(57)【要約】【課題】スパッタリング法により電荷注入層の表面に電極層を形成しても、発光効率が低下しない技術を提供する。【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子６０は、基板２１を有し、当該基板２１上には第一の電極層２２と、第一の発光部６１と、中間電極層３０と、第二の発光部６２と、第二の電極層２３とを有している。電圧を印加し、第一、第二の発光部６１、６２を発光させると、外部で両方の光が合わされた強い放射光が観察される。第一、第二の発光部６１、６２は、母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１とが混合された薄膜からなる第二、第四の電荷注入層２８、２９を有している。この第二、第四の電荷注入層２８、２９の表面に、中間電極層３０や第二の電極層２３をスパッタリングにより形成しても、発光効率は低下しない。【選択図】図５
2008263123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第一の電荷注入層と、
前記第一の電荷注入層の表面に配置された第一の電荷輸送発光層と、
前記第一の電荷輸送発光層の表面に配置された第二の電荷注入層と、
前記第二の電荷注入層上に配置された第三の電荷注入層と、
前記第三の電荷注入層の表面に配置された第二の電荷輸送発光層と、
前記第二の電荷輸送発光層の表面に配置された第四の電荷注入層とを有し、
前記第一、第三の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうちいずれか一方の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、
前記第二、第四の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうち前記第一、第三の電荷注入層とは反対の極性の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、
前記第一の電荷輸送発光層には前記第一、第二の電荷注入層から正孔と電子が注入され、
前記第二の電荷輸送発光層には前記第三、第四の電荷注入層から正孔と電子が注入され、
正孔と電子は前記第一、第二の電荷輸送発光層内でそれぞれ再結合し、
前記第一、第二の電荷輸送発光層がそれぞれ発光し、
放射光が外部で観察される有機ＥＬ素子であって、
前記第二の電荷注入層は、正孔又は電子を前記第一の電荷輸送発光層に注入する電荷注入性金属材料と、前記電荷注入性金属が注入する極性の電荷を輸送する母材有機材料とが混合された薄膜で構成された有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第二の電荷注入層の前記電荷注入性金属材料はリチウムである請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第二の電荷注入層の前記母材有機材料は、前記第一の電荷輸送発光層のうち、少なくとも前記第二の電荷注入層と接触する部分に含まれている請求項１又は２いずれか１項記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記母材有機材料はＡｌｑ3である請求項１乃至３いずれか１項記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記第二の電荷注入層は、前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とが、成膜対象物の表面に一緒に到達し、形成された請求項１乃至４いずれか１項記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記第二の電荷注入層の表面に、金属ターゲットをスパッタリングし、形成された金属からなる薄膜で構成された透明な中間電極層を有する請求項１乃至５いずれか１項記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に配置された第一の電荷注入層と、
前記第一の電荷注入層の表面に配置された第一の電荷輸送発光層と、
前記第一の電荷輸送発光層の表面に配置された第二の電荷注入層と、
前記第二の電荷注入層上に配置された第三の電荷注入層と、
前記第三の電荷注入層の表面に配置された第二の電荷輸送発光層と、
前記第二の電荷輸送発光層の表面に配置された第四の電荷注入層とを有し、
前記第一、第三の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうちいずれか一方の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、
前記第二、第四の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうち前記第一、第三の電荷注入層とは反対の極性の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、
前記第一の電荷輸送発光層には前記第一、第二の電荷注入層から正孔と電子が注入され、
前記第二の電荷輸送発光層には前記第三、第四の電荷注入層から正孔と電子が注入され、
正孔と電子は前記第一、第二の電荷輸送発光層内でそれぞれ再結合し、
前記第一、第二の電荷輸送発光層がそれぞれ発光し、
放射光が外部で観察される有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子製造方法であって、
真空槽内に前記第一の電荷輸送発光層が露出された成膜対象物を配置し、
前記真空槽内には第一、第二の蒸発源が配置され、
前記第一の蒸発源と前記第二の蒸発源には、母材有機材料と電荷注入性金属材料とが別々に配置され、
真空雰囲気で、前記母材有機材料と、前記電荷注入性金属材料とを加熱し、
前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とを前記真空槽内にそれぞれ放出させ、
前記第一の電荷輸送発光層上に、前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とを一緒に到達させ、前記母材有機材料と前記電荷注入性金属材料とが混合された薄膜からなる前記第二の電荷注入層を形成する有機ＥＬ素子製造方法。
【請求項８】
前記第二の電荷注入層の表面に、金属ターゲットをスパッタリングして、金属からなる薄膜で構成された中間電極層を形成する請求項７記載の有機ＥＬ素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ素子の技術分野に係り、特に電荷注入層の表面に電極層を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の有機ＥＬ素子としては、図６の符号１０１ようなものが知られている。
この有機ＥＬ素子１０１は、基板１０２上に、第一の電極層１０３と、第一の発光部１２０と、中間電極層１１１と、第二の発光部１２１と、第二の電極層１０４とが積層されている。
【０００３】
第一、第二の発光部１２０、１２１は、第一、第二の電荷輸送発光層１０５、１０６を有しており、第一、第二の電荷輸送発光層１０５、１０６の基板１０２側の表面には第一、第二の正孔注入層１０７、１０８がそれぞれ配置され、反対側の表面には第一、第二の電子注入層１０９、１１０がそれぞれ配置されている。
中間電極層１１１は、異なる極性の第一の電子注入層１０９と第二の正孔注入層１０８を離間させ、第一の電子注入層１０９と第二の正孔注入層１０８とを電気的に接続させている。
【０００４】
第一の電極層１０３と第二の電極層１０４の間に電圧を印加すると、第一の電極層１０３に接触する第一の正孔注入層１０７と中間電極層１１１に接続された第一の電子注入層１０９の間、第二の電極層１０４に接触する第二の電子注入層１１０と中間電極層１１１に接続された第二の正孔注入層１０８の間に電圧が印加され、第一、第二の正孔注入層１０７、１０８から第一、第二の電荷輸送発光層１０５、１０６に正孔が注入され、第一、第二の電子注入層１０９、１１０から第一、第二の電荷輸送発光層１０５、１０６に電子が注入される。注入された正孔と電子は、第一、第二の電荷輸送発光層１０５、１０６内でそれぞれ再結合し、発光する。
【０００５】
ここでは、基板１０２は透明であり、基板１０２上の第一の電極層１０３と、第二の電荷輸送発光層１０６と、その間の各層１０７、１０５、１０９、１１１、１０８は透明であり、第一の電荷輸送発光層１０５で放射された光は、第一の電荷輸送発光層１０５から、第一の正孔注入層１０７と、第一の電極層１０３とを透過して基板１０２の外部に放射される。第二の電荷輸送発光層１０６で放射された光は、第二の電荷輸送発光層１０６から基板１０２の間の各層１０８、１１１、１０９、１０５、１０７を透過して、基板１０２の外部に放射される。第二の電荷輸送発光層１０６からの光は第一の電荷輸送発光層１０５からの光と同じ側に放射され、有機ＥＬ素子１０１の外側であって基板１０２側の位置では両方の光が合わされた強い放射光が観察される。
【０００６】
第一の電子注入層１０９の表面に中間電極層１１１のような金属からなる薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法がある。
第一の電子注入層１０９は、電子注入性を有する金属化合物からなる薄膜であり、第一の電荷輸送発光層１０５は有機化合物からなる薄膜で構成されており、金属ターゲットをスパッタリングして金属からなる中間電極層１１１を、有機化合物の薄膜である第一の電子注入層１０９の表面に成膜すると、蒸着法で成膜したときよりも発光効率が低下することが知られている。
【０００７】
このような理由から、第一の電子注入層１０９の表面に中間電極層１１１を形成する際には、蒸着法が用いられている。
しかし、蒸着法では成膜速度が遅い等の問題があり、蒸着法と遜色ない発光効率を維持したまま、中間電極層１１１をスパッタリング法で形成できる技術が求められている。
【特許文献１】特開２００４−７９５３８号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために創作されてものであり、その目的は、スパッタリング法により電荷注入層の表面に電極層を形成しても発光効率が低下しない技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために研究したところ、本発明の発明者は、従来技術の有機ＥＬ素子では、第一の電子注入層と第一の電荷輸送発光層の界面では材料の組成変化が急峻である点に起因する、と予想した。
即ち、発光効率が低下するのは、電荷注入層と電荷輸送発光層の界面が、電極層の形成の際に、スパッタリング粒子が入射する影響で、電極層を形成する前の界面の状態に対して大きく変化し、その結果、電荷注入層から電荷輸送発光層への電荷の注入効率が低下することが原因であると予想した。
【００１０】
そこで、発光効率を低下させないためには、スパッタリングによって電極層を形成する際に、電荷注入層が電荷輸送発光層の表面に形成されたときの状態が維持されるようにすればよい。
【００１１】
本発明は、上記観点から創作されたものであり、基板と、前記基板上に配置された第一の電荷注入層と、前記第一の電荷注入層の表面に配置された第一の電荷輸送発光層と、前記第一の電荷輸送発光層の表面に配置された第二の電荷注入層と、前記第二の電荷注入層上に配置された第三の電荷注入層と、前記第三の電荷注入層の表面に配置された第二の電荷輸送発光層と、前記第二の電荷輸送発光層の表面に配置された第四の電荷注入層とを有し、前記第一、第三の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうちいずれか一方の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、前記第二、第四の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうち前記第一、第三の電荷注入層とは反対の極性の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、前記第一の電荷輸送発光層には前記第一、第二の電荷注入層から正孔と電子が注入され、前記第二の電荷輸送発光層には前記第三、第四の電荷注入層から正孔と電子が注入され、正孔と電子は前記第一、第二の電荷輸送発光層内でそれぞれ再結合し、前記第一、第二の電荷輸送発光層がそれぞれ発光し、放射光が外部で観察される有機ＥＬ素子であって、前記第二の電荷注入層は、正孔又は電子を前記第一の電荷輸送発光層に注入する電荷注入性金属材料と、前記電荷注入性金属が注入する極性の電荷を輸送する母材有機材料とが混合された薄膜で構成された有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、前記第二の電荷注入層の前記電荷注入性金属材料はリチウムである有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、前記第二の電荷注入層の前記母材有機材料は、前記第一の電荷輸送発光層のうち、少なくとも前記第二の電荷注入層と接触する部分に含まれている有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、前記母材有機材料はＡｌｑ3である有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、前記第二の電荷注入層は、前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とが、成膜対象物の表面に一緒に到達し、形成された有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、前記第二の電荷注入層の表面に、金属ターゲットをスパッタリングし、形成された金属からなる薄膜で構成された透明な中間電極層を有する有機ＥＬ素子である。
また、本発明は、基板と、前記基板上に配置された第一の電荷注入層と、前記第一の電荷注入層の表面に配置された第一の電荷輸送発光層と、前記第一の電荷輸送発光層の表面に配置された第二の電荷注入層と、前記第二の電荷注入層上に配置された第三の電荷注入層と、前記第三の電荷注入層の表面に配置された第二の電荷輸送発光層と、前記第二の電荷輸送発光層の表面に配置された第四の電荷注入層とを有し、前記第一、第三の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうちいずれか一方の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、前記第二、第四の電荷注入層は、同極性であって、正孔と電子のうち前記第一、第三の電荷注入層とは反対の極性の電荷を注入する材料からなる薄膜で構成され、前記第一の電荷輸送発光層には前記第一、第二の電荷注入層から正孔と電子が注入され、前記第二の電荷輸送発光層には前記第三、第四の電荷注入層から正孔と電子が注入され、正孔と電子は前記第一、第二の電荷輸送発光層内でそれぞれ再結合し、前記第一、第二の電荷輸送発光層がそれぞれ発光し、放射光が外部で観察される有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子製造方法であって、真空槽内に前記第一の電荷輸送発光層が露出された成膜対象物を配置し、前記真空槽内には第一、第二の蒸発源が配置され、前記第一の蒸発源と前記第二の蒸発源には、母材有機材料と電荷注入性金属材料が別々に配置され、真空雰囲気で、前記母材有機材料と、前記電荷注入性金属材料とを加熱し、前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とを前記真空槽内にそれぞれ放出させ、前記第一の電荷輸送発光層上に、前記母材有機材料の蒸気と、前記電荷注入性金属材料の蒸気とを一緒に到達させ、前記母材有機材料と前記電荷注入性金属材料とが混合された薄膜からなる前記第二の電荷注入層を形成する有機ＥＬ素子製造方法である。
また、本発明は、前記第二の電荷注入層の表面に、金属ターゲットをスパッタリングして、金属からなる薄膜で構成された中間電極層を形成する請求項７記載の有機ＥＬ素子製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
スパッタリング法によって電荷注入層の表面に電極層を形成しても、発光効率は低下しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図５（ｈ）は、本発明の有機ＥＬ素子６０の断面図である。
この有機ＥＬ素子６０は、板状の基板２１を有しており、当該基板２１の上には、第一の電極層２２が設けられている。第一の電極層２２上には第一の発光部６１が配置されており、第一の発光部６１上には中間電極層３０が配置されており、中間電極層３０上には第二の発光部６２が配置されており、第二の発光部６２上には第二の電極層２３が配置されている。
【００１４】
第一、第二の発光部６１、６２は、第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５を有しており、第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５の基板２１側の表面には第一、第三の電荷注入層２６、２７がそれぞれ配置され、反対側の表面には第二、第四の電荷注入層２８、２９がそれぞれ配置されている。
【００１５】
第三の電荷注入層２７の基板２１側の表面にはさらに第一の補助電荷注入層３７が密着されている。また、第一の発光部６１では第二の電荷注入層２８が中間電極層３０に密着されており、第二の発光部６２では第一の補助電荷注入層３７が中間電極層３０に密着されている。
【００１６】
第一、第三の電荷注入層２６、２７は、互いに同極性であって、正孔と電子のどちらか一方の電荷を接触する第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に注入できる物質を含有しており、第二、第四の電荷注入層２８、２９は、互いに同極性であって、第一、第三の電荷注入層２６、２７とは逆の極性の電荷を接触する第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に注入する物質を含有している。
【００１７】
従って、第一、第三の電荷注入層２６、２７が正孔を注入可能な物質を含有している場合は、第二、第四の電荷注入層２８、２９が電子を注入可能な物質を含有する。このとき、第一、第三の電荷注入層２６、２７に正電圧が印加され、第二、第四の電荷注入層２８、２９に負電圧が印加されたときに、第一〜第四の電荷注入層２６〜２９が接触する第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に第一、第三の電荷注入層２６、２７から正孔が注入され、第二、第四の電荷注入層２８、２９から電子が注入される。
【００１８】
また、第一、第三の電荷注入層２６、２７が電子を注入可能な物質を含有する場合は、第二、第四の電荷注入層２８、２９が正孔を注入可能な物質を含有し、第一、第三の電荷注入層２６、２７に負電圧が印加され、第二、第四の電荷注入層２８、２９に正電圧が印加されたときに、第一〜第四の電荷注入層２６〜２９が接触する第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に第一、第三の電荷注入層２６、２７から電子が注入され、第二、第四の電荷注入層２８、２９から正孔が注入される。
【００１９】
第一の補助電荷注入層３７は、第三の電荷注入層２７が第二の電荷輸送発光層２５に注入する電荷と同じ極性の電荷を注入可能な金属を含有し、第三の電荷注入層２７と同極性の電圧が印加され、第三の電荷注入層２７に電荷を注入し、第三の電荷注入層２７から第二の電荷輸送発光層２５への電荷の注入量を増加させている。
第一の補助電荷注入層３７は、上述したように、第三の電荷注入層２７と密着している。
【００２０】
第二の電荷注入層２８が第一の電荷輸送発光層２４に電子を注入可能な物質を含有し、第三の電荷注入層２７が第二の電荷輸送発光層２５に正孔を注入可能な物質を含有する場合は、第一の補助電荷注入層３７を構成する物質の仕事関数は、中間電極層３０を構成する物質の仕事関数よりも大きい。
【００２１】
また、第二の電荷注入層２８が第一の電荷輸送発光層２４に正孔を注入可能な物質を含有し、第三の電荷注入層２７が第二の電荷輸送発光層２５に電子を注入可能な物質を含有する場合は、第一の補助電荷注入層３７を構成する物質の仕事関数は、中間電極層３０を構成する物質の仕事関数よりも小さい。
中間電極層３０の第一の補助電荷注入層３７が形成される面とは反対側の面に、後述する第二の補助電荷注入層を形成してもよい。
【００２２】
第二の補助電荷注入層を構成する物質と中間電極層３０を構成する物質との仕事関数の大小関係は、第一の補助電荷注入層３７を構成する物質と中間電極層３０を構成する物質との仕事関数の大小関係と逆である。
【００２３】
中間電極層３０は、金属材料からなる薄膜で構成されており、異なる極性の第二の電荷注入層２８と第一の補助電荷注入層３７とを離間させ、第二の電荷注入層２８と第三の電荷注入層２７とを第一の補助電荷注入層３７を介して電気的に接続させている。
【００２４】
第一の電極層２２と、第二の電極層２３を電源６３に接続し、第一の電極層２２と第二の電極層２３の間に電圧を印加すると、第一の電極層２２と接触する第一の電荷注入層２６と中間電極層３０に接続された第二の電荷注入層２８の間、及び、第二の電極層２３と接触する第四の電荷注入層２９と中間電極層３０に接続された第三の電荷注入層２７の間に電圧が印加される。
【００２５】
各電荷注入層２６〜２９に印加される電圧は、各電荷注入層２６〜２９に含有される物質が第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に注入可能な電荷を注入させる極性であり、注入された電荷は、第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５内部でそれぞれ再結合し、発光するように構成されている。
【００２６】
第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５は、第一、第二の発光層３１、３２を有しており、第一、第二の発光層３１、３２の基板２１側の表面には第一、第三の電荷輸送層３３、３４がそれぞれ配置され、反対側の面には第二、第四の電荷輸送層３５、３６がそれぞれ配置されて、構成されている。
【００２７】
第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５内では、注入された電荷は、第一〜第四の電荷輸送層３３〜３６内を輸送されて、第一、第二の発光層３１、３２にそれぞれ輸送され、第一、第二の発光層３１、３２にそれぞれ到達すると内部でそれぞれ再結合し、発光する。
【００２８】
ここでは、基板２１はガラス基板であり、基板２１上の第一の電極層２２と、第二の電荷輸送発光層２５と、その間の各層２４、２６〜２８、３０、３７は透明であり、第一の電荷輸送発光層２４で放射された光は、第一の電荷輸送発光層２４から、第一の電荷注入層２６と、第一の電極層２２とを透過して基板２１の外部に放射される。第二の電荷輸送発光層２５で放射された光は、第二の電荷輸送発光層２５から基板２１の間の各層２７、３７、３０、２８、２４、２６、２２を透過して、基板２１の外部に放射される。第二の電荷輸送発光層２５からの光は第一の電荷輸送発光層２４からの光と同じ側に放射され、有機ＥＬ素子６０の外側であって基板２１側の位置では両方の光が合わされた強い放射光が観察される。
【００２９】
本発明では、後述するように、第二、第四の電荷注入層２８、２９は、母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１が混合された薄膜で構成されている。電荷注入性金属材料７１は電荷注入性を有しており、母材有機材料７０は電荷注入性金属材料７１が注入する電荷と同じ極性の電荷を輸送する有機材料である。
【００３０】
図１の符号１は、本発明の有機ＥＬ素子６０の製造装置を示している。
この製造装置１は搬送室２を有しており、搬送室２には、搬出室３と、搬入室４と、第一、第二の蒸着装置５、６、スパッタ装置７とがそれぞれ接続されている。
搬送室２内には基板搬送ロボット９が配置されており、各室２〜７間で基板の搬入、搬出ができるように構成されている。
【００３１】
図３（ａ）に示す成膜対象物２０は、基板２１を有しており、基板２１の表面には第一の電極層２２が形成されている。成膜対象物２０は、予め、複数枚、搬入室４に配置されている。
各室２〜７は大気から遮断され、真空排気されている。
【００３２】
以下に、図を参照にして、本発明の有機ＥＬ素子６０の形成工程を説明する。
成膜対象物２０を搬入室４から第一の蒸着装置５内に移動する。第一の蒸着装置５内には、第一の電荷注入層２６と、第一の電荷輸送層３３と、第一の発光層３１と、第二の電荷輸送層３５とを構成する有機化合物がそれぞれ配置された４つの蒸発源が配置されている。
【００３３】
第一の電荷注入層２６の組成に対応する有機化合物が配置された蒸発源から有機化合物の蒸気を放出させ、第一の電極層２２の表面に有機薄膜からなる第一の電荷注入層２６を形成する。
【００３４】
第一の電荷注入層２６を形成した後、第一の電荷輸送層３３と、第一の発光層３１と、第二の電荷輸送層３５の組成に対応する有機化合物の蒸気を各蒸発源から順番に放出させ、第一の電荷注入層２６上に、有機薄膜からなる第一の電荷輸送層３３と、有機薄膜からなる第一の発光層３１と、有機薄膜からなる第二の電荷輸送層３５とを、この順序で形成する（図３（ｂ））。
第一の電荷輸送発光層２４が形成された成膜対象物２０を第一の蒸着装置５内から第二の蒸着装置６の真空槽１１内に移動する。
【００３５】
図２は、第二の蒸着装置６の内部を説明するための断面図であり、搬入した成膜対象物２０は、第二の電荷輸送層３５の表面は露出されており、第二の電荷輸送層３５を下方に向けて、真空槽１１内部の基板ホルダ１５に保持させる。
【００３６】
真空槽１１の内部の、基板ホルダ１５の下方には、第一の蒸発源１３ａと、第二の蒸発源１３ｂとが配置されている。第二の電荷注入層２８を構成させる母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１は、第一の蒸発源１３ａの蒸発容器７２ａと第二の蒸発源１３ｂの蒸発容器７２ｂに別々に納められている。
第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂのヒーターに通電して、第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂ内の母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１は、予め昇温させておく。
【００３７】
成膜対象物２０が基板ホルダ１５に配置された後、基板ホルダ１５と第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂの間の各シャッター１６〜１８で遮断した状態で、さらに昇温させ、第一の蒸発源１３ａと第二の蒸発源１３ｂに設けられた放出口７３ａ、７３ｂから、母材有機材料７０の蒸気と電荷注入性金属材料７１の蒸気をそれぞれ放出させる。
【００３８】
母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１の蒸発状態と放出速度が安定したところで、基板ホルダ１５と第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂの間の各シャッター１６〜１８を開け、母材有機材料７０の蒸気と電荷注入性金属材料７１の蒸気を真空槽１１内にそれぞれ放出させる。
【００３９】
第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂは近接されており、基板ホルダ１５は両方の蒸気が到達する位置に配置されており、第二の電荷輸送層３５の表面に母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１が混合された薄膜の成長が開始される。
【００４０】
予め決められた時間、母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１が混合された薄膜を成長させ、所定の膜厚となったところで、各シャッター１６〜１８を閉じ、薄膜の成長を終了させると、母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１とが混合された薄膜からなる第二の電荷注入層２８が形成される（図３（ｃ））。
【００４１】
第二の電荷注入層２８が形成された成膜対象物２０を、真空槽１１から第一のスパッタ装置７内に移動させる。真空槽内には電極となる金属材料からなる第一のターゲットと、第三の電荷注入層２７と同極性の電荷注入特性を有する金属材料からなる第二のターゲットが配置されており、真空槽内にスパッタリングガスを導入し、第一のターゲットをスパッタリングして、真空槽内で露出する第二の電荷注入層２８の表面に金属材料からなり、透明な中間電極層３０を形成し（図３（ｄ））、第二のターゲットをスパッタリングして、中間電極層３０の表面に金属材料からなる第一の補助電荷注入層３７を形成する（図４（ｅ））。
【００４２】
第一の補助電荷注入層３７が形成された成膜対象物２０はスパッタ装置７内から第一の蒸着装置５内に移動させ、第一の電荷注入層２６と、第一の電荷輸送層３３と、第一の発光層３１と、第二の電荷輸送層３５とを形成したときと同じ材料を、同じ成膜条件で、同じ順序で蒸気を放出させ、第一の補助電荷注入層３７の表面に、それぞれ、第一の電荷注入層２６と、第一の電荷輸送層３３と、第一の発光層３１と、第二の電荷輸送層３５と同じ膜厚、同じ組成の第三の電荷注入層２７と第三の電荷輸送層３４と第二の発光層３２と第四の電荷輸送層３６とを、この順序で形成する（図４（ｆ））。
【００４３】
第二の電荷輸送発光層２５が形成された成膜対象物２０を第一の蒸着装置５内から第二の蒸着装置６内に移動し、第二の電荷注入層２８を形成したときと同じ材料を、同じ成膜条件で、第二の電荷注入層２８と同じ膜厚、同じ組成の第四の電荷注入層２９を第二の電荷輸送発光層２５の表面に形成する（図４(ｇ)）。
【００４４】
第四の電荷注入層２９が形成された成膜対象物２０を第二の蒸着装置６内からスパッタ装置７内に移動し、中間電極層３０を形成したときと同じ材料を、同じ成膜条件で、同じ組成であり、第二の電極層２３を形成する。
第二の電極層２３が形成された成膜対象物２０をスパッタ装置７内から搬出室３内に移動し、取り出して組み立てると、有機ＥＬ素子６０が得られる（図５（ｈ））。
【００４５】
ここでは、第二、第四の電荷注入層２８、２９を構成する母材有機材料７０としてＡｌｑ3［Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）  ａｌｕｍｉｎｉｕｍ］と、電荷注入性金属材料７１としてリチウムとが第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂ内に別々に配置されており、それぞれの材料を蒸発させ、Ａｌｑ3の蒸気とリチウムの蒸気とをそれぞれ放出させ、第二、第四の電荷輸送層３５、３６の表面に一緒に到達させ、Ａｌｑ3と、リチウムとが混合された薄膜からなる第二、第四の電荷注入層２８、２９がそれぞれ形成される。
【００４６】
Ａｌｑ3は電子輸送性を有しており、リチウムは電子注入性を有しており、第二、第四の電荷注入層２８、２９は第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に電子を注入、輸送するように構成されている。
この場合、第一、第三の電荷注入層２６、２７は、第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５に正孔を注入可能な有機化合物からなる薄膜で構成されている。
【００４７】
中間電極層３０は、ここでは、第一のターゲットを構成する金属にはアルミニウムが用いられており、第二の電荷注入層２８の表面には、アルミニウム薄膜で構成された中間電極層３０が形成される。
第一の補助電荷注入層３７は、ここでは、第二のターゲットを構成する金属には銀が用いられており、中間電極層３０の表面には、銀薄膜で構成された第一の補助電荷注入層３７が形成される。
【００４８】
銀は正孔注入性を有しており、第三の電荷注入層２７が注入する電荷の極性と同じ極性の電荷を注入する物質である。
このとき、第一、第三の電荷注入層２６、２７には正電圧が印加され、第二、第四の電荷注入層２８、２９には負電圧が印加され、第一、第二の電荷輸送発光層２４、２５には、第一、第三の電荷注入層２６、２７から正孔がそれぞれ注入され、第二、第四の電荷注入層２８、２９から電子がそれぞれ注入される。
【００４９】
第二、第四の電荷輸送層３５、３６の表面に第二、第四の電荷注入層２８、２９をそれぞれ密着して形成する場合は、第二、第四の電荷輸送層３５、３６に含有する有機材料と第二、第四の電荷注入層２８、２９に含有する母材有機材料７０とを同じにすると、互いに密着する第二の電荷輸送層３５と第二の電荷注入層２８と、第四の電荷輸送層３６と第四の電荷注入層２９とは、同じ母材有機材料７０を含有するから、それらの界面での組成変化が緩やかになり、第二、第四の電荷注入層２８、２９の表面上に、スパッタリング法で薄膜を形成しても、界面は乱されず、特性が劣化しない。
【００５０】
第二、第四の電荷注入層２８、２９を形成する際、第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂからの単位時間あたりの放出量を一定にすると、膜厚方向に組成の変化がなく、膜厚方向で混合率が一定の第二、第四の電荷注入層２８、２９が得られる。
【００５１】
さらに、第二、第四の電荷注入層２８、２９を形成する際、第一、第二の蒸発源１３ａ、１３ｂの温度を調節し、電荷注入性金属材料７１の蒸気を徐々に増加させると、第二、第四の電荷注入層２８、２９内の第二、第四の電荷輸送層３５、３６に近い位置では母材有機材料７０の割合が大きく、遠い位置では電荷注入性金属材料７１の割合が大きくできる。
【００５２】
なお、本発明では、第二の電荷注入層２８の表面に中間電極層３０を密着して形成したが、それに限定されず、第二の電荷注入層２８の表面に、第二の電荷注入層２８に含有される電荷注入性金属材料７１と同じ極性の電荷を注入する物質の薄膜であって、同極性の電荷を注入する第二の補助電荷注入層を形成し、中間電極層３０を第二の補助電荷注入層の表面に形成し、第二の電荷注入層２８の電荷注入効率を上昇させてもよい。
【００５３】
この第二の補助電荷注入層には、たとえば、第二の電荷注入層２８に含まれる電荷注入性金属材料７１の薄膜を用いることができる。
第二の電荷注入層２８に含有する電荷注入性金属材料７１がリチウムである場合は、第二の補助電荷注入層には、リチウムの薄膜やフッ化リチウムの薄膜を用いることができる。
【００５４】
第四の電荷注入層２９は、第二の電荷注入層２８と同様に、膜厚方向に均一にしてもよく、また、第四の電荷注入層２９の内部で組成を変化させ、電荷注入性金属材料７１の含有率の値が底面では小さく、表面では大きくしてもよい。
また、第四の電荷注入層２９の表面に、同極性の金属からなる第二の補助電荷注入層を形成し、この第二の補助電荷注入層の表面上に第二の電極層２３を形成してもよい。
【００５５】
さらに、第四の電荷注入層２９は、母材有機材料７０と電荷注入性金属材料７１との混合薄膜ではなく、たとえばリチウムからなる金属膜で構成させてもよい。
基板２１と反対側の第二の電極層２３側に光を放射させる場合は、第四の電荷注入層２９と第二の電極層２３とを透明にすればよい。
【００５６】
なお、本発明では、母材有機材料７０としてＡｌｑ3を用いたが、Ａｌｑ3に限定されず、電荷注入性金属材料７１が第二、第四の電荷輸送層３５、３６に注入する電荷と同じ極性の電荷を輸送する有機材料であれば用いることができる。
【００５７】
第二、第四の電荷輸送層３５、３６に、Ａｌｑ3以外の有機化合物が含まれる場合、Ａｌｑ3を用いてもよいが、第二、第四の電荷輸送層３５、３６と第二、第四の電荷注入層２８、２９の組成を連続して変化させることができるから、第二、第四の電荷輸送層３５、３６に含まれる有機化合物と同じ有機化合物を用いることが望ましい。
【００５８】
なお、本発明では、電荷注入性金属材料７１としてリチウムを用いたが、リチウムに限定されず、電子注入材料の場合はセシウム等のアルカリ金属元素やマグネシウム等のアルカリ土類金属元素を含有する金属材料を用いることができる。
なお、本発明では、中間電極層３０と第二の電極層２３の金属材料にアルミニウムを用いたが、アルミニウムに限定されず、他の金属材料を用いることができる。
【００５９】
なお、本発明では、第一の補助電荷注入層３７の金属材料として銀を用いたが、銀に限定されず、正孔注入材料の場合、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯx（亜鉛酸化物）、ＳｎＯx（スズ酸化物）、ＩｎＯx（インジウム酸化物）等を用いることができる。特に、透明な薄膜を形成できる金属材料であることが望ましい。
【００６０】
なお、本発明では、第四の電荷注入層２９に金属膜を用いる場合、金属にはリチウムを用いたが、リチウムに限定されず、セシウム、マグネシウムなどの電子注入性の金属の薄膜を用いることができる。さらに金属の薄膜に限らず、フッ化リチウムやフッ化セシウム等の電子注入性の金属化合物の薄膜を用いることができる。
【００６１】
なお、本発明では、第一の電極層２２には、ＩＴＯが用いられており、ＩＴＯ膜は正孔注入性を有している。第一の電荷注入層２６はこのＩＴＯ膜と接触しているから、第一の電極層２２は第一の電荷注入層２６の補助電荷注入層としても機能し、正孔注入性が高められている。第一、第三の電荷注入層２６、２７の電荷注入効率が高ければ、ＩＴＯ膜や第一の補助電荷注入層３７を第一、第三の電荷注入層２６、２７の表面に形成しなくてもよい。
【００６２】
なお、本発明では、製造装置として、別の成膜装置に基板を移動する際に、同じ搬送室２を通して移動させ、基板表面に薄膜を形成する装置（クラスタ型装置）を用いたが、それに限定されず、搬送室２を通らずに複数の成膜装置の間を順番に移動させ、基板表面に薄膜を形成する装置（インライン型装置）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の製造装置を説明するためのブロック図
【図２】第二の蒸着装置を説明するための断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）：本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための断面図
【図４】（ｅ）〜（ｇ）：本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための断面図
【図５】（ｈ）：本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための断面図
【図６】従来の有機ＥＬ素子を説明するための断面図
【符号の説明】
【００６４】
１１…真空槽  １３ａ…第一の蒸発源  １３ｂ…第二の蒸発源  ２０…成膜対象物  ２１…基板  ２２…第一の電極層  ２３…第二の電極層  ２４…第一の電荷輸送発光層  ２５…第二の電荷輸送発光層  ２６…第一の電荷注入層  ２７…第三の電荷注入層  ２８…第二の電荷注入層  ２９…第四の電荷注入層  ３０…中間電極層  ６０…有機ＥＬ素子  ７０…母材有機材料  ７１…電荷注入性金属材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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