CN111564475A - 电子装置、显示设备、光电转换设备、电子设备、照明设备和移动体 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及电子装置、显示设备、光电转换设备、电子设备、照明设备和移动体。本公开提供一种电子装置,其包括多个第一电极、第二电极、配置在各第一电极与第二电极之间的功能层、和在第一电极上具有倾斜部的绝缘层,其中将功能层连续地配置,从而覆盖第一电极、相邻的第一电极、和覆盖第一电极和相邻的第一电极的绝缘层,第一电极上的功能层的层厚度小于从第一电极的上表面至绝缘层的上表面的高度,并且绝缘层的倾斜部上的功能层沿垂直于倾斜部的倾斜面的方向的层厚度为20nm以上。
Description
技术领域
本公开涉及电子装置、显示设备、光电转换设备、电子设备、照明设备和移动体。
背景技术
作为包括有机层的电子装置,提出了有机发光元件和有机光电转换元件。有机发光元件为包括上部电极、下部电极、和配置于其间的有机层的元件,并且构造成激发包含在有机层中的有机化合物从而发光。近年来,包括有机发光元件的电子装置引起了注意。特别地,广泛地使用显示设备。
存在已知的形成有机发光元件的有机层的模式:形成对于各发光色具有不同构成的有机层的模式、和形成对于不同的发光色具有相同构成的有机层的模式。在形成对于不同的发光色具有相同构成的有机层的模式中,对于多个发光元件,通常使有机层形成为连续地延伸。即使在形成对于各发光色具有不同构成的有机层的情况下,对于多个发光元件,也可以使一些有机层形成为连续地延伸。
然而,在其中对于多个发光元件有机层连续地延伸并且在多个发光元件之间连续地延伸的此类结构中,电流倾向于经由相邻的发光元件之间的有机层泄漏。发光元件之间的泄露电流(leakage current)引起来自发光元件的意外发光(unintentionalemission)。来自发光元件的意外发光使表示显示设备的显示性能的色域变窄。
在包括有机层的光电转换元件中,将有机光电转换层配置为连续地延伸以覆盖多个下部电极。在该情况下,泄露电流经由多个下部电极之间的有机光电转换层流动,这可以导致噪声的产生。
当此类有机层形成为薄层时,可以使下部电极之间的泄露电流降低。然而,当有机层薄时,泄露电流倾向于在上部电极与下部电极之间流动。日本专利特开No.2007-73608公开了其中有机层在靠近用于使各像素分离的分隔壁(rib)的像素周边区域中具有比在像素中央区域中更大的层厚度的显示设备,从而减少上部电极与下部电极之间的短路。
此外,日本专利特开No.2007-73608描述了像素中央区域中的有机层的层厚度与像素周边区域中的有机层的层厚度之间的关系,但是没有描述在用于使像素分离的分隔壁的倾斜部上沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度。仅控制像素中央区域中的有机层的厚度与像素周边区域中的有机层的厚度的比,对于降低上部电极与下部电极之间的泄露电流是不充分的,这是由于在用于使像素分离的分隔壁的倾斜部上沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度导致的。
发明内容
本公开提供包括多个第一电极的电子装置,其中使多个第一电极之间的泄露电流降低,并且使此类第一电极与第二电极之间的泄露电流降低。
根据本公开的实施方案的电子装置包括:第一下部电极;第二下部电极;上部电极;配置在各下部电极与上部电极之间并且覆盖各下部电极的功能层;和覆盖各下部电极的端部并且在各下部电极上具有倾斜部的绝缘层,其中各下部电极包括:包括下部电极的端部并且被绝缘层覆盖的第一区域、和与功能层接触的第二区域,将功能层连续地配置从而覆盖第一下部电极的第二区域、第二下部电极的第二区域、和覆盖第一下部电极和第二下部电极的绝缘层,功能层在第二区域上具有小于从第一下部电极的上表面至绝缘层的上表面的高度的层厚度,并且绝缘层的倾斜部上的功能层沿垂直于倾斜部的倾斜面的方向的层厚度为20nm以上。
参照附图,从以下示例性实施方案的描述,本公开的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1为根据本公开的第一示例性实施方案的有机器件的构成的示意性截面图。
图2为图1中的有机器件的示例性构成的示意性平面图。
图3为根据实施方案的示例性有机发光装置的示意图和电路图。
图4为红色像素的色度相对于两个相邻的第一电极的开口部之间的距离与第一电极上的有机层的层厚度的比的图。
图5A为示出根据本公开的第一实施方案的有机发光装置的构成的示意性截面图的放大图。图5B为示出比较例的有机发光装置的构成的示意性截面图的放大图。
图6为示出根据本公开的第二实施方案的有机发光装置的构成的示意性截面图的放大图。
图7示出在蒸镀模拟(vapor deposition simulation)中配置的构件。
图8为蒸镀模拟的结果的图。
图9为根据实施方案的显示设备的实例的示意图。
图10A为根据实施方案的摄像设备的实例的示意图。图10B为根据实施方案的电子设备的实例的示意图。
图11A为根据实施方案的显示设备的实例的示意图。图11B为可折叠显示设备的实例的示意图。
图12A为根据实施方案的照明设备的实例的示意图。图12B为包括根据实施方案的车辆用照明单元的汽车的实例的示意图。
图13为上部电极与下部电极之间的泄露电流相对于沿垂直于倾斜部的方向测得的倾斜部上的有机层的最薄部分的层厚度的图。
具体实施方式
根据本公开的实施方案的电子装置包括:第一下部电极;第二下部电极;上部电极;配置在各下部电极与上部电极之间并且覆盖各下部电极的功能层;和覆盖各下部电极的端部并且在各下部电极上具有倾斜部的绝缘层,其中各下部电极包括:包括下部电极的端部并且被绝缘层覆盖的第一区域、和与功能层接触的第二区域,将功能层连续地配置从而覆盖第一下部电极的第二区域、第二下部电极的第二区域、和覆盖第一下部电极和第二下部电极的绝缘层,功能层在第二区域上具有小于从第一下部电极的上表面至绝缘层的上表面的高度的层厚度,并且绝缘层的倾斜部上的功能层沿垂直于倾斜部的倾斜面的方向的层厚度为20nm以上。
根据本公开的实施方案的电子装置包括包含如下的元件:第一电极、第二电极、配置在第一电极与第二电极之间的功能层、和覆盖第一电极的端部的绝缘层。
如上所述,在其中使第一电极之间的泄露电流降低的包括多个第一电极的电子装置中,绝缘层的倾斜部上的功能层的层厚度为20nm以上,由此使此类第一电极与第二电极之间的泄露电流降低。
在其中功能层具有小于覆盖多个第一电极的端部的绝缘层的高度的层厚度的情况下,换言之,在其中功能层薄的情况下,通过如上所述设定功能层的厚度来提供的降低泄露电流的该效果是强的。在其中对于多个元件连续地形成功能层的情况下,换言之,在其中使功能层形成为连续层的情况下,该效果也是强的。
当电子装置包括有机发光元件时,通过形成功能层(即,有机层)以具有小的层厚度,可以改善发光效率。这通过降低由有机层吸收的光的量来实现。有机发光元件的一对电极之间的距离L可以满足以下式(1)。当有机发光元件满足以下式(1)时,引起电极之间的相长光学干涉,这导致有机发光元件的发光效率的进一步增加。此处,发光效率也可以称为提取效率(extraction efficiency)。
(λ/8)×(-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(-(2φ/π)+1) (1)
在式(1)中,λ表示从有机层中所包括的发光层发出的光的发射光谱中的最大峰的波长。最大峰为发射光谱的峰中具有最高强度的峰。在发出的光所包括的峰中,该峰的波长可以为最短波长。φ表示在电极处的相位偏移。在光的反射时发生相位偏移。第一电极和第二电极中的一个可以为反射电极,并且另一个可以为透光电极。透光电极可以为使一部分光透过并且使其它部分的光反射的电极。
根据本公开的实施方案的电子装置的元件可以为有机发光元件。当元件为有机发光元件时,功能层可以为包括发光层的有机层。可选地,元件可以为光电转换元件。当元件为光电转换元件时,功能层可以为包括光电转换层的有机层。
第一电极包括被绝缘层覆盖并且包括第一电极的端部的第一区域、和未被绝缘层覆盖并且与功能层接触的第二区域。第一区域可以包围第二区域。
在根据本公开的实施方案的有机发光装置中,有机层4在各第一电极的第二区域上的层厚度可以小于100nm。这倾向于提供较高的亮度,并且由于本公开而提供较强的使第一电极与第二电极之间的泄露电流降低的效果。
下文中,将参照附图描述根据本公开的实施方案的电子装置的具体实例。在以下说明书和附图中,多个附图共有的构成元件由相同的附图标记表示。因此,在描述了多个附图共有的构成元件之后,将适当地省略由相同的附图标记表示的构成元件的说明。
[第一示例性实施方案]
第一实施方案涉及其中电子装置为有机发光装置的实例。图1为根据本公开的第一实施方案的有机发光装置100的示意性截面图。图2为有机发光装置100的俯视图。沿着图2中的线I-I截取的截面对应于图1。三个元件10构成一个像素。在该实施方案中,将此类像素以三角形排列来配置,用作非限制性实例。可选地,可以将像素以条状排列或正方形排列来配置。
有机发光装置100包括基板1和配置在基板1的上表面(第一表面)上的多个发光元件10。图1示出有机发光装置100中所包括的多个发光元件10中的三个发光元件10R、10G和10B。10R的符号“R”意指元件被构造成发出红光。类似地,10G和10B分别表示构造成发出绿光和蓝光的元件。在该说明书中,在提及多个发光元件10中的特定的发光元件的情况下,附图标记10后缀有参照符号(reference character),例如,发光元件10“R”;可选地,在一般地提及任意发光元件10的情况下,元件简称为发光元件“10”。这也适用于其它构成元件。
多个发光元件10从基板1的上表面向上依次包括:通过绝缘层3来分离从而对应于发光元件的下部电极2(第一电极);包括覆盖下部电极2和绝缘层3的发光层的有机层4;和覆盖有机层4的上部电极5(第二电极)。根据本实施方案的有机发光装置100为构造成从上部电极5提取光的顶部发光型装置(topemission device)。有机发光装置100进一步包括配置为覆盖上部电极5的保护层6、和配置在保护层6上从而各自对应于多个发光元件10的多个滤色器7。在该实施方案中,有机层4发出白光,并且滤色器7R、7G和7B各自将从有机层4发出的白光分离至RGB组件中。可选地,滤色器可以为构造成从有机层吸收光并且将其颜色转换为其它颜色的颜色转换层。在其中下部电极包括多个下部电极的情况下,所述多个下部电极可以包括第一下部电极和第二下部电极。
在该说明书中,术语“上”和“下”分别表示图1中的上下。在基板1的主表面中,将其上配置有下部电极2和其它构成元件的表面称为“上”表面。术语“高度”基本上为从基板1的上表面(第一表面)向上测得的距离。可选地,可以基于与基板1的上表面(第一表面)平行的部分来定义“高度”。
在图1中,附图标记1表示简称为基板的构成元件;基板可以为配置在第一电极与包括连接至第一电极的晶体管的驱动电路之间的绝缘物。绝缘物例如为由例如氧化硅或氮化硅等无机物或者例如聚酰亚胺或聚丙烯酸酯等有机物形成的层间绝缘层。层间绝缘层也可以称为平坦化层,这是因为其用于减少其上要形成有第一电极的表面的凹凸。
下部电极2可以由对有机层4的发射波长的反射率为80%以上的金属材料形成。例如,下部电极2可以由例如Al或Ag等金属或者含有例如Si、Cu、Ni或Nd等的前述金属的合金形成。术语“发射波长”意指从有机层4发出的光的光谱范围。只要下部电极2对有机层4的发射波长具有高的反射率,则下部电极2可以具有包括阻隔层的堆叠结构。阻隔层可以由例如Ti、W、Mo或Au等金属或者前述金属的合金形成。阻隔层可以为配置在此类下部电极的上表面的金属层。下部电极2R的上表面为反射面12R。反射面可以反射从有机层发出的光。类似地,其它像素包括12G和12B。
可以在下部电极与功能层之间配置绝缘层3以使其覆盖下部电极的端部。下部电极可以包括被绝缘层覆盖的第一区域、和未被绝缘层覆盖但是被有机层覆盖的第二区域。换言之,第二区域与有机层接触。第二区域也称为开口部。这是因为,在俯视图中,可以将第二区域看作使用绝缘层形成的凹部。此类第二区域用作发光元件10的发光区域。因此,当从顶部看时,此类发光区域的形状可以由绝缘层限定。绝缘层不限于图1中示出的形状,只要其实现各发光元件的第一电极之间的分离即可。
绝缘层3可以在其上部中包括倾斜部。该上部位于基板的相对侧上,换言之,位于更靠近功能层的侧上。
可以通过例如化学气相沉积法(CVD)或物理蒸镀法(PVD)形成绝缘层3。绝缘层3可以由例如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或氧化硅(SiO2)形成。绝缘层3可以为由此类材料形成的堆叠膜。可以通过调节各向异性蚀刻或各向同性蚀刻的条件来控制绝缘层的倾斜部的倾斜角。可以控制在绝缘层3的正下方的层的倾斜角,由此控制绝缘层3中的倾斜角。绝缘层3在其上表面中可以具有通过例如如蚀刻等加工或其它层的堆叠而形成的凹凸。
在下部电极2与上部电极5之间配置有机层4。可以使有机层4连续地形成在基板1的上表面上并且被多个发光元件10共有。换言之,单个有机层被多个发光元件共有。有机层4可以在有机发光装置100中的用于显示图像的显示区域的整个表面之上形成为单层。有机层4可以包括空穴输送层、发光层和电子输送层。可以依据例如发光效率、驱动寿命或光学干涉等观点适当地选择用于有机层4的材料。空穴输送层也可以起到电子阻挡层或空穴注入层的作用,或者例如可以设置为空穴注入层、空穴输送层和电子阻挡层的堆叠结构。发光层可以具有构造成发出不同颜色的光的发光层的堆叠结构,或者可以为构造成发出不同颜色的光的包括发光掺杂剂的混合物的混合层。
电子输送层也可以起到空穴阻挡层或电子注入层的作用,或者可以具有电子注入层、电子输送层和空穴阻挡层的堆叠结构。
发光层与上部电极和下部电极中用作阳极的电极之间的区域用作空穴输送区域;并且用作阴极的另一电极与发光层之间的区域用作电子输送区域。空穴输送区域和电子输送区域统称为电荷输送区域。
有机发光装置100可以包括多个发光层,并且可以包括多个发光层之间的中间层。有机发光装置100可以为其中中间层为电荷产生层的具有串联结构的有机发光装置。在串联构成中,可以在中间层与此类发光层之间形成例如空穴输送层或电子输送层等输送层。
在有机层4上配置上部电极5。使上部电极5连续地形成在多个元件之上,并且被多个发光元件10共有。与有机层4一样,上部电极5可以在有机发光装置100中的用于显示图像的显示区域的整个表面之上形成为单层。上部电极5可以为使到达上部电极5的下表面的光的至少一部分透过的电极。上部电极可以用作使一部分光透过并且反射其它部分(即,半透过反射性)的半透过反射层。上部电极5可以由例如如下的物质形成:例如镁或银等金属、包含镁或银作为主要组分的合金、或者包含碱金属或碱土类金属的合金材料。可选地,上部电极5可以由例如氧化物导体形成。可选地,上部电极5可以具有堆叠结构,只要其具有适当的透过率即可。
保护层6可以由例如,如氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化硅或氧化钛等对外部的氧或水分具有低的渗透性的材料形成。氮化硅和氮氧化硅可以通过例如CVD法形成。另一方面,氧化铝、氧化硅和氧化钛可以通过原子层沉积法(ALD法)形成。保护层的材料与生产方法的组合不限于上述实例。可以考虑例如要形成的层的厚度和形成所需的时间来生产保护层。保护层6可以具有单层结构或堆叠结构,只要其使透过上部电极5的光透过并且具有充分地高的水分阻隔性能即可。
在保护层6之上形成滤色器7。如图1中所示,滤色器7可以彼此接触而没有间隙,例如滤色器7R和滤色器7G。可选地,可以将滤色器配置为与其它颜色的滤色器重叠。滤色器可以在保护层与滤色器之间具有平坦化层8。滤色器可以在滤色器之上具有另一平坦化层。滤色器上的平坦化层和滤色器下的平坦化层可以由相同的材料形成。这些平坦化层的材料的实例包括丙烯酸系树脂、环氧树脂和聚酰亚胺树脂。
下部电极2R上的有机层4的层厚度C为沿垂直于下部电极的方向测得的有机层的厚度。从下部电极2R的开口部至下部电极2G的开口部的距离D为开口部的边缘之间的最短距离。
根据本公开的实施方案的电子装置的第一电极的开口部与相邻的第一电极的开口部之间的距离与第一电极上的有机层的层厚度的比小于50。此类满足该数值范围的有机发光装置为其中以如此高的密度配置发光元件使得发光元件之间的泄露电流会造成问题的装置。其原因如下。
图3为包括设置有红色滤色器7R的发光元件10R和设置有绿色滤色器7G的发光元件10G的有机发光装置的示意图。与图1的差异在于绝缘层不具有倾斜部,从而不能实现元件之间的泄露电流的降低。在示意图上叠加发光元件10R的等效电路。等效电路示出了图3中的有机层的电阻值,但是未示出电子电路的并入。此外,为了解释发光元件之间的泄露电流,还示出了发光元件10G的等效电路。
当下部电极2R上的有机层的厚度由C表示、下部电极2R与下部电极2G的开口部之间的距离由D表示、并且有机层的每单位面积的电阻(沿厚度方向)由r表示时,有机层的每单位面积的电阻(沿水平方向)由r(D/C)表示。在该情况下,当流经发光元件10R的电流由IR表示,并且流经发光元件10G的电流由IG表示时,以下关系成立。
IG/IR=1/(1+D/C) (2)
具体地,即使在试图引起仅来自红色发光元件10R的发光9R的情况下,电流也流经绿色发光元件10G从而引起发光9G,这取决于D/C。
在以相同的电流量引起来自红色发光元件10R的发光和来自绿色发光元件10G的发光的情况下,其中仅红色发光元件10R的发射光谱由SR表示并且仅绿色发光元件10G的发射光谱由SG表示,考虑到发光元件之间的泄露电流,发射光谱SR+G由以下式(3)表示。
SR+G=SR+SG(IG/IR) (3)
计算SR+G在CIExy空间中的色度坐标,并且其中在纵轴上标绘x值并且在横轴上标绘D/C的图在图4中示出。在图4中,x-坐标变化,这意味着除了发出预期的红光,还发出绿光。因此,在图4中,小的x-坐标意味着泄露电流向相邻的像素的流动。当D/C为50以上时,x值基本上不变化。具体地,即使在其中绝缘层不具有倾斜部并且泄露电流倾向于在发光元件之间流动的情况下,当D/C为50以上时,发光元件之间的泄露电流也不会造成问题。另一方面,当D/C小于50时,x值大幅降低,从而红色的色纯度显著地降低;该情况对应于其中以如此高的密度配置发光元件使得发光元件之间的泄露电流会造成问题的有机发光装置。因此,在其中D/C小于50的此类情况下,根据本实施方案的有机发光装置提供特别强的降低泄露电流的效果。
根据本公开的实施方案的有机发光装置的一对电极之间的光学距离可以提供相长干涉结构。相长干涉结构也可以称为共振结构。
在发光元件中,可以使各有机层形成为满足相长光学干涉条件,以使光学干涉提供来自有机发光装置的增强的提取光。当满足用于提供沿正面方向的增强的提取光的光学条件时,光以较高的效率沿正面方向辐射。已知通过光学干涉增强的光具有半宽度比干涉前的发射光谱小的发射光谱。因此,实现了较高的色纯度。在针对波长λ的光设计有机发光装置时,调整从发光层的发光位置至光反射材料的反射面的距离d0以满足d0=iλ/4n0(i=1、3、5等),由此提供相长干涉。
这导致波长λ的光的发射分布中的正面方向分量的量增加,其导致正面亮度的增加。另外,n0表示从发光位置至反射面的层的折射率(针对波长λ)。
从发光位置至光反射电极的反射面的光学距离Lr由下式(4)表示,其中波长λ的光在反射面处反射时的相位偏移量的总和由φr[rad]表示。另外,光学距离L为有机层的各层的折射率nj与各层的厚度dj的乘积的总和。因此,L可以由Σnj×dj或由n0×d0表示。另外,φ为负值。
Lr=(2m-(φr/π))×(λ/4) (4)
在上式(4)中,m为0以上的整数。另外,在φ=-π的情况下,m=0导致L=λ/4,并且m=1导致L=3λ/4。下文中,上式(4)中m=0的条件将被称为λ/4的干涉条件,并且上式(4)中m=1的条件将被称为3λ/4的干涉条件。
从发光位置至光提取电极的反射面的光学距离Ls由下式(5)表示,其中波长λ的光在反射面处反射时的相位偏移的总和由φs[rad]表示。在下式(5)中,m'为0以上的整数。
Ls=(2m'-(φs/π))×(λ/4)=-(φs/π)×(λ/4) (5)
因此,全层干涉L由下式(6)表示。
L=(Lr+Ls)=(2m-(φ/π))×(λ/4) (6)
在该式中,φ表示波长λ的光在光反射电极处和在光提取电极处反射时的相位偏移的总和(φr+φs)。
在该情况下,考虑到例如与正面提取效率具有折衷关系的视角特性,不必将实际的发光元件设计为严格满足上式(6)。具体地,L可以与满足式(6)的值具有±λ/8的误差。L与干涉条件的容许误差可以为50nm以上且75nm以下。
因此,根据本公开的实施方案的有机发光装置优选满足下式(7)。更优选地,L在满足式(6)的值±λ/16以内,优选满足下式(7')。
(λ/8)×(4m-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(4m-(2φ/π)+1) (7)
(λ/16)×(8m'-(4φ/π)-1)<L<(λ/16)×(8m'-(4φ/π)+1) (7')
根据本公开的实施方案的发光元件可以满足式(7)和式(7')中的m=0和m'=0,即,λ/4的光学干涉条件。在该情况下,式(7)和式(7')得出式(8)和式(8')。
(λ/8)×(-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(-(2φ/π)+1) (8)
(λ/16)×(-(4φ/π)-1)<L<(λ/16)×(-(4φ/π)+1) (8')
在式(7)和式(7')中,当m=0且m'=0时,在相长干涉结构中,有机层具有最小的厚度。这导致发光元件的驱动电压的降低,由此在低于电源电压的上限的电压下实现具有较高的亮度的发光。当有机层具有较小的厚度时,泄露电流倾向于在上部电极与下部电极之间流动;在该情况下,满足根据本公开的实施方案的特征提供特别强的使上部电极与下部电极之间的泄露电流降低的效果。
发射波长λ可以为具有最高发光强度的峰的发射波长。通常,来自有机化合物的发光在发射光谱内的峰中的最短波长峰处具有最高强度;因此,发射波长λ可以为在最短波长峰处的波长。
根据本公开的实施方案的电子装置包括具有小的层厚度的功能层。更具体地,功能层在第一电极的未被绝缘层覆盖的第二区域上具有小于绝缘层的高度的层厚度。不仅可以估计第一电极的第二区域上的功能层的层厚度,还可以估计绝缘层的上表面上的功能层的层厚度。在包括具有如此小的层厚度以使元件之间的泄露电流会造成问题的功能层的装置中,使功能层形成为在沿着绝缘层的倾斜部延伸的区域中具有20nm以上的层厚度。短语“沿着绝缘层的倾斜部延伸的功能层”意指其中绘制为垂直于绝缘层的倾斜部的线到达功能层的倾斜部的结构。
总之,在根据本公开的实施方案的电子装置中,第一电极的第二区域上的功能层的层厚度小于绝缘层的高度,由此实现向相邻的元件的泄露电流的降低。同时,绝缘层的倾斜部上的功能层的层厚度为20nm以上,由此实现第一电极与第二电极之间的泄露电流的降低。
图5A为图1中的虚线框VA的放大图。图5A示出第一电极的第二区域21和绝缘层的倾斜部31。绝缘层的倾斜部31为第一电极的第一区域上的倾斜部。倾斜部31也可以称为与发光区域接触的倾斜部、或形成开口部的内周的倾斜部。在沿垂直于基板的方向的平面图中,倾斜部与第一电极的第一区域重叠。另一方面,倾斜部32为在沿垂直于基板的方向的平面图中配置在第一电极与另一第一电极之间的倾斜部。倾斜部32也可以称为形成开口部的外周的倾斜部、或像素之间的倾斜部。在第二区域21上,有机层的上表面的高度F表示基本上平行于第二区域21形成的有机层的上表面的高度。第二区域上的有机层也可以称为第一电极上的有机层的平坦部。
绝缘层的倾斜部31的上端33为其中绝缘层的角度为0°的位置。倾斜部31的上端33的高度由E表示。如图5A中所示,绝缘层的倾斜部的倾斜角θ在倾斜部的任意位置处可以是恒定的;可选地,倾斜角可以根据倾斜部的位置而变化。即使在其中倾斜角变化的此类情况下,也将倾斜角大于0°的区域视为包括在同一倾斜部中;倾斜部31的其中倾斜角为0°的两端的位置为倾斜部31的上端33和下端34。在图2中示出的平面结构的情况下,使倾斜部31连续地形成从而沿着各六边形的所有边延伸。
有机层4的上表面的高度F小于倾斜部31的上端33的高度E。这是因为,在根据本实施方案的有机发光装置中,有机层的层厚度小于绝缘层的高度。具体地,如图5A中所示,根据本实施方案的有机发光装置包括沿着绝缘层的倾斜部延伸的有机层。这形成沿着倾斜部31延伸的有机层的区域41(虚线框内)。使沿着倾斜部延伸的有机层的区域形成为基本上平行于倾斜部;关于有机层的区域41,该区域由垂直于绝缘层绘制的线限定。在图2中示出的平面结构的情况下,沿着倾斜部31延伸的有机层的区域41沿着各六边形的所有边连续地延伸。另外,短语“基本上平行”意指以下:当将“平行”定义为其中在倾斜部上的位置处的倾斜角等于位于从所述位置绘制以垂直于倾斜部的线与有机层4的上表面相交的位置处的有机层4的上表面处的倾斜角的情况时,“基本上平行”为其中倾斜角之间的差在±15°的范围内的情况。
在图5A中,有机层的区域42不是沿着绝缘层的倾斜部31延伸的有机层。这是因为形成在第二区域21上的有机层具有大的层厚度,以使其掩盖形成为沿着倾斜部31延伸的有机层。
图5B示出其中有机层4的上表面的高度F大于倾斜部31的上端33的高度E的比较例。在该情况下,不存在沿着倾斜部31延伸的有机层。这是因为形成在第二区域21上的有机层具有大的层厚度,以使其掩盖形成为沿着倾斜部31延伸的有机层。在图5B中的实例中,有机层具有相对低的电阻,使得可能不会使流向相邻的发光元件的泄露电流充分地降低。
本公开的发明人研究了具有各种构成的有机器件,并且发现以下结果:参照图5A,当有机层在倾斜部31上的层厚度G为20nm以上时,可以使上部电极5与下部电极2之间的泄露电流大幅降低。倾斜部上的有机层的层厚度为沿垂直于绝缘层的倾斜部的方向测得的层厚度。此外,沿着倾斜部延伸的有机层具有小于形成在平坦部上的有机层的层厚度,因此具有高的电阻。第二区域上的有机层具有小的层厚度;此外,形成倾斜部以实现有机层的电阻的增加。这导致流向相邻的发光元件的泄露电流的降低。当流向相邻的发光元件的泄露电流因此降低时,来自发光元件的意外发光的发生减少,由此减少发光设备的色域的变窄。倾斜部31上的有机层的层厚度G优选为25nm以上、特别优选33nm以上。这实现了上部电极与下部电极之间的泄露电流的进一步降低。
因此,图5A中示出的有机器件实现了流向相邻的发光元件的泄露电流的降低、和上部电极与下部电极之间的泄露电流的降低二者。即使在一个倾斜部的具有最小层厚度的部分中,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度也可以为20nm以上。可以通过调整例如倾斜部的倾斜角或有机层的形成条件来控制沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度。绝缘层的倾斜部的倾斜角可以为50°以下。
根据本实施方案的有机发光装置包括多个绝缘层。以上描述了此类绝缘层中的一个作为实例。在多个绝缘层中的每一个上,倾斜部上的有机层的沿垂直于倾斜部的方向测得的层厚度可以为20nm以上。
以上描述了绝缘层的倾斜部31上的有机层的层厚度。类似地,在绝缘层的倾斜部32上,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度可以为20nm以上。在两个倾斜部上,有机层的层厚度可以为20nm以上。在这些倾斜部中,其中倾斜部31上的层厚度为20nm以上的情况好于其中倾斜部32上的层厚度为20nm以上的情况。这是因为,与倾斜部32上的有机层相比,倾斜部31上的有机层引起第一电极与第二电极之间的泄露电流。
在多个绝缘层中的每一个的倾斜部(在第一电极的第一区域上)上,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度可以为20nm以上。在所有绝缘层的各倾斜部上,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度可以为20nm以上。在多个绝缘层的倾斜部(配置在第一电极与其它第一电极之间)上,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度可以为20nm以上。在所有绝缘层的各倾斜部(配置在第一电极与其它第一电极之间)上,沿垂直于倾斜部的方向测得的有机层的层厚度可以为20nm以上。
在根据本实施方案的有机发光装置中,倾斜部的倾斜面不平行于第一电极的上表面;倾斜部的倾斜面为绝缘层的表面中的位于绝缘层的上表面与被绝缘层覆盖的第一电极的上表面之间的区域。换言之,倾斜部的倾斜面为绝缘层的表面中的位于绝缘层的上表面的边缘与第一电极的上表面之间的区域。第一电极上的倾斜部的角度可以小于90°。在其中该角度小于90°的情况下,沿从第一电极的上表面向上的方向,由绝缘层限定的开口部的宽度增加。
[第二示例性实施方案]
图6涉及根据本公开的第二实施方案。除了绝缘层3具有不同的形状并且有机层在下部中包括电荷输送区域以外,第二实施方案与第一实施方案相同。下文中,将描述与第一实施方案的差异和取得的优势。
绝缘层的倾斜部31(在第一电极的第一区域上)包括缓倾斜部(gentle slopeportion)(粗线部)311和陡倾斜部(steep slope portion)(粗线部)312。在倾斜部中、在倾斜部的上端与倾斜部的下端之间配置缓倾斜部。当绝缘层具有上表面时,上表面的高度等于上端的高度;上表面自身不包括在上端中。在缓倾斜部与倾斜部的下端之间配置陡倾斜部。更具体地,在缓倾斜部的下端与倾斜部的下端之间配置陡倾斜部。
在图6中,缓倾斜部311为倾斜部31中的与沿着倾斜部延伸的有机层的区域41接触的部分。相对于第一电极的上表面以角度θ1形成缓倾斜部。当第一电极的上表面平行于水平面时,缓倾斜部的角度相对于水平面可以为θ1。陡倾斜部配置在缓倾斜部与绝缘层的下端之间,并且相对于第一电极的上表面以角度θ2形成。陡倾斜部312为倾斜部31中的具有大于缓倾斜部311中的最大倾斜角θ1的倾斜角θ2的部分。
陡倾斜部的倾斜角θ2大于50°。缓倾斜部的倾斜角θ1为50°以下。陡倾斜部的倾斜角θ2可以为大于50°且90°以下。缓倾斜部的倾斜角θ1可以为30°以上且50°以下。
有机层4由电荷输送层43和包括发光层的区域44构成;在有机层4的第一电极侧上配置电荷输送层。在电荷输送层中,有机层的构成组分可以与有机层不同。在第一电极的第二区域21上,电荷输送层的上表面431的高度I小于陡倾斜部312的上端的高度H。因此,电荷输送层43沿垂直于陡倾斜部的方向形成具有小的层厚度的区域,其为沿着陡倾斜部312延伸的区域。
在通过蒸镀法形成层的情况下,倾斜部的倾斜角越大,所得的沿着倾斜部延伸的层的层厚度越小。这倾向于导致电荷输送层的电阻的增加。电荷输送层为有机层中的具有高的电荷输送能力的区域,使得其倾向于引起发光元件之间的泄露电流。然而,当如上所述形成具有增加的电阻的电荷输送层时,可以使发光元件之间的泄露电流降低。
因此,在第一电极的第二区域21上,使有机层形成为上表面的高度F大于陡倾斜部312的上端的高度H。以这种方式,第二区域21上的有机层4具有通过陡倾斜部的形成而提供的具有增大的电阻的区域。
即使当包括倾斜部的绝缘层提供有机层的薄的区域时,在根据本实施方案的有机发光装置中,倾斜部上的有机层沿垂直于倾斜部的方向的层厚度也为20nm以上。这实现了第一电极与第二电极之间的泄露电流的降低。
可以通过以下方式来形成根据本实施方案的缓倾斜部和陡倾斜部。例如,可以通过各向同性蚀刻来形成缓倾斜部311,并且可以通过各向异性蚀刻来形成陡倾斜部312。
目前已经描述了其中绝缘层的倾斜部31包括缓倾斜部和陡倾斜部的情况作为实例。绝缘层的倾斜部32可以包括缓倾斜部和陡倾斜部。
如图6中所示,绝缘层的陡倾斜部和缓倾斜部可以各自具有恒定的倾斜角。可选地,倾斜角可以沿着倾斜部变化。在该情况下,缓倾斜部与陡倾斜部之间的边界为倾斜角超过50°的点。
根据本实施方案的电荷输送层可以为空穴输送层。通常,空穴输送层具有比电子输送层高的电荷迁移率。当将此类空穴输送层用于本实施方案时,可以形成具有增大的电阻的空穴输送层,由此提供较强的使发光元件之间的泄露电流降低的效果。空穴输送层可以为由多个有机化合物层构成的空穴输送区域。
在使发光元件之间的泄露电流降低的情况下,发光层可以为电子阱型。电子阱型意指如下的发光层,在所述发光层中,相对于用作发光层的主要组分的主体材料的最低未占据分子轨道的能量,包含在发光层中的掺杂材料的最低未占据分子轨道的能量深0.15eV以上。这导致发光层的电子迁移率的降低。因此,由于空穴导致的发光元件之间的泄露电流可以通过由倾斜部提供的增大的电阻来解决;由于电子导致的发光元件之间的泄露电流可以通过由发光层提供的增加的电阻来解决。这有助于由于空穴导致的发光元件之间的泄露电流和由于电子导致的发光元件之间的泄露电流二者的降低。
为了在该实施方案中找到倾斜部的期望的倾斜角,进行通过蒸镀法的成膜模拟。图7示出在蒸镀模拟期间配置的构件。将蒸镀源201、基板202和配置在基板上的有机器件203如图7中所示来设置,以使R=200mm、r=95mm且h=340mm。
用由下式(9)表示的蒸镀分布进行模拟,其中n=2。
φ=φ0cosnα (9)
在该式中,α表示角度,φ表示在角度α处的蒸气流密度,并且φ0表示在α=0时的蒸气流密度。将基板202限定为在基板的中心旋转。
在基板上的有机器件203的位置处,假设配置有倾斜角为0°至90°的倾斜部。在将有机层在倾斜角为0°处的层厚度设定为76nm的同时,计算在不同倾斜角处的沿着倾斜部延伸的有机层的区域的层厚度。
图8示出成膜模拟的结果。这证实了以下:当倾斜角大于50°时,沿着倾斜部延伸的有机层的区域倾向于具有小的层厚度;当倾斜角为50°以下时,沿着倾斜部延伸的有机层的区域倾向于具有大的层厚度。因此,在该实施方案中,可以使陡倾斜部形成为具有大于50°的倾斜角,并且可以使缓倾斜部形成为具有50°以下的倾斜角。
在该实施方案中,陡倾斜部可以包括倾斜角大于90°的部分。在该情况下,特别地,陡倾斜部上的电荷输送层倾向于具有小的层厚度,这倾向于导致发光元件之间的泄露电流的降低。
{根据本实施方案的有机发光装置的用途}
根据本实施方案的有机发光装置可以用作显示设备或照明设备的构成构件,并且还可应用于电子照相图像形成设备的曝光光源、液晶显示设备的背光、或其中白色光源装配有滤色器的发光设备。
显示设备可以为包括如下的图像信息处理设备:构造成从例如面阵CCD、线阵CCD或存储卡输入图像信息的图像输入部、和构造成处理输入的信息的信息处理部,并且将所述图像信息处理设备构造成在显示单元上显示输入的图像。
摄像设备或喷墨打印机可以具有有触摸面板功能的显示单元。对该触摸面板功能的操作类型不特别限定,并且可以为红外型、电容型、电阻膜型或电磁感应型。显示设备可以用作多功能打印机的显示单元。
下文中,将描述根据实施方案的显示设备。显示设备可以包括有机发光装置和连接至有机发光装置的晶体管。晶体管为有源装置的实例。
可以使晶体管经由形成在层间绝缘层中的接触孔连接至构成有机发光装置的第一电极。
另外,对有机发光装置中包括的电极(阳极和阴极)与晶体管中包括的电极(源电极和漏电极)的电连接的构成不特别限定。换言之,可以采用任意构成,只要使阳极和阴极中的一个电连接至晶体管的源电极和漏电极中的一个即可。
在显示设备中,晶体管不限于使用单晶硅晶片的晶体管,并且可以为在基板的绝缘性表面上具有活性层的薄膜晶体管。活性层可以由如下形成:单晶硅、例如非晶硅或微晶硅等非单晶硅、或者例如铟锌氧化物或铟镓锌氧化物等非单晶氧化物半导体。另外,薄膜晶体管也称为TFT。
可以使显示设备中包括的晶体管形成在例如Si基板等基板内。短语“形成在基板内”意指将例如Si基板等基板自身进行加工以形成晶体管。换言之,可以将其中晶体管包括在基板内的构成看作其中基板与晶体管形成为一个单元的构成。
在发光亮度方面,通过作为开关装置的实例的TFT来控制根据本实施方案的有机发光装置。在平面内设置多个此类有机发光装置,从而以各个发光亮度发光,由此显示图像。另外,使晶体管形成在基板内还是形成TFT取决于显示单元的尺寸。例如,当显示单元的尺寸为约0.5英寸时,可以使有机发光装置形成在Si基板上。
图9为示出根据实施方案的显示设备的实例的示意图。显示设备1000在上盖1001与下盖1009之间可以包括触摸面板1003、显示面板1005、边框1006、电路板1007和电池1008。柔性印刷电路FPC 1002和1004分别连接至触摸面板1003和显示面板1005。在电路板1007上,通过印刷来形成晶体管。当显示设备不是移动设备时,可以不安装电池1008。当显示设备为移动设备时,可以在另一位置安装电池1008。
根据本实施方案的显示设备可以用作摄像设备的显示单元,所述摄像设备包括具有多个透镜的光学单元、和构造成接收通过光学单元的光的摄像装置。摄像设备可以包括构造成显示通过摄像装置获得的信息的显示单元。显示单元可以为露出在摄像设备的外部的显示单元或配置在取景器内的显示单元。摄像设备可以为数字照相机或数字摄像机。
图10A为示出根据实施方案的摄像设备的实例的示意图。摄像设备1100可以包括取景器1101、背面显示器1102、操作单元1103和壳体1104。取景器1101可以包括根据本实施方案的显示设备。在该情况下,显示设备不仅可以显示要拍摄的图像,还显示例如环境信息和摄像指示。环境信息的实例包括外部光的强度、外部光的取向、对象的移动速度、和对象被遮蔽物遮蔽的可能性。
由于适合于拍摄图像的时机持续非常短的时间,因此期望以最小的延迟来显示信息。因此,可以使用采用根据本公开的实施方案的有机发光装置的显示设备,这是因为该有机发光装置以高的速度响应。采用该有机发光装置的显示设备可以更适合用于此类需要以比液晶显示设备更高的速度显示图像的摄像设备。
摄像设备1100包括光学单元(未示出)。光学单元包括多个透镜并且构造成在容纳在壳体1104内的摄像装置中形成图像。可以调整多个透镜的相对位置,由此调整焦点。该操作也可以自动进行。
根据本实施方案的显示设备可以包括红色、绿色和蓝色滤色器。可以将这些红色、绿色和蓝色滤色器以三角形排列来配置。
根据本实施方案的显示设备可以用于便携式终端的显示单元。在该情况下,显示设备可以具有显示功能和操作功能二者。便携式终端的实例包括例如智能手机等移动电话、平板电脑和头戴式显示器。
图10B为示出根据实施方案的电子设备的实例的示意图。电子设备1200包括显示单元1201、操作单元1202和壳体1203。壳体1203可以包括电路、包括电路的印刷电路板、电池和通信单元。操作单元1202可以为按钮或触摸面板型传感器单元。操作单元可以为例如构造成扫描指纹用于解锁的生物识别单元。此类包括通信单元的电子设备也可以称为通信设备。
图11A和11B为示出根据实施方案的显示设备的实例的示意图。图11A示出例如电视监视器或PC监视器等显示设备。显示设备1300包括边框1301和显示单元1302。显示单元1302可以采用根据实施方案的发光装置。
显示设备包括基座1303,其支承边框1301和显示单元1302。基座1303不限于图11A中示出的形式。边框1301的下侧也可以起到基座的作用。
边框1301和显示单元1302可以是弯曲的。曲率半径可以为5000mm以上且6000mm以下。
图11B为示出根据本实施方案的显示设备的另一实例的示意图。图11B中的显示设备1310可以折叠,即可折叠显示设备。显示设备1310包括第一显示单元1311、第二显示单元1312、壳体1313和折叠点1314。第一显示单元1311和第二显示单元1312可以包括根据实施方案的发光装置。可以将第一显示单元1311和第二显示单元1312共同设计为一个无缝的显示设备。可以将第一显示单元1311和第二显示单元1312相对于折叠点来划分。具体地,第一显示单元1311和第二显示单元1312可以各自显示不同的图像;并且第一显示单元和第二显示单元可以共同显示一个图像。
图12A为示出根据实施方案的照明设备的实例的示意图。照明设备1400可以包括壳体1401、光源1402、电路板1403、光学膜1404和光扩散单元1405。光源可以包括根据实施方案的有机发光装置。可以设置光学滤波器从而改善光源的显色性。将光扩散单元构造成使来自光源的光有效地扩散以将光传送至宽的范围,从而例如实现照明。可以在照明的光出射侧设置光学滤波器和光扩散单元。照明可以任选地装配有用于其最外部的罩。
照明设备为例如构造成对室内进行照明的设备。照明设备可以构造成发出白色、自然白以及从蓝色至红色的颜色中的任意颜色的光。照明设备可以包括用于调光的调光电路。照明设备可以包括根据本公开的实施方案的有机发光装置和连接至有机发光装置的电源电路。将电源电路构造成将交流电压转换为直流电压。“白色”对应于4200K的色温。“自然白”对应于5000K的色温。照明设备可以包括滤色器。
根据本实施方案的照明设备可以包括散热单元。将散热单元构造成将设备内部的热量释放至设备的外部。散热单元由例如具有高的比热的金属或液体硅酮形成。
图12B为用作根据实施方案的移动体的实例的汽车的示意图。该汽车包括用作照明单元的实例的尾灯。汽车1500包括例如可以构造成在制动时打开的尾灯1501。
尾灯1501可以包括根据实施方案的有机发光装置。尾灯可以包括用于保护有机EL器件的保护构件。形成保护构件的材料不受限制,只要其具有相对高的强度并且透明即可。保护构件可以由例如聚碳酸酯形成。可以将聚碳酸酯与例如呋喃二羧酸衍生物或丙烯腈衍生物混合。
汽车1500可以包括车体1503和连接至车体1503的窗1502。当窗不是用于确认汽车的前后的窗时,可以将其设计为透明显示器。该透明显示器可以包括根据实施方案的有机发光装置。在该情况下,将有机发光装置的例如电极等构成构件设置为透明的构件。
根据本实施方案的移动体可以例如为船舶、航空器或无人机。移动体可以包括机体和设置至机体的照明单元。照明单元可以发光,从而指示机体的位置。照明单元包括根据实施方案的有机发光装置。
如上所述,采用根据实施方案的有机发光装置的设备使得能够长时间稳定地显示具有高的品质的图像。
实施例
<实施例1>
下文中,将描述根据本实施方案的有机发光装置100的实施例。在基板1上,形成金属层。使用例如掩模图案来蚀刻金属层的期望的区域,由此形成下部电极2。随后,形成绝缘层3以覆盖下部电极2的端部。在该实施例中,绝缘层3由氧化硅形成;使各绝缘层3形成为沿垂直于基板1的上表面的方向在此类下部电极2的上表面上测得的厚度为80nm。在形成绝缘层3之后,使用例如掩模图案来蚀刻绝缘层3的期望的区域,由此形成开口部12。如图6中所示,使各绝缘层3形成为具有缓倾斜部和陡倾斜部。缓倾斜部311的倾斜角为40°,并且陡倾斜部312的倾斜角为80°。将陡倾斜部312的上端的高度设定为相对于在第一电极的上表面的第二区域(平坦部)21为50nm。将倾斜部31的高度设定为相对于第一电极的第二区域(平坦部)21为80nm。在绝缘层3的倾斜部32中,使缓倾斜部321形成为倾斜角为40°,并且使陡倾斜部322形成为倾斜角为80°。将倾斜部32的高度设定为相对于第一电极与另一第一电极之间的平坦部22为80nm。在该实施例中,以其中相邻的开口部12之间的距离为1.4μm并且相邻的下部电极2之间的距离为0.6μm的三角形排列来配置像素。如图2中所示,将各自具有六边形形状的像素以三角形排列来配置。
随后,形成有机层4。使有机层形成为以如下顺序包括空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、具有双层结构的发光层、电子输送层和电子注入层。在基板1上,首先使用由以下化合物1表示的材料形成厚度为7nm的空穴注入层。
随后,使用由以下化合物2表示的材料形成厚度为5nm的空穴输送层,并且使用由以下化合物3表示的材料形成厚度为10nm的电子阻挡层。使发光层形成为具有两层的堆叠结构。作为第一发光层,使发光层形成为包含由以下化合物4表示的主体材料和由以下化合物5表示的发光掺杂剂。调整发光掺杂剂的量以满足重量比为3%。形成层厚度为10nm的第一发光层。
随后,作为第二发光层,使发光层形成为包含由以上化合物4表示的主体材料和由以下化合物6表示的发光掺杂剂。调整发光掺杂剂的量以满足重量比为1%。形成层厚度为10nm的第二发光层。在形成具有双层结构的发光层之后,使用以下化合物7形成厚度为34nm的电子输送层。此外,使用LiF形成厚度为0.5nm的电子注入层。
在形成有机层4之后,使用Mg-Ag比为1:1的MgAg合金形成厚度为10nm的上部电极5。在形成上部电极5之后,使用SiN通过CVD法形成厚度为1.5μm的密封层6。在形成该保护层6之后,形成滤色器7。
两个相邻的第一电极的开口部之间的距离(1.4μm)与第一电极上的有机层的层厚度(76nm,各有机层的总厚度)的比为18,其小于50。在此类第一电极的第二区域(平坦部)21上,有机层的层厚度为76nm,其小于倾斜部31的上端的高度(80nm)。在平坦部22上,有机层的层厚度为76nm,其小于倾斜部32的上端的高度(80nm)。沿着倾斜部31延伸的有机层的区域41和沿着倾斜部32延伸的有机层的区域42的有机层厚度为36nm至45nm,其为20nm以上。在发光层的发射光谱中的峰中,发现在最短波长λ处的峰在460nm处;发现光学距离L为146nm;并且发现相位偏移φ为-π。因此,满足下式(5)。
(λ/8)×(-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(-(2φ/π)+1) (5)
有机层在第一电极与发光层之间包括由空穴注入层和空穴输送层构成的空穴输送区域。平坦部21上的电荷输送区域的上表面的高度(相对于平坦部21)为12nm,其小于陡倾斜部的上端的高度(50nm)。平坦部21上的有机层的上表面的高度(相对于平坦部21)为76nm,其大于陡倾斜部312的上端的高度(50nm)。类似地,平坦部22上的电荷输送区域的上表面的高度(相对于平坦部22)为12nm,其小于陡倾斜部的上端的高度(50nm)。平坦部22上的有机层的上表面的高度(相对于平坦部22)为76nm,其大于陡倾斜部322的上端的高度(50nm)。
下文中,将描述在实施例1中形成的有机发光装置100的特性。首先,关于发光元件之间的泄露电流的指标Ileak/Ioled,将参照作为实例的R像素来描述测量该指标的方法。在与R像素相邻的G像素和B像素短路(电位=0V)的同时,使电流通过R像素。在该情况下,从R像素的第一电极流向R像素的第二电极的电流由Ioled表示;从R像素的第一电极流向G像素或B像素的第二电极的电流的总和由Ileak表示。在提供0.1nA/像素的Ioled的电位下测量Ileak。Ileak与Ioled的比由Ileak/Ioled表示。将其中Ileak/Ioled为0.20以下的情况评价为实现了泄露电流的降低。
接下来,将描述上部电极与下部电极之间的泄露电流。有机发光元件的发光阈值电压为约2V。因此,在其中泄露电流不在上部电极与下部电极之间流动的发光元件中,当在上部电极与下部电极之间施加例如1.5V的电压时,电流不流动。相反,在其中泄露电流在上部电极与下部电极之间流动的发光元件中,当在上部电极与下部电极之间施加1.5V的电压时,电流流动。因此,在R像素的上部电极与下部电极之间施加1.5V的电压的同时,测量电流值。具体地,在施加1.5V时流过的电流为泄露电流。在其中实现了上部电极与下部电极之间的泄露电流的降低的发光元件中,在施加1.5V时电流不流动。
随后,在R像素的上部电极与下部电极之间施加5V的电压的同时,测量电流值和亮度。
结果,发现Ileak/Ioled为0.15;发现在施加1.5V的电压时的电流量为1×10-6nA/像素;发现在施加5V的电压时的电流量16nA/像素;发现亮度为250cd/m2。因此,获得包括高的亮度的器件特性。
[比较例1]
除了将陡倾斜部312相对于平坦部21的高度设定为90nm、将倾斜部31相对于平坦部21的高度设定为120nm、将陡倾斜部322相对于平坦部22的高度设定为90nm、并且将倾斜部32相对于平坦部22的高度设定为120nm以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。使沿着倾斜部31延伸的有机层的区域41形成为除了沿着缓倾斜部311延伸以外还沿着陡倾斜部312延伸。发现沿着陡倾斜部延伸的有机层的厚度为18至24nm。这也适用于倾斜部32。
结果,过大的泄露电流在上部电极与下部电极之间流动,因此无法准确地测量Ileak/Ioled。具体地,Ileak是大的并且Ioled是小的,因此所得Ileak/Ioled为非常大的值并且因此是无法测量的。发现在施加1.5V的电压时的电流量为1×10-1nA/像素,这是非常大的。在开口部的内周,出现发光的强度降低的现象。推断这是由于上部电极与下部电极之间的泄露电流导致上部电极与下部电极之间的电位差降低的区域所造成的。
这证明了以下:当沿着倾斜部延伸的有机层的区域具有层厚度小于20nm的部分,大的泄露电流在上部电极与下部电极之间流动。
[比较例2]
除了将陡倾斜部312相对于平坦部21的高度设定为30nm、将倾斜部31相对于平坦部21的高度设定为50nm、将陡倾斜部322相对于平坦部22的高度设定为30nm、并且将倾斜部32相对于平坦部22的高度设定为50nm以外,如实施例1中那样生产有机器件。
结果,发现Ileak/Ioled为0.25,并且发现在施加1.5V的电压时的电流量低于测量限(10-6nA/像素)。由Ileak/Ioled为0.25可以明显看出,泄露电流的比例是高的,并且非常大的泄露电流在发光元件之间流动。
这证明了以下:当此类平坦部上的有机层的上表面的高度大于倾斜部的上端的高度时,发光元件之间的串扰(crosstalk)趋于显著。
[比较例3]
除了使电子输送层形成为层厚度为140nm以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。
结果,发现Ileak/Ioled为0.35,并且发现在施加1.5V的电压时的电流量低于测量限(10-6nA/像素)。由Ileak/Ioled为0.35可以明显看出,泄露电流的比例是高的,并且非常大的泄露电流在发光元件之间流动。这证明了以下:当平坦部上的有机层的上表面的高度大于倾斜部的上端的高度时,发光元件之间的串扰趋于显著。
由于形成了层厚度为140nm的电子输送层,因此下部电极上的所得有机层的总厚度为182nm,其大于实施例1中的总厚度。结果,不满足下式(5),因此不满足λ/4的干涉条件。
(λ/8)×(-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(-(2φ/π)+1) (5)
结果,发现在施加5V的电压时的电流量为6nA/像素,并且发现亮度为90cd/m2;因此,电流量和亮度是小的。推断这是由于以下所造成的:在下部电极上形成具有增加的厚度的有机层,这导致电阻的增加。
[比较例4]
除了相对于平坦部21,将陡倾斜部312的角度设定为76°并且将陡倾斜部322的角度设定为76°以外,如比较例1中那样生产有机发光装置。在沿着倾斜部31和倾斜部32延伸的有机层的沿垂直于此类倾斜部的方向测得的层厚度中,发现最薄部分的层厚度(下文中,有机层最小厚度)为19nm。发现在施加1.5V的电压时的电流量为3×10-4nA/像素。
[实施例2]
除了相对于平坦部21,将陡倾斜部312的高度设定为70nm并且将陡倾斜部322的高度设定为70nm以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。发现有机层最小厚度为20nm。发现在施加1.5V的电压时的电流量为3×10-5nA/像素。
[实施例3]
除了相对于平坦部21,将陡倾斜部312的高度设定为65nm并且将陡倾斜部322的高度设定为65nm以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。发现有机层最小厚度为25nm。发现在施加1.5V的电压时的电流量为7×10-6nA/像素。
[实施例4]
除了相对于平坦部21,将陡倾斜部312的高度设定为58nm并且将陡倾斜部322的高度设定为58nm以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。发现有机层最小厚度为29nm。发现在施加1.5V的电压时的电流量为4×10-6nA/像素。
图13示出上部电极与下部电极之间的泄露电流,相对于倾斜部上的有机层的沿垂直于此类倾斜部的方向测得的层厚度中的最薄部分的层厚度之间的关系。具体地,图13示出比较例1和4以及实施例1、2、3和4的有机发光装置中的上部电极与下部电极之间的泄露电流,相对于沿着倾斜部31和倾斜部32延伸的有机层的沿垂直于此类倾斜部的方向测得的层厚度中的最薄部分的层厚度(有机层最小厚度)之间的关系。
图13证明了以下。当沿着倾斜部延伸的有机层的区域包括层厚度小于20nm的部分时,大的泄露电流在上部电极与下部电极之间流动。相反,当沿着倾斜部延伸的有机层的区域的层厚度为20nm以上时,上部电极与下部电极之间的泄露电流小于1×10-4nA/像素,从而保持良好的特性。当沿着倾斜部延伸的有机层的区域的层厚度为25nm以上时,上部电极与下部电极之间的泄露电流小于1×10-5nA/像素,这提供甚至更好的特性。
[比较例4]
除了使绝缘层形成为具有图5A中所示的结构、将倾斜部31的倾斜角设定为67°、并且将倾斜部32的倾斜角设定为40°以外,如实施例1中那样生产有机发光装置。像素各自具有六边形形状。因此,倾斜部31由对应于六边形的边并且从图2的右侧的边起逆时针编号为1至6的区域构成。
在本比较例的有机发光装置中,将1nA/像素的电流施加至25个像素。这导致出现各开口部的内周的发光强度降低的现象。这种开口部的内周的发光强度降低的现象取决于六边形的各边而有差异地出现。发现这与沿着倾斜部延伸的有机层的区域的层厚度有关。在表1中描述了结果。
表1证明了以下。当沿着倾斜部延伸的有机层的区域的层厚度为33nm以上时,不发生开口部的内周的发光强度降低的现象,这意味着实现了上部电极与下部电极之间的泄露电流的降低。
表1
{实施方案的有利的效果}
本公开的一些实施方案提供包括多个第一电极的电子装置,所述电子装置实现了多个第一电极之间的泄露电流的降低、和此类第一电极与第二电极之间的泄露电流的降低。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本公开,但是应当理解的是,本公开不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围要符合最宽泛的解释,从而涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。
Claims (22)
1.一种电子装置,其特征在于,其包括:
第一下部电极;
第二下部电极;
上部电极;
配置在各下部电极与所述上部电极之间并且覆盖各下部电极的功能层;和
覆盖各下部电极的端部并且在各下部电极上具有倾斜部的绝缘层,
其中各下部电极包括:包括所述下部电极的所述端部并且被所述绝缘层覆盖的第一区域、和与所述功能层接触的第二区域,
将所述功能层连续地配置,从而覆盖所述第一下部电极的所述第二区域、所述第二下部电极的所述第二区域、和覆盖所述第一下部电极和所述第二下部电极的所述绝缘层,
所述功能层在所述第二区域上的层厚度小于从所述第一下部电极的上表面至所述绝缘层的上表面的高度,并且
所述绝缘层的所述倾斜部上的所述功能层沿垂直于所述倾斜部的倾斜面的方向的层厚度为20nm以上。
2.根据权利要求1所述的电子装置,其中所述第一下部电极的所述第二区域与所述第二下部电极的所述第二区域之间的距离,与所述第二区域上的所述功能层的层厚度的比小于50。
3.根据权利要求1所述的电子装置,其中,在垂直于所述第一下部电极的主表面的截面中,所述倾斜部包括在所述倾斜部的上端与所述倾斜部的下端之间的缓倾斜部、和配置在所述缓倾斜部与所述下端之间并且相对于所述第一下部电极具有比所述缓倾斜部大的倾斜角的陡倾斜部。
4.根据权利要求3所述的电子装置,其中所述功能层包括与所述第一下部电极接触的电荷输送层,所述第一下部电极的所述第二区域上的所述电荷输送层的上表面的高度小于所述陡倾斜部的上端的高度,并且
所述第一下部电极的所述第二区域上的所述功能层的上表面的高度大于所述陡倾斜部的上端的高度。
5.一种电子装置,其特征在于,其包括:
第一下部电极;
第二下部电极;
上部电极;
配置在各下部电极与所述上部电极之间并且覆盖各下部电极的功能层;和
覆盖各下部电极的端部并且在各下部电极上具有倾斜部的绝缘层,
其中各下部电极包括:包括所述下部电极的所述端部并且被所述绝缘层覆盖的第一区域、和与所述功能层接触的第二区域,
将所述功能层连续地配置,从而覆盖所述第一下部电极的所述第二区域、所述第二下部电极的所述第二区域、和覆盖所述第一下部电极和所述第二下部电极的所述绝缘层,
所述第二区域上的所述功能层的层厚度小于从所述第一下部电极的上表面至所述绝缘层的上表面的高度,
在垂直于所述第一下部电极的主表面的截面中,所述绝缘层的所述倾斜部包括配置在所述倾斜部的上端与所述倾斜部的下端之间的缓倾斜部、和配置在所述缓倾斜部与所述下端之间并且相对于所述第一下部电极具有比所述缓倾斜部大的倾斜角的陡倾斜部,并且
所述第一下部电极的所述第二区域上的所述功能层的上表面的高度大于所述陡倾斜部的上端的高度。
6.根据权利要求5所述的电子装置,其中所述绝缘层的所述缓倾斜部上的所述功能层沿垂直于所述缓倾斜部的倾斜面的方向的层厚度为20nm以上。
7.根据权利要求1所述的电子装置,其进一步包括其上配置有各下部电极的基板,其中,在沿垂直于所述基板的主表面的方向的平面图中,所述倾斜部与所述第一下部电极的所述第一区域重叠。
8.根据权利要求1所述的电子装置,其进一步包括其上配置有各下部电极的基板,其中所述绝缘层被所述功能层覆盖,并且包括在沿垂直于所述基板的主表面的方向的平面图中配置在所述第一下部电极与所述第二下部电极之间的其它倾斜部,并且
所述其它倾斜部上的所述功能层沿垂直于所述其它倾斜部的方向的层厚度为20nm以上。
9.根据权利要求1所述的电子装置,所述电子装置包括多个绝缘层,所述多个绝缘层包括覆盖各下部电极的端部的所述绝缘层,
其中所述多个绝缘层中的每一个在各下部电极上具有倾斜部,并且所述功能层沿垂直于所述倾斜部的方向的厚度为20nm以上。
10.根据权利要求9所述的电子装置,其进一步包括其上配置有各下部电极的基板,其中所述多个绝缘层各自包括在沿垂直于所述基板的主表面的方向的平面图中配置在所述第一下部电极与所述第二下部电极之间的其它倾斜部,并且,在所述其它倾斜部上,所述功能层沿垂直于所述其它倾斜部的倾斜面的方向的厚度为20nm以上。
11.根据权利要求1所述的电子装置,其中所述倾斜部的所述倾斜面不平行于所述第一下部电极的上表面,并且
所述倾斜部的所述倾斜面为所述绝缘层的表面的部分,所述部分配置在所述绝缘层的上表面与被所述绝缘层覆盖的所述第一下部电极的上表面之间。
12.根据权利要求3所述的电子装置,其中所述陡倾斜部相对于所述第一下部电极的倾斜角大于50°,并且所述缓倾斜部相对于所述第一下部电极的倾斜角为50°以下。
13.根据权利要求3所述的电子装置,其中所述绝缘层包括包含相对于所述第一下部电极的倾斜角大于90°的部分的所述陡倾斜部。
14.根据权利要求1所述的电子装置,其中所述功能层为包括发光层的有机层。
15.根据权利要求14所述的电子装置,其中所述功能层包括与所述第一下部电极接触的电荷输送层,所述电荷输送层为空穴输送层,并且所述发光层为电子阱型。
16.根据权利要求14所述的电子装置,其中所述第一下部电极为反射电极,所述上部电极为光提取电极,并且所述反射电极与所述光提取电极之间的光学距离L满足式(1),
(λ/8)×(-(2φ/π)-1)<L<(λ/8)×(-(2φ/π)+1) (1)
其中λ表示从所述发光层发出的光的光谱中的最大峰的波长,并且φ表示在所述反射电极处的相位偏移。
17.根据权利要求1所述的电子装置,其中所述功能层为包括光电转换层的有机层。
18.一种显示设备,其包括多个像素,其特征在于,所述多个像素中的至少一个包括根据权利要求1至17中任一项所述的电子装置、和连接至所述电子装置的晶体管。
19.一种光电转换设备,其包括:
包括多个透镜的光学单元;
构造成接收通过所述光学单元的光的摄像装置;和
构造成显示用所述摄像装置捕获的图像的显示单元,
其特征在于,所述显示单元包括根据权利要求1至17中任一项所述的电子装置。
20.一种电子设备,其特征在于,其包括:
包括根据权利要求1至17中任一项所述的电子装置的显示单元;
设置有所述显示单元的壳体;和
设置在所述壳体中并且构造成与外部装置通信的通信单元。
21.一种照明设备,其特征在于,其包括:
包括根据权利要求1至17中任一项所述的电子装置的光源,和
构造成使从所述光源发出的光透过的光扩散单元或光学膜。
22.一种移动体,其特征在于,其包括:
包括根据权利要求1至17中任一项所述的电子装置的照明单元;和
设置有所述照明单元的机体。
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