TWI548084B - 有機發光裝置 - Google Patents

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TWI548084B TW104117173A TW104117173A TWI548084B TW I548084 B TWI548084 B TW I548084B TW 104117173 A TW104117173 A TW 104117173A TW 104117173 A TW104117173 A TW 104117173A TW I548084 B TWI548084 B TW I548084B
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Description

有機發光裝置
本發明係關於有機發光裝置。
有機發光裝置是在基材或基板上以列狀或以矩陣狀配置複數個有機發光元件而成的裝置。配置有機發光元件以致由各自發出不同顏色的光的有機發光元件的組合，例如一個發紅光元件、一個發綠光元件和一個發藍光元件的組合形成一個像素(一組副像素)時，有機發光裝置能夠用於多色顯示器。
形成有機發光裝置的有機發光元件各自包括一對電極和夾持在該對電極之間的有機發光層。由有機發光元件發出的光的顏色取決於作為有機發光層中含有的發光材料選擇何種材料而變化。
使用金屬遮罩的真空氣相沉積廣泛地用作形成有機化合物層和在有機化合物層上形成的上部電極的方法。但是，對於使用金屬遮罩的真空氣相沉積，金屬遮罩與形成膜的基板的對位精準度低並且由於包括金屬遮罩的 熱膨脹的原因，成膜精準度低，因此不適合高清晰度的顯示裝置的製造。此外，在金屬遮罩的邊緣處的區域中形成的有機化合物層和其他膜的部分在厚度上微緩地從設定膜厚附近降低到0，這意味著這些區域是非有效區域並且是佈局的浪費。
不使用高精細金屬遮罩而採用光刻法以高精準度選擇性地形成有機化合物層的方法記載於US專利No.5,953,585中。具體地，該方法包括在整個基板上形成有機化合物層、上部電極層和保護層，隨後將該有機化合物層、上部電極層和保護層一次性圖案化為所需的形狀。所述方法還包括根據需要將對應於三色R、G和B的區域中的“有機化合物層、上部電極層和保護層”的組合分別進行圖案化。
但是，使採用US專利No.5,953,585的方法，即，光刻法圖案化的成為有機化合物層的膜的端面暴露於外部環境。成為有機化合物層的膜的端部暴露於外部環境時，由於從暴露的端部滲透的水和氧氣，不具有氣體阻隔性的該有機化合物層自身劣化。包括將有機化合物層和上部電極層圖案化但沒有公開如何在上部電極與在基板側形成的給電墊部之間形成連接的US專利No.5,953,585的另一個問題是可能無法建立與形成裝置的有機發光元件的電連接。
本發明為解決上述問題而完成，本發明的一目的在於提供確保與上部電極的電連接並且邊框區域窄小的有機發光裝置。
根據本發明的一個實施例，提供有機發光裝置，包括：基板；設置在該基板上的下部電極；上部電極；以及夾持在該下部電極和該上部電極之間的包括發光層的有機化合物層，其中該有機化合物層覆蓋該下部電極，其中該上部電極覆蓋該有機化合物層，其中該基板包括電極墊部(electrode pad portion)，該電極墊部與和該上部電極連接的配線電連接，其中在該下部電極與該電極墊部之間的區域中設置的該有機化合物層的部分具有膜端(film end)，並且將由該膜端的截面的傾斜(slant)與該基板的表面形成的角度設為θ1時，滿足式(1)和式(2)，且其中在該下部電極與該電極墊部之間的區域以外的區域的至少一部分中設置的該有機化合物層的部分具有膜端，並且將由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ3時，滿足下述的式(3)和式(4)。
tan(θ1)=d1/d2 (1)
tan(θ1)<0.2 (2)
tan(θ3)=d3/d4 (3)
(式(1)中的符號d1和d2分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度(taper width)，式(3)中的符號d3和d4分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度。)
由以下參照附圖對例示實施例的說明，本發明的進一步的特點將變得清楚。
1‧‧‧有機發光裝置
10‧‧‧基板
11‧‧‧層間絕緣層
12‧‧‧像素分離膜
12a‧‧‧開口
13‧‧‧接觸孔
20‧‧‧發光像素
20a‧‧‧副像素
20b‧‧‧副像素
20c‧‧‧副像素
21‧‧‧下部電極
22‧‧‧有機化合物層
22a‧‧‧膜端
22b‧‧‧膜端
23‧‧‧上部電極
24‧‧‧上部電極用電極墊部
30‧‧‧密封層
50‧‧‧抗蝕劑層
51‧‧‧光遮罩
52‧‧‧曝光之光
53‧‧‧剝離層
6‧‧‧圖像形成裝置
61‧‧‧感光部件
62‧‧‧曝光光源
63‧‧‧光
64‧‧‧帶電部
65‧‧‧顯像裝置
66‧‧‧轉印裝置
67‧‧‧傳送輥
68‧‧‧記錄介質
69‧‧‧定影裝置
62a‧‧‧發光部
7‧‧‧照明裝置
71‧‧‧有機發光元件
72‧‧‧AC/DC變換器電路
圖1A和1B是用於說明根據本發明的實施例的有機發光裝置的實例的截面示意圖，圖1A是平面圖，圖1B是沿圖1A中的線1B-1B所取的截面圖。
圖2A、2B、2C和2D是表示形成本發明的有機發光裝置的發光像素的配置例的平面示意圖。
圖3是表示形成圖1A和1B的有機發光裝置的膜的端部的截面示意圖。
圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G和4H是表示根據本發明的第一實施例的有機發光裝置的製造方法的截面示意圖。
圖5A、5B、5C、5D和5E是表示根據本發明的第二實施例的有機發光裝置的製造方法的截面示意圖。
圖6是表示包括根據本發明的有機發光裝置的圖像形成裝置的實例的示意圖。
圖7A、7B和7C中，圖7A和圖7B是表示形成圖像形成裝置的曝光光源(曝光裝置)的具體例的概略平面示意圖，圖7C是表示形成圖像形成裝置的感光部件的具體實例的概略示意圖。
圖8是表示包括根據本發明的有機發光元件的照明裝置的實例的示意圖。
現在根據附圖對本發明較佳的實施例詳細說明。
(有機發光裝置)
本發明係關於有機發光裝置，包括：基板；設置在該基板上的下部電極；上部電極；和夾持在該下部電極與該上部電極之間的包括發光層的有機化合物層。本發明中，該有機化合物層覆蓋該下部電極，並且該上部電極覆蓋該有機化合物層。本發明中，該基板包括電極墊部，該電極墊部與和該上部電極連接的配線電連接。“電極墊部”也稱為“上部電極用電極墊部”。
本發明中，在該下部電極與該上部電極用電極墊部之間的區域中形成的該有機化合物層的部分具有膜端，並且將由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ1時，滿足式(1)和式(2)。
tan(θ1)=d1/d2 (1)
tan(θ1)<0.2 (2)
(式(1)中的符號d1和d2分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度。)
此外，本發明中，在下部電極與上部電極用電極墊部之間的區域以外的區域的至少一部分中形成的有機化合物層的部分具有膜端，並且將由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ3時，滿足式(3)和式(4)。
tan(θ3)=d3/d4 (3)
(式(3)中符號d3和d4分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度。)
以下對式(1)-式(4)的詳細情況進行說明。
以下參照附圖對本發明的實施例詳細說明。但是，本發明並不限於下述的實施例。本發明的技術領域中公知的技術能夠應用於下述說明中沒有特別說明的部分和附圖中沒有特別圖示的部分。
圖1A和1B是表示根據本發明的實施例的有機發光裝置的實例的截面示意圖。圖1A是平面圖和圖1B是沿圖1A中的線1B-1B所取的截面圖。圖1A和1B的有機發光裝置用1表示，並且包括：基板10，其包括層間絕緣層11和像素分離膜12的；和有機發光元件，其設置在對應於發光像素20的區域中在基板10上。有機發光元 件包括下部電極21、有機化合物層22和上部電極23。
儘管在圖1A和1B中沒有示出，但有機發光裝置1的基板10在層間絕緣層11的下方具有基底基板。本發明中在層間絕緣層11與基底基板之間可配置用於驅動有機發光元件的驅動電路和配線。在層間絕緣層11與基底基板之間配置驅動電路和配線的情形下，在層間絕緣層11的給定區域(例如，形成下部電極21和上部電極用電極墊部24的區域)中形成接觸孔13。用導電材料填充接觸孔13以將在層間絕緣層11的上方形成的電極(電極21和電極墊部24)與驅動電路和配線電連接。
圖1A和1B的有機發光裝置1中，在形成基板10的像素分離膜12中，在待形成下部電極21和上部電極用電極墊部24的區域中形成開口。待形成下部電極21的像素分離膜12的區域中的開口是用作發光像素20的區域。因此像素分離膜12是限定發光區域的部件(發光區域限定部件)。本發明中，發光區域20的平面圖中的形狀能夠採用透過以給定的形狀圖案化而在下部電極21的上方設置像素分離膜12以外的方法限定，並且可透過採用光刻法或其他方法預先將下部電極21圖案化而限定。發光區域在形成像素分離膜12的情形下是像素分離膜12的開口區域，在沒有形成像素分離膜12的情形下是下部電極21中的區域。簡言之，“發光區域”是指用有機化合物層22而不是像素分離膜12覆蓋的下部電極21的部分。
圖1A和1B的有機發光裝置1中，形成有機發光元件的下部電極21是在形成基板10的層間絕緣層11上形成的電極，並且下部電極21的端部用像素分離膜12覆蓋。
圖1A和1B的有機發光裝置1中，形成有機發光元件的有機化合物層22是在發光區域20和包圍發光區域20的區域中選擇地形成的部件。透過利用給定的光遮罩的圖案化來形成本發明中的有機化合物層22。以下對該圖案化的具體方法進行說明。
圖1A和1B的有機發光裝置1中，使有機化合物層22上形成的上部電極23與上部電極用電極墊部24電連接。
為了覆蓋並保護至少有機化合物層，在圖1A和1B的有機發光裝置1中形成密封層30。但是，本發明中，保護有機化合物層的保護部件並不限於圖1A和1B中的密封層30。如圖1B中所示，在密封層30內形成發光像素20和上部電極用電極墊部24。
儘管圖1A和1B中沒有示出，但在密封層30的外側配置外部連接端子部。外部連接端子是用於將外部信號和電源電壓供給到電路(未示出)的端子。較佳地，將本發明中的密封層30圖案化以具有開口，該開口使在基板10的第一主表面側形成的外部連接端子部未被覆蓋。
本發明的有機發光裝置具有至少一個在基板 上形成的有機發光元件。有機發光裝置具有兩個以上的有機發光元件的情形下，該有機發光元件可發出彼此相同顏色的光或者彼此不同顏色的光。該有機發光裝置可配置兩個以上的有機發光元件以致例如將各自為複數個有機發光元件的組合的像素以列狀或矩陣狀配置，但本發明並不限於這種配置模式。本發明的有機發光裝置可使用上部電極23或下部電極21作為將由形成有機化合物層22的發光層發出的光取出的電極。將由發光層發出的光取出的模式並不限於將發出的光從上部電極23或下部電極21取出的“二選一”模式，並且能夠是將發出的光從兩個電極(21和23)取出的模式。如果將由發光層發出的光取出的電極是半透明或透明電極，則能夠從形成有機發光裝置的有機發光元件的內部將光取出。
圖2A-2D是表示形成本發明的有機發光裝置的發光像素的配置例的平面示意圖。本發明中的發光像素20能夠以列狀(圖2A)、以交錯的列狀(圖2B)、以兩維矩陣狀(圖2C或圖2D)等配置，但並不限於這些配置例。將本發明的有機發光裝置用作印刷頭的線光源的情況下，較佳將發光像素20以列狀(圖2A)或以交錯的列狀(圖2B)配置。將本發明的有機發光裝置用作顯示器的情況下，能夠採用兩維矩陣配置(圖2C或圖2D)。特別是每個發光像素20包括複數種副像素(20a、20b和20c)的圖2D的形式中，透過對各不同種的副像素選擇適合的發光材料，能夠以全色顯示圖像。
以下對成為形成有機發光裝置的有機化合物層22和上部電極23的薄膜進行說明。本發明中，取決於形成有機化合物層22的區域，有關由有機化合物層22的膜端的截面的傾斜與基板10的表面形成的角度的要求不同。具體地，該要求取決於是否在下部電極與上部電極用電極墊部之間的區域或者該區域以外的區域中形成有機化合物層22而不同。
更具體地，在下部電極21與上部電極用電極墊部24之間的區域中形成的有機化合物層的部分具有膜端(22a)，並且由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ1時，滿足式(1)和式(2)。
tan(θ1)=d1/d2 (1)
tan(θ1)<0.2 (2)
式(1)中的符號d1和d2分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度。
另一方面，在下部電極21與上部電極用電極墊部24之間的區域以外的區域的至少一部分中形成的有機化合物層的部分具有膜端(22b)，並且將由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ3時，滿足式(3)和式(4)。
tan(θ3)=d3/d4 (3)
式(3)中的符號d3和d4分別表示有機化合物層的厚度和有機化合物層的膜端的截面的錐形寬度。
圖3是表示形成圖1A和1B的有機發光裝置的膜的端部的截面示意圖。圖3也是表示給定的膜中漸變厚度區域(graded thickness region)的形狀的圖。圖3的膜是成為有機化合物層22或上部電極23的膜。
如圖3中所示，成為有機化合物層22或上部電極23的膜的端部比膜的其他部分例如中央部分薄。膜比圖3中的其他部分薄的區域是稱為漸變厚度區域的區域。以成為有機化合物層22的膜為例，在基板10的邊緣與在顯示區域(發光區域20)的最外周部的發光區域限定單元之間，特別是在成為有機化合物層22的膜的端部，形成有機化合物層中的漸變厚度區域。
由附圖標記41表示比給定膜的成膜誤差(-△t)薄的該膜的部分，並且用附圖標記42表示具有0nm的厚度的膜的部分。將從點42到從點41向下所引垂直線與基板相交的點(點X)之間的距離，即，由附圖標記43表示的距離，定義為給定膜的膜端錐形寬度。給定膜為有機化合物層22的情形下，由附圖標記43表示的距離是式(1)中的d2或式(3)中的d4。點41處的膜的厚度對應於由附圖標記44表示的點41與點X之間的距離。給定膜為有機化合物層22的情形下，由附圖標記44表示的距離為式(1)中的d1或式(3)中的d3。圖3中由膜端的截面的傾斜與基板表面形成的角度用附圖標記45表示，並且是式(1)和式(2)中的θ1或者式(3)和式(4)中的θ3。
透過對由d1和d2用式(1)計算的tan(θ1)給予比0.2小的值，本發明能夠防止上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的上部電極23的斷路。
本發明中，透過使由d3和d4用式(3)計算的tan(θ3)為0.2以上的值，能夠使在成為有機化合物層22的膜的端部產生的漸變厚度區域的尺寸減小。漸變厚度區域的尺寸的減小使有機發光裝置中邊框區域(由發光像素組形成的顯示區域的外側並且從顯示區域延伸到基板邊緣的區域)的尺寸減小。本發明能夠使有機發光裝置的形成發光像素的橫向的寬度減小，因此尤其可用於有機發光裝置的寬度小的情形。
本發明中，較佳地，當上部電極23的膜端的截面的傾斜與基板的表面形成角度並且將該角度設為θ2時，滿足式(5)和(6)。
tan(θ2)=d5/d6 (5)
式(5)中符號d5和d6分別表示上部電極的厚度和上部電極的膜端截面的錐形寬度。
透過使由d5和d6用式(5)計算的tan(θ2)為0.2以上的值，如有機化合物層22的情形中那樣，能夠使在成為上部電極23的膜的端部產生的漸變厚度區域的尺寸減小。本發明中，tan(θ2)的較佳值為0.4以上。
透過以上述方式控制形成給定層(22和23) 的膜的膜端形狀，在其邊框區域由至少有機化合物層22和上部電極23的成膜邊緣限定的有機發光裝置中，能夠使邊框區域變窄。邊框區域的變窄也使由單片母體玻璃得到的有機發光裝置的數目增加，這導致生產率的改善。
圖1A和1B的有機發光裝置1中，用上部電極23覆蓋有機化合物層22的膜端。這防止水和氧從成為有機化合物層22的膜的端部滲透，因此改善了在膜的橫向(與基板表面平行的方向)上由水、氧等的滲透引起的有機化合物層22的劣化。
本發明的有機發光裝置中，較佳地，成為有機化合物層22的膜的端部的截面具有5μm以下、更佳地1μm以下的錐形寬度。
如果至少用密封層30覆蓋膜端，能夠防止水和氧從成為有機化合物層22的膜的端部滲透。
[有機發光裝置製造方法(第一實施例)]
接下來對本發明的有機發光裝置製造方法進行說明。圖4A-4H是表示根據本發明的第一實施例的有機發光裝置製造方法的截面示意圖。
(1-1)基板形成步驟(圖4A)
首先製造用於製作有機發光裝置的基板(圖4A)。本實施例(第一實施例)中使用的基板10至少包括層間絕緣層11和像素分離膜12。圖4A的基板10中，在給定 的位置/區域中在層間絕緣層11上形成下部電極21和上部電極用電極墊部24，並且用像素分離膜12覆蓋下部電極21和上部電極用電極墊部24的端部。像素分離膜12在對應於一個發光像素20的區域中具有開口12a並且開口12a在上部電極用電極墊部24與上部電極層接觸的接觸點。儘管圖4A中沒有示出，基板10可包括用於控制有機發光裝置的驅動的控制電路。在基板10中包括控制電路的情形下，為了確保控制電路與下部電極21之間的電連接以及控制電路與上部電極用電極墊部24之間的電連接，在層間絕緣層11的一部分中形成接觸孔13。
形成圖4A的基板10的層間絕緣層11並不限於特定的材料，但對於層間絕緣層11，較佳為絕緣性高的氮化矽(SiN)或氧化矽(SiO)製成的材料。
在層間絕緣層11上形成的下部電極21使用選擇的材料，該材料適合對於由發光層發出的光的下部電極21的功能(是否下部電極21透射光或者反射光)。下部電極21反射由發光層發出的光的情形下，將具有光反射性的電極層用於下部電極21。這種情形下下部電極21的材料能夠是光反射性高的金屬材料，例如鋁(Al)或銀(Ag)。但是，這種情形下下部電極21的結構並不限於上述的光反射性高的金屬材料的單層。也可採用包括光反射性高的金屬材料的層和透明導電材料例如ITO或氧化銦鋅的層的多層電極膜作為下部電極21。下部電極21透射由發光層發出的光的情形下，將具有光透射性的電極層用 於下部電極21。這種情形下下部電極21的材料能夠是透明導電材料例如ITO或氧化銦鋅。
同時形成下部電極21和上部電極用電極墊部24的情形下，上部電極用電極墊部24的材料與下部電極21的材料相同。但是，本發明中下部電極21和上部電極用電極墊部24能夠採用獨立的製程形成。這種情形下上部電極用電極墊部24的材料可不同於下部電極21的材料。
利用用於將層間絕緣層11下方的配線或電路(未示出)與下部電極21或上部電極用電極墊部24電連接的連接配線材料將層間絕緣層11的給定區域中形成的各個接觸孔13填充。連接配線材料能夠是導電性高的材料，但本發明中並不限於特定材料。
對像素分離膜12的材料並無特別限制，只要該材料是絕緣性材料。但是，在有機材料的情形下，較佳具有聚醯亞胺作為主要成分的材料，在無機材料的情形下，較佳氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO)等。
(1-2)有機化合物層的成膜步驟(圖4B)
接下來在下部電極21上形成成為有機化合物層22的膜(圖4B)。在本步驟中在下部電極21等上形成的有機化合物層22是單層或者包括複數層的層疊體，其至少包括發光層。有機化合物層22包括複數層的情形下，發光層以外的層的具體實例包括電洞注入層、電洞傳輸層、電 子阻擋層、電洞阻擋層、電子傳輸層、電子注入層。有機化合物層22的層結構在某種程度上取決於在後面步驟中形成的上部電極23的特性，但並無特別限制。在此，上部電極23的特性主要是指從上部電極23注入的載流子。從上部電極23注入的載流子為電洞(正電荷載流子)的情形下，下部電極21與發光層之間的層用於注入和傳輸電子，並且上部電極23與發光層之間的層用於注入和傳輸電洞。從上部電極23注入的載流子為電子(負電荷載流子)的情形下，下部電極21與發光層之間的層用於注入和傳輸電洞，並且上部電極23與發光層之間的層用於注入和傳輸電子。
能夠採用通常使用的成膜方法(真空氣相沉積、塗布等)形成本發明中的有機化合物層22。但是，本發明中，有機化合物層22的成膜需要滿足下述要求。
[要求1]有機化合物層22不覆蓋上部電極用電極墊部24。
[要求2]上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域中形成的有機化合物層22的膜端22b的錐形角(taper angle)設為θorg時，tan(θorg)小於0.2。
透過滿足要求1，在後面步驟中形成上部電極23時，有機化合物層22不妨礙上部電極23與上部電極用電極墊部24之間的電連接。透過滿足要求2，使位於有機化合物層22的膜端上的上部電極23的部分中斷路的危險(其為由有機化合物層22的膜端的傾斜引起的危 險)減小。換言之，由於有機化合物層22的膜端的急劇的傾斜使位於有機化合物層22的膜端上的上部電極23的部分中斷路的機會增加，因此設計要求2。
為了滿足上述的兩個要求，較佳使用經時間檢驗的氣相沉積法以形成有機化合物層22的膜。具體地，透過採用使用在給定區域中具有開口的遮罩的氣相沉積法，能夠在所需的區域中形成有機化合物層22的膜。採用氣相沉積法形成的有機化合物層22的膜端的錐形角θorg傾向於滿足tan(θorg)<0.2。採用氣相沉積法形成的有機化合物層22的膜端錐形寬度d由基板與遮罩之間的距離D和氣相沉積源的最大放射角ω、透過式(7)計算：d=D×sin ω (7)
式(7)表示：D(基板與遮罩之間的距離)小時，d(膜端錐形寬度)也小。但是，小的距離D產生附著的異物從遮罩向基板10的轉印的危險和由遮罩與基板10之間的接觸所產生的對基板10的損傷的危險。
使ω(氣相沉積源的最大放射角)小具有低氣相沉積速率的缺點。因此，透過使用遮罩的氣相沉積形成的膜通常具有約2μm-20μm的膜端錐形寬度。因此，在400nm以下的膜厚度(其為有機化合物層的通常的厚度)下tan(θorg)的值最大為0.2，而本發明中tan(θorg)小於0.2。
對形成有機化合物層22的各層進行說明。在 電洞傳輸層與注入電洞的電極(陽極)之間形成電洞注入層，以改善電洞注入的容易性並由此有助於製造電壓低且壽命長的形成有機發光裝置的有機發光元件。本發明中的電洞注入層也是含有具有吸電子取代基的有機化合物的層。本發明中，較佳地，形成有機化合物層22的層中的至少一個作為覆蓋電洞注入層的端部以保護電洞注入層的層發揮功能。
電洞傳輸層是由具有傳輸電洞的主要功能的材料製成的層。
在發光層與電洞傳輸層之間形成電子阻擋層並且具有阻擋電子從發光層洩漏到陽極側以將電子限制在發光層內的功能。電子阻擋層是用於使形成有機發光裝置的有機發光元件的效率增加的層。
發光層是主要透過電洞和電子的再結合而獲得發光的層，並且通常由稱為主體和客體的兩種材料製成。客體是發光材料並且相對於整個發光層，客體的含量(重量比)為約10%以下。從元件特性的觀點出發，除了主體和客體以外，發光層可含有另外的材料。
在電子傳輸層與發光層之間形成電洞阻擋層，並且具有阻擋電洞從發光層洩漏到陰極側以將電洞限制在發光層中的功能。電洞阻擋層是用於使形成有機發光裝置的有機發光元件的效率增加的層。
電子傳輸層是主要用於傳輸電子的層。
在電子傳輸層與注入電子的電極(陰極)之 間形成電子注入層以主要改善電子注入的容易性並由此有助於製造電壓低且壽命長的形成有機發光裝置的有機發光元件。
上述的多層結構中的任何層的缺少或重複並不影響得到的用作有機化合物層22的膜的膜端結構。因此，本發明的效果不受有機化合物層的多層結構的具體構成影響。形成有機化合物層22的層的層疊順序由下部電極21是否為陽極或陰極決定，但本發明中並不限於特定的順序。
本實施例，在後述的將上部電極23和有機化合物層22圖案化的步驟中，至少使用水和其他溶劑。因此，形成有機化合物層22的層的較佳材料為至少在水中不溶的材料。特別地，為了電子注入的容易性而通常由鹼金屬或鹼土金屬形成的電子注入層，在本實施例中使用水溶性低的電子注入材料例如有機金屬絡合物，原因在於鹼金屬和鹼土金屬在接觸時可能與水反應和溶解。電子注入層可以是單層或者包括複數層的層疊體。
(1-3)上部電極形成步驟(圖4C)
接下來在有機化合物層22上形成成為上部電極23的導電膜(圖4C)。本實施例中能夠採用已知的方法例如氣相沉積或濺射來形成成為上部電極23的導電膜。
上部電極23使用選擇的材料，該材料適合對於由發光層發出的光的上部電極23的功能(是否上部電 極23透射光或者反射光)。上部電極23反射由發光層發出的光的情形下，將具有光反射性的電極層用於上部電極23。這種情形下上部電極23的材料能夠是光反射性高的金屬材料，例如鋁(Al)或銀(Ag)。但是，這種情形下上部電極23的結構並不限於上述的光反射性高的金屬材料的單層。也可採用包括光反射性高的金屬材料的層和透明導電材料例如ITO或氧化銦鋅的層的多層電極膜作為上部電極23。上部電極23透射由發光層發出的光的情形下，將具有光透射性的電極層用於上部電極23。這種情形下上部電極23的材料能夠是透明導電材料例如ITO或氧化銦鋅。已知由這些材料製成的層比有機化合物層22緻密得多，因此透氣性低。因此，在形成第一上部電極層23時用上部電極23覆蓋有機化合物層22的膜端，這保護上部電極23下方的有機化合物層22免受水和氣體例如氧的滲透。
將遮罩氣相沉積用於形成成為上部電極23的導電膜時，該導電膜的厚度與錐形寬度之比小於0.2，如有機化合物層22的情形那樣。由於與氣相沉積中相比，濺射中更多的膜材料繞流(flow over)，因此透過濺射形成的導電膜的厚度-錐形寬度比更小。
(1-4)上部電極和有機化合物層的圖案化步驟(圖4D-4G)
形成成為上部電極23的導電膜後，將上部電極23和 有機化合物層22圖案化。該步驟的目的之一在於透過對加工的膜的端部(圖案化端部)給予大的梯度而使邊框區域窄。在目前為止已在圖案化中採用的遮罩氣相沉積中，膜的厚度與錐形寬度之比小於0.2。在此使用光刻法或類似的方法以透過使圖案化端部的傾斜陡峭，具體地，透過將膜的厚度-錐形寬度比設定為0.2以上而實現邊框區域的窄化。採用光刻法進行圖案化時，由於具有有機化合物層的通常厚度(400nm以下)的有機化合物層22能夠具有0.4以上的厚度-錐形寬度比，因此較佳錐形寬度在1μm以內的採用光刻法的圖案化。
以下對採用光刻法的上部電極23和有機化合物層22的圖案化進行說明。
首先，透過塗布形成由正型抗蝕劑製成的抗蝕劑層50(圖4D)，並且在待透過蝕刻除去的區域中經由光遮罩51暴露於曝光光52(圖4E)，然後顯像，以由此形成抗蝕劑圖案。將該抗蝕劑圖案作為保護膜，接下來，透過蝕刻將上部電極23和有機化合物層22的沒有被該抗蝕劑圖案覆蓋而露出的部分除去(圖4F)。蝕刻能夠採用現有的方法例如濕式蝕刻或乾式蝕刻。但是，較佳不會擔心被溶劑側蝕的乾式蝕刻。然後將抗蝕劑圖案除去並且將基板洗滌並乾燥，由此完成有機化合物層22和上部電極23的圖案化(圖4G)。乾燥用於使在抗蝕劑圖案的除去後實施的洗滌步驟中使用的並且已吸附到有機化合物層22或基底電路的絕緣層中的水分解吸。
對於採用上述的光刻法加工的有機化合物層22和上部電極23的膜端，參照圖3已說明的tan(θ)為0.2以上。這使設計中不需要的區域減小。tan(θ)為0.2以上的結構也獲得密封步驟後的高耐久性。
本發明中的上部電極23主要以濺射膜、EB氣相沉積膜等的形式形成，在濺射或EV氣相沉積中，與形成有機化合物層22時相比，真空度更低並且更大量的材料繞流。因此，在該步驟中對成為上部電極23的導電膜加工以使tan(θ)的值為0.2以上，這使邊框區域的尺寸進一步減小。
本步驟中，在形成抗蝕劑層50前可在上部電極23上配置保護層。最終透過光刻法或其他方法圖案化的上部電極23，只要在待形成上部電極23的區域中形成成為上部電極23的導電膜，則可在基板10的整個表面形成或者在製程上可成膜的最小範圍內形成。
(1-5)密封步驟(圖4H)
形成本發明的有機發光裝置的有機發光元件易受水和氧的侵襲，因此需要密封步驟。形成上部電極23後，可將形成有機發光裝置的有機發光元件和上部電極用電極墊部24密封在玻璃蓋等內，或者可用由無機材料製成的薄密封膜密封。為了改善由一片母體玻璃得到的有機發光裝置的數目，較佳為利用能夠使密封邊框窄的無機材料製成的薄密封膜將有機發光元件和上部電極用電極墊部24密 封。本實施例中，在上部電極23上形成密封層30(薄密封膜)(圖4H)。密封層30的材料能夠是防濕性高的無機材料例如氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO)、或氧化鋁(AlO)。但是，只要實現用薄膜密封，本發明中對密封層30自身的材料並無特別限定。
本發明中，出於使用於與外部電路連接的外部連接用電極墊露出的目的或其他目的，可將形成的密封層30圖案化。本發明中，較佳用密封層30將上部電極23的端部全部覆蓋。以這種方式，能夠更徹底地防止水和氧成分從上部電極23的端部浸透，並且能夠期待進一步改善形成有機發光裝置的元件的耐久性的效果。
本發明中，也較佳用薄膜狀的密封層30將圖案化的有機化合物層22和上部電極23的端部全部覆蓋。由於圖案化使有機化合物層22的端部露出，因此較佳在本步驟中用密封層30覆蓋有機化合物層22的端部並因此保護有機發光元件免受水和氧的影響。
[有機發光裝置製造方法(第二實施例)]
圖5A-5E是表示根據本發明的第二實施例的有機發光裝置製造方法的截面示意圖。以下說明集中於與第一實施例的不同。
(2-1)基板(圖5A)
第一實施例中製造的基板10(具有電極的基板)能 夠也用於根據本實施例的有機發光裝置的製造。
(2-2)形成剝離(lift-off)層和光致抗蝕劑膜的步驟(圖5B)
本實施例中，首先在基板10的整個表面形成剝離層53。剝離層53由在不溶解有機化合物層22的溶劑中可溶的材料形成。例如，較佳水溶性聚合物材料。將水溶性聚合物用作剝離層53的材料的情形下，能夠容易地透過塗布例如旋塗或浸塗形成剝離層53。
在剝離層53上形成含有感光性材料的抗蝕劑層50(圖5B)。採用濕式成膜法例如塗布形成抗蝕劑層50並且對用於形成抗蝕劑層50的溶劑並無特別限制，只要該溶劑不溶解下層(剝離層53)。如果存在用於形成抗蝕劑層50的溶劑可能侵蝕剝離層53的可能性，則可在剝離層53與抗蝕劑層50之間插入由無機化合物例如氮化矽或氧化矽製成的保護層(未示出)。本實施例採用使用正型光致抗蝕劑的光刻法，但也可採用使用負型光致抗蝕劑的光刻法取代。
(2-3)剝離層圖案化步驟(圖5B)
接下來，從待形成圖案化的有機化合物層22和上部電極23的區域(待形成發光像素20的區域)將抗蝕劑層50和剝離層53選擇性除去。例如，抗蝕劑層50為正型抗蝕劑的情形下，用在待形成有機化合物層22的區域中 具有開口的遮罩51將抗蝕劑層50遮蔽，然後曝光於曝光之光52，如圖4E中所示，由此形成已曝光以致將發光像素20包圍的抗蝕劑層50a。另一方面，抗蝕劑層50由負型抗蝕劑形成的情形下，透過使用開口圖案反轉的遮罩，能夠形成以相同的圖案曝光的抗蝕劑層50a。
接下來，透過用顯像劑對抗蝕劑層50a進行顯像，將曝光的抗蝕劑層50a除去。然後將圖案化的抗蝕劑層50用作用於乾式蝕刻的遮罩。對乾式蝕刻的具體方法並無特別限制，只要使用能夠將剝離層53蝕刻的氣體。透過乾式蝕刻對剝離層53加工後，可透過使用去除劑等、或者透過進一步乾式蝕刻，將殘存的抗蝕劑層50除去。或者，殘存的抗蝕劑層50可原樣地殘留。較佳在剝離層53上將抗蝕劑層50形成到適當的厚度，原因在於這樣能夠在剝離層53的乾式蝕刻的同時將抗蝕劑層50除去。
將抗蝕劑層50除去後，可進行洗滌步驟。洗滌步驟後，為了使在洗滌步驟中已產生的並且可能已吸附到基底電路的絕緣層上的水分解吸，可插入乾燥步驟。
該步驟使下部電極21露出並且較佳在下一步驟(形成有機化合物層22的步驟)前對基板10進行預處理。具體地，對基板10進行氬等離子體處理、氧等離子體處理、UV照射處理、加熱處理等。該預處理調整下部電極21的電子注入的容易性並且將可能在下部電極21上發現的汙物等除去。
(2-4)形成和圖案化有機化合物層和上部電極的步驟(圖5C)
接下來，依次形成有機化合物層22和上部電極23(圖5C)。在基板10的整個表面形成成為有機化合物層22和上部電極23的膜，並且採用第一實施例中使用的成膜方法分別形成。
接下來，進行剝離以將剝離層53和位於剝離層53上方的有機化合物層22和第一上部電極層23的部分除去(圖5D)。由於有機材料在水中的溶解度低，因此在剝離中較佳使用水。可透過在水中浸漬、或者在水中浸漬外加暴露於超聲波、或者從雙流體噴嘴向基板10上噴射水，從而進行剝離。
(2-5)密封步驟(圖5E)
然後形成密封層30以由此完成有機發光裝置。本步驟中採用的形成密封層30的具體方法能夠是第一實施例中所述的方法。
根據本發明的有機發光裝置可還包括用於控制形成有機發光裝置的有機發光元件的發光的有源元件(active element)。該有源元件能夠為電晶體或者開關元件例如MIM元件。
[有源元件]
與有機發光元件連接的有源元件可在有源元件的活性區域中包括氧化物半導體。作為有源元件的材料的氧化物半導體可以為無定形或晶體、或者兩者的混合物。在此“晶體”是指單晶、微晶和其中使特定的軸例如c-軸取向的晶體中的一種。但是，有源元件並不限於此並且可以使用這些複數種晶體中的至少兩種的混合物。
(有機發光裝置的用途)
接下來，對本發明的有機發光元件的用途進行說明。本發明的有機發光裝置能夠用作顯示裝置或照明裝置的構成部件。此外，該裝置用於像是電子照相系統的圖像形成裝置的曝光光源、液晶顯示裝置的背光和包括具有濾色器的白色光源的發光裝置的應用。濾色器包括分別透射各色，即，紅色、綠色或藍色的光束的濾色器。
本發明的顯示裝置在其顯示部包括本發明的有機發光裝置。該顯示部包括複數個像素。
此外，像素各自包括本發明的有機發光裝置和作為組態以控制發射亮度的放大元件或有源元件(開關元件)的實例的電晶體，並且將有機發光元件的陽極或陰極與該電晶體的汲極電極或源極電極彼此電連接。該顯示裝置能夠用作PC等的圖像顯示裝置。電晶體為例如TFT元件並且該TFT元件形成在例如基板的絕緣表面上。
該顯示裝置可以是圖像資訊處理裝置，其包括組態以從例如面型CCD、線型CCD或記憶卡輸入圖像 資訊的圖像輸入部、組態以處理該圖像資訊的資訊處理部，並且在其顯示部上顯示輸入的圖像。
此外，成像裝置或噴墨印表機的顯示部可具有觸控面板功能。對觸控面板功能的驅動系統並無特別限制。
此外，該顯示裝置可用於多功能印表機的顯示部。
照明裝置是組態以將例如室內照明的裝置。照明裝置可發出具有下述顏色中的任一種的光：白色(具有4,200K的色溫度)、日光色(具有5,000K的色溫度)和從藍色到紅色的顏色。
本發明的照明裝置包括本發明的有機發光裝置和與該有機發光裝置連接並且組態以供給驅動電壓的AC/DC變換器電路(組態以將AC電壓轉換為DC電壓的電路)。該照明裝置可還包括濾色器。此外，本發明的照明裝置可包括用於將該照明裝置中的熱排放到外部的散熱器。
本發明的圖像形成裝置是如下的圖像形成裝置，其包括：感光部件；組態以使該感光部件的表面帶電的帶電單元；組態以將該感光部件曝光以形成静電潛像的曝光單元；和組態以向該感光部件供給顯像劑以由此使該感光部件的表面上形成的静電潛像顯像的顯像單元。在此，該圖像形成裝置中配置的曝光單元包括本發明的有機發光裝置。
此外，本發明的有機發光裝置能夠用作組態以將感光部件曝光的曝光裝置的構成部件。包括本發明的有機發光裝置的曝光裝置是例如下述的曝光裝置，其中配置形成本發明的有機發光裝置的有機發光元件以沿預定的方向形成列。
圖6是表示包括根據本發明的有機發光裝置的圖像形成裝置的實例的示意圖。圖6的圖像形成裝置6包括感光部件61、曝光光源62、帶電部64、顯像裝置65、轉印裝置66、傳送輥67和定影裝置69。
圖6的圖像形成裝置6中，從曝光光源62向感光部件61照射光63，以由此在感光部件61的表面上形成静電潛像。圖6的圖像形成裝置6中，曝光光源62是根據本發明的有機發光裝置。此外，圖6的圖像形成裝置6中，顯像裝置65具有調色劑等。圖6的圖像形成裝置6中，為了使感光部件61帶電而配置帶電部64。圖6的圖像形成裝置6中，為了將顯像的圖像轉印到記錄介質68例如紙上而配置轉印裝置66。用傳送輥67將記錄介質68傳送到轉印裝置66。圖6的圖像形成裝置6中，為了將記錄介質68上形成的圖像定影而配置定影裝置69。
圖7A和圖7B各自為表示形成圖6的圖像形成裝置6的曝光光源(曝光裝置)的具體例的平面概略示意圖，圖7C為表示形成圖6的圖像形成裝置6的感光部件的具體例的概略示意圖。圖7A和圖7B具有下述共同的特徵：沿長基板28a的長軸方向將各自包括有機發光元 件的複數個發光部62a以列狀配置在曝光光源62上。此外，由附圖標記62b表示的箭頭表示配置發光部62a的列方向。該列方向與感光部件61旋轉所圍繞的軸的方向相同。
圖7A表示沿感光部件61的軸方向配置發光部62a的形式。另一方面，圖7B表示在第一列α和第二列β中在列方向上交替地配置發光部62a的形式。圖7B中，將第一列α和第二列β配置在行方向上的不同位置。
此外，圖7B中，在第一列α中以一定的間隔配置複數個發光部62 α，而第二列β在與第一列α中的發光部62 α之間的間隔對應的位置具有發光部62 β。即，圖7B的曝光光源中，也在行方向上以一定的間隔配置複數個發光部。
可換言之，圖7B的曝光光源處於下述狀態，其中以例如格子狀、棋盤格花紋狀或網紋狀配置形成曝光光源的發光部(62 α和62 β)。
圖8是表示包括根據本發明的有機發光元件的照明裝置的實例的示意圖。圖8的照明裝置7包括在基板(未示出)上形成的有機發光元件71和AC/DC變換器電路72。圖8的照明裝置7中，形成照明裝置7的有機發光元件71是本發明的有機發光裝置或者本發明的有機發光裝置的構成部件。此外，圖8的照明裝置在例如安裝有機發光元件71的一側的相反側的基板表面上可包括對應於將裝置內的熱排放到外部的散熱部的散熱器(未示 出)。
如上所述，本發明的有機發光裝置的驅動能夠實現例如具有良好的圖像品質並且長期穩定的顯示。
現在，透過示例對本發明進行說明。後述的基板形成步驟使用矽基板作為初始材料，但可代替其而使用透明基板例如玻璃基板。示例中製造的有機發光裝置各自包括發出特定顏色的光的發光層(例如，藍色發光層)。但是，本發明中由發光層發出的光的顏色並不限於示例中的那些。有機發光裝置可從其顯示區域的內部發出單一顏色(單色)的光或兩個以上不同顏色(多色)的光。本發明對發光像素的特別配置也無限定。
(示例1)
透過按照圖4A-4H的製造工序，製造圖1A和1B的有機發光裝置1。在此，發光層為藍色發光層，但本發明並不限於此。本發明對發光像素的特別配置也無限制。
(1)基板形成步驟(圖4A)
透過按照圖4A-4H的製造工序，製造圖1A和1B的有機發光裝置1。
將n型矽半導體基板用作初始材料以製造透過下述典型的步驟形成了基底驅動電路的帶有電路的基板(以下稱為基板10)。在此製造的帶有電路的基板是具有Al配線的基板，並且帶有電路的基板的製造流程能夠 按照通常的半導體製程。通常採用的半導體製程例如使用Cu配線、在電晶體中採用雙閘極結構以及將低濃度雜質層插入源-汲極與通道之間可應用於帶有電路的基板的製造流程。
1)透過氧化形成LOCOS區域(LOCOS表示矽局部氧化(Local Oxidation of Silicon))
2)透過離子植入形成P型阱結構
3)透過氧化形成閘極氧化物膜
4)形成多晶Si閘極電極
5)透過離子植入形成源-汲極結構
6)形成層間絕緣膜和進行CMP
7)形成接觸孔
8)用鎢填充該接觸孔和進行CMP
9)形成Al配線
10)重複6)-9)
11)形成層間絕緣膜11和進行CMP
12)形成接觸孔
13)用鎢填充該接觸孔和進行CMP
14)形成下部電極21
15)如果需要，形成覆蓋下部電極的周邊的像素分離膜12。
示例1中的下部電極21是具有反射光的功能的電極。具體地，首先，在層間絕緣層11的整個表面(包括形成了接觸孔13的部分)上形成Ag膜至100nm 的厚度，接下來，在Ag膜上形成氧化銦錫(ITO)膜至25nm的厚度，以由此形成多層電極膜。接下來，將已知的光刻法用於將包括Ag膜和ITO膜的多層電極膜圖案化。這樣與下部電極21一起，形成了具有與下部電極21相同的多層結構的上部電極用電極墊部24。透過填充接觸孔13的鎢配線，將這些電極分別與位於基板10的下層中的驅動電路(未示出)連接。
接下來，在基板10的整個表面上(下部電極21、上部電極用電極墊部24和層間絕緣層11上)透過CVD形成氮化矽膜至100nm的厚度。在氮化矽膜上形成了光致抗蝕劑的膜作為抗蝕劑層。接下來，透過光刻法將形成的抗蝕劑層圖案化為給定的形狀。將該圖案化的抗蝕劑層作為遮罩，如圖4A中所示，進行使用CF4氣的乾式蝕刻以在其上待形成下部電極21的區域和其上待形成上部電極用電極墊部24的區域中形成開口12a。接下來，透過使用氧氣的乾式蝕刻將乾式蝕刻時像素分離膜12上殘留的抗蝕劑殘渣除去。接下來，使用可商購的單晶片洗滌機，透過雙流體洗滌或者透過與兆聲波組合的純水洗滌對其上已形成了像素分離膜12和下層的基板10進行洗滌以對基板10的表面進行洗滌。這樣製造圖4A中所示的基板10。示例1中製造的基板10具有以錯列式配置的複數個發光像素20，如圖2B中所示。
(2)形成有機化合物層(圖4B)
使用至少在待形成上部電極用電極墊部24的區域中不具有開口的遮罩，透過真空氣相沉積在基板10和下部電極21上形成有機化合物層22。以下列出示例1中使用的有機化合物。
首先，對露出的下部電極21進行UV臭氧處理。接下來，在下部電極21上形成化合物1的膜至3nm 的厚度以形成電洞注入層。在該電洞注入層上形成化合物2的膜至100nm的厚度以形成電洞傳輸層。在該電洞傳輸層上形成化合物3的膜至10nm的厚度以形成電子阻擋層。
接下來，透過化合物4(主體)和化合物5(客體：發光材料)的共蒸鍍在該電子阻擋層上形成發光層至20nm的厚度。形成發光層以致相對於整個發光層的化合物5的含量為1重量%(wt%)。在該發光層上形成化合物6的膜至10nm的厚度以形成電洞阻擋層。在該電洞阻擋層上形成化合物7的膜至40nm的厚度以形成電子傳輸層。透過化合物7和化合物8的共蒸鍍在該電子傳輸層上形成電子注入層至15nm的厚度。形成該電子注入層以致化合物7和化合物8的重量濃度比為1：1。
以上述的方式形成有機化合物層22，其中以所述的順序層疊電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、發光層、電洞阻擋層、電子傳輸層和電子注入層(圖4B)。
(3)形成上部電極(圖4C)
接下來，透過真空氣相沉積或濺射在有機化合物層22上形成Al的膜至5nm的厚度以形成半透明層。透過濺射在該半透明層上形成氧化銦鋅的膜至200nm的厚度以形成透明電極層。以該順序將該半透明層和透明電極層層疊的多層電極用作上部電極23(圖4C)。
(4)有機化合物層和上部電極的加工(圖案化)(圖4D-4G)
接下來，將正型光致抗蝕劑(例如，AZ Electronic Materials的產品名“AZ1500”)塗布到上部電極23上以形成抗蝕劑膜。然後使抗蝕劑膜中含有的溶劑揮發以形成抗蝕劑層50(圖4D)。此時抗蝕劑層50的厚度為1,000nm。
接下來，將其上已形成了抗蝕劑層50和下層的基板10設置於曝光裝置中並且透過光遮罩51暴露於曝光之光52歷時40秒以得到曝光的抗蝕劑層50a(圖4E)。曝光後，使用顯像劑(例如，透過用水稀釋名稱為“312MIF”的AG Electronic Materials的產品以得到50%的濃度而製造的溶液)對曝光的抗蝕劑層50a進行顯像1分鐘。於是將曝光的抗蝕劑層50a除去。接下來，將圖案化的抗蝕劑層50作為遮罩用於部分乾式蝕刻以將沒有被抗蝕劑層50覆蓋的上部電極23和有機化合物層22的部分除去(圖4F)。本步驟中，透過20分鐘的使用CH4和H2的等離子體蝕刻對氧化銦鋅層(透明電極層)進行蝕刻。透過10秒的使用BCl3和Cl2的等離子體蝕刻對半透明層進行蝕刻。透過10分鐘的使用O2的等離子體蝕刻對有機化合物層22進行蝕刻。
於是，在上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域以外的區域中，將有機化合物層22和上部 電極23圖案化為基本上相同的設計(圖4G)。
(5)密封步驟(圖4H)
接下來，將氮化矽(SiN)的薄膜用於密封形成有機發光裝置的有機發光元件。具體地，藉由透過使用SiH4和N2作為反應性氣體，透過CVD，在已形成了圖案化為給定形狀的第二上部電極層24和下層的基板10上形成用作密封層30的氮化矽膜至2μm的厚度。然後透過光刻法將該氮化矽膜圖案化以使外部連接用墊電極(未示出)露出。此時，用由氮化矽製成的密封層30將已在上述步驟(4)中加工的有機化合物層22和上部電極23的端部完全覆蓋(圖4H)。
透過上述的步驟製造圖1A和1B的有機發光裝置1。
(示例2)
透過按照圖5A-5E的製造工序，製造圖1A和1B的有機發光裝置1。示例2中製造的有機發光裝置具有作為藍色發光層的發光層，但本發明並不限於此。示例2中製造的有機發光裝置中，配置複數個發光像素。本發明對發光像素的特別配置也無限制。
(1)基板形成步驟(圖5A)
採用示例1中使用的相同的方法製造帶有電極的基板 (基板10)(圖5A)。
(2)剝離層的形成和加工(圖案化)(圖5B)
接下來，將作為水溶性聚合物材料的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)與水混合以製備PVP水溶液。透過旋塗將製備的PVP水溶液塗布到基板10上以形成PVP膜。在110℃下將形成的PVP膜烘焙乾燥以形成具有500nm的厚度的剝離層53。透過旋塗將可商購的光致抗蝕劑材料(名稱為“AZ1500”的AZ Electronic Materials的產品)塗布到剝離層53上以形成抗蝕劑膜。然後使抗蝕劑膜中含有的溶劑揮發以形成抗蝕劑層。此時，抗蝕劑層的厚度為1,000nm。
接下來，將其上已形成了抗蝕劑層和下層的基板10設置於曝光裝置中並且透過在待形成上部電極23的區域中具有開口的光遮罩暴露於曝光之光歷時40秒以得到曝光的光致抗蝕劑。曝光後，使用顯像劑(透過用水稀釋名稱為“312MIF”的AG Electronic Materials的產品以得到50%的濃度而製造的溶液)對曝光的光致抗蝕劑進行顯像1分鐘(圖5D)。於是將曝光的光致抗蝕劑除去。接下來，將圖案化為給定形狀的抗蝕劑層作為遮罩用於乾式蝕刻以將沒有被抗蝕劑層覆蓋的剝離層53的部分除去。乾式蝕刻中，蝕刻氣體(反應性氣體)為氧，將蝕刻氣體的流量設定為20sccm，裝置內的壓力設定為8Pa，將功率設定為150W，並且將處理時間設定為10分鐘。該 乾式蝕刻也將抗蝕劑層除去(圖5B)。
(3)形成有機化合物層(圖5C)
接下來，在露出的下部電極21上形成有機化合物層22(圖5C)。透過採用示例1的步驟(2)中使用的方法形成有機化合物層22的各層，從而使示例2中的有機化合物層22具有與示例1中相同的層結構。
(4)形成上部電極層(圖5C)
接下來，在有機化合物層22上形成上部電極層23(圖5C)。透過採用示例1的步驟(3)中使用的方法形成上部電極層23的各層，從而使示例2中的上部電極層23具有與示例1中相同的層結構。
(5)剝離步驟(圖5D)
接下來，用純水洗滌基板10的表面以將剝離層53等除去。使用排出氮氣(30L/分鐘)和純水(1L/分鐘)的雙流體噴嘴進行剝離。透過該步驟，與剝離層53一起將剝離層53上的有機化合物層22和第一上部電極層23的部分選擇性地除去。這樣將有機化合物層22圖案化以包圍發光像素，並且形成有機化合物層22的膜的端部的tan(θ)的值為0.8。本步驟也使上部電極用電極墊部24的表面露出。隨後在真空中在100℃下將基板10烘焙以乾燥。
(6)密封步驟
採用示例1的步驟(6)中使用的相同的方法，在上部電極23上形成了具有給定形狀的密封層30。以上述的方式得到了圖1A和1B的有機發光裝置1。
(示例3)
除了代替在示例1的步驟(1)中形成像素分離膜12而在每個像素中透過光刻法形成下部電極21並圖案化以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置1。示例3中的下部電極21起到發光區域限定單元的作用。
(示例4)
形成有機化合物層22時，將電子傳輸層的厚度設定為55nm，透過銀和碳酸銫的共蒸鍍形成了具有4nm的厚度的膜作為電子注入層，將碳酸銫在銀中的濃度設定為10wt%。形成上部電極23時，將銀膜形成到16nm的厚度並且進一步透過濺射形成氧化銦鋅膜到300nm的厚度以形成多層電極膜。透過將二氧化氮(NO2)和氨(NH3)用作蝕刻氣體的乾式蝕刻對形成多層電極膜的一部分的Ag膜進行蝕刻10秒，並且將蝕刻速率設定為82nm/min。除了這些方面以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置。
(示例5)
示例5中，代替示例1中的矽半導體基板而使用了透明基板例如玻璃基板或樹脂基板。示例5中，也將多晶Si、無定形Si或氧化物半導體(例如，IGZO)用於形成電晶體的層。由只由ITO層組成的透明導電膜形成了下部電極21。由Al製成的反射電極膜形成了上部電極23。具體地，透過真空氣相沉積將Al膜形成到300nm的厚度。為形成上部電極23而進行的反射電極膜的乾式蝕刻的條件包括：使用氯化硼(BCl3)和氯(Cl2)作為蝕刻氣體，將蝕刻速率設定為10nm/秒，並且將蝕刻時間設定為30秒。除了這些方面以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置。
(示例6)
除了形成具有電極的基板(基板10)以致以兩維矩陣狀在基板10上配置發光像素20(圖2C)以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置1。
(示例7)
形成示例7的帶有電極的基板(基板10)以致發光像素20各自包括第一副像素20a、第二副像素20b和第三副像素20c並且以兩維矩陣狀配置(圖2D)。透過使用遮罩的真空氣相沉積，在副像素彼此之間改變形成各個 有機化合物層的層的厚度並且改變發光層的材料的同時，形成了用於形成副像素20a的有機化合物層、用於形成副像素20b的有機化合物層和用於形成副像素20c的有機化合物層。除了這些方面以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置。示例7中，第一副像素20a作為藍色副像素，第二副像素20b作為綠色副像素，第三副像素20c作為紅色副像素。
(比較例1)
除了透過使用遮罩的濺射將比較例1的上部電極23形成為給定形狀以外，採用示例1中使用的相同的方法製造有機發光裝置1。
(評價結果)
在示例1-4、6和7的每個中得到了從上部電極側取出光的類型的有機發光裝置。示例5中得到了從下部電極側取出光的類型的有機發光裝置。示例7中得到的有機發光裝置是全色顯示器，其包括各自發出三色中的一種的光的像素(R、G和B)。在每個示例中，tan(θ)為0.9，其為成為形成製造的有機發光裝置1的有機化合物層22的膜的、上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域以外的區域中的端部的截面形狀的指標。對於成為上部電極23的膜的、上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域以外的區域中的端部的截面形狀，指標 tan(θ)也為0.9。總之，前者tan(θ)和後者tan(θ)都等於或大於0.20。在上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域以外的區域中，有機化合物層22的膜端部的膜端錐形寬度為0.7μm。在上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域以外的區域中，上部電極23的膜端部的膜端錐形寬度也為0.7μm。
作為上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域中的有機化合物層22的膜端部的截面形狀的指標，tan(θ3)的值為0.036。這表明膜端形狀具有小於0.2的小梯度，膜端形狀具有小於0.2的梯度時，在上部電極用電極墊部24與發光區域20之間的區域中能夠使上部電極23的斷路的可能性減小。該區域中有機化合物層的膜端錐形寬度測定為5.5μm。
在示例1-7中製造的各個有機發光裝置中，即使將有機化合物層22的錐形寬度與上部電極23的錐形寬度結合，影響邊框區域的膜端錐形寬度為1.4μm。另一方面，比較例1的有機發光裝置中，有機化合物層22中的膜端錐形寬度為5.5μm並且上部電極23中的膜端錐形寬度為250μm，合計為255.5μm。由於在形成的膜傾向於緻密的濺射中，材料繞流的可能性更大，因此上部電極23中的膜端錐形寬度大。因此，比較例1的有機發光裝置的膜端錐形寬度比示例的有機發光裝置每邊大254.1μm。
各個示例的有機發光裝置中，用上部電極23 或者用密封層30將有機化合物層22的膜端覆蓋以防止發光像素的劣化，該劣化是由水分和氧的橫向滲透引起的。因此得到的發光裝置具有長壽命。
根據本發明的一個實施例，可形成與上部電極的電連接得以確保並且邊框區域窄的有機發光裝置。
儘管已參照例示實施例對本發明進行了說明，但應理解本發明並不限於所公開的例示實施例。下述權利要求的範圍應给予最廣泛的解釋以包括所有這樣的變形以及等同的結構和功能。
1‧‧‧有機發光裝置
10‧‧‧基板
11‧‧‧層間絕緣層
12‧‧‧像素分離膜
13‧‧‧接觸孔
20‧‧‧發光像素
21‧‧‧下部電極
22‧‧‧有機化合物層
22a‧‧‧膜端
22b‧‧‧膜端
23‧‧‧上部電極
24‧‧‧上部電極用電極墊部
30‧‧‧密封層

Claims (12)

  1. 一種有機發光裝置，包括：基板；設置在該基板上的下部電極；上部電極；以及包括發光層的有機化合物層，其設置在該下部電極和該上部電極之間，其中該有機化合物層覆蓋該下部電極，其中該上部電極覆蓋該有機化合物層，其中該基板包括電極墊部，其電連接至與該上部電極連接的配線，其中在該下部電極與該電極墊部之間的區域中所形成的該有機化合物層的部分具有膜端，並且由該膜端的截面的傾斜與該基板的表面形成的角度設為θ1時，滿足式(1)和式(2)，且其中在該下部電極與該電極墊部之間的該區域以外的區域的至少一部分中所形成的該有機化合物層的部分具有膜端，並且由該膜端的截面的傾斜與該基板的該表面形成的角度設為θ3時，滿足式(3)和式(4)，tan(θ1)=d1/d2 (1) tan(θ1)<0.2 (2) tan(θ3)=d3/d4 (3) 式(1)中符號d1和d2分別表示該有機化合物層的厚 度和該有機化合物層的該膜端的截面的錐形寬度，式(3)中符號d3和d4分別表示該有機化合物層的厚度和該有機化合物層的該膜端的截面的錐形寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，其中，該上部電極的膜端的截面的傾斜與該基板的該表面形成角並且將該角度設為θ2時，滿足式(5)和(6)，tan(θ2)=d5/d6 (5) 式(5)中符號d5和d6分別表示該上部電極的厚度和該上部電極的該膜端的截面的錐形寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，其中在該下部電極與該電極墊部之間的該區域以外的全部區域中所形成的該有機化合物層的部分具有膜端，並且將由該膜端的截面的傾斜與該基板的該表面形成的角度設為θ3時，滿足式(3)和(4)。
  4. 如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，還包括用於覆蓋該上部電極的密封層，其中將該密封層圖案化以具有使該基板上配置的外部連接端子部未被覆蓋的開口。
  5. 如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，其中用該上部電極和該密封層中的一者將該有機化合物層的每個膜端覆蓋。
  6. 如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，其中該有機化合物層的該膜端的截面的該錐形寬度和該上部電極的 膜端的截面的錐形寬度中的一者在5μm內。
  7. 一種顯示裝置，包括：如申請專利範圍第1項的有機發光裝置；以及與該有機發光裝置連接的有源元件。
  8. 一種圖像資訊處理裝置，包括：組態以輸入圖像資訊的輸入部；組態以處理該圖像資訊的資訊處理部；以及組態以顯示圖像的顯示部，其中該顯示部包括如申請專利範圍第7項的顯示裝置。
  9. 一種照明裝置，包括：如申請專利範圍第1項的有機發光裝置；以及組態以將驅動電壓供給該有機發光裝置的AC/DC變換器。
  10. 一種照明裝置，包括：如申請專利範圍第1項的有機發光裝置；以及散熱器，其中該散熱器係組態以將該照明裝置內的熱散發到外部。
  11. 一種圖像形成裝置，包括：感光部件；組態以使該感光部件帶電的帶電部；組態以將該感光部件曝光的曝光部；以及組態以將顯像劑供給該感光部件的顯像部， 其中該曝光部包括如申請專利範圍第1項的有機發光裝置。
  12. 一種組態以將感光部件曝光的曝光裝置，包括複數個有機發光裝置，其至少一個為如申請專利範圍第1項的有機發光裝置，其中沿該感光部件的長軸以單一列配置該複數個有機發光裝置。
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