(57)【要約】      （修正有）【課題】積層型の有機ＥＬ表示装置において、正孔注入特性を向上させる。【解決手段】基板１０と、一方の主面が陰極、他方の主面が陽極となる第１電極４０と、陽極である第２電極２０と、前記第１電極の陰極となる主面及び前記第２電極に狭持された第１有機層３０と、陰極である第３電極６０と、前記第１電極の陽極となる主面及び前記第３電極に狭持された第２有機層５０と、を有する有機ＥＬ表示装置において、前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数を、前記第１電極の陰極となる主面の仕事関数より高くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
一方の主面が陰極、他方の主面が陽極となる第１電極と、
陽極である第２電極と、
前記第１電極の陰極となる主面及び前記第２電極に狭持された第１有機層と、
陰極である第３電極と、
前記第１電極の陽極となる主面及び前記第３電極に狭持された第２有機層と、を有する有機ＥＬ表示装置において、
前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数は、前記第１電極の陰極となる主面の仕事関数より高いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
陰極である第４電極を有し、
前記第３電極は、一方の主面が陰極、他方の主面が陽極であり、
前記第３電極の陽極となる主面及び前記第４電極の陰極となる主面に狭持された第３有機層を有し、
前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数は、前記第３電極の陰極となる主面の仕事関数より高いことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記基板には、前記第２電極、前記第１有機層、前記第１電極、前記第２有機層、前記第３電極の順に積層されており、前記第２電極は反射電極であり、前記第３電極は光取出し電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記基板には、前記第２電極、前記第１有機層、前記第１電極、前記第２有機層、前記第３電極の順に積層されており、前記第２電極は光取出し電極であり、前記第３電極は反射電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第３電極の陰極となる主面の仕事関数は、前記第２電極の陽極となる主面の仕事関数より低いことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１電極は少なくとも仕事関数の異なる２層から構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記第１電極は、仕事関数が夫々異なる３層からなり、前記陽極である第２電極に近づくほど、仕事関数が低く構成されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記第１電極は、低い仕事関数から、高い仕事関数に連続して変化することを、特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項９】
前記第１電極の高仕事関数の厚さは、低仕事関数の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１０】
前記第１有機層、及び第２有機層は、少なくとも電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層から構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１１】
前記第１有機層、及び第２有機層は、更に電子注入層を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１２】
前記第１有機層、及び第２有機層は、アルカリ金属を含む電子注入層を含み、かつ前記第１電極は透明導電膜であることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１３】
前記基板に前記第３電極、前記第２有機層、前記第１電極、前記第１有機層、前記第２電極の順に積層されており、前記第３電極は反射電極であり、前記第２電極は光取出し電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１４】
前記基板に前記第３電極、前記第２有機層、前記第１電極、前記第１有機層、前記第２電極の順に積層されており、前記第３電極は光取出し電極であり、前記第２電極は反射電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１５】
前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数は、５．５[eＶ]以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１６】
前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数は、５．８[eＶ]以下であることを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１７】
基板上に陽極となる第２電極を形成する工程と、
前記第２電極に第１有機層を形成する工程と、
前記第１有機層に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極に第２有機層を形成する工程と、
前記第２有機層に第３電極を形成する工程とを有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
第２有機層に接し陽極となる第１電極を形成する場合の酸素流量は、前記第１有機層に接し陰極となる前記第１電極を形成する場合の酸素流量よりも多いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１８】
基板上に陰極となる第３電極を形成する工程と、
前記第３電極に第２有機層を形成する工程と、
前記第２有機層に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極に第１有機層を形成する工程と、
前記第１有機層に第２電極を形成する工程とを有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
第２有機層に接し陽極となる第１電極を形成する場合の酸素流量は、前記第１有機層に接し陰極となる前記第１電極を形成する場合の酸素流量よりも多いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置とその製造方法に関する。特に、一対の電極に狭持された有機層が積層された有機ＥＬ表示装置であって、有機層を狭持する電極の仕事関数に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対の電極間に狭持された有機層を有する有機ＥＬ表示装置において、複数の有機層を積層することにより、異なる発色が可能となる事が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示の多色発光素子においては、電子輸送層の上に仕事関数の低い金属層を配置する構造が提案されている。なお、仕事関数とは、固体内にある電子を、固体の外に取出すために必要な最小限のエネルギーの大きさのことである。
【０００４】
これを具体的に説明する。
【０００５】
図１２に特許文献１（特開２００１−２７３９７９号公報）の図１２Ｃを引用する。同図において、基板１５０上に、第２電極１５２、青色発光を含む第１有機層１５６、第１電極１６０、緑色発光を含む第２有機層１６４、第３電極１７０、が順に積層されている。
【０００６】
ここで、第１電極１６０を１６０Ｍと１６０Ｉの２層構成としている。そして、電子注入性を上げ、駆動電圧を下げるために、電子輸送層１５８の上に仕事関数が４．０［eＶ］未満の金属層１６０Ｍ（Ａｇ／Ｍｇ）と、その上にＩＴＯ（１６０Ｉ）を積層する構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２７３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１では、緑色を発光させる時に、第１電極は、第２有機層に正孔を注入しているが、先述したＩＴＯの仕事関数に関しては、何ら開示されていない。そのため、この第１電極には正孔を効果的に注入することに関しては、何ら開示も示唆もされていない。
【０００８】
それゆえに、第１電極は、有機層に正孔が注入し難く、駆動電圧が高くなってしまう恐れがある。
【０００９】
そのため本発明の目的は、積層型の有機ＥＬ表示装置において、有機層と有機層に挟まれる電極の電子注入性を向上させることのみならず、正孔の注入性を向上させる。これにより、低電圧で駆動し、良好な表示特性が得られる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために以下を提供する。
【００１１】
基板と、一方の主面が陰極、他方の主面が陽極となる第１電極と、
陽極である第２電極と、前記第１電極の陰極となる主面及び前記第２電極に狭持された第１有機層と、陰極である第３電極と、
前記第１電極の陽極となる主面及び前記第３電極に狭持された第２有機層と、を有する有機ＥＬ表示装置において、
前記第１電極の陽極となる主面の仕事関数は、前記第１電極の陰極となる主面の仕事関数より高いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、電極からの電子注入性のみならず、正孔注入性をも向上させる。これにより、駆動電圧を低減させることができるので、電源電圧を低減でき、低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。
【００１５】
また、以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。また、以下に説明する実施形態を組み合わせる事も、本発明に含まれる。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。この図を用いて、本実施形態の表示装置の製造方法について説明する。
【００１７】
図１において、本実施例の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００１８】
１０は基板、２０は第２電極（陽極）、３０は第１有機層、４０は第１電極、５０は第２有機層、６０は第３電極（陰極）、９０は保護層、１００は電源手段を示している。
【００１９】
なお、第２電極２０は反射電極である。反射電極とは、電極自身が反射性を有する材料からなるものに限らず、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明導電性材料からなる電極下部に反射性の薄膜を積層したものも含んでそう呼称する。また、第３電極６０側から、発光した光を取出すため、第３電極は光取出し電極として機能し、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を構成している。以下の実施例においても同様である。
【００２０】
なお、本実施例の有機層３０及び有機層５０は３層構成となっており、基板１０上に正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順で積層されている。また、同図は一つの画素を模式的に示している。
【００２１】
また、有機ＥＬ表示装置としては、第２電極２０から第３電極６０までを含む画素を、並列に複数並べると良い。
【００２２】
＜基板１０及び第２電極２０について＞
基板１０及び陽極として機能する第２電極２０について説明する。
【００２３】
必要に応じてＴＦＴ等のスイッチング素子が形成された基板上には、第２電極２０（陽極）が形成されている。第２電極２０としては、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、光取り出し効率を向上できるからである。
【００２４】
また、２つの異なる材料、すなわち第２電極２０の第１有機層３０側を透過性の高い、材料とし、かつ第２電極２０の基板１０側を反射性の高い材料という構成からなる第２電極としても良い。
【００２５】
＜第１有機層３０について＞
次に、第１有機層３０について説明する。
【００２６】
上記のような基板１０及び第２電極２０に対して、公知の手段（例えば、蒸着やインクジェット等）により、第１有機層３０を堆積する。ここで、第１有機層は、正孔輸送材料、有機発光材料、電子輸送材料の順に基板１０上に積層されている。さらに、第１有機層は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。
【００２７】
各色（Ｒ／Ｇ／Ｂ）の有機発光材料は次のようなものが用いられる。トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体である。但し、本発明の構成として例示の材料に限定されるものではない。
【００２８】
正孔輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【００２９】
電子輸送材料の例としては、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できる。
【００３０】
なお、第１有機層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００３１】
＜第１電極４０について＞
次に、本発明の特徴でもある第１電極４０について説明する。
【００３２】
ここでは、透明導電膜を成膜、及び、パターニングを行い、第１電極４０を形成している。このとき、第１電極４０の保護層９０側である陽極となる主面の仕事関数は、第１電極４０の基板１０側である陰極となる主面の仕事関数より、高くするように形成している。
【００３３】
これは、例えば、以下の方法により実現される。透明導電膜としてＩＺＯの成膜時に、酸素流量を段階的に増加させる。これにより、酸素流量が少ないＩＺＯからなる電極よりも、酸素流量が多いＩＺＯからなる電極の方が、より高い仕事関数を得ることができる。
【００３４】
このように第１有機層３０の正孔輸送層に対して仕事関数の高い陽極を配置させることにより、正孔注入性を向上させることができるので、駆動電圧を低減させることができる。これにより、電源電圧を低減できると共に、低消費電力化を図ることも可能となるのである。
【００３５】
また、第１電極４０の陰極側は、仕事関数が低いため、電子注入性も高い状態となっている。
【００３６】
ここで、先述した第１電極には、第２有機層に正孔を注入する特性の向上が求められることを述べたが、一般的にはＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜の正孔注入性を向上させる方法としては、紫外線照射、酸素プラズマ、等がある。しかしながら、積層型の有機ＥＬ表示装置においては、第１電極の基板側に有機層が配置されている。そのため、上記、正孔注入性を向上させる方法では、第１有機層が削られ、所望の特性が得られない、という問題がある。
【００３７】
一方、本実施例では、第１電極を成膜した時点で正孔注入性が向上している。そのため、成膜後に、正孔注入性を高めるための表面処理等をする必要がなく、作製工程を短縮できる。加えて、表面処理が無いため、第１有機層への損傷も低減させることができるのである。
【００３８】
また、第１電極４０の材料としては、光透過性を確保するために透過率の高い材料が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜や、ポリアセチレンなどの有機導電膜からなることが好ましい。さらに、Ａｇ、Ａｌなどの金属を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度に形成した半透過膜でもよい。
【００３９】
先述したＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜は、低消費電力化を図るために、電極として用いるため抵抗が低い特性と、光の取出し効率を高めるため透過率の高い特性と、の両方を満足する組成が好ましい。
【００４０】
ここで、上記の両方の特性を満たすような透明導電膜であるＩＺＯを、スパッタにて成膜する時の一般的な条件を示す。
【００４１】
成膜装置の容量、ターゲット、圧力、出力、等で条件は変化するが、現在使用しているスパッタ装置においては、アルゴン流量８０−１００ｓｃｃｍに対して、酸素流量を０．０９−０．２ｓｃｃｍの比で成膜する。こうすることで、低い抵抗値で、且つ、透過率の高い組成を得ている。
【００４２】
また、第１電極４０の成膜は、ＵＬＶＡＣ製のスパッタ装置を用いた。成膜は、ＩＺＯターゲットを用い、成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、の条件下で、酸素流量０．０９ｓｃｃｍで成膜した。続けて、酸素流量０．０９ｓｃｃｍの時と同一膜厚で、酸素流量５ｓｃｃｍに変えて成膜した。
【００４３】
仕事関数の測定は、理研計器製、ＦＡＣ１を用いた。酸素流量０．０９ｓｃｃｍ条件下のＩＺＯの仕事関数は４．４ｅＶ、酸素流量５ｓｃｃｍ条件下のＩＺＯの仕事関数は５．７ｅＶであった。
【００４４】
これにより、第１電極４０の陽極となる主面の仕事関数は、第１電極４０の陰極となる主面の仕事関数より、高くなる。
【００４５】
なお、第１電極４０の陽極となる主面の仕事関数は、５．５［eＶ］以上が好ましい。これにより、正孔注入性を高めることができるからである。
また、第１電極４０の陽極となる主面の仕事関数は、より好ましくは５．５［eＶ］以上５．８［eＶ］以下が好ましい。これは、仕事関数が高いと正孔の注入性が高まるが、その一方で仕事関数が高すぎると、電極としての抵抗が上がり、駆動電圧が大きくなってしまう恐れがあるからである。（以下の実施例においても同様である。）
なお、電極の表面の仕事関数と、電極の内部の仕事関数とは、同材料、同条件で作製した場合同じであるため、本実施例における仕事関数は、電極の表面を測定することにより得ている。例えば、ＩＺＯを成膜する際に、成膜条件を一定であれば、成膜の開始、途中、終了の各点で、同じ仕事関数が得られる。つまり、一方の主面と内部の仕事関数が同じである。
【００４６】
次に、第１電極４０のパターニング方法について説明する。
【００４７】
上記パターニングとしては、電極材料を加熱し、メタルマスクを使用して蒸着によって形成しても、または電極材料を成膜したのち、レーザー加工により不要な電極部分を除去しても良い。
【００４８】
＜第２有機層５０について＞
次に、第１有機層３０と同様の方法で、第２有機層５０、を堆積する。第２有機層５０は第１有機層３０と異なる発色を呈する有機発光材料を用いる。これにより、１つの画素で２つの発色が可能となる。
【００４９】
＜第３電極６０について＞
次に、陰極として機能する第３電極６０をスパッタ等により形成する。第３電極６０の材料としては、第１電極４０と同様に透過率の高い材料が好ましい。さらに保護膜９０として、窒化酸化シリコンを成膜し、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００５０】
＜電源手段１００と駆動方法について＞
このようにして形成された有機ＥＬ表示装置の第２電極２０、第１電極４０、第３電極６０を電源手段１００と接続する。
【００５１】
ここで、第１有機層３０を発光させる場合には、第２電極２０と第１電極４０に電源手段１００により電圧を加える。
【００５２】
ここで、第１有機層３０を発光させる場合には、第２電極２０の陽極となる主面から正孔が注入される。この時、第２電極２０の陽極となる主面の仕事関数は、陰極となる第３電極４０の主面の仕事関数よりも高く、正孔注入性が高くなるため低駆動電圧が可能となる。
【００５３】
また、これと同時に第１電極４０の陰極となる主面から電子が注入される。第１電極４０の陰極となる主面の仕事関数は、陽極となる第２電極２０の主面の仕事関数よりも低く、電子注入性が高いため、低電圧駆動が可能となる。
【００５４】
次に、第２有機層５０を発光させる場合には、第１電極４０と第３電極６０に電源手段１００により電圧を加える。
【００５５】
ここでも、第１有機層３０の場合と同様に第２有機層５０を発光させる時、第１電極４０の陽極となる主面から正孔が注入される。この時、第１電極４０の陽極となる主面の仕事関数は高く、正孔注入性が高くなるため低駆動電圧が可能となる。
【００５６】
また、これと同時に第３電極６０の陰極となる主面から電子が注入される。第１電極４０の陽極となる主面の仕事関数は、第１電極４０の陰極となる主面の仕事関数より高く、正孔注入性が高いため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化を図ることができる。
【００５７】
なお、本実施例では、第２電極２０が基板１０と接する構成を示したが、第３電極６０が基板１０と接する構成のトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置でもよい。その場合、第３電極６０が反射電極となり、第２電極２０側から光を取出す構成となる。
【００５８】
（実施例２）
図２は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。
【００５９】
同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００６０】
本実施例の実施例１と異なる点以下の通りである。
【００６１】
第３電極６０の一方の主面（基板１０側）が陰極となり、他方の主面（保護層９０側）が陽極となる点と、第３電極６０上に、第３有機層８０を形成する点と、第３有機層８０上に第４電極７０を形成する点と、第４電極７０を電源手段１００と接続する点である。
【００６２】
ここで、第３有機層８０は、第１有機層３０、及び第２有機層５０と異なる発色をする、有機発光材料を用いる。
【００６３】
また、第３電極６０は、第１電極４０と同様に形成する。
【００６４】
また、第４電極７０はスパッタ等により形成される。第４電極７０の材料としては、第１電極４０と同様に透過率の高い材料が好ましい。
【００６５】
本実施例では、第２電極２０が反射電極となり、第４電極７０側から光を取出す、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００６６】
ここで、第１有機層３０を発光させる時、第２電極２０の陽極となる主面から正孔が注入され、第１電極４０の陰極となる主面（基板１０側）から電子が注入される。第１電極４０の陰極となる主面の仕事関数は、第２電極２０の陽極となる主面の仕事関数より低いため、正孔注入性、及び電子注入性が高くなるため、低電圧駆動が可能となる。
【００６７】
また、第１電極４０と第３電極６０に挟まれた第２有機層５０を発光させる時、第１電極４０の陽極となる主面（保護層９０側）から正孔が注入され、第３電極６０の陰極となる主面（基板１０側）から電子が注入される。第１電極４０の陽極となる主面（保護層９０側）の仕事関数は、第１電極４０の陰極（基板１０側）となる主面の仕事関数と比べて高く、正孔注入性が高い。また、第１電極４０の陽極となる主面（保護層９０側）の仕事関数は、第３電極６０の陰極となる主面（基板１０側）の仕事関数と比べて高いため、正孔注入性が高くなるため、低電圧駆動が可能となる。
【００６８】
さらに、第３有機層８０を発光させる時、第３電極６０の陽極となる主面（保護層９０側）から正孔が注入され、第４電極７０の陰極となる主面（基板１０側）から電子が注入される。第３電極６０の陽極となる主面の仕事関数は第３電極６０の陰極となる主面の仕事関数に比べて高く、正孔注入性が高いため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【００６９】
加えて、本実施例により、１つの画素で３色の発色が可能となり、１つの画素で２色の発光する有機ＥＬ表示装置より高精細な表示が可能となる。
【００７０】
本実施例では、第２電極２０が基板１０と接する構成を示したが、第４電極７０が基板１０と接する構成のトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置でもよい。その場合、第４電極７０が反射電極となり、第２電極２０側から光を取出す構成となる。
【００７１】
（実施例３）
図３は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。
【００７２】
同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００７３】
本実施例の実施例１と異なる点は、第２電極２１にＰｔを用い、第３電極６１にＡｇを用いた、点である。
【００７４】
Ｐｔの仕事関数は５．６ｅＶ、Ａｇの仕事関数は４．３ｅＶであり、これにより第２電極２１の陽極となる主面の仕事関数は第３電極６１の陰極となる主面の仕事関数より高くなる。
【００７５】
ここで、第１有機層３０を発光させる時、第２電極２１の陽極となる主面から正孔が注入され、第１電極４０の陰極となる主面（基板１０側）から電子が注入される。第２電極２１の陽極となる主面（保護層９０側）の仕事関数は高く、第１有機層３０への正孔注入性が向上し、低電圧駆動が可能となる。
【００７６】
次に、第２有機層５０を発光させる時、第１電極４０の陽極となる主面（保護層９０側）から正孔が注入され、第３電極６１の陰極（基板１０側）となる主面から電子が注入される。第３電極６１の陰極となる主面の仕事関数は低く、第２有機層５０への電子注入性が向上し、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【００７７】
（実施例４）
図４は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。
【００７８】
同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００７９】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１電極４０を２層とした点である。ここで第１電極４０を構成する２層を第１電極４１、４２とする。
【００８０】
具体的に第１電極４１、４２をＵＬＶＡＣ製のスパッタ装置を用いて成膜する方法について説明する。
【００８１】
まず、Ａｇのターゲットを用いたスパッタ装置で行った。成膜時圧力０．２５Ｐａ、アルゴン流量２０ｓｃｃｍ、カソード出力７０Ｗ、の条件下で、２３秒間、成膜し、第２電極２０側の第１電極４１を成膜した。
【００８２】
次に、ＩＺＯのターゲットを用いたスパッタ装置で行った。成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量５ｓｃｃｍで３９秒間、成膜し、第３電極６０側の第１電極４２とした。
【００８３】
ここで、Ａｇの仕事関数は、４．３ｅＶであり、ＩＺＯの酸素流量５ｓｃｃｍ条件下の仕事関数は５．７ｅＶ、であった。これにより、第１電極４１の陰極となる仕事関数は、第１電極４２の陽極となる仕事関数より、低くなる。
【００８４】
以上の構成により、第１有機層３０を発光させる時、第２電極２０の陽極となる主面から正孔が注入され、第１電極４１の陰極となる主面から電子が注入される。第１電極４１の陰極となる主面の仕事関数は低く、電子注入性が高いため、低電圧駆動が可能となる。
【００８５】
更に、第２有機層５０を発光させる時、第１電極４２の陽極となる主面から正孔が注入され、第３電極６０の陰極となる主面から電子が注入される。第１電極４２の陽極となる主面の仕事関数は、第１電極４１の陰極となる主面の仕事関数より高く、正孔注入性が高いため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【００８６】
また、第１電極４２の陽極となる主面の仕事関数は、第３電極６０の陰極となる主面の仕事関数よりも高くした方が好ましい。これにより、正孔注入性が高くなるため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【００８７】
（実施例５）
図５は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００８８】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１電極４０において、積層方向の中央近傍に、仕事関数の高い主面よりも仕事関数が低く、かつ仕事関数の低い主面よりも仕事関数が高い中間層を新たに設けた点である。すなわち、第１電極４０は３層で構成され、夫々を基板１０側から第１電極４１、４３、４２とする。
【００８９】
具体的に第１電極４１、４３、４２をＵＬＶＡＣ製のスパッタ装置を用いて成膜する方法について説明する。
【００９０】
まず、Ａｇのターゲットを用いたスパッタ装置で行う。成膜時圧力０．２５Ｐａ、アルゴン流量２０ｓｃｃｍ、カソード出力７０Ｗ、の条件下で、２３秒間、成膜し、第１電極４１とした。
【００９１】
次に、ＩＺＯターゲットを用いたスパッタ装置で行う。成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量０．０９ｓｃｃｍの条件下で５６秒間、成膜し、第１電極４３とした。
【００９２】
次に、ＩＺＯのターゲットを用いたスパッタ装置で行う。成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量５ｓｃｃｍで３９秒間、成膜し、第１電極４２とした。
【００９３】
第１電極４１、４３、４２の仕事関数は、基板１０側から順に、４．３ｅＶ、４．４ｅＶ、５．７ｅＶとなり、仕事関数が低、中、高、の３層が配置される。
【００９４】
仕事関数の高い第１電極４２の抵抗は、仕事関数の低い第１電極４３と比較して高くなる。ここで、この抵抗が高くなる理由は、膜中の酸素含有量が高く、酸化膜に近づくためであると考えられる。
【００９５】
そこで、まず、仕事関数の低い、第１電極４１を成膜し、これにより第１有機層３０への電子注入性を向上させる。
【００９６】
次に、仕事関数の中位の第１電極４３を成膜し、低抵抗の導電膜として電極の機能を向上させる。
【００９７】
最後に仕事関数の高い第１電極４２を成膜し、第２有機層５０への正孔注入性を向上させる。
【００９８】
これにより、電極の抵抗を下げ、且つ電子、及び正孔の注入性が向上するため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【００９９】
また、Ａｇを半透過膜として用いることで、キャビティ効果により色純度が向上し、色再現範囲の広い表示が可能となる。
【０１００】
（実施例６）
図６は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。
【０１０１】
同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【０１０２】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１電極４４を低い仕事関数から、高い仕事関数に連続して変化させている点である。
【０１０３】
第１電極４４の成膜は、ＩＺＯターゲットを用いたスパッタ装置で行う。成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量０．０９ｓｃｃｍから成膜を開始し、次第に酸素流量を増加させ、最終的に酸素流量５ｓｃｃｍとして、成膜し、第１電極４４とした。
【０１０４】
酸素流量を連続して増加させるため、低い仕事関数から、高い仕事関数に連続して変化した第１電極４４となる。
【０１０５】
本実施例では、電極内部の組成が連続して変化するため、正孔、電子の移動の障壁が少なく、低電圧で駆動することができ、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【０１０６】
（実施例７）
図７は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。
【０１０７】
同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【０１０８】
本実施例の実施例４と異なる点は、第１電極４０の、高仕事関数の層の厚さが、低仕事関数の層の厚さよりも薄い、点である。
【０１０９】
第１電極４１の成膜はＩＺＯターゲットを用いたスパッタ装置で行う。まず、成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量０．０９ｓｃｃｍの条件下で５６秒間、成膜し、第１電極４１とした。
【０１１０】
次に、成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、酸素流量５ｓｃｃｍで２０秒間、成膜し、第１電極４２とした。
【０１１１】
第１電極４１は、仕事関数が４．４ｅＶ、膜厚６００Åであり、第１電極４２は、仕事関数は５．７ｅＶ、膜厚１５０Åである。よって高仕事関数の層の厚さが低仕事関数の層の厚さより薄くなる。
【０１１２】
仕事関数の高い第１電極４２の抵抗は、仕事関数の低い第１電極４１と比較して高くなる。その理由は膜中の酸素含有量が高く、組成が酸化膜に近づくためである。
【０１１３】
本実施例では、膜厚の厚い、低仕事関数の第１電極４１にて、電極の抵抗を下げるとともに、電子注入性が向上する。さらに高仕事関数の第１電極４２にて、正孔の注入性が向上するため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【０１１４】
（実施例８）
図８は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【０１１５】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１有機層３２に正孔注入層３１、第２有機層５０に正孔注入層５１を設ける、点である。有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の４層で構成される。
【０１１６】
正孔注入材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【０１１７】
本実施例では、第２電極２０形成後に、正孔注入層３１を成膜し、続いて第１有機層３２を成膜する。また、第１電極４０成膜後に、正孔注入層５１を成膜し、続いて第２有機層５２を成膜する。ここで、第１有機層３２、及び第２有機層５２は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層で構成される。
【０１１８】
正孔注入層により、第１有機層３２および、第２有機層５２への正孔注入の障壁が低下するため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【０１１９】
（実施例９）
図９は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【０１２０】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１有機層３２に正孔注入層３１、電子注入層３３を、第２有機層５０に正孔注入層５１、電子注入層５３を設ける、点、である。すなわち、有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の５層で構成される。
【０１２１】
電子注入材料としては、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【０１２２】
本実施例では、第２電極２０形成後に、正孔注入層３１、第１有機層３２、電子注入層３３を成膜する。また、第１電極４０成膜後に、正孔注入層５１、第２有機層５２、電子注入層５３を成膜する。ここで、第１有機層３２、及び第２有機層５２は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層で構成される。
【０１２３】
電子注入層により、第１有機層３２および、第２有機層５２への電子注入の障壁が低下するため、低電圧駆動が可能となり、電源電圧を下げ、低消費電力化できる。
【０１２４】
（実施例１０）
図１０は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。同図の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
本実施例の実施例９と異なる点は、電子注入層３４、５４にアルカリ金属を含む点、である。
【０１２５】
電子注入層３４、５４に含有するアルカリ金属としては、リチウム、セシウム、等を用いる事ができるが、アルカリ金属であれば本発明の構成として限定されるものではない。
【０１２６】
透明導電膜としてはＩＺＯ、ＩＴＯなどを使用できる。
【０１２７】
電子注入層３４、５４にアルカリ金属を含有することにより、電子注入性が向上し、電子注入する障壁が下がり、低電圧駆動が可能となる。
【０１２８】
また、透明導電膜は光の透過性が高く、発光層を積層する構成においては、光の取り出し効率を上げる事ができる特徴がある。その一方で一般に透明導電膜は金属と比較して、抵抗が高い。そこで、アルカリ金属含有の電子注入層３４の上に透明導電膜である第１電極４５を配置する事により、抵抗が高い透明導電膜を用いた場合においても、駆動電圧を低下させる事ができるとともに、光取り出し効率を上げる事ができる。
【０１２９】
（実施例１１）
図１１は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。同図の有機ＥＬ表示装置は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【０１３０】
本実施例の実施例１と異なる点は、第１電極４０を２層とした点、基板１０上の第３電極６０から第２電極２０までが逆順になっている点、である。
【０１３１】
なお、本実施例において第２電極２０は反射電極である。第３電極６０側から、発光した光を取出す、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置となる。
【０１３２】
第１電極の形成は、ＩＺＯターゲットを用い、成膜時圧力１．８Ｐａ、アルゴン流量１００ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、の条件下で、酸素流量５ｓｃｃｍで成膜した。続けて、酸素流量０．０９ｓｃｃｍに変えて成膜した。酸素流量５ｓｃｃｍ条件下のＩＺＯの仕事関数は５．７ｅＶ、酸素流量０．０９ｓｃｃｍ条件下のＩＺＯの仕事関数は４．４ｅＶであった。
【０１３３】
仕事関数の高い陽極となる第１電極４２は第２有機層と接している。一般的に正孔の注入性を向上させる紫外線照射、酸素プラズマ等の表面処理をする。しかし第２有機層５０の上に第１電極４２が配置される場合、その界面を成膜後、表面処理をすることができないため、第１電極４２の正孔注入性を上げることが困難である。
【０１３４】
その一方で本実施例においては、第１電極４２の成膜時に既に正孔注入性が向上しているため、低電圧駆動が可能となり、低消費電力とすることができる。
【０１３５】
本実施例では、第３電極６０が基板１０と接する構成を示したが、第２電極２０が基板１０と接する構成のボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置でもよい。その場合、第３電極６０が反射電極となり、第２電極２０側から光を取出す構成となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図２】本発明の第２の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図３】本発明の第３の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図４】本発明の第４の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図５】本発明の第５の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図６】本発明の第６の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図７】本発明の第７の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図８】本発明の第８の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図９】本発明の第９の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図１０】本発明の第１０の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図１１】本発明の第１１の実施態様に係る有機発光素子を示す図。
【図１２】従来の有機発光素子の作製方法を示す図。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  基板
２０、２１  第２電極
３０、３２  第１有機層
３１  正孔注入層
３３、３４  電子注入層
４０、４１、４２、４３、４４、４５  第１電極
５０、５２  第２有機層
５１  正孔注入層
５３、５４  電子注入層
６０、６１  第３電極
７０  第４電極
８０  第３有機層
９０  保護層
１００  電源手段
【図１】
2010010111.tif 000003
【図２】
2010010111.tif 000004
【図３】
2010010111.tif 000005
【図４】
2010010111.tif 000006
【図５】
2010010111.tif 000007
【図６】
2010010111.tif 000008
【図７】
2010010111.tif 000009
【図８】
2010010111.tif 000010
【図９】
2010010111.tif 000011
【図１０】
2010010111.tif 000012
【図１１】
2010010111.tif 000013
【図１２】
2010010111.tif 000014