(57)【要約】【課題】光取り出し効率が向上し、もって、高輝度化且つ低消費電力化が実現可能な有機ＥＬ素子、およびそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】透明電極であるカソード電極２５と、光を透過する金属層である透明金属層２４３および光を反射する金属層である反射性金属層２４１で少なくとも構成され、透明金属層２４３および反射性金属層２４１が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層２４２が透明金属層２４３および反射性金属層２４１の間に形成された第２領域とを有するアノード電極２４と、カソード電極２５およびアノード電極２４の間に形成され、カソード電極２５を介して出射される光を発光する有機ＥＬ層２３と、を備え、有機ＥＬ層２３は、前記第２領域における透明金属層２４３と接して形成され、反射性金属層２４１は、前記第２領域において、有機ＥＬ層２３からの発光を反射する。【選択図】図１
2012204017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極である第１電極層と、
光を透過する金属層である透明金属層および光を反射する金属層である反射性金属層で少なくとも構成され、前記透明金属層および前記反射性金属層が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層が前記透明金属層および前記反射性金属層の間に形成された第２領域とを有する第２電極層と、
前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成され、前記第１電極層を介して出射される光を発光する有機ＥＬ(Electro Luminescence)層と、を備え、
前記有機ＥＬ層は、前記第２領域における前記透明金属層と接して形成され、
前記反射性金属層は、前記第２領域において、前記有機ＥＬ層からの発光を反射する
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、
基板と、
前記基板上に、前記有機ＥＬ層を駆動するためのアクティブ素子を有する駆動回路層と備え、
前記第１電極層、前記有機ＥＬ層および前記第２電極層は、前記駆動回路層上に形成されている
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記駆動回路層は、
前記アクティブ素子を覆うように形成され、当該駆動回路層の上面を平坦化する平坦化絶縁層を備え、
前記第１電極層、前記有機ＥＬ層および前記第２電極層は、前記平坦化絶縁層上に形成されている
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第２電極層は、駆動回路層上に形成され、
前記有機ＥＬ層は、前記第２電極層上に形成され、
前記第１電極層は、前記有機ＥＬ層上に形成されている
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記平坦化絶縁層は、前記第２領域外に対応する領域において、前記透明金属層と前記アクティブ素子とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有し、
前記反射性金属層は、前記コンタクトホール内にも形成されている
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記駆動回路層では、前記アクティブ素子が、前記第２領域外に対応する領域に形成されており、
前記第１電極層は、駆動回路層上に形成され、
前記有機ＥＬ層は、前記第１電極層上に形成され、
前記第２電極層は、前記有機ＥＬ層上に形成されている
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記平坦化絶縁層は、前記第２領域外に対応する領域において、前記第１電極層と前記アクティブ素子とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有し、
前記第１電極層は、前記コンタクトホール内にも形成されている
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか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
表示装置。
【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およびそれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のＣＲＴディスプレイに対して、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有する液晶ディスプレイなどの平面型の表示装置の需要が急速に伸びている。しかし、液晶ディスプレイは、視野角や応答性などに課題を有している。
【０００３】
そのため、最近では、自発光であり、広視野角および高速応答性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子」と記す）を用いた、単純マトリクス方式やアクティブマトリクス方式などの表示装置が注目されている。特に、高精細や大画面化に有利なアクティブマトリクス方式の表示装置の開発が活発に行われている。
【０００４】
有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、一般に有機ＥＬ素子を用いた表示パネルと、有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路とから構成されている。
【０００５】
表示パネルは、ガラスなどの基板上に、Ａｌなどの金属電極と、それに対向するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）などの透明電極と、それらの間に設けられた発光層とを備える有機ＥＬ素子を、マトリクス状に配置して構成されている。駆動回路は、有機ＥＬ素子を個別に駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、有機ＥＬ素子に対しては更なる高輝度化、または低消費電力化が望まれている。
【０００８】
本発明は、上述の要望を鑑みてなされたもので、光取り出し効率を向上させ、よって、高輝度化または低消費電力化が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
ここで、光取り出し効率とは、外部に光を取り出せる割合であり、外部出力光量／全発光量で示すことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を実現するために本発明の一つの実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明電極である第１電極層と、光を透過する金属層である透明金属層および光を反射する金属層である反射性金属層で少なくとも構成され、前記透明金属層および前記反射性金属層が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層が前記透明金属層および前記反射性金属層の間に形成された第２領域とを有する第２電極層と、前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成され、前記第１電極層を介して出射される光を発光する有機ＥＬ層と、を備え、前記有機ＥＬ層は、前記第２領域における前記透明金属層と接して形成され、前記反射性金属層は、前記第２領域において、前記有機ＥＬ層からの発光を反射する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光取り出し効率を向上させ、よって、高輝度化または低消費電力化が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを用いた表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子の要部を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における有機ＥＬ層に形成される素子構造の１例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるアノード電極の特徴的な構成を説明するための図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例における有機ＥＬ素子の要部を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における有機ＥＬ素子の要部を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一つの実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明電極である第１電極層と、光を透過する金属層である透明金属層および光を反射する金属層である反射性金属層で少なくとも構成され、前記透明金属層および前記反射性金属層が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層が前記透明金属層および前記反射性金属層の間に形成された第２領域とを有する第２電極層と、前記第１電極層および前記第２電極層の間に形成され、前記第１電極層を介して出射される光を発光する有機ＥＬ層と、を備え、前記有機ＥＬ層は、前記第２領域における前記透明金属層と接して形成され、前記反射性金属層は、前記第２領域において、前記有機ＥＬ層からの発光を反射する。
【００１４】
この構成によれば、第２電極層で光を反射する際にプラズモン発生の影響による光の減衰を抑制することができるので、光取り出し効率が向上し、高輝度化且つ低消費電力化が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を実現することできる。
【００１５】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板上に、前記有機ＥＬ層を駆動するためのアクティブ素子を有する駆動回路層と備え、前記第１電極層、前記有機ＥＬ層および前記第２電極層は、前記駆動回路層上に形成されているとしてもよい。
【００１６】
また、前記第２電極層は、駆動回路層上に形成され、前記有機ＥＬ層は、前記第２電極層上に形成され、前記第１電極層は、前記有機ＥＬ層上に形成されているとしてもよい。
【００１７】
この構成により、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を実現することできる。
【００１８】
また、前記駆動回路層では、前記アクティブ素子が、前記第２領域外に対応する領域に形成されており、前記第１電極層は、駆動回路層上に形成され、前記有機ＥＬ層は、前記第１電極層上に形成され、前記第２電極層は、前記有機ＥＬ層上に形成されているとしてもよい。
【００１９】
この構成により、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子を実現することできる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態および各図面において、同じ構成要素には同じ符号を付し説明する。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものでなはない。
【００２１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と記す）について、図面を用いて説明する。また、以下では、上面発光方式のトップエミッション型有機ＥＬ素子を例に説明するが、これに限られない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子１の要部を説明するための断面図である。図１では、トップエミッション型の有機ＥＬ素子１を示している。
【００２３】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板１００と、基板１００上に積層された駆動回路層１１Ａと、駆動回路層１１Ａ上に積層された発光素子層１１Ｂと、発光素子層１１Ｂ上に積層されたガラス基板１０５とを備える。
【００２４】
基板１００は、例えば、ガラス基板であり、駆動回路層１１Ａとともに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する。なお、有機ＥＬ素子１は、トップエミッション型の構造であるので、基板１００は透明である必要はない。そのため、基板１００は、非透明の基板、例えば、シリコン基板で形成されているとしてもよい。また、基板１００は、樹脂からなる透明または不透明のフレキシブル基板で形成されているとしてもよい。
【００２５】
発光素子層１１Ｂは、有機ＥＬ層２３と、アノード電極２４と、バンク層３０と、薄膜封止膜１０３と、樹脂封止層１０４と、遮光層１０６とを備える。詳細は後述するためここでの説明を省略する。
【００２６】
駆動回路層１１Ａは、層間絶縁膜１０１と、平坦化絶縁膜１０２とを備え、層間絶縁膜１０１および平坦化絶縁膜１０２中に、発光素子層１１Ｂを駆動するためのアクティブ素子として、例えば選択トランジスタ２１と駆動トランジスタ２２とが形成されている。また、駆動回路層１１Ａでは、平坦化絶縁膜１０２に、接続開口２５ａを有するコンタクトホール１０２ａが形成されている。
【００２７】
選択トランジスタ２１及び駆動トランジスタ２２は、例えば、ボトムゲート型の薄膜トランジスタである。選択トランジスタ２１は、基板１００上から順に形成されたゲート電極２１１、ゲート絶縁膜２１２、半導体層２１３、およびソースドレイン電極２１４により構成されている。駆動トランジスタ２２は、基板１００上から順に形成されたゲート電極２２１、ゲート絶縁膜２１２、半導体層２２３、およびソースドレイン電極２２４により構成されている。ここで、上述した各電極の材料としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）との合金、または、ＭｏとＷとの合金／アルミニウム（Ａｌ）／ＭｏとＷとの合金の積層構造が挙げられる。また、ゲート絶縁膜２１２の材料としては、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）または、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などが挙げられる。なお、ゲート絶縁膜２１２は、所望の静電容量を確保するため、誘電体材料であってもよい。
【００２８】
また、駆動トランジスタ２２のソースドレイン電極２２４の一方（例えばソース電極）は、発光素子層１１Ｂを構成するアノード電極２４と、平坦化絶縁膜１０２に設けられた接続開口２５ａを介して接続されている。
【００２９】
平坦化絶縁膜１０２は、本発明の平坦化絶縁層に相当し、アクティブ素子を覆うように形成され、当該駆動回路層の上面を平坦化する。具体的には、平坦化絶縁膜１０２は、層間絶縁膜１０１の上に選択トランジスタ２１および駆動トランジスタ２２を覆うように形成され、駆動回路層１１Ａの上面を平坦化する。また、平坦化絶縁膜１０２には、上述したように、接続開口２５ａを有するコンタクトホール１０２ａが形成されている。そして、接続開口２５ａを介して、駆動トランジスタ２２のソース電極と発光素子層１１Ｂのアノード電極２４とは接続される。換言すると、コンタクトホール１０２ａは、第２領域外（第１領域）に対応する平坦化絶縁膜１０２の領域に形成されており、透明金属層２４３とアクティブ素子である駆動トランジスタ２２とを電気的に接続する。
【００３０】
平坦化絶縁膜１０２は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて形成されたシリコン酸化膜から構成される。つまり、平坦化絶縁膜１０２は、例えば、まず、シリコン酸化膜が形成され、次に、形成されたシリコン酸化膜の表面を、例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法などにより平坦化することにより形成される。なお、平坦化絶縁膜１０２は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などから構成されるとしてもよい。
【００３１】
アノード電極２４は、平坦化絶縁膜１０２の上に形成される反射性金属電極であり、カソード電極２５に対して正の電圧を発光素子層１１Ｂに印加する。具体的には、アノード電極２４は、本発明の第２電極層に相当し、光を透過する金属層である透明金属層２４３および光を反射する金属層である反射性金属層２４１で少なくとも構成され、透明金属層２４３および反射性金属層２４１が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層２４２が透明金属層２４３および反射性金属層２４１の間に形成された第２領域とを有する。この反射性金属層２４１は、第２領域において、有機ＥＬ層２３からの発光を反射する。なお、このアノード電極２４は、本願の特徴的な構成要素であるが、詳細を後述するため、ここでの説明を省略する。
【００３２】
有機ＥＬ層２３は、本発明の有機ＥＬ層に相当し、第１電極層および前記第２電極層の間に、第２領域における透明金属層２４３と接して形成され、第１電極層を介して放出される光を発光する。具体的には、有機ＥＬ層２３は、アノード電極２４の一部の領域を覆うように積層され、アノード電極２４およびカソード電極２５からそれぞれ正孔と電子と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。
【００３３】
有機ＥＬ層２３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て形成されることが好ましい。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。その材料としては、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。
【００３４】
なお、有機ＥＬ層２３は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層および電子輸送層のうち少なくとも１つを含む素子構造が形成されているとしてもよい。以下、例として、図２を用いて、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層および電子輸送層が形成されている場合の構成について説明する。
【００３５】
図２は、本発明の実施の形態１における有機ＥＬ層に形成される素子構造の１例を詳細に説明するための図である。図２に示す有機ＥＬ層２３には、正孔注入層２３１、正孔輸送層２３２、有機発光層２３３、電子輸送層２３４および電子注入層２３５が形成されている。
【００３６】
正孔注入層２３１は、アノード電極２４の表面上に形成される。正孔注入層２３１は、正孔を安定的に、又は正孔の生成を補助して、有機発光層２３３へ正孔を注入する機能を有する。これにより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。正孔注入層２３１の材料としては、例えばＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）などを用いることができる。
【００３７】
正孔輸送層２３２は、正孔注入層２３１の表面上に形成される。正孔輸送層２３２は、正孔注入層２３１から注入された正孔を有機発光層２３３内へ効率良く輸送し、有機発光層２３３と正孔注入層２３１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機能を有する。正孔輸送層２３２の材料としては、例えば、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高分子材料があり、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。
【００３８】
電子注入層２３５は、有機発光層２３３上に形成される。電子注入層２３５は、有機発光層２３３への電子注入の障壁を低減し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、カソード電極２５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。電子注入層２３５は、例えば、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。
【００３９】
電子輸送層２３４は、有機発光層２３３と電子注入層２３５との間に形成される。電子輸送層２３４は、電子注入層２３５から注入された電子を有機発光層２３３内へ効率良く輸送し、有機発光層２３３と電子注入層２３５との界面での励起子の失活防止をし、さらには正孔をブロックする機能を有する。
【００４０】
以上のように、有機ＥＬ層２３には、例えば正孔注入層２３１、正孔輸送層２３２、有機発光層２３３、電子注入層２３５および電子輸送層２３４の素子構造が形成されている。
【００４１】
以下、図１についての説明に戻る。
【００４２】
カソード電極２５は、本発明の第１電極層に相当し、有機ＥＬ層２３を覆うように積層されている透明電極である。また、カソード電極２５は、アノード電極２４に対して負の電圧を有機ＥＬ層２３に印加し、電子を発光素子層１１Ｂ内（特に有機ＥＬ層２３）に注入する機能を有する。カソード電極２５の材料としては、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型の有機ＥＬ素子１を実現することができる。例えば、カソード電極２５は、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと記す）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩＺＯと記す）からなる金属酸化物層が用いられる。なお、カソード電極２５は、これらの材料に特に限定されるものではない。
【００４３】
薄膜封止膜１０３は、カソード電極２５の上に、形成されている。具体的には、薄膜封止膜１０３は、カソード電極２５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。ここで、薄膜封止膜１０３は、透明であることが要求されることから、薄膜封止膜１０３の材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、または有機膜などが挙げられる。
【００４４】
樹脂封止層１０４は、薄膜封止膜１０３の上に、形成されている。
【００４５】
ガラス基板１０５は、樹脂封止層１０４の上に、形成されている。
【００４６】
遮光層１０６は、有機ＥＬ層２３の形成領域以外の遮光領域（第１領域）に形成されている。
【００４７】
バンク層３０は、湿式成膜法を用いて形成される有機ＥＬ層２３を所定の領域に形成するバンク（土手）としての機能を有する。バンク層３０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。
【００４８】
以上のように構成された有機ＥＬ素子１は、発光素子層１１Ｂに電圧を印加すると、有機ＥＬ層２３で光が生じ、カソード電極２５および薄膜封止膜１０３を通じて光が上方に出射する。また、有機ＥＬ層２３で生じた光のうち下方に向かったものは、反射性金属電極としてのアノード電極２４で反射され、カソード電極２５および薄膜封止膜１０３を通じて光が上方に出射する。
【００４９】
なお、駆動回路層１１Ａは、平坦化絶縁膜１０２を必ずしも備えていなくてもよい。また、駆動回路層１１Ａは、平坦化絶縁膜１０２を備える場合でも、アクティブ素子とアノード電極２４との導通が実現されるのであれば、コンタクトホールを必ずしも備える必要はない。
【００５０】
次に、本発明の特徴的な部分であるアノード電極２４について、説明する。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるアノード電極の特徴的な構成を説明するための図である。
【００５２】
上述したように、図３に示す反射性金属電極であるアノード電極２４は、透明金属層２４３および反射性金属層２４１で少なくとも構成され、透明金属層２４３および反射性金属層２４１が積層された第１領域と、透明絶縁層２４２が透明金属層２４３および反射性金属層２４１の間に形成された第２領域とを有する。
【００５３】
反射性金属層２４１は、光を反射する金属層で構成されており、例えばＡｌ、Ａｇ、またはそれらの合金など反射率の高い金属を使用して形成される。また、反射性金属層２４１は、第２領域において、有機ＥＬ層２３からの発光を反射する。
【００５４】
透明金属層２４３は、光を透過する金属層で構成されており、例えばＩＴＯ、ＺｎＳ、ＺＴＯ、ＩＺＯ、Ｓｂ２Ｏ３などの無機透明導電性材料を使用して形成される。そして、透明金属層２４３は、第２領域において、有機ＥＬ層２３と物理的にも電気的にも接して形成されている。
【００５５】
透明絶縁層２４２は、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、アクリルなどの透明樹脂材料を使用して形成される。この透明絶縁層２４２は、第２領域すなわち反射性金属層２４１が有機ＥＬ層２３からの発光を反射する領域に少なくとも形成される。発光素子層１１Ｂは、この透明絶縁層２４２を有することにより、第２領域において、反射性金属層２４１と透明金属層２４３とが直接接触しない構造となっている。
【００５６】
なお、上述したように、駆動トランジスタ２２のソースドレイン電極２２４の一方（例えばソース電極）は、有機ＥＬ素子１のアノード電極２４と、平坦化絶縁膜１０２に設けられたコンタクトホール１０２ａすなわち接続開口２５ａを介して接続される。ここで、接続開口２５ａのアスペクト比が高い（すなわち深さが深い）場合であっても、反射性金属層２４１は金属材料で形成されることから、接続開口２５ａの底面にまで電気的導通を維持した状態で形成することが比較的容易である。したがって、平坦化絶縁膜１０２にコンタクトホール１０２ａを形成することにより、ソースドレイン電極２２４の一方（例えばソース電極）と反射性金属層２４１との電気的接触を安定して得ることが可能となる。
【００５７】
なお、本願発明者（ら）は、上述のような構成とすることで、有機ＥＬ素子１の光取り出し効率が向上し、高輝度化且つ低消費電力化が可能となっていることを確認した。
【００５８】
以下、このことについての考察を述べる。
【００５９】
まず、従来の有機ＥＬ素子の構成においては、光取り出し効率が低いのは、プラズモン発生の影響によるものであると考えている。すなわち、有機ＥＬ層２３に直接、反射層を形成する目的で、反射性金属材料を用いて反射性金属層２４１のみからなるアノード電極を形成する場合、有機ＥＬ層２３からの光が反射性金属層２４１で反射する以上に、表面プラズモン−ポラリトンの形成を通じて反射性金属層２４１で多くの光が失われ、その結果、取り出し効率が低下する。
【００６０】
また、有機ＥＬ層２３と反射性金属層２４１との間に透明金属層２４３を挟んで、有機ＥＬ層２３と反射性金属層２４１とを直接、接触しない構成とした場合でも、取り出し効率の低下の現象が見られることがわかった。
【００６１】
そこで、本願発明者らが検討を行った結果、反射性金属層２４１での表面プラズモン−ポラリトンの形成を低減するには、有機ＥＬ層２３からの光を反射性金属層２４１が反射する領域（上述の第２領域）において、反射性金属層２４１を有機ＥＬ層２３に対して電気的に接触させないことが有効であることがわかった。
【００６２】
本発明は以上の知見に基づくものであり、有機ＥＬ層２３で生じた光のうち下方に向かったものを上方に反射させる反射性金属電極であるアノード電極２４を、第２領域においては反射性金属層２４１、透明絶縁層２４２および透明金属層２４３により構成し、第１領域においては反射性金属層２４１および透明金属層２４３により構成する。つまり、透明絶縁層２４２を、有機ＥＬ層２３からの発光を反射性金属層２４１が反射する第２領域に少なくとも形成する。この構成により、第２領域において、反射性金属層２４１と透明金属層２４３とが直接電気的には接触しない構造となる。
【００６３】
以上の構成とすることで、アノード電極２４すなわち反射性金属層２４１で光を反射する際にプラズモン発生の影響による光の減衰を抑制することができるので、光取り出し効率が向上し、高輝度化且つ低消費電力化が可能な有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００６４】
さらに、図４に示す表示装置に、本実施の形態における有機ＥＬ素子１を用いた場合には、高輝度且つ低消費電力の表示装置を実現することができる。ここで、図４は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例を示す図である。
【００６５】
（変形例）
図５は、本発明の実施の形態１の変形例における有機ＥＬ素子の要部を説明するための断面図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図５に示す有機ＥＬ素子２は、図１に示す有機ＥＬ素子１に対して、接続開口２５ｂとアノード電極３４との構成が異なる。具体的には、図１に示す有機ＥＬ素子１では、平坦化絶縁膜１０２に設けられたコンタクトホール１０２ａには、反射性金属層２４１が形成され、接続開口２５ａを構成していた。一方、図５に示す有機ＥＬ素子２では、平坦化絶縁膜１０２に設けられたコンタクトホール１０２ａには、反射性金属層２４１と透明金属層３４３とが形成され、接続開口２５ｂを構成している。これは、コンタクトホール１０２ａのアスペクト比が低い（すなわち深さが浅い、もしくは、開口径が深さに対して大きい）場合には、反射性金属層２４１だけでなく、透明金属層３４３も形成されるからである。
【００６７】
なお、上記構成以外の点は、有機ＥＬ素子１と同様であるため、説明を省略する。
【００６８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、上面発光方式の有機ＥＬ素子を例に説明したのに対して、実施の形態２では、下面発光方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子を例に説明する。
【００６９】
図６は、本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子１の要部を説明するための断面図である。図６では、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子３を示している。
【００７０】
図６に示す有機ＥＬ素子３は、基板３００と、基板３００上に積層された駆動回路層３１Ａと、駆動回路層３１Ａ上に積層された発光素子層３１Ｂとを備える。
【００７１】
基板３００は、例えば、ガラス基板であり、駆動回路層３１Ａとともに、発光素子層３１Ｂの発光領域外に対応する領域（第１領域）に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する。なお、有機ＥＬ素子３は、ボトムエミッション型の構造であるので、基板３００は透明であることが要求される。したがって、基板３００の材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどが挙げられる。
【００７２】
駆動回路層３１Ａは、層間絶縁膜３０１と、平坦化絶縁膜３０２とを備え、層間絶縁膜３０１および平坦化絶縁膜３０２の第１領域中（発光素子層３１Ｂの発光領域外に対応する領域）に、発光素子層３１Ｂを駆動するためのアクティブ素子として、例えば駆動トランジスタ４２が形成されている。また、駆動回路層３１Ａでは、平坦化絶縁膜３０２に、接続開口４５ａを有するコンタクトホール３０２ａが形成されている。
【００７３】
駆動トランジスタ４２は、例えば、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであり、基板３００上から順に形成されたゲート電極４２１、ゲート絶縁膜４２２、半導体層４２３、およびソースドレイン電極４２４により構成されている。
【００７４】
ここで、各電極の材料としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）とタングステン（Ｗ）との合金、または、ＭｏとＷとの合金／アルミニウム（Ａｌ）／ＭｏとＷとの合金の積層構造が挙げられる。また、ゲート絶縁膜４２２の材料としては、有機ＥＬ素子３がボトムエミッション型の構造であるので、透明であることが要求され、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）または、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などが挙げられる。なお、ゲート絶縁膜４２２は、透明であれば、所望の静電容量を確保するための誘電体材料であってもよい。
【００７５】
また、駆動トランジスタ４２のソースドレイン電極４２４の一方（例えばソース電極）は、発光素子層３１Ｂを構成するアノード電極４４と、平坦化絶縁膜３０２に設けられた接続開口４５ａを介して接続されている。
【００７６】
平坦化絶縁膜３０２は、本発明の平坦化絶縁層に相当し、アクティブ素子上を覆うように形成され、当該駆動回路層の上面を平坦化する。具体的には、平坦化絶縁膜３０２は、層間絶縁膜３０１の上に駆動トランジスタ４２を覆うように形成され、駆動回路層３１Ａの上面を平坦化する。また、平坦化絶縁膜１０２は、上述したように、接続開口４５ａを有するコンタクトホール３０２ａが形成されている。そして、接続開口４５ａを介して、駆動トランジスタ４２のソース電極と発光素子層３１Ｂのアノード電極４４とが接続される。換言すると、平坦化絶縁層３２０は、第２領域外（第１領域）に対応する領域において、アノード電極４４と駆動トランジスタ４２とを電気的に接続するためのコンタクトホール３０２ａを有する。そして、アノード電極４４はコンタクトホール３０２ａ内にも形成されている。つまり、コンタクトホール３０２ａが、第２領域外（第１領域）に対応する平坦化絶縁膜３０２の領域に形成され、アノード電極４４とアクティブ素子である駆動トランジスタ４２とを電気的に接続する。なお、層間絶縁膜３０１および平坦化絶縁膜３０２の材料としては、透明であることが要求される点を除いて、実施の形態１の層間絶縁膜１０１および平坦化絶縁膜１０２と同様のため、説明を省略する。
【００７７】
発光素子層３１Ｂは、有機ＥＬ層４３と、アノード電極４４と、カソード電極４５と、画素分離絶縁層４６とを備える。
【００７８】
アノード電極４４は、本発明の第１電極層に相当し、平坦化絶縁膜３０２の上に形成される透明電極である。また、アノード電極４４は、カソード電極４５に対して正の電圧を発光素子層３１Ｂに印加する。アノード電極４４の材料としては、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、発光効率が高いボトムエミッション型の有機ＥＬ素子３を実現することができる。例えば、アノード電極４４は、ＩＴＯ、または、ＩＺＯからなる金属酸化物層が用いられる。なお、アノード電極４４、これらの材料に特に限定されるものではない。
【００７９】
カソード電極４５は、有機ＥＬ層４３と画素分離絶縁層４６とを覆うように形成される反射性金属電極であり、アノード電極４４に対して負の電圧を有機ＥＬ層４３に印加し、電子を発光素子層３１Ｂ内（特に有機ＥＬ層４３）に注入する機能を有する。
【００８０】
具体的には、カソード電極４５は、本発明の第２電極層に相当し、光を透過する金属層である透明金属層４５３および光を反射する金属層である反射性金属層４５１で少なくとも構成され、透明金属層４５３および反射性金属層４５１が積層された第１領域と、光を透過する絶縁層である透明絶縁層４５２が透明金属層４５３および反射性金属層４５１の間に形成された第２領域とを有する。この反射性金属層４５１は、第２領域において、有機ＥＬ層４３からの発光を反射する。なお、透明絶縁層４５２、透明金属層４５３および反射性金属層４５１の材料と、これらを備える場合の効果については、実施の形態１の透明絶縁層２４２、透明金属層２４３および反射性金属層２４１と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
有機ＥＬ層４３は、本発明の有機ＥＬ層に相当し、第１電極層および第２電極層の間に、第２領域における透明金属層４５３と接して形成され、第１電極層を介して放出される光を発光する。具体的には、有機ＥＬ層４３は、カソード電極４５の一部の領域（第２領域）の下に形成されており、アノード電極４４およびカソード電極４５から正孔と電子と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。なお、有機ＥＬ層４３の構成および材料については、実施の形態１の有機ＥＬ層２３と同様のため、説明を省略する。
【００８２】
以上のように構成された有機ＥＬ素子３は、発光素子層３１Ｂに電圧を印加すると、有機ＥＬ層４３で光が生じ、アノード電極４４、平坦化絶縁膜３０２、層間絶縁膜３０１、ゲート絶縁膜４２２および基板３００を通じて光が下方に出射する。また、有機ＥＬ層４３で生じた光のうち上方に向かったものは、反射性金属電極としてのカソード電極４５で反射され、アノード電極４４、平坦化絶縁膜３０２、層間絶縁膜３０１、ゲート絶縁膜４２２および基板３００を通じて光が下方に出射する。
【００８３】
以上のように、本実施の形態の有機ＥＬ素子３は、透明絶縁層４５２を、有機ＥＬ層４３からの発光を反射性金属層４５１が反射する第２領域に少なくとも形成する。この構成により、第２領域において、反射性金属層４５１と透明金属層４５３とが直接電気的には接触しない構造となる。
【００８４】
以上の構成とすることで、反射性金属層４５１で光を反射する際にプラズモン発生の影響による光の減衰を抑制することができるので、光取り出し効率が向上し、高輝度化且つ低消費電力化が実現可能な有機ＥＬ素子１を実現することできる。
【００８５】
さらに、図４に示す表示装置に、本実施の形態における有機ＥＬ素子１を用いた場合には、高輝度且つ低消費電力の表示装置を実現することができる。
【００８６】
なお、駆動回路層３１Ａは、平坦化絶縁膜３０２を必ずしも備えていなくてもよい。また、駆動回路層３１Ａは、平坦化絶縁膜３０２を備える場合でも、アクティブ素子とアノード電極４４との導通が実現されるのであれば、コンタクトホールを必ずしも備える必要はない。
【００８７】
以上、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態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や、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた表示装置に利用でき、特に、高輝度・低消費電力を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１、２、３    有機ＥＬ素子
１１Ａ、３１Ａ    駆動回路層
１１Ｂ、３１Ｂ    発光素子層
２１    選択トランジスタ
２２、４２    駆動トランジスタ
２３、４３    有機ＥＬ層
２４、３４、４４    アノード電極
２５、４５    カソード電極
２５ａ、２５ｂ、４５ａ    接続開口
３０    バンク層
４６    画素分離絶縁層
１００、３００    基板
１０１、３０１    層間絶縁膜
１０２、３０２    平坦化絶縁膜
１０２ａ、３０２ａ    コンタクトホール
１０３  薄膜封止膜
１０４  樹脂封止層
１０５  ガラス基板
１０６  遮光層
２１１、２２１、４２１  ゲート電極
２１２、４２２  ゲート絶縁膜
２１３、２２３、４２３  半導体層
２１４、２２４、４２４  ソースドレイン電極
２３１  正孔注入層
２３２  正孔輸送層
２３３  有機発光層
２３４  電子輸送層
２３５  電子注入層
２４１、４５１    反射性金属層
２４２、４５２    透明絶縁層
２４３、３４３、４５３    透明金属層
【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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