CN111326672A - 有机发光元件和有机发光装置及它们的生产方法、照明装置、移动体、摄像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机发光元件和有机发光装置及它们的生产方法、照明装置、移动体、摄像装置和电子设备。有机发光元件从基板的第一表面起依次包括：基板、下部电极、有机化合物层、上部电极、包含无机材料的第一保护层、其密度高于第一保护层的密度的第二保护层、和其密度高于第一保护层的密度的第三保护层，其中第三保护层设置在基板的与基板第一表面相对的第二表面上。

Description

有机发光元件和有机发光装置及它们的生产方法、照明装置、 移动体、摄像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及具有其中包括发光层的有机化合物层设置在一对电极之间的结构的有机发光元件，以及包括该有机发光元件的有机发光装置。
背景技术
近年来，作为自发光装置的有机发光装置作为平板显示器已经受到关注。作为有机发光装置的组成构件的有机发光元件的特性容易因水分和氧气而劣化。仅少量的水分的存在就导致有机化合物层和电极层之间的剥离，引起黑点(dark spot)。此类有机发光元件的充分的寿命通过将有机发光元件用蚀刻玻璃罩覆盖、将周边用密封剂粘贴、将吸湿剂放置在其内部和吸收从密封面浸入的水分来确保。
然而，为了生产包括薄型有机发光装置的节省空间的平板显示器，需要消除在显示部周边的用于吸湿剂的空间；因此，需要不要求大量吸湿剂的密封有机发光装置的方法。为了实现节省空间，要求用于防止水分和氧气浸入有机化合物层中的高功能保护层，并且需要用保护层进行固体密封。
日本专利特开No.2010-198969(下文中称为PTL 1)公开了一种将有机发光元件用由通过等离子体增强化学气相沉积(CVD)方法形成的氮化硅膜或氧氮化硅膜和通过原子层沉积(ALD)法形成的Al2O3膜的层叠体形成的保护层覆盖的结构。
在包括多个有机发光元件的有机发光装置中，存在由于通孔引起的台阶(step)和由于在显示部周边的配线引起的台阶。为了使相邻的有机发光元件彼此电分离，像素分离膜设置在于各个有机发光元件处设置的电极之间。各像素分离膜部分地覆盖电极的端部，因此具有凹凸的形状。为了减少像素间的电流泄漏，像素分离膜可以具有陡边的斜面或多个凹凸部。
在通过溅射法或等离子体增强CVD法形成的诸如氮化硅膜、氮氧化硅膜或氧化硅膜等的薄膜中，可以在膜的生长界面处形成空隙。由于通孔和配线引起的台阶以及上述像素分离膜的凹凸在电极上形成的保护层中产生空隙。空隙倾向于根据膜的生长界面处的生长距离和膜密度而改变尺寸。特别地，此类像素分离膜倾向于具有较高的凸部和较窄的凹部，以实现较高的清晰度并减小像素间的泄漏电流。因此，空隙容易形成并延伸到通过溅射法或等离子增强CVD法形成的保护层的表面。
根据成膜条件，通过ALD法形成的Al2O3膜具有非常高的应力并且可以具有500MPa的应力。因此，当通过ALD法在通过等离子体增强CVD法形成的氮化硅膜或氮氧化硅膜上形成Al2O3膜而作为保护层时，Al2O3膜的应力导致从氮化硅膜或氮氧化硅膜中的空隙部分形成裂纹。裂纹还影响Al2O3膜，导致缺陷和黑点。
将来，应该要求有机发光装置具有更高的清晰度和小的像素间距。这似乎增加了如上所述的空隙状缺陷。
发明内容
本公开提供了一种有机发光元件，该有机发光元件包括通过溅射法或等离子体增强CVD法形成的无机层和通过ALD法形成的无机层的层叠体作为保护层，还提供了防止在保护层中产生裂纹从而防止水分和氧气的浸入的有机发光装置。另外，本公开提供了包括多个有机发光元件的高度可靠的有机发光装置。
本公开的第一方面旨在提供一种有机发光元件，该有机发光元件从基板的第一表面起依次包括基板、下部电极、有机化合物层、上部电极、包含无机材料的第一保护层、其密度高于第一保护层的密度的第二保护层，和其密度高于第一保护层的密度的第三保护层，其中所述第三保护层设置在所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面上。
本公开的第二方面旨在提供一种照明装置，其包括包含上述有机发光元件的光源，和使从所述光源发出的光透过的光扩散单元或光学膜。
本公开的第三方面旨在提供一种移动体，其包括机体和设置在所述机体上的灯具，其中所述灯具包括根据本公开的第一方面的有机发光元件。
本公开的第四方面旨在提供一种有机发光装置，其包括多个有机发光元件，和将彼此相邻的所述有机发光元件电分离的像素分离膜，其中所述第一保护层和所述第二保护层设置在所述像素分离膜上。
本公开的第五方面旨在提供一种摄像装置，其包括包含多个透镜的光学单元、接收通过所述光学单元的光的摄像元件，和显示由所述摄像元件拍摄的图像的显示单元，所述显示单元包括根据本公开的第四方面的有机发光装置。
本公开的第六方面旨在提供一种电子设备，其包括包含根据本公开的第四方面的有机发光装置的显示单元，设置有所述显示单元的壳体，和设置在所述壳体中且与外部通信的通信单元。
本公开的第七方面旨在提供一种有机装置的生产方法，所述有机装置依次包括至少一个下部电极、有机化合物层、上部电极、第一保护层，和第二保护层，所述方法包括以下步骤：提供包括至少一个下部电极的至少一个基板；在所述下部电极上形成有机化合物层；在有机化合物层上形成上部电极；通过溅射法或化学气相沉积法在上部电极上形成第一保护层；通过原子层沉积法在第一保护层上形成第二保护层；和通过原子层沉积法在基板的与形成至少一个下部电极的一侧的相对侧上形成第三保护层。
本公开的第八方面旨在提供一种根据本公开第四方面的有机发光装置的生产方法，所述方法包括以下步骤：形成包括下部电极的基板；在彼此相邻的下部电极之间形成像素分离膜；在下部电极上形成有机化合物层；在有机化合物层上形成上部电极；通过溅射法或化学气相沉积法在上部电极上形成第一保护层；通过原子层沉积法在第一保护层上形成第二保护层；和通过原子层沉积法在基板的与形成下部电极的一侧的相对侧上形成第三保护层。
本公开的进一步特征将参考附图从以下示例性实施方案的说明变得明显。
附图说明
图1为根据本公开实施方案的有机发光装置的端部附近的示意性局部截面图。
图2为图1中示出的根据本公开实施方案的有机发光装置的示意性平面图。
图3A～图3C为各自示出根据本公开实施方案的有机发光装置中的像素分离膜的凹部形状和在下部电极周边的形状的规格的示意性截面图。
图4为用于生产根据本公开实施方案的有机发光装置的设备构造实例的示意性平面图。
图5为包括根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置的结构的示意性分解透视图。
图6为示出包括根据本公开实施方案的有机发光装置的摄像装置的实例的示意性后视图。
图7为示出包括根据本公开实施方案的有机发光装置的便携式装置的实例的示意性透视图。
图8A和图8B各自为示出包括用作显示单元的根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置的另一实例的示意图。
图9为包括根据本公开实施方案的有机发光元件的照明装置的结构的实例的分解透视图。
图10为示出包括用作灯具的根据本公开实施方案的有机发光元件的汽车的一个实例的示意图。
具体实施方式
虽然以下将说明根据本公开的实施方案的有机发光元件和有机发光装置，但是本公开不限于这些实施方案。
根据本公开实施方案的有机发光元件依次包括基板、基板上的下部电极、有机化合物层、上部电极、第一保护层、和第二保护层，并且进一步在基板的背面上包括第三保护层。第一保护层通过溅射法或化学气相沉积(CVD)法形成。第二保护层和第三保护层通过原子层沉积(ALD)法形成。第一保护层包括无机材料。第二保护层的密度高于第一保护层的密度，并且第三保护层的密度高于第一保护层的密度。
根据本公开实施方案的有机发光装置包括用作像素的根据本公开实施方案的多个有机发光元件，和将彼此相邻的有机发光元件电分离的像素分离膜。第一和第二保护层设置在像素分离膜上。
有机发光装置
图1为根据本公开实施方案的有机发光装置的端部附近的示意性局部截面图。图2为图1中示出的有机发光装置的示意性平面图。在图2中，省略图1中的各向异性导电膜(ACF)19和柔性印刷电路板(FPC)20的图示。
根据本公开实施方案的有机发光装置依次至少包括基板1、下部电极8、有机化合物层9、上部电极10、第一保护层11、第二保护层12，并且进一步在基板1的背面(基板的与设置下部电极8的一侧的相对侧)上包括第三保护层13。在图1中，由A表示的区域表示一个像素，其包括一个有机发光元件。本实施方案中，各有机发光元件的下部电极8连接至设置在各像素中的晶体管2。
基板1可以是透明或不透明的。可以用作基板1的基板的实例包括由例如石英、硅、玻璃或合成树脂等构成的绝缘性基板；以及包括由例如氧化硅或氮化硅等构成的绝缘表层的导电性基板；和半导体基板。
驱动每个有机发光元件的晶体管2和驱动晶体管2的信号线3设置在基板1上。晶体管2覆盖有由无机材料构成的第一绝缘层4。在第一绝缘层4上设置有第二绝缘层5，该第二绝缘层5吸收由于晶体管2和信号线3引起的表面凹凸或者保护晶体管2和信号线3。
用于第一绝缘层4和第二绝缘层5的材料应当充分地确保与未连接的线绝缘。另外，应当充分地使用可以在其中形成接触孔6的第二绝缘层5，来建立与下部电极8的电连接。材料的具体实例包括诸如聚酰亚胺等树脂、氮化硅、氧氮化硅、和氧化硅等。
下部电极8设置在位于第二绝缘层5上并且对应于图2所示的显示部30中的各个像素的位置。这里使用的术语"显示部30"是指其中排列多个有机发光元件的图像显示部分。术语"像素"是指构成图像的最小单位。
在该实施方案中，每个下部电极8设置在相应的一个有机发光元件中，并通过贯穿第二绝缘层5的相应的一个接触孔6电连接到相应的一个晶体管的源极或漏极。下部电极8通常用作阳极，因此可以由具有尽可能高的功函数的材料构成。可以使用的材料的实例包括例如金、铂、银、铜、镍、钯、钴、硒、钒和钨等单质金属；含有这些金属的混合物；这些金属的合金；例如氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌等金属氧化物；以及例如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等导电性聚合物。
这些电极材料可以单独使用或以两种以上组合使用。每个下部电极8可以由单层或多层形成。
在根据本实施方案的顶部发射型有机发光装置的情况下，下部电极8可以由不透光的高反射性材料构成。在底部发射型有机发光装置的情况下，使用具有高光学透明性的材料。在将下部电极8用作反射电极的情况下，例如，可以使用铬、铝、银、铜、钛、钨、钼、其合金或其层叠体。在将下部电极8用作透明电极的情况下，例如，可以使用由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌等的材料构成的透明导电的氧化物层。然而，下部电极8不限于此。下部电极8可以通过光刻法形成。
根据本实施方案的有机发光装置包括设置成覆盖下部电极8的外周部的像素分离膜7。可以用于像素分离膜7的材料的实例包括例如氮化硅、氧氮化硅和氧化硅等无机系绝缘材料，丙烯酸系树脂，聚酰亚胺系树脂和线型酚醛清漆型树脂。
有机发光装置中，在由于较高的清晰度而减小像素间距和像素尺寸的情况下，每个像素分离膜7的凹部的底部宽度也减小，从而容易在像素分离膜7上方的第一保护层11中形成空隙。这样的空隙通过第二保护层12的应力而发展为裂纹，从而导致第二保护层12龟裂。作为形成空隙的指导方针，凹部的深度与凹部的底部的宽度之比为0.12以上。这将参考图3A～图3C详细地描述。
图3A是图1中示出的下部电极8及其附近的放大图。图3B和3C是相邻的下部电极8之间的部分的放大图。在图3A～3C中，仅示出了描述所必需的构件，并且省略了其他构件的图示。
如图3A所示，下部电极8的露出面的宽度由W表示，从下部电极8的露出面至与下部电极8相邻的每个像素分离膜7的顶部的高度由H表示。如图3B所示，像素分离膜7的凹部的底部宽度由w表示，围绕像素分离膜7的底部的其凸部的顶部的高度由h表示。如图3C所示，与图3B不同，当像素分离膜的凹部的最深部分的形状不平坦时，从最深部分至凸部的顶部的高度h1的95％由h2表示，从顶部至h2深度的宽度由w表示。
当H/W、h/w和h2/w中任一个的值为0.12以上时，过去在第一保护层11和第二保护层12中容易形成空隙。然而，在本公开中，即使在这种情况下，也不太可能形成裂纹。
如图2所示，驱动电路区域31可以设置在显示部30的外侧。密封区域32可以设置在驱动电路区域31的外周。
外部连接端子18设置在基板1的一个端部。外部连接端子18设置在除去第一绝缘层4和第二绝缘层5的部分。外部连接端子18通过区域中的信号线3(未示出)与晶体管2的漏极或源极电连接。
有机化合物层9的结构的具体实例是包括空穴输送层、发光层和电子输送层的三层结构。除了这些层以外，例如，适当地使用空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层和电子注入层。有机化合物层9不限于上述的三层结构。有机化合物层9可以具有仅由发光层组成的单层结构，或者除三层结构以外的多层结构(例如，两层结构或四层结构)。
对于有机化合物层9，可以采用例如真空蒸镀法、电离沉积法、溅射或等离子体等干法。代替干法，可以采用其中使用借助于将材料溶解于适当溶剂中制备的溶液通过公知的涂布方法(例如，旋涂、浸渍、流延法、Langmuir Blodgett(LB)方法或喷墨方法)形成层的湿法。当通过例如真空蒸镀法或溶液涂布法形成层时，不太可能发生结晶等，并且所得层具有良好的经时稳定性。当通过涂布方法形成层时，可以与适当的粘结剂树脂组合而形成层。
粘结剂树脂的非限制性实例包括聚(乙烯基咔唑)树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和脲醛树脂。
这些粘结剂树脂可以单独作为均聚物或共聚物来使用。这些粘结剂树脂中的两种以上可以作为混合物来组合使用。这些粘结剂树脂可以根据需要进一步含有已知的添加剂，例如增塑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。
上部电极10通常用作阴极，并且可以由具有低的功函数的材料构成。材料的实例包括例如锂等碱金属；例如钙等碱土金属；例如铝、钛、锰、银、铅和铬等单质金属；以及含有这些金属的混合物。也可以使用这些单质金属的合金。可以使用的合金的实例包括镁-银、铝-锂、铝-镁、银-铜和锌-银。也可以使用例如氧化铟锡(ITO)等金属氧化物。这些电极材料可以单独使用或以其两种以上的组合使用。阴极可以具有单层结构或多层结构。特别地，可以使用银。为了抑制银的聚集，可以使用银合金。可以使用任意的合金比，只要可以抑制银的聚集即可。例如，合金比可以为1:1。
该实施方案中的上部电极10连续设置并且通常用于多个有机发光元件。在根据该实施方案的顶部发射型有机发光装置中，上部电极10由具有高光学透明性的材料构成。在底部发射型的情况下，可以使用不透光并且具有高反射性的材料。在将上部电极10用作透明电极的情况下，可以使用例如ITO等的导电性氧化物。在将上部电极10用作反射电极的情况下，例如，可以使用铝。形成上部电极10的方法的实例是，但不特别限于DC或AC溅射法，这是因为获得了良好的膜覆盖率从而容易地减小电阻。
第一保护层11和第二保护层12覆盖整个显示部。
第一保护层11通过溅射法或CVD法形成。其材料的实例包括氮化硅、氧化硅和氧化氮硅。也可以使用由这些材料构成的多层的层叠体。考虑到像素分离膜7的凹凸以及异物附着至基板的可能性，由于对凹凸和异物的高覆盖性，因而可以使用CVD法。
第二保护层12和第三保护层13通过ALD法形成，并且可以由氧化铝(Al2O3)构成。本公开中，类似于第二保护层12，通过ALD法在基板1的背面上形成第三保护层13。第二保护层12中产生的应力被第三保护层13抵消。因此，即使当在第一保护层11中形成空隙时，空隙也不太可能延伸到裂纹中，从而抑制了由于裂纹延伸到第二保护层12而导致的耐湿性劣化。第一保护层的密度可以小于第二保护层的密度。而且，第一保护层的密度可以小于第三保护层的密度。
本公开中，第四保护层(未示出)可以进一步设置在第二保护层12上。其材料的实例包括氮化硅、氧化硅和氧氮化硅。
此外，第五保护层(未示出)可以通过ALD法堆叠在第四保护层上，第六保护层(未示出)可以堆叠在基板的背面上的第三保护层上。其材料的实例包括氧化铝和含硅的材料。
本实施方案中，每个有机发光元件的下部电极8连接到晶体管2的源极或漏极，并且晶体管2的漏极或源极连接到区域中的信号线3(未示出)。信号线3通过外部连接端子18和ACF 19连接到FPC 20。下面将具体描述用于提供该连接结构的方法。
首先，将ACF 19临时压接至外部连接端子18。可以在低温下进行临时压接。接下来，除去ACF 19上的保护片，并且将FPC 20与外部连接端子18对准。此时的对准可以自动进行。对准之后，将加热的加热器头放置在FPC 20上，并且通过在加压下加热来完成外部连接端子18与FPC 20之间的连接。
本实施方案中，滤色器15介由平坦化层14设置在区域中，该区域对应于显示部30并且位于第二保护层12上或在设置第四保护层的情况下位于第四保护层上。此外，玻璃板17介由填充层16贴附。
生产方法
根据本公开实施方案的有机发光元件的生产方法包括以下步骤：
(1)形成包括下部电极8的基板1；
(2)在下部电极8上形成有机化合物层9；
(3)在有机化合物层9上形成上部电极10；
(4)通过溅射法或CVD法在上部电极10上形成第一保护层11；
(5)通过ALD法在第一保护层11上形成第二保护层12；和
(6)通过ALD法在基板1的背面形成第三保护层13。
根据本公开实施方案的有机发光装置的生产方法在步骤(1)和步骤(2)之间包括形成像素分离膜7的步骤。
在根据本公开实施方案的生产方法中，在水平地保持基板1的主表面的同时进行步骤(4)。基板1的主表面为其上设置电极8和10以及有机化合物层9的表面。术语"水平地"可以包括操作中的误差。步骤(4)可以对于一个基板接一个基板进行。
步骤(5)和(6)可以在其中基板1的主表面相对于水平面具有角度的状态下进行。在一些实施方案中，可以在基板1以其主表面平行于竖直方向这样的方式放置的同时进行步骤(5)和(6)。当通过ALD法形成氧化铝膜时，用三甲基铝填充腔室，然后将三甲基铝用水蒸汽或臭氧氧化。与CVD法不同，氧化铝不是在一点处而是在整个空间中形成。因此，步骤(5)和(6)可以以批量模式进行，并且可以以批量模式更有效地进行。步骤(5)和(6)可以同时进行。
在本公开的实施方案中，滤色器15可以如图1所示设置在出射光侧。在该情况下，平坦化层14可以设置在滤色器15和第二保护层12之间，或者当设置有第四保护层时，设置在滤色器15和第四保护层之间。平坦化层14可以由例如丙烯酸系树脂构成。
生产设备
图4示意性地示出用于根据本公开实施方案的有机发光装置的生产设备的构造的一个实例。
图中所示的设备包括装载室101、预处理室102、第一转移室103、有机材料气相沉积室104、溅射室105、反转室106、第二转移室107、第一CVD室108、第一基板存储室109、ALD室110、第二基板存储室111、第二CVD室112和卸载室113。
将已经被处理直到形成下部电极8和/或像素分离膜7的步骤的基板1放置在装载室101中。装载室101可以容纳多个基板1。预处理室102具有进行UV处理、加热处理、和臭氧处理等的功能。有机材料气相沉积室104包括用于不同材料的多个气相沉积子室。在第一转移室103中，基板1可以从与第一转移室103邻接的每个腔室中移入和移出。可以设置与第一转移室103邻接的基板存储室(未示出)，并且可以将有机材料气相沉积室104中处理的基板1存储在其中。根据需要，将基板1移入溅射室105或反转室106中。可以在溅射室105中形成第一保护层11。基板1可以在反转室106中反转，然后将其移入第一CVD室108。可以调节与第一转移室103和第二转移室107连通的腔室内的压力。然后，将基板1移入第一基板存储室109。将多个基板移入第一基板存储室109。将移入第一基板存储室109的多个基板1连续地移入ALD室110。将转移的多个基板1同时处理。将处理后的基板1连续地移入第二基板存储室111。将每个基板1从第二基板存储室111移入第二CVD室112，并进行基板处理。基板1可以移入卸载室113并被取出。因为基板是连续地从ALD室110移入或移出，所以可以缩短打开ALD室110的转移口的时间。因此，可以将ALD室110中的温度变化保持为较小以减少异物的产生。
应用
根据本公开实施方案的有机发光元件可以用于照明装置和移动体的灯具，并且可以用于根据本公开实施方案的摄像装置和电子设备的显示单元。另外，有机发光元件还可以用于电子照相图像形成设备的曝光光源，液晶显示装置的背光源以及各种显示装置。此类显示装置可以是图像信息处理装置，其包括：图像输入单元，用于接收来自面阵或线性CCD传感器、存储卡或任何其他来源的图像信息；处理输入信息的信息处理单元；和显示输入图像的显示单元。
摄像设备或喷墨打印机的显示单元可以具有触摸屏特征。触摸屏特征的驱动模式可以是，但不限于红外模式，静电电容模式，电阻膜模式或电磁感应模式。显示装置还可以用于多功能打印机的显示单元。
参考图1，以下描述用于根据本公开实施方案的有机发光装置中的各晶体管2。还可以使用除了晶体管以外的其他有源元件，例如金属-绝缘体-金属(MIM)元件。晶体管2包括通过第一绝缘层4而彼此绝缘的半导体层2a和栅电极2d。晶体管2进一步包括电极2b和2c，其中一个是源极，另一个是漏极。电极2b在区域(未示出)中连接至信号线3。电极2c通过接触孔6连接至下部电极8。
晶体管2不限于使用单晶硅晶片的晶体管，并且可以是在基板1的绝缘表面上包括有源层的薄膜晶体管(TFT)。用于有源层的材料的实例包括单晶硅，例如无定形硅和微晶硅等非单晶硅材料，以及例如氧化铟锌和铟镓锌氧化物等非单晶氧化物半导体。另外，晶体管2可以是由低温多晶硅构成的晶体管或设置在例如Si基板等基板上的有源矩阵驱动器。表述“基板上”也可以说是“基板中”。
图1所示的晶体管2可以形成在诸如Si基板等的基板1中。表述"在基板1中形成"表示通过处理诸如Si基板等基板来生产晶体管。即，在基板1包括晶体管的情况下，基板1和晶体管可以认为是一体形成的。根据显示部的尺寸，选择是在基板1中形成晶体管还是使用TFT。例如，当显示部具有约0.5英寸的尺寸时，可以将有机发光元件设置在Si基板上。
图5是包括用作显示面板的根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置的一个实例的示意图。图5所示的显示装置200包括触摸屏203、显示面板205、框架206、电路基板207以及设置在上部盖201和下部盖209之间的电池208。触摸屏203和显示面板205连接至柔性印刷电路(FPC)202和204。电路基板207包括印刷晶体管。除非显示装置是便携式装置，否则不需要设置电池208。即使显示装置是便携式装置，也不需要将电池208设置在该位置。
根据本公开实施方案的有机发光装置可以用于摄像装置的显示单元，该摄像装置包括具有多个透镜的光学单元和接收通过该光学单元的光的摄像元件。摄像装置可以包括显示由摄像元件拍摄的信息的显示单元。显示单元可以是暴露于摄像装置的外部的显示单元，或者是设置在取景器中的显示单元。摄像装置可以是数字照相机或数字摄影机。
图6是摄像装置的一个实例的示意图。图6中所示的摄像装置300包括取景器301、背面显示器302、壳体303和操作单元304。取景器301包括根据本公开实施方案的有机发光装置，并且可以除了要拍摄的图像外，还显示环境信息、成像指示等。环境信息可以包括例如，外部光的强度、外部光的方向、对象的移动速度以及对象被遮蔽材料遮蔽的可能性等。
适合于成像的时机仅是很短的时间；因此，可以尽可能快地显示信息。根据本公开实施方案的有机发光装置具有很短的响应时间，因此可以用于摄像装置的显示单元。与液晶显示器相比，包括该有机发光元件的显示装置可以合适地用于要求具有高的显示速度的装置。
摄像装置300包括光学单元(未示出)。光学单元包括多个透镜并且构造为在壳体303内的摄像元件中形成图像。可以调节多个透镜的相对位置来调节焦点。该操作也可以自动地进行。
包括根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置可以包括具有红色、绿色和蓝色像素的滤色器。在滤色器中，红色、绿色和蓝色像素可以以三角形排列来配置。
包括根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置可以用于便携式终端的显示单元。在该情况下，显示装置可以同时具有显示功能和操作功能。便携式终端的实例包括诸如智能手机等移动电话、平板电脑和头戴式显示器等。
图7为示出包括用作显示单元的根据本公开实施方案的有机发光装置的便携式装置的一个实例的示意图。便携式装置400包括显示单元401、操作单元402和壳体403。壳体403容纳电路、包括该电路的印刷电路板、电池和通信单元。操作单元402可以为按钮或触摸屏型的反应单元。操作单元402可以为识别指纹从而进行解锁等的生物体识别单元。具有通信单元的便携式装置也可以称为通信装置。
图8A和图8B各自为示出包括用作显示单元的根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置的另一实例的示意图。图8A示出例如电视监视器或个人电脑监视器等显示装置。显示装置500包括框架501、显示单元502以及支承框架501和显示单元502的底座503。底座503不限于图8A中所示的结构。框架501的下边也可以用作底座。框架501和显示单元502可以是弯曲的，并且曲率半径可以为5000mm以上且6000mm以下。
图8B为示出包括用作显示单元的根据本公开实施方案的有机发光装置的显示装置的另一实例的示意图。图8B中所示的显示装置600可为折叠的并且为所谓的可折叠显示装置。显示装置600包括第一显示部601、第二显示部602、壳体603和屈折点604。第一显示部601和第二显示部602可以包括根据本公开实施方案的有机发光元件，可以由单独的无接缝区域形成，并且可以在屈折点处彼此分开。第一显示部601和第二显示部602可以显示不同的图像。可选择地，可以在第一和第二显示部601和602中显示单独的图像。壳体603由柔性基板形成。
图9为示出包括用作光源的根据本公开实施方案的有机发光元件的照明装置的一个实例的示意图。照明装置700包括壳体701、光源702、电路基板703、光学膜704和光扩散单元705。光学膜704可以是改善光源702的演色性的滤波器并且设置在光源702的出射光侧。光扩散单元可以在用于照明等时，使来自光源的光有效地扩散，从而将光发送至宽的范围。必要时，可以在最外部设置盖。根据本实施方案的照明装置可以包括散热单元。散热单元构造为将装置内的热释放到装置外部，并且例如，由具有高比热的金属或液体硅构成。
例如，照明装置为照亮室内的装置。照明装置可以发出白色或者从蓝色至红色的任意颜色的光，并且可以包括调制光的光调制电路。照明装置包括将交流电压转换为直流电压且连接至根据本公开实施方案的有机发光元件的电源电路。白色的色温为4200K。白天的色温为5000K。照明装置可以包括滤色器。
图10为示出作为包括用作灯具的根据本公开实施方案的有机发光元件的移动体的一个实例的汽车的示意图。汽车800包括尾灯801。尾灯为灯具的一个实例。尾灯可以构造成例如在进行汽车的制动操作时使尾灯亮灯。尾灯可以包括保护有机发光元件的保护构件。保护构件可以由具有一定程度的高的强度的任意透明材料构成，例如，可以由聚碳酸酯构成。聚碳酸酯可以包含例如呋喃二羧酸衍生物或丙烯腈衍生物等。
汽车800可以包括车体803和安装至其的窗802。如果窗不用于检查汽车的前后的区域时，窗可以为透明显示器。作为透明显示器，可以使用根据本公开实施方案的有机发光装置。在该情况下，有机发光装置的例如电极等部件由透明构件形成。根据本公开实施方案的移动体的实例除了汽车以外，还可以包括船舶、无人驾驶飞机和飞机等。移动体的灯具可以发出用于指示移动体的位置的光。
实施例
下面将描述本公开的实施例。
实施例1
图1中所示的有机发光装置通过下述的方法来生产。
将晶体管2、第一绝缘层4(厚度：300nm)、和第二绝缘层5(厚度：1,000nm)依次堆叠在硅基板(基板1)上。接触孔6通过光刻法形成。在各个像素中各自包括铝(Al)膜和氧化铟锡(ITO)膜的下部电极8形成于第二绝缘层5上以便电连接至接触孔6。这里所使用的下部电极8的厚度为150nm。由从四乙氧基硅烷(TEOS)制成的氧化硅构成的像素分离膜7通过光刻法形成，从而用像素分离膜7覆盖构成像素的部分的周围。
图3B中，像素分离膜7的凸部的高度h为80nm，凹部的宽度为320nm。高度与宽度的比h/w为0.25。
将已经被处理直到形成像素分离膜7的步骤的基板1用去离子水洗涤约5分钟。然后，将基板1在约200℃下焙烧2小时用于脱水处理。
将下部电极8进行UV/臭氧清洗。包括空穴输送层、发光层、电子输送层和电子注入层的有机化合物层9形成于各下部电极8上。
下面具体地描述有机化合物层9的形成方法。基板1和材料放置在真空蒸镀设备中。在蒸镀设备中的压力降低至1×10-3Pa之后，将N,N'-α-二萘基联苯胺(α-NPD)沉积在下部电极8上从而形成空穴输送层。这里的空穴输送层的厚度为40nm。
将发出绿光的香豆素染料(香豆素-540)和三[8-羟基喹啉]铝(Alq3)以香豆素染料与Alq3的体积比为1.0:99.0这样的方式气相共沉积在空穴输送层上，由此形成发光层。这里的发光层的厚度为30nm。
沉积具有由式(1)表示的结构的邻二氮菲化合物来形成电子输送层。这里的电子输送层的厚度为10nm。
Figure BDA0002316436410000171
将碳酸铯(2.9体积％)和由式(1)表示的邻二氮菲化合物以碳酸铯与邻二氮菲的体积比为2.9:97.1这样的方式气相共沉积在电子输送层上，由此形成电子注入层。这里的电子注入层的厚度为40nm。
将已经被处理直到形成电子注入层的步骤的基板1转移至溅射设备。将氧化铟锡(ITO)通过溅射法沉积在电子注入层上来形成上部电极10。这里的上部电极10的厚度为60nm。
形成第一保护层11以基本上覆盖除了引出电极以外的整个区域。具体地，第一保护层11通过等离子体增强CVD法形成于基板1的基本上整个区域上，以便覆盖第二绝缘层5和像素分离膜7。
将基板1放置在与等离子体增强CVD设备的高频电极相对的接地电极上。将基板加热至110℃。在使SiH4气体、N2气体和H2气体流动的同时，控制高频电极与接地电极之间的反应空间中的压力。将高频电力供给至RF电极从而沉积由氮化硅构成的第一保护层11。这里的第一保护层11的厚度为约1.5μm。
将已经被处理直到形成第一保护层11的步骤的基板1通过ALD法在真空下导入沉积膜形成设备中。基板1以其主表面和背面两面均露出这样的方式竖直放置。将基板加热至120℃。导入三甲基铝(TMA)。控制压力以维持在恒定水平下一定时间。然后，排出三甲基铝。接下来，导入氧气。控制压力以维持在恒定水平下。供给高频电力以产生氧等离子体一定时间，由此将附着至基板的三甲基铝氧化。然后，排出氧气。由此，形成氧化铝的原子单层。通过重复该操作，形成厚度为100nm的第二保护层12。此时，厚度为100nm的第三保护层13形成于基板1的背面的基本上整个区域上。
将ACF 19插入外部连接端子18和FPC 20之间，并且在外部连接端子18和FPC 20之间进行热压接合。
平坦化层14通过涂布在第二保护层12上来形成。玻璃板17介由滤色器15和填充层16接合在其上，由此提供有机发光装置。
具有相同结构的10个有机发光装置通过上述方法来生产。
接下来，1,000小时耐久试验通过使所得10个有机发光装置在温度60℃和相对湿度90％的环境下放置1,000小时来进行。通过使有机发光装置在温度60℃和相对湿度90％的环境下放置250小时、500小时、和1000小时之后，取出有机发光装置，使有机发光元件发光，并且检查有机发光元件中是否形成黑点来进行评价。表1中呈现结果。评价标准如下述。
○：正常地发出光而没有产生如黑点等非照明区域。
×：产生如黑点等非照明区域。
表1
装置No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
耐久250小时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
耐久500小时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
耐久1000小时 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
如表1中呈现的，即使当根据本实施例的有机发光装置暴露于温度60℃和相对湿度90％的环境1,000小时时，也正常地发光而没有形成黑点。因而发现，在第一保护层11或第二保护层12中没有裂纹形成。
实施例2
除了第一保护层11的厚度为约1.2μm和第四保护层形成于第二保护层12上以外，以与实施例1中相同的方式对于每一个不同的h/w比生产10个有机发光装置。在温度60℃和相对湿度90％的环境下以与实施例1中一样进行耐久试验1,000小时。表2中呈现结果。第四保护层如下所述形成。
将已经被处理直到形成第二保护层12和第三保护层13的步骤的基板1以与第一保护层11的形成步骤相同的方式放置在等离子体增强CVD设备的接地电极上。将基板1加热至110℃。在使SiH4气体、N2气体、H2气体和NH3气体流动的同时，控制高频电极与接地电极之间的反应空间中的压力。将高频电力供给至RF电极从而沉积由氮化硅构成的第四保护层。这里的的第四保护层的厚度为约0.5μm。
表2
Figure BDA0002316436410000201
如表2中呈现的，即使当根据本实施例的有机发光装置暴露于温度60℃和相对湿度90％的环境1,000小时时，也正常地发光而没有形成黑点。根据本实施例的有机发光装置不具有密封缺陷。发现，第一保护层11或第二保护层12是无缺陷的，并且适当地密封有机发光装置。
比较例1
除了第三保护层13未形成于基板1的背面上以外，以与实施例2中相同的方式对于每一个不同的h/w比生产10个有机发光装置。以与实施例1和2中相同的方式进行评价。表3中呈现结果。因为第三保护层13未形成于基板的背面上，当将基板1在形成第二保护层12的步骤中通过ALD法导入沉积膜形成设备时，将基板1在主表面水平露出的状态下放置在样品台上，并且单独形成第二保护层12。
表3
Figure BDA0002316436410000211
如表3中呈现的，在根据本比较例的一些有机发光装置中，当暴露于温度60℃和相对湿度90％的环境1,000小时时，非照明区域从各显示部的外部边缘延伸，并且没有正常地发光。当h/w比为1.89时，在10个装置的7个中形成有黑点。当h/w比减小至0.12时，在10个装置的2个中形成有黑点。当h/w比在0.09～0.10的范围内时，虽然黑点的形成率降低，但是在10个装置的1个中形成有黑点。
将实施例1中生产的有机发光装置的截面与其中没有正常地发光的比较例1的有机发光装置的非照明区域周围的截面通过用扫描电子显微镜(SEM)观察来进行对比。在比较例1的有机发光装置中，在第二保护层12中观察到裂纹和碎片。该原因似乎是如下：h/w比高于0.12。从在第一保护层11的生长界面处形成的空隙开始由于第二保护层12的应力而形成裂纹。裂纹延伸至第二保护层12从而导致第二保护层12中的裂纹和碎片。因而，认为的是，在比较例1的有机发光装置中，第一保护层11和第二保护层12不提供充分的耐湿性，并且水分从保护层11和12浸入从而导致从在有机发光元件周围的像素分离膜7产生非照明区域。
如上所述，第三保护层13形成于基板1的背面上能够减小施加至空隙的第二保护层12中的应力，该空隙位于第一保护层11的生长界面，且由通孔、由于配线引起的台阶和由于在有机发光元件周围的像素分离膜7引起的台阶导致。这可以减少第一保护层11和第二保护层12中的裂纹从而显著减少密封缺陷。
实施例3和比较例2
除了如实施例1一样像素分离膜7的高度h为80nm和宽度w为320nm(h/w＝0.25)以外，以与实施例2中一样生产实施例3的10个有机发光装置。另外，除了在第三保护层13形成于基板1的背面上之前形成与第一保护层11相同的保护层，以及像素分离膜7的高度h为80nm和宽度w为320nm(h/w＝0.25)以外，以与实施例2中一样生产比较例2的10个有机发光装置。这些有机发光装置用外观测试仪检测异物。
在实施例3中没有发现缺陷。然而，比较例2中，在10个装置中发现总计142个缺陷。比较例2中，由于与第一保护层11相同的保护层形成于每个基板1的背面上，异物容易混合于其中；因而，由于异物导致的缺陷似乎容易发生。
本公开的实施方案提供了高度可靠的有机发光元件，其包括由通过CVD法形成的保护层和通过ALD法形成的保护层的层叠体形成的保护层，并且该保护层具有高的耐裂纹性和高的对由于裂纹引起的水分浸入的抵抗性。本公开的实施方案以低成本提供了高度可靠的、高分辨率的有机发光装置。
虽然本公开已经参考示例性实施方案来描述，但要理解的是本公开不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围符合最广泛的解释以涵盖全部此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (15)

1.一种有机发光元件，其特征在于，从基板的第一表面起依次包括：
所述基板；
下部电极；
有机化合物层；
上部电极；
包括无机材料的第一保护层；
其密度高于所述第一保护层的密度的第二保护层；和
其密度高于所述第一保护层的密度的第三保护层，
其中所述第三保护层设置在所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面上。
2.根据权利要求1所述的有机发光元件，其中所述第一保护层由选自氮化硅、氧化硅、和氮氧化硅的组中的材料构成。
3.根据权利要求1所述的有机发光元件，其中所述第二保护层和所述第三保护层各自由氧化铝构成。
4.根据权利要求1所述的有机发光元件，其进一步包括：
在所述第二保护层上的第四保护层。
5.一种照明装置，其特征在于，其包括：
包括根据权利要求1所述的有机发光元件的光源；和
使从所述光源发出的光透过的光扩散单元或光学膜。
6.一种移动体，其包括：
机体；和
设置在所述机体上的灯具，
其特征在于，所述灯具包括根据权利要求1所述的有机发光元件。
7.一种有机发光装置，其特征在于，其包括：
多个根据权利要求1所述的有机发光元件；和
将彼此相邻的所述有机发光元件电分离的像素分离膜，
其中所述第一保护层和所述第二保护层设置在所述像素分离膜上。
8.根据权利要求7所述的有机发光装置，其中h/w为0.12以上，其中w为所述有机发光元件之间的像素分离膜的凹部的底部的宽度，h为从所述底部至围绕所述底部的像素分离膜的凸部的顶部的高度。
9.根据权利要求7所述的有机发光装置，其中H/W为0.12以上，其中W为所述下部电极的露出面的宽度，H为从所述下部电极的露出面至与所述下部电极相邻的所述像素分离膜的顶部的高度。
10.一种摄像装置，其特征在于，其包括：
包括多个透镜的光学单元；
接收通过所述光学单元的光的摄像元件；和
显示由所述摄像元件拍摄的图像的显示单元，所述显示单元包括根据权利要求7所述的有机发光装置。
11.一种电子设备，其特征在于，其包括：
包括根据权利要求7所述的有机发光装置的显示单元；
设置有所述显示单元的壳体；和
设置在所述壳体中且与外部通信的通信单元。
12.一种有机装置的生产方法，其特征在于，所述有机装置依次包括：
至少一个下部电极；
有机化合物层；
上部电极；
第一保护层；和
第二保护层，所述方法包括以下步骤：
提供包括所述至少一个下部电极的至少一个基板；
在所述下部电极上形成所述有机化合物层；
在所述有机化合物层上形成所述上部电极；
通过溅射法或化学气相沉积法在所述上部电极上形成所述第一保护层；
通过原子层沉积法在所述第一保护层上形成所述第二保护层；和
通过原子层沉积法在所述基板的与形成所述至少一个下部电极的一侧的相对侧上形成第三保护层。
13.根据权利要求12所述的有机装置的生产方法，其中在形成所述第二保护层和所述第三保护层的步骤中所述基板的主表面与水平面的角度比在形成所述第一保护层的步骤中所述基板的主表面与水平面的角度更大。
14.根据权利要求12所述的有机装置的生产方法，其中所述至少一个下部电极包括多个下部电极，和
所述方法进一步包括在多个彼此相邻的下部电极之间形成像素分离膜的步骤。
15.根据权利要求12～14任一项所述的有机装置的生产方法，
其中形成所述第一保护层的步骤对于一个基板接一个基板进行，并且
其中在形成所述第二保护层和所述第三保护层的步骤中，所述至少一个基板包括多个基板，并且这些步骤对多个所述基板批量地进行。
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