CN117693244A - 有机el器件、显示装置和制造有机el器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机EL器件、显示装置和制造有机EL器件的方法。一种有机EL器件，包括：有机层；阳极电极；阴极电极；以及绝缘层，所述绝缘层覆盖所述阳极电极的一部分。所述阳极电极设置在堤层上方和所述堤层的开口中。所述有机层覆盖所述绝缘层的一部分和所述阳极电极。所述阳极电极包括朝向所述阴极电极按顺序层叠的下导电层、反射来自所述有机层的光的反射金属层、以及透光的上导电层。所述上导电层包括连接到所述有机层的第一上导电层和被所述绝缘层覆盖的第二上导电层。所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更低的氧含量。所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更高的电阻率。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光(EL)器件、显示装置和制造有机EL器件的方法。
背景技术
顶部发光有机电致发光(EL)器件的结构使得具有开口的堤层设置在阳极电极上方，并且有机层和阴极电极层叠在堤层和从开口暴露的阳极电极上方。阳极电极是反射朝向阳极电极发射的光的反射电极。阳极电极通过开口周边的绝缘层与有机层绝缘。
从发光层发射的光也进入堤层。已经进入堤层的光在堤层内部反复反射，在面板的水平方向上传播，最终转化为热量并消散。已经进入堤层的光是无用的，因为它不能被提取到外部；因此，顶部发光有机EL器件通常具有低的光提取效率。
例如，JP 2015-050011 A公开了一种构造，使得光反射电极设置在与堤层的开口相对应的绝缘层的台阶部分的倾斜表面上。倾斜表面上的反射电极减少了进入绝缘层的光；因此提高了光提取效率。
发明内容
减薄绝缘层可以减少在绝缘层内传播的光，这有望进一步提高光提取效率。然而，过薄的绝缘层具有显著的漏电流在膜厚度的方向上流过绝缘层的问题。
因此，本发明旨在减少绝缘层中的漏电流，同时提高光提取效率。
本发明的一个方面是一种有机EL器件，包括：有机层；阳极电极，所述阳极电极被构造为将空穴注入到所述有机层中；阴极电极，所述阴极电极被构造为将电子注入到所述有机层中；以及绝缘层，所述绝缘层覆盖所述阳极电极的一部分。所述阳极电极设置在堤层上方和所述堤层的开口中。所述有机层被设置为覆盖所述绝缘层的一部分和所述阳极电极。所述阳极电极包括朝向所述阴极电极按顺序层叠的下导电层、反射来自所述有机层的光的反射金属层、以及透光的上导电层。所述上导电层包括连接到所述有机层的第一上导电层和被所述绝缘层覆盖的第二上导电层。所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更低的氧含量。所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更高的电阻率。
本发明的一个方面是一种制造有机EL器件的方法，所述方法包括以下步骤：在堤层上方和所述堤层的开口中形成阳极电极，所述阳极电极包括朝向阴极电极按顺序层叠的下导电层、反射金属层和透光的上导电层；形成覆盖所述阳极电极的一部分的绝缘层；以及对从所述绝缘层暴露的所述阳极电极的所述上导电层施加氧等离子体处理。
本发明实现了绝缘层中漏电流的减少同时提高了光提取效率。
应当理解，上述概括描述和以下详细描述都是示例性的和解释性的，而不是对本发明的限制。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的有机EL显示装置的构造的示例的图。
图2是示意性地示出TFT面板的构造的一个示例的截面图。
图3是在平面图中示意性地示出阳极电极的形状的图。
图4是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的TFT面板的构造的另一示例的截面图。
图5是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的一个示例的截面图。
图6是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的另一示例的截面图。
图7是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的又一示例的截面图。
图8是示出有机EL器件的截面构造的示例的图。
图9是示出上导电层的详细构造的截面图。
图10是示出相关技术中通过绝缘层的泄漏路径与本发明中通过绝缘层的泄漏路径的比较的图。
图11是示出阳极电极的上导电层的物理性质的图表。
图12是总结上导电层的特性的图表。
图13是实施方式1中的有机EL器件的制造方法的一个示例的流程图。
图14是示出与图13相对应的有机EL器件的制造中的过程步骤的图。
图15是示出铟锡氧化物(ITO)膜的薄层电阻与氧流量的关系的图表。
图16是示出绝缘层对第二上导电层的影响的图。
图17是示出O等离子体处理对第一上导电层UCL_1的影响的图。
图18是示出O等离子体处理对第二上导电层UCL_2的影响的图。
图19是表示从第一上导电层和第二上导电层测量的薄层电阻彼此比较的图表。
图20是显示实施方式1的效果的图表。
图21是示出有机EL器件的另一示例的截面图。
图22是示出有机EL器件的又一示例的截面图。
图23是示出图22中的构造的附加效果的图。
图24是实施方式3中的有机EL器件的制造方法的流程图。
图25是示出与图24相对应的有机EL器件的制造中的过程步骤的图。
图26以放大视图示出在有机EL器件附近产生的分离区域。
图27A是示出在绝缘层IL中开设的多个孔隙的图案的俯视平面图。
图27B是示出沿着图27A中的剖面线B-B的截面结构的截面图。
图28是示意性地示出包括传统有机EL器件的像素附近的构造的示例的截面图。
具体实施方式
实施方式1
在下文中，将参考附图描述本发明的实施方式。在用于说明实施方式的整个附图中，相同的部件通常被赋予相同的附图标记，并且适当地跳过它们的重复描述。
有机EL显示装置的构造
以下描述是关于包括本发明的有机EL器件的有机EL显示装置的构造，有机EL显示装置是显示装置的一个示例。
图1是示意性地示出本发明的有机EL显示装置的构造的示例的图。如图1所示，有机EL显示装置10包括其上制造有有机EL器件的薄膜晶体管(TFT)面板100、用于封装有机EL器件的封装面板200、以及用于粘合TFT面板100和封装面板200的粘结剂(玻璃料密封剂)300。TFT面板100和封装面板200之间的空间填充有干燥空气，并且用粘结剂300密封。氮气可用作干燥空气。
有机EL显示装置不限于具有这种构造。有机EL显示装置可以具有这样的构造，使得诸如氮化硅膜的无机膜和诸如聚合物膜的有机膜被层叠以代替封装面板200来封装有机EL器件。
在TFT面板100的显示区域125之外的阴极电极区域114的周边中，设置有扫描驱动器131、控制驱动器132、保护电路133和驱动器IC(驱动器电路)134。驱动器IC 134通过柔性印刷电路(FPC)135连接到外部设备。
TFT面板100的显示区域125包括以矩阵排列的多个像素。每个像素包括多个子像素。每个子像素包括有机EL器件。每个子像素的有机EL器件根据扫描驱动器131和控制驱动器132的控制而发光并停止发光。
扫描驱动器131驱动TFT面板100上的扫描线。控制驱动器132驱动发光控制线来控制子像素的发光时段。控制驱动器132还驱动复位控制线来复位子像素的发光时段。
驱动器IC 134向扫描驱动器131和控制驱动器132提供电源和时序信号(控制信号)，并且还向数据线提供数据信号。驱动器IC 134例如安装有各向异性导电膜(ACF)。
在图1中，水平延伸的轴线被称为x轴，竖直延伸的轴线被称为y轴。扫描线沿着x轴延伸。在显示区域125内沿着x轴排列的像素或子像素被称为像素行或子像素行。在显示区域125内沿着y轴排列的像素或子像素被称为像素列或子像素列。
图2是示意性地示出TFT面板的构造的示例的截面图。图3是在平面图中示意性地示出阳极电极的形状的图。TFT面板100在更靠近支撑基板SUB的下侧包括包含TFT的像素电路，并且还包括在像素电路上方的有机EL器件。
如图2所示，TFT面板100包括由玻璃或聚酰亚胺制成的支撑基板SUB、制造在支撑基板SUB上的像素电路500、设置在像素电路500上方的平坦化层PLN、以及制造在平坦化层PLN上方的有机EL器件DEV。
堤层BNK具有开口710，每个开口710由堤层BNK的倾斜壁区域712围绕。换言之，开口710具有由倾斜壁区域712和底部区域714限定的区域，平坦化层PLN(稍后将描述的图4中的连接电极CON)从底部区域714暴露。如图2所示，有机EL器件DEV的有机层OEL设置在开口710内部和围绕开口710的区域中。因此，每个像素或有机EL器件DEV主要在开口710中发光。
如图2和图3所示，有机EL器件DEV的阳极电极AN直接连接到像素电路500中的漏极电极DRA，漏极电极DRA暴露在延伸穿过堤层BNK、平坦化层PLN和钝化膜PV的接触孔HOL中。在这种情况下，从漏极电极DRA流入阳极电极AN的载流子主要在厚且低电阻的反射金属层RML内流动，并且它们不受上导电层UCL或下导电层LCL的影响(见图8)。
如图3所示，与堤层BNK的开口710相比，平面图中的接触孔HOL足够小。即使在阳极电极AN通过接触孔HOL直接连接到漏极电极DRA的情况下，接触孔HOL也很少干扰堤层BNK的开口710的面积。
图4是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的TFT面板的构造的另一示例的截面图。如图4所示，有机EL器件DEV的阳极电极AN可以通过设置在平坦化层PLN上方的连接电极CON连接到漏极电极DRA。在这种情况下，如图4所示，与堤层BNK的开口710分离的接触孔HOL是不必要的；不干扰堤层BNK的开口710的面积。
有机EL器件的构造
图5是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的示例的截面图。图5仅示出平坦化层PLN和堤层BNK以及在平坦化层PLN上方的有机EL器件DEV；图5不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造，诸如支撑基板SUB和像素电路500。
如图5所示，堤层BNK设置在平坦化层PLN上方。堤层BNK是例如由聚酰亚胺或丙烯酸树脂制成的有机膜。堤层BNK具有从平坦化层PLN朝向有机EL器件DEV加宽的开口710。在图5中，开口710穿过堤层BNK以暴露平坦化层PLN。堤层BNK的顶面是平坦的。
如图5所示，阳极电极AN设置在围绕开口710的区域中的堤层BNK上方以及开口710中。绝缘层IL设置在堤层BNK上方。绝缘层IL覆盖阳极电极AN的在堤层BNK上方的一部分。绝缘层IL可以是含有氢(H)的SiN膜(无机绝缘膜)，但不限于此示例。例如，除了SiN之外的含氢无机绝缘膜、含有可还原成分的无机绝缘膜、或难氧化的有机绝缘膜可以用于绝缘层IL。
设置有机层OEL来覆盖阳极电极AN和绝缘层IL的一部分。设置阴极电极CA来覆盖有机层OEL和绝缘层IL。阴极电极CA可以设置为覆盖整个显示区域125。阴极电极CA的细节将在后面描述。
图6是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的另一示例的截面图。与图5一样，图6不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。关于堤层BNK的开口710，倾斜壁区域712可以不如图5中的示例陡峭，如图6所示。此外，如图6所示，倾斜壁区域712可以平滑地连接到堤层BNK的顶部边缘。这是因为堤层BNK可以由上述有机膜制成，并且其倾斜壁区域712的形状可以根据制备堤层时的烘烤条件而更不陡峭。例如，当在高于150℃的温度下烘烤堤层BNK时，倾斜壁区域712的形状可以类似于该示例。本发明包括这样的构造。
图7是示意性地示出包括本发明的有机EL器件的像素附近的构造的又一示例的截面图。与图6一样，图7不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。如图7所示，与图6中的倾斜壁区域相反，堤层BNK的倾斜壁区域712可以向外弯曲。通过在堤层BNK上方提供无机膜，对无机膜进行图案化，各向同性地蚀刻堤层BNK，以及选择性地去除堤层BNK上方的图案化的无机膜，将堤层BNK制备成这样的形状。本发明包括这样的构造。
图8是示出有机EL器件的截面构造的示例的图。如图8所示，有机EL器件DEV包括按顺序层叠在阳极电极AN上方的与阳极电极AN接触的空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、与阴极电极CA接触的电子注入层EIL。
对于顶部发光有机EL器件，半透明反射金属的薄膜用于阴极电极以获得谐振器(微腔)结构，在该结构中，从发光层发射的光在阳极电极和阴极电极之间反复反射，并且只有具有与光学距离相对应的谐振波长的光被放大并提取到外部。
如图8所示，阳极电极AN包括下导电层LCL、反射金属层RML、和上导电层UCL；这些层朝向阴极电极CA以该顺序层叠。下导电层LCL是要与上述漏极电极DRA连接的电极。下导电层LCL可以是由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、或氧化铟(In2O3)制成的透明导电膜，或者由钛(Ti)、铬(Cr)、或铝(Al)制成的不透明导电膜。反射金属层RML是反射来自有机层OEL的光的层。反射金属层RML不限于特定的金属层，只要其反射光即可。例如，诸如银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、或铬(Cr)的金属或者包含这些金属中的一种或多种金属的合金可以用于反射金属层RML。
上导电层UCL是与有机层OEL的空穴注入层HIL和绝缘层IL连接的透光电极。上导电层UCL可以是由ITO、IZO、ZnO或In2O3制成的透明导电膜，以使光从反射金属层RML反射。
图9是示出上导电层的详细构造的截面图。图9提供了阳极电极AN被绝缘层IL覆盖的区域的放大图。如图9所示，上导电层UCL包括在未被绝缘层IL覆盖但连接到有机层OEL的区域中的第一上导电层UCL_1和在被绝缘层IL覆盖的区域中的第二上导电层UCL_2。第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量和更高的电阻率。这种配置促进将空穴注入到与第一上导电层UCL_1接触的有机层OEL，但抑制漏电流通过与第二上导电层UCL_2接触的绝缘层IL。由此，有机层OEL的发光区域被控制到绝缘层IL的开口内部或被控制到与第一上导电层UCL_1接触的区域。
在比较相关技术和本发明的同时描述通过绝缘层的泄漏路径。图10是示出相关技术中通过绝缘层的泄漏路径与本发明中通过绝缘层的泄漏路径的比较的图。图10的上部示出了相关技术中通过绝缘层的泄漏路径。图10的下部示出了本发明中通过绝缘层的泄漏路径。
在相关技术中，上导电层UCL在整个区域上具有基本均匀的氧含量；在本发明中，与第一上导电层UCL_1相对应的区域和与第二上导电层UCL_2相对应的区域之间的氧含量几乎没有差异。由于该原因，空穴通过绝缘层IL不仅从与第一上导电层UCL_1相对应的区域而且从与第二上导电层UCL_2相对应的区域注入到有机层OEL。如由此可以理解的，相关技术具有从与第二上导电层UCL_2相对应的区域通过绝缘层到达有机层OEL的空穴泄漏路径。因此，相关技术中的有机层OEL不仅在与第一上导电层UCL_1接触的区域中发光，而且也在在平面图中在与对应于第二上导电层UCL_2的区域重叠的区域中发光；有机层OEL的发光区域不能被控制在预定范围。
然而，在本发明中，如上所述，第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量，并且此外，第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更高的电阻率。由于这些原因，本发明具有空穴通过绝缘层IL从第二上导电层UCL_2流到有机层OEL的泄漏路径，但是本发明中的漏电流比相关技术中的漏电流低得多。因此，本发明中与第二上导电层UCL_2重叠的区域发射很少的光，并且有机层OEL的发光区域可以被控制在预定范围。
此外，包括反射金属层RML的阳极电极AN使得从有机层OEL进入阳极电极AN的光朝向封装面板200反射，从而获得更高的光提取效率。
上导电层的物理性质
图11是示出阳极电极的上导电层的物理性质的图表。图11表示电子迁移率μ、电子密度n、和电阻率ρ与由ITO制成的上导电层UCL中的氧含量的关系的性质。
如图11所示，电子迁移率μ随着ITO中氧含量的增加而增加，并且随着ITO的氧含量的减少而减少。电子密度n随着ITO中氧含量的增加而减小，并且随着ITO中氧含量的减少而增加。根据电子迁移率μ与电子密度n之间的平衡确定的电阻率ρ当在ITO中的氧含量为特定值时最小，并且随着ITO中氧含量偏离该特定值而增加。
图12是总结上导电层的特性的图表。图12提供了在考虑第一上导电层UCL_1和第二上导电层UCL_2时指定的第一上导电层UCL_1与第二上导电层UCL_2之间的物理性质的特性的比较。如图12中所示，第二上导电层UCL_2被指定为具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量，从而具有更高的电阻率ρ。这种构造抑制了将空穴通过绝缘层IL注入到有机层OEL中。相反，第一上导电层UCL_1被指定为具有比第二上导电层UCL_2更高的氧含量，从而具有更低的电阻率ρ。这种构造促进将空穴注入到有机层OEL中。
有机EL器件的制造方法
图13是实施方式1的有机EL器件的制造方法的示例的流程图。图14是示出与图13相对应的有机EL器件的制造中的过程步骤的图。与图5一样，图14仅示出了平坦化层PLN和在平坦化层PLN上方的层的构造，并且不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。
在步骤S10，该方法在平坦化层PLN和堤层BNK上方形成阳极电极AN。对于阳极电极AN，首先形成下导电层LCL。然后，在下导电层LCL上方依次形成反射金属层RML和上导电层UCL。下导电层LCL、反射金属层RML和上导电层UCL可以在不暴露于大气的情况下依次形成。下导电层LCL、反射金属层RML和上导电层UCL可以通过物理气相沉积(PVD)(诸如溅射、离子镀)、或真空气相沉积、或化学气相沉积来形成。
该部分描述通过溅射形成ITO下导电层和ITO上导电层的示例。溅射可以形成结晶度和电阻率不同的ITO膜，这取决于膜形成中的基板温度和氧流量(下文中也称为O流量)。图15是示出ITO膜的薄层电阻与O流量的关系的图表。图15提供了在膜形成中的基板温度为100℃和120℃的情况下，厚度为40nm的ITO膜的薄层电阻与O流量的关系。
众所周知，当膜形成中的O流量较高时，ITO具有较高的氧浓度。因此，可以说，图15的横轴表示ITO的氧浓度。尽管图15表示薄层电阻，但是薄层电阻和电阻率具有以下关系：
ρ＝R□×d(公式1)
ρ：电阻率
R□：薄层电阻
d：膜厚度
公式1表明，只要膜厚度相同，薄层电阻的关系与电阻率的关系就相同。
如图15所示，当在特定O流量下形成ITO膜时，ITO膜的薄层电阻最小，并且随着O流量偏离特定流量而增加，而与膜形成中的基板温度无关。尤其是，当O流量从一定流量降低时，薄层电阻增加的趋势突出。
这样的特性将被考虑以确定溅射的条件，使得在随后的步骤S60中用氧等离子体处理的上导电层UCL将具有最小电阻率。例如，在形成ITO膜的不同条件下(例如膜形成中的基板温度、O流量、放电功率、和ITO靶的组成)和在等离子体处理中(例如等离子体放电功率、处理时间、和O流量)预先进行实验，并且根据该实验的结果来确定溅射条件。在以下描述中，氧等离子体也可以表达为O等离子体。在通过溅射以外的方法形成ITO膜或者形成由ITO以外的材料制成的上导电层UCL的情况下，可以适当地确定形成膜的条件。
在步骤S20，所述方法在阳极电极AN和堤层BNK上方沉积含有氢(H)的绝缘层IL(例如，SiN膜)。绝缘层IL可以通过涂覆或化学气相沉积来形成。形成绝缘层IL时的温度应当不高于堤层BNK和平坦化层PLN的烘烤温度(例如，大约200℃)，使得堤层BNK的倾斜壁区域712和形成堤的平坦化层PLN将不会发生变形。如果该绝缘层IL过薄，则由于阳极电极和阴极电极之间的电压而可能发生绝缘击穿，并且电流可能不会流到要沉积在其上的有机层OEL，并且不能发射光。由于该原因，优选绝缘层IL的厚度大于或等于10nm。
在步骤S20沉积绝缘层IL之前可以添加烘烤处理。由聚酰亚胺或丙烯酸树脂有机膜制成的堤层BNK在长时间放置时吸附湿气。如果该湿气的量大，则该湿气会干扰对绝缘层IL的粘附。此外，如果堤层BNK的烘烤条件不合适，则在随后的热处理中会从堤层BNK排放有机气体。
如果在沉积绝缘层IL之前不充分去除这些湿气和气体，则绝缘层IL可能从堤层BNK分离，如图26所示。图26以放大视图示出在有机EL器件附近产生的分离区域850。发生分离的原因是，例如，在绝缘层IL是由SiN制成的致密膜的情况下，湿气和气体无法穿过绝缘层IL，而是积聚在绝缘层IL与堤层BNK之间。
因此，在沉积绝缘层IL之前添加烘烤处理，以促进湿气和气体的去除，从而防止对粘附的干扰。烘烤处理的优选示例是在约200℃的氮气气氛中进行一小时的处理。
在步骤S30，所述方法在绝缘层上方沉积抗蚀剂RES，并对抗蚀剂RES进行图案化。作为图案化的结果，抗蚀剂RES仅保留在要具有绝缘层IL的区域中。
在步骤S40，所述方法在抗蚀剂RES保留在绝缘层上的状态下执行干法蚀刻，以去除从抗蚀剂RES暴露的绝缘层。在步骤S50，所述方法去除抗蚀剂RES。由此，绝缘层IL形成为具有预定形状。如上所述，通过从步骤S20到步骤S50的一系列步骤来形成绝缘层IL。
在步骤S60，所述方法用O等离子体处理从绝缘层IL暴露的阳极电极AN的上导电层UCL(见图9)。O等离子体处理的条件的示例可以是500sccm的O流量、50Pa的压力、1.0W/cm2的等离子体放电功率、和120秒的处理时间。
在步骤S70，所述方法在绝缘层IL的一部分和阳极电极AN上方沉积有机层OEL。在步骤S80，所述方法在有机层OEL和绝缘层IL上方沉积用于阴极电极CA的半透明反射金属薄膜。
绝缘层对第二上导电层的影响
图16是示出绝缘层对第二上导电层的影响的图。如图16的上部所示，在形成含H绝缘层IL时(图13中的步骤S20)，在绝缘层IL中产生氢自由基(在图16中用H表示)。氢自由基从绝缘层IL进入第二上导电层UCL_2。已经进入第二上导电层UCL_2的氢自由基与第二上导体层UCL_2中的氧(O)反应。如图16的下部所示，第二上导电层UCL_2中的一些氧变成OH-或H2O并从第二上导电层UCL_2中逸出。由此，与绝缘层IL接触的第二上导电层UCL_2中的氧含量降低。
O等离子体处理对上导电层的影响
图17是示出O等离子体处理对第一上导电层UCL_1的影响的图。图18是示出O等离子体处理对第二上导电层UCL_2的影响的图。在O等离子体处理(图13中的步骤S60)中产生氧自由基(在图17和图18中用O表示)。氧自由基进入未被绝缘层IL覆盖(不与绝缘层IL接触)的第一上导电层UCL_1，如图17所示。由此，第一上导电层UCL_1或未被绝缘层IL覆盖的区域中的氧含量增加。
然而，如图18所示，氧自由基难以穿过绝缘层IL。由于该原因，被绝缘层IL覆盖(与绝缘层IL接触)的第二上导电层UCL_2几乎不受到氧自由基的影响。因此，第二上导电层UCL_2中的氧含量在O等离子体处理中不变化。由于这些影响，第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量。
该实施方式的主要效果
在该实施方式中，包括反射金属层RML的阳极电极AN设置在堤层BNK的倾斜壁区域712上，该倾斜壁区域712限定形成堤的开口710。这种构造使得来自有机层OEL的光从反射金属层RML朝向阴极电极CA反射，并且在面板的水平方向上传播的光向前传出，这增加了光提取效率。因此，获得了更高的正面亮度。
在该实施方式中，第二上导电层UCL_2(见图9)具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量，因此，第二上导电层UCL_2中的电子迁移率比第一上导电层UCL_1中的电子迁移率低。第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更高的电阻率。
这种构造抑制了通过绝缘层IL注入到绝缘层IL上方的有机层OEL的空穴的量，因此，绝缘层IL中的漏电流减小。由此，抑制了有机层OEL在绝缘层IL上方的区域中的发光，从而提供了如设计的发光面积。此外，可以通过减薄绝缘层IL来减少在绝缘层IL中水平传播的光；可以获得光提取效率的更大提高。
此外，这种构造使得能够在不干扰空穴的移动的情况下将空穴从第一上导电层UCL_1有效地注入到有机层OEL的空穴注入层HIL中。由此，可以在不升高有机EL器件DEV的驱动电压的情况下提高光提取效率。
此外，在每个像素中包括本实施方式中的有机EL器件DEV的有机EL显示装置10可以在节省功耗的同时显示高质量图像。
实例
对实施方式1的实例进行描述。图19是表示从第一上导电层和第二上导电层测量的薄层电阻彼此比较的图表。上导电层UCL(UCL_1和UCL_2)的厚度为10nm；第一上导电层UCL_1的氧浓度为60.2％；第二上导电层UCL_2的氧浓度为58.3％。如图19所示，第一上导电层UCL_1的薄层电阻为500Ω/□至600Ω/□，第二上导电层UCL_2的薄层电阻为800Ω/□至900Ω/□。如上所述，第一上导电层UCL_1的氧浓度(或氧含量)高于第二上导电层UCL_2的氧浓度(或氧含量)，并且第二上导电层UCL_2的电阻率高于第一上导电层UCL_1的电阻率。
图20是显示实施方式1的效果的图表。图20以表格的形式表示具有不同厚度的SiN膜(绝缘层IL)是否获得了预期效果。图20还提供了其中第二上导电层UCL_2和第一上导电层UCL_1具有相等氧含量的样本的结果，以用于比较。
如图20所示，在200nm厚的SiN膜的情况下，其中第二上导电层UCL_2中的氧含量低于和等于第一上导电层UCL_1中的氧含量的两个样本都具有预期的发光面积。具有本发明的构造的样本提供了具有常规构造的样本1.15倍的正面亮度。正面亮度增加的原因是通过减薄绝缘层IL以减少进入绝缘层IL的光而提高了光提取效率。
图28是示意性地示出包括传统有机EL器件的像素附近的构造的示例的截面图。与图5和一些其它附图一样，图28不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。如图28所示，传统构造中的阳极电极AN设置在堤层BNK下方，并且从开口710的底部区域714暴露。也就是说，阳极电极AN既不设置在堤层BNK的顶面上方，也不设置在限定开口710的倾斜壁区域712上。有机层OEL设置在堤层BNK上方和开口710中。从有机层OEL发射的光的一部分进入堤层BNK。因此，与本发明的构造相比，该传统构造提供了更低的光提取效率和正面亮度。
在100nm厚的SiN膜的情况下，其中第二上导电层UCL_2中的氧含量低于和等于第一上导电层UCL_1中的氧含量的两个样本都具有预期的发光面积。具有本发明的构造的样本提供了具有传统构造的样本1.17倍的正面亮度。
关于50nm厚的SiN膜的情况，其中第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量的样本具有预期的发光面积。具有本发明的构造的样本提供了具有常规构造的样本的1.19倍的正面亮度。鉴于这些结果，可以确认当第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1低的氧含量时，获得了预期的发光面积。还可以确认正面亮度或光提取效率随着SiN膜变薄而提高。
然而，其中SiN膜具有50nm的厚度并且第二上导电层UCL_2中的氧含量等于第一上导电层UCL_1中的氧含量的样本具有比预期更大的发光面积。这是因为漏电流发生在SiN膜中，并且在SiN薄膜上方的区域中的有机层OEL发光。由于该样本具有与具有其它结构的样本不同大小的发光面积，因此不进行正面亮度的比较。
实施方式2
对实施方式2进行描述。本实施方式提供了有机EL器件的其它构造。图21和图22是示出有机EL器件的其他示例的截面图。与图5和一些其它附图一样，图21和图22仅示出了平坦化层PLN和在平坦化层PLN上方的层的构造，而不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。
图21示出了从堤层BNK的顶面到限定开口710的倾斜壁区域712的中间设置绝缘层IL的示例。图22示出了绝缘层IL从堤层BNK的顶面到开口710的底部区域714的中间或者形成到平坦化层PLN上的部分覆盖阳极电极AN的区域的示例。可以在图21和图22中的两种构造中获得在实施方式1中获得的效果。
图23是示出说明图22的构造的附加效果的图。阳极电极AN的上导电层UCL具有非常小的膜厚度(例如，5nm至30nm)。由于该原因，膜形成后的热处理使得上导电层UCL膨胀和收缩，从而在其在倾斜壁区域712和底部区域714之间的边界附近的弯曲部分中产生裂纹(见图23的上部)。由此，反射金属层RML的金属(例如，Ag)可以通过该裂纹与环境空气中的诸如氯(Cl)和硫(S)的物质反应而产生Ag沉淀。这种沉淀物可能导致阳极电极AN和阴极电极CA之间的短路、或者阳极电极AN或阴极电极CA中的断裂。
为了解决这个问题，从堤层BNK的顶面到开口710的底部区域714的中间设置绝缘层IL，以用绝缘层IL保护倾斜壁区域712和底部区域714之间的边界周围的上导电层UCL的弯曲部分(见图23的下部)。这种构造抑制了在反射金属层RML中产生沉淀物；可以防止阳极电极AN和阴极电极CA之间的短路以及阳极电极AN或阴极电极CA中的断裂。
实施方式3
对实施方式3进行描述。本实施方式提供了在绝缘层IL采用诸如氟基聚合物膜之类的难氧化的有机膜的情况下的制造过程。图24是制造实施方式3中的有机EL器件的方法的流程图。图25是示出与图24相对应的有机EL器件的制造中的过程步骤的图。与图14和一些其它附图一样，图25仅示出了平坦化层PLN和在平坦化层PLN上方的层的构造，而不包括用于向阳极电极AN供应电流的构造。
如图24所示，本实施方式中的制造方法包括步骤S310至S360。在步骤S310，与图13中的步骤S10一样，该方法形成阳极电极AN。
在步骤S320，该方法通过涂覆来沉积难氧化的有机膜以覆盖堤层BNK和开口710。有机膜可以通过除涂覆之外的方法来沉积。在步骤S330，该方法对难氧化的有机膜进行图案化。这种图案化可以通过光刻曝光、显影或另一种方法来执行。通过该步骤，制备了难氧化的有机膜的绝缘层IL。
在步骤S340，与图13的步骤S60一样执行O等离子体处理。O等离子体处理的条件的示例可以是300sccm的O流量、30Pa的压力、0.4W/cm2的等离子体放电功率、和150秒的处理时间。
在步骤S350，该方法与图13中的步骤S70一样沉积有机层OEL。在步骤S360，该方法与图13中的步骤S80一样形成阴极电极CA。
即使在如上所述使用难氧化的有机膜作为绝缘层IL的情况下，在步骤S340的O等离子体处理中，与绝缘层IL接触的第二上导电层UCL_2的氧含量也不会增加。由此，第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更低的氧含量，并且因此，第二上导电层UCL_2具有比第一上导电层UCL_1更高的电阻率。
因此，即使在使用难氧化的有机膜作为绝缘层IL的情况下，也可以获得实施方式1的效果。此外，绝缘层IL可以具有在实施方式2中描述的构造。于是，即使在使用难氧化的有机膜作为绝缘层IL的情况下，也可以获得实施方式2的效果。
实施方式4
基于一个实例来描述实施方式4。图27A是示出设置在绝缘层IL中的多个孔隙860的图案的俯视平面图。图27B是示出沿着图27A中的剖面线B-B的截面结构的截面图。在图27A中，作为示例，多个孔隙中的一个孔隙被提供有附图标记860，并且从一个孔隙860暴露的堤层的一部分被提供有附图标记BNK。
如图27A和图27B所示，绝缘层IL可以具有通过蚀刻开设的适度孔隙860，以传输吸收在堤层BNK上的湿气和从堤层BNK产生的气体。对于这些孔隙860，例如可以选择具有多个大约20μm的正方形的图案。每个孔隙860的形状不限于正方形，而是可以按期望选择。
在绝缘层IL中开设孔隙860的工艺包括沉积抗蚀剂，对抗蚀剂进行图案化，应用干法蚀刻，以及在形成绝缘层IL之后立即去除抗蚀剂。如上所述，孔隙防止湿气或气体积聚在绝缘层IL和堤层BNK之间，从而阻碍绝缘层IL从堤层BNK分离。在绝缘层IL中开设孔隙可以与步骤S20之前的上述烘烤处理相结合。
如上所述，已经描述了本发明的实施方式；然而，本发明不限于前述实施方式。本领域技术人员可以在本发明的范围内容易地修改、添加或转换前述实施方式中的每个元素。一个实施方式的构造的一部分可以用另一个实施方式的构造替换，或者一个实施方式的构造可以被合并到另一个实施方式的构造中。
Claims (9)
1.一种有机EL器件，包括：
有机层；
阳极电极，所述阳极电极被构造为将空穴注入到所述有机层中；
阴极电极，所述阴极电极被构造为将电子注入到所述有机层中；以及
绝缘层，所述绝缘层覆盖所述阳极电极的一部分，
其中，所述阳极电极设置在堤层上方和所述堤层的开口中，
其中，所述有机层被设置为覆盖所述绝缘层的一部分和所述阳极电极，
其中，所述阳极电极包括朝向所述阴极电极按顺序层叠的下导电层、反射来自所述有机层的光的反射金属层、以及透光的上导电层，
其中，所述上导电层包括连接到所述有机层的第一上导电层和被所述绝缘层覆盖的第二上导电层，
其中，所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更低的氧含量，以及
其中，所述第二上导电层具有比所述第一上导电层更高的电阻率。
2.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，所述上导电层是透明导电氧化物膜。
3.根据权利要求2所述的有机EL器件，其中，所述透明导电氧化物膜包含ITO或IZO。
4.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，所述阳极电极被设置在所述堤层上方的所述绝缘层部分覆盖。
5.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，所述绝缘层从所述堤层的顶面扩展到所述开口的底部区域的中间。
6.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，所述绝缘层具有多个孔隙。
7.一种显示装置，包括根据权利要求1所述的有机EL器件。
8.一种制造有机EL器件的方法，所述方法包括以下步骤：
在堤层上方和所述堤层的开口中形成阳极电极，所述阳极电极包括朝向阴极电极按顺序层叠的下导电层、反射金属层、和透光的上导电层；
形成覆盖所述阳极电极的一部分的绝缘层；以及
对从所述绝缘层暴露的所述阳极电极的所述上导电层施加氧等离子体处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，形成所述绝缘层的步骤形成含有氢的绝缘层。
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