(57)【要約】  有機ELパネル１０は、陽極３と、陰極１１と、有機発光層８（Ｒ）、８（Ｇ）、８（Ｂ）と、正孔注入層５と正孔輸送層７とを含む第１機能層とを備える。前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、少なくとも１色について他の色とは異なる厚みを有し、前記正孔輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にある。
2012073269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、
前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、
前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、
前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、少なくとも１色について他の色とは異なる厚みを有し、
前記正孔輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、
前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にある
ことを特徴とする有機ELパネル。
【請求項２】
前記酸化タングステンを構成するタングステン元素は、タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態、および前記最大価数である６価よりも低い５価の状態で酸化タングステン膜に含まれ、かつ、
前記酸化タングステン膜は、粒径がナノメートルオーダーの大きさである前記酸化タングステンの結晶を含む
請求項１記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記５価のタングステン元素の原子数を、前記６価のタングステン元素の原子数で割った値であるＷ５＋／Ｗ６＋が３．２％以上である
請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
前記５価の状態のタングステン元素の存在によって、前記正孔注入層のバンド構造には、価電子帯で最も低い結合エネルギーよりも１．８〜３．６ｅＶ低い結合エネルギー領域内に占有準位を有している
請求項２または３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記酸化タングステン膜は、粒径が３〜１０ナノメートルの大きさである前記酸化タングステンの結晶を複数個含む
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下である
請求項1記載の有機ELパネル。
【請求項７】
前記正孔注入層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に厚みが異なっている
請求項６記載の有機ELパネル。
【請求項８】
前記正孔注入層は、酸化タングステンのみから構成される
請求項６記載の有機ELパネル。
【請求項９】
前記正孔注入層は、
前記Ｒの厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、
前記Ｇの厚みが３０ｎｍ以上３４ｎｍ以下であり、
前記Ｂの厚みが８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であり、
前記正孔輸送層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であって、かつ、等しく、
前記有機発光層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しい
請求項６記載の有機ELパネル。
【請求項１０】
前記正孔注入層は、
前記Ｒの厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、
前記Ｇの厚みが２６ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、
前記Ｂの厚みが４ｎｍ以上８ｎｍ以下であり、
前記正孔輸送層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であって、かつ、等しく、
前記有機発光層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しい、
請求項６記載の有機ELパネル。
【請求項１１】
前記第１機能層は、前記陽極上に形成される透明導電層を含み、
前記透明導電層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、
前記有機発光層と前記陰極との間には、前記第１機能層と異なる、電子注入輸送層を含む第２機能層が設けられ、前記電子注入輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にある
請求項６記載の有機ELパネル。
【請求項１２】
Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、
前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、
前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、
前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとに厚みが異なっており、Ｒに関する厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３０ｎｍ以上３４ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であり、
前記正孔輸送層は、Ｒに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、
前記有機発光層は、Ｒに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下である、
ことを特徴とする有機ELパネル。
【請求項１３】
前記酸化タングステンを構成するタングステン元素は、タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態、および前記最大価数である６価よりも低い５価の状態で酸化タングステン膜に含まれ、かつ、
前記酸化タングステン膜は、粒径がナノメートルオーダーの大きさである前記酸化タングステンの結晶を含む
請求項１２記載の有機ＥＬパネル。
【請求項１４】
前記５価のタングステン元素の原子数を、前記６価のタングステン元素の原子数で割った値であるＷ５＋／Ｗ６＋が３．２％以上である
請求項１３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項１５】
前記５価の状態のタングステン元素の存在によって、前記正孔注入層のバンド構造には、価電子帯で最も低い結合エネルギーよりも１．８〜３．６ｅＶ低い結合エネルギー領域内に占有準位を有している
請求項１３または１４に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項１６】
前記酸化タングステン膜は、粒径が３〜１０ナノメートルの大きさである前記酸化タングステンの結晶を複数個含む
ことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の有機ＥＬパネル。
【請求項１７】
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下である
請求項１２記載の有機ELパネル。
【請求項１８】
Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、
前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、
前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、
前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとに厚みが異なっており、Ｒに関する厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが２６ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが４ｎｍ以上８ｎｍ以下であり、
前記正孔輸送層は、Ｒに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、
前記有機発光層は、Ｒに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下である
ことを特徴とする有機ELパネル。
【請求項１９】
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下である
請求項１８記載の有機ELパネル。
【請求項２０】
入射された光を反射する陽極をＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設ける第１工程と、
前記陽極の上方に、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して、正孔を注入する正孔注入層と、正孔を輸送する正孔輸送層を含む、２以上の層からなる第１機能層を設ける第２工程と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の機能層の上方に、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層を設ける第３工程と、
前記有機発光層の上方に、前記陽極と対向するように、入射された光を透過する陰極を設ける第４工程とを含み、
前記第２工程では、前記正孔注入層を、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成し、前記正孔注入層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色が５ｎｍ以上４０ｎｍ以下で、かつ、少なくともいずれかの１色について他の色とは異なる厚みになるように形成し、
前記第３工程では、前記有機発光層の厚みを、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成する
ことを特徴とする有機ELパネルの製造方法。
【請求項２１】
前記第２工程では、前記正孔輸送層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成し、かつ、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の第１機能層の膜厚を３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下に形成し、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離を７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下となるように形成する
請求項２０記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項２２】
前記第２工程では、
前記正孔注入層を、前記酸化タングステンを蒸着法またはスパッタ法を用いて前記陽極上に成膜することにより形成し、
前記正孔輸送層を、前記正孔輸送材料を含むインクを印刷法またはインクジェット法を用いて前記正孔注入層上に成膜することにより形成し、
前記第３工程では、
前記有機発光層を、有機発光材料を含むインクを印刷法またはインクジェット法用いて前記正孔輸送層上に成膜することにより形成する
請求項２１記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項２３】
前記第２工程における、前記正孔注入層を形成する工程は、
前記陽極上に、前記酸化タングステンから構成される層を形成する形成工程と、
前記酸化タングステンから構成される層上に、感光性レジスト材料からなる層を積層する積層工程と、
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に異なる光透過率を有するマスクを用いて、前記感光性レジスト層を選択的に露光することにより、前記Ｒ，Ｇ，Ｂごとに前記感光性レジスト層の厚みを異なるように調整する調整工程と、
前記厚みを調整した感光性レジスト層を、現像液を用いてエッチングすると共に、前記正孔注入層の上部を含む一部を前記現像液を用いて除去することにより、前記Ｒ，Ｇ，Ｂごとに前記正孔注入層の厚みが異なるように成形する成形工程と、
前記成形工程後、前記正孔注入層から前記感光性レジスト層を除去する除去工程とを含む
請求項２１記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項２４】
前記第２工程では、
第１機能層として前記陽極上に形成される透明導電層を含み、
前記透明導電層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成し、
前記第３工程と前記第４工程との間において、
前記有機発光層上に、電子注入輸送層を含む第２機能層を設ける工程をさらに含み、当該工程では、前記電子注入輸送層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成する
請求項２１記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項２５】
前記第２工程は、アルゴンガスと酸素ガスからなるスパッタガス、および、タングステンからなるターゲットを用い、前記スパッタガスの全圧が２．３Ｐａ以上７．０Ｐａ以下であるとともに、前記スパッタガスの全圧に対する前記酸素ガス分圧の割合が５０以％上７０％以下であり、かつ、前記ターゲットの単位面積当たりの投入電力である投入電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２以上６．０Ｗ／ｃｍ２以下であり、かつ、前記スパッタガスの全圧を投入電力密度で割った値である全圧／投入電力密度が０．７Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも大きい成膜条件下で酸化タングステン膜を成膜することにより、前記正孔注入層を形成する
請求項２０記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２６】
前記第２工程において、
前記酸化タングステン膜を構成するタングステン元素が、前記タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態および、前記６価よりも低い５価の状態で前記酸化タングステン膜に含まれるように、かつ、粒径がナノメートルオーダーの大きさである酸化タングステンの結晶が含まれるように、前記酸化タングステン膜を成膜する
請求項２５記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２７】
前記第２工程は、前記全圧／投入電力密度が３．２Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも小さい
請求項２５記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２８】
請求項２０〜２７のいずれかに記載の製造方法により製造された有機ELパネルを用いた有機発光装置。
【請求項２９】
請求項２０〜２７のいずれかに記載の製造方法により製造された有機ELパネルを用いた有機表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ELパネル、有機ELパネルの製造方法、有機ELパネルを用いた有機発光装置、及び有機ELパネルを用いた有機表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、研究・開発が進んでいる有機ELパネルは、有機材料の電界発光現象を利用した表示パネルである。同パネルは、基板上にＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色のサブピクセルが配列された構成を有している。【０００３】
有機ELパネルでは、消費電力の低減や長寿命化などの観点から、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のサブピクセルの光取り出し効率を向上させることが重要である。【０００４】
そこで、特許文献１では、基板上に反射膜、層間絶縁膜、第１透明電極、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層、第２透明電極が積層された有機発光表示装置において、有機発光層から直接に第２透明電極に向かう直接光と、発光層から反射膜を経て第２透明電極に向かう反射光との光の干渉効果を利用することにより出射光強度を高める技術が提案されている（段落００２２−００２４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０４６９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで近年、有機ELパネルの大型化が進んでおり、消費電力の低減の重要性が一層高まっている。そのため駆動電圧のさらなる低減が求められている。【０００７】
本発明は、より一層消費電力を低減した有機ELパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る有機ELパネルは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、少なくとも１色について他の色とは異なる厚みを有し、前記正孔輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあるとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る有機ELパネルでは、前記正孔輸送層及び前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記正孔注入層で膜厚調整している。この正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。【００１０】
これにより、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできるため、厚膜化による駆動電圧の増加を防止することができる。正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂ各色で膜厚調整した場合に膜厚が厚くなる部分があったとしても、当該部分の駆動電圧は膜厚が薄い部分の駆動電圧とほぼ同等になるので、有機ELパネル全体として駆動電圧を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】正孔注入層の膜厚と駆動電圧との関係を示す。
【図２】（ａ）有機発光層の膜厚を５５ｎｍから１０５ｎｍまで１０ｎｍ刻みで設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示す。（ｂ）電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示す。
【図３】（ａ）正孔輸送層の膜厚を３０ｎｍ、６０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍと設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示す。（ｂ）電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示す。
【図４】（ａ）正孔注入層の膜厚を５ｎｍから４０ｎｍまで５ｎｍ刻みで設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示す。（ｂ）電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示す。
【図５】（ａ）正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（実施例１−１、実施例１−２）、及び有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（比較例１）のシミュレーション条件及び結果を示す。（ｂ）正孔輸送層、正孔注入層、及び透明導電層の屈折率を示す。
【図６】正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（実施例２−１、実施例２−２）、及び有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（比較例２）のシミュレーション条件及び結果を示す。
【図７】実施の形態１に係る有機ELパネル１０の構造を模式的に示す断面図である。
【図８】実施の形態１に係る有機ELパネル１０の製造工程の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る有機EL表示パネル１０の製造工程のうち図８に示す工程に後続する部分の一例を示す図である。
【図１０】ホールオンリー素子１０１の構成を示す模式的な断面図である。
【図１１】ホールオンリー素子の印加電圧と電流密度の関係曲線を示すデバイス特性図である。
【図１２】有機ＥＬ素子２０１の構成を示す模式的な断面図である。
【図１３】有機ＥＬ素子２０１の印加電圧と電流密度の関係曲線を示すデバイス特性図である。
【図１４】酸化タングステン膜表面のＸＰＳ測定によるＷ５ｐ３／２、Ｗ４ｆ５／２、Ｗ４ｆ７／２に帰属されるスペクトルを示す図である。
【図１５】（ａ）図１４に示すサンプルＡに係るピークフィッティング解析結果を示す図と、（ｂ）サンプルＥに係るピークフィッティング解析結果を示す図である。
【図１６】酸化タングステン膜表面のＵＰＳスペクトルを示す図である。
【図１７】酸化タングステン膜表面のＵＰＳスペクトルを示す図である。
【図１８】酸化タングステン膜表面の構造を説明するための図である。
【図１９】酸化タングステン膜断面のＴＥＭ写真である。
【図２０】酸化タングステン膜が、（ａ）ナノクリスタル構造である場合のホール伝導を模式的に示す図と、（ｂ）アモルファス構造である場合のホール伝導を模式的に示す図である。
【図２１】本実施の形態の表示装置１００の外観を例示した図である。
【図２２】本実施の形態の表示装置１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の一態様を得るに至った経緯］
以下、本発明の態様を具体的に説明するのに先立ち、本発明の態様を得るに至った経緯について説明する。
【００１３】
従来、有機ELパネルでは、光取り出し効率を調整するため、共振器構造が採用されている。この共振器構造として、光反射性を有する反射陽極と、光透過性を有する透明陰極とを用い、反射陽極と透明陰極との間に有機発光層を、反射陽極と有機発光層との間に１または２以上の層からなる機能層を、それぞれ配置する形態がある。
【００１４】
この共振器構造によれば、有機発光層から出射された光の一部が、機能層を通じて陽極側に進行し陽極により反射された後、機能層、有機発光層および陰極を通じて外部に出射される第１光路と、有機発光層から出射された光の残りの一部が、陽極側に進行することなく陰極側に進行し、陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成される。
【００１５】
そして、この共振器構造では、有機発光層および機能層の光学的厚みを設定することにより、光取り出し効率が調整される。この場合、一般的に、有機発光層または機能層のうちの正孔輸送層の膜厚を適宜設定することにより、有機ELパネルの光取り出し効率が調整されている。なぜなら、有機発光層、および当該有機発光層に正孔を輸送する有機材料から形成される正孔輸送層は、インクジェット法等の塗布方式を用いて形成されており、塗布方式は、膜厚の制御が比較的容易であるためである。
【００１６】
本発明者らは、上述した有機ELパネルについて鋭意研究の結果、有機発光層または正孔輸送層の膜厚を、適宜設定して光取り出し効率を調整した場合、所定の電流密度を得るために必要とされる駆動電圧にバラつきが生じることを確認した。より詳細には、膜厚が厚くなるにつれて駆動電圧が増加することを確認した。このときの具体的な実験内容および結果については、図2（ａ）（ｂ）、図3（ａ）（ｂ)を用いて後述する。
【００１７】
そこで、本発明者らは、機能層の内、陽極から注入された正孔を正孔輸送層に対して注入する正孔注入層に着眼し、有機発光層または正孔輸送層ではなく、正孔注入層の膜厚を、適宜設定することにより、光取り出し効率を調整することを着想した。
【００１８】
ここで、正孔注入層としては、従来、ＰＥＤＯＴ(ポリチオフェン、poly(ethylenedioxy)thiophene)などの有機材料を用いる形態、および金属酸化物などの無機材料を用いる形態が存在しており、この場合、当業者であれば、膜厚調整の容易化の点から、塗布方式を用いて形成できる有機材料を用いる形態を選択することが考えられる。その技術常識に反し、本発明者らは、正孔注入層として、蒸着またはスパッタ法を用いて形成される無機材料を用いる形態、特に、金属酸化物を用いる形態について検討したのである。
【００１９】
そして、本発明者らは、金属酸化物として酸化タングステンを用いて、正孔注入層を所定条件の下で成膜し、その膜厚を３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍに設定して実験を行った。このとき、正孔注入層は、有機材料を含有させずに酸化タングステンのみから構成した。なぜなら、有機材料は、一般的に、金属酸化物に比べて導電性が低いため、有機材料を含有させた場合、駆動電圧が高くなってしまい、駆動電圧の低減が困難になると考えたためである。図１は、その実験結果を示す。しかしながら、この実験では、厚膜化に伴い駆動電圧が増加する傾向があることを示す結果となった（図１の系列１参照）。この結果からすると、正孔注入層の膜厚を設定することにより光取り出し効率を調整する手法は、必ずしも有効ではないとも思われる。
【００２０】
しかし、本発明者らは、上記実験結果を受けて諦めることなく、更に考察を重ね、たしかに、厚膜化に伴い駆動電圧が増加する傾向が認められるものの、薄膜領域では駆動電圧が小さくなっており、その増加幅が緩やかになるのではないかとの推論を立てた。
【００２１】
そこで、さらに本発明者らは、酸化タングステンを用いて正孔注入層を所定条件の下で成膜し、その膜厚を５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲で５ｎｍ刻みに設定して実験を行った。このときの具体的な実験内容および結果については、図４（ａ）（ｂ）を用いて後述する。
【００２２】
その結果、上記範囲内においては異なる膜厚においても、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできることを見出した（図１の系列２参照）。
【００２３】
すなわち、有機発光層または正孔輸送層は、所定の発光効率を満たす駆動電圧の、膜厚に対する依存性が高いのに対し、酸化タングステンから構成した薄層構造を有する正孔注入層は、所定の発光効率を満たす駆動電圧の、膜厚に対する依存性が低いことを知見し得た。
【００２４】
以上のような実験、考察、新たな知見を積み重ねることにより、本発明者らは、本発明の一態様である有機ＥＬパネルの構成を得ることができたのである。
【００２５】
また、本発明者らは、上記知見を得た後、有機発光層の膜厚で光取り出し効率を調整する実験と、正孔注入層の膜厚で光取り出し効率を調整する実験を行った。その結果、有機発光層の膜厚を変化させた場合と、正孔注入層の膜厚を変化させた場合とで、光取り出し効率に大差がないことを確認した。
【００２６】
それらの結果、光学的な補正を有機発光層または正孔輸送層ではなく、酸化タングステンから構成した正孔注入層で行うことにより、良好な光学特性を満たしつつ、駆動電圧の低減を図ることができる、という本発明の一態様である有機ELパネルに想到するに至ったのである。
【００２７】
［実施の態様］
本発明の一態様である有機ELパネルは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、少なくとも１色について他の色とは異なる厚みを有し、前記正孔輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあるとした。
【００２８】
本発明の一態様に係る有機ELパネルでは、前記正孔輸送層及び前記有機発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記正孔注入層で膜厚調整している。この正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
【００２９】
これにより、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできるため、厚膜化による駆動電圧の増加を防止することができる。正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂ各色で膜厚調整した場合に膜厚が厚くなる部分があったとしても、当該部分の駆動電圧は膜厚が薄い部分の駆動電圧とほぼ同等になるので、有機ELパネル全体として駆動電圧を低減することができる。
【００３０】
ここで、本発明の別の態様として、前記酸化タングステンを構成するタングステン元素は、タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態、および前記最大価数である６価よりも低い５価の状態で酸化タングステン膜に含まれ、かつ、前記酸化タングステン膜は、粒径がナノメートルオーダーの大きさである前記酸化タングステンの結晶を含むとしてもよい。
【００３１】
本態様の有機ELパネルでは、酸化タングステンを構成するタングステン元素を、最大価数である６価の状態および当該最大価数よりも低い５価の状態とすることで、正孔注入層に酸素欠陥に類する構造を持たせることができる。これに加え、酸化タングステンの結晶粒径をナノメートルオーダーの大きさとすることで、それに伴って、酸素欠陥に類する構造が多く存在する結晶粒界が酸化タングステン層内に数多く形成される。これにより、酸化タングステン膜の膜厚方向にホール伝導経路を張り巡らすことができるので、低い駆動電圧で効率的なホールの伝導を実現できる。
【００３２】
ここで、本発明の別の態様として、前記５価のタングステン元素の原子数を、前記６価のタングステン元素の原子数で割った値であるＷ５＋／Ｗ６＋が３．２％以上であるとしてもよい。
【００３３】
本態様の有機ELパネルでは、６価のタングステン原子に対し、５価のタングステン原子が３．２％以上含まれていることで、より良好なホール伝導効率を得ることができる。
【００３４】
ここで、本発明の別の態様として、前記５価の状態のタングステン元素の存在によって、前記正孔注入層のバンド構造には、価電子帯で最も低い結合エネルギーよりも１．８〜３．６ｅＶ低い結合エネルギー領域内に占有準位を有しているとしてもよい。
【００３５】
本態様の有機ELパネルでは、この占有準位が存在することで、正孔注入層と正孔輸送層との間のホール注入障壁を小さく抑えることができる。その結果、より良好なホール注入効率を得ることができる。
【００３６】
ここで、本発明の別の態様として、前記酸化タングステン膜は、粒径が３〜１０ナノメートルの大きさである前記酸化タングステンの結晶を複数個含むとしてもよい。
【００３７】
ここで、本発明の別の態様として、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下であるとしてもよい。
【００３８】
本発明者らは、第１機能層の膜厚が３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下の範囲で、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離が、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下の範囲である場合、正孔注入層の膜厚を調整して得られる光取り出し効率は、有機発光層の膜厚を調整して得られる光取り出し効率と大差がないことを確認した。
【００３９】
本発明の一態様に係る有機ELパネルでは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下である。
【００４０】
これにより、有機発光層の膜厚を調整して得られる光取り出し効率と同等の光取り出し効率を達成することができる。
【００４１】
このように、本発明の一態様に係る有機ELパネルでは、有機発光層の膜厚で光取り出し効率を調整した場合と同等の光取り出し効率を実現しつつ、駆動電圧を低減することができる。
【００４２】
なお、本発明の一態様に係る有機ELパネルでは、色度についても、有機発光層の膜厚を調整した場合と同等の色度が実現できることも判明している。
【００４３】
ここで、本発明の別の態様として、前記正孔注入層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に厚みが異なっているとしてもよい。
【００４４】
ここで、本発明の別の態様として、前記正孔注入層は、酸化タングステンのみから構成されるとしてもよい。
【００４５】
本発明者らは、正孔注入層を酸化タングステンから構成し、その膜厚を５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲で５ｎｍ刻みに設定した場合、上記範囲内においては異なる膜厚においても、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできることを確認した。
【００４６】
本態様の有機ELパネルでは、前記正孔注入層は、酸化タングステンのみから構成されるので、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にすることができる。
【００４７】
ここで、本発明の別の態様として、前記正孔注入層は、前記Ｒの厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、前記Ｇの厚みが３０ｎｍ以上３４ｎｍ以下であり、前記Ｂの厚みが８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であり、前記正孔輸送層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であって、かつ、等しく、前記有機発光層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しいとしてもよい。
【００４８】
また、本発明の別の態様として、前記正孔注入層は、前記Ｒの厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、前記Ｇの厚みが２６ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、前記Ｂの厚みが４ｎｍ以上８ｎｍ以下であり、前記正孔輸送層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であって、かつ、等しく、前記有機発光層は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しいとしてもよい。
【００４９】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルは、前記第１機能層は、前記陽極上に形成される透明導電層を含み、前記透明導電層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、前記有機発光層と前記陰極との間には、前記第１機能層と異なる、電子注入輸送層を含む第２機能層が設けられ、前記電子注入輸送層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあるとしてもよい。
【００５０】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとに厚みが異なっており、Ｒに関する厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３０ｎｍ以上３４ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であり、前記正孔輸送層は、Ｒに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であり、前記有機発光層は、Ｒに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であるとした。
【００５１】
本態様の有機ELパネルでは、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできるため、厚膜化による駆動電圧の増加を防止することができる。
【００５２】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルは、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下であるとしてもよい。
【００５３】
本態様の有機ELパネルでは、有機発光層の膜厚を調整して得られる光取り出し効率と同等の光取り出し効率を達成することができる。
【００５４】
したがって、有機発光層の膜厚で光取り出し効率を調整した場合と同等の光取り出し効率を実現しつつ、駆動電圧を低減することができる。
【００５５】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、入射された光を反射する陽極と、前記陽極に対向して配置され、入射された光を透過する陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置され、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設けられ、前記陽極と前記陰極との間に電圧が印加されることにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層と、前記陽極と前記有機発光層との間に配置され、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応して設けられ、正孔を注入するための正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられ、正孔を前記有機発光層に輸送するための正孔輸送層を含む２以上の層からなる第１機能層とを備え、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の一部が、前記第１機能層を通じて前記陽極側に進行し前記陽極により反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層および前記陰極を通じて外部に出射される第１光路と、前記有機発光層から出射された前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光の残りの一部が、前記陽極側に進行することなく前記陰極側に進行し、前記陰極を通じて外部に出射される第２光路が形成され、前記正孔注入層は、酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成され、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとに厚みが異なっており、Ｒに関する厚みが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが２６ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが４ｎｍ以上８ｎｍ以下であり、前記正孔輸送層は、Ｒに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であり、前記有機発光層は、Ｒに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｇに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であり、Ｂに関する厚みが３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であるとした。
【００５６】
本態様の有機ELパネルでは、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできるため、厚膜化による駆動電圧の増加を防止することができる。
【００５７】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルは、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の前記第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下であるとしてもよい。
【００５８】
本態様の有機ELパネルでは、有機発光層の膜厚を調整して得られる光取り出し効率と同等の光取り出し効率を達成することができる。
【００５９】
したがって、有機発光層の膜厚で光取り出し効率を調整した場合と同等の光取り出し効率を実現しつつ、駆動電圧を低減することができる。
【００６０】
ここで、本発明の一態様である有機ELパネルの製造方法は、入射された光を反射する陽極をＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して設ける第１工程と、前記陽極の上方に、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色に対応して、正孔を注入する正孔注入層と、正孔を輸送する正孔輸送層を含む、２以上の層からなる第１機能層を設ける第２工程と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の機能層の上方に、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ各色の光を出射する有機発光層を設ける第３工程と、前記有機発光層の上方に、前記陽極と対向するように、入射された光を透過する陰極を設ける第４工程とを含み、前記第２工程では、前記正孔注入層を酸化タングステンを含む金属酸化物のみから構成し、前記正孔注入層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色が５ｎｍ以上４０ｎｍ以下で、かつ、少なくともいずれかの１色について他の色とは異なる厚みになるように形成し、前記第３工程では、前記有機発光層の厚みを、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成するとした。
【００６１】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程では、前記正孔輸送層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成し、かつ、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の第１機能層の膜厚を３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下に形成し、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における前記有機発光層から前記陽極までの光学的な距離を７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下となるように形成するとしてもよい。
【００６２】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程では、前記正孔注入層を、前記酸化タングステンを蒸着法またはスパッタ法を用いて前記陽極上に成膜することにより形成し、前記正孔輸送層を、前記正孔輸送材料を含むインクを印刷法またはインクジェット法を用いて前記正孔注入層上に成膜することにより形成し、前記第３工程では、前記有機発光層、有機発光材料を含むインクを印刷法またはインクジェット法用いて前記正孔輸送層上に成膜することにより形成するとしてもよい。
【００６３】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程における、前記正孔注入層を形成する工程は、前記陽極上に、前記酸化タングステンから構成される層を形成する形成工程と、前記酸化タングステンから構成される層上に、感光性レジスト材料からなる層を積層する積層工程と、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に異なる光透過率を有するマスクを用いて、前記感光性レジスト層を選択的に露光することにより、前記Ｒ，Ｇ，Ｂごとに前記感光性レジスト層の厚みを異なるように調整する調整工程と、前記厚みを調整した感光性レジスト層を現像液を用いてエッチングすると共に、前記正孔注入層の上部を含む一部を前記現像液を用いて除去することにより、前記Ｒ，Ｇ，Ｂごとに前記正孔注入層の厚みが異なるように成形する成形工程と、前記成形工程後、前記正孔注入層から前記感光性レジスト層を除去する除去工程とを含むとしてもよい。
【００６４】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程では、第１機能層として前記陽極上に形成される透明導電層を含み、前記透明導電層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成し、前記第３工程と前記第４工程との間において、前記有機発光層上に、電子注入輸送層を含む第２機能層を設ける工程をさらに含み、当該工程では、前記電子注入輸送層の厚みをＲ，Ｇ，Ｂ各色ともに等しい範囲となるように形成するとしてもよい。
【００６５】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程は、アルゴンガスと酸素ガスからなるスパッタガス、および、タングステンからなるターゲットを用い、前記スパッタガスの全圧が２．３Ｐａ以上７．０Ｐａ以下であるとともに、前記スパッタガスの全圧に対する前記酸素ガス分圧の割合が５０以％上７０％以下であり、かつ、前記ターゲットの単位面積当たりの投入電力である投入電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２以上６．０Ｗ／ｃｍ２以下であり、かつ、前記スパッタガスの全圧を投入電力密度で割った値である全圧／投入電力密度が０．７Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも大きい成膜条件下で酸化タングステン膜を成膜することにより、前記正孔注入層を形成するとしてもよい。
【００６６】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程において、前記酸化タングステン膜を構成するタングステン元素が、前記タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態および、前記６価よりも低い５価の状態で前記酸化タングステン膜に含まれるように、かつ、粒径がナノメートルオーダーの大きさである酸化タングステンの結晶が含まれるように、前記酸化タングステン膜を成膜するとしてもよい。
【００６７】
ここで、本発明の別の態様として、前記第２工程は、前記全圧／投入電力密度が３．２Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも小さいとしてもよい。
【００６８】
ここで、本発明の別の態様として、上記本発明の一態様に係る製造方法により製造された有機ELパネルを用いた有機発光装置としてもよい。
【００６９】
本態様の有機発光装置は、上記本発明の一態様に係る製造方法により製造された有機ELパネルを用いることで得られるものであり、上記理由により、駆動電圧を低減することができる。
【００７０】
ここで、本発明の別の態様として、上記本発明の一態様に係る製造方法により製造された有機ELパネルを用いた有機表示装置としてもよい。
【００７１】
本態様の有機表示装置は、上記本発明の一態様に係る製造方法により製造された有機ELパネルを用いることで得られるものであり、上記理由により、駆動電圧を低減することができる。
【００７２】
［実施の形態１］
＜概要＞
本実施の形態の有機ELパネルは、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚を５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の薄膜領域に設定し光取り出し効率を調整している。まず、このことによる、有機発光層または正孔輸送層の各膜厚で光取り出し効率を調整する場合に対する優位性を説明する。その後、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合と、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合のシミュレーションについて説明する。最後に、本実施の形態の有機ELパネルの構成について具体的に説明する。
＜有機発光層及び正孔輸送層の膜厚と駆動電圧との関係＞
有機発光層及び正孔輸送層の膜厚をそれぞれ変化させたとき電流密度と駆動電圧とがどのように変化するのか説明する。
【００７３】
図２（ａ）は、有機発光層の膜厚を５５ｎｍから１０５ｎｍまで１０ｎｍ刻みで設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示している。図２（ａ）に示すように、有機発光層の膜厚が厚くなるほど、同じ電流密度を得るために必要となる駆動電圧が大きくなる。また、後述する正孔注入層の膜厚を変化させた場合（図４（ａ）参照）に比べ、各膜厚間での駆動電圧のばらつきが大きい。
【００７４】
また、図２（ｂ）は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示している。図２（ｂ）に示すように、膜厚が厚くなるにつれて駆動電圧が大きくなっており、各膜厚間での駆動電圧のばらつきが大きい。例えば、最大で（すなわち、有機発光層の膜厚が５５ｎｍの場合と１０５ｎｍの場合とでは）、３．４Ｖの差がある。
【００７５】
以上のことより、有機発光層のＲ、Ｇ、Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各膜厚のうち膜厚が厚くなるものについては駆動電圧が大きくなるため、消費電力の低減を実現することができない。
【００７６】
続いて図３（ａ）は、正孔輸送層の膜厚を３０ｎｍ、６０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍと設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示している。図３（ａ）に示すように、有機発光層の場合と同様、正孔輸送層の膜厚が厚くなるほど、同じ電流密度を得るために必要となる駆動電圧が大きくなっており、正孔注入層の膜厚を変化させた場合に比べ、各膜厚間での駆動電圧のばらつきも大きい。
【００７７】
また、図３（ｂ）は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示している。図３（ｂ）に示すように、膜厚が厚くなるにつれて駆動電圧が大きくなっており、各膜厚間での駆動電圧のばらつきが大きい。例えば、最大で（すなわち、正孔輸送層の膜厚が３０ｎｍの場合と１００ｎｍの場合とでは）、２．７Ｖの差がある。
【００７８】
有機発光層の膜厚で光取り出し効率を調整する場合に比べ、膜厚を厚くした際の駆動電圧の増加幅は小さいものの、厚膜化に伴う駆動電圧の増大は免れない。
＜正孔注入層の膜厚と駆動電圧との関係＞
次に、正孔注入層の膜厚を薄膜領域で変化させたとき電流密度と駆動電圧とがどのように変化するのか説明する。図４（ａ）は、正孔注入層の膜厚を５ｎｍから４０ｎｍまで５ｎｍ刻みで設定した場合の各膜厚における電流密度と駆動電圧との関係を示している。図４（ａ）に示すように、有機発光層の膜厚を変化させた場合、及び正孔輸送層の膜厚を変化させた場合に比べ、各膜厚間での駆動電圧のばらつきが明らかに小さい。
【００７９】
また、図４（ｂ）は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２のときの各膜厚と駆動電圧との関係を示している。図４（ｂ）に示すように、正孔注入層の膜厚が５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲においてはどの膜厚であっても駆動電圧は６．７Ｖまたは６．８Ｖであり、駆動電圧のばらつきが小さいことがわかる。
【００８０】
すなわち、正孔注入層のＲ、Ｇ、Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整し、かつ正孔注入層の膜厚を５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲とした場合には、厚膜化による駆動電圧の増大を回避できるので、消費電力の低減を実現することができる。
【００８１】
このように駆動電圧のばらつきが小さくなるのは、正孔注入層が金属酸化物で構成されるため、有機物から構成される有機発光層や正孔輸送層に比べ、導電性が高いためと考えられる。
【００８２】
また、正孔注入層の膜厚が５ｎｍ以上４０ｎｍの範囲で駆動電圧のばらつきが小さくなる理由は、必ずしも明確ではないが、以下のように推測される。なお、ここでは簡単に説明し、詳細は後述する。
【００８３】
本実施の形態によれば、正孔注入層は、酸化タングステンからなる薄膜構造（厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下）である。酸化タングステンを構成するタングステン元素は、タングステン元素が取り得る最大価数である６価の状態、および当該最大価数である６価よりも低い５価の状態で酸化タングステン膜に含まれることにより、正孔注入層にホール伝導部となる部分が存在する。加えて、酸化タングステン膜は、粒径がナノメートルオーダーの大きさである酸化タングステンの結晶を含むことにより、結晶粒界となる部分が増えるため、ホール伝導に寄与する電子軌道の重なりが形成される。この結果、正孔注入層内部における電気導電性が向上するので、駆動電圧が小さくなって安定するというものである。
＜第１シミュレーション＞
続いて、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合と、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合のシミュレーションについて説明する。図５（ａ）は、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（実施例１−１、実施例１−２）、及び有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（比較例１）のシミュレーション条件及び結果を示している。ただし、図５（ａ）のシミュレーションでは、光取り出し効率として、電流効率を用いている。また、図５（ｂ）は、正孔輸送層、正孔注入層、及び透明導電層の屈折率を示している。
【００８４】
─比較例１、及び実施例１−１における各層の膜厚─
図中の比較例１では、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整しており、具体的には、有機発光層のＲの膜厚が、８０ｎｍ、Ｇの膜厚が８０ｎｍ、Ｂの膜厚が５０ｎｍに設定されている。電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、及び透明導電層についてはそれぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂで共通の膜厚に設定されている。
【００８５】
図中の実施例１−１では、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整しており、具体的には、正孔注入層のＲの膜厚が、３８ｎｍ、Ｇの膜厚が３２ｎｍ、Ｂの膜厚が１０ｎｍに設定されている。電子輸送層、正孔輸送層、及び透明導電層については比較例１と同様の膜厚に設定されている。また、有機発光層については、Ｒ，Ｇ，Ｂで共通の膜厚であり、予備実験によりデバイス性能を保証できると考えられる４０ｎｍに設定されており、比較例１の有機発光層の膜厚８０ｎｍより薄膜になっている。
【００８６】
─比較例１と実施例１−１との比較─
続いて、電流効率、色度、駆動電圧、消費電力、及びｔｏｔａｌ消費電力について比較例１と実施例１−１とを対比しながら説明する。
【００８７】
電流効率に関して、Ｒについては比較例１では７．９ｃｄ／Ａであるのに対し、実施例１−１では９．３ｃｄ／Ａであり、約１８％の向上が見られる。Ｇについては比較例１では４１ｃｄ／Ａであるのに対し、実施例１−１では４０ｃｄ／Ａであり、約４％低下している。Ｂについては比較例１と実施例１−１とで変化はなかった。
【００８８】
Ｒについては約１８％の大幅な改善であるのに対し、Ｇについては約４％の小幅な悪化であるので、全体としては、電流効率は向上していると言える。
【００８９】
また、色度については、ＲとＢに関しては比較例１と実施例１−１とで、値が全く同じになっている。ただし、Ｇについては比較例１では（０．２８，０．６６）であるのに対し、実施例１−１では（０．２９，０．６６）であり、ｘの値が０．０１増加している。ここで、例えばＥＢＵ規格によれば、Ｇは（０．２９，０．６０）と規定されている。したがって、ＥＢＵ規格に基づくと、Ｇについては実施例１−１の方が向上しているといえる。
【００９０】
これらのことから、電流効率及び色度に関して、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で調整した場合と、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で調整した場合とで大差はなく、むしろ電流効率及び色度については後者の方が若干向上することがわかる。
【００９１】
また、駆動電圧については、比較例１に比べて実施例１−１では大幅に改善されている。具体的には、比較例１では、Ｒが６．１Ｖ，Ｇが８．２Ｖ，Ｂが６．２Ｖであるのに対し、実施例１−１では、Ｒが４．４Ｖ、Ｇが４．９Ｖ、Ｂが５．４Ｖとなっており、Ｒで約２８％、Ｇで約４０％、Ｂで約１３％低下している。
【００９２】
このため消費電力についても比較例１に比べて実施例１−１では改善されている。ｔｏｔａｌ消費電力で比較例１と実施例１−１とを比べると、比較例１では２７．１１Ｗであるのに対し、実施例１−１では２１．７７Ｗであり、実施例１−１では比較例１に対し約２０％削減できる。
【００９３】
以上のことより、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整することにより、有機発光層で調整した場合と比較し、電流効率及び色度については維持あるいは若干向上させつつ、駆動電圧を低減することができる。
【００９４】
─実施例１−２における各層の膜厚─
図中の実施例１−２は、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した他の実施例であり、正孔注入層のＲの膜厚が、３８ｎｍ、Ｇの膜厚が２８ｎｍ、Ｂの膜厚が６ｎｍに設定されている。また、実施例１−１と比較し電子輸送層及び正孔輸送層の膜厚が５ｎｍ厚く設定されている。
【００９５】
─比較例１と実施例１−２との比較─
続いて、電流効率、色度、駆動電圧、消費電力、及びｔｏｔａｌ消費電力について比較例１と実施例１−２とを対比しながら説明する。
【００９６】
電流効率に関して、Ｒについては比較例１では７．９ｃｄ／Ａであるのに対し、実施例１−２では９．３ｃｄ／Ａであり、約１８％の向上が見られる。Ｇについては比較例１では４１ｃｄ／Ａであるのに対し、実施例１−２では３９ｃｄ／Ａであり、約５％低下している。Ｂについては比較例１と実施例１−２とで変化はなかった。
【００９７】
Ｒについては約１８％の大幅な改善であるのに対し、Ｇについては約５％の小幅な悪化であるので、全体としては、電流効率は向上していると言える。
【００９８】
また、色度については、Ｒに関しては比較例１と実施例１−２とで、値が全く同じになっている。ただし、Ｇについては比較例１では（０．２８，０．６６）であるのに対し、実施例１−２では（０．２９，０．６６）であり、ｘの値が０．０１増加している。したがって、上記同様の理由により、Ｇについては実施例１−２の方が向上しているといえる。Ｂについては比較例１では（０．１３，０．０７４）であるのに対し、実施例１−２では（０．１３，０．０７５）であり、Ｙの値が０．００１増加している。ここで、例えばＥＢＵ規格によれば、Ｂは（０．１５，０．０６）と規定されている。したがって、Ｂについては実施例１−２の方が低下しているといえる。
【００９９】
Ｇについては約４％の改善であるのに対し、Ｂについては約１％の悪化であるので、全体としては、色度は向上しているといえる。
【０１００】
これらのことから、実施例１−２についても、実施例１−１と同様、電流効率及び色度に関して、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で調整した場合と、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で調整した場合とで大差はなく、むしろ電流効率及び色度については後者の方が若干向上することがわかる。
【０１０１】
また、駆動電圧についても、実施例１−１と同じように、比較例１に比べて実施例１−２では大幅に改善されている。具体的には、比較例１では、Ｒが６．１Ｖ，Ｇが８．２Ｖ，Ｂが６．２Ｖであるのに対し、実施例１−２では、Ｒが４．６Ｖ、Ｇが５．１Ｖ、Ｂが５．６Ｖとなっており、Ｒで約２５％、Ｇで約３８％、Ｂで約１０％改善している。
【０１０２】
このため消費電力についても比較例１に比べて実施例１−２では改善されている。ｔｏｔａｌ消費電力で比較例１と実施例１−２とを比べると、比較例１では２７．１１Ｗであるのに対し、実施例１−２では２２．１５Ｗであり、実施例１−２では比較例１に対し約１８％削減できる。
【０１０３】
このように、実施例１−１より電子輸送層及び正孔輸送層の膜厚を５ｎｍ厚く設定することで条件をより厳しくした場合であっても、実施例１−１に比べて若干劣るものの、比較例１に対して大幅にｔｏｔａｌ消費電力を改善することができる。
【０１０４】
─第１機能層の膜厚と光学距離─
正孔輸送層、正孔注入層、及び透明導電層（以下、これらをまとめて「第１機能層」という）の合計膜厚に関して、実施例１−１のＢが最も薄く３６ｎｍであり、実施例１−２のＲが最も厚く６９ｎｍである。
【０１０５】
陽極と有機発光層との間の光学距離に関して、実施例１−１のＢが最も短く７２ｎｍであり、実施例１−２のＲが最も長く１３１ｎｍである。
【０１０６】
すなわち、第１機能層の膜厚が３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下の範囲であり、光学距離が７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下の範囲において、電流効率及び色度を維持または向上させつつ駆動電圧を低減することができる。
【０１０７】
なお、光学距離は、層毎に膜厚と屈折率の積をとり、得られた積を合計することにより求められる。ただし、各層の屈折率については図５（ｂ）に示すものを用いる。
＜第２シミュレーション＞
続いて、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合と、有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合の別のシミュレーションについて説明する。ここでは、４０型のＦＨＤ仕様の有機ELパネルを想定している。
【０１０８】
図６は、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（実施例２−１、実施例２−２）、及び有機発光層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整した場合（比較例２）のシミュレーション条件及び結果を示している。
【０１０９】
比較例２、実施例２−１、及び実施例２−２における各層の膜厚は、比較例１、実施例１−１、及び実施例１−２における各層の膜厚と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１０】
─比較例２と実施例２−１との比較─
続いて、電流効率、色度、駆動電圧、消費電力、及びｔｏｔａｌ消費電力について比較例２と実施例２−１とを対比しながら説明する。
【０１１１】
電流効率、色度、及び駆動電圧について、比較例１と実施例１−１との対比と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１２】
消費電力について、比較例２に比べて実施例２−１では改善されている。ｔｏｔａｌ消費電力で比較例２と実施例２−１とを比べると、比較例２では１０１．００Ｗであるのに対し、実施例２−１では８１．０８Ｗであり、実施例２−１では比較例２に対し約２０％削減できる。
【０１１３】
以上のことより、正孔注入層のＲ，Ｇ，Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整することにより、有機発光層で調整した場合と比較し、電流効率及び色度については維持あるいは若干向上させつつ、駆動電圧を低減することができる。
【０１１４】
─比較例２と実施例２−２との比較─
続いて、電流効率、色度、駆動電圧、消費電力、及びｔｏｔａｌ消費電力について比較例２と実施例２−２とを対比しながら説明する。
【０１１５】
電流効率、色度、及び駆動電圧について、基本的には、比較例１と実施例１−２との対比と同様である。実施例１−２ではＲの電流効率が３９ｃｄ／Ａであるのに対し、実施例２−２では、４０ｃｄ／Ａである。また、実施例１−２ではＢの色度が（０．１３，０．０７５）であるのに対し、実施例１−２では、（０．１３，０．０７４）である。ただし、各層の膜厚は実施例１−２と実施例２−２と同様であるため、これらはばらつきであると考えられる。
【０１１６】
消費電力について、比較例２に比べて実施例２−２では改善されている。ｔｏｔａｌ消費電力で比較例２と実施例２−２とを比べると、比較例１では１０１．００Ｗであるのに対し、実施例２−２では８２．５０Ｗであり、実施例２−２では比較例２に対し約１８％削減できる。
【０１１７】
また、第１機能層の膜厚と光学距離については第１シミュレーションで説明した通りである。本シミュレーションにおいても、各層の屈折率については図５（ｂ）に示すものを用いる。
＜有機ELパネルの構成＞
図７は、実施の形態１に係る有機ELパネル１０の構造を模式的に示す断面図である。有機ELパネル１０では、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色のサブピクセル１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが行列状に配置されている。以下、有機ELパネル１０の構造について詳細に説明する。
【０１１８】
図７に示すように、実施の形態１の有機ELパネル１０では、TFT基板１上に層間絶縁膜２が形成されており、この層間絶縁膜２上に、陽極３がサブピクセル単位で行列状にパターニングして形成されている。Ｘ軸方向に隣り合う３つのサブピクセル１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの組み合わせにより１画素（ピクセル）が構成される。
【０１１９】
各陽極３上には透明導電層４が形成され、それぞれの透明導電層４を覆うように層間絶縁膜２上には正孔注入層５が形成されている。ただし、正孔注入層５の膜厚が、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々で異なっている。上記シミュレーションで示したように、正孔注入層５の膜厚は、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるのが好ましい。
【０１２０】
正孔注入層５上であって陽極３間に相当する領域にはバンク６が形成されている。バンク６で規定された領域内において陽極３上には、正孔輸送層７が形成され、正孔輸送層７上には所定の色の有機発光層８が積層されている（以下、陽極３と有機発光層８との間に設けられた、透明導電層４、正孔注入層５、及び正孔輸送層７をまとめて「第１機能層」という）。ただし、正孔輸送層７及び有機発光層８はそれぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にある。ここで、厚みが等しい範囲とは、（ｉ）Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の設計値が同一であり、実測値も同一である場合の他、（ii）Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の設計値が同一であるが、製造誤差の範囲内（例えば一層当たり±５［ｎｍ］）で実測値がずれている場合も含む。
【０１２１】
さらに、有機発光層８上には、電子輸送層９、陰極１１、及び封止層１２が、それぞれバンク６で規定された領域を超えて隣接するサブピクセルのものと連続するように形成されている。ただし、電子輸送層９は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にある。厚みが等しい範囲とは、上記（ｉ）、（ii）で示した通りである。
【０１２２】
また、有機ELパネル１０では、陽極３の存在により共振器構造が実現されている。有機ELパネル１０には、有機発光層８から出射された光の一部が、第１機能層を通じて陽極３側に進行し陽極３により反射された後、第１機能層、有機発光層８および陰極１１を通じて外部に出射される第１光路と、有機発光層８から出射された光の残りの一部が陽極３側に進行することなく陰極１１側に進行し、陰極１１を通じて外部に出射される第２光路とが形成される。
【０１２３】
第１光路を通る反射光と第２光路を通る直接光とが干渉効果で強め合うように有機発光層８（Ｒ），８（Ｇ），８（Ｂ）と陽極３との間の距離を調整することで、有機ELパネルの光取り出し効率を高めることができる。距離の調整は、第１機能層の膜厚を調整することにより実現できる。
【０１２４】
具体的には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の第１機能層の膜厚は、上記シミュレーションで示したように、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下に調整されていることが好ましい。
【０１２５】
その際、正孔注入層の膜厚に関してＲが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下、Ｇが３０ｎｍ以上３４ｎｍ以下、Ｂが８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であり、正孔輸送層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂがそれぞれ７ｎｍ以上１３ｎｍ以下であって、かつ、等しく、有機発光層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂがそれぞれ３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しいことが好ましい。
【０１２６】
特に、実施例１−１及び実施例２−１で示したように、正孔輸送層の膜厚に関してＲが３８ｎｍ、Ｇが３２ｎｍ、Ｂが１０ｎｍであり、正孔輸送層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂが各々共通の１０ｎｍであり、有機発光層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂが各々共通の４０ｎｍであることがより好ましい。
【０１２７】
また、正孔注入層の膜厚に関してＲが３６ｎｍ以上４０ｎｍ以下、Ｇが２６ｎｍ以上３０ｎｍ以下、Ｂが４ｎｍ以上８ｎｍ以下であり、正孔輸送層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂがそれぞれ１２ｎｍ以上１８ｎｍ以下であって、かつ、等しく、有機発光層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂがそれぞれ３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下であって、かつ、等しいとしてもよい。
【０１２８】
この場合には特に、実施例１−２及び実施例２−２で示したように、正孔輸送層の膜厚に関してＲが３８ｎｍ、Ｇが２８ｎｍ、Ｂが６ｎｍであり、正孔輸送層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂが各々共通の１５ｎｍであり、有機発光層の膜厚に関してＲ，Ｇ，Ｂが各々共通の４０ｎｍであることがより好ましい。
【０１２９】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における有機発光層８から陽極３までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下に調整されていることが好ましい。
＜各層の具体例＞
TFT基板１は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料の基板本体上に、TFT、配線部材、および前記TFTを被覆するパッシベーション膜など（図示せず）を形成した構成である。また、前記基板本体は有機樹脂フィルムであってもかまわない。
【０１３０】
層間絶縁膜２は、TFT基板１の表面段差を平坦に調整するために設けられ、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂等の絶縁材料で構成されている。
【０１３１】
陽極３は、Ａｌ（アルミニウム）、あるいはアルミニウム合金で形成されている。なお、陽極３は、例えば、Ａｇ（銀）、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）等で形成されていても良い。本実施の形態１に係る有機ELパネル１０はトップエミッション型であるので、陽極３は、光反射性の材料で形成されていることが好ましい。
【０１３２】
透明導電層４は、製造過程において陽極３が自然酸化するのを防止する保護層として機能する。透明導電層４の材料は、有機発光層８で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により形成されればよく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどが好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。
【０１３３】
正孔注入層５は、正孔を有機発光層８に注入する機能を有する。例えば、酸化タングステン（ＷＯｘ）、酸化モリブデンタングステン（ＭｏｘＷｙＯｚ）などの遷移金属の酸化物を含む金属酸化物のみから形成される。有機材料を含有することなく、遷移金属の酸化物を含む金属酸化物のみから形成し、かつ、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である薄膜構造とすることで、電圧−電流密度特性を向上させ、また、電流密度を高めて発光強度を高めることができる。
【０１３４】
また、正孔注入層５の厚みは、１０ｎｍより厚く、４０ｎｍ以下であることがより好ましい。その理由を以下に説明する。
【０１３５】
ここでは、正孔注入層５が、例えば、厚さ３０ｎｍの酸化タングステン膜（ＷＯｘ）からなる場合を想定する。酸化タングステンは、その組成式ＷＯｘにおいて、ｘが概ね２＜ｘ＜３の範囲における実数である。正孔注入層５は、できるだけ酸化タングステンのみで構成されることが望ましいが、通常レベルで混入し得る程度に、微量の不純物が含まれていてもよい。
【０１３６】
ここで、酸化タングステン膜は所定の成膜条件で成膜されている。この所定の成膜条件についての詳細は（有機ELパネル１０の製造方法）の項および（正孔注入層５の成膜条件について）の項で詳細に説明する。酸化タングステン膜がこの所定の成膜条件下で成膜されていることにより、図７の拡大図に示すように、酸化タングステン膜は、酸化タングステンの結晶５ａを多数含んでいる。各々の結晶５ａの粒径はナノメートルオーダーの大きさとなるように形成されている。例えば、正孔注入層５が厚さ３０ｎｍ程度であるのに対し、結晶５ａの粒径は３〜１０ｎｍ程度である。以下、粒径がナノメートルオーダーの大きさの結晶５ａを「ナノクリスタル５ａ」と称し、ナノクリスタル５ａからなる層の構造を「ナノクリスタル構造」と称する。なお、正孔注入層５における、ナノクリスタル構造をとっている領域以外の領域には、アモルファス構造も含まれる。
【０１３７】
上記のようなナノクリスタル構造を有する正孔注入層５において、酸化タングステンを構成するタングステン原子（Ｗ）は、タングステンが取り得る最大価数の状態および当該最大価数よりも低い価数の状態を有するように分布している。一般に、酸化タングステンの結晶構造は均一ではなく、酸素欠陥に類する構造が含まれる。このうち、酸素欠陥に類する構造を有しない結晶構造の酸化タングステンの中では、タングステンの取り得る最大価数は６価の状態である。一方、酸素欠陥に類する構造を有する結晶構造の酸化タングステンの中では、タングステンの価数は最大価数よりも低い５価の状態であることが分かっている。なお、酸化タングステンの膜中は、上記の最大価数、最大価数よりも低い価数等、様々な価数の状態のタングステン原子が集まって構成されており、膜全体で見ると、それらの様々な価数の平均の価数となっている。
【０１３８】
ここで、酸素欠陥に類する構造をとることで、当該構造に基づく電子準位により、ホール伝導効率が向上するとの報告がある（非特許文献  Ｋａｎａｍｅ  Ｋａｎａｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  １１，１８８（２０１０）．）。さらに、この酸素欠陥に類する構造は結晶の表面に多く存在することが分かっている。この点については、図１８を用いて後述する。
【０１３９】
したがって、酸化タングステン中において、タングステンを６価または５価の状態を有するように分布させ、正孔注入層５に酸素欠陥に類する構造を持たせることにより、ホール伝導効率の向上が望める。すなわち、陽極３から正孔注入層５に供給された正孔は結晶粒界に存在する酸素欠陥を伝導するので、酸化タングステン膜をナノクリスタル構造とすることで、正孔が伝導する経路を増やすことができ、ホール伝導効率の向上につながる。したがって、有機ELパネル１０を起動させる駆動電圧を下げることが可能となる。
【０１４０】
また、正孔注入層５は化学的耐性が高い、すなわち、不要な化学反応を起こしにくい酸化タングステンで構成されている。したがって、正孔注入層５が、同層の形成後に行われる工程等において用いられる溶液等と触れた場合であっても、溶解、変質、分解等による正孔注入層５の損傷を抑制することができる。このように、正孔注入層５が、化学的耐性が高い材料で構成されていることにより、正孔注入層５のホール伝導性能の低下を防ぐことができる。
【０１４１】
本実施の形態における正孔注入層５は、ナノクリスタル構造の酸化タングステンのみから構成されている場合と、ナノクリスタル構造の酸化タングステンとアモルファス構造の酸化タングステンの両方から構成されている場合の、双方を含むものとする。また、ナノクリスタル構造は、正孔注入層５の全体に存在することが望ましいが、陽極３と正孔注入層５が接する界面から、正孔注入層５と正孔輸送層７が接する界面との間に一箇所でも粒界が繋がっていれば、正孔注入層５の下端から上端へのホールを伝導させることができる。
【０１４２】
なお、結晶化した酸化タングステンを含む酸化タングステン膜を正孔注入層として用いる例自体は、過去にも報告されている。例えば、非特許文献(Ｊｉｎｇｚｅ  Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌｓ  １５１，１４１（２００５）．)には、酸化タングステン膜を４５０℃のアニーリングで結晶化することによりホール伝導性が向上することが示されている。しかしながら、上記非特許文献では正孔注入層が成膜される基板等の他層への影響を含めて、大型有機ＥＬパネルを量産するに堪える実用性については示されていない。さらに、正孔注入層に積極的に酸素欠陥を有する酸化タングステンのナノクリスタルを形成することも示されていない。本発明に係る正孔注入層５は、化学反応を起こしにくく、安定であり、大型有機ＥＬパネルの量産プロセスにも耐える酸化タングステン膜で構成されている。さらに、酸化タングステン膜に積極的に酸素欠陥を存在させることにより、優れたホール伝導性およびホール注入効率を実現している点で、従来技術と大きく異なるものである。
【０１４３】
バンク６は、樹脂等の有機材料で形成されており絶縁性を有する。有機材料の例として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。バンク６は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。さらに、バンク６はエッチング処理、ベーク処理等がされることがあるので、それらの処理に対して過度に変形、変質などをしないような耐性の高い材料で形成されることが好ましい。
【０１４４】
正孔輸送層７は、例えば、特開平５−１６３４８８号に記載のトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体である。特に好ましくは、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物で形成される。
【０１４５】
有機発光層８は、例えば、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリパラフェニレンエチレン、ポリ３−ヘキシルチオフェンやこれらの誘導体などの高分子材料や、特開平５−１６３４８８号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質で形成されることが好ましい。
【０１４６】
電子輸送層９は、例えば、特開平５−１６３４８８号公報のニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体で形成される。
【０１４７】
なお、電子注入性を更に向上させる点から、上記電子輸送層を構成する材料に、Ｎａ，Ｂａ，Ｃａなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属をドーピングしてもよい。
【０１４８】
陰極１１は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等で形成される。有機ELパネル１０はトップエミッション型であるので、陰極１０は、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
【０１４９】
封止層１２は、有機発光層８等が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、ＳｉＯ（酸化シリコン），ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）、ＳｉＣ（炭化ケイ素），ＳｉＯＣ（炭素含有酸化シリコン），ＡｌＮ（窒化アルミニウム），Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）等の材料で形成される。有機ELパネル１０はトップエミッション型であるので、封止層１１は、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
＜本実施の形態の有機ELパネル１０の製造方法＞
続いて、本実施の形態の有機ELパネル１０の製造工程を例示する。図８，９は、有機ELパネル１０の製造工程の一例を示す図である。なお、図８，９では、有機ELパネル１０の一部を抜き出して模式的に示している。
【０１５０】
まず、TFT基板１の主面上に形成された層間絶縁膜２上に、スパッタリング法によりＡｇ薄膜を成膜し、当該Ａｇ薄膜上にＩＴＯ薄膜を成膜する。Ａｇ薄膜及びＩＴＯ薄膜を、例えば、フォトリソグラフィでパターニングすることにより行列状に陽極３及び透明導電層４を形成する（図８（ａ）参照）。なお、Ａｇ薄膜及びＩＴＯ薄膜の成膜には、スパッタリング法の他に、真空蒸着法を用いることもできる。
【０１５１】
次に、透明導電層４を含むTFT基板１の表面に対し、ＷＯｘ、又はＭｏｘＷｙＯｚを含む組成物を用いて真空蒸着、スパッタリングなどの技術によりＷＯｘ、又はＭｏｘＷｙＯｚの薄膜５１を形成する（形成工程）。そして、薄膜５１上にフォトレジストを一様に塗布する（積層工程）（図８（ｂ）参照）。
【０１５２】
次に、塗布したフォトレジストの上に、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に異なる光透過率を有するハーフトーンマスクを重ねる。そして、ハーフトーンマスクの上から感光させ、Ｒ，Ｇ，Ｂごとに厚みが異なるようにレジストパターンを形成する（調整工程）。その後、フォトレジスト及び薄膜５１の上部を含む一部を現像液で洗い出す（成形工程）。これによりＲ，Ｇ，Ｂごとに厚みが異なる薄膜５１のパターニングが完了する。その後、パターニングされた薄膜５１の上のフォトレジスト（レジスト残渣）を純水で洗浄して除去する（除去工程）。これで、Ｒ，Ｇ，Ｂで膜厚の異なる正孔注入層５が完成する（図８（ｃ）参照）。
【０１５３】
次に、正孔注入層５上に絶縁性有機材料からなるバンク材料層を形成する。バンク材料層の形成は、例えば塗布等により行うことができる。次に、バンク材料層上に所定形状の開口部を持つマスクを重ね、マスクの上から感光させた後、余分なバンク材料層を現像液で洗い出す。これによりバンク材料層のパターニングが完了する。以上で、バンク６が完成する（図９（ａ）参照）。
【０１５４】
次に、バンク６で区画された各領域内において、陽極３上に、インクジェット法により、正孔輸送層の材料を含む組成物インク（以下、単に「インク」という。）を充填し、そのインクを乾燥させることにより、正孔輸送層７を形成する。
【０１５５】
次に、バンク６で区画された各領域内に例えばインクジェット法により有機EL材料を含む組成物インクを滴下し、そのインクを乾燥させて有機発光層８を形成する（図９（ｂ）参照）。なお、有機発光層８は、ディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、凹版印刷、凸版印刷等により形成しても良い。
【０１５６】
次に、例えば真空蒸着により電子輸送層９を形成し、さらに陰極１１となるＩＴＯ薄膜及び封止層１２を形成する（図９（ｃ）参照）。
【０１５７】
続いて、酸化タングステン膜が酸化タングステンの結晶５ａを多数含むための成膜条件について詳細に説明する。
【０１５８】
上述のように、酸化タングステン膜は、真空蒸着、スパッタリングなどの技術により形成されるが、特に、反応性スパッタ法で成膜することが好適である。具体的には、金属タングステンをターゲットとし、アルゴンガスをスパッタガスとし、酸素ガスを反応性ガスとしてチャンバー内に導入する。この状態で高電圧によりアルゴンをイオン化し、ターゲットに衝突させる。このとき、スパッタリング現象により放出された金属タングステンが酸素ガスと反応して酸化タングステンとなり、透明導電層４上に酸化タングステン膜が成膜される。
【０１５９】
なお、この成膜条件の詳細については次項で述べるが、簡単に述べると、（１）アルゴンガスと酸素ガスから構成されるスパッタガスの全圧が２．３Ｐａ以上７．０Ｐａ以下であり、かつ、（２）スパッタガスの全圧に対する酸素ガス分圧が５０％以上７０％以下である。さらに（３）ターゲットの単位面積当たりの投入電力（投入電力密度）は１．５Ｗ／ｃｍ２以上６．０Ｗ／ｃｍ２以下であり、かつ、（４）スパッタガスの全圧を投入電力密度で割った値である全圧／電力密度が０．７Ｐａ・ｃｍ２／Ｗより大きくなるように設定することが好適である。このような成膜条件により、ナノクリスタル構造を有する酸化タングステン膜が形成される。
【０１６０】
前述したように、正孔注入層５を構成する酸化タングステンは化学的耐性が高い。したがって、正孔注入層５が、この後の工程で用いられる溶液等と触れた場合であっても、溶解、変質、分解等による正孔注入層５の損傷を抑制することができる。
＜正孔注入層５の成膜条件に関する各種実験と考察＞
（正孔注入層５の成膜条件について）
本実施の形態では、正孔注入層５を構成する酸化タングステンを所定の成膜条件で成膜することで、正孔注入層５にナノクリスタル構造を意図的に存在させることによりホール伝導性を向上させ、有機ELパネル１０を低電圧駆動できるようにしている。この所定の成膜条件について詳細に説明する。
【０１６１】
スパッタ装置としてＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、ターゲットは金属タングステンとした。基板温度の制御は行わなかった。スパッタガスはアルゴンガスで構成し、反応性ガスは酸素ガスで構成し、各々のガスを同等の流量とする反応性スパッタ法を用いる条件下で成膜することが好適であると考えられる。
【０１６２】
結晶性の高い酸化タングステン膜を形成する為には、原子が基板に成膜されて規則性を持って膜化する必要があり、出来る限り低い蒸着レートで成膜されることが望ましい。
ここで、スパッタ成膜における成膜レートは、上述した（１）〜（４）の条件に依存すると考えられる。そして、後述する実験を行った結果、（１）〜（４）が上記の数値範囲を取る場合、駆動電圧が低減されることを確認しており、このことにより、結晶性の高い酸化タングステン膜が得られていることになる。
【０１６３】
なお、上記（１）に関し、後述する実験条件においては、スパッタガスの全圧は上限値が４．７Ｐａであるが、少なくとも７．０Ｐａまでは同様な傾向を示すことが別途、確認されている
また、上記（２）に関し、スパッタガス全圧に対する酸素ガス分圧の割合は５０％に設定されているが、少なくとも５０％以上７０％以下において、駆動電圧の低減が確認されている。
【０１６４】
さらに、上記（４）に関し、補足説明する。アルゴンガスと酸素ガスの流量比率が同等の場合、投入電力密度と成膜時圧力（全圧）によって決定すると考えられる。（３）の投入電力密度は、スパッタされるタングステン原子またはタングステン原子クラスターの数とエネルギーを変化させる。つまり、投入電力密度を低くすることによって、スパッタされるタングステンの数が低減し、基板に成膜されるタングステンを低エネルギーで成膜でき、低成膜レートでの膜化が期待できる。（１）の成膜時の全圧は、スパッタされ気相中に放出されたタングステン原子またはタングステン原子クラスターが成膜基板に到着するまでの平均自由行程を変化させる。つまり、全圧が高いとタングステン原子またはタングステン原子クラスターが基板に到着するまでに成膜チャンバー内のガス成分と衝突を繰返す確率が上昇して、飛来しているタングステン原子またはタングステン原子クラスターのランダム性が増すことによって、基板に成膜されるタングステンの数が低減し、タングステンを低エネルギーで成膜できると考えられる。それにより低成膜レートでの膜化が期待できる。
【０１６５】
しかし、前記スパッタの成膜レートを変化させる前記投入電力密度、前記成膜時の全圧をそれぞれ単独で制御しデバイス特性を高めるには限界があると考えられる。そこで、成膜時の全圧（Ｐａ）／投入電力密度（Ｗ／ｃｍ２）によって、これを新たに成膜条件（４）と規定し、タングステン原子の成膜レートを決定する指標とした。
【０１６６】
上記成膜条件（４）が高い程、駆動電圧が低くなって、成膜レートが低く、一方、前記成膜パラメータ（４）が低い程、駆動電圧が高くなって、成膜レートが高い傾向であることが実験的に確認された。
【０１６７】
具体的には、全圧／電力密度は後述する実験条件の通り、０．７８Ｐａ・ｃｍ２／Ｗ以上であり、０．７Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも大きいことが必要であると考えられ、より確実には、０．８Ｐａ・ｃｍ２／Ｗ以上であることが好ましいと考えられる。一方、全圧／電力密度の上限値については、実験条件上、３．１３Ｐａ・ｃｍ２／Ｗ以下であり、３．２Ｐａ・ｃｍ２／Ｗよりも小さければよいと考えられ、より確実には、３．１Ｐａ・ｃｍ２／Ｗ以下であることが好ましいと考えられるが、上記の通り、成膜レートの点からすると、必ずしも上限値には制約されないと考えられる。
【０１６８】
次に、上記成膜条件の有効性を確認するための諸実験を行った。
【０１６９】
まず、正孔注入層５から正孔輸送層７へのホール伝導効率の、成膜条件依存性の評価を行うため、評価デバイスとして図１０に示すようなホールオンリー素子１０１を作製した。
【０１７０】
実際に動作する有機ＥＬ素子においては、電流を形成するキャリアはホールと電子の両方である。したがって、有機ＥＬ素子の電気特性には、ホール電流以外にも電子電流が反映されている。しかし、ホールオンリー素子では、陰極からの電子の注入が阻害されるため、電子電流はほとんど流れず、全電流は、ほぼホール電流のみから構成されることとなる。すなわち、キャリアはホールのみと見なすことができ、ホールオンリー素子はホール伝導効率の評価に好適である。
【０１７１】
図１０に示すように、ホールオンリー素子１０１は、基板１０７上に、厚さ５０ｎｍのＩＴＯ薄膜からなる陽極１０２、厚さ３０ｎｍの酸化タングステンからなる正孔注入層１０３、厚さ２０ｎｍのＴＦＢからなる正孔輸送層１０４、厚さ７０ｎｍのＦ８ＢＴからなる有機発光層１０５、厚さ１００ｎｍの金からなる陰極１０６を順次積層した構成とした。なお、ここでは、ホール伝導効率の評価を目的としているため、有機発光層１０５を３２ｎｍ以上４８ｎｍ以下の範囲でなく、７０ｎｍに形成しているが、有機ＥＬパネル１０においては、上述した範囲が好ましいことは言うまでもない。
【０１７２】
ホールオンリー素子１０１の作製工程において、正孔注入層１０３は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、反応性スパッタ法で成膜した。チャンバー内ガスは、アルゴンガスおよび酸素ガスの少なくともいずれかから構成し、ターゲットは金属タングステンを用いた。基板温度は制御せず、全圧は各ガスの流量で調節するものとした。表１に示すように、Ａ〜Ｅの５種の成膜条件でホールオンリー素子１０１を作製した。表１に示すように、各成膜条件によって、全圧および投入電力密度を変化させた。チャンバー内のアルゴンガスおよび酸素ガスの分圧はそれぞれ５０％である。
【０１７３】
以下、成膜条件Ａで成膜したホールオンリー素子１０１をＨＯＤ−Ａ、成膜条件Ｂで成膜したホールオンリー素子１０１をＨＯＤ−Ｂ、成膜条件Ｃで成膜したホールオンリー素子１０１をＨＯＤ−Ｃ、成膜条件Ｄで成膜したホールオンリー素子１０１をＨＯＤ−Ｄ、成膜条件Ｅで成膜したホールオンリー素子１０１をＨＯＤ−Ｅと称する。
【０１７４】
【表１】
2012073269.tif 000003
作製した各ホールオンリー素子を直流電源１０８に接続し、電圧を印加した。このときの印加電圧を変化させ、電圧値に応じて流れた電流値を素子の単位面積当たりの値（電流密度）に換算した。
【０１７５】
図１１は、各ホールオンリー素子の印加電圧と電流密度の関係曲線を示すデバイス特性図である。図中縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、横軸は印加電圧（Ｖ）である。
【０１７６】
表２は、当該実験によって得られたＨＯＤ−Ａ〜ＨＯＤ−Ｅの各サンプルの駆動電圧の値を示したものである。表２中の「駆動電圧」とは、実用的な具体値である電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ２のときの印加電圧である。
【０１７７】
【表２】
2012073269.tif 000004
この駆動電圧が小さいほど、正孔注入層１０３のホール伝導効率は高いと言える。なぜなら、各ホールオンリー素子において、正孔注入層１０３以外の各部位の作製方法は同一であるから、正孔注入層１０３を除く、隣接する２つの層の間のホール注入障壁は一定と考えられる。また、当該実験で用いた陽極１０２と正孔注入層１０３は、オーミック接続をしていることが、別の実験で確認している。したがって、正孔注入層１０３の成膜条件による駆動電圧の違いは、正孔注入層１０３から正孔輸送層１０４へのホール伝導効率を強く反映したものであると言える。
【０１７８】
表２、図１１に示されるように、ＨＯＤ−Ａ〜ＨＯＤ−Ｅは、成膜時の全圧を下げるとともに投入電力密度を最大にした条件で作製したＨＯＤ−Ｅと比較して、ホール伝導効率が優れていることがわかる。
【０１７９】
以上、ホールオンリー素子１０１における正孔注入層１０３のホール伝導効率に関する検証について述べたが、有機ＥＬパネルにおいても、正孔注入層５から正孔輸送層７へのホール伝導効率の成膜条件依存性は、本質的にホールオンリー素子１０１と同じである。このことを確認するために、Ａ〜Ｅの各成膜条件で成膜した正孔注入層を用いた有機ＥＬ素子２０１を作製した。ただし、ここでは、作製した各有機ＥＬ素子は、図１２に示すように、基板２０７上に厚さ５０ｎｍのＩＴＯ薄膜からなる陽極２０２を形成し、さらに陽極２０２上に厚さ３０ｎｍの酸化タングステンからなる正孔注入層２０３、厚さ２０ｎｍのＴＦＢからなる正孔輸送層２０４、厚さ７０ｎｍのＦ８ＢＴからなる有機発光層２０５、厚さ５ｎｍのバリウムおよび厚さ１００ｎｍのアルミニウムからなる陰極２０６を順次積層した構成とした。以下、成膜条件Ａで成膜した有機ＥＬ素子２０１をＢＰＤ−Ａ、成膜条件Ｂで成膜した有機ＥＬ素子２０１をＢＰＤ−Ｂ、成膜条件Ｃで成膜した有機ＥＬ素子２０１をＢＰＤ−Ｃ、成膜条件Ｄで成膜した有機ＥＬ素子２０１をＢＰＤ−Ｄ、成膜条件Ｅで成膜した有機ＥＬ素子２０１をＢＰＤ−Ｅと称する。
【０１８０】
作製した成膜条件Ａ〜Ｅの各有機ＥＬ素子２０１を直流電源２０８に接続し、電圧を印加した。このときの印加電圧を変化させ、電圧値に応じて流れた電流値を素子の単位面積当たりの値（電流密度）に換算した。
【０１８１】
図１３は、各有機ＥＬ素子の印加電圧と電流密度の関係曲線を示すデバイス特性図である。図中縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、横軸は印加電圧（Ｖ）である。表３は、当該実験によって得られたＢＯＤ−Ａ〜ＢＯＤ−Ｅの各サンプルの駆動電圧の値を示したものである。表３中の「駆動電圧」とは、実用的な具体値である電流密度８ｍＡ／ｃｍ２のときの印加電圧である。
【０１８２】
【表３】
2012073269.tif 000005
表３、図１３に示されるように、ＢＰＤ−Ｅは他の有機ＥＬ素子と比較して、最も電流密度―印加電圧曲線の立ち上がりが遅く、高い電流密度を得る為には、最も高い印加電圧であることが確認された。これは、それぞれ同じ成膜条件のホールオンリー素子ＨＯＤ−Ａ〜ＨＯＤ−Ｅと同様の傾向である。
【０１８３】
以上の結果により、正孔注入層２０３のホール伝導効率の成膜条件依存性が、有機ＥＬ素子２０１においても、ホールオンリー素子１０１の場合と同様に作用していることが確認された。すなわち、成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの範囲となる成膜条件下で成膜を行うことにより、有機ＥＬ素子２０１においても、正孔注入層２０３から正孔輸送層２０４へのホール伝導効率を向上させ、それにより低電圧駆動が実現される。このように、ホールオンリー素子１０１に限らず、有機ＥＬ素子２０１においても、正孔注入層２０３から正孔輸送層２０４へのホール伝導効率を向上させることができるので、有機ELパネル１０においても、正孔注入層５から正孔輸送層７へのホール伝導効率を向上させ、それにより低電圧駆動が実現される。
【０１８４】
なお、上記においては、投入電力の条件は、表１に示したように投入電力密度で表した。本実験で用いたＤＣマグネトロンスパッタ装置とは異なるＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いる場合は、ターゲット裏面のマグネットのサイズに合わせて、投入電力密度が上記条件になるように投入電力を調節することにより、本実験と同様に、ホール伝導効率の優れた酸化タングステン膜からなる正孔注入層を得ることができる。なお、全圧、酸素分圧については、装置やターゲットサイズ及び、ターゲットマグネットサイズに依存しない。
【０１８５】
また、正孔注入層の反応性スパッタ法による成膜時は、室温環境下に配置されるスパッタ装置において、基板温度を意図的には設定していない。したがって、少なくとも成膜前の基板温度は室温である。ただし、成膜中に基板温度は数１０℃程度上昇する可能性がある。
【０１８６】
なお、本願発明者は別の実験により、酸素分圧を上げすぎた場合には逆に駆動電圧が上昇してしまうことを確認している。したがって、酸素分圧は５０％〜７０％であることが望ましい。
【０１８７】
以上の実験結果より、低電圧駆動には成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで作製した正孔注入層を備える有機ＥＬパネルが好ましく、より好ましくは成膜条件Ａ、Ｂで作製した有機ＥＬパネルである。以下、成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで作製した正孔注入層を備える有機ＥＬパネルを本願の対象とする。
【０１８８】
（正孔注入層におけるタングステンの化学状態について）
本実施の形態の有機ELパネル１０の正孔注入層５を構成する酸化タングステンには、上述したナノクリスタル構造が存在している。このナノクリスタル構造は、先の実験で示した成膜条件の調整により形成されるものである。詳細を以下に述べる。
【０１８９】
前述の成膜条件Ａ〜Ｅで成膜した酸化タングステンにおける、ナノクリスタル構造の存在を確認するために、硬Ｘ線光電子分光（ＨＡＸＰＥＳ）測定（以下、単に「ＸＰＳ測定」と記載する。）実験を行った。ここで、一般に硬Ｘ線光電子分光スペクトル（以下、単に「ＸＰＳスペクトル」と記載する。）は、測定対象物の表面と、光電子を取り出す検出器において光電子を検出する方向とがなす角度によって、膜の平均価数を反映する情報深さが決まる。そこで本実験では、ＸＰＳ測定における光電子検出方向と、酸化タングステン膜の表面のなす角度が４０°となる条件で測定を行い、酸化タングステン膜の厚み方向の平均の価数の状態を観察するものとした。
【０１９０】
ＸＰＳ測定条件は以下の通りである。なお、測定中、チャージアップは発生しなかった。
【０１９１】
（ＸＰＳ測定条件）
使用機器  ：Ｒ−４０００（ＶＧ−ＳＣＩＥＮＴＡ社製）
光源      ：シンクロトロン放射光（７８５６ｅＶ）
バイアス  ：なし
出射角    ：基板表面とのなす角が４０°
測定点間隔：０．０５ｅＶ
表１に示すＡ〜Ｅの各成膜条件でＸＰＳ測定用のサンプルを作製した。ガラス上に成膜されたＩＴＯ導電性基板の上に、厚さ３０ｎｍの正孔注入層を、前記の反応性スパッタ法により成膜することにより、ＸＰＳ測定用のサンプルとした。以降、成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで作製したＸＰＳ測定用サンプルを、それぞれサンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣ、サンプルＤ、サンプルＥと称する。続いて、サンプルＡ〜Ｅの各成功注入層の表面に対してＸＰＳ測定を行った。その結果のスペクトルを図１４に示す。
【０１９２】
図１４の横軸は結合エネルギーを示しており、Ｘ線を基準としたときの各準位に存在する光電子のエネルギーに相当し、左方向を正の向きとした。縦軸は光電子強度を示しており、観測された光電子の個数に相当する。図１４に示すように３つのピークが観測され、各ピークは図の左から右に向かって、それぞれタングステンの５ｐ３／２準位（Ｗ５ｐ３／２）、４ｆ５／２準位（Ｗ４ｆ５／２）、４ｆ７／２準位（Ｗ４ｆ７／２）に対応するピークであると帰属した。
【０１９３】
次に、サンプルＡのスペクトルと比較例としてサンプルＥのスペクトルのＷ５ｐ３／２、Ｗ４ｆ５／２、Ｗ４ｆ７／２に帰属されたピークに対し、ピークフィッティング解析を行った。
ピークフィッティング解析は以下のようにして行った。
【０１９４】
具体的には、光電子分光解析用ソフト「ＸＰＳｐｅａｋ  Ｖｅｒｓｉｏｎ４．１」を用いて行った。まず、硬Ｘ線のエネルギーの７９４０ｅＶの光イオン化断面積から、Ｗ４ｆ７／２準位、Ｗ４ｆ５／２準位、Ｗ５ｐ３／２準位に対応するピーク面積強度の比率を、Ｗ４ｆ７／２：Ｗ４ｆ５／２：Ｗ５ｐ３／２＝４：３：１０．５で固定し、表４に示すように、Ｗ４ｆ７／２の６価表面欠陥準位（Ｗ６＋４ｆ７／２）に帰属されるピークトップを３５．７ｅＶのエネルギー値に合わせた。次に、Ｗ５ｐ３／２の表面光電子ピーク（Ｗｓｕｒ５ｐ３／２）、６価表面欠陥準位（Ｗ６＋５ｐ３／２）、５価表面欠陥準位（Ｗ５＋５ｐ３／２）に帰属される各帰属ピークのピークエネルギー値とピーク半値幅を、表４に示す数値に設定した。同様に、Ｗ４ｆ５／２、Ｗ４ｆ７／２に対しても、表面光電子ピーク（Ｗｓｕｒ４ｆ５／２、Ｗｓｕｒ４ｆ７／２）、６価表面欠陥準位（Ｗ６＋４ｆ５／２）、５価表面欠陥準位（Ｗ５＋４ｆ５／２、Ｗ５＋４ｆ７／２）に帰属される各帰属ピークのピークエネルギー値とピーク半値幅の値を、表４のように設定した。ピーク強度を任意の強度に設定した後、Ｇａｕｓｓｉａｎ−Ｌｏｒｅｎｔｚｉａｎの混合関数を用いて最大１００回演算することにより、最終的なピークフィッティング解析結果を得た。上記混合関数におけるＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ関数の比率は表４の通りである。
【０１９５】
【表４】
2012073269.tif 000006
最終的なピークフィッティング解析結果を図に示す。図１５（ａ）は、サンプルＡの解析結果、図１５（ｂ）はサンプルＥの解析結果である。
【０１９６】
両図において、破線（ｓａｍｐｌｅ  Ａ、ｓａｍｐｌｅ  Ｅ）は実測スペクトル（図５のスペクトルに相当）、二点鎖線（ｓｕｒｆａｃｅ）は表面光電子ピークＷｓｕｒ５ｐ３／２、Ｗｓｕｒ４ｆ５／２、Ｗｓｕｒ４ｆ７／２に帰属されるスペクトル、点線（Ｗ６＋）は６価表面欠陥準位Ｗ６＋５ｐ３／２、Ｗ６＋４ｆ７／２、（Ｗ６＋４ｆ５／２）に帰属されるスペクトル、一点鎖線（Ｗ５＋）は５価表面欠陥準位Ｗ５＋５ｐ３／２、Ｗ５＋４ｆ５／２、Ｗ５＋４ｆ７／２に帰属されるスペクトルである。実線（ｆｉｔ）は、二点鎖線と点線と一点鎖線で示すスペクトルを足し合わせたスペクトルである。なお、両図において、一点鎖線で示した５価タングステンに帰属されるピークは、５価の状態のタングステンのみに由来するものとみなした。
【０１９７】
図１５の各図に示すように、５ｐ３／２、４ｆ５／２、４ｆ７／２の各準位に帰属されるスペクトルは、正孔注入層の表面からの光電子によるピーク（ｓｕｒｆａｃｅ）と、正孔注入層の層内で光電子が検出される深さに含まれる６価タングステンのピーク（Ｗ６＋）と、同深さに含まれる５価タングステンのピーク（Ｗ５＋）の足し合わせにより構成されていることが分かる。
【０１９８】
また、図１５（ａ）に示すように、サンプルＡでは、Ｗ６＋のスペクトルにおける５ｐ３／２、４ｆ５／２、４ｆ７／２の各準位に帰属されるピークから、０．３〜１．８ｅＶ低い結合エネルギー領域において、各々の準位に対応するＷ５＋のピークが存在することが見て取れる。一方、図１５（ｂ）に示すように、サンプルＥでは、そのようなＷ５＋のピークは見て取れない。分かりやすくするために、図１５（ａ）および（ｂ）の右側に、サンプルＡおよびサンプルＥのＷ５＋のスペクトルにおける４ｆ７／２に帰属されるピークの拡大図を示した。同図の（ｃ）で示したように、サンプルＡでははっきりとＷ５＋のピークが存在していること確認できるが、サンプルＥではＷ５＋のピークは確認できない。
【０１９９】
さらに、図１５の各拡大図の細部に着目すると、サンプルＡでは実線（ｆｉｔ）で示すピークフィッティンの足し合わせのスペクトルと、点線（Ｗ６＋）で示すＷ６＋のスペクトルとの間で大きく「ずれ」がある一方で、サンプルＥではサンプルＡほどの「ずれ」はない。すなわち、サンプルＡにおけるこの「ずれ」が５価タングステンの存在を示唆するものであると推察される。
【０２００】
次に、サンプルＡ〜Ｅにおける、６価タングステンの元素数に対する５価タングステンの元素数の存在比率であるＷ５＋／Ｗ６＋を算出した。この存在比率は、各サンプルのピークフィッティング解析で得たスペクトルにおけるＷ５＋（一点鎖線）のピークの面積強度を、Ｗ６＋（点線）のピークの面積強度で除算することにより算出した。
【０２０１】
なお、原理上、Ｗ４ｆ７／２におけるＷ６＋のピークの面積強度とＷ５＋のピークの面積強度の比率により、６価タングステン原子の数と５価タングステン原子の数の存在比を表すことは、Ｗ５ｐ３／２ならびにＷ４ｆ５／２に帰属されるピークから前記存在比を表すことと同義である。実際、本検討において、Ｗ４ｆ７／２におけるＷ５＋４ｆ７／２の面積強度とＷ６＋４ｆ７／２の面積強度の比率は、Ｗ５ｐ、Ｗ４ｆ５／２の場合でも同じ値であることを確認している。よって、以降の考察においては、Ｗ４ｆ７／２に帰属されるピークのみを用いて検討を行うこととした。
【０２０２】
表５にサンプルＡ〜ＥのＷ５＋／Ｗ６＋を示す。
【０２０３】
【表５】
2012073269.tif 000007
表５に示すＷ５＋／Ｗ６＋の値より、最も多くの５価タングステン原子が含まれるのはサンプルＡであり、続いてサンプルＢ、サンプルＣ、サンプルＤの順にその比率が少ないことを確認した。また、表３および表５の結果より、Ｗ５＋／Ｗ６＋の値が大きいほど、有機ＥＬ素子の駆動電圧が低くなることが明らかとなった。
【０２０４】
（正孔注入層におけるタングステンの電子状態について）
前述の成膜条件Ａ〜Ｄで成膜した酸化タングステンには、その電子状態において、価電子帯の上端、すなわち価電子帯で最も低い結合エネルギーよりも、１．８〜３．６ｅＶ低い結合エネルギー領域内に占有準位が存在している。この占有準位が正孔注入層の最高占有準位に該当し、すなわち、その結合エネルギー範囲は正孔注入層のフェルミ面に最も近い。以降、この占有準位を「フェルミ面近傍の占有準位」と称する。
【０２０５】
このフェルミ面近傍の占有準位が存在することで、正孔注入層５と正孔輸送層７との積層界面では、いわゆる界面準位接続がなされ、正孔輸送層７の最高被占軌道の結合エネルギーが、正孔注入層５の前記フェルミ面近傍の占有準位の結合エネルギーと、ほぼ等しくなる。すなわち、この占有準位が存在することで、正孔注入層５と正孔輸送層７との間のホール注入障壁を小さく抑えることができる。その結果、より良好なホール伝導効率を得ることができ、低電圧で駆動が可能となる。
【０２０６】
なお、ここで言う「ほぼ等しくなる」および「界面準位接続がなされた」とは、正孔注入層５と正孔輸送層７との界面において、フェルミ面近傍の占有準位で最も低い結合エネルギーと、最高被占軌道で最も低い結合エネルギーとの差が、±０．３ｅＶ以内の範囲にあることを意味している。
【０２０７】
さらに、ここで言う「界面」とは、正孔注入層５の表面と、当該表面から０．３ｎｍ以内の距離における正孔輸送層７とを含む領域を指す。
【０２０８】
また、前記フェルミ面近傍の占有準位は、正孔注入層５の全体に存在することが望ましいが、少なくとも正孔輸送層７との界面に存在すればよい。
【０２０９】
次に、前述のサンプルＡおよびサンプルＥの正孔注入層に対し、フェルミ面近傍の占有準位の存在を確認する実験を、紫外光電子分光（ＵＰＳ）測定を用いて行った。
【０２１０】
サンプルＡ、Ｅはいずれも、スパッタ装置内において正孔注入層を成膜した後、当該スパッタ装置に連結され窒素ガスが充填されたグローブボックス内に移送し、大気曝露しない状態を保った。そして、当該グローブボックス内でトランスファーベッセルに封入し、光電子分光装置に装着した。これにより、正孔注入層を成膜後に大気曝露することなく、ＵＰＳ測定を実施した。
【０２１１】
ここで、一般にＵＰＳスペクトルは、測定対象物の表面から深さ数ｎｍまでにおける、価電子帯などの占有準位の状態を反映したものになる。そこで本実験では、ＵＰＳ測定を用いて正孔注入層の表層における占有準位の状態を観察するものとした。
【０２１２】
ＵＰＳ測定条件は以下の通りである。なお、測定中チャージアップは発生しなかった。
【０２１３】
（ＵＰＳ測定条件）
使用機器  ：走査型Ｘ線光電子分光分析装置  ＰＨＩ５０００  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ（アルバック・ファイ社製）
光源    ：Ｈｅ  Ｉ線
バイアス：なし
出射角  ：基板法線方向
測定点間隔：０．０５ｅＶ
図１６に、サンプルＡにおける正孔注入層表面のＵＰＳスペクトルを示す。横軸の結合エネルギーの原点は基板のフェルミ面とし、左方向を正の向きとした。以下、図１６を用いて、正孔注入層の各占有準位について説明する。
【０２１４】
一般に酸化タングステンが示すＵＰＳスペクトルにおいて、最も大きく急峻な立ち上がりは一意に定まる。この立ち上がりの変曲点を通る接線を線（ｉ）、その横軸との交点を点（ｉｉｉ）とする。これにより、酸化タングステンのＵＰＳスペクトルは、点（ｉｉｉ）から高結合エネルギー側に位置する領域（ア）と、低結合エネルギー側（すなわちフェルミ面側）に位置する領域（イ）に分けられる。
【０２１５】
ここで、先の同様のＸＰＳ測定を用いて、サンプルＡ、Ｅとも、タングステン原子と酸素原子の数の比率がほぼ１：３であること確認した。具体的には、正孔注入層の表面から深さ数ｎｍまでにおけるタングステンと酸素の組成比を見積もることにより行った。
【０２１６】
この比率より、サンプルサンプルＡ、Ｅのいずれにおいても、正孔注入層は少なくとも表面から深さ数ｎｍ以内の範囲において、三酸化タングステンを基本とする原子配置を基本構造（詳細は次項で述べる）に持つと考えられる。したがって、図１６における領域（ア）は、上記基本構造に由来する占有準位であり、いわゆる価電子帯に対応する領域である。なお、本願発明者は正孔注入層のＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）測定を行い、サンプルＡ、Ｅのいずれにおいても、上記基本構造が形成されていることを確認した。
【０２１７】
したがって、図１６における領域（イ）は、価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップに対応するが、本ＵＰＳスペクトルが示すように、酸化タングステンにはこの領域にも、価電子帯とは別の占有準位が存在することがあることが知られている。これは上記基本構造とは異なる別の構造に由来する準位であり、いわゆるバンドギャップ間準位（ｉｎ−ｇａｐ  ｓｔａｔｅあるいはｇａｐ  ｓｔａｔｅ）である。
【０２１８】
続いて図１７に、サンプルＡ、Ｅにおける各正孔注入層の、領域（イ）におけるＵＰＳスペクトルを示す。図１７に示すスペクトルの強度は、図１６における点（ｉｉｉ）よりも３〜４ｅＶほど高結合エネルギー側に位置するピーク（ｉｉ）のピークトップの値で規格化した。図１７にも図１６の点（ｉｉｉ）と同じ横軸位置に点（ｉｉｉ）を示している。横軸は点（ｉｉｉ）を基準とした相対値（相対結合エネルギー）として表し、左から右（フェルミ面側）に向かって結合エネルギーが低くなるように示している。
【０２１９】
図１７に示されるように、サンプルＡの正孔注入層では、点（ｉｉｉ）からおおよそ３．６ｅＶ低い結合エネルギーの位置から、点（ｉｉｉ）からおおよそ１．８ｅＶ低い結合エネルギーの位置までの領域に、ピークの存在が確認できる。このピークの明瞭な立ち上がり位置を図中に点（ｉｖ）で示した。このようなピークは、サンプルＥでは確認できない。
【０２２０】
このように、ＵＰＳスペクトルにおいて点（ｉｉｉ）から１．８〜３．６ｅＶ程度低い結合エネルギーの領域内に隆起（ピークとは限らない）した構造を持つ酸化タングステンを、正孔注入層として用いることにより、有機ELパネルにおいて優れたホール伝導効率が発揮できるようになっている。
【０２２１】
ここで、当該隆起の程度が急峻であるほど、ホール注入効率が高くなることが分かっている。したがって、図１７に示すように、点（ｉｉｉ）から２．０〜３．２ｅＶ程度低い結合エネルギーの領域は、比較的当該隆起構造を確認しやすく、かつ、その隆起が比較的急峻である領域として、特に重要であると言える。
【０２２２】
（Ｗ５＋／Ｗ６＋の値と駆動電圧の関係）
図１８は酸化タングステン膜表面の構造を説明するための図である。ここでは酸化タングステンとして三酸化タングステン（ＷＯ３）を例に挙げて説明する。図１８に示すように、酸化タングステンの単結晶は、酸素原子がタングステン原子に対し８面体配位で結合したルチル構造を基本構造に持つ。なお、図１８では、単純化のために三酸化タングステン単結晶をルチル構造で示しているが、実際は歪んだルチル構造である。
【０２２３】
図１８に示すように、結晶内部においてタングステン原子が酸素原子で終端されているが、結晶粒界においては終端酸素原子（ｂ）とそれに囲まれた終端されていないタングステン原子（ａ）が存在すると考えられる。非特許文献（Ｉ．Ｎ．Ｙａｋｏｖｋｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ６０１，１４８１（２００７）．）では、第一原理計算により、結晶粒界の全てのタングステン原子が酸素原子で終端されるよりも、図１８のように周期的に一部のタングステン原子（ａ）が終端されない構造の方がエネルギー的に安定すると開示されている。この理由として、結晶粒界の全てのタングステン原子が酸素原子で終端されると終端酸素原子同士の電気的な斥力が大きくなり、かえって不安定化するからであると報告している。つまり、結晶粒界においては、表面に酸素欠陥に類する構造（ａ）がある方が安定するのである。
【０２２４】
ここでは、酸素原子で終端されているタングステン原子、すなわち、酸素欠陥に類する構造（ａ）を有しないタングステン原子が６価タングステン原子に対応している。一方、酸素原子で終端されていないタングステン原子、すなわち、酸素欠陥に類する構造（ａ）を有するタングステン原子が５価タングステン原子（５価以上６価未満も含む）に対応している。
【０２２５】
５価タングステン原子は、８面体配位している酸素原子の１つがなくなることによって非共有電子対を有する構造を有していると思われる。つまり、５価タングステン原子は自身が持つ非共有電子対をホールに供与し、それにより当該電子を供与した５価タングステン原子はホールを有することになると考えられる。正孔注入層に印加されたバイアス電圧によって、５価タングステン原子に存在する非共有電子対の供与が連続的に生じることで、ホールは低い電位方向に、電子は高い電位方向に移動し、ホール伝導が生じると考えられる。よって、サンプルＡのようにＷ５＋／Ｗ６＋の値が高い、すなわち、５価タングステン原子の比率が高い正孔注入層ではホール伝導経路が多く、低電圧でのホール伝導により低電圧駆動が実現し、結果として有機ELパネルにおいて優れたホール伝導効率が発揮できるようになっている。
【０２２６】
また、サンプルＣ、Ｄにおいては、Ｗ５＋／Ｗ６＋の値がサンプルＡほど高くはないが、３．２％程度であっても良好なホール伝導が生じていることも確認された。
【０２２７】
（正孔注入層５におけるタングステンの微細構造について）
正孔注入層５を構成する酸化タングステン膜には、ナノクリスタル構造が存在している。このナノクリスタル構造は、成膜条件の調整により形成されるものである。詳細を以下に述べる。
【０２２８】
表１で示した成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで成膜した酸化タングステン膜における、ナノクリスタル構造の存在を確認するために、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察実験を行った。
【０２２９】
ＴＥＭ観察用のサンプルにおける酸化タングステン層は、表１に示す条件にてＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、反応性スパッタ法で成膜した。当該サンプルの構成としては、ガラス上に成膜されたＩＴＯ導電性基板の上に、厚さ３０ｎｍの正孔注入層を前記の反応性スパッタ法により成膜した。以降、成膜条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで作製したＴＥＭ観察用サンプルを、それぞれサンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣ、サンプルＤ、サンプルＥと称する。なお、ＴＥＭ観察は、先のＸＰＳ測定により、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに５価タングステン原子が含まれていることを確認した上で行っている。
【０２３０】
ここで、一般にＴＥＭ観察は、観察する面に対する厚みを薄片化し観察を行う。本実施の形態での薄片化は、酸化タングステン膜における断面からの深さ方向の厚みを、収束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いてサンプル加工し、１００ｎｍ程度の薄片化とした。ＦＩＢ加工とＴＥＭ観察の条件は以下の通りである。
【０２３１】
（ＦＩＢ加工条件）
使用機器：Ｑｕａｎｔａ２００（ＦＥＩ社製）
加速電圧：３０ｋＶ（最終仕上げ５ｋＶ）
薄片膜厚：〜５０ｎｍ
（ＴＥＭ観察条件）
使用機器：トプコンＥＭ−００２Ｂ（トプコンテクノハウス社製）
観察方法：高分解能電子顕微鏡法
加速電圧：２００ｋＶ
図１９に、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの正孔注入層断面のＴＥＭ観察写真を示す。写真のスケールは、写真内に記載したスケールバーに従い、ＴＥＭ写真の表示サイズは５６０×５６０ピクセルで表示している。また、図１９で示すＴＥＭ観察写真は、黒暗部から薄明部までを２５６階調に平均分割し表示している。
【０２３２】
図１９に示すＴＥＭ写真から、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいては部分的に明部が同方向に配列していることにより、規則的に配列した線状構造が確認される。この線状構造は、ＴＥＭ写真中の縮尺より、おおよそ１．８５〜５．５５Åの間隔で配列していることがわかった。
【０２３３】
一方で、サンプルＥにおいては明部が不規則に分散しており、規則的に配列した線状構造は確認されなかった。ＴＥＭ写真において、上記の線状構造がある領域は、酸化タングステンの一つのナノクリスタルを表しており、ＴＥＭ写真より、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでは酸化タングステンのナノクリスタル構造の形成が確認された。一方、サンプルＥにおいてはナノクリスタル構造の形成は確認されなかった。
【０２３４】
図１９のサンプルＡのＴＥＭ写真において、ナノクリスタルの任意の１つを白線枠にて図示した。なお、この輪郭線は正確なものではなく、あくまで例示である。というのは、実際には、ＴＥＭ写真に写っているのは最表面だけではなく、下層の様子も写り込んでいるため、正確な輪郭を特定することが困難であるからである。サンプルＡにおいて白線枠にて図示している一のナノクリスタルの大きさは、おおよそ３〜１０ｎｍ程度である。
【０２３５】
（注入されたホールのホール伝導に関する考察）
上述しているように、酸化タングステンの単結晶は酸素原子がタングステン原子に対し８面体配位で結合した、歪んだルチル構造を基本構造としていると考えられる。このルチル構造が秩序性を持たずに膜化した場合はアモルファス構造となり、ルチル構造が秩序性を持って膜化した場合はナノクリスタル構造になると考えられる。
【０２３６】
酸化タングステン膜に５価タングステン原子が存在している場合、タングステン原子に対して８面体配位している酸素原子の１つがなくなることによって、タングステン原子は非共有電子対を有する構造をしていると思われる。つまり、５価タングステン原子は自身が持つ非共有電子対を、ホールを有するタングステン原子に供与し、非共有電子対を供与した５価タングステン原子はホールを有することになると考えられる。正孔注入層に印加されたバイアス電圧によって、５価タングステン原子に存在する非共有電子対の供与が連続的に生じることで、ホールは低い電位方向に、電子は高い電位方向に移動し、ホール伝導が生じると考えられる。よって、５価タングステン原子が多く含まれるほど、ホール伝導に寄与するタングステン原子が多く存在することになり、ホール伝導効率は向上する。しかし、５価タングステン原子を多く含んでいることが、ホール伝導性が向上する必要十分条件とはならない。この理由について図２０を用いて説明する。
【０２３７】
図２０（ｂ）は、ホッピング伝導によりホール１１０が伝導される様子の概念図であり、アモルファス構造の場合におけるホール１１０の伝導を示す図である。アモルファス構造では、同図において、１１１で示した部分はルチル構造が秩序性を持つ結晶質の部分（偏析した結晶１１１）であり、偏析した結晶１１１の表面には５価タングステン原子が多く存在する。一方、偏析した結晶１１１以外の領域１１２においてはルチル構造が秩序性を持たず、アモルファス部分となっており、５価タングステン原子は偏析した結晶１１１の表面ほど多くは存在しない。アモルファス構造においては、偏析した結晶１１１の表面に５価タングステン原子が存在しているものの、５価タングステン原子と近接する他の５価タングステン原子の間は各々のタングステン原子の軌道の重なりがない為に、各々の５価タングステン原子間をホール１１０がホッピングすることによってホールが伝導すると思われる。つまり、アモルファス構造の場合、５価タングステン原子間の距離が長く、ホール伝導部位となり得る５価タングステン原子間でのホールの授受には、５価タングステン原子間に非常に高い電圧を印加する必要が生じ素子としての駆動電圧も高電圧化する。
【０２３８】
一方、図２０（ａ）は、ナノクリスタルの表面を介してホール１１０が伝導される様子の概念図であり、ナノクリスタル構造の場合におけるホール１１０の伝導を示す図である。ナノクリスタル構造では、同図に示すように、ルチル構造が秩序性を持って存在しているため、膜全体が微細な結晶質となっており、ホール伝導様式はアモルファス膜の場合とは異なる。前述したように、５価タングステン原子が存在するのはナノクリスタル１０９同士の表面部分であり、この表面部分がホール伝導部となる。ナノクリスタル構造では、このホール伝導部となる表面部分がつながりを有していることによって低い電圧でホール１１０が伝導できると考えられる。
【０２３９】
以上説明したように、良好なホール伝導性をもつ金属酸化物膜の構造としては、（１）ホール伝導部となる部分が存在すること、および、（２）結晶粒界となる部分を増やすことにより、ホール伝導に寄与する電子軌道の重なりを形成することが必要であると考えられる。すなわち、（１）金属元素自身が取り得る最大価数より低い価数の状態の金属元素が存在し、（２）ナノクリスタル構造となるような金属酸化物膜が、ホール伝導に好適な構造と言える。
【０２４０】
次に、低価数を含むナノクリスタルの結晶性の酸化タングステンが低電圧駆動を実現することの要因がホール伝導性の向上による効果が支配的である点について述べる。正孔注入層５は、透明導電層４と正孔注入層５の界面で形成されるホール注入障壁及び、正孔注入層５と正孔輸送層７の界面で形成されるホール注入障壁の低減によっても駆動電圧の低減を図ることが可能である。本検討においては、ホール注入特性の異なる表４に示すＢＰＤ−Ｄ、ＢＰＤ−Ｅと同じ正孔注入層２０３で作製した酸化タングステン膜についてＵＰＳ測定を用いてホール伝導エネルギー値の解析を行った。ＢＰＤ−Ｄ、ＢＰＤ−Ｅは図１３に示すように電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２においては、おおよそ２Ｖ程度の駆動電圧の違いが確認されたが、ＵＰＳによるホール伝導エネルギー値に違いはなかった。すなわち、ＢＰＤ−Ｄ、ＢＰＤ−Ｅのホール注入電圧の違いは、陽極２０２と正孔注入層２０３の界面で形成されるホール注入障壁及び、正孔注入層２０３と正孔輸送層２０４の界面で形成されるホール注入障壁の違いによって形成されるのではなく、前述の正孔注入層２０３の膜構造に起因するものであることを確認した。
＜表示装置１００の全体構成＞
本実施の形態に係る表示装置１００について説明する。図２１は、本実施の形態の表示装置１００の外観を例示した図である。図２２は、表示装置１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【０２４１】
図２２に示すように、表示装置１００は、有機ELパネル１０と、これに接続された駆動制御部２０とを有し構成されている。有機ELパネル１０は、有機材料の電界発光現象を利用したトップエミッション型の有機ELパネルである。
【０２４２】
また、駆動制御部２０は、４つの駆動回路２１〜２４と制御回路２５とから構成されている。
【０２４３】
なお、実際の表示装置１００では、有機ELパネル１０に対する駆動制御部２０の配置については、これに限られない。
【０２４４】
以上のように本実施の形態によれば、有機ELパネル１０において、正孔輸送層７及び有機発光層８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ともに厚みが等しい範囲にあり、正孔注入層５で膜厚調整している。この正孔注入層５は、酸化タングステンＷＯxを含む金属酸化物のみから構成され、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の厚みが５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
【０２４５】
これにより、所定の電流密度を得るための駆動電圧をほぼ一定にできるため、有機発光層８で膜厚調整した場合に比べ、駆動電圧を低減することができる。
【０２４６】
また、有機ELパネル１０では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の第１機能層の膜厚は、３６ｎｍ以上６９ｎｍ以下であり、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における有機発光層８から陽極３までの光学的な距離は、７２ｎｍ以上１３１ｎｍ以下である。
【０２４７】
これにより、有機発光層８の膜厚を調整して得られる光取り出し効率と同等の光取り出し効率を達成することができる。
【０２４８】
このように、有機ELパネル１０では、有機発光層８の膜厚で光取り出し効率を調整した場合と同等の光取り出し効率を実現しつつ、駆動電圧を低減することができる。
【０２４９】
さらに、色度についても、有機発光層８の膜厚を調整した場合と同等の色度が実現できる。
【０２５０】
また、正孔注入層のＲ、Ｇ、Ｂの各膜厚で光取り出し効率を調整することにより、駆動電圧に対する依存性の高い有機発光層８及び正孔輸送層７を最大限薄膜化することができる。
【０２５１】
以上、本発明に係る有機ELパネル１０について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限られないことは勿論である。
（１）上記実施の形態では、正孔注入層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に厚みが異なっていたが、これに限らず、少なくとも１色について他の色と厚みが異なっていればよい。例えば、ＲとＧとが同じ膜厚で、Ｂのみ膜厚が異なる構成としてもよい。
（２）上記実施の形態では、正孔注入層は、遷移金属の酸化物を含む金属酸化物のみから形成されるとしたが、酸化タングステンのみから構成されるとしてもよい。
（３）上記実施の形態では、表示装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、上記有機ELパネルを発光装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２５２】
本発明は、例えば、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種表示装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２５３】
１          TFT基板
２          層間絶縁膜
３          陽極
４          透明導電層
５          正孔注入層
６          バンク
７          正孔輸送層
８          有機発光層
９          電子輸送層
１０        有機ELパネル
１１        陰極
１２        封止層
２０        駆動制御部
２１−２４  駆動回路
２５        制御回路
１００      表示装置
【図１】
2012073269.tif 000008
【図２】
2012073269.tif 000009
【図３】
2012073269.tif 000010
【図４】
2012073269.tif 000011
【図５】
2012073269.tif 000012
【図６】
2012073269.tif 000013
【図７】
2012073269.tif 000014
【図８】
2012073269.tif 000015
【図９】
2012073269.tif 000016
【図１０】
2012073269.tif 000017
【図１１】
2012073269.tif 000018
【図１２】
2012073269.tif 000019
【図１３】
2012073269.tif 000020
【図１４】
2012073269.tif 000021
【図１５】
2012073269.tif 000022
【図１６】
2012073269.tif 000023
【図１７】
2012073269.tif 000024
【図１８】
2012073269.tif 000025
【図１９】
2012073269.tif 000026
【図２０】
2012073269.tif 000027
【図２１】
2012073269.tif 000028
【図２２】
2012073269.tif 000029
【国際調査報告】
2012073269.tif 000030
2012073269.tif 000031
2012073269.tif 000032
2012073269.tif 000033