专利名称：显示单元及其制造方法
技术领域：
本公开涉及ー种具有有机EL(电致发光)器件的显示单元及其制造方法。
背景技术：
有机EL器件具有这样ー种结构其中，第一电极、包括发光层的有机层以及第ニ电极被顺次层积在衬底上。形成有机层的方法的实例包括一种通过使用蒸发掩膜来分别蒸镀红发光层、绿发光层和蓝发光层的方法，和ー种不使用蒸发掩膜而层积红发光层、绿发光层和蓝发光层的方法。在要求具有高分辨率和改善的孔径比的显示单元中，后ー种方法将来可能会成为主流。在层积多个发光层的方法中，针对所有有机EL器件公共地配置有机层。因此，相邻有机EL器件之间通过空穴注入层会发生驱动电流泄漏。从而，非发光像素受发光像素影 响会略微发光，这会导致混色和效率下降。为解决这ー缺陷，例如在日本待审查专利申请公开第2009-4347号中，在有机EL器件之间的区域中形成一种倒锥形分隔壁，且之后再形成空穴注入层，从而空穴注入层被截断成多个部分。
发明内容
在日本待审查专利申请公开第2009-4347号所述的现有方法中，形成了空穴注入层之后，为了在分隔壁上形成第二电极的过程中不把第二电极截断成多个部分，要进行热处理以便使分隔壁变成正锥形。然而，有如下缺陷存在在蒸发步骤的过程中进行热处理的情况下，特性劣化的概率更高。期望提供一种能够抑制相邻有机EL器件之间的驱动电流泄漏而不降低特性的显示单元及其制造方法。根据本公开的ー实施方式，提供了一种显示単元，包括位于基板上的多个有机EL器件以及配置在多个有机EL器件之间的器件间区域中的绝缘膜，该绝缘膜包括位于彼此相邻的有机EL器件之间的位置中的沟槽。在本公开的实施方式的显示单元中，绝缘膜被配置在多个有机EL器件之间的器件间区域中。该绝缘膜在彼此相邻的有机EL器件之间的位置中具有沟槽。因此，有机层中的诸如空穴注入层和空穴输送层的具有较高导电性的层在沟槽内的厚度小于其在沟槽外的厚度，并且増大了其沟槽内的电阻。从而，抑制了彼此相邻的有机EL器件之间的驱动电流泄漏。根据本公开的ー实施方式，提供了一种显示単元制造方法，该方法包括在基板上形成多个有机EL器件，以及在多个有机EL器件之间的器件间区域中形成绝缘膜。在绝缘膜的形成中，在绝缘膜的彼此相邻的有机EL器件之间的位置中配置沟槽。根据本公开的实施方式的显示单元或本公开的实施方式的显示单元制造方法，绝缘膜被配置在多个有机EL器件之间的器件间区域中。沟槽被配置在绝缘膜的彼此相邻的有机EL器件之间的位置中。从而，抑制了彼此相邻的有机EL器件之间的驱动电流泄漏。并且，不需要执行现有的热处理，从而，允许特性不会劣化。需要理解的是，无论上述一般性描述还是以下详细描述均是示例性的，并且意在提供对如权利要求所述的本技术的进ー步说明。
所包括的附图提供了对本公开的进一歩理解，将这些附图合并到本说明书中并构成其一部分。附图示出了实施方式，并与说明书一同用来阐明本技术的原理。图I是示出根据本公开第一实施方式的显示单元的结构的图。图2是示出图I所示的像素驱动电路的ー个实例的图。图3是示出图I所示的显示区的结构的平面图。
图4是沿着图3的线IV-IV截得的截面图。图5是在图4所示的沟槽附近的区域的经放大后的截面图。图6是示出沟槽深度与器件间区域的薄层电阻之间的关系的图。图7A至图7C是示出将在配置了沟槽的情况下的相邻像素的亮度的測量结果与在未配置沟槽的情况下进行对比的图。图8A至图8C是示出图7A至图7C所示的浮置(floating)器件的情况与相邻器件被接地的情况之间的亮度差的经放大后的图。图9是示出以所示步骤顺序制造图I所示显示单元的方法的截面图。图10是示出图9步骤之后的步骤的截面图。图11是示出图10步骤之后的步骤的截面图。图12是示出图11步骤之后的步骤的截面图。图13是示出图12步骤之后的步骤的截面图。图14是示出图13步骤之后的步骤的截面图。图15是示出图14步骤之后的步骤的截面图。图16是示出根据本公开第二实施方式的显示单元中的显示区的沟槽附近的区域的经放大后的截面图。图17是用于说明制造图16所示显示单元的方法的图。图18是用于说明旋转式蒸发法的图。图19是用于说明线性蒸发法的图。图20是示出图19所示线性蒸发法的沿着基板移动方向和与其垂直的方向看去的结构的示图。图21是示出空穴注入层和空穴输送层的沟槽内的厚度的第一仿真结果的图。图22是示出空穴注入层和空穴输送层的沟槽内的厚度的第二仿真结果的图。图23是示出空穴注入层和空穴输送层的沟槽内的厚度的第三仿真结果的图。图24是示出根据本公开第三实施方式的显示单元中的显示区的结构的平面图。图25是用于说明在配置了图24所示沟槽的情况下第二电极的电阻和显示状态的图。图26是用于说明在配置了图3所示沟槽的情况下第二电极的电阻和显示状态的图。
图27是示出在图2所示像素驱动电路中的有机EL器件内流通的电流Ids的电路图。图28是用于说明通过改变图24所示各个沟槽之间的列方向上的间隔和第二电极的厚度来检测第二电极的电阻和电压降而获得的仿真的图。图29是示出第二电极的列方向上的电阻和行方向上的电阻的仿真结果的图。图30是示出第二电压的电压降的仿真结果的图。
图31是示出根据本公开第四实施方式的显示单元中的显示区的结构的截面图。图32是示出图31所示的沟槽附近的区域的经放大后的截面图。图33是示出图31所示沟槽的另一形状的截面图。图34是示出根据本公开第五实施方式的显示单元中的显示区的结构的截面图。图35是示出图34所示的沟槽附近的区域的经放大后的截面图。图36A至图36D是示出以所示步骤顺序制造图34所示显示单元的方法的截面图。图37A和图37B是示出图36D步骤之后的步骤的斜视图和截面图。图38是示出图37A和图37B步骤之后的步骤的截面图。图39是示出包括上述实施方式的显示单元的模块的示意性结构的平面图。图40A和图40B是示出上述实施方式的显示单元的第一应用实例的外观的正面图和背面图。图41是示出第二应用实例的外观的斜视图。
具体实施例方式下文将參照附图对本公开的实施方式进行详细描述。该描述将按照以下顺序进行。I.第一实施方式(在绝缘膜中，相邻有机EL器件之间的位置处配置沟槽的实例)。2.第二实施方式(在形成有机层的步骤中，限定了基板上的沟槽与蒸发源之间的位置关系的实例)。3.第三实施方式(为多个有机EL器件的各行在列方向上配置沟槽的实例)。4.第四实施方式(以两步骤方式改变沟槽宽度的实例)。5.第五实施方式(在沟槽底面上配置导电膜的实例)。图I示出了根据本公开第一实施方式的显示单元的结构。该显示単元是用于数字单镜头反光摄像机的取景器、头戴式显示器等的小型高清晰度有机EL显示单元。例如，该显示单元配置有显示区110，在该显示区中，后述的多个有机EL器件10R、IOG和IOB在由玻璃等制成的基板11上被排列成矩阵形状。信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130是用于显示视频的驱动器，它们被配置在显示区110的周边。在显示区110中，配置了像素驱动电路140。图2示出了像素驱动电路140的ー个实例。像素驱动电路140是形成在位于后述的第一电极13的下层中的有源驱动电路。例如，像素驱动电路140具有驱动晶体管Trl、写入晶体管Tr2、电容器(保持电容量)Cs以及在第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间与驱动晶体管Trl串联的有机EL器件IOR(或10G/10B)。电容器Cs的一个电极被连接至驱动晶体管Trl与写入晶体管Tr2之间，且电容器Cs的另ー电极被连接至驱动晶体管Trl与有机EL器件10R(10G/10B)之间。在像素驱动电路140中，多条信号线120A被布置在列方向上，且多条扫描线130A被布置在行方向上。各信号线120A和各扫描线130A的各个交差点均对应有机EL器件10R、IOG和IOB中的ー个(子像素)。各信号线120A被连接至信号线驱动电路120。从信号线驱动电路120通过信号线120A向写入晶体管Tr2的源极提供图像信号。各扫描线130A被连接至扫描线驱动电路130。从扫描线驱动电路130通过扫描线130A顺次向写入晶体管Tr2的栅极提供扫描信号。图3示出了图I所示的显示区110的一部分的平面结构。多个有机EL器件10R、IOG和IOB在基板11上被排列成矩阵形状。各有机EL器件10RU0G和IOB具有长边在某一方向上的矩形形状。在平行于其短边的行方向上，具有不同色彩的有机EL器件10RU0G 和IOB被顺序排列。在平行于其长边的列方向上，排列具有同一色彩的有机EL器件IOR(或10G/10B)。彼此相邻的三个有机EL器件10R、IOG和IOB组成ー个像素10。每个有机EL器件10RU0G和IOB组成ー个子像素。例如，多个有机EL器件10RU0G和IOB在行方向上的节距(中心距离)p等于或小于30 iim。具体地，例如，一个像素10是各边约为IOiim的正方形，并且，多个有机EL器件10R、IOG和IOB的节距p例如约为3. 3 ii m。在多个有机EL器件10RU0G和IOB之间的器件间区域IOA中配置绝缘膜20。绝缘膜20具有位于相邻有机EL器件IOR和IOG (或相邻有机EL器件IOG和10B、或相邻有机EL器件IOB和10R)之间的位置处的沟槽30。因此，在该显示単元中，能够抑制相邻有机EL器件IOR和IOG (或相邻有机EL器件IOG和10B、或相邻有机EL器件IOB和10R)之间的驱动电流泄漏。例如，遍及多个有机EL器件10RU0G和IOB的多个行从显示区110的上端到下端在列方向上连续配置沟槽30。从而，若有机EL器件10RU0G和IOB的后述的第二电极15在行方向上被沟槽30截断，则允许该第二电极15作为列方向上的连续共用电极而存在。对于沟槽30的细节，将在下文中给予描述。图4示出了沿着图3的线IV-IV截得的截面结构。在基板11上，配置了包括上述像素驱动电路140的驱动电路层12等。基板11的配置了驱动电路层12的整个表面被第一绝缘膜21覆盖。在第一绝缘膜21上，配置了上述多个有机EL器件10RU0G和IOB。在图4中，仅示出了有机EL器件IOR和10G。在多个有机EL器件10RU0G和IOB之间的器件间区域IOA中,第二绝缘膜22被配置在第一绝缘膜21上。第一绝缘膜21和第二绝缘膜22组成图3中的绝缘膜20。沟槽30贯通第二绝缘膜22，并被配置在第一绝缘膜21在厚度方向上的一部分中。第一绝缘膜21用于平坦化其上形成像素电路层12的基板11的表面。第一绝缘膜21例如具有从IOOnm至IOOOnm(包括端点)的厚度，并且由氮氧化硅(SiON)或氧化硅(SiO2或SiO)制成。在第一绝缘膜21的构成材料是诸如SiON、SiO2和SiO的硅基材料的情况下，可通过刻蚀容易地形成深度在第一绝缘膜21的厚度方向上的沟槽30。第一绝缘膜21配置有用于连接至驱动电路层12的像素驱动电路140的驱动晶体管Trl的接触孔21A。接触孔21A配置有由导电金属制成的插塞21B。第二绝缘膜22用于确保第一电极13与第二电极15之间的绝缘性，并且用于精确获得发光区的所需形状。第二绝缘膜22不仅覆盖器件间区域IOA并且还覆盖第一电极13的顶面端部，并具有对应于第一电极13的发光区的开ロ 22A。第二绝缘膜22例如具有从IOOnm至200nm(包括端点)的厚度，并且由SiON制成。在第二绝缘膜22的构成材料是诸如SiON的硅基材料的情况下，可通过刻蚀容易地形成深度在第二绝缘膜22的厚度方向上的沟槽30。有机EL器件10RU0G和IOB被配置在第一绝缘膜21上。在有机EL器件10R、IOG和IOB中，从靠近基板11 ー侧顺次层积第一电极13、包括发光层的有机层14和第二电极15。在图4中，尽管仅示出了有机EL器件IOR和10G，但有机EL器件IOB也具有同样结构。有机EL器件10RU0G和IOB被保护膜16覆盖。并且，由玻璃等制成的密封基板40与保护膜16的整个表面贴合，其间介有粘附层17，从而密封有机EL器件10RU0G和10B。为多个有机EL器件10RU0G和IOB的每ー个配置第一电极13。第一电极13例如具有约IOOnm的厚度，由作为高反射材料的铝(Al)或包括铝(Al)的合金制成，并且从第ニ电极15 —侧提取发光层产生的光(顶发光)。第一电极13的厚度优选为发光层产生的 光不能从其透过并可以维持光提取效率的ー个值，例如，在30nm至200nm(包括端点)范围内。第一电极13的构成材料的实例包括由铝(Al)、其合金、以及诸如金(Au)、钼(Pt)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、钥(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)和银(Ag)等金属元素的单质或合金制成的反射电极。并且，第一电极13可具有约20nm厚的接触层(未示出)，它作为上述反射电极的基底，由钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、钽(Ta)、钥(Mo)等制成的。接触层还具有作为即使减小第一电极13的厚度仍能维持高反射率的反射辅助层的功能。在配置了接触层的情况下，第ー电极13的厚度等于或大于15nm便足够了。并且，第一电极13可具有由作为接触层或反射辅助层的钛层、由铝或其合金等制成的上述反射电极、以及钛层或钽层构成的三层层积结构。另外，第一电极13可利用由上述反射电极和由IT0(铟锡氧化物)、IZ0(注册商标)(铟锌复合氧化物)、Sn02等制成的透明电极构成的复合膜来形成。有机层14针对多个有机EL器件10R、IOG和IOB被公共地配置在第一电极13和第二绝缘膜22上。有机层14例如具有如图5所示从靠近第一电极13 —侧顺次层积空穴注入层14A、空穴输送层14B、发光层14C和电子输送层14D的结构。空穴注入层14A用于提高空穴注入效率，并作为缓冲层防止泄漏。空穴注入层14A例如具有从2nm到10nm(包括端点)的厚度，并由化学式I所示的六氢基氮杂苯并菲(hexatriIazatriphenylene)构成。[化学式I]
CNCN
空穴输送层14B用于提高向发光层14C的空穴注入效率。空穴输送层14B例如具有30nm的厚度，并由化学式2所示材料构成。[化学式2]
权利要求
1.一种显示单元，包括位于基板上的 多个有机EL器件；以及 绝缘膜，配置在所述多个有机EL器件之间的器件间区域中，所述绝缘膜包括位于彼此相邻的所述有机EL器件之间的位置中的沟槽。
2.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述有机EL器件包括 第一电极，为所述多个有机EL器件中的每一个配置； 有机层，针对所述多个有机EL器件公共地配置在所述第一电极和所述绝缘膜上，且包括空穴注入层或空穴输送层、以及发光层；以及 第二电极，针对所述多个有机EL器件公共地配置在所述有机层上，并且 所述空穴注入层或所述空穴输送层在所述沟槽内的厚度小于其在沟槽外的厚度。
3.根据权利要求2所述的显示单元，其中，所述空穴注入层或所述空穴输送层在所述沟槽内的厚度向所述沟槽的深度方向变小。
4.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述多个有机EL器件具有在一个方向上延伸的矩形形状，并且以与其短边平行的行方向和与其长边平行的列方向排列，并且 遍及所述多个有机EL器件的多个行在所述列方向上连续地配置所述沟槽。
5.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述多个有机EL器件具有矩形形状，并且以与其短边平行的行方向和与其长边平行的列方向排列，并且 为所述多个有机EL器件的每一行在所述列方向上配置所述沟槽。
6.根据权利要求4所述的显示单元，其中，所述多个有机EL器件在所述行方向上的节距等于或小于30iim。
7.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述绝缘膜包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，所述第一绝缘膜被配置在所述基板与所述多个有机EL器件之间，并且所述第二绝缘膜被配置在所述第一绝缘膜上的器件间区域中，并且 所述沟槽包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽被配置在所述第一绝缘膜中，并且所述第二沟槽被配置在所述第二绝缘膜中，与所述第一沟槽相通，且具有比所述第一沟槽的宽度更窄的宽度。
8.根据权利要求2所述的显示单元，包括位于所述沟槽的底面上的导电膜， 其中，所述导电膜被连接至预定电位。
9.根据权利要求8所述的显示单元，其中，所述预定电位是地电位或所述第二电极的电位。
10.根据权利要求8所述的显示单元，包括 驱动电路，包括所述基板与所述多个有机EL器件之间、所述基板与所述绝缘膜之间的晶体管， 其中，所述导电膜是遮挡光的遮光层。
11.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述发光层是发射白光的层，并且 所述有机EL器件包括将所述白光提取为红光、绿光或蓝光的彩色滤光器。
12.根据权利要求I所述的显示单元，其中，所述有机EL器件包括有机层，并且 所述沟槽的宽度等于或小于所述有机层的厚度。
13.—种制造显示单元的方法,所述方法包括在基板上形成多个有机EL器件；以及 在所述多个有机EL器件之间的器件间区域中形成绝缘膜， 其中，在所述绝缘膜的形成中，在所述绝缘膜的彼此相邻的所述有机EL器件之间的位置中配置沟槽。
14.根据权利要求13所述的制造显示单元的方法，其中，形成所述多个有机EL器件包括 为所述多个有机EL器件中的每一个形成第一电极； 在所述第一电极和所述绝缘膜上，针对所述多个有机EL器件公共地形成有机层，所述有机层包括空穴注入层或空穴输送层、以及发光层；以及 在所述有机层上，针对所述多个有机EL器件公共地形成第二电极，并且 其中，在所述绝缘膜中配置了所述沟槽之后执行所述有机层的形成。
15.根据权利要求14所述的制造显示单元的方法，其中，通过蒸发法执行所述有机层的形成，并且满足数学表达式1， 数学表达式I :X/Y > w/d 其中，X表示从所述沟槽的入口边缘到蒸发源的偏移距离，Y表示所述基板与所述蒸发源之间的距离，w表示所述沟槽的宽度，并且d表示所述沟槽的深度。
16.根据权利要求15所述的制造显示单元的方法，其中，在所述有机层的形成中，所述蒸发法是在旋转所述基板的同时执行膜的形成的旋转蒸发法，并且在旋转所述基板一周的期间的部分或全部时间内满足所述数学表达式I。
17.根据权利要求15所述的制造显示单元的方法，其中，在所述有机层的形成中，所述蒸发法是在所述蒸发源和所述基板在一个方向上相对移动的同时执行膜的形成的线性蒸发法，并且在所述基板通过所述蒸发源的期间的部分或全部时间内满足所述数学表达式I。
18.根据权利要求15所述的制造显示单元的方法，其中，在所述有机层中的所述空穴注入层或所述空穴输送层的形成中，满足所述数学表达式I。
全文摘要
一种显示单元及其制造方法，该显示单元在基板上包括多个有机EL器件；以及配置在多个有机EL器件之间的器件间区域中的绝缘膜。该绝缘膜包括位于彼此相邻的有机EL器件之间的位置中的沟槽。
文档编号H01L51/52GK102738200SQ201210080760
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月31日
发明者上杉昌尚, 山下淳一, 山田二郎, 市川朋芳, 权藤胜一, 槙田笃哉, 横山诚一, 长谷川英史 申请人:索尼公司