(57)【要約】【課題】大型の有機ＥＬパネルを容易に製造することが可能な構造を有する有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】陽極１２および透明陰極２０と、当該両電極の間に形成された有機発光層１５とを備える有機ＥＬ素子１であって、陽極１２と有機発光層１５との間に形成され、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物からなり、有機発光層１５へ正孔を注入する正孔注入層１３を備える。【選択図】図１
2010103374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極と、前記両電極の間に形成された有機発光層とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陽極と前記有機発光層との間に形成され、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物からなる正孔注入層を備える
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記混合物の金属元素に対するモリブデン元素の含有率は、９原子％以上である
請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記混合物の金属元素に対するモリブデン元素の含有率は、３５原子％以下である
請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記正孔注入層の表面粗さＲｍａｘは、２０ｎｍ以下である
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記有機発光層は、高分子有機材料を主成分とする
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記正孔注入層は、スパッタ成膜法により形成されている
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記正孔注入層は、モリブデンとタングステンとの原子比率が６５：３５から２０：８０の間のターゲットを用いて、前記スパッタ成膜法により形成されている
請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記陽極は、スパッタ成膜法により形成されている
請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記陽極、前記有機発光層及び前記陰極は、基板上にこの順で積層され、
前記陽極はＡｇおよびＡｌのうち少なくとも一方を含み、
前記陰極は透明である
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える
有機エレクトロルミネッセンス照明光源。
【請求項１１】
基板上に、陽極を形成する陽極形成ステップと、
前記陽極の上に、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物からなる酸化物層を、スパッタ成膜法により積層する酸化物層積層ステップと、
前記酸化物層の上に、有機発光材料を主成分とする有機発光層を積層する発光層形成ステップと、
前記有機発光層の上に、陰極を形成する陰極形成ステップとを含む
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１２】
前記酸化物層積層ステップでは、
前記スパッタ成膜法は、モリブデンとタングステンとの原子比率が６５：３５から２０：８０の間のターゲットを用いて実行される
請求項１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１３】
前記陽極形成ステップでは、
スパッタ成膜法により前記陽極を形成する
請求項１１または１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１４】
前記発光層形成ステップでは、
湿式成膜法により前記有機発光層を積層する
請求項１１〜１３のうちいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子またはその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す）は、陽極と陰極で発光層を含む有機層を挟んだ構造を有し、陽極から正孔、陰極から電子を注入し、発光層内でそれらを再結合させて発光を取り出すデバイスである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、自己発光のため視認性が高く、かつ、完全固体素子であることから、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有しており、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている（例えば、特許文献１参照）。すでに、携帯電話のメインディスプレイをはじめとし、各種用途への応用が始まっている。
【０００４】
現状の開発及び応用段階では、低分子有機材料を発光層として用いた有機ＥＬ素子の開発が先行している。これは、低分子有機材料を発光層として用いた場合、発光効率が高いことや寿命が長いことに起因している（例えば、特許文献２、３参照）。低分子有機材料の発光層は、真空蒸着などの真空プロセスを用いて作製される。
【０００５】
しかしながら、この真空プロセスを用いた有機ＥＬ製造技術では、１００インチ級の大型の有機ＥＬパネルを量産レベルで作製するのは困難である。これは、蒸着法を用いた場合、発光層を形成する工程ではマスク蒸着において、色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎のマスク合わせ精度を保つことが困難であるからである。また、蒸着法を用いた場合、電極層を形成する工程では膜均一性の問題等から、大型化が技術的な障害となるからである。また、製造方法を反映したコストの面でも、競合する液晶ディスプレイに劣っており、改善が必要である。
【０００６】
これに対し、湿式法で有機層を形成する製造方法は、材料使用効率と製造時間、製造装置のコスト面で優位である。また、ディスプレイへの応用では、大面積の画素を印刷法で塗り分けられるため、真空蒸着のような面内不均一の問題や蒸着層のパターニングに用いるメタルマスクのたわみの問題がない。
【０００７】
一方で、湿式法で多層の有機層を形成する場合は、上層の溶液を滴下した際に、一般に下地層がこれに溶出してしまうため、多層化が困難という問題点を有する。有機ＥＬ素子の性能は、様々な役割をもつ有機層を多層に積層することで向上できるため、この問題点は重要である。このため、湿式法を用いる有機ＥＬ素子の性能は、現状では、真空蒸着法を用いるものに比べて低い。湿式法を用いる有機ＥＬ素子の実用化のためには、湿式法に適したデバイス構造及び材料の選択とその製造法を開発することが不可欠である。
【０００８】
湿式法を用いる多層型有機ＥＬ素子のデバイス構造及びその製造方法として、例えば特許文献４が開示されている。特許文献４では、インクジェット法により基板上の電極上に水性の有機物質ＰＥＤＯＴからなる正孔注入層を形成する。その上から架橋剤を含む正孔輸送性の材料を有機溶媒とともに成膜し、成膜後光処理により架橋し、不溶化する。次に発光層として、発光性の有機材料からなる第３層を有機溶媒とともに成膜する。最後に、陰極を蒸着により形成して素子を形成する。
【０００９】
また、特許文献５では、無機の正孔注入層として、仕事関数が大きくエネルギーレベル的に正孔注入が有利である金属酸化物層を形成することが開示されている。これらは、有機溶媒には不溶であるため、上から有機溶媒による湿式塗布をする場合には、溶出の問題はない。
【特許文献１】特開２００４−１７１９５１号公報
【特許文献２】特開２００７−２８８０７１号公報
【特許文献３】特開２００２−２２２６９５号公報
【特許文献４】特表２００７−５２７５４２号公報
【特許文献５】特許第３３６９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、正孔注入層にＰＥＤＯＴを用いた場合、有機層中にスルホン酸が拡散することによりデバイス劣化が加速される。また、ＰＥＤＯＴ溶液に代表される水溶性の電導材料は、一般に酸性溶液であり、インクジェットノズルなどの装置の腐食を引き起こすという問題がある。また、これは完全な溶液ではなく、微粒子が分散されたものであるため、インクジェットノズルの目詰まりという問題を有する。さらに、電導度が高すぎるために、この膜の一部分でも陰極と接触してしまった場合にはリーク電流の増加を引き起こす。
【００１１】
一方、正孔注入層に金属酸化物を用いた場合、仕事関数が大きい金属酸化物層を成膜するには、一般に成膜温度の高い蒸着法が用いられるため結晶化が促進される。結晶化が促進されると、膜の平坦性が低下するため、上層である有機発光層にピンホールが生じてしまう。また、このピンホールの発生を回避するため、金属酸化膜の膜厚を大きくすると、膜の電気抵抗が上昇し、結果的に高駆動電圧が必要となり、消費電力の増大を招いてしまう。
【００１２】
また、膜の平坦性は良好であり、仕事関数が大きい金属酸化物層としてモリブデン酸化物が挙げられる。しかしながら、モリブデン酸化物は水溶性であり、当該酸化膜の成膜後、有機発光層のパターニング工程や画素分利用バンクの形成工程等に使用される水溶液に溶解してしまい、所望の平坦性および膜厚を有する酸化膜を得ることが困難となる。
【００１３】
画像表示部の大面積化及び製造コストの低減化を達成すべく湿式成膜法による有機発光層を用いた有機ＥＬ素子を実現する場合、正孔注入層として上述したような課題が存在する。
【００１４】
上記課題に鑑み、本発明は、低駆動電圧及び高発光効率を有し、大型の有機ＥＬパネルを容易に製造することが可能な構造を有する有機ＥＬ素子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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す）は、陽極および陰極と、前記両電極の間に形成された有機発光層とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陽極と前記有機発光層との間に形成され、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物からなる正孔注入層を備えることを特徴とする。
【００１６】
この構造をとることにより、正孔注入層が酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物から構成されるので、良好な正孔注入性能かつ平坦な正孔注入層表面を同時に実現することが可能となる。また、有機発光層のパターニング工程や画素分利用バンクの形成工程等に水溶液が使用される場合でも、当該水溶液による上記正孔注入層の溶出が回避される。よって、有機発光層でのピンホールの発生が回避され、正孔注入層の最適膜厚を薄くすることが可能となる。これにより、低駆動電圧及び高発光効率を有する有機ＥＬ素子を実現でき、有機ＥＬパネルの大型化及び量産化を容易にすることが可能となる。
【００１７】
また、前記混合物の金属元素に対するモリブデン元素の含有率は、９原子％以上であることが好ましい。
【００１８】
これにより、正孔注入層として、酸化タングステンに酸化モリブデンが混合されるので、酸化タングステンのみからなる正孔注入層に対し平坦性が向上する。よって、有機ＥＬ素子の正孔注入特性が確保されるとともに、正孔注入層の上下の有機層におけるピンホールの発生を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、前記混合物の金属元素に対するモリブデン元素の含有率は、３５原子％以下であることが好ましい。
【００２０】
これにより、正孔注入層として、酸化モリブデンに酸化タングステンが混合されるので、水溶液に対し溶解性を有する酸化モリブデンからなる正孔注入層に比べ、プロセス耐性が向上する。つまり、正孔注入層の上層の形成工程として水溶液を用いる工程があっても、当該水溶液により、正孔注入層がその形成後に溶出して膜厚が減少してしまうことを回避することが可能となる。
【００２１】
また、前記正孔注入層の表面粗さＲｍａｘは、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、正孔注入層の平坦性が確保されるので、有機発光層のピンホールによるショートが防止され、発光効率の低下や生産歩留まりの低下を回避することが可能となる。
【００２２】
また、前記有機発光層は、高分子有機材料を主成分としてもよい。
高分子有機材料を主成分とする有機発光層は、主に湿式成膜法により形成される。有機発光層を湿式成膜法により形成する場合、有機発光層の塗布前にバンクを用いたパターニング工程が行われる。このパターニング工程において、水溶液が用いられても、正孔注入層は酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物により形成されるので、当該水溶液に対し溶解して膜厚が減少してしまうことを回避することが可能となる。よって、湿式成膜法を用いた有機発光層の形成は、材料使用効率と製造時間、製造装置のコスト面で優位であり、大型の有機ＥＬパネルを容易に製造することが可能なる。
【００２３】
また、前記正孔注入層は、スパッタ成膜法により形成されていることが好ましい。
これにより、正孔注入層がスパッタ成膜法により形成されるので、高い基板温度で形成される蒸着法に比べ、結晶化が促進されず膜の平坦性が確保される。また、温度上昇による正孔注入層の上下層へのダメージが抑制される。さらに、基板温度を上げる必要がないので、膜の大面積化にも有利である。
【００２４】
また、前記正孔注入層は、モリブデンとタングステンとの原子比率が６５：３５から２０：８０の間のターゲットを用いて、前記スパッタ成膜法により形成されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、スパッタ成膜法により形成された正孔注入層のモリブデンとタングステンとの原子比率を所望の比率とすることが可能となり、必要な正孔注入量を得ることが可能となる。
【００２６】
また、前記陽極は、スパッタ成膜法により形成されていることが好ましい。
これにより、隣接する陽極と正孔注入層とがスパッタ成膜法により形成されるので、当該両層を同一の真空層により形成することが可能となる。よって、製造プロセスの簡略化が実現される。
【００２７】
また、前記陽極、前記有機発光層及び前記陰極は、基板上にこの順で積層され、前記陽極はＡｇおよびＡｌのうち少なくとも一方を含み、前記陰極は透明であってもよい。
【００２８】
これにより、ＡｇおよびＡｌのうち少なくとも一方からなる陽極は高い反射率を有するので、アクティブマトリクス型有機ＥＬ素子を形成するのに好都合なトップエミッション型の構造を実現することが可能となる。
【００２９】
また、本発明は、上記のような特徴を有する有機ＥＬ素子として実現することができるだけでなく、このような有機ＥＬ素子を備える照明光源としても、同様の構成と効果がある。
【００３０】
また、本発明は、このような特徴的な手段を備える有機ＥＬ素子として実現することができるだけでなく、有機ＥＬ素子に含まれる特徴的な手段をステップとする有機ＥＬ素子の製造方法として実現することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子によれば、正孔注入層が、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物から構成されているので、正孔注入性能や正孔注入層表面の平坦性を良好なものにすることができる。したがって、本発明の有機ＥＬ素子は低駆動電圧及び高発光効率を有し、当該有機ＥＬ素子の大型化及び量産化を容易にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００３３】
図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス型有機ＥＬ素子の構造断面図である。同図に記載された有機ＥＬ素子１は、基板４０と、基板４０の上に形成されたトランジスタ素子５０（５０Ａ、５０Ｂ）と、その上に形成された有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）部６０とから構成されている。
【００３４】
基板４０は、例えば、ガラス基板である。また、基板４０は、樹脂からなるフレキシブル基板を用いることも可能である。基板４０の上には幾つかの層が積層され、基板４０はそれらの層とともに、図２や図３に記載されたＴＦＴ基板１０を構成する。
【００３５】
基板４０の上に形成されたトランジスタ素子５０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。トランジスタ素子５０は、ソース・ドレイン電極５１と、ソース・ドレイン電極５１に接触して形成される半導体層５２と、半導体層５２の上に形成されたゲート絶縁膜５３とから構成されている。ゲート絶縁膜５３の上には、ゲート電極５４が形成されている。この例におけるＴＦＴ５０ＡとＴＦＴ５０Ｂとは、配線５５によって互いに電気的に接続されている。この構造により、有機ＥＬ素子１は、アクティブマトリクス型の構造を有する。
【００３６】
基板４０の上には、トランジスタ素子５０を覆うように平坦化膜５７が形成されている。平坦化膜５７によってその上面の平坦性が確保されている。この基板４０とトランジスタ素子５０と平坦化膜５７が基板構造体であるＴＦＴ基板１０を構成している。
【００３７】
平坦化膜５７を含むＴＦＴ基板１０の上には、有機ＥＬ部６０が形成されている。有機ＥＬ部６０は、陽極１２と、正孔注入層１３と、中間層１４と、有機発光層１５と、バンク層１６と、電子注入層１８と、透明陰極２０とを備える。
【００３８】
図１に記載された有機ＥＬ素子１は、トップエミッション構造を有している。つまり、有機ＥＬ部６０に電圧を印加すると、有機発光層１５で光が生じ、透明陰極２０及び透明封止膜２２を通じて光７０は外に（上方に）出射する。また、有機発光層１５で生じた光のうちＴＦＴ基板１０側に向かったものは、陽極１２で反射され、透明陰極２０および透明封止膜２２を通じて光７０として外に（上方に）出射する。
【００３９】
トップエミッション構造では、ＴＦＴ基板１０側の陽極１２を反射電極とし、それに対向する透明陰極２０及び透明封止膜２２を透明にして、光７０を上方に出射させる。したがって、陽極１２の光反射性が、有機発光層１５の発光効率とともに重要な要素となる。
【００４０】
トップエミッション構造の有機ＥＬ素子１の場合、有機ＥＬ素子に一般的なボトムエミッション構造のものと比較して、発光面積率を大きくすることができるという利点がある。発光面積率が大きいので、（一定光量を得るための）輝度が低くてよく、電圧も小さくてよく、よって寿命も長くなるというメリットも得られる。トップエミッション構造の発光面積率が大きいのは、有機ＥＬ部６０の下にトランジスタ素子５０を含むＴＦＴ基板１０が設けられ、ＴＦＴ基板１０と逆方向に光７０が取り出されるためである。これにより、トランジスタ素子５０やキャパシタなどによってＴＦＴ基板１０のスペースが占拠されても、発光面積率の問題を回避することが可能となる。なお、トップエミッション構造の場合には、基板４０は透明である必要はないので、非透明の基板、例えば、シリコン基板を用いることもできる。
【００４１】
陽極１２は、ＴＦＴ基板１０の表面上に積層され、透明陰極２０に対して正の電圧を有機ＥＬ素子１に印加する電極である。陽極１２には、導電性の他に、光反射性が要求される。光反射性が良好であるほど、有機発光層１５で生じた光を反射できるので、有機ＥＬ素子１の発光効率が向上する。陽極１２を構成する陽極材料としては、例えば、反射率の高い金属であるＡｌ、Ａｇ、またはそれらの合金が好ましい。また、陽極１２の厚さは、例えば、１００〜３００ｎｍである。また、陽極１２は、後述する正孔注入層１３とともに、スパッタ成膜法により形成されることが好ましい。これにより、陽極１２と正孔注入層１３とを同一の真空層により形成することが可能となり、製造プロセスの簡略化が実現される。
【００４２】
正孔注入層１３は、陽極１２の表面上に形成され、正孔を安定的に、又は正孔の生成を補助して、有機発光層１５へ正孔を注入する機能を有する。これにより、有機ＥＬ素子１の駆動電圧が低電圧化され、正孔注入の安定化により素子が長寿命化される。
【００４３】
また、正孔注入層１３には、正孔注入性の他に、光透過性および表面平担性が要求される。
【００４４】
正孔注入層１３の光透過性は、有機発光層１５で生じた光を陽極１２へ、陽極１２から反射してきた光を透明陰極２０の方向へロスなく透過させるために必要である。よって、正孔注入層１３の光透過性が良好であることにより、有機ＥＬ素子１の発光効率が向上する。正孔注入層１３の膜厚が大きくなるほど、正孔注入層１３の反射率は低下するので、正孔注入層１３の膜厚は、例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度にすることが好ましい。なお、陽極１２と正孔注入層１３との積層膜の光反射率（可視光領域）は、良好な反射率を確保するために、８０％以上であることが好ましい。
【００４５】
一方、正孔注入層１３の表面平坦性は、正孔注入層１３上に形成される有機発光層１５（又は中間層１４）を平坦かつ均一に作製することを保証するものである。これにより、画素内で有機発光層１５の厚さがばらつくことが抑制されるので、両極間での電界の偏りとこれに起因する劣化の加速、画素内の局所発光やショートを防止することができる。
【００４６】
なお、正孔注入層１３の構造及び材料について図２に記載された有機ＥＬ素子を用いて後述する。
【００４７】
中間層１４は、正孔注入層１３の表面上に形成され、正孔注入層１３から注入された正孔を有機発光層１５内へ効率良く輸送し、有機発光層１５と正孔注入層１３との界面での励起子の失活防止をし、さらには電子をブロックする正孔輸送層としての機能を有する。中間層１４としては、正孔輸送性の有機材料を用いることができる。正孔輸送性の有機材料とは、生じた正孔を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を有する有機物質である。これは、ｐ−型の有機半導体と呼ばれることもある。
【００４８】
中間層１４は、高分子材料でも低分子材料であってもよいが、湿式成膜法で成膜できることが好ましい。さらに好ましくは、中間層１４は正孔輸送性高分子材料からなり、例えば、トリフェルアミン、ポリアニリンなどが挙げられる。中間層１４の厚さは、例えば、５〜５０ｎｍ程度である。また、上層である有機発光層１５を形成する際に、これに溶出しにくいよう、架橋剤を含むことが好ましい。
【００４９】
中間層１４を形成する湿式成膜法としては、特に限定されるものではないが、インクジェット法に代表されるノズルジェット法や、ディスペンサー層を用いることができる。この場合、インクジェット法は、インク化した有機成膜材料をノズルから正孔注入層１３の表面へ噴射して、中間層１４を形成する方法である。
【００５０】
なお、中間層１４は、その隣接層である正孔注入層１３や有機発光層１５の材料により、省略される場合がある。
【００５１】
有機発光層１５は、中間層１４の表面上に形成され、正孔と電子が注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。
【００５２】
有機発光層１５としては、インクジェットやスピンコートのような湿式成膜法で成膜できる発光性の有機材料を用いることが好ましい。これにより、大画面の基板に対して、簡易で均一な成膜が可能となる。この材料としては、特に限定されるものではないが、高分子有機材料が好ましい。高分子有機材料の特徴としては、デバイス構造が簡単であること、膜の信頼性に優れ、低電圧駆動のデバイスであることも挙げることができる。
【００５３】
芳香環または縮合環のような共役系を持った高分子あるいはπ共役系高分子は蛍光性を有することから、有機発光層１５を構成する高分子有機材料として用いることができる。有機発光層１５を構成する高分子発光材料としては、例えば、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）またはその誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリフルオレン（ＰＦＯ）またはその誘導体（ＰＦＯ誘導体）、ポリスピロフルオレン誘導体などを挙げることができる。また、ポリチオフェンまたはその誘導体を用いることも可能である。
【００５４】
バンク層１６は、正孔注入層１３の表面上に形成され、湿式成膜法を用いて形成される中間層１４及び有機発光層１５を所定の領域に形成するバンクとしての機能を有する。
【００５５】
バンク層１６としては、特に限定されるものではないが、抵抗率が１０5Ωｃｍ以上の物質で、撥水性の物質が用いられる。抵抗率が１０5Ωｃｍ以下の抵抗率の材料であると、バンク層１６が、陽極と陰極との間のリーク電流あるいは隣接画素間のリーク電流の原因となり、消費電力の増加などの様々な問題を生じる。また、バンク層１６として親水性の物質を用いた場合、正孔注入層１３の表面は、一般に、親水性であるので、バンク層１６表面と正孔注入層１３表面との親撥水性の差異が小さくなる。そうすると、中間層１４及び有機発光層１５の構成要素である有機物質を含んだインクを、開口部に選択的に保持することが困難となってしまう。
【００５６】
バンク層１６に用いられる材料は、無機物質および有機物質のいずれであってもよいが、有機物質の方が、一般的に、撥水性が高いので、より好ましく用いることができる。このような材料の例としては、ポリイミド、ポリアクリルなどの樹脂が挙げられる。より撥水性とするために、フッ素を導入していても良い。
【００５７】
有機ＥＬ素子として有効に動作する部位を形成するために、バンク層１６は所定の形状にパターニングされて、少なくとも一箇所の開口部を有することが必要である。このパターニングの方法としては、特に限定されるものではないが、感光性の材料を用いたフォトリソグラフィ法を適用することが好ましい。バンク層１６の厚さは、例えば、１００〜３０００ｎｍ程度である。
【００５８】
電子注入層１８は、有機発光層１５の上に形成され、有機発光層１５への電子注入の障壁を低減し有機ＥＬ素子１の駆動電圧を低電圧化すること、励起子失活を抑制する機能を有する。これにより、電子注入を安定化し素子を長寿命化すること、透明陰極２０との密着を強化し発光面の均一性を向上させ素子欠陥を減少させることが可能となる。
【００５９】
電子注入層１８は、特に限定されるものではないが、好ましくはバリウム、アルミニウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、さらに、バリウム−アルミニウム積層体などからなる。電子注入層１８の厚さは、例えば、２〜５０ｎｍ程度である。
【００６０】
透明陰極２０は、電子注入層１８の表面上に積層され、陽極１２に対して負の電圧を有機ＥＬ素子１に印加し、電子を素子内（特に有機発光層１５）に注入する機能を有する。
【００６１】
透明陰極２０としては、特に限定されるものではないが、透過率の高い物質および構造を用いることが好ましい。これにより、発光効率が高いトップエミッション有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００６２】
透明陰極２０の構成としては、特に限定されるものではないが、金属酸化物層が用いられる。この金属酸化物層としては、特に限定されるものではないが、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと記す）、あるいはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩＺＯと記す）からなる層が用いられる。また、透明陰極２０の厚さは、例えば、５〜２００ｎｍ程度である。
【００６３】
透明封止膜２２は、透明陰極２０の表面上に形成され、水分から素子を保護する機能を有する。透明封止膜２２が形成されないと、水分によって電極と有機層との剥離等が進行し、ダークスポット（暗欠陥点）と呼ばれる点状または円状の無発光の欠陥が成長する。透明封止膜２２は、透明であることが要求される。透明封止膜２２は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、または有機膜からなる。また、透明封止膜２２の厚さは、例えば、２０〜５０００ｎｍ程度である。
【００６４】
図２は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構造断面図である。同図に記載された有機ＥＬ素子２は、ＴＦＴ基板１０と、陽極１２と、正孔注入層１３と、有機発光層１５と、バンク層１６と、電子注入層１８と、透明陰極２０とを備える。図２に記載された有機ＥＬ素子２は、図１に記載されたアクティブマトリクス型有機ＥＬ素子１と比較し、ＴＦＴ基板１０の構成、中間層１４及び透明封止膜２２を省略していることのみが異なる。
【００６５】
ここでは、特に本発明の特徴である正孔注入層１３の構造及び材料について群述する。
有機ＥＬ素子２に用いられる正孔注入層１３としては、そのイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が、隣接する陽極１２のイオン化ポテンシャルと有機発光層１５（中間層１４が存在する場合は中間層１４）のイオン化ポテンシャルの間に位置することが好ましい。これにより陽極１２から有機発光層１５（または中間層１４）への正孔注入障壁を低減し、駆動電圧を低下させることが可能となる。
【００６６】
これに適合する材料として、従来では、ＰＥＤＯＴに代表される高分子有機材料が正孔注入層として用いられることが多い。しかしながら、ＰＥＤＯＴからなる正孔注入層を用いて有機ＥＬ素子が構成された場合には、隣接する有機層中にスルホン酸が拡散することによりデバイス劣化が加速する。また、ＰＥＤＯＴ溶液に代表される水溶性の電導材料は、一般に酸性溶液であり、インクジェットノズルなどの装置の腐食を引き起こすという問題がある。また、これは完全な溶液ではなく、微粒子が分散されたものであるため、インクジェットノズルの目詰まりの問題も有する。さらに、電導度が高すぎるために、この膜の一部分でも陰極と接触してしまった場合にはリーク電流の増加を引き起こす。
【００６７】
上述した問題を解消するものとして、本発明の特徴である正孔注入層として、遷移金属酸化物である酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）と酸化タングステン（ＷＯｘ）との混合物を適用する。
【００６８】
酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）及び酸化タングステン（ＷＯｘ）という材料を適用する理由は、これらの金属酸化物は、それぞれ、大きな仕事関数を有し正孔注入性に優れるからである。酸化タングステンのＩｐは５．５ｅＶ、酸化モリブデンのＩｐは５．６ｅＶであり、Ｉｐが５．０Ｖ未満である他の金属酸化物材料Ａｇ2Ｏ（Ｉｐ＝４．６ｅＶ）、ＣｕＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺｎＯｘ、ＲｕＯｘ、ＶＯｘよりＩｐが高い。また、両者ともＰＥＤＯＴのＩｐを上回るという特徴を有する。
【００６９】
また、上記酸化物からなる混合物を正孔注入層１３とした場合の製造方法としては、蒸着温度を高く設定する必要がある蒸着成膜法よりも、スパッタ成膜法の方が大型化および量産性の観点から好ましい。
【００７０】
本実施の形態の正孔注入層１３におけるモリブデンの含有率は、表面平坦性の観点から９原子％以上であることが好ましい。ここで、上記モリブデンの含有率とは、正孔注入層１３に存在するモリブデン原子及びタングステン原子の総量に対するモリブデン原子の割合である。
【００７１】
図３は、モリブデンドープ濃度に対する正孔注入層の表面粗さを表すグラフである。横軸はモリブデン（Ｍｏ）のドープ濃度（原子％）、縦軸は表面粗さＲｍａｘ（ｎｍ）を表す。ここで、モリブデンドープ濃度とは上述したモリブデンの含有率と同意である。本実施の形態におけるＭｏの含有率（原子％）は、ＸＰＳによる濃度換算値であり、Ｗ及びＭｏの原子総量に対するＭｏ原子の割合である。また、表面粗さＲｍａｘとは、表面凹凸形状の平均高さからの最大差異である。また、表面平坦性の評価に使用された酸化タングステンと酸化モリブデンとの混合物からなる膜は、フラットＩＴＯ基板（ガラス上にＩＴＯが成膜されたもの）上にスパッタ成膜法にて成膜された。膜厚は５０ｎｍである。また、スパッタ成膜条件は、出力２５０Ｗ（Ａｒ流量１００ＳＣＣＭ／Ｏ2流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧４．５Ｐａ）である。同図より、正孔注入層がタングステン酸化物のみからなる場合（Ｍｏドープ０原子％）及び低Ｍｏドープ濃度では、表面粗さＲｍａｘが大きく、正孔注入層の表面平坦性が悪化する。
【００７２】
一方、中間層１４の適切な膜厚が２０ｎｍ程度であることから考慮して、正孔注入層１３の表面粗さＲｍａｘは、２０ｎｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍを超えると、中間層１４に電気的ショートが発生し、また、生産性の歩留まりが低下する。
【００７３】
正孔注入層１３の適切な表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ以下であること、及び図３に記載された表面粗さＲｍａｘのＭｏドープ量依存性により、正孔注入層１３における適切なモリブデンの含有率は、９原子％以上であることが導かれる。
【００７４】
本発明の実施の形態の構成によって、正孔注入層１３の平坦性が向上する理由については以下が考えられる。酸化タングステンに酸化モリブデン（またはモリブデン）の混合割合を多くするにつれ、酸化タングステンの結晶性が阻害され、正孔注入層１３はアモルファス状態に近づいていく。また、スパッタ成膜法で成膜されたアモルファス膜は、構成原子が原子レベルで緻密に配列されているので、結晶性が高い場合に比べ表面平坦性は向上する。よって、正孔注入層１３への酸化モリブデンの混合比を大きくしていくにつれ、表面平坦性は向上していくものと推定される。
【００７５】
なお、表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ以下であることを表面粗さＲａに対応させると、概ね表面粗さＲａは１．５ｎｍ以下になる。したがって、表面粗さの評価がＲａの場合、Ｒａは１．５以下であることが好ましい。ここで、表面粗さＲａとは、表面凹凸形状の平均高さと各点での高さとの差異を平均化したものである。
【００７６】
本実施の形態における有機ＥＬ素子の有する正孔注入層の表面平坦性を評価する表面粗さとしては、Ｒｍａｘの方がＲａよりも好ましい。正孔注入層の最大凸部により、正孔注入層と、上層の有機発光層及び陰極層とが電気的にショートしてしまうことにより、有機ＥＬ素子の発光素子としての機能が著しく低下するからある。
【００７７】
また、正孔注入層１３におけるモリブデンの含有率は、プロセス耐性の観点から、３５原子％以下であることが好ましい。これは、正孔注入層１３の形成の後に形成されるバンク層１６のパターニング工程において、酸化モリブデンの溶解を抑制して膜減りを防止するためである。酸化モリブデンは、単体で正孔注入性に優れた酸化物であるが、水溶性の性質を有するので、バンク層１６のパターニング工程に使用される水溶液に溶解してしまう可能性がある。よって、正孔注入層１３のモリブデン含有量が高すぎると、正孔注入層１３の膜減りが加速され、陽極１２が有機発光層１５に対して完全に被覆されない状態となってしまう。
【００７８】
なお、プロセスの条件によっては、酸化モリブデンの溶解度を考慮した上で、プロセスでの膜減りが多くならないのであれば、正孔注入層１３におけるモリブデンの含有率は３５原子％を超えた値（例えば５０原子％までの値）にすることも可能である。
【００７９】
また、酸化モリブデンと酸化タングステンからなる正孔注入層１３の膜厚の下限値は、１０ｎｍ程度であることが好ましい。この下限値以下となると、正孔注入層１３自体にピンホールが発生する可能性が高くなる。
【００８０】
なお、スパッタ成膜法を用いて正孔注入層１３におけるモリブデンの含有率を９原子％以上３５原子％以下にするには、スパッタ成膜法において使用するターゲットのＭｏとＷとの割合（「Ｍｏ／Ｗ」）を、例えば、「２０／８０」〜「６５／３５」に設定することが好ましい。Ｍｏ／Ｗ＝２０／８０のターゲットの場合、Ｍｏ含有率（Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｗ））は、例えば、９％〜１０％になる。また、Ｍｏ／Ｗ＝６５／３５のターゲットの場合、Ｍｏ含有率（Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｗ））は、例えば、約３５％になる。ターゲットは、ＭｏとＷとの合金を用いても良いし、Ｍｏ金属とＷ金属のそれぞれのターゲットを組み合わせて用いても良い。
【００８１】
上述したように、正孔注入性を有する酸化タングステンも酸化モリブデンも、それぞれ単体として正孔注入層１３に使用した場合には、平坦性及び膜減りという問題点を有している。
【００８２】
本実施の形態の構成によれば、正孔注入層１３が、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物から構成されていることにより、プロセスによる膜減りと平坦性の悪化という課題を同時に解消することが可能となる。したがって、均一な膜厚の層を形成しやすく、ピンホールのない積層構造が得られる。これにより、画素内において有機発光層１５の厚さがばらつくことによる陽極と陰極との間での電界の偏りが抑制されるので、これに起因する劣化加速、画素内での局所発光やショートの問題を抑制することができる。
【００８３】
なお、「酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物」は、典型的には、モリブデン（金属）とタングステン（金属）の混合物が酸化することによって形成された酸化物である。また、「酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物」は、酸化タングステンにモリブデンをドープさせたという観点からみて、モリブデンドープ酸化タングステン（ＭｏドープＷＯX）と称してもよいし、あるいは、酸化モリブデン−酸化タングステン（ＭｏＯX−ＷＯY）、モリブデン−タングステン酸化物（Ｍｏ1-XＷXＯY）と称してもよい。ここに、x、yはいわゆる組成比である。
【００８４】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｋ）は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明する工程図である。
【００８５】
まず、図４（ａ）に記載されたように、ＴＦＴ基板１０を用意する。本実施の形態におけるＴＦＴ基板１０は、図１に示したように、基板４０（例えばガラス基板）の上にＴＦＴ５０及び平坦化膜５７が形成された基板構造体である。
【００８６】
次に、ＴＦＴ基板１０の上に、ＡｌまたはＡｇ（またはそれらの合金）からなる陽極１２をスパッタ成膜法により形成する（図４（ｂ））。ここでのスパッタ成膜法の条件（成膜条件）は、例えば、Ａｇ合金ターゲットとＴＦＴ基板１０とをチャンバー内に設置する。つぎに、チャンバー内を真空状態にしたのち、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ）といったガスを導入し、ターゲットと基板の間に電圧をかける。これにより、イオンが発生し、このイオンがＡｇ合金ターゲットに衝突し、ターゲット粒子がはじき飛ばされて基板に付着し、Ａｇ合金膜が形成される。
【００８７】
次に、陽極１２の上に、レジストマスク８１を形成する。レジストマスク８１は、陽極１２の形成領域（位置・形状）を規定している。レジストマスク８１は、陽極１２の上にフォトレジストを形成した後、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることによって形成する（図４（ｃ））。
【００８８】
次にレジストマスク８１をマスクとして、ウェットエッチングによって陽極１２をパターニングする（図４（ｄ））。ここでのウェットエッチングの条件は、例えば、工程仕掛かり品を燐酸と硝酸と酢酸の酸系混合液中に浸漬させる。これにより、陽極１２がエッチングされる。
【００８９】
次に、レジストマスク８１を除去する（図４（ｅ））。レジストマスク８１の除去は、例えば、工程仕掛かり品をアセトンやジメチルホルムアミド、市販のレジスト剥離液中に浸漬させて溶解する。これにより、レジストが除去される。レジストを除去した後、基板をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）や純水を用いて洗浄する。このようにしてレジスト剥離工程が実行される。なお、パターニングの方法は、陽極１２および正孔注入層１３を一括してエッチングする他、各層をそれぞれエッチングして行っても構わない。
【００９０】
次に、陽極１２の上に、陽極１２を覆うように正孔注入層１３をスパッタ成膜法によって成膜する（図４（ｆ））。ここでのスパッタ成膜法による成膜は次の通りである。まず、例えば、ＭｏＷターゲットを、工程仕掛かり品とともにチャンバー内に配置する。次に、チャンバー内を真空状態にしたのち、Ａｒガス及びＯ2ガスを導入し、ターゲットと基板の間に電圧をかける。これにより、Ａｒイオンが発生し、このイオンがターゲットに衝突し、ターゲット粒子がはじき飛ばされ、基板に付着するまでの間または付着後にＯ2と結合するため基板上にＭｏＷＯｘ膜が形成される。前述したように、正孔注入層１３は、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物からなる。
【００９１】
次に、バンク層１６を形成する。まず、正孔注入層１３を覆うようにＴＦＴ基板１０の上に、バンク用の感光性樹脂層８２を成膜する（図４（ｇ））。次に、開口部８５を規定するマスク（不図示）を介してフォトリソグラフィ法によって感光性樹脂層８２をパターニングして、開口部８５を形成する（図４（ｈ））。
【００９２】
次に、バンク層１６の開口部８５に、有機発光層１５を構成する材料を充填する。ここではインクジェット法を用いて、バンク層１６によって規定された凹部もしくは溝部内に有機発光層１５を形成する（図４（ｉ））。また、インクジェット法を用いて、有機発光層１５とともに中間層１４も形成することが可能である。
【００９３】
インクジェット法は、インク化した成膜材料をノズルからＴＦＴ基板１０へ噴射して、膜形成する手法である。なお、高分子材料を高精度でパターニングするために、本実施の形態のように、画素の開口部以外にバンク層１６を設けておくことが好ましい。さらには、例えばバンク層１６や正孔注入層１３表面をプラズマ処理することにより、濡れ性を制御する手法もある。インクジェット法によって高分子材料を塗布した後は、乾燥して有機発光層１５を得る。
【００９４】
次に、有機発光層１５の上に電子注入層１８を形成する（図４（ｊ））。電子注入層１８は、例えば蒸着法によって形成する。ここでの蒸着法の条件は、次の通りである。まず、例えばＢａ原料をるつぼ内に配置し、膜を付ける基板とともにチャンバー内に配置する。次に、チャンバー内を真空状態にしたのち、るつぼを加熱することでＢａが蒸発し、基板に付着しＢａ膜が形成される。このときのるつぼ加熱方法は、抵抗加熱式、電子ビーム式、高周波誘導式などがある。
【００９５】
次に、電子注入層１８の上に透明陰極２０を形成する（図４（ｋ））。透明陰極２０は、蒸着法やスパッタ成膜法によって電子注入層１８の上にベタ層を形成することによって得られる。ここでの蒸着法の条件（成膜条件）は、次の通りである。まず、例えばＩＴＯ原料をるつぼ内に配置し、膜を付ける基板とともにチャンバー内に配置する。つぎに、チャンバー内を真空状態にしたのち、るつぼを電子ビームで加熱することによりＩＴＯが蒸発し、基板に付着しＩＴＯ膜が形成される。その後、必要に応じて所定のパターニングを行う。
【００９６】
最後に、透明陰極２０の上に透明封止膜２２を形成すると、本実施の形態の有機ＥＬ素子１が得られる。透明封止膜２２の形成は、スパッタ成膜法によって透明陰極２０の上にベタ層を形成することによって行えばよい。ここでのスパッタ成膜法の条件（成膜条件）は、例えば、ＳｉＮターゲットを、膜を付ける基板とともにチャンバー内に配置する。つぎに、チャンバー内を真空状態にしたのち、Ａｒガスを導入し、ＳｉＮターゲットと基板の間に電圧をかける。これにより、Ａｒイオンが発生し、このイオンがターゲットに衝突し、ターゲット粒子がはじき飛ばされて基板に付着し、ＳｉＮ膜が形成される。その後、必要に応じて所定のパターニングを行う。なおパターニングにおいてはウェットエッチングに限らずドライエッチングでも良い。
【００９７】
以上説明した製造方法により、本実施の形態の有機ＥＬ素子を製造することができる。本実施の形態の製造方法によれば、陽極１２および正孔注入層１３をスパッタ成膜法によって形成するとともに、有機発光層１５を塗布又は印刷法（この例では、インクジェット法）によって形成することができる。これにより、大型の有機ＥＬパネル（例えば、１００インチ級）を作製することが容易となり、その大型の有機ＥＬパネルを量産レベルで製造することが可能となる。上述した例では、インクジェット法を用いて有機発光層１５を形成したが、塗布または印刷によって有機発光層１５を形成できるのであれば、他の手法（例えば、グラビア印刷法、凸版印刷法、ディスペンサーなど）を用いることも可能である。また、製法によってはバンク層１６を用いずに有機発光層１５を作製することも可能である。
【００９８】
また、本実施の形態の製造方法によれば、正孔注入層１３はスパッタ成膜法により、酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物から形成される。これにより、正孔注入層１３の平坦性を確保するのが容易であるとともに、正孔注入層１３の膜減りの問題を緩和しながらバンクプロセスを実行することができる。したがって、膜の平坦性及び均一性という観点から、大型の有機ＥＬパネルを容易に製造することが可能となる。
【実施例】
【００９９】
次に、実施例及び比較例を挙げながら本発明により得られる効果である正孔注入層の表面平坦性及び膜減りについて説明する。
【０１００】
（実施例１）
実施例１では、Ｍｏ含有率が２３原子％であるモリブデンドープ酸化タングステン膜（ＭｏドープＷＯｘ）の平坦性を評価した。表面平坦性の評価に使用されたＭｏドープＷＯｘ膜は、フラットＩＴＯ基板上にＤＣスパッタ成膜法にて成膜された。膜厚は５０ｎｍであり、成膜条件はスパッタ出力２５０Ｗ（Ａｒ流量１００ＳＣＣＭ／Ｏ2流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧４．５Ｐａ）であった。成膜温度は室温で、ターゲット−基板間距離は１１３ｍｍであった。
【０１０１】
表面粗さＲａ＝０．８１ｎｍ及びＲｍａｘ＝１０．８９ｎｍであった。
【０１０２】
（実施例２）
実施例２では、Ｍｏ含有率が５４原子％であるＭｏドープＷＯｘ膜の平坦性を評価した。ターゲット組成以外の成膜条件は、実施例１と同様であった。
【０１０３】
表面粗さＲａ＝０．７９ｎｍ及びＲｍａｘ＝１０．０７ｎｍであった。
【０１０４】
（比較例１）
比較例１では、酸化タングステンのみからなる膜（モリブデン含有量は０％）の平坦性を評価した。出力２５０Ｗ（Ａｒ流量１００ＳＣＣＭ／Ｏ2流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧４．５Ｐａ）の成膜条件にて酸化タングステン（ＷＯｘ）膜をスパッタ成膜した。
【０１０５】
表面粗さＲａ＝１．６４ｎｍ及びＲｍａｘ＝２１．６２ｎｍであった。
【０１０６】
（比較例２）
比較例２では、比較例１と成膜条件を変更して、酸化タングステン（ＷＯｘ）膜の平坦性を評価した。出力５００Ｗ（ガス圧４．８Ｐａ）の成膜条件以外は、比較例１での成膜条件と同様であった。
【０１０７】
表面粗さＲａ＝１．７６ｎｍ及びＲｍａｘ＝２３．１４ｎｍであった。
【０１０８】
（比較例３）
比較例３では、比較例１と成膜条件を変更して、酸化タングステン（ＷＯｘ）膜の平坦性を評価した。出力１０００Ｗ（ガス圧２．７Ｐａ）の成膜条件以外は、比較例１での成膜条件と同様であった。
【０１０９】
表面粗さＲａ＝１．６６ｎｍ及びＲｍａｘ＝２０．２４ｎｍであった。
【０１１０】
（比較例４）
ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）膜の平坦性を評価した。
【０１１１】
表面粗さＲａ＝０．８２ｎｍ及びＲｍａｘ＝１０．９０ｎｍであった。
【０１１２】
（実施例及び比較例の評価）
表１は、実施例１〜２及び比較例１〜４のそれぞれの表面粗さの評価結果をまとめたものである。
【０１１３】
【表１】
2010103374.tif 000003
【０１１４】
本発明の有機ＥＬ素子の有する正孔注入層１３と同条件で成膜された実施例１及び実施例２では、膜の表面平坦性は良好であり、基準となるＰＥＤＯＴ膜の表面粗さと同等のものであった。これにより、本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層であるＭｏドープＷＯｘ膜は、ＰＥＤＯＴ膜の膜厚と同等の膜厚条件にて形成され得る。しかも、正孔注入層としてＭｏドープＷＯｘ膜を用いることにより、ＰＥＤＯＴ膜を正孔注入層として使用したときに見られるような、デバイス劣化の加速、製造装置の腐食及びリーク電流の発生がない。
【０１１５】
これに対し、比較例１〜３では、タングステン酸化物のみからなる膜（ＷＯｘ膜）の表面粗さは、ＰＥＤＯＴ膜の表面粗さのおおよそ２倍であった。すなわち、上記ＷＯｘ膜の表面の平滑性は、ＰＥＤＯＴ膜の平滑性と比較して悪いものであった。この結果は、スパッタ成膜の出力パワーを変化させても、つまり、基板上での膜成長速度を変化させても、同様の結果が得られた。このＷＯｘ膜を正孔注入層として用いるためには、ＭｏドープＷＯｘ膜やＰＥＤＯＴ膜が正孔注入層として用いられた場合と比べて、２倍以上の膜厚が必要となる。これにより、正孔注入層の抵抗値が増大し、有機ＥＬ素子の低電圧駆動が実現できず、消費電力の増大を招いてしまう。
【０１１６】
また、バンクプロセスによる膜減りについては、ＷＯｘ膜（Ｍｏ＝０％）に対し所定の条件にてバンクプロセスを行うと、２０ｎｍの膜減りが生じた。一方、同様の条件でのＭｏドープＷＯｘ膜（Ｍｏ＝２３％）の膜減りの量もほぼ同様（２３ｎｍ）であった。これにより、ＭｏドープＷＯｘ膜（Ｍｏ＝２３％）のバンクプロセスの耐性は、ＷＯｘ膜（Ｍｏ＝０％）のそれと同等であることがわかった。なお、Ｍｏドープ量の増大につれ、バンクプロセスによる膜減り量も増大するので、Ｍｏドープ量の増大につれ、有機発光層の膜厚を考慮して正孔注入層の膜厚を最適化する必要がある。
【０１１７】
以上、本発明の有機ＥＬ素子及びその製造方法について、実施の形態及び実施例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。
【０１１８】
なお、本発明の有機ＥＬ素子は、基板上の全面あるいは大部分に一様に形成されていてもよい。この場合は、開口部の大きい大面積発光が得られる照明光源として用いることができる。図５は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ照明光源の構造模式図である。同図に記載された有機ＥＬ照明光源３は、トップエミッション型であるので、図５に示した例では、上方に照明光が発せられることになる。この構成により、有機ＥＬ照明光源の大型化及び量産化を容易にすることが可能となる。
【０１１９】
あるいは、この電極は、特定の図形や文字を表示できるようにパターン化されていても良い。この場合は、特性のパターン状の発光が得られるので広告表示などに用いることができる。
【０１２０】
あるいは、この電極は、行列状に多数配置されていても良い。この場合は、パッシブ駆動のディスプレイパネルなどの画像表示装置として用いることができる。あるいは、図１に記載されたように、トランジスタアレイを並べた基板上で、このトランジスタアレイに対応する形で電気的な接続を得られるように形成されていてもよい。
【０１２１】
なお、本発明の実施の形態において、正孔注入層１３および有機発光層１５に高分子有機材料が用いられた例を示したが、これらに低分子有機材料が用いられても、本検討と同様の効果が得られる。
【０１２２】
また、酸化モリブデン及び酸化タングステンからなる正孔注入層１３をスパッタ成膜法により成膜した後、当該膜に対するアニール処理の有無により、本発明の有機ＥＬ素子の有する効果、つまり、表面平坦性及び水への溶解性は不変である。よって、本発明は、後アニール処理プロセスの有無によって限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明にかかる有機ＥＬ素子は、製造コストの低減及び大面積化が実現されるので、ディスプレイデバイスの画素発光源、液晶ディスプレイのバックライト、各種照明光源として有用であり、特に、ＴＦＴと組み合わせたアクティブマトリクス有機ＥＬディスプレイパネルへの応用に適性がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス型有機ＥＬ素子の構造断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構造断面図である。
【図３】モリブデンドープ濃度に対する正孔注入層の表面粗さを表すグラフである。
【図４】（ａ）〜（ｋ）は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明する工程図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ照明光源の構造模式図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１、２    有機ＥＬ素子
３    有機ＥＬ照明光源
１０    ＴＦＴ基板
１２    陽極
１３    正孔注入層
１４    中間層
１５    有機発光層
１６    バンク層
１８    電子注入層
２０    透明陰極
２２    透明封止膜
４０    基板
５０    トランジスタ素子
５０Ａ、５０Ｂ    ＴＦＴ
５１    ソース・ドレイン電極
５２    半導体層
５３    ゲート絶縁膜
５４    ゲート電極
５５    配線
５７    平坦化膜
６０    有機ＥＬ部
７０    光
８１    レジストマスク
８２    感光性樹脂層
８５    開口部
【図１】
2010103374.tif 000004
【図２】
2010103374.tif 000005
【図３】
2010103374.tif 000006
【図４】
2010103374.tif 000007
【図５】
2010103374.tif 000008