有机发光元件、有机发光显示面板及有机发光显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及利用有机材料的电致发光现象来发光的有机发光元件，尤其涉及发出蓝色光的有机发光元件。
【背景技术】
[0002]近几年，作为发光型的显示器，在基板上以矩阵方向排列多个有机发光元件的有机电致发光面板被实用化。
[0003]作为该有机电致发光面板的构成，周知的是在基板上设置驱动电路(例如，包含薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)元件)，在该驱动电路上设置绝缘层，并且排列有多个有机发光元件而构成。
[0004]而且各个有机发光元件作为基本构造具备:在基板上的绝缘层上设置的阳极、在该阳极上设置的由有机发光材料构成的发光层及机能层的层叠体、以及在其上设置的透明导电性的阴极。
[0005]作为透明导电性的阴极，以往通常采用了以氧化铟锡(ΙΤ0:1ndium Tin Oxide)为代表的透明导电材料。此外，作为功能层，在发光层与阳极之间设置了空穴注入层、空穴传输层等，在发光层与阴极之间设置了电子注入层，电子传输层等。
[0006]这样的有机发光元件是电流驱动型的发光元件，驱动时，在阳极与阴极之间被施加电压，被注入到发光层的空穴与电子再结合，从而发光。
[0007]在全色显示的有机发光面板，这样的有机发光元件形成RGB各个颜色的子像素，通过组合相邻的RGB的子像素，形成一个像素。
[0008]针对这样的有机发光面板期待开发出适合高清晰化的产品，从而推进了对此的开发。
[0009]此外，针对有机发光面板，从耗电量的减少和长寿命化的观点，也期待能够提高来自各个发光元件的光取出效率。
[0010]为了提高该光取出效率，周知的有例如专利文献I所示的各个颜色的有机发光元件采用谐振器结构的技术。采用谐振器结构，对有机发光元件的光取出效率的提高有效。
[0011](现有技术文献)
[0012](专利文献)
[0013]专利文献I:国际公开第2012/020452号
[0014]专利文献2:日本特开2010-34030号公报
[0015]专利文献3:日本特开2012-9148号公报
【发明内容】
[0016]本申请提供一种蓝色发光的有机发光元件，该有机发光元件能够减少透明阴极(透明电极)的薄层电阻值，并且以高取出效率来取出色度良好的蓝色发光。
[0017]本申请的一个方案涉及的有机发光元件，具备:第一电极，对射入的光进行反射；第二电极，配置为与第一电极对置，并且使射入的光透过;有机发光层，配置在第一电极与第二电极之间，并且至少射出蓝色光;第一功能层，配置在第一电极与有机发光层之间，并且由一个或两个以上的层构成；以及第二功能层，配置在有机发光层与第二电极之间，并且由一个或两个以上的层构成。
[0018]而且所述有机发光元件形成有第一光路和第二光路，所述第一光路是指，从有机发光层射出的蓝色光的一部分，经过第一功能层射入到第一电极，在第一电极被反射之后，经过第一功能层、有机发光层、第二功能层、第二电极向外部射出，所述第二光路是指，从有机发光层射出的蓝色光的剩余的一部分，不向第一电极一侧前进，而是经过第二功能层、第二电极向外部射出。
[0019]第一功能层的光学膜厚设定为在48nm以上62nm以下的范围内。
[0020]第二电极，根据由透明导电材料构成的第一导电层、金属层、由透明导电材料构成的第二导电层，从接近有机发光层一侧，按照该顺序层叠来构成。而且第一导电层的折射率是2.0以上2.4以下，并且所述第一导电层的膜厚是85nm以上97nm以下，金属层与第一导电层的折射率的差是O以上2.0以下，并且金属层的膜厚是2nm以上22nm以下。
[0021]在所述一个方案涉及的有机发光元件，从有机发光层射出的蓝色光，通过第一光路及第二光路向外部射出。在此，第一功能层的光学膜厚设定为在48nm以上62nm以下的范围内，通过所述两个光路的光共振，从而能够以高取出效率取出色度良好的蓝色光。
[0022]此外，光取出侧的第二电极是根据由透明导电材料构成的第一导电层、金属层、由透明导电材料构成的第二导电层层叠而构成，与仅由透明导电材料来构成第二电极的情况相比，能够减少其薄层电阻值。
[0023]此外，通过将第一透明导电层及金属层的膜厚设定为所述的范围，能够进一步提高蓝色光的光取出效率。
【附图说明】
[0024]图1是模式性表示实施方式I涉及的有机显示面板的像素结构的截面图。
[0025]图2是表示在发光元件形成的光谐振器结构中的直接光和反射光的图。
[0026]图3是表示实施方式涉及的显示装置的功能块的图。
[0027]图4是例示实施方式涉及的显示装置的外形的图。
[0028]图5的(a)?(d)都是说明实施方式涉及的显示装置的制造方法的图。
[0029]图6的(a)?(C)都是说明实施方式涉及的显示装置的制造方法的图。
[0030]图7的(a)是表示改变空穴注入层4的膜厚时，从蓝色发光元件取出的光取出效率的图表，(b)是表示改变空穴注入层4的膜厚时，从蓝色发光元件取出的光的色度变化的模样的图表。
[0031]图8是表示IT0/Ag/IT0电极的各层的膜厚和薄层电阻之间的关系的图。
[0032]图9是表示用于模拟的实施例la、比较例Ia涉及的蓝色发光元件的各层的折射率、膜厚以及光路长。
[0033]图10的(a)和(b)都是针对实施例1a涉及的蓝色发光元件，根据模拟的结果制作的亮度/V值的映射图。
[0034]图11的(a)?(e)都是针对实施例1a涉及的蓝色发光元件，根据模拟的结果制作的亮度/y值的映射图。
[0035]图12的(a)是表示在实施例1a中，亮度/y值共同地成为70以上的第一透明导电层81和金属层82的膜厚范围的映射图，(b)是用椭圆拟合该范围的图。
[0036]图13是表示用于模拟的实施例lb、比较例Ib涉及的蓝色发光元件的各层的折射率、膜厚以及光路长的图。
[0037]图14的(a)是针对实施例1b涉及的蓝色发光元件，根据模拟的结果而制作的亮度/y值的映射图，(b)是用椭圆拟合该范围的图。
[0038]图15是模式性表示实施方式2涉及的像素结构的截面图。
[0039]图16是表示实施例2涉及的有机发光元件的各层的折射率、膜厚及光路长的图。
[0040]图17的(a)是表示在实施例2，改变空穴注入层37的膜厚时，从蓝色发光元件取出的光取出效率的图表，(b)是表示改变空穴注入层37的膜厚时，从蓝色发光元件取出的光的色度变化的情况的图表。
[0041]图18的(a)?(C)都是针对实施例2涉及的蓝色发光元件，根据模拟的结果制作的亮度/V值的映射图。
[0042]图19的(a)是表示在实施例2，亮度/y值共同成为100以上的第一透明导电层321和金属层322的膜厚范围的映射图，(b)是表示用椭圆拟合该范围的图。
[0043]图20是表示ITO膜的膜厚与薄层电阻的关系的图。
【具体实施方式】
[0044](作为本发明的基础的知识)
[0045]在有机发光面板，为了用良好的画质进行图像显示，尤其针对蓝色的有机发光元件，期待获得色度良好且光取出效率高的蓝色光。从而，在如所述采用了谐振器结构的蓝色的有机发光元件，期待能够进一步提高色度良好的蓝色光的取出效率。
[0046]此外，在有机发光面板，将透明阴极用ITO—样的透明导电材料来形成时，该薄层电阻值变高，面板的中央部比周围所施加的电压降低，会产生亮度不均。从而，降低透明阴极的薄层电阻值也是课题。
[0047]如上所述，在蓝色发光元件，通过采用谐振器结构，能够使蓝色光的光取出效率及色度Y值(CIE色度系)变得良好。然而，本申请者为了进一步抑制面板的中央部的电压下降，并且提高从发光元件取出的蓝色光的光取出效率而进行了专心研究。
[0048]为了抑制电压下降，例如专利文献2所示，在有机电致发光面板中，在邻接的像素之间设置由电阻低的金属构成的线宽5?IΟμπι的汇流条(busbar)。
[0049]然而，在高清晰的有机电致发光面板中，设置汇流条，则导致像素的开口率下降，成为发光元件的光取出效率低下的原因。尤其在15英寸的超过300?500ppi的高清晰面板中，I个像素大小的宽度大小为30?80μπι，非常小。考虑到为了长寿命化，将开口率维持在40?50%以上时，可知确保线宽5?ΙΟμπι的空间是非常困难的。
[0050]在此，本申请者在超过500ppi的高清晰化的有机显示元件，考虑到兼顾电压下降的抑制和光取出效率的提高的双方，研究了使透明阴极成为低电阻的方法。
[0051 ] ITO膜，在膜厚为50nm左右时，电阻值(以下称为薄层电阻值)成为80?100 Ω/口(另外，□表示Sq.)。在该情况下产生电压下降，从而根据在面板上配置的像素的位置亮度不均。
[0052]在此，如图20所示，在通常的ITO—样的透明导电膜中，其膜厚与薄层电阻值具有反比例关系，将膜厚设定地大则可以在某种程度上减少薄层电阻。但是，从图20可以知道，由ITO构成的透明阴极的膜厚即使设定为200nm以上，将薄层电阻值降低到40 Ω/□以下是存在困难的。
[0053]此外，在顶部发射结构中，在有机层上形成透明导电膜，形成厚的透明导电膜时，加热时间变长，会损伤元件。此外，形成厚的透明阴极时，总的透射率下降，不能避免光取出效率的降低。因此，实际上能够用ITO制膜的透明阴极的膜厚存在上限。
[0054]在此，可以考虑将透明阴极作为由ITO-金属层-1TO构成的层叠结构，在ITO之间配置金属层，从而实现低电阻化。在这样的构成中，例如专利文献3公开了在透明塑料上按顺序层叠第一 ITO层(Al)、金属层(M)、第二 ITO层(A2)的层叠型透明导电性膜。
[0055]这样的三层结构的透明阴极中，金属层的膜厚变厚时，薄层电阻值与金属层的膜厚成比例地降低。为了显示装置的高清晰化，并且为了抑制根据在显示装置的面板上配置的像素的位置产生的亮度不均，就需要薄层电阻的低电阻化。因此，就需要某种程度的膜厚的金属层。然而，金属层变厚，则光的透射率下降，并且光取出效率下降。这样，薄层电阻值和光取出效率具有权衡的关系。因此，以往存在这样的课题，按照产品规范等不得不选择牺牲光取出效率(取出效率小)而降低薄层电阻值，或者相反地优先光取出效率而使薄层电阻值变高(产生画面不均)。
[0056]在此，本申请者研究了在蓝色发光元件，作为透明阴极，采用第一透明导电层-金属层-第二透明导电层的三层层叠结构，并且确保低薄层电阻值，进而提高从蓝色发光元件取出的蓝色光取出效率。具体而言，通过模拟，改变三层结构的透明导电电极的各层的膜厚，来计算被取出的蓝色光的亮度及色度。
[0057]图8是表示透明阴极的层构成与薄层电阻值和光的透射率的关系的图。在该图8，样品的N0.1(样品I)是，用ITO的单层来构成透明阴极的情况，其他N0.2至N0.7是改变第一、第二透明导电层(ITO)的膜厚和金属层(Ag)的膜厚的三层层叠结构的情况。
[0058]如图8所示，像ITO-Ag-1TO—样的层叠结构的透明阴极，单独存在时金属层(Ag层)的膜厚变厚则光透射率降低，但是如后述的模拟的结果(图11等)所得到的见解是，在该蓝色发光元件嵌入了该层叠结构的透明阴极时，即使金属层的膜厚厚度为某种程度，也存在光取出效率良好的情况。而且，根据所得到的见解进行了本申请。即，通过研究的结果，在本申请中不仅着眼于通过以往的见解所知道的构成透明阴极的层叠结构的金属层和透明导电层的每一层的膜厚，而且将构成透明阴极的金属层以及与其邻接的透明导电层的折射率的差，以及在透明阴极的层叠结构中布置在功能层一侧的第一透明导电层(第一导电层)的折射率和膜厚设定为规定的范围，并且将第一电极侧的功能层的光学膜厚设定为规定的范围，从而发现了即使金属层具有某种程度的膜厚，光取出也成为良好的范围。
[0059][发明的方案]
[0060]本申请的一个方案涉及的有机发光元件具备:第一电极，对射入的光进行反射;第二电极，配置为与第一电极对置，并且使射入的光透过;有机发光层，配置在第一电极与第二电极之间，并且至少射出蓝色光；第一功能层，配置在第一电极与有机发光层之间，并且由