[发明专利]有机发光二极管元件及光通信用模块

说明书

技术领域

本发明涉及使用有机发光二极管(OLED)的发光元件，尤其是涉及提高了响应速度的有机发光二极管元件(以下称OLED元件)和使用该有机发光二极管元件的光通信用模块。

背景技术

OLED元件具有在透明的玻璃或者透明的树脂基板的表面层叠有第一电极层(阳极)、有机层、第二电极层(阴极)的基本构成。OLED元件具有对比度高、视角宽、可以薄型化的特征，开始应用于显示器等领域。但是，利用OLED元件的显示器，存在如下的问题，即，由于通常的元件中，发光部形成于驱动用的晶体管电路上，因而晶体管部分发出的光被吸收或散射掉，向外部的输出效率恶化。为了解决这个问题，也正在研究在玻璃基板上按阴极、有机层、阳极的顺序层叠的被称作顶部发光(Top Emission)构造的构造。

第一电极层(阳极)由ITO(氧化铟锡)或者是IZO(氧化铟锌)为代表的透明导电材料形成。有机层由空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层等多层构成。

至今为止，很多研究机关在推进OLED元件的研究开发，其发光特性(发光效率、最大亮度、耗电等)得到了飞跃的提高。例如，对如下事项进行多种研究开发：比以往的荧光材料的发光效率更高的磷光材料、具有低功函数的阴极材料、发光层的电子和空穴的载流子平衡最优化等。另外，作为可以实现低成本化的制造方法，不仅采用以往的真空蒸镀，还在研究采用丝网印刷、凹版印刷、喷墨法等的去真空工艺。

另一方面，作为这种OLED元件的新应用，期待着光布线模块用的光源。光布线模块是将发光元件、受光元件安装在光纤、聚合物光波导两端而成的构造，利用发光元件将电信号转换成光信号，将此光信号通过光纤、聚合物光波导，向受光元件传送。最后，受光元件将光信号转换成电信号，进行通信。

使用了OLED元件的光布线模块的以往技术，例如，可以列举日本特开2003-149541号公报以及日本特开2003-14995号公报。

如果应用这些以往的技术，则可以利用OLED元件作为用于在光纤、聚合物光波导中传送光的发光元件。而且，OLED元件采用蒸镀等方法，可以直接在形成了耐热性不太好的聚合物光波导的基板上形成。因此，没有必要进行复杂的光轴调整、光波导端面的加工，具有可以简单地将光波导和OLED元件结合的优点。进而，可以将光波导和OLED元件一体成形，单块(monolithically)地集成，可以大幅缩短光布线模块的安装工序从而实现低成本化。

试图提高OLED元件的响应速度的以往技术，例如，可以列举日本特开平5-29080号公报、日本特开2003-243157号公报及日本特开2002-313553号公报。

在日本特开平5-29080号公报公开的方法中，通过减小OLED元件的静电容量可以使OLED元件的响应速度提高。另外，在日本特开2003-243157号公报中，施加了将偏压和脉冲电压重叠的电压，从而实现了100MHz的响应速度。进而，在日本特开2002-313553号公报中，在发光层附近设置空穴阻挡层和电子注入层提高响应速度。

另外，提高OLED元件的发光效率的以往技术，例如，可以列举日本特开平11-354283号公报及日本特开2000-164363号公报。在这些以往的技术中公开了例如，在有机层和阴极的界面设置无机化合物层，或者在阴极附近的有机化合物层中混入无机化合物的情况。作为这种无机化合物，优选选自碱金属氧化物、稀土类金属卤化物、碱金属配合物中的至少一种化合物。另外，作为无机化合物的形态优选形成层状或岛状。形成层状时，由具有电子注入性能的碱土类金属氧化物、碱氧化物或者碱氟化物构成，优选膜厚为0.4～10nm程度的超薄膜。作为这种碱土类金属氧化物，例如，可以列举BaO，SrO，CaO及它们的混合物Ba_xSr_1-xO(0＜X＜1)和Ba_xCa_1-xO(0＜x＜1)等，作为碱氧化物以及碱氟化物可以列举LiF、Li₂O、NaF等。作为碱土类金属氧化物的形成方法，优选一边采用电阻加热蒸镀法蒸镀碱土类金属，一边向真空槽内导入氧使真空度达到10^-3～10^-4Pa，使氧与碱土类金属发生反应的同时使其蒸镀的方法，可以采用通过电子束蒸镀法将碱土类金属氧化物成膜的方法。作为形成碱氧化物的方法可以采用与前述碱土类金属氧化物的形成方法相同的方法。作为碱氟化物的形成方法，可列举电子束蒸镀法或者电阻加热蒸镀法。