專利名稱：顯示單元及其制造方法
技術(shù)領域：
本公開涉及ー種具有有機EL(電致發(fā)光)器件的顯示單元及其制造方法。
背景技術(shù)：
有機EL器件具有這樣ー種結(jié)構(gòu)其中，第一電極、包括發(fā)光層的有機層以及第ニ電極被順次層積在襯底上。形成有機層的方法的實例包括一種通過使用蒸發(fā)掩膜來分別蒸鍍紅發(fā)光層、綠發(fā)光層和藍發(fā)光層的方法，和ー種不使用蒸發(fā)掩膜而層積紅發(fā)光層、綠發(fā)光層和藍發(fā)光層的方法。在要求具有高分辨率和改善的孔徑比的顯示單元中，后ー種方法將來可能會成為主流。在層積多個發(fā)光層的方法中，針對所有有機EL器件公共地配置有機層。因此，相鄰有機EL器件之間通過空穴注入層會發(fā)生驅(qū)動電流泄漏。從而，非發(fā)光像素受發(fā)光像素影 響會略微發(fā)光，這會導致混色和效率下降。為解決這ー缺陷，例如在日本待審查專利申請公開第2009-4347號中，在有機EL器件之間的區(qū)域中形成一種倒錐形分隔壁，且之后再形成空穴注入層，從而空穴注入層被截斷成多個部分。

發(fā)明內(nèi)容
在日本待審查專利申請公開第2009-4347號所述的現(xiàn)有方法中，形成了空穴注入層之后，為了在分隔壁上形成第二電極的過程中不把第二電極截斷成多個部分，要進行熱處理以便使分隔壁變成正錐形。然而，有如下缺陷存在在蒸發(fā)步驟的過程中進行熱處理的情況下，特性劣化的概率更高。期望提供一種能夠抑制相鄰有機EL器件之間的驅(qū)動電流泄漏而不降低特性的顯示單元及其制造方法。根據(jù)本公開的ー實施方式，提供了一種顯示単元，包括位于基板上的多個有機EL器件以及配置在多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中的絕緣膜，該絕緣膜包括位于彼此相鄰的有機EL器件之間的位置中的溝槽。在本公開的實施方式的顯示單元中，絕緣膜被配置在多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中。該絕緣膜在彼此相鄰的有機EL器件之間的位置中具有溝槽。因此，有機層中的諸如空穴注入層和空穴輸送層的具有較高導電性的層在溝槽內(nèi)的厚度小于其在溝槽外的厚度，并且増大了其溝槽內(nèi)的電阻。從而，抑制了彼此相鄰的有機EL器件之間的驅(qū)動電流泄漏。根據(jù)本公開的ー實施方式，提供了一種顯示単元制造方法，該方法包括在基板上形成多個有機EL器件，以及在多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中形成絕緣膜。在絕緣膜的形成中，在絕緣膜的彼此相鄰的有機EL器件之間的位置中配置溝槽。根據(jù)本公開的實施方式的顯示單元或本公開的實施方式的顯示單元制造方法，絕緣膜被配置在多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中。溝槽被配置在絕緣膜的彼此相鄰的有機EL器件之間的位置中。從而，抑制了彼此相鄰的有機EL器件之間的驅(qū)動電流泄漏。并且，不需要執(zhí)行現(xiàn)有的熱處理，從而，允許特性不會劣化。需要理解的是，無論上述一般性描述還是以下詳細描述均是示例性的，并且意在提供對如權(quán)利要求所述的本技術(shù)的進ー步說明。


所包括的附圖提供了對本公開的進一歩理解，將這些附圖合并到本說明書中并構(gòu)成其一部分。附圖示出了實施方式，并與說明書一同用來闡明本技術(shù)的原理。圖I是示出根據(jù)本公開第一實施方式的顯示單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出圖I所示的像素驅(qū)動電路的ー個實例的圖。圖3是示出圖I所示的顯示區(qū)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4是沿著圖3的線IV-IV截得的截面圖。圖5是在圖4所示的溝槽附近的區(qū)域的經(jīng)放大后的截面圖。圖6是示出溝槽深度與器件間區(qū)域的薄層電阻之間的關系的圖。圖7A至圖7C是示出將在配置了溝槽的情況下的相鄰像素的亮度的測量結(jié)果與在未配置溝槽的情況下進行對比的圖。圖8A至圖8C是示出圖7A至圖7C所示的浮置(floating)器件的情況與相鄰器件被接地的情況之間的亮度差的經(jīng)放大后的圖。圖9是示出以所示步驟順序制造圖I所示顯示單元的方法的截面圖。圖10是示出圖9步驟之后的步驟的截面圖。圖11是示出圖10步驟之后的步驟的截面圖。圖12是示出圖11步驟之后的步驟的截面圖。圖13是示出圖12步驟之后的步驟的截面圖。圖14是示出圖13步驟之后的步驟的截面圖。圖15是示出圖14步驟之后的步驟的截面圖。圖16是示出根據(jù)本公開第二實施方式的顯示單元中的顯示區(qū)的溝槽附近的區(qū)域的經(jīng)放大后的截面圖。圖17是用于說明制造圖16所示顯示單元的方法的圖。圖18是用于說明旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)法的圖。圖19是用于說明線性蒸發(fā)法的圖。圖20是示出圖19所示線性蒸發(fā)法的沿著基板移動方向和與其垂直的方向看去的結(jié)構(gòu)的示圖。圖21是示出空穴注入層和空穴輸送層的溝槽內(nèi)的厚度的第一仿真結(jié)果的圖。圖22是示出空穴注入層和空穴輸送層的溝槽內(nèi)的厚度的第二仿真結(jié)果的圖。圖23是示出空穴注入層和空穴輸送層的溝槽內(nèi)的厚度的第三仿真結(jié)果的圖。圖24是示出根據(jù)本公開第三實施方式的顯示單元中的顯示區(qū)的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖25是用于說明在配置了圖24所示溝槽的情況下第二電極的電阻和顯示狀態(tài)的圖。圖26是用于說明在配置了圖3所示溝槽的情況下第二電極的電阻和顯示狀態(tài)的圖。
圖27是示出在圖2所示像素驅(qū)動電路中的有機EL器件內(nèi)流通的電流Ids的電路圖。圖28是用于說明通過改變圖24所示各個溝槽之間的列方向上的間隔和第二電極的厚度來檢測第二電極的電阻和電壓降而獲得的仿真的圖。圖29是示出第二電極的列方向上的電阻和行方向上的電阻的仿真結(jié)果的圖。圖30是示出第二電壓的電壓降的仿真結(jié)果的圖。
圖31是示出根據(jù)本公開第四實施方式的顯示單元中的顯示區(qū)的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖32是示出圖31所示的溝槽附近的區(qū)域的經(jīng)放大后的截面圖。圖33是示出圖31所示溝槽的另一形狀的截面圖。圖34是示出根據(jù)本公開第五實施方式的顯示單元中的顯示區(qū)的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖35是示出圖34所示的溝槽附近的區(qū)域的經(jīng)放大后的截面圖。圖36A至圖36D是示出以所示步驟順序制造圖34所示顯示單元的方法的截面圖。圖37A和圖37B是示出圖36D步驟之后的步驟的斜視圖和截面圖。圖38是示出圖37A和圖37B步驟之后的步驟的截面圖。圖39是示出包括上述實施方式的顯示單元的模塊的示意性結(jié)構(gòu)的平面圖。圖40A和圖40B是示出上述實施方式的顯示單元的第一應用實例的外觀的正面圖和背面圖。圖41是示出第二應用實例的外觀的斜視圖。
具體實施例方式下文將參照附圖對本公開的實施方式進行詳細描述。該描述將按照以下順序進行。I.第一實施方式(在絕緣膜中，相鄰有機EL器件之間的位置處配置溝槽的實例)。2.第二實施方式(在形成有機層的步驟中，限定了基板上的溝槽與蒸發(fā)源之間的位置關系的實例)。3.第三實施方式(為多個有機EL器件的各行在列方向上配置溝槽的實例)。4.第四實施方式(以兩步驟方式改變溝槽寬度的實例)。5.第五實施方式(在溝槽底面上配置導電膜的實例)。圖I示出了根據(jù)本公開第一實施方式的顯示單元的結(jié)構(gòu)。該顯示単元是用于數(shù)字單鏡頭反光攝像機的取景器、頭戴式顯示器等的小型高清晰度有機EL顯示單元。例如，該顯示單元配置有顯示區(qū)110，在該顯示區(qū)中，后述的多個有機EL器件10R、IOG和IOB在由玻璃等制成的基板11上被排列成矩陣形狀。信號線驅(qū)動電路120和掃描線驅(qū)動電路130是用于顯示視頻的驅(qū)動器，它們被配置在顯示區(qū)110的周邊。在顯示區(qū)110中，配置了像素驅(qū)動電路140。圖2示出了像素驅(qū)動電路140的ー個實例。像素驅(qū)動電路140是形成在位于后述的第一電極13的下層中的有源驅(qū)動電路。例如，像素驅(qū)動電路140具有驅(qū)動晶體管Trl、寫入晶體管Tr2、電容器(保持電容量)Cs以及在第一電源線(Vcc)和第二電源線(GND)之間與驅(qū)動晶體管Trl串聯(lián)的有機EL器件IOR(或10G/10B)。電容器Cs的一個電極被連接至驅(qū)動晶體管Trl與寫入晶體管Tr2之間，且電容器Cs的另ー電極被連接至驅(qū)動晶體管Trl與有機EL器件10R(10G/10B)之間。在像素驅(qū)動電路140中，多條信號線120A被布置在列方向上，且多條掃描線130A被布置在行方向上。各信號線120A和各掃描線130A的各個交差點均對應有機EL器件10R、IOG和IOB中的ー個(子像素)。各信號線120A被連接至信號線驅(qū)動電路120。從信號線驅(qū)動電路120通過信號線120A向?qū)懭刖w管Tr2的源極提供圖像信號。各掃描線130A被連接至掃描線驅(qū)動電路130。從掃描線驅(qū)動電路130通過掃描線130A順次向?qū)懭刖w管Tr2的柵極提供掃描信號。圖3示出了圖I所示的顯示區(qū)110的一部分的平面結(jié)構(gòu)。多個有機EL器件10R、IOG和IOB在基板11上被排列成矩陣形狀。各有機EL器件10RU0G和IOB具有長邊在某一方向上的矩形形狀。在平行于其短邊的行方向上，具有不同色彩的有機EL器件10RU0G 和IOB被順序排列。在平行于其長邊的列方向上，排列具有同一色彩的有機EL器件IOR(或10G/10B)。彼此相鄰的三個有機EL器件10R、IOG和IOB組成ー個像素10。每個有機EL器件10RU0G和IOB組成ー個子像素。例如，多個有機EL器件10RU0G和IOB在行方向上的節(jié)距(中心距離)p等于或小于30 iim。具體地，例如，一個像素10是各邊約為IOiim的正方形，并且，多個有機EL器件10R、IOG和IOB的節(jié)距p例如約為3. 3 ii m。在多個有機EL器件10RU0G和IOB之間的器件間區(qū)域IOA中配置絕緣膜20。絕緣膜20具有位于相鄰有機EL器件IOR和IOG (或相鄰有機EL器件IOG和10B、或相鄰有機EL器件IOB和10R)之間的位置處的溝槽30。因此，在該顯示単元中，能夠抑制相鄰有機EL器件IOR和IOG (或相鄰有機EL器件IOG和10B、或相鄰有機EL器件IOB和10R)之間的驅(qū)動電流泄漏。例如，遍及多個有機EL器件10RU0G和IOB的多個行從顯示區(qū)110的上端到下端在列方向上連續(xù)配置溝槽30。從而，若有機EL器件10RU0G和IOB的后述的第二電極15在行方向上被溝槽30截斷，則允許該第二電極15作為列方向上的連續(xù)共用電極而存在。對于溝槽30的細節(jié)，將在下文中給予描述。圖4示出了沿著圖3的線IV-IV截得的截面結(jié)構(gòu)。在基板11上，配置了包括上述像素驅(qū)動電路140的驅(qū)動電路層12等。基板11的配置了驅(qū)動電路層12的整個表面被第一絕緣膜21覆蓋。在第一絕緣膜21上，配置了上述多個有機EL器件10RU0G和IOB。在圖4中，僅示出了有機EL器件IOR和10G。在多個有機EL器件10RU0G和IOB之間的器件間區(qū)域IOA中,第二絕緣膜22被配置在第一絕緣膜21上。第一絕緣膜21和第二絕緣膜22組成圖3中的絕緣膜20。溝槽30貫通第二絕緣膜22，并被配置在第一絕緣膜21在厚度方向上的一部分中。第一絕緣膜21用于平坦化其上形成像素電路層12的基板11的表面。第一絕緣膜21例如具有從IOOnm至IOOOnm(包括端點)的厚度，并且由氮氧化硅(SiON)或氧化硅(SiO2或SiO)制成。在第一絕緣膜21的構(gòu)成材料是諸如SiON、SiO2和SiO的硅基材料的情況下，可通過刻蝕容易地形成深度在第一絕緣膜21的厚度方向上的溝槽30。第一絕緣膜21配置有用于連接至驅(qū)動電路層12的像素驅(qū)動電路140的驅(qū)動晶體管Trl的接觸孔21A。接觸孔21A配置有由導電金屬制成的插塞21B。第二絕緣膜22用于確保第一電極13與第二電極15之間的絕緣性，并且用于精確獲得發(fā)光區(qū)的所需形狀。第二絕緣膜22不僅覆蓋器件間區(qū)域IOA并且還覆蓋第一電極13的頂面端部，并具有對應于第一電極13的發(fā)光區(qū)的開ロ 22A。第二絕緣膜22例如具有從IOOnm至200nm(包括端點)的厚度，并且由SiON制成。在第二絕緣膜22的構(gòu)成材料是諸如SiON的硅基材料的情況下，可通過刻蝕容易地形成深度在第二絕緣膜22的厚度方向上的溝槽30。有機EL器件10RU0G和IOB被配置在第一絕緣膜21上。在有機EL器件10R、IOG和IOB中，從靠近基板11 ー側(cè)順次層積第一電極13、包括發(fā)光層的有機層14和第二電極15。在圖4中，盡管僅示出了有機EL器件IOR和10G，但有機EL器件IOB也具有同樣結(jié)構(gòu)。有機EL器件10RU0G和IOB被保護膜16覆蓋。并且，由玻璃等制成的密封基板40與保護膜16的整個表面貼合，其間介有粘附層17，從而密封有機EL器件10RU0G和10B。為多個有機EL器件10RU0G和IOB的每ー個配置第一電極13。第一電極13例如具有約IOOnm的厚度，由作為高反射材料的鋁(Al)或包括鋁(Al)的合金制成，并且從第ニ電極15 —側(cè)提取發(fā)光層產(chǎn)生的光(頂發(fā)光)。第一電極13的厚度優(yōu)選為發(fā)光層產(chǎn)生的 光不能從其透過并可以維持光提取效率的ー個值，例如，在30nm至200nm(包括端點)范圍內(nèi)。第一電極13的構(gòu)成材料的實例包括由鋁(Al)、其合金、以及諸如金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)和銀(Ag)等金屬元素的單質(zhì)或合金制成的反射電極。并且，第一電極13可具有約20nm厚的接觸層(未示出)，它作為上述反射電極的基底，由鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)、鉭(Ta)、鑰(Mo)等制成的。接觸層還具有作為即使減小第一電極13的厚度仍能維持高反射率的反射輔助層的功能。在配置了接觸層的情況下，第ー電極13的厚度等于或大于15nm便足夠了。并且，第一電極13可具有由作為接觸層或反射輔助層的鈦層、由鋁或其合金等制成的上述反射電極、以及鈦層或鉭層構(gòu)成的三層層積結(jié)構(gòu)。另外，第一電極13可利用由上述反射電極和由IT0(銦錫氧化物)、IZ0(注冊商標)(銦鋅復合氧化物)、Sn02等制成的透明電極構(gòu)成的復合膜來形成。有機層14針對多個有機EL器件10R、IOG和IOB被公共地配置在第一電極13和第二絕緣膜22上。有機層14例如具有如圖5所示從靠近第一電極13 —側(cè)順次層積空穴注入層14A、空穴輸送層14B、發(fā)光層14C和電子輸送層14D的結(jié)構(gòu)?？昭ㄗ⑷雽?4A用于提高空穴注入效率，并作為緩沖層防止泄漏。空穴注入層14A例如具有從2nm到10nm(包括端點)的厚度，并由化學式I所示的六氫基氮雜苯并菲(hexatriIazatriphenylene)構(gòu)成。[化學式I]
CNCN
空穴輸送層14B用于提高向發(fā)光層14C的空穴注入效率。空穴輸送層14B例如具有30nm的厚度，并由化學式2所示材料構(gòu)成。[化學式2]
權(quán)利要求
1.一種顯示單元，包括位于基板上的 多個有機EL器件；以及 絕緣膜，配置在所述多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中，所述絕緣膜包括位于彼此相鄰的所述有機EL器件之間的位置中的溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述有機EL器件包括 第一電極，為所述多個有機EL器件中的每一個配置； 有機層，針對所述多個有機EL器件公共地配置在所述第一電極和所述絕緣膜上，且包括空穴注入層或空穴輸送層、以及發(fā)光層；以及 第二電極，針對所述多個有機EL器件公共地配置在所述有機層上，并且 所述空穴注入層或所述空穴輸送層在所述溝槽內(nèi)的厚度小于其在溝槽外的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示單元，其中，所述空穴注入層或所述空穴輸送層在所述溝槽內(nèi)的厚度向所述溝槽的深度方向變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述多個有機EL器件具有在一個方向上延伸的矩形形狀，并且以與其短邊平行的行方向和與其長邊平行的列方向排列，并且 遍及所述多個有機EL器件的多個行在所述列方向上連續(xù)地配置所述溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述多個有機EL器件具有矩形形狀，并且以與其短邊平行的行方向和與其長邊平行的列方向排列，并且 為所述多個有機EL器件的每一行在所述列方向上配置所述溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示單元，其中，所述多個有機EL器件在所述行方向上的節(jié)距等于或小于30iim。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述絕緣膜包括第一絕緣膜和第二絕緣膜，所述第一絕緣膜被配置在所述基板與所述多個有機EL器件之間，并且所述第二絕緣膜被配置在所述第一絕緣膜上的器件間區(qū)域中，并且 所述溝槽包括第一溝槽和第二溝槽，所述第一溝槽被配置在所述第一絕緣膜中，并且所述第二溝槽被配置在所述第二絕緣膜中，與所述第一溝槽相通，且具有比所述第一溝槽的寬度更窄的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示單元，包括位于所述溝槽的底面上的導電膜， 其中，所述導電膜被連接至預定電位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示單元，其中，所述預定電位是地電位或所述第二電極的電位。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示單元，包括 驅(qū)動電路，包括所述基板與所述多個有機EL器件之間、所述基板與所述絕緣膜之間的晶體管， 其中，所述導電膜是遮擋光的遮光層。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述發(fā)光層是發(fā)射白光的層，并且 所述有機EL器件包括將所述白光提取為紅光、綠光或藍光的彩色濾光器。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示單元，其中，所述有機EL器件包括有機層，并且 所述溝槽的寬度等于或小于所述有機層的厚度。
13.—種制造顯示單元的方法,所述方法包括在基板上形成多個有機EL器件；以及 在所述多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中形成絕緣膜， 其中，在所述絕緣膜的形成中，在所述絕緣膜的彼此相鄰的所述有機EL器件之間的位置中配置溝槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造顯示單元的方法，其中，形成所述多個有機EL器件包括 為所述多個有機EL器件中的每一個形成第一電極； 在所述第一電極和所述絕緣膜上，針對所述多個有機EL器件公共地形成有機層，所述有機層包括空穴注入層或空穴輸送層、以及發(fā)光層；以及 在所述有機層上，針對所述多個有機EL器件公共地形成第二電極，并且 其中，在所述絕緣膜中配置了所述溝槽之后執(zhí)行所述有機層的形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造顯示單元的方法，其中，通過蒸發(fā)法執(zhí)行所述有機層的形成，并且滿足數(shù)學表達式1， 數(shù)學表達式I :X/Y > w/d 其中，X表示從所述溝槽的入口邊緣到蒸發(fā)源的偏移距離，Y表示所述基板與所述蒸發(fā)源之間的距離，w表示所述溝槽的寬度，并且d表示所述溝槽的深度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造顯示單元的方法，其中，在所述有機層的形成中，所述蒸發(fā)法是在旋轉(zhuǎn)所述基板的同時執(zhí)行膜的形成的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法，并且在旋轉(zhuǎn)所述基板一周的期間的部分或全部時間內(nèi)滿足所述數(shù)學表達式I。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造顯示單元的方法，其中，在所述有機層的形成中，所述蒸發(fā)法是在所述蒸發(fā)源和所述基板在一個方向上相對移動的同時執(zhí)行膜的形成的線性蒸發(fā)法，并且在所述基板通過所述蒸發(fā)源的期間的部分或全部時間內(nèi)滿足所述數(shù)學表達式I。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造顯示單元的方法，其中，在所述有機層中的所述空穴注入層或所述空穴輸送層的形成中，滿足所述數(shù)學表達式I。
全文摘要
一種顯示單元及其制造方法，該顯示單元在基板上包括多個有機EL器件；以及配置在多個有機EL器件之間的器件間區(qū)域中的絕緣膜。該絕緣膜包括位于彼此相鄰的有機EL器件之間的位置中的溝槽。
文檔編號H01L51/52GK102738200SQ201210080760
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者上杉昌尚, 山下淳一, 山田二郎, 市川朋芳, 權(quán)藤勝一, 槙田篤哉, 橫山誠一, 長谷川英史 申請人:索尼公司