CN111670607A - 顶发射有机el元件及用于制造顶发射有机el元件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种顶发射有机EL元件，该顶发射有机EL元件在基板(1)上包括具有孔部(23)的绝缘层(3)、下电极(5)、发光层(6)、围绕下电极(5)和发光层(6)的堤(4)以及上透明电极(8)。该顶发射有机EL元件被配置成使得：堤(4)布置在绝缘层(3)上以便围绕孔部(23)；下电极(5)覆盖孔部(23)的内侧和绝缘层(3)的未布置堤(4)的上表面；以及下电极(5)的各个部分的厚度(L1，L2，L3)为100nm或更大。

Description

顶发射有机EL元件及用于制造顶发射有机EL元件的方法
技术领域
本发明涉及顶发射有机EL元件及其制造方法。具体而言，本发明涉及包括能够增强光提取效率的下电极的顶发射有机EL元件及其制造方法。
背景技术
有机EL元件是发光层由具有EL发光能力的低分子有机化合物或高分子有机化合物形成的元件，并且因为它具有诸如由于其自发的发光性质而引起的宽视角和优异的抗冲击性之类的作为显示元件的优异特征，因此有机EL元件被积极地研究和开发。
作为有机EL元件的制造方法，广泛地研究了真空沉积法、喷墨法、印刷法、分配法等。首先，诸如喷墨法和分配法之类的涂覆技术被预期是适合于大规模生产的技术，因为与真空沉积法的系统相比较，其系统可以缩小尺寸并且具有优越的材料利用效率。一般而言，为了制造有机EL元件，有必要层叠诸如电极、发光层、中间层等的许多层，并且可能期望通过液相涂覆技术来制造同样多的层以便增强大规模生产能力。例如，专利文献1提出了除了发光层之外还通过涂覆形成电极、空穴运输层等的方法。
尽管有机EL元件可以被分类为其中光在层叠膜上方被提取的顶发射型元件和其中光通过基板被提取的底发射型元件，但是在顶发射型有机EL元件中，要求基板侧的下电极具有高的光反射率以便增强光提取效率。
在通过液相涂覆技术在基板侧制造下电极的情况下，首先在基板上形成由堤(bank)围绕的区域。然后，例如，使用喷墨法将分散有铜和/或银的纳米颗粒的溶液涂覆在由堤围绕的区域上，并且然后，在高温下烘烤该涂层。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.H11-329741
发明内容
技术问题
尽管紧接在将分散有铜和/或银的纳米颗粒的溶液涂覆在由堤围绕的区域中之后液面是平坦的或者其中心区域被升高，但是在干燥进行的过程期间生成从中心区域朝着边缘部前进的流动。溶液中的纳米颗粒与流动一起朝着边缘部移动，使得电极膜的边缘部被升高同时具有高度密集的纳米颗粒，而电极膜的中心区域薄同时具有低的纳米颗粒的堆积密度。另外，除了干燥过程中的流动的影响之外，形成的膜的形状或颗粒的堆积密度还受到纳米颗粒被分散到堤的表面的墨水的接触角的影响。在堤的表面与墨水具有高亲和性的情况下，溶液容易被吸引到堤，并且进一步增强朝着边缘部前进的流动。结果，膜的中心区域倾向于具有低的纳米颗粒的堆积密度和较小的厚度。即使随后烘烤膜，下电极的膜质量也反映干燥期间的状况，并且与周边部相比较，中心区域将具有较低的密度和较小的厚度。
在顶发射型元件中，如果基板侧的下电极的中心区域的密度低且薄，那么这个部分的光反射效率变低并且作为发光元件的光提取效率恶化。
需要一种简单的技术来制造具有高的光提取效率的顶发射有机EL元件，同时甚至在由堤围绕的区域的中心区域附近也确保下电极的足够的密度和厚度。
问题的解决方案
本发明的第一方面是一种顶发射有机EL元件，该顶发射有机EL元件包括具有孔部的绝缘层、下电极、发光层、围绕下电极和发光层的堤以及上透明电极，其中，绝缘层、下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方。堤布置在绝缘层上以便围绕孔部。下电极被配置成覆盖孔部的内侧和绝缘层的上表面的未布置堤的区域，并且下电极的中心区域处的厚度为150nm或更大。
本发明的第二方面是一种顶发射有机EL元件，该顶发射有机EL元件包括下电极、发光层、围绕下电极和发光层的堤以及上透明电极，其中，下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方。下电极的厚度在从与堤的边界部朝着中心区域的区域中减小一次，然后增大。
本发明的第三方面是一种顶发射有机EL元件，该顶发射有机EL元件包括下电极、发光层、围绕下电极和发光层的堤以及上透明电极，其中，下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方。下电极的下表面被配置成与基板的距离在中心区域处比在与堤的边界部处小。
本发明的第四方面是一种顶发射有机EL元件的制造方法，该顶发射有机EL元件的制造方法包括在基板上方设置包括孔部的绝缘层的步骤、在绝缘层上形成围绕孔部的堤的步骤、将包含下电极的材料的溶液施加到由堤围绕的基板上方的区域的下电极材料施加步骤、在下电极材料施加步骤之后将包含发光层的材料的溶液施加到由堤围绕的基板上方的区域的发光材料施加步骤以及在发光材料施加步骤之后形成上透明电极的上透明电极形成步骤。
发明的有利效果
根据本发明，可以容易地制造具有高的光提取效率的顶发射有机EL元件，同时即使在由堤围绕的区域的中心区域处也确保下电极的足够的密度和厚度。
通过以下参考附图的描述，将揭示本发明的其它特征和优点。要注意的是，在附图中，相同或类似的元件由相同的附图标记表示。
附图说明
图1A是示出第一实施例的有机EL元件的配置的示意性截面图。
图1B是示出第一实施例的下电极的示意性截面图。
图2A是第一实施例的整体有机EL设备的透视图。
图2B是驱动有机EL元件的像素电路的示例。
图3A是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3B是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3C是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3D是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3E是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3F是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图3G是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图4A是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图4B是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图4C是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图4D是示出第一实施例的有机EL元件的制造步骤的示意图。
图5A是示出第二实施例的有机EL元件的配置的示意性截面图。
图5B是示出第二实施例的下电极的示意性截面图。
图6是示出比较例的下电极的示意性截面图。
具体实施方式
第一实施例
现在，将参考附图描述根据本公开的第一实施例的顶发射有机EL元件、包括多个顶发射有机EL元件的有机EL设备及其制造方法。
有机EL设备的配置
图2A是示出作为根据本公开的有机EL设备的示例的显示设备的整体透视图。
如图2A中所示，多个有机EL元件100R、100G和100B以矩阵形式布置在基板1上。在显示设备的情况下，每个有机EL元件用作像素。在本公开中，像素是指能够控制发光状态的最小单位。
每个有机EL元件的发光状态由设置成与每个有机EL元件相对应的像素电路控制。在图2B中示出了像素电路的示例。像素电路包括用于发送控制信号的控制线11、用于发送数据信号的数据线12、通过其供应电源电压的电源线17、两个晶体管13和14以及电容16。通过有机EL设备的未示出的端子进入的控制信号被发送到控制线11，并且通过其进入的数据信号被发送到数据线12。晶体管13是用于将与数据信号对应的电压保持在电容16中的开关晶体管。晶体管14是电连接到有机EL元件的下电极5的驱动晶体管，并且它将与电容16中保持的电压对应的电流供应到有机EL元件100。
如果第一有机EL元件100R、第二有机EL元件100G和第三有机EL元件100B分别发射不同颜色的光，那么能够进行多色显示。在这种情况下，例如，对于由第一有机EL元件、第二有机EL元件和第三有机EL元件发射的颜色优选地是红色、绿色和蓝色或黄色、青色和白色。
有机EL元件的配置
图1A是示出根据本发明的优选实施例的有机EL元件的配置的示意性截面图。
在图1A中，附图标记100表示有机EL元件，1表示基板，2表示第一绝缘层，3表示第二绝缘层，4表示堤，5表示下电极，6表示发光层，7表示空穴注入层，8表示上透明电极并且23表示在第二绝缘层3上形成的孔部。
在根据本实施例的有机EL元件100被用作显示面板的像素或面光源的元件(在以下描述中这些将被共同地称为“像素”)的情况下，多个有机EL元件100被一维地或二维地排列。在这种情况下，堤4可以被形成为与阵列相对应的条纹或格子状的图案，以使堤4用作将像素分开的壁。另外，在存在多个像素的情况下，可以通过电连接像素的上透明电极8并将它们形成为一体膜来将每个像素的上透明电极8用作共用电极。
有机EL元件100设置有未示出的密封结构，以便保护元件不受诸如水分和冲击之类的外部因素的影响。可以使用如下密封结构，在该密封结构中使用诸如UV固化树脂和玻璃粉之类的粘合剂来粘合诸如玻璃之类的具有低透湿性的材料。另外，还可以使用如下密封结构，在该密封结构中有机EL元件100被诸如SiN和SiO之类的具有低透湿性的无机膜以及被树脂膜和具有低透湿性的无机膜的层叠膜覆盖。由于本实施例采用顶发射结构，因此优选地使用诸如玻璃和SiN之类的具有高透光率的材料。
基板1是有机EL元件100的基板，并且由诸如玻璃之类的无机材料或诸如树脂之类的有机材料构成。基板1通常是板状构件，但是其形状不受限制，只要它用作基板即可，并且例如它可以是可变形膜。
第一绝缘层2是设置在基板1上的绝缘层，并且通常使用诸如SiO2之类的无机绝缘材料。尽管为了方便起见，图1A将第一绝缘层2示为单层，但是第一绝缘层2可以通过层叠多个层来形成，或者可以使用诸如丙烯酸树脂之类的树脂材料形成，并且可以使用聚酰亚胺树脂。布线层或薄膜晶体管可以设置在基板1和第一绝缘层之间、在多个第一绝缘层之间或在第一绝缘层上。可以出于各种目的来设置第一绝缘层，诸如用于使布线层和薄膜晶体管电绝缘、为上层提供平坦的基底并阻挡基板1的成分或水分渗入上层。
第二绝缘层3是设置在第一绝缘层2上的绝缘层，并且通常使用诸如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂之类的有机绝缘材料。堤4设置在第二绝缘层3上方，并且孔部23形成在由第二绝缘层3上的堤4围绕的区域的中心区域处。
堤4是设置在第二绝缘层3上的壁，并且绝缘材料被优选地用作堤的材料，尤其是优选地使用包含氟树脂的感光环氧树脂以及诸如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂之类的树脂材料。堤4是将发光区域(即，像素)电分离的结构，并且如后所述，还用作在涂覆液相材料的同时防止材料在像素之间混合的分隔部。可以通过执行氟等离子体处理等将疏液性施加到堤的表面。
下电极5是有机EL元件的两个极中的一个，并且通过将分散有银和/或铜的纳米颗粒的溶液施加到由堤围绕的区域、然后在高温下烘烤而形成。下电极5通常用作电子注入层，并且还用作用于通过反射从发光层6发射的光中的朝着基板1前进的光来增强光提取效率的镜。下电极5在未示出的区域处连接到驱动电路。下电极5的细节将在后面描述。
发光层6可以由任何材料制成，只要它具有EL发光能力即可，并且可以包括与期望的发射颜色相对应的荧光有机化合物或磷光有机化合物。发光层6还可以包括诸如客体材料和主体材料之类的多个材料。发光材料包括高分子材料、中分子材料或低分子材料，并且没有特别地限制，只要该发光材料可用作涂覆型材料即可。例如，可以使用诸如聚芴、聚芴的共聚物和聚苯亚乙烯之类的高分子材料或者诸如低聚芴之类的中分子材料。另外，可以使用诸如例如芴基、亚苯基、荧蒽基和蒽基的缩合多环化合物的缩合多环化合物以及包含铱的金属络合物之类的低分子材料。
空穴注入层7是用于将空穴注入发光层6的层，并且任何材料都可以被用于空穴注入层7，只要该材料具有空穴注入性质即可，并且可以使用被广泛地用于涂覆型有机EL元件的PEDOT:PSS，但是材料不特别地限于PEDOT:PSS。
上透明电极8是有机EL元件的另一电极，并且由诸如金属氧化物之类的具有光学透明性的导电材料构成。通常，上透明电极8供应空穴并用作光提取窗。上透明电极8在未示出的区域中与驱动电路连接。通过诸如溅射之类的真空沉积或通过涂覆来形成上透明电极。
虽然根据本实施例发光层6和空穴注入层7被设置为在上透明电极8和下电极5之间的功能层，但是功能层的层结构不限于这个示例。例如，层结构可以是仅发光层而不设置空穴注入层的单层、空穴注入层/空穴运输层/发光层的三层结构、空穴注入层/发光层/电子运输层的三层结构或空穴注入层/空穴运输层/发光层/电子运输层的四层结构。功能层可以从上透明电极到下电极被相反地层叠。存在以下情况，其中功能层内的除发光层以外的层被简称为中间层，并且形成这些层的步骤被称为中间层材料施加步骤。在电压被从上透明电极和下电极施加到功能层的状态下，空穴被从阳极注入到功能层，并且电子被从阴极注入到功能层，并且当以这种方式注入的空穴和电子在发光层中再结合时照射光。
接下来，将参考图1B描述本实施例的下电极的特征。为了方便起见，图1B是仅示出有机EL元件100的一部分的示意性截面图。本实施例的下电极5具有将进入第二绝缘层的孔部23的部分设定为底部的截面形状。下电极5覆盖孔部23的内侧和第二绝缘层3的未部署堤4的上表面。
在下电极5的厚度在中心区域处被设定为L1、在中心区域与堤4之间被设定为L2以及在与堤4的边界部处被设定为L3的状态下，实现了L1>L2并且L3>L2。即，下电极5的厚度从与堤4的边界部朝着中心区域减小一次，然后再次增大。
在中心区域被设定为底部的情况下，下电极5的上表面朝着与堤4的边界部向上弯曲。基板1与下电极5的下表面之间的距离在中心区域处比在与堤4的边界部处小。
另外，下电极5的中心区域处的厚度L1相对于与堤4的边界部处的厚度L3或L1/L3为0.75或较高，并且优选地为1.0或较高，更优选地为1.2或较高。
根据本实施例的典型示例，L1为150nm至250nm，L2为100nm并且L3为200nm，并且下电极的中心区域处的厚度为150nm或更大，下电极的各个区域处的厚度为100nm或更大，在下电极的中心区域与周边区域之间的金属材料的堆积密度几乎没有差异。
在常规的下电极中，与周边区域或堤附近的厚度相比较，中心区域处的厚度趋于小，并且中心区域处的金属材料的堆积密度趋于恶化。与之相比较，本实施例的下电极5相对于周边区域在中心区域处具有足够的厚度，并且中心区域处的金属材料的堆积密度被确保要么等于要么大于周边区域的堆积密度。因此，在像素内增强了光反射率的均匀性，并且增大了有机EL元件的光提取效率的有效值。上述金属材料的堆积密度可以通过利用SEM图像或STM图像观察下电极的截面并通过测量金属与其中包含的空隙的面积比来获得。另外，下电极的光反射率可以通过在去除功能层和上透明电极的状态下将具有与发光层相同的发光波长的光垂直地输入到电极表面并测量反射光来获得。
制造方法
接下来，将参考图3A至图3G和图4A至图4D描述根据本实施例的有机EL元件100的制造方法。
首先，如图3A中所示准备基板1。
接下来，如图3B中所示，第一绝缘层2和未被图案化的绝缘层20设置在基板1上。例如，第一绝缘层由无机材料形成，并且绝缘层20由感光树脂材料形成。
接下来，如图3C中所示，通过曝光掩模21照射UV光22，以曝光用于对绝缘层20进行图案化。
此后，如图3D中所示，通过使用显影剂溶液显影层来形成在中心区域处具有孔部23的第二绝缘层3。可以通过适当地选择第一绝缘层和第二绝缘层的材料以及显影剂溶液来在不腐蚀第一绝缘层的情况下对第二绝缘层进行图案化。
接下来，如图3E中所示，未被图案化的绝缘层24由感光树脂材料形成。
接下来，如图3F中所示，通过曝光掩模25照射UV光26，以曝光用于对绝缘层24进行图案化。
此后，如图3G中所示，通过使用显影剂溶液显影层来形成堤4。可以通过适当地选择第一绝缘层、第二绝缘层和堤的材料以及显影剂溶液来在不腐蚀第一绝缘层和第二绝缘层的情况下对堤进行图案化。在图案化之后，可以执行UV臭氧处理或O2等离子体处理以去除残留材料。可以在堤的表面上执行氟等离子体处理以便施加疏液性。
接下来，如图4A中所示，涂覆单元30被用于将包含下电极的材料的溶液31涂覆在由堤围绕的区域中(下电极材料施加步骤)。尽管喷墨单元被优选地用作涂覆单元30，但是也可以使用诸如分配器之类的其它液相涂覆单元。分散有银和/或铜纳米颗粒的溶液可以被用作溶液31。包含下电极的材料的溶液31被施加以覆盖孔部23和第二绝缘层3的未部署堤4的区域的上表面。根据本实施例，注入到孔部的纳米颗粒被束缚在孔中并且即使发生溶液朝着周边区域的流动也不容易被吸引。在根据需要施加多个溶液液滴之后，干燥并在100℃至200℃的适当温度下执行烘烤，以形成如图4B中所示的下电极5。
接下来，如图4C中所示，涂覆单元32被用于将包含功能层34的材料的溶液33涂覆在由堤4围绕的区域中。在发光层和空穴注入层等被顺序地层叠作为功能层的情况下，顺序地施加分别包含每个层的材料的溶液。
为了形成发光层，施加包含与期望的发射颜色对应的荧光有机化合物或磷光有机化合物的溶液(发光材料施加步骤)。发光层还可以包含诸如客体材料和主体材料之类的多个材料。溶液中包含的发光材料包括高分子材料、中分子材料或低分子材料，并且没有特别地限制，只要发光材料可以被用作涂覆型材料即可。例如，发光材料可以是诸如聚芴、聚芴的共聚物或聚苯亚乙烯之类的高分子材料，或低聚芴的中分子材料。另外，发光材料可以是诸如例如芴基、亚苯基、荧蒽基和蒽基化合物的缩合多环化合物以及包含铱的金属络合物之类的低分子材料。
例如，为了形成红色发光层，使用包含红色磷光发射铱金属络合物作为客体材料和聚芴作为主体材料的红色发光层涂覆溶液。另外，为了形成绿色发光层，使用包含荧蒽基的缩合多环化合物作为客体材料和聚芴作为主体材料的绿色发光层涂覆溶液。另外，为了形成蓝色发光层，使用包含亚苯基的缩合多环化合物作为客体材料和低聚芴作为主体材料的蓝色发光层涂覆溶液。
为了形成空穴注入层，例如施加作为空穴注入材料的PEDOT/PSS溶液(空穴注入层形成步骤)。
在以这种方式完成功能层的形成之后，通过溅射工艺涂覆透明导电膜35以覆盖功能层34和堤4，以形成上透明电极(上透明电极形成步骤)。
如上所述制造如图1A中所示的有机EL元件100。
根据本实施例，作为在第二绝缘层上设置孔部的结果，在制造有机EL元件时，中心区域周围的电极材料的微粒将不容易被吸引到周边区域。这种布置使得可以充分地确保下电极的中心区域处的密度和厚度，并且容易地制造具有高的光提取效率的顶发射有机EL元件。
第二实施例
现在，下面将参考附图描述根据本公开的第二实施例的顶发射有机EL元件及其制造方法。
有机EL元件的结构
图5A是示出了可用作显示面板的像素部或照明光源的发光部的根据本公开的第二实施例的有机EL元件的配置的示意性截面图。
在图5A中，附图标记400表示有机EL元件，40表示TFT，41表示基板，42表示绝缘层，43表示在绝缘层42上形成的孔部，44表示堤，45表示下电极，46表示发光层，47表示空穴注入层并且48表示上透明电极。另外，49表示电连接TFT 40和下电极45的连接器电极。
在根据本实施例的有机EL元件400被用作显示面板的像素或面光源的元件(在以下描述中这些将被共同地称为“像素”)的情况下，多个有机EL元件400被一维地或二维地排列。在这种情况下，堤44可以被形成为与阵列相对应的条纹或格子状图案，以使堤44用作将像素分开的壁。另外，可以通过电连接每个像素的上透明电极48并将它们形成为一体膜来将每个像素的上透明电极48用作共用电极。
有机EL元件400设置有未示出的密封结构，以保护元件不受诸如水分和冲击之类的外部因素的影响。可以使用如下密封结构，在该密封结构中使用诸如UV固化树脂和玻璃粉之类的粘合剂来粘合诸如玻璃之类的具有低透湿性的材料。另外，还可以使用如下密封结构，在该密封结构中有机EL元件400被诸如SiN和SiO之类的具有低透湿性的无机膜以及被树脂膜和具有低透湿性的无机膜的层叠膜覆盖。由于本实施例采用顶发射结构，因此优选地使用诸如玻璃和SiN之类的具有高透光率的材料。
基板41是有机EL元件400的基板，并且由诸如玻璃之类的无机材料或诸如树脂之类的有机材料构成。基板41通常是板状构件，但是其形状不受限制，只要它用作基板即可，并且例如它可以是可变形膜。
TFT 40是向下电极45施加电压以驱动像素的薄膜晶体管。
绝缘层42是覆盖TFT 40和连接器电极49的一部分的绝缘层，并且其上表面被平坦化。在绝缘层42的中心区域处形成孔部43，并且在绝缘层42上形成堤44以围绕孔部43。
下电极45是有机EL元件的两个极中的一个，并且通过将分散有银和/或铜的纳米颗粒的溶液施加到由堤围绕的区域，然后在高温下烘烤而形成。下电极45通常用作电子注入层，并且还用作用于通过反射从发光层46发射的光中朝着基板41前进的光来增强光提取效率的镜。下电极45在孔部43的底部处连接到连接器电极49。下电极45的细节将在后面描述。
堤44、发光层46、空穴注入层47和上透明电极48与第一实施例的类似，因此省略其描述。下电极与上透明电极之间的功能层的变化的描述与第一实施例类似，因此省略它们。
接下来，将参考图5B描述本实施例的下电极的特征。为了方便起见，图5B是仅示出设置在有机EL元件400的基板上的一部分的示意性截面图。本实施例的下电极45具有将进入绝缘层42的孔部43的部分设定为底部的截面形状。下电极45覆盖孔部43的内侧和绝缘层42的未部署堤44的上表面。
在下电极45的厚度在中心区域处被设定为L4、在中心区域与堤44之间被设定为L5以及在与堤44的边界部处被设定为L6的状态下，实现了L4>L5和L6>L5。即，下电极45的厚度从与堤44的边界部朝着中心区域减小一次，然后再次增大。
在中心区域被设定为底部的情况下，下电极45的上表面朝着与堤44的边界部向上弯曲。基板41与下电极45的下表面之间的距离在中心区域处比在与堤44的边界部处小。
另外，下电极45的中心区域处的厚度L4相对于与堤44的边界部处的厚度L6或L4/L6为0.75或较高，并且优选地为1.0或较高，更优选地为1.2或较高。
根据本实施例的典型示例，L4为150nm至250nm，L5为100nm并且L6为200nm，并且下电极的中心区域处的厚度为150nm或更大，下电极的各个区域处的厚度为100nm或更大，在下电极的中心区域与周边区域之间的金属材料的堆积密度几乎没有差异。
在常规的下电极中，与周边区域或堤附近相比较，中心区域处的厚度趋于小，并且金属材料的堆积密度趋于恶化。与之相比较，本实施例的下电极45相对于周边区域在中心区域处具有足够的厚度，并且中心区域处的金属材料的堆积密度被确保要么等于要么大于周边区域的堆积密度。因此，在像素内增强了光反射率的均匀性，并且增大了有机EL元件的光提取效率的有效值。上述金属材料的堆积密度可以通过利用SEM图像或STM图像观察下电极的截面并通过测量金属与其中包含的空隙的面积比来获得。另外，下电极的光反射率可以通过在去除功能层和上透明电极的状态下将具有与发光层相同的发光波长的光垂直地输入到电极表面并测量反射光来获得。
制造方法
根据本实施例的有机EL元件400的制造方法与第一实施例的制造方法的不同之处在于，预先在基板41设置用作驱动晶体管的TFT40和连接器电极49，并且具有孔部43的绝缘层42被形成以覆盖表面。本实施例的绝缘层42的制造方法与根据第一实施例的第二绝缘层3的制造方法大致相同。堤44、功能层和上透明电极的制造方法与第一实施例的那些类似，因此将省略它们的描述。
根据本实施例，作为在绝缘层42上设置孔的结果，在制造期间，中心区域周围的电极材料的微粒被束缚在孔内并且不容易被吸引到周边区域。这种布置使得能够实现下电极在中心区域处的足够的密度和厚度，并且容易地制造具有高的光提取效率的顶发射有机EL元件。
第一示例
将描述第一实施例的下电极的具体示例。第二绝缘层3的孔部23的开口的尺寸被设定为元件面积的尺寸的1/10，并且孔部的深度与第二绝缘层的厚度近似相同。聚硅氧烷被用作第二绝缘层3的材料。在堤4的侧表面执行疏墨处理，以使得它相对于分散有银纳米颗粒的墨水(由大研化学有限公司(Daiken Chemical Co.,Ltd.)制造，NAG系列)具有60°至70°的接触角。以十一烷为主要溶剂、平均粒径为10nm并且固体分数为50wt％的分散有银纳米颗粒的墨水(大研化学有限公司，NAG系列)通过喷墨方法被涂覆在上述基板上以形成下电极5。1pl的第一液滴被填充在中心区域处的孔部23中，然后九个1pl的液滴被涂覆在由堤围绕的区域内，然后被干燥并烘烤。
下电极的各个部分的厚度在L1处为200nm，在L2处为100nm，并且在L3处为200nm。即，下电极的中心区域处的厚度为200nm，并且各个部分处的厚度为100nm或更大。另外，下电极的中心区域处和周边区域处的电极材料的堆积密度均为整体材料的80％且相等。
当通过将具有与发光层相同的发射波长的光束垂直地输入到电极表面来测量反射率时，基于整体材料的平坦表面的反射率，示例的中心区域处和周边区域处的反射率均为90％。
第二示例
将描述根据第二实施例的下电极的具体示例。如图4B中所示，在由堤44围绕的中心区域处形成具有电连接到设置在其中的TFT 40的接触孔的绝缘层。绝缘层形成在已形成有TFT 40和连接器电极49的玻璃基板上，并通过光刻在中心区域处形成孔部43。孔部43的开口尺寸为元件面积的尺寸的1/10，并且接触孔的深度为200nm，该深度等于绝缘层42的厚度。在堤44的侧表面执行疏墨处理，以使得它相对于分散有银纳米颗粒的墨水(由大研化学有限公司制造，NAG系列)具有60°至70°的接触角。以十一烷为主要溶剂、平均粒径为10nm并且固体分数为50wt％的分散有银纳米颗粒的墨水(大研化学有限公司，NAG系列)通过喷墨法被涂覆在上述基板上以填充接触孔的内部并由此形成下电极45。1pl的第一液滴被填充在中心区域处的孔部43中，然后九个1pl的液滴被涂覆在由堤围绕的区域内，然后被干燥并烘烤。
下电极的各个部分的厚度在L4处为200nm，在L5处为100nm，并且在L6处为200nm。即，下电极的中心区域处的厚度为200nm，并且各个部分处的厚度为100nm或更大。另外，下电极的中心区域处和周边区域处的电极材料的堆积密度均为整体材料的80％且相等。
当通过将具有与发光层相同的发射波长的光束垂直地输入到电极表面来测量反射率时，基于整体材料的平坦表面的反射率，示例的中心区域处和周边区域处的反射率均为90％。
第一比较例
如图6中所示，下电极55形成在具有平坦的上表面并且没有在其中形成的孔部的绝缘层上。该结构具有设置在玻璃基板上的平坦化层53和堤54，并且在堤54的侧表面执行疏墨处理，以使得它相对于分散有银纳米颗粒的墨水具有60°至70°的接触角。为了与其它示例进行比较，本比较例不具有设置在由堤54围绕的区域的平坦化层53上的孔部。与第一示例和第二示例类似，以十一烷为主要溶剂、平均粒径为10nm并且固体分数为50wt％的分散有银纳米颗粒的墨水(大研化学有限公司，NAG系列)被涂覆总计10个1pl的液滴，随后被干燥并烘烤以形成下电极55。
下电极的各个部分的厚度在L7处为50nm，在L8处为100nm，并且在L9处为400nm。即，下电极的中心区域处的厚度为50nm，并且各个部分处的最小厚度为50nm。另外，下电极的周边区域处的电极材料的堆积密度为整体材料的80％，而其中心区域处的堆积密度仅为30％。
当通过将具有与发光层相同的发射波长的光束垂直地输入到电极表面来测量反射率时，基于整体材料的平坦表面的反射率，比较例的周边区域处的反射率为90％，而比较例的中心区域处的反射率仅为50％。
示例和比较例的结果
如上所述，可以看出，与比较例相比较，在第一示例和第二示例的下电极中，中心区域的膜厚度与周边区域的膜厚度之间的差异小，并且中心区域的堆积密度与周边区域的堆积密度之间的差异小。因此，第一示例和第二示例的下电极不仅在周边区域处而且还在中心区域处都表现出高反射率。当功能层和上透明电极形成在示例和比较例的下电极上以形成有机EL元件时，证实了与比较例的元件相比较，两个示例的元件以较少的输入电力实现了高亮度。
其它实施例
本公开的实施例不限于上述第一实施例和第二实施例，并且可以被适当地修改或组合。
工业适用性
例如，可以在用作显示设备的顶发射有机EL元件的领域中期望地实现本公开。
本发明不限于上述实施例，并且可以在本发明的概念和范围内以各种方式被改变和修改。因此，附上所附权利要求以公开本发明的范围。
附图标记列表
1：基板
2：第一绝缘层
3：第二绝缘层
4：堤
5：下电极
6：发光层
7：空穴注入层
8：上透明电极
23：孔部
40：TFT
41：基板
42：绝缘层
43：孔部
44：堤
45：下电极
46：发光层
47：空穴注入层
48：上透明电极
100：有机EL元件
400：有机EL元件
L1：下电极的中心区域的厚度
L3：下电极的周边区域的厚度
L4：下电极的中心区域的厚度
L6：下电极的周边区域的厚度

Claims (18)

1.一种顶发射有机EL元件，包括：
绝缘层，包括孔部；
下电极；
发光层；
堤，围绕下电极和发光层；以及
上透明电极，
其中，绝缘层、下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方，
堤布置在绝缘层上以便围绕孔部，
下电极被配置成覆盖孔部的内侧和绝缘层的上表面的未布置堤的区域，以及
下电极的中心区域处的厚度为150nm或更大。
2.一种顶发射有机EL元件，包括：
下电极；
发光层；
堤，围绕下电极和发光层；以及
上透明电极，
其中，下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方，
下电极的厚度在从与堤的边界部到中心区域的区域中减小一次，然后增大。
3.一种顶发射有机EL元件，包括：
下电极；
发光层；
堤，围绕下电极和发光层；以及
上透明电极，
其中，下电极、发光层、堤和上透明电极部署在基板上方，以及
下电极的下表面被配置成与基板的距离在中心区域处比在与堤的边界部处小。
4.根据权利要求2或3所述的顶发射有机EL元件，
其中，具有孔部的绝缘层设置在基板上方，
堤布置在绝缘层上以便围绕孔部，以及
下电极覆盖孔部的内侧和绝缘层的上表面的未布置堤的区域。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的顶发射有机EL元件，其中，如果下电极在与堤的边界部处的厚度被设定为L3并且在中心区域处的厚度被设定为L1，那么L1/L3为0.75或较高。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的顶发射有机EL元件，其中，下电极电连接到晶体管。
7.根据权利要求5所述的顶发射有机EL元件，其中，绝缘层被配置成覆盖晶体管。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的顶发射有机EL元件，其中，在下电极和上透明电极之间除了发光层之外还设置中间层。
9.根据权利要求8所述的顶发射有机EL元件，其中，中间层包括布置在发光层与上透明电极之间的空穴注入层。
10.一种顶发射有机EL设备，包括多个顶发射有机EL元件，所述多个顶发射有机EL元件中的每个顶发射有机EL元件是根据权利要求1至9中的任一项所述的顶发射有机EL元件，其中，所述多个顶发射有机EL元件的上透明电极彼此电连接。
11.根据权利要求10所述的顶发射有机EL设备，其中，所述多个顶发射有机EL元件中的每个顶发射有机EL元件发射不同的发射颜色。
12.一种顶发射有机EL元件的制造方法，包括：
在基板上方设置包括孔部的绝缘层的步骤；
在绝缘层上形成围绕孔部的堤的步骤；
将包含下电极的材料的溶液施加到由堤围绕的基板上方的区域的下电极材料施加步骤；
在下电极材料施加步骤之后将包含发光层的材料的溶液施加到由堤围绕的基板上方的区域的发光材料施加步骤；以及
在发光材料施加步骤之后形成上透明电极的上透明电极形成步骤。
13.根据权利要求12所述的顶发射有机EL元件的制造方法，其中，下电极材料施加步骤是将包含下电极的材料的溶液施加到孔部和绝缘层的没有布置堤的区域的上表面的步骤。
14.根据权利要求12所述的顶发射有机EL元件的制造方法，其中，下电极材料施加步骤形成下电极，所述下电极的厚度在从下电极与堤的边界部朝着中心区域的区域中减小一次，然后增大。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的顶发射有机EL元件的制造方法，其中，下电极被形成为使得上表面朝着与堤的边界部向上弯曲，上表面在孔部上方的区域被设定为底部，并且下表面与基板的距离在孔部的底部处比在与堤的边界部处小。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的顶发射有机EL元件的制造方法，所述方法在下电极材料施加步骤和上透明电极形成步骤之间还包括施加包含中间层的材料的溶液的中间层材料施加步骤。
17.根据权利要求16所述的顶发射有机EL元件的制造方法，其中，中间层材料施加步骤包括在发光材料施加步骤之后执行的空穴注入层形成步骤。
18.根据权利要求12至17中的任一项所述的顶发射有机EL元件的制造方法，其中，设置包括孔部的绝缘层的步骤是设置覆盖在基板上形成的驱动晶体管的绝缘层的步骤。
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