TW463392B

TW463392B - Organic electroluminescence element and its manufacturing process

Info

Publication number: TW463392B
Application number: TW089108193A
Authority: TW
Inventors: Chishio Hosokawa; Hisayuki Kawamura; Hiroaki Nakamura
Original assignee: Idemitsu Kosan Co
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-29
Publication date: 2001-11-11
Also published as: KR20010072658A; US20060066226A1; CN1314069A; US7423371B2; JP4864207B2; KR100722084B1; WO2000067531A1; EP2202822A3; US6856089B2; JP4594446B2; JP2010157524A; US6998773B2; US20010009351A1; CN100356608C; EP2202822A2; US20050116634A1; EP1111967A1

Description

經濟部-¾慧財產局員工消費合作社印製 4 6 3 3 9 2 Α7 ______Β7 五、發明說明（1 ) [發明所屬的技術領域] 本發明係有關於有機電場發光元件（以下稱有機£1^元h 件）及其製造方法，尤係關於在民生及工業用顯示機器（顯示器等）中，具有適當之大發光面積，且使用各種電極材料的有機EL元件及能有效獲得該有機£]：元件的製造方法者。

[習用技術I 習用有機EL元件例，日本特開平3_26217()號公報所揭示。特參照第13圖說明其構成如下：設有機層202於第1電極201與第2電極203之間。且至少係將第1電極201以無機半導體例如係由Gap、 GaAiAs、GaAsP、ZnS等單結晶半導體材料構成。而於第1 電極201為η型半導體時’係將該第1電極2〇1與有機層 202之接合面’作為由第1電極2〇〗至有機層202之電子植入結合，亦即可由隧道效應，以期電子之植入。復’於第I電極201為ρ型半導體時，係將該第1電極201與有機層202之接合面，作為由第1電極2〇1至有機層202之電洞植入結合，亦可由隧道效應，植入電洞。又’於第13圖中’係將第1電極201以符號ρ、有機層202以符號〇’而將第2電極203以符號Μ表示之。然而’在特開平3-262170號公報揭示的有機EL元件如第13圖所示，係使第1電極201與第2電極203予以對向，由任何電極201、203中取出EL發光者.為此，因透光率關係需使用透明材料，而如；受限於氧化銦（ΙΤ〇)等， 11 — ΙΉ ^ 「y,裝 -----|訂---- - C ^ f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

I I ο 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公麓） 1 311414 4633 92 A7 B7 經濟部智慧財產局消費合作社印製五、發明說明（2 ) 有難於取出藍光的問題。又於上述有機EL元件中，因係將電極201、203以單晶半導體構成，其在製造上的限制較大，為此，欲製得大面積有機EL元件有其困難度。因此，在特開平8-180974號公報、特開平11-31590 公報或W097/34447號公報中即如第14圖所示，係於電極 212之一部分設補助電極213,以期電極全體的低電阻化。然而’由於任一無機EL元件或有機EL元件皆將電極予以對向配置’因而，依然有於電極本體使用IT〇等之透明材料之必要。為此，由本發明的發明人銳意檢討上述問題後，發現在陽極或陰極的任何一方電極（第1電極），與由非單晶材料所成之半導體層間設有機發光媒體，同時對半導體層之端緣部’予以電氣連接另一方電極（第2電極），即可解決習用問題。 [發明所欲解決的問題] 因此，本發明係以提供得使用多種類電極材料，且能獲得大面積有機EL元件，以及有效地獲得該有機EL元件之製造方法為目的。 [發明之揭示] (1)本發明的一實施形態，係於含有：陽極、半導體層及陰極的有機電場發光元件及其製造方法中，將陽極或陰極之任何一方電極為第i電極，而以另—方電極為第2電極時，係於第1電極與由非單晶材料所成半導體層間設置本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21〇 x 297公釐〉 2 311414 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裂----------- _j o 3 4 6 33 92 A7 B7 五、發明說明（3〉有機發光媒體，同時，在半導體層端緣部對第/電極予以電氣連接者。由上述構成方式，可使第1電極與第2電極得以實質上的不對向，因而，由取出於外部的光量關係、，得將可使用於該電極之材料不受限制。故得以使用低電阻之不透明材料於任何電極。因電極係以非單晶材料構成，故可作成大面積的有機EL元件。復因，由半導體層向外部取出光線時，第2電極不為遮斷，故得以取出多量光線。 (2)於構成本發明的有機EL元件時，係將第2電極於半導體層端緣部對水平方向延設之延長部予以電氣連接為宜。由上述構成方式，使第2電極與半導體層間之電氣連接處為大面積，以使連接電阻安定化，亦可防止第2電極與有機發光媒體間的短路β 又如後述，得於半導體層的水平延長部中，使第2電極形成與有機發光媒體為同一平面之位置為佳，或在水平延長部設置凹部’形成於該凹部内亦佳。 (3)又為構成本發明的有機el元件時，宜於將第2電極以電氣連接設於半導體層2處以上之端緣部。由上述構成方式，可將第2電極與半導體層間之電氣連接處為大面積’即使於丨電氣連接處發生不良，可由另一電氣連接處以確保電氣連接之導通。尺細中卿標準（c職4規格⑽x 297 311414 ----21--1----〇裝--------訂---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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I I ο A7 4633 92 B7 —--— ------— —__ 五、發明說明（4 ) (4) 本發明有機EL元件的構成中，係以第2電極圖案化為柵狀或疏子狀為宜。由上述構成方式，可使有機發光媒體得以發出均勻光線，同時，得能取出多光量於外部。 (5) 為構成本發明的有機EL元件時，宜於由非單晶材料中之 ZnS、ZnSe、CdS、CdTe、MgSe、ZnSSe、ZnMgSSe、

ZnCdSSe及ZiiTeSe等所成群體選擇至少一種氧硫族化合物。如上，可由非單晶材料構成半導體層即容易使之大面積化’亦可由該等非單晶材料構成的半導體層，可取出多光量。 (6) 為構成本發明的有機EL元件，宜於選擇該非單晶材料為由A卜Sn、Zn、In、Cd、Mg或Si所成群體之至少一種金屬氧化物之非縮退半導體者。如由上述非單晶材料構成半導體層，即容易使之大面積化，亦可由該等非單晶材料構成的半導體層，可取出多光量。 (7) 為構成本發明的有機EL元件，該非單晶材料宜為非晶質碳或類鑽碳。由該非單晶材料構成半導體層，容易獲得大面積化。 (8) 為構成本發明的有機£1^元件該非單晶材料宜為導電性共軛聚合體、添加氧化劑聚合體、添加還原劑聚合體、添加氧化劑低分子化合物或為添加還原劑低分子化合物。 11IV I y 裝！！— 訂il — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ο 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

4 311414 4 6 3 3 9 2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（5 ) 由該構成’容易為大面積化及構成表面具有優異、，性的半導體層，亦能使元件欠陷減少。平 (9) 為構成本發明的有機EL元件，該半導體層< 隙（band gap)係以2.7eV以上之值為宜D 頻由該構成’可提高半導體層之透明性，故得以取出量之EL光量於外部。多 (10) 為構成本發明的有機EL元件，該半導體層以1至700nm範圍之值為宜。厚度由該構成’可獲得所定強度’同時，得提高半導體層之透明性，故得以取出多量之EL光量於外部。 (11) 為構成本發明的有機EL元件，係將該半導體層之比電阻作成ϊχ ΙΟ·3至1χ 104Ω · cm範圍之值為宜。由該構成’可使有機EL元件之驅動電壓更低，同時，亦可於發光面使亮度均勻化。 (12) 為構成本發明的有機EL元件，該半導體層之電荷濃度係以lx 1〇12至lx 1020cm3範圍之值為宜。由該構成’可使有機EL元件之驅動電壓更低，同時，亦可防止在有機發光媒體中激發狀態時之消光現象。 (13) 為構成本發明的有機EL元件，該半導體層之透光率係以10%以上之值為宜。由該構成，得以取出多量之EL光量於外部。又因半導體層之透光率係受透過光波長的影響，通常，該透光率雖為10%左右，若係小於半導體層頻帶隙的能量（波長）之光時，可容易地獲得80%以上的透光率。滑帶 — —Ίιτ— ^Λ/y i 11----訂-! V.. .、 ^ 〈靖先閱讀背面之;i意事項再填寫本買} 0. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 311414 463392 A7 B7 五、發明說明（6 ) (14) 為構成本發明的有機EL元件，需在該第2電極與有機發光媒體間設置電氣絕緣部為宜β ' 由該構成，可確實防止第2電極與有機發光媒體間< 短路及串音（crosstalk)。 (15) 為構成本發明的有機EL元件，係以構成由丰卞等體層向外部取出EL發光為宜。由該構成’可於第1電極得能使用各種電極材料。 (16)為構成本發明的有機EL元件，係於第2電極與半導體層間設置導電層為宜。由該構成’可使第2電極與半導體層間的連接電阻值減低，得將電子或電洞容易地予以植入。 (17) 又為構成本發明的有機EL元件，係以對第2電極設置補助電極為宜。

由該構成，可使第2電極為更低電阻化，能為有機EL 元件之低電壓驅動。 (18) 本發明的另一樣態係於含有：陽極、半導體層、有機發光媒體及陰極的有機EL元件製造方法中，將陽極或陰極之任何一方電極為第1電極，而以另一方電極為第2電極時，包含··形成第2電極之工序，· 使用非晶材料在第2電極，能以電氣連接於半導體層端緣部的位置形成半導體層之工序；形成有機發光媒體之工序，及形成第1電極之工序者。由於實施該方式，得能容易地製造各樣態有機EL元 2F先閲靖背面vii意事項再填寫本頁)

I 3. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公Μ ) 6 311414 A7 463392 B7___ 五、發明說明（7 ) 件’亦於使用非單晶材料形成半導體層，其製造上的限制少’故可製造大面積的有機EL元件。 (19) 又為實施本發明有機EL元件之製造方法，係於形成第2電極之工序中，包含圖案化工序為宜。如上述實施方式’可使有機EL元件以所定圖案形狀發光，又於具有複數圖案時’得以獨立方式發光。亦因實施該方式’使第2電極與半導體層間之接觸面積增大，得以低電壓驅動有機EL元件。 (20) 又為實施本發明有機EL元件之製造方法，係以包含形成覆蓋第2電極的絕緣膜、非植入性半導體層或金屬層之工序為宜。由該構成’得能將第2電極以機械式或化學式保護，亦能防止短路的發生，亦可防止由第2電極之電洞或電子的植入。 [實施發明的最佳形態] 兹參照附圖’就本發明的實施形態予以具體說明如下：上述參照圖，係以能理解本發明程度之方式將各成分大小、形狀及配置關係予以概略式的揭示者。因此，本發明並不限定於圖示例。又於圖中，在表示其為剖面時’有省略其陰影（hatching)的時候。 [第1實施形態] 茲以第1圖說明本發明有機EL元件的第1實施形態如下： —Μ—-----^-----„----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中龍家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 7 311414 A7 463392 五、發明說明（8 ) 第1圖為第1實施形態中有機£1元件100之構造剖面圖。首先，在支持（指示）基板15上，依序形成以非單晶材料所成的半導體層14,有機發光媒體12及陰極（第1電極）1〇。然後，由半導體層14之端緣部17對延設於水平方向的延伸部18 ’以電氣連接陽極（第2電極）16。以該構成，可由半導體層14取出多量的光於外部。又因陽極（第2電極）16與陰極（第丨電極）1〇未為實質上的對向，得以使用多種電極材料，且與外部的電氣連接容易。更因，以非單晶材料構成半導體層14，可形成大面積半導體層14。因此，得以在其上方形成有機發光媒體12，因而，可獲得大面積的有機EL元件1〇〇。 Π)有機發來嫫艚 ①構成材料：作為有機發光層的構成材料使用的有機發光材料，需具備下列三機能為宜。 (a) 電荷植入機能：在施加電場時，得由陽極或電洞植入層植入電洞，同時，亦可由陰極或電子植入層植入電子之機能。 (b) 輸送機能：將植入之電洞或電子予以移動的機能。 (0發光機能：提供電子與電洞的再結合場地，以使該結合導致發光的機能。唯，不須具備上述（a)至（c)中之全部，如：電洞植入輸送性較電子植入輸送性為極優異的物件中，亦有宜以作為有機發光材料者。因此，若能促進有機發光層中的電子移本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） Η3裝 l·---訂--------- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 311414 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463392 A7 —~一 ___ B7___________ 五、發明說明（9 ) 動’能於有機發光層中央附近可與電洞再結合的材料，即可適於使用。此時’為提升有機發光層中的再結合性，宜以將有機發光材料的電子移動度設為1X 10-7cni2/v · S以上。其理由在於該值為未滿lx l〇-7cm2/V .S時，或有有機EL元件的高速回答困難及發光亮度低落的時候。因此’宜以使有機發光材料的電子移動度為11χ 1〇-7 至2x l〇-3cm2/v· S以上之值，更宜為L2X 10-7至2 χ 1〇-3 cm2/V · s範圍内之數值。電子移動度係以較有機發光層中之有機發光材料的電洞移動度小為宜。因該電子移動度較電洞移動度為大時，可使用於有機發光層之有機發光材料，有過度受限之時候’因而可能使發光亮度下降。有機發光材料的電子移動度係大於電洞移動度之 1/1,000倍為宜’因電子移動度過小時’其與電洞在有機發光層中央附近之再結合發生困難，亦有發光亮度下降時候。因此，有機發光層中有機發光材料的電洞移動度（私J 與電子移動度（# β) ’係以滿足# h/2>/z e>" h/500之關係為宜。若能滿足以h/3># h/100的關係更好。於第1實施形態中，應在有機發光層使用以下式表示具有笨乙烯基芳族環化合物為宜。如上述，由於使用具有苯乙烯基芳族環化合物，可使上述有機發光層中有機發光材料的電子移動度及電洞移動本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 9 311414 ί請5b閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 寰----l· — 訂----- ί. r 3. 16 33 9 2 五、發明說明（) 度的條件得以容易滿足 A7 B7

Ar·， ^ Ar3c = c (1) [一般式（1)中，Ar1為碳數6至50的芳基，Ar2、Ar3及Ar4 分別為氫原子或碳數6至50的芳基，Ar1、 Ar2、Ar3及Ar4中之至少一個為芳基，且其縮合數η 為1至6的整數者]

Ar 5 、Ar7 (2) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r m 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [一般式（2)中，Ar5為碳數6至50的芳基，Ar6及 Ar7分別為氫原子或碳數6至50的可取代芳基，且其縮合數η為1至6的整數者] (3) [一般式（3)中，Ar8及Ar14為碳數6至50的芳基，Ar9及 Ar13分別為氫原子或碳數6至50的芳基，且其縮合數p 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 311414 丨—訂---------MU. 463392 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------- 五、發明說明（11 ) q、r、s分別為0或1者] 此處所謂的’上述芳基宜以使用核原子數為5至40 的芳基。有：苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、六苯并苯基、聯苯基、聯三苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、噚二唑基、二苯基蒽基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、苯并喹啉基及二笨并篇基等β 同樣’該核原子數為5至40的伸芳基有：伸苯基、伸萘基、伸蒽基、伸菲基、伸芘基、伸六苯并苯基、伸聯苯基、伸聯三苯基、伸吡咯基、伸呋喃基、伸噻吩棊、苯并伸噻吩基、伸噚二唑基、二苯基伸蒽基、伸吲哚基、伸昨唑基、伸吡啶基、伸苯併喹啉基及二苯并;|基等。唯上述芳基可經其他取代基取代。適宜取代基為碳數為1至6的烷基（乙基、甲基、異-丙基、正-丙基、第二_ 丁基、第三-丁基、戊基、己基、環戊基、環己基）碳數為1 至6的烷氧基（乙氧基、甲氧基、異-丙氧基 '正丙氧基、 s-丁氧基、t-丁氧基、戊氧基、己氧基、環戊氡基、環己氧基等），核原子數為5至40的芳基，以核原子數為5至4〇的芳基取代的胺基，具有核原子數5至40的芳基之醋基、具有核原子數1至6的芳基之酯基、氰基、確基、齒素原為有機發光層宜以使用苯并二唑系、苯并咪唾系、苯并吗唾系等螢光增白劑或併用二苯乙烯系化合物、以8_嗤啉衍生物為配位子之金屬配位體為宜。又以聯笨乙烯基芳基（distryl arylene)為骨架的有機發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311414 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

BK I 5 Γ· 463392 A7 B7 五、發明說明（U ) 光材料’係以4,4、雙（2,2-二苯基乙烯基）聯基等為主劑，於該主劑摻雜，如香豆素系或與主劑為同樣螢光色素之藍色至紅色為止的強螢光色素之材料亦可。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 0形成方法：其次’就有機發光層的形成方法說明於^ : 有機發光層的形成並無特別限制，如，真空蒸锻法，旋塗法’鑄造法，LB(Langimxir Blodgett)法，減锻法等皆可採用。唯以真空蒸鍍法時’係採用於蒸鍍溫度5〇至450 °C在不活性氣體中，以真空度ιχ 1〇-7至ix i〇-3Pa、成臈速度0.1至50nm/秒、基板溫度50至300°C之條件為寞。又如’將結合劑及有機發光材料以溶劑溶解為溶液狀態後’再以旋塗法等予以薄膜化，亦可形成有機發光層，此時使用的結合劑應為透明樹脂，有聚碳酸酯、聚苯乙稀、聚烯烴、聚醯亞胺及聚珮等。 ③臈厚：經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製有機發光膜的膜厚並無特別限制，可對應於狀況作適宜的選擇，通常係以5nm至5//m為宜。若有機發光臈的膜厚未滿5nm時，其發光亮度及耐久性有低落時，而於有機發光層膜厚超過5em時，其施加電壓值有需較高時候。因此，為獲得發光亮度及施加電壓的平衡良好，應將有機發光層膜厚設定於10nm至3#ηι為宜。而以20nm至 lem的範圍更適宜。 (2)丰導體層 Φ辑成材料：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 311414 A7 4633 92 五、發明說明（i3 ) 非早晶材料即可用於半導體層構成材料’可分_為下述氧硫族化物（chaicogenide)材料、金屬氧化物之非縮埤半導體及有機半導體材料為宜。由上述有機半導體材料形成半導體層，得容易獲得大面積化。又因以該非單晶材料構成半導體層’即因透明性高’得以取ώ多光量於外部。作為氧硫族化物材科可由：ZnS、ZnSe、CdS、CdTe、

MgS、MgSe、ZnSSe、ZnMgSSe、ZnCdSSe 及 ZnTeSe 群體中選擇其一為之。該氧硫族化物材料若為ZnSSe<三元系氧硫族化物材料時’可由ZnSxSey(x+y=i，〇<x<i，〇<y<1)表示的範圍予以混晶化。若為ZnMgSSe之四元系氧硫族化物材料時，即可由 ZnpMgsSxSey(p + g=l，〇<p<卜〇<g<lx+y=1，〇<χ<1，〇<y<l)表示的範圍予以混晶化。亦可於氧硫族化物材料摻雜接收體材料或施體材料，以使半導體層低電阻化為宜。此時，該接收體材料係於半導體層，為作出電洞而添加的化合物。另一方的施體材料係於半導體層，為作出電子而添加的化合物。摻雜上述接收體材料及施體材料係以；Li、Cu、]Sia、Ag、N、F等為宜。又，上述接收體材料及施體材料的摻雜量（添加量）雖無特別的限制，唯以0.01至5莫耳％範圍内之值為宜。因該添加量未滿0_01莫耳％時，有未能發揮其添加效果的時候，而於添加量超過5莫耳％時，將有凝集現象致使難於形成均質的半導體層的時候。因此’該接收體材料及施體 -r'" ^ 裝 „----訂---- C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 13 311414 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 633 92 A7 _____________B7_____ 五、發明說明（I4 ) 材料的摻雜量係以〇‘ι至2莫耳％為最適當。金屬氡化物之非縮退半導體，有由：Al、Sn、Zn、In、 Cd、Mg及Si等所成群體中選擇其一者。金屬氧化物之非縮退半導體（電荷濃度未滿ΐχ 1〇2〇 cm3)通常係使用三元系或四元系者。可由控制其摻量及氧孔隙數，或控制其組成比，使其為適宜電荷濃度或為該比電阻值範圍内之值。例如：Sn〇2及八丨的組合通常係用為縮退半導體者。若將A1為施體摻質，予以添加3至1〇原子％ ’即可作成非縮退半導體。InZn〇通常係作為縮退半導體使用者。亦可將Si、Mg、八丨為施體摻質添加t至2〇原子％時’可作為非縮退半導體。良好有機半導體材料有；非晶質碳或鑽石碳者。該有機半導體材料得以含有氫原子，或宜以添加硼、鱗等接收體性材料或施體性材料，作成P型或η型半導體材料。又於構成本發明的有機EL元件時，該非單晶材料應以使用導電性共軛聚合體、添加氧化劑的聚合體、添加還原劑的聚合體、添加氧化劑的低分子化合物，或添加還原劑的低分子化合物為宜。上述導電性共軛聚合體有：聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物（參照日本專利；特開平8-48858號及特開平 7-90060號公報）《>添加氧化劑的聚合體及添加氧化劑的低分子化合物有：烯丙胺（allyl amine)，亦可使用於主鏈含有噻吩低聚合物或含於側鏈之聚合體者。而添加還原劑的聚本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14 311414 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 ill·· — — 訂！ —

n I I 3. 4633 92 A7 B7 經濟部智慧財 k 局員工消費合作社印製五、發明說明（u ) 合體或低分子化合物即為含策複數環化合物。添加於聚合體或低分子化合物的氧化劑有：路易士酸’例如：氣化鐵、氣化銻、氣化鋁等。同樣，添加於聚合體或低分子化合物的還原劑有：鹼土金屬、稀土金屬，鹼族化合物、鹼土族化合物、及稀土族化合物。而在該化合物中’亦包含上述驗金屬及鹼土金屬的有機複合物（配位子為有機物）。 0半導體層的特性為使由半導體層有效地向外取出光線，半導體層的透光率以10%以上為宜。若能為5〇%以上更佳。以7〇%為最佳。又，因該半導體層的發光亮度值得以擴大，故將頻帶隙（band gap)設為2.7eV以上之值為宜。理由為’將頻帶隙設定為大於2.7eV以上之值時，可獲優異電子障壁效果，及電洞障壁效果，而使電子或電洞得能超越有機發光媒體向半導體層移動者減少。為此，可提升電洞與電子的再結合效率，得以提高有機EL元件之發光亮度。又，於半導體層中之電荷濃度，係以lx 1〇12至1Χ 102Gcm·3範圍内之值為宜。其因在於’半導體層中之電荷濃度未滿lx l〇12em-3 時’驅動電壓顯著提高，有發光不均勻時候，而於半導體層中之電荷濃度超過lx 102°cm_3時，多發生作為金屬作用，因之於有機發光媒體產生的激勵狀態，有容易失活的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15 311414 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（16 ) 時候。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，以半導體層中之電荷濃度為1X 1〇13至1χ 1019cxn-3的範圍内之值較宜。若能設定於1〇14至1χ 1018cnr3js範圍内之值更佳》半導體層的比電阻值以lx 1〇·3至lx 1〇9Ω · cm範圍之值為宜。理由為：半導體層的比電阻值未滿1χ 1〇_3Ω · cm時’有發生為金屬之作用以致使有機發光媒體產生的激勵狀態’有容易失活的時候。若半導體層的比電阻值超過 1χ 109Ω · cm時’驅動電壓有顯著提高的時候β 唯’為形成典型的大有機EL元件的畫素（如，3〇〇ym X 300〆m)以直流驅動（DC驅動）時，該半導體層的比電阻值以lx 10至lx 10 Ώ · cm範園之值為宜。若能使半導體層的比電阻值為所定範圍的值，即可獲得更均勻的發光。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製而於形成典型的大有機EL元件的畫素，以脈波驅動時，即以半導體層的比電阻值設定於lx 1〇-3至1Χ 1〇4Ω · cm範圍之值為宜。若設定半導體層的比電阻值為所定範圍内之值時’可對應於其工作比（duty ratio)，得於在所定時間内流出大電流。 ③膜厚半導體層的臈厚以1至700 nm範圍之值為宜。若半導體層的膜厚為未滿lnm，有不為連續膜的時候，又若半導體層的膜厚超過為7 〇〇nm時，即有取光效率低落狀況。因此，半導體層的膜厚以1至500nm範園内之值為本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 311414 4633 92 A7

經濟部智慧財產局消費合作社印製五、發明說明（Γ7 ) 佳，右能為1〇至300nm範圍之值更佳。 (3)Si ：如依本發明，陽極與陰極得以實質上的不對向，馬由半導體層向外取出光線，可由透光率等的觀點得顯著減低各種類限余J。又☆本發a月中，#設該陽極纟陰極之任何一方為第-電極時，另-方即為第2電極。因此，得將陽極為第1電極，而將陰極為第2電極，或將陰極為第！電極，而將陽極為第2電極。兹就使用於電極的材料舉例說明如下：該第2電極若如前述，能對半導體層的植入良佳，即可任意使用各種金屬’或導電性化合物。唯，由第2電極之陽極或陰極，植入電子及電洞時，該電荷即通過半導體層端緣部的接電處，移向面積較大的半導體層部分，為此，需考慮該接電處之連接電阻，選定大2電極的形勢材料為宜。 ①陽極陽極係以使用工作係數較大（如’4〇ev以上）的金屬' 合金、導電性化合物’或該混合物為宜。通常，係以IT〇(銦錫氧化物）、ΙΖΟ(銦辞氧化物）、氧化辞、Au、Pt、Pd等之一種或組合二種以上，予以使用。又’陽極的膜厚不特別限定’唯以1〇至l〇〇〇nm的範圍之值為宜。若以10至200的範圍之值為佳。 0陰極陰極係以使用工作係數較小（如，未滿4.OeV)的金屬、本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 311414 c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

^裝---------訂---I I 3. 463392 A7 B7 五、發明說明（18 ) 合金、導電性化合物，或該混合物為宜。有：Mg、AI、ln、 Li、Na、Ag、W、Ta · W 合金、Ti、Cr、A1 · W 合金、Ai · Ti合金等之一種或組合二種以上，予以使用。陰極的膜厚不特別限定，唯以10至lOOOnm的範圍之值為宜。若以10至200的範圍之值為佳。 ③電極位置特就陽極或陰極電接於半導體層端緣部作為第2電極使用時的該第2電極位置，及連接構造，以參照第1圖至第11圖說明如下：又，此處所謂的「電接」，係以陽極咬陰極連接或接觸於半導體層，以成可通電的狀態者。為此，宜以將連接電阻設定於lk Ω以下之值。而以1〇〇下之值為佳。唯’本發明中之第2電極位置，並不限定於第丨圖至第11圖之所示位置’得以將該所示構造予以適當組合。亦可位於能連接半導體層端緣部之圖示以外的適當位置。第1圖係表示第1實施形態中有機EL元件1〇〇的第2 電極16之位置’在由半導體層14端緣部I?，向水經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’方向延伸的延長部18，設有一凹部20，而於該凹部2〇内，陽極（第2電極）16者。 > 成體層14間的電接處為大面積，得防止短路發生亦外部的電接較容易。如於讓位置形成第2電極16， 2電極16上面與半導體層μ上面成為同一平扭 •〜半一叫’對猫緣性的處理較易。 &張尺度適用中國國家違.準規χ 297公楚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 如於上述位置形成第2電極，可使第2電極16虚 Ί Λ 與半導能使與可使第 311414 4633 92 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ;------ B7 五、發明說明（l9 ) 第2圖係表示於第1實施形態變形例（一）的有機EL元件102中之篦9带43：罘2電極16位置者。係於半導體層14端緣部 17，向水平方向延伸的延長部18表面，形成陽極（第2 極）16 β 如於該位置形成第2電極16 ,可使第2電極16與半導體層14間的電接處為大面積，亦使第2電;& 16與有機發光媒體12間的距離拉長，因而，得有效地防止短路的發生。更因’第1電極10與第2電極16分別為同一方向，而於第2圖中’係露出於上面方向，因此，得以利用為與外部電接容易。 ’ 第3圖係表示於第1實施形態變形例（二）之有機El元件104中之第2電極16的位置者。係於半導體層14端緣砵17，向水平方向延伸的延長部18，設置有機發光媒體 12 —側的反對侧形成第2電極16。如於該位置形成第2電極16,可使第2電極]6與半導體層14間的電接處為大面積，亦可不須施行電氣絕緣性處理而使第2電極16與有機發光媒體12間，有效地防止短路的發生。復於本示例令，與第丨圖所述之同樣理由，在延長部18設凹部20，而於該凹部20内形成陽極（第2 電極）16。第4圖係表示於第1實施形態變形例（三）之有機el元件106中之第2電極16的位置者。係將第2電極16直接對著半導體層14端緣（側端）部17，予以形成者。如於該位置形成第2電極16,可使橫方向有機£1>元 %---I----「-裝----K----訂--------- (請先閱讀背面之庄意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 311414 463392 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 311414 A7 五、發明說明（20 ) 件106的構成為較緊湊小型化（c〇mpaet)。第5圖係表示第1實施形態之變形例（四）。係柃元件U2中設二所，第2電極16、23的示例者。亦機係對半導體層14端緣（側端）部17兩侧，介由延長部η，設第2電極16、23者。 ’ 如上述’形成複數第2電極16、23時，可使該第2 電極16、23與半導體層14甲延長部18之接觸面積擴大2, 而使電子及電洞的植入容易。且於第2電極 ^ J疋任何一方與半導體層14中延長部18間，發生導通不良時亦可經由另一方的第2電極16、23與半導體層14中之另一方延長部18間維持導通現象。第6圖係表示第1實施形態之變形例（五）。係於半導體層14之端延部設傾斜面24。且在該傾斜面24上形成第 2電極16者。如上述方式在半導體層14與第2電極16形成傾斜時，其接觸面積擴大，使電子及電洞的植入容易。又於第1實施形態的變形例（五）中，第6圖表示，雖係將傾斜面24形成為向下之傾斜狀，唯該傾斜得以形成為向上的傾斜。亦可將第6圖所示之第1實施形態變形例（五）中之傾斜面24部分之三角形剖面作成為梯形剖面。第7圖為第1實施形態之變形例（六）。係於第1電極 10側亦τ>Χ半導體層9的示例者。亦即係表示於半導體層9 側端之端緣部形成第1電極10者。如以上述方式形成第1電極10，即可解除對第1電極本紙張尺度適用中國5^7&^41格（ χ 297公楚）；； .1 「> 裝----Κ----訂----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 463392 五、發明說明（Μ ) 的限制’同時，可以使用不透明的低電阻材料，使電子及電洞的植入容易。第8圖為第1實施形態之變形例（七）。係表示於半導體層14於端延部設階梯，且於該階梯上形成導電層25，在該導電層25上形成第2電極16者。如上述方式，可使半導體層14與第2電極16形成為階梯狀接觸，同時，由於形成有導電層25,而使接觸面積擴大，易為低電阻化。第9圖為表示半導體層14與第2電極16之連接狀態及連接位置者。係以第9圖（a)及第9圖（b)表示平面圖，而以第9圖（c)及第9圖（d)表示剖面圖。若採用該形態可宜以使接觸面積擴大，或因可獲得優異的連接可靠性，係以第9圖（a)所示之半導體層14前端部的分又構造，或如第9圖（b)所示，於半導體層14前端部成開孔的構造為宜。又因上述同樣理由，可如第9圖（c)於半導體層14前端部設凹部，或如第9圖（d)所示，得於半導體層14前端部形成契齒狀為宜。第1 〇圖係表示第1實施形態變形例（八）中之有機EL 元件108的第2電極34的位置’係以省略有機發光媒體及第1電極的狀態表示。本示例係將第2電極34予以圖案化為複數條執道而設置者。該半導體層32亦沿第2電極予以圖案化為複數條軌道β且第2電極34係沿半導體層 32的端緣部（端側，予以電接。 F紙張尺度適用t _家標準(CNS)A4規格⑽χ撕公愛) 311414 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁〕 ^J^^ ----r 111 訂---11 3. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21 4633 92 A7 五、發明說明（22 ) 因此’如上述位置形成第2電極34,係於第1電極（未圖不）與第2電極34間施加電壓時，得以防止於半導體層 32(未圖示）因電阻值造成電壓的下降效果。又若於該位置形成第2電極34時，可在第2電極34 之垂直方向配置第丨電極的時候，得將有機EL元件（畫素）1 配置成矩陣狀。因而，能由大面積半導體層32的發光面多取出光量，且能於同時提供薄型顯示裝置。第U圖係表示第1實施形態變形例（九）中之有機el 凡件110的第2電極40位置者。第Π圖（a)係以平面方式表不將第2電極40圖案化為柵狀，形成於支持基板42上者°第11圖（b)係以剖面方式表示’設有全面覆蓋第2電極40及一部分露出之支持基板42的半導體層44。又於第 11圖（c)以剖面方式表示，於第】j圖（b)所示之半導體層 44上全面形成有機發光媒體46,又於其上形成圖案化第1 電極48的有機EL元件11〇中，可由符號τ所示地方取出光線者。因此’如於該位置形成第2電極40,即可在第2電極 40與半導體層44間使電接處為大面積，以防止半導體層因電阻值造成電壓下降效果。若於上述位置形成第2電極 40，即可與第1電極（未圖示）間的配置關係上，將有機EL 元件（畫素）110配置為矩陣狀。因而，得以由大面積半導體層44的發光層取出多量光d 亦得於一畫素中之第2電極與半導體層包含上述構成。更可於第11圖所示構成體為晝點（畫素之一部分），作 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -y裝----l·! — 訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 22 311414 463392 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（23 ) 成2次元配列的矩陣構造。 (4)支持基板: 其次，就有機EL元件中之支持基板說明如下：上述支持基板，若具有優良機械強度，且為水分透過性及透氧性較少者，如，可將此種常用於有機EL元件之厚度100至2000私m的玻璃基板及陶瓷（ceramic)基板等直接予以使用。又’若須介由形成於支持基板上的半導體層向外取出光線時，該支持基板的透光率應以90%以上為宜。若能為 93%以上較好，若透光率為98%即最佳。 (5)構成例：第1實施形態中之有機EL元件，係以陽極為第2電極’而以陰極為第1電極，實質上為①的構成，唯可將其他構成要素，如以電洞植入層及電子植入層的組合獲得② 至④的有機EL元件之構成為宜。亦可以陽極為第1電極’而以陰極為第2電極，口J獲得⑤至⑧的有機EL元件構成。级將較佳的有機EL元件構成例，例示如①至⑧。 ①基板/半導體層（+陽極（第2電極））/有機發光層/陰極 (第1電極） 0基板/半導體層（+陽極）/電洞植入層/有機發光層/陰極 ③基板/半導體層（+陽極）/有機發光層/電子植入層/陰極本紙張尺度適用㈣國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐) 1-------- 23 3!1414 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝！ l·—--訂----- L63392 h A7 - 1 "1 B7 ^_ 五、發明說明（24 ) ④ 基板/半導體層（+陽極}/電洞植入層/有機發光層/電子植入層/陰極 ⑤ 基板/半導髏層（+陰極（第2電極})/有機發光層/陽極 (第1電極） ⑥ 基板/半導體層（+陰極）/電子植入層/有機發光層/陽極 ⑦ 基板/半導體層（+陰極）/有機發光層/電洞植入層/陽極 ⑧ 基板/半導體層（+陰極穴電子植入層/有機發光層/電洞植入層/陽極 [第2實施形態] 其次以第12圖（a)至⑷，說明本發明第2實施形態的有機EL元件的製造方法如下：第12圖（a)至（d)為表示有關第2實施形態之製造方法各工序中，有機EL元件模式的說明圖。而於下記說明中，係以有機EL元件的製造方法為重點予以說明，其構成材料等係與第1實施形態中之内容相同β (1)陽極（第2電極）的形成：第12圖（a)係表示於支持基板上設置陽極（第2電極）16的狀態者。上述陽極16的形成方法並無特別限制，可將濺鍍法 (沈積法）與微影法予以組合後，形成於所定位置。也就是說•可由濺鍍法在支持基板15上全面形成陽極層後，再以微影法予以圖案化，在與半導體層14之端緣部17電接的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----^- — 1—訂！丨經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 311414 A7 463392 五、發明說明（25 ) 位置上’正確地形成陽極16。亦可於支持基板上的陽極形成位置設置凹部，在該凹部形成陽極’以使支持基板上面位置與陽極表面位置得以 -致為平坦面。如以上述方式形成陽極，即可於後工序中形成半導料’能使半㈣相料料_實地電接在 -起。若以上述方式形成陽極’能將陽極埋設於具絕緣性之支持基板内’因@ ’可無需使用絕緣性材料得能與後工序形成之有機發光媒體確實保持其絕緣性。 (2) 半導體層的形成：第12圖（b)係表示於支持基板15上之陽極（第2電極）16鄰接一設置半導體層14的狀態者。也就是說：係表示將陽極16於端緣部17配設為能與半導體層14電接狀態者。該半導體層14的形成方法亦無特別的限制可於前工序後’續以實施濺鍍法（沈積法）於所定位置上予以形成。亦即於前工序蝕刻陽極層後，剝離抗蝕臈，於全面再形成半導體層14’由微影法予以圖案化，即可將半導體層14 以短時間内容易地形成在所定位置上。如需以陽極16及半導體層14為一部分重疊狀，可如第3圖所示，設凹部22’形成半導體層14,再以微影法將半導體層14形成於所定的位置為宜。 (3) 有機發光媒體的形成第12圖（c)係表示於半導體層14設置有機發光媒體12 的狀態者。該有機發光媒體12的形成亦無特別的限制，唯 I I ^1 — I — I Λ — · I I I I \丨.' C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 311414 4633 92 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------B7___五、發明說明（26 ) 於濺鍍時’可使用開孔遮罩將該有機發光媒體12形成於所定位置。若係以發光層、電洞傳送層、電洞植入層、中間介面層等所構成時，可於各層形成時分別重複濺鍍工序，即能正確地予以形成》又於形成有機發光媒體12時’可於陽極16上設絕緣層（未圖示）’以覆蓋陽極為宜。由上述方式形成絕緣層即可確實確保陽極16與有機發光媒體12間的絕緣性，因此，得以有效防止構成有機EL元件時的短路及串音（cross talk) 發生。上述絕緣層係以光硬化性環氧系樹脂、丙烯基系樹脂或矽氧烷系樹脂等構成為宜。亦可由非電荷植入性的半導體層或金屬層替代上述絕緣層。 (4)陰極（第1電極）的形成：第12圖（d)係表示於有機發光媒體12上設置陰極，（第 i電極）10’以構成有機EL元件時的狀態者。上述陰極（第夏電極）10亦可由濺鍍法及微影法的組合形成於所定位置。如上述，於第2實施形態，係將半導體層14的形成排在陽極16形成後實施，但得以將該順序予以顛倒。也就是說：首先形成半導體層14,再形成陽極16,以獲得如第1 圖、第2圖及第10圖所示的有機EL元件100、1〇2、1〇8。亦可於基板上形成第2電極以外時，將第1電極設於基板上’再設有機發光媒體、半導體層後，於半導體層端緣部配設第2電極。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕裝-----„----訂- --- 3. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 26 311414 4633 92 A7 B7 五、發明說明（27 ) 實施例：茲將以實施例詳述本發明如下： [實施例1] (1)有機EL元件的製造： ①陰極（第2電極）的形成：在厚：1.1mm、長：200mm、寬：20 0mm的透明玻璃基板’以異丙醇作超音波清洗，再於N2(氮氣）環境中乾燥後’使用UV(紫外線）及臭氧予以1 〇分鐘的清洗。其次，於清洗後的玻璃基板上，使用濺鍍機器（曰本真空技術株式會社製造）形成由Al/Si合金（Si濃度為1原子。/〇)所成的薄膜（膜厚：100nm)〇由微影法於該Al/Si合金薄膜上形成如第11圖（a)所示的柵狀圖案（線寬：20仁m、柵距：32〇# m)。因此’得以將陰極（第2電極）於半導體層之端緣部構成為電接狀。 0半導體層的形成：對形成有陰極的玻璃基板施行argon電漿清洗後，以真空沈積裝置在玻璃基板上，同時由ZnSe及ZnCl2沈積而成之膜厚150nm之n型半導體層。而該沈積作業係於真空度為 lx l〇-6Torr(l_33x l〇-4Pa)，加熱溫度為 760 至 780 。(：的條件下實施，其中，ZuC〗2的沈積係以半導體層之比電阻值3χ 109Ω · cm為原則而予以實行。又半導體層之電荷濃度係以4端子法測量，確定其為 5x 1015cm·3。 ③有機發光媒體的形成：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311414 (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----l·---訂----- 5. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 27 4633 92 A7 B7 五、發明說明（28 ) 其次’由下記構成材料依序沈積為各骐層厚度形成有機發光媒體。其中’ Alq為發光層，；NPD為電洞轉送層， TPD74為電洞植入層’而CuPc即為中間介面層

Alq(8-羥基喹啉 ’ 8-hydroxyquinoline 之 A1 配位基）： 60nm NPD(N，N’-二（1_ 萘基）二苯基 _4,4，-聯基胺，>1,；^，-(^-(l-naphthyl)-diphenyl-4,4,-benzidine) ： 20nm TPD74(4,4’-雙二（間-甲苯胺基）_4”_苯基-三苯胺 ’ 4,4’-bis-(N，N’-di(m-tolylamino)-4’’-phenyl triphenylamine) ： 20nm CuPc(酞菁銅）：20nm ④陽極（第1電極）的形成：最後沈積Au 20nm，A1 lOOnm，以獲得實施例1的有機EL元件。 (2)有機EL元件的評估：於製得的有機EL元件，在陽極（第1電極）與陰極（第2 電極）間施加7V直流電壓，可介由半導體層獲得綠色發光。流過電流為3mA/cm2，此時的發光亮度為54cd/m2。若以初期發光亮度為lOOcd/m2的定電流運轉，獲得480小時的壽命半減效果。 [實施例2] (1)有機EL元件的製造： ①陽極（第2電極）的形成：與實施例1 一樣，以柵狀圖案化（線寬：20 // m、柵距： (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 一,裝----K----訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 311414 463392

五、發明說明（29 ) 3 20〆m)的Al/Si合金薄膜形成陽極（第2電極 ②半導體層的形成： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於形成陽極的玻璃基板施行Argon氬電漿清洗後，在該基板上使用真空沈積裝置（曰本真空技術株式會社製造），同時沈積臈厚為30nm的CdS與Cu之p型半導體屠。該沈積作業係於真空度為lx l〇-6Torr(1.33xl0.4Pa)，加熱溫度160°C之條件下予以進行。該Cu之沈積係以半導體層之比電阻值2χ ϊ〇Ω · cm為原則而予以進行。該半導體層之電荷濃度係以4端子法測量，確定其為4x 1017m-3。又’如應用物理’ ϋ，1770(1992年）之記載，由另法確認獲得CdS與Cu組合之半導體層為表示p型半導體特性者。 0有機發光媒體的形成：再其次，將於實施例1中使用之TPD74、NPD及Alq 依序沈積為膜厚200nm、20nm及60nm的有機發光媒體，分別由TPD74為電洞植入層、NPD為電洞轉送層、Alq為發光層。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ④陰極（第1電極）的形成：最後，沈積LiF(0.5nm) ’再沈積A1膜200nm厚度，以得實施例2之有機EL元件。 (2)有機EL元件的評估：於製得的有機EL·元件，在陰極（第1電極）與陽極（第2 電極）間施加7V直流電壓，可介由半導體層獲得綠色發光。流過電流為2.7mA/cm2，此時的發光亮度為32cd/m2。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 29 311414 463392 A7 B7 五、發明說明（3〇 ) 若以初期發光亮度為100cd/m2的定電流運轉，獲得62〇小時的壽命半減效果》 [實施例3] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (1) 有機EL元件的製造：在實施例3中檢討有機半導體層的效果，亦即，以表示半導性為高分子的PEDOT(3,4-聚伸乙二氧基噻吩， 3,4-polyethlene dioxythiophene ’ 拜耳公司製）代替實施例 2 中之CdS與Cu組合之半導鱧層形成膜厚70nm之半導體層，以水溶液狀態予以旋轉鍍膜後，再以12(TC^空乾燥予以形成外’其餘與實施例2相同方式製得有機el元件。 (2) 有機EL元件的評估：在陰極（第1電極）與陽極（第2電極）間施加7V直流電壓，其流過電流為5.2mA/cm2，介由半導體層，可獲得發光亮度為180cd/m2的綠色發光。若以初期發光亮度為 100cd/m2的定電流運轉，獲得790小時的壽命半減效果。結果如表1所示。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此時之半導體層面電阻為1.6kQ，此電阻值為ι.1χ ΙΟ2 Ω · cm 〇 [比較例1】 (1)有機EL元件的製造：製造一種’除未形成實施例1中之柵狀圖案化（線寬·· 20从m、柵距：320从m)的Al/Si合金薄膜（陰極）外，其餘與實施例1相同的有機EL元件。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 30 311414 463392 A7 B7 五、發明說明（31 ) (2)有機EL元件的評估：於製得的有機EL元件，在半導體層與陽極（第1電極）間施加7V直流電壓，即於半導體層施電處附近，僅獲得直徑約5mm之聚光型發光。亦即，若不設陰極而於3χ 103Ω . cm高電阻半導體層直接施加電壓，即幾乎不發光，確認為不能為有機EL元件予以作用。 [比較例2] (1) 有機EL元件的製造：製造一種全面形成實施例1中之Al/Si合金薄膜（陰極）而未以栅狀圖案化外，其餘與實施例1相同的有機EL元件。 (2) 有機EL元件的評估：於製得的有機EL元件中，在Al/Si合金薄膜與 Au/Al(陰極）間施加7V直流電壓，其流過電流為 3.6mA/cm2，發光亮度為〇.6cd/m2。與實施例1比較，取出於外部的光量降落為1/50 ^介由全面形成的陰極及半導體層向外部取光，即造成由陰極及半導體層吸收EL發光的現象。由此，可確認如實施例1將Al/Si合金薄膜（陰極）予以圖案化後，電接於半導體層端緣部之優位性。 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁〕裝-----„---—訂-----

ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格（210 X 297公釐） 31 311414 4633 92 A7 -----------B7 五、發明說明（32 ) 表1 實施例1 女施例2 實施例3 比較例1 比較例2 第2電極圖案化陰極圖案化陽極圖案化陽極無非圖案化陰極半導體層 ZnSe/ZnCl2 CdS/Cu PEDOT ZnSe/ZnCl2 ZnSe/ZnCl2 EL發光取出面半導體層半導體層半導體層半導體層陰極/ 半導體層發光輝度 (cd/m2、 54 32 180 未發光 0.6 半減壽命 (時間） 480 620 790 0 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [產業上的利用性] 如依本發明之有機EL元件，係於第1電極（陽極或陰極）與非單晶材料所成的半導體層間設有機發光媒體，且於半導體層端緣部電接第2電極（陰極或陽極），使第1電極與第2電極得以免除實質對向，由此，可獲得下記效果。 ①第1電極與第2電極得以免除實質對向，因而，可由半導體層向外部取出EL發光。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製由此，得以使用往昔因透光率等關係未能使用的電極材料，故其選擇範園顯著地擴大，因而，可使用低電阻金屬材料’且能以低電壓驅動’故能提供消耗電力低，而應答速率較快的有機EL元件。亦因由半導體層取出EL發先時，第2電極係設於半導體層的端緣部，因而不成為第2電極的遮光構件，得以順利且有效地將EL發光取出於外部。更因透光率關係，於習用半導體結晶中，因被吸收而本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 32 311414 463392 經濟部智慧財產局消費合作社印製 A7 五、發明說明（33 有取出困難的藍光亦可以有效地取出於外部。 0因由非單晶材料形成半導體層，故得以有效地將大面積半導體層予以形成。由此，可在該半導體層上形成有機發光媒體，提供特性均勻且大面積的有機EL元件。 ③ 因將第2電極位置設於有機發光媒體的橫方向，得防止第2電極位與第1電極的短路》因短路現象為元件顯不缺陷’由本發明的構成得以有效地免除上述顯示缺陷。 ④ 若於半導體層使用無機半導體層時，其耐熱性、耐久性優異，雖經1000小時之長時間驅動，該半導體層及第 2電極並無剝離現象，且能提供一種發光亮度極少退化的有機EL元件。如依本發明之有機EL元件製造方法，係將陽極或陰極的任何一方電極為第1電極，而以另方電極為第2電極時，係包含有：形成第2電極之工序；使用非單晶材料，於第2電極端緣部可電接的位置上形成半導體層的工序，及形成第1電極之工序，以使各形成工序的選擇性擴大。亦因使用非單晶材料於半導體層，而容易製造具均勻特性之大面積有機EL元件。更因，無須使第1電極與第2電極對向’故其取出光量增多，同時，亦能使用較寬擴範圍的電極材料α [圖面的簡單說明] 第1圖為說明第1實施形態中之有機EL元件構件之剖面圖。第2圖為說明第1實施形態之變形例中之有機EL元本紙張尺錢财(CNS)A4祕⑽x 297-^il --—- 33 311414 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 褒-----„---—訂 ----- 463392 A7 ___________B7 ___ 五、發明說明（34 ) 件構造之剖面圖（一）。第3圖為說明第1實施形態之變形例中之有機元件構造之剖面圖（二;）。第4圖為說明第1實施形態之變形例中之有機el元件構造之剖面圖（三）。第5圖為說明第1實施形態之變形例中之有機元件構造之剖面圖（四）。第6圖為說明第i實施形態之變形例中之有機EL元件構造之剖面圖（五）。第7圖為說明第1實施形態之變形例中之有機£1元件構造之剖面圖（六）。第8圖為說明第丨實施形態之變形例中之有機£1元件構造之剖面圖（七）。第9圖（a)為說明第2電極與半導體層間連接構造之說明圖（一之（a))。第9圖（b)為說明第2電極與半導體層間連接構造之說明圖（一之（b))。第9圖（c)為說明第2電極與半導體層間連接構造之說明圖（一之（c))。第9圖（d)為說明第2電極與半導體層間連接構造之說明圖（一之（d))。第10圖為說明第2電極與半導體層間連接構造之說明圖（二）。第11圖（a)為說明第2電極與半導體層間連接構造之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !l·! — 訂-! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ的7公釐） 34 311414 4633 92 A7 B7 五、發明說明（35 ) 說明圖（三之（a))。第11圖（b)為說明第2電極與半導體層間連接構造說明圖（三之（b)) 第11圖（c)為說明第2電極與半導體層間連接構造說明圖（三之（c)) 第12圖（a)為說明有關第2實施形態之製造方法之气面圖（一之（a))。第12圖（b)為說明有關第2實施形態之製造方法之剖面圖（一之（b))。第12圖（c)為說明有關第2實施形態之製造方法之剖面圖（一之（C)) ° 第12圖（d)為說明有關第2實施形態之製造方法之剖 .面圖（一之（d))。第13圖為說明習用有機EL元件構造之剖面圖（_)。第14圖為說明習用有機El元件構造之剖面圖（二）。 [符號的說明] 之之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

裝---I r----訂---II 3. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 100，102，104，106，108，110，112，114，116，118 有機 EL 元件 9 半導體層 10 陰極 12 有機發光媒體 14 半導體層 15 支持基板 16 陽極（第2 17 端緣部 18 延長部 20 凹部 23 第2電極 24 傾斜面 25 導電層 29 前端部 ’ 30 丈·持基板本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 35

3114U 463392 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（36 ) 32 半導體層 34 第2電極 36 端緣部 40 第2電極 42 支持基板 44 半導體層 46 有機發光媒體 48 第1電極 200 有機EL元件 201 第1電極 202 有機層 203 第2電極 210 有機EL元件 212 電極 213 補助電極 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裂-----^----訂----- 3. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 36 311414

Claims

修正 463392 H3 第89108193號專利申請案 ^ 申請專利範園修正本 (90年7月27曰） 1. 一種有機電場發光元件，係於含有陽極、半導髏屠及陰極的有機電場發光元件及其製造方法中，將陽極或陰極之任何一方電極為第1電極，而以另方電極為第2電極時，於第1電極與由非單晶材料所成半導體層間設置有機發先媒體，同時，在半導趙廣端緣雙對第_ 2電極予以電氣連接者。 2. 如申請專利範園第1項記載之有機電場發光元件，係從第2電極於半導體層之端緣部，對其水平方向延設之廷長部予以電氣連接者。 3. 如申請專利範園第1項記載之有機電場發光元件，其係將第2電極以電氣連接，接於半導體層2處以上之端緣部者。〇 4. 如申請專利範圍第1項記载之有機電場發光元件，其係將第2電極予以圖案化為栅狀或梳子狀者》經濟部中央標準局員工福利委員會印製 5. 如申請專利範圍第1、2、3或第4項記載之有機電場發光元件，其係由非單晶材料中之ZnS、ZnSe、CdS、CdTe、 MgSe、ZnSSe、ZnMgSSe、ZnCdSSe 及 ZnTeSe 等所成群體選擇至少一種氧硫族化合物（chalcogenide)者。 6. 如申請專利範圍第1、2、3或第4項記載之有機電場發光元件，其係由Al、Sn、Zn、In、Cd、Mg或Si等之群體中，選擇至少一種金屬氧化物之非缩退半導體為該本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210 X 297公楚) 1 311414 463392

非單晶材料者 8，如事請專利範園第 7‘如申請專利範固第h、3或第4項記載之有機電場發光元件《非單晶特料為非晶質碳或類鑽礙者。 3或第4項記載之有機電場發光元件’該非單晶材料為導電性共軛聚合體添加氧化劑聚α體、添加還原劑聚合體、添加氧化劑低分子化合物或為添加還原劑低分子化合物者β 9.如申請專利範園第卜2、3或第4項記載之有機電場發光元件，其半導體層之頻帶隙（band钟…係2 7eV以上者β 1〇·如申請專利範圍第1、2、3或第4項記載之有機電場發光70件’其半導體層之厚度係1至7〇〇nm範園内之值者。 11·如申請專利範圍第1、2、3或第4項記載之有機電場發光元件’該乎導體層之比電阻係1Χ 1〇*3至1〇4q -cm範面之值者。經濟部中央標準局員工福利委員會印製 12. 如申請專利範面第i、2、3或第4項記載之有機電場發光元件’該半導體層之電荷濃度係1Χ 1〇丨2至lx l〇2〇cm3 範圍者。 13. 如申請專利範園第1、2、3或第4項記載之有機電場發光元件*該半導體層之透光率為1〇%以上者。 14. 如申請專利範園第i、2、3或第4項記載之有機電場發光元件，係於第2電極與有機發光媒體間設置電氣絕緣部者。本紙張尺度適用中國國家標準（C N S ) A 4規格（210 X 297公變) 2 311414 463392 H3 15‘如申請專利範圍第1、2 於从咕或第4項記載之有機電場發光兀件’係於第2電極與古換_ 者。有機發光媒體間設置導電層 16. 如申請專利範園第i、2 光元件，係由半導鍾層向：部二項記載之有機電場發 17, 如申請㈣範園第卜2、二部rEL發光之構成者。土一从 ^ 魂•第4項記載之有機電場發光兀件，係設有第2電極之補助電極者〇 18·—種有機電場發光顯示元之製造方法，係於含有陽極、半導體層、有機發光疋媒趙及陰極的有機EL元件製造方法申，將陽極或陰極之任柄·— 士办 n 方電極為第1電極，而以另一方電極為第2電極時，包含：形成第2電極之工序；使用非晶#料在第2電^能以電氣連接於半導趙層端緣部的位置形成半導髏廣之工序；形成有機發光媒體之工序，& 形成第1電極之工序者〇經濟部中央標準局員工福利委員會印製 19‘如中請專利範園第18項記載之有機電場發光顯示元件之製造方法，係於形成第2電極之工序中，包含圖案化工序者。 20-如申請專利範園第18或19項記載之有機電場發光顯示元件之製造方法，係含有形成覆蓋第2電極的絕緣臈、非植入性半導體層或金屬層之工序者β 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公爱) 3 311414