 的密封基板50用在该密封基板和保护层之间的粘合层40粘结至保护层30的整个区域，从 而，密封有机EL器件10R、IOG以及IOB。基板11由玻璃、硅(Si)晶片、树脂等制成。驱动晶体管Trl通过设置在平坦化绝 缘膜12中的连接孔(connection hole) 12A电连接至下部电极14。平坦化绝缘膜12是用于使像素驱动电路140形成在其上的基板11的正面平坦 化。由于设置了小的连接孔12A，所以，平坦化绝缘膜12优选地由具有良好的图案化精度的 材料制成。平坦化绝缘膜12的组成材料的实例包括诸如聚酰亚胺的有机材料和诸如二氧 化硅(SiO2)的无机材料。下部电极14还具有作为反射层的作用，并且期望具有尽可能高的反射率以提高 光发射效率。具体地，在下部电极14用作阳极的情况下，下部电极14期望由具有高电子 空穴注入特性的材料制成。这样的下部电极14具有例如IOOnm 1000nm(包括IOOnm和 IOOOnm在内)的层压方向厚度(lamination direction thickness)(下文中，简称为厚 度)。下部电极14的材料的实例包括诸如铬(Cr)、金(Au)、钼(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨 (W)以及银(Ag)的金属元素的单质或者合金。由氧化铟锡(ITO)等组成的透明导电膜可以 设置在下部电极14的表面上。如果设置了适当的电子空穴注入层，则能够使用具有高反射 率但是具有电子空穴注入势垒(由表面上的氧化膜的存在和小的功函数而导致)这种缺点 的材料(诸如铝(Al)合金)来作为下部电极14。电极间绝缘膜15用于确保下部电极14和上部电极17之间的绝缘，并且用于获得 光发射区域的期望形状。例如，电极间绝缘膜15由感光性树脂制成。电极间绝缘膜15设 置有与光发射区域相对应的开口部。尽管有机层16和上部电极17不仅设置在开口部中而 且设置在电极间绝缘膜15上，但是仅在电极间绝缘膜15的开口部中发射光。有机层16具有如下的结构，例如，在该结构中从下部电极14侧层叠电子空穴注入 层16A、电子空穴输送层16B、发光层16C、电子输送层16D以及电子注入层16E。在前述那些层中，可以根据需要设置除发光层16C以外的层。有机层16可以具有根据有机EL器件 10RU0G以及IOB的发光颜色而变化的结构。电子空穴注入层16A用于提高电子空穴注入 效率并且用作缓冲层以防止泄露。电子空穴输送层16B用于提高将电子空穴输送到发光层 16C中的效率。发光层16C用于产生由通过施加电场使电子空穴复合而导致的光。电子输 送层16D用于提高将电子输送到发光层16C中的效率。电子注入层16E用于提高注入电子 的效率。有机EL器件IOR的电子空穴注入层16A具有例如5nm 300nm (包括5nm和300nm 在内)的厚度，并且由化学式1或化学式2中所示的三亚吡嗪(hexaazatriphenylene)衍生 物组成。有机EL器件IOR的电子空穴输送层16B具有例如5nm 300nm (包括5nm和300nm在 内)的厚度，并且由二 [(N-萘基)-N-苯基]对二氨基联苯(bis[(N-naphthyl)-N-phenyl] benzidine) ( α -NPD)组成。有机EL器件IOR的发光层16C具有例如IOnm IOOnm(包括 IOnm和IOOnm在内)的厚度，并且由40体积％的2，6 二 [4-[N_(4-甲氧基苯基)-N_苯 基]二氨基二苯乙烯]萘-1,5-二氰基咪唑(2，6-bis[4-[N-(4-metoxyphenyl)-N-pheny ljaminostyriIJnaphthal ene-1, 5-dicarbonitrile) (BSN-BCN)与 8-羚基喹啉铝络合物 (8-quinolinol aluminum complex) (Alq3)混合的材料组成。有机EL器件IOR的电子输送 层16D具有例如5nm 300nm(包括5nm和300nm在内)的厚度，并且由Alq3制成。有机 EL器件IOR的电子注入层16E具有例如约0. 3nm的厚度，并且由LiF、Li2O等制成。化学式1在化学式1中，Rl R6分别并且独立地表示氢；卤素；羟基；氨基；芳基氨基； 具有20或以下个碳的取代/非取代碳酰基；具有20或以下个碳的取代/非取代羚酯基 (carbonylester group)；具有20或以下个碳的取代/非取代烃基；具有20或以下个碳的 取代/非取代烯基；具有20或以下个碳的取代/非取代烷氧基；具有30或以下个碳的取代 /非取代芳基；具有30或以下个碳的取代/非取代杂环基；或者从由腈基、氰基、硝基以及 甲硅烷基组成的组中选择的取代基。彼此邻近的每个Rm(m= 1 6)可以通过环状结构彼 此键合。此外，Xl X6分别并且独立地表示碳原子或氮原子。具体地，有机EL器件IOR的电子空穴注入层16A优选由化学式2中所示的材料制成。化学式2
R6 R5
W
X6 X5 有机EL器件IOG的电子空穴注入层16A具有例如5nm 300nm (包括5nm和300nm 在内)的厚度，并且由化学式1或化学式2中所示的三亚吡嗪(hexaazatriphenylene)衍 生物组成。有机EL器件IOG的电子空穴输送层16B具有例如5nm 300nm(包括5nm和 300nm在内)的厚度，并且由α -NPD组成。有机EL器件IOG的发光层16C具有例如IOnm IOOnm(包括IOnm和IOOnm在内)的厚度，并且由1体积％的香豆素6 (coumarin 6)与Alq3 混合的材料组成。有机EL器件IOG的电子输送层16D具有例如5nm 300nm (包括5nm和 300nm在内)的厚度，并且由Alq3制成。有机EL器件IOG的电子注入层16E具有例如约 0. 3nm的厚度，并且由LiF, Li2O等制成。有机EL器件IOB的电子空穴注入层16A具有例如5nm 300nm (包括5nm和300nm 在内)的厚度，并且由化学式1或化学式2中所示的三亚吡嗪(hexaazatriphenylene)衍 生物组成。有机EL器件IOB的电子空穴输送层16B具有例如5nm 300nm(包括5nm和 300nm在内)的厚度，并且由α -NPD组成。有机EL器件IOB的发光层16C具有例如IOnm IOOnm(包括IOnm和IOOnm在内)的厚度，并且由螺环6Φ (spiro 6Φ)组成。有机EL器 件IOB的电子输送层16D具有例如5nm 300nm (包括5nm和300nm在内)的厚度，并且由 Alq3制成。有机EL器件IOB的电子注入层16E具有例如约0. 3nm的厚度，并且由LiF、Li20 等组成。上部电极17由金属导电膜制成。其具体实例包括铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)或钠 (Na)的合金。具体地，镁和银的合金(Mg-Ag合金)是优选的，这是因为Mg-Ag合金在薄膜 中具有导电性和小的吸收性(absorption)。Mg-Ag合金中的镁和银的比例不进行具体地限 定，但是Mg Ag的膜厚比期望在20 1 1 1的范围内。此外，上部电极17的材料可 以为铝(Al)和锂(Li)的合金(Al-Li合金)。第二电极或上部电极17的厚度为6nm或以下，并且优选为在2nm 6nm的范围内 (包括2nm和6nm在内)。如果其厚度为6nm或以下，则可以防止上部电极17的材料粘附至 下部电极14上的杂质的周围，并且防止由下部电极14和上部电极17之间的电短路导致的 非-光发射缺陷(所谓的失效点(lost point))的产生。此外，如果其厚度为2nm或以上， 则可以将上部电极17的导电性确保在驱动有机EL器件10RU0G以及10B可以很好地起作 用的程度。此外，上部电极17的厚度更优选为2. 5nm 6nm(包括2. 5nm和6nm在内)，这 是因为由此能够充分地执行驱动有机EL器件10RU0G以及10B。中间层18设置在上部电极17和有机层16之间并与上部电极17相接触。中间层 18具有例如0. Inm 5nm(包括0. Inm和5nm在内)的厚度，并且包含从由碱金属、碱土金 属、镧系金属、铝、铟、锡、镍、铜以及锌组成的金属元素组中选择的一种。从而，在显示单元 中，下部电极17的厚度可以减小至6nm或以下，而同时保持上部电极17的导电性。本说明书中的“上部电极17的厚度”和“中间层18的厚度”是通过诸如光谱椭圆偏光法(spectroscopic ellipsometry)的光学方法获得的。此外，“上部电极17的厚度” 和“中间层18的厚度”是在用密封基板50密封并且组装后，在产品的状态下测量的。中间层18具有作为变性防止层(degeneration preventive layer)的功能，以防 止上部电极17与有机层16直接接触而失去导电性。因此，中间层18期望具有获得上部电 极17的变性防止效果的厚度。具体地，如上所述，中间层18具有0. Inm或以上的厚度。此 外，在中间层18的厚度为5nm或以下的情况下，由于光吸收而导致的效率低下能够较小。在上部电极17用作阴极的情况下，中间层18优选由电子注入性材料制成。如上 所述，这样的材料的实例包括碱金属、碱土金属、以及镧系金属。通过设置适当的电子注入 层16E，能够使用具有比镁的功函数大的功函数的金属。这样的金属的实例包括诸如铝、铟、 和锡的金属以及诸如镍、铜、和锌的过渡金属。具体地，中间层18优选包含钙。对于有机层16，钙具有良好的电子注入特性，具有 作为膜的高导电性，并且具有较小的吸收性。此外，钙作为单一材料可以比较容易地沉积在 有机层16上，并且与诸如碱土金属和碱金属的其他材料不同，钙在空气中不会经受剧烈的 氧化和羚基化反应。因此，在制造期间处理钙比较容易。另外，中间层18优选包含铝。如果在较薄地形成适当的电子注入层16E(诸如氟 化锂)之后层叠铝，则铝表现出良好的电子注入特性。此外，铝具有防止进一步设置在其上 的上部电极17的变性的效果。由中间层18和上部电极17组成的膜的薄层电阻(sheetresistance)优选为例如 10，000Ω/ □或以下。从而，在接触部设置在基板上的像素附近的平板结构中，能够降低压 降的影响，并且能够防止驱动电压上升或像素中的亮度梯度。例如，在100英寸的全高清晰 度显示单元(full high definition display unit)中，一个像素间距为1. 15mm。在这样 的大像素中，如果白色显示光发射效率为20cd/A并且显示亮度为200cd/m2，则从像素的一 端至另一端的压降为0. 13V，削弱显示质量的可能性很小。在如稍后描述的制造步骤中，将中间层18和上部电极17形成为层压膜。然而，在 形成上部电极17之后，包含在中间层18中的部分金属元素可以分布在第二电极17中。上部电极17还具有作为半透明反射层的功能。S卩，有机EL器件10RU0G以及10B 具有共振器结构MCl (第一共振器结构MCl)。在发光层16C中产生的光通过共振器结构MCl 在下部电极14和上部电极17之间共振。在共振器结构MCl中，下部电极14和有机层16 之间的界面为反射面P1，中间层18和电子注入层16E之间的界面为半透明反射面P2，而有 机层16为共振部。在发光层16C中产生的光被共振并且从半透明反射面P2侧被引出。在 包括共振器结构MCl的情况下，在发光层16C中产生的光发生多重干涉，从半透明反射面P2 侧引出的光的光谱的半带宽减小，从而能够增大峰值强度。即，能够增大在正面方向上的光 辐射强度，并且能够改善发发射的颜色纯度。还能够通过多重干涉来使从密封基板50侧进 入的外部光衰减。通过结合后述的滤色器51，有机EL器件10RU0G以及10B中的外部光的 反射率能够明显地减小。为此，反射面Pl和半透明反射面P2之间的光程Ll优选地满足数学式1。数学式1(2L1)/A +Φ/(2 π ) = m在该公式中，“Li”表示反射面Pl和半透明反射面P2之间的光程。“m”表示次数(0或自然数)。“ Φ ”表示在反射面Pl中产生的反射光的相移Φ 1和在半透明反射面Ρ2中 产生的反射光的相移Φ2的和(Φ = Φ1+Φ2) (rad) 0 “ λ ”表示期望从半透明反射面P2 侧引出的光的光谱的峰值波长。对于数学式1中的Ll和λ，单位应该是统一的，并且例如， 将(nm)用作该单位。在反射面Pl和半透明反射面P2之间，存在引出光发射强度为最大值(共振面)的 位置。共振面的数量为m+1。在m= 1以上的条件下，在光发射面存在于最接近反射面Pl 的共振面上的情况下，光发射光谱的半带宽变得最宽。在具有这种共振器结构MCl的有机EL器件10RU0G以及IOB中，存在随着次数m 变得越大，亮度和色度的视角依赖性变得越大的趋势，即，在正面方向上观看的情况和在倾 斜方向上观看的情况之间的亮度和色度的差异变得越大。在假设有机EL显示单元用于普 通电视装置等情况下，期望随着视角的变化，亮度的降低和色度的变化较小。具体地，在白 光发射时，从45度倾斜方向测量的光谱辐射比相对于从正面测量的光谱辐射比优选为0.7 以上。仅考虑视角特性，条件m = 0为理想的。然而，在这种条件下，有机层16的厚度很 小，并且因此，存在产生对发光特性的影响和下部电极14与上部电极17之间的短路的可能 性。因此，例如，通过使用条件m= 1，来避免亮度和色度的视角依赖性增大，并且防止光发 射特性降低和短路产生。例如，在下部电极14由铝合金组成而上部电极17由Mg-Ag合金 组成的情况下，如果m为0，则蓝色有机EL器件IOB的有机层16的厚度约为80nm，并且如 果m为1，则其约为190nm，并且相应地，防止了短路发生。此外，在该实施例中，如上所述，上部电极17的厚度减小至2nm 6nm (包括2nm 和6nm在内)。因此，因为以下原因，能够更多地减少随着视角变化的亮度降低和色度变化。 即，在上部电极17的厚度减小的情况下，上部电极17的透射率增加而反射率减小。结果， 在从发光层16C发出的光之中，被上部电极17反射朝向下部电极14侧的光的比减小。从 而，共振器结构MCl变弱，从半透明反射面P2引出的光的角度依赖性降低。因此，例如，在 次数m为1或以上的条件下，能够降低亮度和色度的视角依赖性，从而能够获得具有优良的 显示性能的有机EL显示单元。图4A示出了在将由Ca组成的厚度为2nm的中间层18和由Mg-Ag合金组成的厚 度为4nm的上部电极17设置在具有共振器结构MCl的有机EL器件中的情况下的光谱。光 谱示出了通过光学仿真从正面观看和从45度倾斜方向观看的结果。图4B示出了在没有设 置中间层18而仅设置由Mg-Ag合金组成的厚度为Snm的上部电极17的情况下以类似方式 通过光学仿真获得的光谱。如图4A和图4B所证实，在设置中间层18的前一种情况下，与 后一种情况下相比，光谱半带宽更宽，峰值强度更低，并且共振效果修正更大，但是随着视 角变化的光发射特性的改变比在后一种情况下降低更多。图3中所示的保护层30由氮化硅(SiNx)、氧化硅、金属氧化物等组成。图3中所 示的粘合层40由例如热硬化树脂或者紫外线硬化树脂组成。图3中所示的密封基板50位于有机EL器件10RU0G以及IOB的上部电极17侧 上。密封基板50与粘合层40 —起密封有机EL器件10RU0G以及10B，并且由诸如对在有 机EL器件10RU0G以及IOB中产生的光是透明的玻璃的材料制成。密封基板50例如设置 有滤色器51，该滤色器弓丨出有机EL器件10R、IOG以及IOB中产生的光，并吸收由有机EL器件10RU0G以及IOB和其间的布线反射的外部光以改善对比度。滤色器51可以设置在密封基板50的任一面上，但是优选设置在有机EL器件10R、 IOG以及IOB的一侧上。从而，滤色器51不暴露在表面上，并且能够被粘合层40保护。此 外，在这种情况下，由于发光层16C和滤色器51之间的距离变窄，所以可以避免从发光层 16C发出的光进入相邻的其他颜色的滤色器51而产生混合颜色的情况。滤色器51具有红 色滤色器、绿色滤色器以及蓝色滤色器(未示出)，它们对应于有机EL器件10RU0G以及 IOB而顺序设置。红色滤色器、绿色滤色器以及蓝色滤色器分别以例如其间没有间隙的矩形形状形 成。红色滤色器、绿色滤色器以及蓝色滤色器分别由与色素混合的树脂制成。通过选择色 素来进行调整，以使在预期的红色、绿色、以及蓝色波长区域中的透射率比较高，而在其他 波长区域中的透射率比较低。此外，滤色器51中具有高透射率的波长范围与期望从共振器结构MCl引出的光的 光谱的峰值波长λ相对应。从而，在从密封基板50进入的外部光之中，只有具有与期望引 出的光的光谱的峰值波长λ相等的波长的光穿过滤色器51，而阻止其他波长的外部光侵 入有机EL器件10R、IOG以及10Β。例如，能够以以下方法制造显示单元。首先，在由前述材料制成的基板11上形成包括驱动晶体管Trl的像素驱动电路 140。之后，通过用感光树脂涂覆基板11的整个表面来形成平坦化绝缘膜12，并且通过曝光 和显影将平坦化绝缘膜12图案化成给定形状，形成连接孔12Α，并且烧制由以上所得的结 构。接下来，通过例如溅射方法来形成由前述材料制成的下部电极14，并且通过湿法 蚀刻选择性地去除下部电极14。从而，将各个有机发光器件10RU0G以及IOB单独地分开。随后，用感光树脂涂覆基板11的整个区域。例如，通过光刻方法对应于光发射区 域来设置开口部，并且烧制由以上所得的结构。从而，形成了电极间绝缘膜15。然后，例如，通过蒸发法形成具有前述厚度并且由前述材料制成的有机层16的电 子空穴注入层16Α、电子空穴输送层16Β、发光层16C以及电子输送层16D。在形成有机层16之后，例如，通过蒸发法沉积由具有前述厚度并且由前述材料制 成的中间层18和上部电极17组成的层压膜。在形成上部电极17之后，包含在中间层18中 的部分金属元素可以扩散并分布在第二电极17中。因此，形成了如图3所示的有机EL器 件 10RU0G 以及 IOB0随后，通过例如CVD法或者溅射法在有机EL器件10R、IOG以及IOB上形成由前述 材料制成的保护层30。此外，例如，用红色滤色器的材料通过旋转涂覆等涂覆由前述材料制成的密封基 板50，并且通过光刻技术对由上所得的结构图案化，并且烧制该结构。从而，形成了红色滤 色器。随后，以与形成红色滤色器相同的方式顺序形成蓝色滤色器和绿色滤色器。然后，在保护层30上形成粘合层40。密封基板50和保护层30利用在其间的粘合 层40粘结在一起。这时，将其上形成有滤色器51的密封基板50的表面优选地设置在有机 EL器件10RU0G以及IOB的一侧上。因此，完成了在图1 图3中示出的显示单元。在显示单元中，扫描信号通过写入晶体管Tr2的栅电极从扫描线驱动电路130供给至每个像素，而来自信号线驱动电路120的图像信号通过写入晶体管Tr2保持在保持电 容Cs中。即，根据保持在保持电容Cs中的信号来控制驱动晶体管Trl的导通-截止，从而 将驱动电流Id注入到各个有机发光器件10RU0G以及IOB中。结果，发生电子-空穴复合 从而引起发光。光在下部电极14(反射面Pl)和上部电极17 (半透明反射面P2)之间被多 次反射。然后，光穿过上部电极17、滤色器51以及密封基板50，并且被引出。在这种情况下，中间层18设置在上部电极17和有机层16之间并与上部电极17 相接触。中间层18包含从由前述碱金属等组成的金属元素组中选择的一种，并且具有 0. Inm 5nm(包括0. Inm和5nm在内)的厚度。因此，防止了由上部电极17和有机层16 之间的直接接触导致的上部电极17的变性和导电性降低，从而能够很好地驱动有机EL器 件10RU0G以及10B，并且能够长时间获得良好的显示性能。此外，由于上部电极17的厚度 较小，所以防止了由下部电极14和上部电极17之间的短路而导致的非-光发射缺陷的产 生。此外，在有机EL器件10RU0G以及IOB具有共振器结构MCl的情况下，通过减小 上部电极17的厚度，共振器结构MCl减弱，降低了从半透明反射面P2引出的光的视角依赖 性。因此，例如，在次数m为1或以上并且亮度和色度的视角依赖性容易很明显的条件下， 缓和了随着视角的变化的亮度和色度的改变。如上所述，在该实施例的有机EL器件10RU0G以及IOB中，中间层18设置在上部 电极17和有机层16之间并与上部电极17相接触。中间层18包含从由前述碱金属等组成 的金属元素组中选择的一种，并且具有0. Inm 5nm(包括0. Inm和5nm在内)的厚度。因 此，防止了由上部电极17的变性所导致的导电性降低，并且上部电极17的厚度可以减小至 2nm 6nm(包括2nm和6nm在内)。因此，在通过使用有机EL器件10RU0G以及IOB构成 显示单元的情况下，能够保持上部电极17的导电性，很好地驱动有机EL器件10RU0G以及 10B，并且能够减少非-光发射缺陷。具体地，这些实施例适用于有机EL器件10RU0G以及 10B,在这些有机EL器件中包括共振器结构MCl，在发光层16C中产生的光在下部电极14和 上部电极17之间共振。第一变形实例图5示出了根据第一变形实例的显示单元的有机EL器件10RU0G以及IOB的横 截面结构。除中间层18的材料在上部电极17中完全扩散并且中间层18与上部电极17集 成一体之外，有机EL器件10R、IOG以及IOB具有与前述第一实施例类似的结构。因此，将 通过对相应的元件采用相同的参考标号来给出描述。上部电极17具有2nm 6nm(包括2nm和6nm在内)的厚度。上部电极17包括 含有镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ga)或钠(Na)的合金作为主要成分，并且包含从由碱金属、碱土 金属、镧系金属、铝、铟、锡、镍、铜以及锌组成的金属元素组中选择的一种。从而，在显示单 元中，上部电极17的厚度可以减小至6nm或以下，而同时保持上部电极17的导电性。作为为上部电极17的主要成分的合金，例如，与第一实施例的上部电极17中一 样，镁和银的合金(Mg-Ag合金)或铝(Al)和锂(Li)的合金(Al-Li合金)为优选的。与前述实施例的中间层18 —样，包含在上部电极17中的金属元素具有变性防止 功能，以防止上部电极17与有机层16直接接触并且丧失导电性。在上部电极17用作阴极 的情况下，金属元素优选具有电子注入特性。如上所述，这样的材料的实例包括碱金属、碱
14土金属以及镧系金属。通过设置适当的电子注入层16E，能够使用具有比镁的功函数更大的 功函数的金属。这样的金属的实例包括诸如铝、铟和锡的金属以及诸如镍、铜和锌的过渡金
jM ο具体地，作为包含在上部电极17中的金属元素，与第一实施例的中间层18中的一 样，钙或铝为优选的。与第一实施例的上部电极17中的一样，上部电极17的厚度更优选为2.5nm 6nm (包括2. 5nm和6nm在内)。本说明书中的“上部电极17的厚度”是通过诸如光谱椭圆偏光法的光学方法获得 的。此外，“上部电极17的厚度”是在用密封基板50密封并且组装之后的产品的状态下测量的。与在第一实施例中的一样，例如，上部电极17的薄层电阻优选为10，000Ω/ □或 以下。包含在上部电极17中的金属元素例如在上部电极17中扩散。此外，包含在上部 电极17中的金属元素可以通过与电子输送层16D和电子注入层16Ε接触而在化学性质上 被改变。与在第一实施例中一样，在制造步骤中，上部电极17形成为由中间层18和上部电 极17组成的层压膜。然而，在形成上部电极17以后，作为中间层18的材料的金属元素扩 散并分布在上部电极17中，结果，构成了由中间层18和上部电极17所组成的集成电极层。 因此，如果分析横截面，则中间层18不作为层被检测。在该变形实例中，共振器结构MCl的半透明反射面Ρ2为上部电极17和电子注入 层16Ε之间的界面。制造该显示单元的方法与制造前述第一实施例的方法类似。即，与前述第一实施 例中的一样，将中间层18和上部电极17形成为层压膜。此时，在形成上部电极17之后，作 为中间层18的材料的金属元素在上部电极17中扩散，结果，上部电极17形成为由中间层 18和上部电极17组成的集成电极层。因此，形成了图5中示出的有机EL器件10RU0G以 及 10Β。在显示单元中，以与在第一实施例中所述的相同的方式，对每个像素进行驱动控 制并且进行显示。在这种情况下，上部电极17包含Mg等的合金作为主要成分，并且包含从 由前述碱金属等组成的金属元素组中选择的一种。因此，防止了由上部电极17的变性导致 的导电性降低，可以很好地驱动有机EL器件10RU0G以及10Β，并且能够时间获得良好的显 示性能。此外，由于上部电极17的厚度较小，所以防止了由下部电极14和上部电极17之 间的短路导致的非_光发射缺陷的产生。如上所述，在该变形实例中，上部电极17包含Mg等的合金作为主要成分，并且包 含从由前述碱金属等组成的金属元素组中选择的一种。因此，防止了由上部电极17的变 性导致的导电性降低，并且上部电极17的厚度能够减小至2nm 6nm(包括2nm和6nm在 内)。因此，在通过使用有机EL器件10RU0G以及IOB构成显示单元的情况下，保持了上部 电极17的导电性，很好地驱动了有机EL器件10RU0G以及10B，并且能够减少非-光发射 缺陷。具体地，这些实施例适用于有机EL器件10RU0G以及10B，在这些有机EL器件中包 括共振器结构MC1，并且在发光层16C中产生的光在下部电极14和上部电极17之间共振。第二实施例
图6示出了根据第二实施例的有机EL器件10RU0G以及IOB的结构的横截面。除 在上部电极17和保护层30之间包括共振调整层19之外，有机EL器件10RU0G以及IOB 具有与前述第一实施例类似的结构。因此，将通过对相应的元件采用相同的参考标号来给 出描述。共振调整层19用于通过使用介质镜原理(dielectric mirrorpriciple)在上部 电极17上设置反射界面来控制共振器结构MCl的共振器效果，并且具有与保护层30不同 的折射率。即，有机EL器件10R、IOG以及IOB具有共振器结构MC2 (第二共振器结构MC2)。 从共振器结构MCl引出的光通过共振器结构MC2在共振调整层19和保护层30之间的界面 与下部电极14之间共振。在共振器结构MC2中，下部电极14和有机层16之间的界面为反 射面P1，共振调整层19和保护层30之间的界面为半透明反射面P3，而有机层16、中间层 18、上部电极17以及共振调整层19为共振部。从共振器结构MCl引出的光被共振并且从 半透明反射面P3侧被引出。在包括作为第二共振器结构的共振器结构MC2的情况下，如果 共振器结构MCl的共振效果由于减小上部电极17的厚度而变弱，则能够控制共振效果。反射面Pl和半透明反射面P3之间的光程L2优选地满足数学式2。数学式2(2L2)/A +Φ/(2 π ) = m在该式中，“L2”表示反射面Pl和半透明反射面P3之间的光程。“m”表示次数(0 或自然数)。“ φ ”表示在反射面Pl中产生的反射光的相移φ 1和在半透明反射面Ρ3中产 生的反射光的相移Φ3的和(Φ = Φ1+Φ3) (rad)。“ λ ”表示期望从半透明反射面Ρ3侧引 出的光的光谱的峰值波长。对于数学式2中的L2和λ，单位应该是统一的，例如，将(nm) 用作该单位。此外，共振调整层19还具有作为防止上部电极17劣化的保护膜的功能。S卩，如果 在形成上部电极17之后，通过CVD方法或溅射方法在上部电极17上直接层叠保护层30，则 存在如下的可能性，即，上部电极17被成膜时引入的气体、氧、高能粒子、腔体中或者流动 氛围中的氧水分等变性而不能保持作为电极的功能。然而，如果在形成上部电极17之后， 接着通过真空蒸发方法设置共振调整层19，则能够保护上部电极17。共振调整层19的厚度不进行具体的限定。然而，为了防止上部电极17变性，例如， 共振调整层19的厚度期望为IOnm或以上。能够通过光学设计适当地调整膜厚的设置，以调 整共振器结构MC2的强度。然而，共振调整层19应该形成为对R、G以及B是共用的。因此， 期望设置折射率和膜厚以便对于全部三种颜色来说光引出效果都是良好的。作为共振调整 层19的材料，具有小的可见光吸收性并且具有在成膜时使上部电极17变性的可能性小的 材料是期望的。能够选择具有根据共振器结构MC2调整需要的折射率的材料。作为具体材 料，能够使用以氟化锂(在460nm，折射率为1. 38)、溴化钾(1. 58的折射率)、Alq3 (1. 84的 折射率)、MoO3 (2. 22的折射率)、ZnSe (2. 6的折射率)等为代表的真空蒸发无机膜或真空 蒸发有机膜。由于以下原因，共振调整层19的折射率优选小于保护层30的折射率。即，共振器 结构MC2的半透明反射面P3是通过共振调整层19和保护层30之间的界面的折射率差来 形成的。因此，如果折射率差增大，则共振效果增强，而如果折射率差减小，则共振效果减 弱。为了通过增大折射率差来增强共振效果，将共振调整层19的折射率设置为小于保护层30的折射率，或者设置为大于保护层30的折射率。如果将共振调整层19的折射率设置为 小于保护层30的折射率，则作为在反射面Pl中的相移的结果，共振器结构MC2的次数m能 够与由下部电极14和上部电极17组成的共振器结构MC 1的次数m相同。此外，在有机发 光器件10RU0G以及IOB的每个发光层16C的光发射位置位于与下部电极14最接近的共 振位置中的情况下，即使共振调整层19形成为对于有机发光器件10RU0G以及IOB是共用 的，对于全部有机发光器件10RU0G以及IOB也能够加强共振强度。在不需要加强共振效果的情况下，能够将共振调整层19的折射率设置为接近保 护层30的折射率的值。例如，在保护层30由氮化硅(折射率1. 8 1. 9 (包括1. 8和1. 9 在内))组成的情况下，以Alq3为代表的有机材料的折射率约为1. 9，并且适用于共振调整 层19。此外，可以使用其他有机膜或其他无机膜。除在形成上部电极17之后，接着通过真空蒸发方法形成由前述材料制成的共振 调整层19之外，能够以与第一实施例相同的方式来制造该显示单元。在显示单元中，以与在第一实施例中所述的相同的方式对每个像素进行驱动控制 并且进行显示。在这种情况下，将共振调整层19设置在上部电极17和保护层30之间，构 成共振器结构MC2。因此，在共振器结构MCl的共振效果由于上部电极17的厚度减小而变 弱的情况下，增加了从正面引出的光的强度。如上所述，在该实施例的有机EL器件10RU0G以及IOB中，共振调整层19设置在 上部电极17和保护层30之间，构成共振器结构MC2。因此，在共振器结构MCl的共振效果 由于上部电极17的厚度减小而变弱的情况下，能够控制共振效果。在该实施例中，如图7中所示，作为中间层18的材料的金属元素可以扩散并分布 在上部电极17中，结果，上部电极17被构造成由中间层18和上部电极17组成的集成电极 层。模块和应用实例将给出在前述实施例中描述的显示单元的应用实例的描述。前述实施例的显示单 元能够应用于任何领域中的电子装置(例如电视装置、数码相机、笔记本个人计算机、诸如 移动电话的便携式终端装置以及摄像机)的显示单元，以用来将从外部输入的视频信号或 者内部生成的视频信号作为图像或视频显示。模块例如，前述实施例的显示单元结合在各种电子装置(诸如后述的第一 第五应用 实例)中作为图8示出的模块。在该模块中，例如，将从密封基板50和粘合层40暴露的区 域210设置在基板11的一侧上，并且通过延伸信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130 的布线在暴露区域210中形成外部连接终端(未示出)。外部连接终端可以配备有用于输 入和输出信号的柔性印制电路板(FPC) 220。第一应用实例图9为应用前述实施例的显示单元的电视装置的外观。该电视装置具有例如包括 正面面板310和滤光玻璃320的视频显示屏幕部300。视频显示屏幕部300由根据前述各 个实施例的显示单元组成。第二应用实例图IOA和图IOB为应用前述实施例的显示单元的数码相机的外观。该数码相机具有例如用于闪光的光发射部410、显示部420、菜单切换(menu switch)430以及快门按钮 440。显示部420由根据前述各个实施例的显示单元组成。第三应用实例图11为应用前述实施例的显示单元的笔记本个人计算机的外观。笔记本个人计 算机具有例如主体510、用于输入字符等的操作的键盘520、以及用于显示图像的显示部 530。显示部530由根据前述各个实施例的显示单元组成。第四应用实例图12为应用前述实施例的显示单元的摄像机的外观。摄像机具有例如主体610、 设置在主体610的前侧表面上的用于拍摄物体的透镜620、拍摄中的启动/停止开关630以 及显示部640。显示部640由根据前述各个实施例的显示单元组成。第五应用实例图13A 图13G为应用前述实施例的显示单元的移动电话的外观。在移动电话 中，例如，通过连接部(铰接部)730来连接上机壳710和下机壳720。移动电话具有显示 屏740、子显示屏750、画面灯(picture light) 760以及相机770。显示屏740或子显示屏 750由根据前述各个实施例的显示单元组成。实例将给出具体实例的描述。实例1-1 1-4形成前述第一实施例的中间层18和上部电极17。此时，中间层18由钙(Ca)组 成，并且其厚度为2. Onm。上部电极17由Mg-Ag合金组成，并且其厚度是变化的，如表1所 示。为了与有机发光器件IORUOG以及IOB的条件相匹配，作为中间层18的基础，形成通 过电子输送材料的电阻加热所获得的具有20nm厚度的真空蒸发膜。通过真空蒸发方法在 l*10_5Pa或以下的高真空度下利用电阻加热以0. lnm/sec的蒸发速率来沉积上部电极17。 镁和银的共蒸发率为Mg Ag= 10 I0为了防止由空气导致的变性，通过真空蒸发在上 部电极17上形成具有40nm厚度的氟化锂膜。然后，利用紫外线硬化树脂密封所得结构。比较实例1-1和1-2除没有设置中间层之外，以与前述实例1-1 1-4相同的方式形成由Mg-Ag合金 组成的上部电极。这时，如表1中所示，上部电极的厚度是变化的。对于实例1-1 1-4和比较实例1-1和1-2的所得的中间层或所得的上部电极， 通过光谱椭圆偏光法来测量厚度，并且测定薄层电阻。表1中示出了其全部结果。表1
中间层的材料(厚度)/上部电 极的材料(厚度)薄层电阻 (Ω/ □)实例1-1Ca(2. Onm)/Mg-Ag(2. Onm)585实例1-2Ca(2. Onm)/Mg-Ag(3. Onm)306
18 如通过表1所证实，在没有设置中间层并且上部电极的厚度减小的比较实例1-2 中，与仅设置有厚的上部电极的比较实例1-1相比，薄层电阻显著劣化。同时，在上部电极 17的厚度减小并且设置有中间层18的实例1-1 1-4中，与在没有设置中间层并且上部电 极的厚度减小的比较实例1-2相比，薄层电阻明显改善，并且得到了与其中仅设置厚的上 部电极的比较实例1-1接近的结果。S卩，发现在由钙(Ca)组成的中间层18设置在上部电极17和有机层16之间并与 上部电极17相接触的情况下，厚度能够减小至6nm或以下，而同时保持了上部电极17的导 电性。实例2-1 2-4通过使用表1中所示的中间层18和上部电极17来制造第一实施例的有机EL器 件。首先，作为下部电极14，铝钕合金膜(膜厚150nm)形成在由大小为25mmX25mm的玻 璃板制成的基板11上。此外，作为与上部电极17接触的接触件以及与电源线连接的连接 部，由钛组成的衬垫部(未示出)设置在基板11上。接下来，用光敏有机绝缘材料涂覆下部电极14，并且在下部电极14的中心部中对 应于大小为2mm*2mm的光发射区来设置开口。从而，形成电极间绝缘膜15。随后，制备具有开口部的金属掩模。金属掩膜设置在基板11的附近，并且金属掩 模的开口部对准下部电极14的发光区域。然后，在l*10_5Pa或以下的真空气氛下，通过真 空蒸发方法顺序形成电子空穴注入层16A 电子注入层16E。此时，通过调整电子空穴注入 层16A 电子注入层16E的厚度来调整反射面Pl和半透明反面P2之间的光程Ll以满足 数学式1，从而构成共振器结构MC 1。对于电子空穴注入层16A，形成由化学式2中示出的三亚吡嗪 (hexaazatriphenylene)衍生物组成的厚度为20nm的膜。对于电子空穴输送层16B，形成 由α-NPD组成的厚度为25nm的膜。蒸发速率为0. lnm/sec。对于发光层16C，形成厚度为 30nm并且其中Alq3受主掺杂有的作为绿色发光材料的香豆素6(C0Umarin 6)的共蒸发 膜。蒸发速率为0.2nm/sec。对于电子输送层16D，形成由Alq3组成的厚度为175nm的膜。 蒸发速率为0. 2nm/sec。化学式2 在形成电子输送层16D之后，制备具有与衬垫部相对应的开口部的掩模。将金属 掩模布置在基板11的附近。作为电子注入层16E，形成由氟化锂组成的厚度为0. 3nm的膜。 随后，以与实例1-1 1-4相同的方式形成中间层18和上部电极17。膜形成条件与实例 1-1 1-4的相同。表2(特性10mA/cm2的电流密度值) 然后，作为共振调整层19，在形成上部电极17之后，接着通过真空蒸发方法在上 部电极17上形成由Alq3组成的厚度为40nm的膜。随后，作为保护层30，通过等离子CVD 方法形成厚度为Ιμπι的氮化硅膜。在实例中，共振调整层19用作保护膜以防止上部电极 17的变性，并且不构成共振器结构MC2。然后，通过使用由紫外线硬化树脂制成的粘合层40 来粘结由玻璃制成的密封基板50。比较实例2-1 2-4除没有形成中间层之外，以与前述实例2-1 2-4相同的方式形成有机EL器件。 此时，如表2所示，上部电极的厚度是变化的。对于实例2-1 2-4和比较实例2-1 2_4的所得的有机EL器件，测量了它们的 初始特性。结果也在表2中。在表2中，亮度比为从45度倾斜方向测得的亮度相对于正面 亮度的比。
如通过表2所证实，在其中上部电极17的厚度为2. 5nm或以上的实例2-1 2-4 中，对于所有的正面效率、驱动电压以及亮度比，均获得良好的结果。具体地，在实例2-1 2-4中，亮度比为0.7或以上，并且改善了视角特性。其原因可以为如下。即，由于上部电 极17的厚度减小，所以缓和了共振器结构MCl的共振效果。此外，对实例2-1 2-4进行 连续照明。结果，对于全部实例都能够进行照明而没有任何问题。通过反射率测量(reflectance measurement)来光学上获得的实例2_1 2_4中 的上部电极17的厚度。结果，没有必要在光学上考虑由钙(Ca)组成的中间层18作为金属 膜。在某些情况下，由钙(Ca)组成的中间层18通过与由Alq3组成的电子输送层16D或由 LiF组成的电子注入层16E相接触会发生化学性质上的改变。在某些情况下，由钙(Ca)组 成的中间层18扩散并且分布在上部电极17中。同时，在上部电极的厚度为5. Onm的比较实例2-1中，上部电极的电阻比较高并且 不能进行导电。类似地，在上部电极的厚度为5. Onm或以下的情况下，不能进行导电。在上 部电极的厚度为6. Onm或7. Onm的比较实例2-2和2-3中，能够进行初始导电。然而，在这 种情况下，连续照明导致驱动电压剧烈上升，并且劣化变得显著。因此，可以发现的是，只有 上部电极厚度为9. Onm的比较实例2-4，初始驱动和连续驱动都能够稳定进行。另外，在没 有设置中间层的情况下，金属膜的厚度应该至少为9. Onm。在比较实例2-1 2_4中，亮度 比都为7. O或以下，并且随着视角的变化光发射特性改变较大。此外，在实例2-2 2-4之中进行比较的情况下，存在如下的趋势，即，当上部电极 17的厚度减小时，正面效率降低，同时亮度比增大。其原因可能如下。即，由于上部电极17 的厚度减小，共振器结构MCl的共振效果变弱。S卩，可以发现的是，在由钙(Ca)组成的中间层18设置在上部电极17和有机层16 之间并与上部电极17相接触的情况下，即使上部电极17的厚度减小至6nm或以下，仍能保 持导电性，并且能够长期很好地驱动有机EL器件。比较实例2-5除上部电极由银(Ag)而不是Mg-Ag合金组成并且其厚度为7nm之外，以与实例 2-1 2-4相同的方式形成有机EL器件。此时，以与实例2-1 2_4相同的方式形成中间 层。对于所得的有机EL器件，测定了上部电极的反射光谱。该结果与单质银(Ag)的假设 结果大大不同。此外，当试图使有机EL器件发光时，不能进行导电。其原因可能如下。艮口， 在银(Ag)薄膜中，膜质量不稳定。比较实例2-6除上部电极由铝(Al)而不是Mg-Ag合金组成并且其厚度为7nm之外，以与实例 2-1 2-4相同的方式形成有机EL器件。此时，以与实例2-1 2_4相同的方式形成中间 层。当试图使所得到的有机EL器件发光时，不能进行导电。即，可以发现的是，在上部电极17由Mg-Ag合金组成的情况下，能够很好地驱动有 机EL器件。实例3-1 3-4除上部电极17的厚度为5. Onm,并且中间层18的厚度如表3所示变化之外，以与 实例2-1 2-4相同的方式来形成有机EL器件。实例3-3与实例2-4相同。对于所得的 有机EL器件，测定了初始特性。其结果也在表3中示出。
表3 如通过表3所证实，对于所有的正面效率、驱动电压以及亮度比，获得良好结果而 不依赖于中间层18的厚度。具体地，在实例3-1 3-4中亮度比为0. 7或以上，这种亮度 比是良好的。此外，测定了在以某一电流驱动时的亮度劣化特性。其结果几乎等于由Mg-Ag 合金组成的金属膜的厚度为IOnm的比较实例1-1的结果。S卩，可以发现的是，在中间层18的厚度为0. 5nm 4nm (包括0. 5nm和4nm在内) 的情况下，能够很好地驱动有机EL器件。实例 4作为共振调整层19，形成由氟化锂组成的厚度为20nm的膜。调整有机层的厚度 以使反射面Pl和半透明反射面P3之间的光程L2满足数学式2。因此，构成了共振器结构 MC2。此时，在共振结MC2中的半透明反射面P3中的相移Φ3与在共振器结构MCl中的半 透明反射面P2中的相移02不同，并且因此，光程Ll与光程L2不同，但是次数m相同。至 于其他的，以与实例2-4相同的方式形成有机EL器件。对于所得的有机EL器件，测定了正面中的引出强度(extranction intensity) 0 结果，引出强度比实例2-4提高了 6 %。S卩，可以发现的是，在通过在上部电极17和保护层30之间设置共振调整层19而 构成共振器结构MC2的情况下，如果共振器结构MC 1的共振效果由于上部电极17的厚度 的减小而变弱，则能够控制共振效果。实例 5除中间层18由钙(Ca)组成(厚度2nm)而上部电极17由Mg-Ag合金组成(厚 度5nm)之外，以与实例2-4相同的方式制造具有960 X 540的像素数的有源矩阵有机EL显
示单元。比较实例5制造具有960X540的像素数的有源矩阵有机EL显示单元。没有设置中间层，并 且上部电极由Mg-Ag合金组成(厚度8nm)。对于实例5和比较实例5的所得的有机EL显示单元，测定了每个面板的非-光发 射缺陷的平均数。在实例5中，其结果为比较实例5的二十五分之一(1/25)，这表示能够显 著地减小非-光发射缺陷的平均数。其原因可能如下。即，在实例5中，上部电极17的厚 度较小。因此，在制造步骤中，上部电极17侵入下部电极14上的杂质周围，从而，防止了在下部电极14和上部电极17之间形成泄露通道(leak pass)。S卩，可以发现的是，在通过使用其中中间层18设置在上部电极17和有机层16之 间并与上部电极17相接触的有机EL器件来构成显示单元的情况下，能够减小上部电极17 的厚度，并且能够降低非_光发射缺陷的数量。实例6除中间层18由铝(Al)组成(厚度lnm)而上部电极17由Mg-Ag合金组成(厚 度5nm)之外，以与实例2-1 2_4相同的方式来形成有机EL器件。对于所得的有机EL器 件，测定了初始特性。所得结果在表4中示出。表 4 如通过表4所证实，在使用铝(Al)而非钙(Ca)作为中间层18的情况下，同样获 得了良好的光发射。此外，测定了在以某一电流驱动时的亮度劣化特性。结果等于比较实 例2-4的结果。S卩，可以发现的是，在由铝(Al)组成的中间层18设置在上部电极17和有机层16 之间并与上部电极17相接触的情况下，即使上部电极17的厚度减小至6nm或以下，仍能保 持导电性，并且能长期很好地驱动有机EL器件。在前述第二实施例和前述实例中，给出了将共振调整层19设置在上部电极17和 保护层30之间并且共振调整层19和保护层30之间的界面为半透明反射面P3的情况的描 述。然而，可以将共振调整层19设置在其他位置。例如，如果没有设置保护层30，则共振调 整层19可以设置在上部电极17和粘合层40之间。此外，共振调整层19可以设置在保护 层30和粘合层40之间。此外，例如，每层的材料、厚度、成膜方法、成膜条件等不局限于在前述实施例和前 述实例中所述的那些，而是可以采用其他材料、其他厚度、其他成膜方法以及其他成膜条 件。此外，例如，在前述实施例和前述实例中，已经给出在基板11的上从基板11侧按 顺序层叠下部电极14、有机层16以及上部电极17并且从密封基板50侧引出光的情况的描 述。然而，层压顺序可以反转，即，在基板11上从基板11侧按顺序层叠上部电极17、有机层 16以及下部电极14并且从基板11侧引出光。此外，例如，在前述实施例和前述实例中，已经给出了下部电极14为阳极而上部 电极17为阴极的情况的描述。然而，可以是，下部电极14为阴极而上部电极17为阳极。此 外，可以是，下部电极14为阴极，上部电极17为阳极，并且在基板11上从基板11侧顺序层 叠上部电极17、有机层16以及下部电极14，并且从基板11侧引出光。此外，在前述实施例和前述实例中，已经详细给出了有机光发射器件10RU0G以及IOB的结构的描述。然而，没有必要总是设置所有层，并且可以进一步设置其他层。此外，在前述实施例和前述实例中，已经给出了有源矩阵显示单元的描述。然而， 这些实施例还能够应用于无源矩阵显示单元。此外，用于驱动有源矩阵的像素驱动电路的 结构不局限于在前述实施例和前述实例中所描述的结构。如必要的话，可以添加电容器件 或晶体管。在这种情况下，根据像素驱动电路的改变，除前述信号线驱动电路120和前述扫 描线驱动电路130之外，可以添加必要的驱动电路。应该理解，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文中所述的目前优选 的实施例进行各种修改和变形。在不背离本主旨的精神和范围并且没有消减其预期的优点 的前提下，可以进行这样的修改和变形。因此，这些修改和变形旨在被所附权利要求覆盖。
权利要求
一种有机电致发光器件，包括第一电极；有机层，形成在所述第一电极上并且包括发光层；中间层，形成在所述有机层上；以及第二电极，形成在所述中间层上并且具有6nm或以下的厚度。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述有机层包括从所述第一电极 侧按顺序层叠的电子空穴注入层、电子空穴输送层、发光层、电子输送层以及电子注入层。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二电极由金属导电膜制成， 所述金属导电膜包括含有铝、镁、钙以及钠中的一种或者多种的合金。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其中，所述第二电极的所述合金为Mg-Ag 合金或Al-Li合金。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二电极的厚度在2nm 6nm 的范围内。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层的厚度在0.lnm 5nm 的范围内。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层包括从由碱金属、碱土 金属、镧系金属、铝、铟、锡、镍、铜以及锌组成的组中选择的至少一种元素。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层由包括从由铝、铟、锡、 镍、铜以及锌组成的组中选择的至少一种金属的电子注入性材料制成。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层包括钙或铝。
10.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，包括所述中间层和所述第二电极 的膜的薄层电阻为10，000 □或以下。
11.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，包含在所述中间层中的金属元素 的至少一部分扩散到所述第二电极中。
12.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其中，所述第一电极和所述第二电极之 间的所述有机层构成第一共振器结构，所述第一电极和所述有机层之间的界面为第一反射 面，所述中间层和所述电子注入层之间的界面为第二反射面，以及其中，在所述发光层中产生的光在所述第一共振器结构中共振并且从第二反射面侧被 引出。
13.根据权利要求12所述的有机电致发光器件，其中，所述第一反射面和所述第二反 射面之间的光程满足数学式1 (2L1)/A +0/(2 3i) = m其中，L1表示所述第一反射表面和所述第二反射表面之间的光程，其中，m表示0或自然数，其中，O表示在所述第一反射面中产生的反射光的相移和在所述第二反射面中产 生的反射光的相移①2之和，以及其中，X表示从所述第二反射面侧引出的光的光谱的峰值波长。
14.根据权利要求13所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层至少基本上扩散到 所述第二电极中。
15.根据权利要求13所述的有机电致发光器件，进一步包括形成在所述第二电极上 的共振调整层以及形成在所述共振调整层上的保护层。
16.根据权利要求15所述的有机电致发光器件，其中，所述有机层、所述中间层、所述第二电极以及所述共振调整层构成第二共振器结构，其中，所述共振调整层和所述保护层之间的界面为第三反射面， 其中，从所述第一共振器结构引出的光通过所述第二共振结构在所述第一反射面和所 述第三反射面之间共振，以及其中，从所述第一共振器结构弓I出的光被共振并且从第三反射面侧被弓I出。
17.根据权利要求16所述的有机电致发光器件，其中所述第一反射面和所述第三反射面之间的第二光程满足数学式2 (2L2)/A +Oa/(2 3i) = m其中，L2表示所述第一反射面和所述第三反表面之间的光程， 其中，m表示0或自然数，其中，。2表示在所述第一反射面中产生的反射光的相移和在所述第三反射面中产 生的反射光的相移。3的和，以及其中，X表示从所述第三反射面侧引出的光的光谱的峰值波长。
18.—种包括至少一种有机电致发光器件的显示装置，所述有机电致发光器件包括 第一电极；有机层，形成在所述第一电极上并且包括发光层； 中间层，形成在所述有机层上；以及第二电极，形成在所述中间层上并且具有6nm或以下的厚度。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述第二电极包括Ma-Ag合金或Al-Li合^^ o
20.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述第二电极的厚度在2nm 6nm的范围内。
21.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述中间层的厚度在0.lnm 5nm的范围内。
22.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述中间层包括钙或铝。
23.根据权利要求18所述的显示装置，其中，包括所述中间层和所述第二电极的膜的 薄层电阻为10，000 □或以下。
24.一种有机电致发光器件，包括 中间层；以及电极，形成在所述中间层上并且具有6nm或以下的厚度，其中，包括所述中间层和所述电极的膜的薄层电阻为10，000Q/ □或以下。
25.根据权利要求24所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层包括钙或铝。
26.根据权利要求25所述的有机电致发光器件，其中，所述中间层的厚度在0.lnm 5nm的范围内。
27.根据权利要求25所述的有机电致发光器件，其中，所述电极的厚度在2nm 6nm的范围内。
28.—种制造有机电致发光器件的方法，所述方法包括形成第一电极；在所述第一电极上形成有机层；通过以下步骤来形成包括中间层和第二电极的层压膜在所述有机层上形成所述中间层，以及在所述中间层上形成所述第二电极，其中，所述第二电极的厚度为6nm或以下。
29.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，其中，所述中间层的厚度在0. lnm 5nm的范围内。
30.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，进一步包括至少使所述 中间层的材料基本上扩散到所述第二电极中，使得所述层压膜为由所述中间层和所述第二 电极组成的集成电极层。
31.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，其中，所述中间层包括钙 或铝。
32.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，其中，所述层压膜的薄层 电阻为10，000 □或以下。
33.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，进一步包括在所述第二电 极上形成共振调整层。
34.根据权利要求28所述的制造有机电致发光器件的方法，其中，所述第二电极的厚 度在2nm 6nm的范围内。
全文摘要
本发明提供了一种有机电致发光器件及其制造方法以及包括其的显示单元。该有机电致发光器件包括第一电极；形成在第一电极上并且包括发光层的有机层；形成在有机层上的中间层；以及形成在中间层上并具有6nm或以下厚度的第二电极。
文档编号H01L51/56GK101931057SQ201010205290
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月13日 优先权日2009年6月23日
发明者柏原充宏 申请人:索尼公司