(57)【要約】      （修正有）【課題】有機ＥＬパネルの光出射効率を向上する。【解決手段】有機ＥＬパネルにおいて、基板と、アルミニウムを含む陽極層３と、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層７と、有機発光層８と、陰極層とを、当該順に積層された状態で備え、陽極層３は、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかであり、ホール輸送層７は、陽極層３と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満である。【選択図】図５
2016115714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
アルミニウムを含む陽極層と、
樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層と、
有機発光層と、
陰極層とを、当該順に積層された状態で備え、
前記陽極層は、前記ホール輸送層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかであり、
前記ホール輸送層は、前記陽極層と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満である
有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記ホール輸送層は、前記有機発光層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａ０．６ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ７ｎｍ以下の少なくとも何れかである
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記陽極層は、厚みは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
さらに、前記陽極層と前記ホール輸送層との間に遷移金属酸化物からなるホール注入層を備えた
請求項１から３の何れかに記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記陽極層は、ニッケル又はコバルトを含むアルミニウム合金を含み、前記陽極層の前記ホール注入層側の表面では、少なくとも一部においてニッケル又はコバルトが前記ホール注入層と接している
請求項４に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
前記ニッケル又はコバルト又はそれらが構成する酸化物は、キャリアとしてのホールを注入するホール注入性を備える
請求項５に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項７】
前記陽極層は、基板の上にアルミニウム、及びアルミニウムニッケル合金、又はアルミニウムコバルト合金をスパッタリングにより堆積したのち焼成して形成されている
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、有機材料の電界発光現象を利用した有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルテレビ等の表示装置に用いられる表示パネルとして、基板上に有機発光素子をマトリックス状に複数配列した有機ＥＬ素子を利用したパネル（以後、「有機ＥＬパネル」と略称する）が実用化されている。
各有機ＥＬ素子は電流駆動型の発光素子であって、陽極と陰極の一対の電極対の間に有機発光材料を含む発光層が配設された基本構造を有する。陽極と有機発光層との間、並びに陰極と有機発光層との間には、必要に応じて電荷注入層、電荷輸送層などが介設されている。駆動時には、一対の電極対間に電圧を印加し、陽極から有機発光層に注入されるホールと、陰極から有機発光層に注入される電子との再結合に伴って発光する。陽極と有機発光層の間には、ホールを効率よく有機発光層に注入するためのホール注入層が形成される。
【０００３】
有機ＥＬパネルの一般的な製造工程では、ＴＦＴ層を形成した基板上に樹脂材料からなる絶縁層を形成し、その上に陽極材料として、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属材料層を成膜し、この金属材料層を焼成して陽極を形成する。そして、その上に、例えば遷移金属酸化物膜からなるホール注入層を形成し、さらに、湿式成膜法により樹脂を含むインクと塗布してホール輸送層、有機発光層、陰極を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号  ＷＯ２０１２／００１７２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の有機ＥＬパネルでは、パネルが多くの層を積層して形成されているために、何れかの層において形成不良が生じた場合には当該部分において発光特性が低下し、有機ＥＬパネルの光出射効率が低下する。本開示は、上記課題に鑑み、光出射効率を向上する有機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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様における有機ＥＬパネルは、基板と、アルミニウムを含む陽極層と、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層と、有機発光層と、陰極層とを、当該順に積層された状態で備え、前記陽極層は、前記ホール輸送層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかであり、前記ホール輸送層は、前記陽極層と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様に係る有機ＥＬパネルでは、上記した構成により、ホール輸送層の層断裂領域又は薄膜化領域の発生を抑制できる。そのため、層断裂領域又は薄膜化領域とその近傍において有機発光層から適切な光量の発光が得られない電気的劣化要因に基づく光出射効率低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程の一部を示すフロー図である。
【図３】有機ＥＬパネル１００の製造工程の一部を示す模式断面図である。
【図４】有機ＥＬパネル１００の製造工程の一部を示す模式断面図である。
【図５】有機ＥＬパネル１００における絶縁層、ホール注入層、ホール輸送層及び陽極層の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】有機ＥＬパネル１００の性能評価試験における各サンプルの仕様及び製造条件を示す図である。
【図７】有機ＥＬパネル１００及び比較例の断面観察に用いた試片の形状寸法を示す模式図である。
【図８】（ａ）は、有機ＥＬパネル１００における絶縁層、陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、ＴＥＭ用保護層の断面を示す写真であり（ｂ）はＡ部を拡大した写真である。
【図９】（ａ）は、比較例における絶縁層、陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、ＴＥＭ用保護層の断面を示す写真であり、（ｂ）はＣ部を拡大した写真、（ｃ）はＤ部を拡大した写真である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬパネル１００における陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層の２値化した断面画像である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、比較例における陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層の２値化した断面画像である。
【図１２】有機ＥＬパネル１００及び比較例におけるホール輸送層の厚み分布の測定結果を示す図である。
【図１３】有機ＥＬパネル１００及び比較例における陽極層のホール注入層側表面の表面粗さの測定結果を示す図であり、（ａ）は算術平均粗さＲａ、（ｂ）は最大高さＲｚを示す。
【図１４】有機ＥＬパネル１００及び比較例におけるホール注入層のホール注入層側表面粗さと光出射効率との関係を示す図であり、（ａ）は算術平均粗との関係、（ｂ）は最大高さＲｚとの関係を示す。
【図１５】有機ＥＬパネル１００及び比較例における光の波長と反射率との関係を示す実験結果を示す図である。
【図１６】従来の有機ＥＬパネル１００Ｘを構成する有機ＥＬ素子１０Ｘの構成を示す模式断面図である。
【図１７】従来の有機ＥＬパネル１００Ｘにおける陽極層の厚みと光出射効率との関係を示す実験結果及び光学シミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪発明を実施するための形態に至った経緯について≫
図１６は、特許文献１に記載された従来の有機ＥＬパネル１００Ｘを構成する１つの有機ＥＬ素子１０Ｘの構成を示す模式断面図である。図１６に示すように、有機ＥＬ素子１０Ｘでは、基板１０１のＺ軸方向上側の表面に、ＴＦＴ層１０１０およびパッシベーション膜１０２が順に積層形成され、さらにその上に絶縁層１０３が積層形成されている。基板１０１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、又はアルミニウムナ等の絶縁性材料をベースとして形成されている。絶縁層１０３は、例えば、アクリル、ポリイミド、ゾルゲルなどの有機絶縁材料や、ＳｉＮやＳｉＯXなどの無機絶縁材料などから形成されている。ＴＦＴ層１０１０は、ゲート電極１０１１、ドレイン電極１０１２、ソース電極１０１３と、チャネル層１０１４およびゲート絶縁膜１０１５とから構成されており、陽極層１０５に対してコンタクトホール（不図示）で接続されている。
【００１０】
有機ＥＬ素子１０Ｘにおいては、Ｘ−Ｙ平面において、画素部１０ａと非画素部１０ｂとが含まれている。画素部１０ａにおいては、絶縁層１０３上に陽極層１０５が形成されている。非画素部１０ｂにおいては、絶縁層１０３上に補助電極１０６が形成されている。陽極層１０５および補助電極１０６は、ニッケル（Ｎｉ）を含み、アルミニウムを主成分とする合金材料から構成されている。
【００１１】
隣接する陽極層１０５同士の間、および隣接する陽極層１０５と補助電極１０６との間には、各々バンク１０７が立設されている。画素部１０ａにおいては、陽極層１０５上に、ホール注入層１０５Ｘ、ホール輸送層１０８、有機発光層１０９、電子輸送層１１０、および陰極層１１１が順に積層形成されている。このうち、電子輸送層１１０と陰極層１１１とは、非画素部１０ｂにも連続して形成され、陰極層１１１と補助電極１０６とは、間に電子輸送層１１０が介在した状態で電気的に接続されている。陰極層１１１の上面は、封止層１１２により覆われている。
【００１２】
次に、有機ＥＬパネル１００Ｘの製造工程では、ＴＦＴ層１０１およびパッシベーション膜１０２が順に積層形成され基板上に絶縁層１０３、陽極層１０５及び補助電極１０６を構成する金属材料層を順次形成し、その上に、その後に焼成工程を実施する。成膜した金属材料層を焼成して、陽極層１０５及び補助電極１０６の膜密度を向上（焼き締め）して低抵抗化するためである。
【００１３】
その後、陽極層１０５は、それぞれフォトリソグラフィー法に基づき、エッチングしてパターニングして形成する。その後、隣接する陽極層１０５同士の間、および隣接する陽極層１０５と補助電極１０６との間に、フォトリソグラフィー法に基づき、各々バンク１０７を形成した後、陽極層１０５上及びホール注入層１０５Ｘ上に塗布法によりホール輸送層１０８を形成する。その後、ホール輸送層１０８の上に、塗布法により有機発光層１０９、電子輸送層１１０、および陰極層１１１を積層形成して有機ＥＬパネル１００Ｘを完成する。
【００１４】
発明者らは、上記した従来の有機ＥＬパネル１００Ｘを用いて光出射効率低下の要因を検討するために実験を行った。図１７は、従来の有機ＥＬパネル１００Ｘにおける陽極層１０５の厚みと光出射効率との関係を示す実験結果及び光学シミュレーション結果を示す図である。実験では、有機ＥＬパネル１００Ｘに１０（ｍＡ／ｃｍ2）の電流を流し青色光（波長３８０ｎｍから４９５ｎｍ）を発光させたときの光度（Ｃｄ）を測定し、これを電流で除して光出射効率を算出した。図１７に示すように、光学シミュレーションでは陽極層厚みが２００ｎｍから４００ｎｍの範囲において、光出射効率は約±２％（５．３〜５．５（Ｃｄ／Ａ））の範囲内で変動する。これに対し、有機ＥＬパネル１００Ｘによる実験値では、陽極層１０５厚みが２００ｎｍから４００ｎｍに変化したとき、光出射効率は約１５％（５．３〜４．５（Ｃｄ／Ａ））単調減少すると。また、光学シミュレーションと実験結果との比較では、陽極層厚みが２００ｎｍにおいて光出射効率を示す実験結果及び光学シミュレーション結果が一致するが、陽極層厚みが２００ｎｍよりも大きく４００ｎｍ以下では、実験結果が光学シミュレーション結果を下回り、陽極層厚の増加に伴いその差は拡大する。
【００１５】
一般に、トップエミッション型の有機ＥＬパネル１００Ｘでは、陽極層１０５厚みが増加したとき陽極層１０５の表面粗さの増加に伴う陽極層反射率の低下が生じることが知られている（例えば、特開２０１２−１０４５５３号公報参照）。その場合、青色光においては陽極層１０５厚みが約２倍に増加したとき陽極層１０５の反射率が約１％低下し、これに伴い発光した光の取だし効率が低下するために有機ＥＬパネルの光出射効率も低下する。これに対し、上述のとおり有機ＥＬパネル１００Ｘでは、陽極層１０５厚みが約２倍に増加したとき約１５％光出射効率低下が生じた。
【００１６】
そこで、発明者らは、陽極層１０５の表面粗さの増加に伴う陽極層反射率の低下という光学的要因以外に、陽極層１０５厚みの増加に伴う光出射効率低下の要因が存在すると考え、陽極層１０５厚み増加に伴う光出射効率低下の要因について検討を行った。
その結果、陽極層１０５上及びホール注入層１０５Ｘ上に塗布法によりホール輸送層１０８を形成する工程において、主に陽極層１０５厚み増加に伴う表面粗さ増加に起因して、陽極層１０５又はホール注入層１０５Ｘと有機発光層１０９とが部分的に接合しホール輸送層１０８が層内部で断裂した層断裂領域、又はホール輸送層１０８が所定厚み未満の範囲に薄化した薄膜化領域が面内でスポット状に発生していることを見出した。この層断裂領域又は薄膜化領域（以後、「層断裂又は薄膜化領域」とする）とその近傍では、陽極層１０５から有機発光層１０９に十分なキャリア移動がなされないために有機発光層１０９において適切な光量の発光が得られず、層断裂又は薄膜化領域の増加が光出射効率低下の主要因であると考えられる。
【００１７】
そこで、ホール輸送層１０８を形成する工程において層断裂又は薄膜化領域の発生を抑制することが可能な有機ＥＬ素子のデバイス構造ついて検討を行い、実施の形態に係る有機ＥＬ素子に想到したものである。
≪発明を実施するための形態の概要≫
本実施の形態に係る有機ＥＬパネルは、基板と、アルミニウムを含む陽極層と、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層と、有機発光層と、陰極層とを、当該順に積層された状態で備え、前記陽極層は、前記ホール輸送層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかであり、前記ホール輸送層は、前記陽極層と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満であることを特徴とする。
【００１８】
また、別の態様では、前記ホール輸送層は、前記有機発光層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａ０．６ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ７ｎｍ以下の少なくとも何れかである構成であってもよい。
また、別の態様では、前記陽極層は、厚みは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である構成であってもよい。
【００１９】
また、別の態様では、さらに、前記陽極層と前記ホール輸送層との間に遷移金属酸化物からなるホール注入層を備えた構成であってもよい。
また、別の態様では、前記陽極層は、ニッケル又はコバルトを含むアルミニウム合金を含み、前記陽極層の前記ホール注入層側の表面では、少なくとも一部においてニッケル又はコバルトが前記ホール注入層と接している構成であってもよい。
【００２０】
また、別の態様では、前記ニッケル又はコバルト又はそれらが構成する酸化物は、キャリアとしてのホールを注入するホール注入性を備える構成であってもよい。
また、別の態様では、前記陽極層は、基板の上にアルミニウム、及びアルミニウムニッケル合金、又はアルミニウムコバルト合金をスパッタリングにより堆積したのち焼成して形成されている構成であってもよい。
【００２１】
≪実施の形態≫
１．構成について
実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００の構成について、図１を用い説明する。図１は、本開示の有機ＥＬパネルの一態様として、実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００の構成を模式的に示す断面図である。有機ＥＬパネル１００は、これに接続された駆動制御部（不図示）とで表示装置を構成することができる。
【００２２】
有機ＥＬパネル１００では、画素（ピクセル）が基板１の上面に沿ってマトリクス状に配列されている。各画素は隣接するＲＧＢ３色のサブ画素の有機ＥＬ素子を１組として構成される。有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、基板１上に配列されたトップエミッション型であって、有機ＥＬ素子２０ａは青色のサブ画素、有機ＥＬ素子２０ｂは緑色のサブ画素、有機ＥＬ素子２０ｃは赤色のサブ画素にそれぞれ相当する。
【００２３】
基板１は、基板本体（不図示）の上面に、有機ＥＬパネル１００全体の有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃをアクティブマトリクス方式で駆動するためのＴＦＴ層（不図示）が形成されてなり、その上を絶縁層２で被覆されて構成されている。
基板本体は、有機ＥＬパネル１００のベース部分となる基板であって、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、又はアルミニウムナ等の無機絶縁性材料で形成されている。
【００２４】
絶縁層２は、基板１の表面を平坦にし、且つＴＦＴを外部より絶縁するために設ける樹脂膜であって、絶縁性に優れる有機材料、例えばポリイミド、ポリアミド、アクリル系樹脂材料等の有機絶縁性材料で形成されている。また、絶縁層２は、膜厚によっては、基板１の表面を平坦化する機能を有する平坦化層であってもよい。
次に、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃの素子の構成について説明する。絶縁層２上には、陽極層３、透明電極４、ホール注入層５、有機発光層８、電子注入層９、陰極層１０、封止層１１が順次積層形成されている。
【００２５】
陽極層３は、ここではアルミニウム又はアルミニウム合金を含む電気抵抗の低い材料で構成され、厚み（膜厚）は好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満、より好ましくは７５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の反射陽極層として形成されている。アルミニウムやアルミニウム合金は、高光反射性を有する高導電性金属材料であり好適である。アルミニウム合金の例としては、アルミニウムコバルト合金（例えば、Ａｌ9Ｃｏ2）、又は、アルミニウムニッケル合金（例えば、ＡｌＮｉ3）を用いることが好ましい。アルミニウムコバルト合金、又は、アルミニウムニッケル合金に加えて、例えば、アルミニウム・コバルト・ゲルマニウム・ランタン（Ａｌ−Ｃｏ−Ｇｅ−Ｌａ）合金、アルミニウム・カーボン・マグネシウム（Ａｌ−Ｃ−Ｍｇ）合金や、アルミニウムネオジウム（Ａｌ−Ｎｄ）合金、アルミニウムジルコニウム（Ａｌ−Ｚｒ）合金、アルミニウム銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金、アルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金、アルミニウムシリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）合金などを用いてもよい。
【００２６】
透明電極４は、インジウムを含む導電性材料、例えばＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等の透明電極材料で構成される。厚みが約１６ｎｍ程度の膜であり、陽極層３の上面を被覆している。なお陽極層３と透明電極４とを併せて陽極層とすることもある。
陽極層３及び透明電極４は、各サブ画素を構成する有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃごとに分離してパターニングされている。
【００２７】
ホール注入層５は、有機発光層８に対して陽極層３側からホールを効率よく注入するための層であり、例えば、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）や酸化タングステン（ＷＯｘ）の遷移金属酸化物膜で形成されている（ｘは正数）。その他、例えば、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料からなる層を用いてもよい。ホール注入層５の厚みは、０．１〜２０ｎｍ程度の範囲内が好ましい。なお、ホール注入層５は、有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃごとに分離してパターニングされている。
【００２８】
ホール注入層５を遷移金属の酸化物から構成する場合には、複数の酸化数をとるためこれにより複数の準位をとることができ、その結果、ホール注入が容易になり駆動電圧を低減することができる。特に、酸化タングステン（ＷＯX）を用いることが、ホールを安定的に注入し、且つ、ホールの生成を補助するという機能を有するという観点から望ましい。本実施の形態では、酸化タングステン（ＷＯｘ）（ＷＯｘ：約１０［ｎｍ］）を採用している。ただし、層厚はこれに限定されるものではなく、例えば、酸化タングステン（ＷＯｘ）の層厚は、５［ｎｍ］〜３０［ｎｍ］の範囲とすることができる。
【００２９】
ホール注入層５の上には、少なくとも隣り合うサブピクセル同士の間を仕切るように、絶縁材料からなるバンク６が設けられている。バンク６は、個々の有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃの有機発光層８を個別に区画するいわゆるピクセルバンク構造としてもよいし、同発光色の有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃの有機発光層８を一群ずつストライプ状に区画する、ラインバンク構造としてもよい。
【００３０】
バンク６は、絶縁性を有する樹脂等の有機材料で形成され、形成工程においてエッチング処理、ベーク処理などが施される。有機材料の例としてはアクリル系樹脂、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で仕切られた領域内には、ホール輸送層７、有機発光層８が積層形成されている。
【００３１】
ホール輸送層７は、陽極層３側からホールを輸送し、有機発光層８に注入する役目を持つ。その材料の具体例としては、４、４'−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ、Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−（１、１'−ビフェニル）−４、４'−ジアミン（ＴＰＤ）などのトリアリールアミン系化合物を挙げることができる。これらの材料を含む溶液を用いた湿式成膜法（ウェットプロセス）で作製できる。
【００３２】
有機発光層８は、ホールと電子とが注入されて再結合されることにより励起状態が生成され、これにより発光する機能を有する。有機発光層８もウェット法で形成できる。その材料は、例えば特許公開公報（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、アンスラセン化合物、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、希土類錯体などの蛍光物質で形成されることが好ましい。
【００３３】
有機発光層８の上には、電子注入層９、陰極層１０および封止層１１が、バンク６の上部を超えてパネル全体の有機ＥＬ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃにわたり連続して形成されている。
電子注入層９は、陰極層１０側から注入される電子を有機発光層８へ輸送する機能を有する。例えば、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、あるいはこれらを組み合わせた材料で構成される。
【００３４】
陰極層１０は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などの光透過性の材料で形成される。この他に、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらのハロゲン化物を含む層と銀を含む層とをこの順で積層した構造とすることもできる。
封止層１１は、有機発光層８などが水分や空気に曝されるのを抑制する機能を有し、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）などの光透過性の材料で形成することが好ましい。
【００３５】
２．製造方法
有機ＥＬパネル１００の製造方法について図２、図３及び図４を用いて説明する。図２は、実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程の一部を示すフロー図である。図３及び図４は、有機ＥＬパネル１００の製造工程の一部を示す模式断面図である。
先ず、基板本体を準備する。反応性スパッタ法に基づき、前記基板本体の表面にＴＦＴ層を形成し、基板１とする（Ｓ１）。
【００３６】
次に、ＴＦＴ層を覆うように、厚み約４μｍの絶縁層２を形成する（Ｓ２、図３（ａ））。この絶縁層２は、公知の感光性有機材料（例えばシロキサン共重合型感光性ポリイミド）をスピンコートおよびスリットコートして形成できる。また、絶縁層２は、本形態のように、厚みが４μｍ程度あれば、基板１の表面を平坦化する平坦化層としても機能する。
【００３７】
次に、絶縁層２の上（基板１の上）に、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料を用い、スパッタリング法により金属材料層３Ｘを薄膜成形する（Ｓ３、図３（ｂ））。陽極層３は、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下（ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１）参照）又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下（ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１）参照）の少なくとも何れかを満たすように構成されている。スパッタリング法により金属材料層３Ｘを薄膜成形するよきのスパッタリング条件（スパッタリング電力、スパッタリング雰囲気の圧力等）及び膜厚を、成膜される金属材料層３Ｘの表面粗さを測定して調整することにより、上記範囲に入るよう陽極層３の表面粗さを制御することができる。
【００３８】
次に、金属材料層３Ｘの表面上に、ＩＺＯ等の透明電極材料からなる透明導電膜４Ｘを真空成膜法に基づき成膜する（Ｓ４、図３（ｃ））。
次に、遷移金属化合物（モリブデンやタングステン等）の金属材料を真空成膜法又は反応性スパッタ法で成膜することによって金属酸化物膜５Ｘを形成する（Ｓ５、図３（ｄ））。
【００３９】
次に、金属材料層３Ｘ、透明導電膜４Ｘ、金属酸化物膜５Ｘの各成膜の後、金属材料層３Ｘの焼成工程を行う（Ｓ６、図３（ｅ））。これは、金属材料層３Ｘ中のニッケル又はコバルトをホール注入層５側の表面に析出させて、陽極層３のホール注入層５側の表面で、少なくとも一部においてアルミニウムとニッケル又はコバルトの結晶をホール注入層５と接触させるためである。その結果、陽極層３のホール注入層５側の表面全体が絶縁体であるアルミニウムの酸化物で覆われ陽極層３とホール注入層５間の電流が遮断されることを防止し、陽極層３とホール注入層５とがアルミニウムとニッケル又はコバルトの結晶を介して接触する構成を採ることができる。そして、陽極層３とホール注入層５とは電気的に接続される。
【００４０】
陽極層（金属材料層３Ｘ）の焼成工程は、金属材料層成膜、透明導電膜成膜、金属酸化物膜成膜を全て行った時点で実施する構成としている。焼成温度は、当該焼成工程以前の各工程よりも高い温度（一例として２００℃以上、好ましくは２３０℃以上）とし、１５分以上、好ましくは４５分以上の時間で焼成する。この焼成工程の実施により膜密度を向上させ、且つ電気抵抗を低減した金属材料層３Ｘが得られる。また、この焼成工程で透明導電膜４Ｘの膜密度も向上し、電気抵抗を低減できる。このように金属材料層３Ｘと透明導電膜４Ｘをまとめて焼成することで、製造工程を容易化することができる。
【００４１】
なお、陽極層（金属材料層３Ｘ）の焼成工程は、金属材料層成膜後、透明導電膜成膜、金属酸化物膜成膜前に実施する構成としてもよい。
次に、フォトグラフィー法に基づいて金属酸化物膜の上に感光性レジストＲを塗布し金属酸化物膜５Ｘのパターニングを実施する（Ｓ７）。まず金属酸化物膜５Ｘの上面に感光性レジスト膜Ｒを配設し、パターンマスクの上から露光を行う（図３（ｆ））。感光性レジスト膜Ｒにポジ型感光性レジストを用いる場合、パターンマスクは陽極層３を形成すべき部分を遮光し、それ以外の部分を露光するように開口部を形成する。その後、アルカリ水溶液からなる現像液（レジスト現像液）を用いてレジスト現像を行う（図４（ａ））。
【００４２】
次に、ドライエッチングに基づいて金属酸化物膜５Ｘのパターニングを行いホール注入層５を形成する（Ｓ８、図４（ｂ））。
次に、金属材料層３Ｘおよび透明導電膜４Ｘとをウエットエッチングすることにより、透明電極４、陽極層３を形成する（Ｓ９、図４（ｃ））同じエッチング液を用いて一括エッチングする。エッチング液としては、例えばフッ硝酸系の混酸を用いることができる。
【００４３】
その後、不要になったレジストを剥離する（Ｓ１０、図４（ｄ））。以上で陽極層、透明電極、ホール注入層のパターニング形成が終了する。なお、上記陽極層３、透明電極４、ホール注入層５はドライエッチング、ウエットエッチングのいずれを用いて形成してもよい。また、これらは個別にエッチングするか、またはいずれかと組み合わせて一括エッチングするようにしてもよい。
【００４４】
次に、バンク材料として、感光性のレジスト材料、もしくはフッ素系やアクリル系材料を含有するレジスト材料を用意する。この材料をスピンコート法およびスリットコートで前記ホール注入層５上に塗布し、フォトレジスト法に基づいてパターニングする。その後、熱キュアすることによってバンク６を形成する（Ｓ１１）。
次に、例えばインクジェット法等、バンク６間の領域内にインクを充填する湿式成膜法に基づきホール輸送層材料を含むインクを滴下する。このインクを乾燥させることでホール輸送層７を形成する。ホール輸送層７はホール輸送層材料を含むインクを滴下して乾燥する湿式成膜法により成膜される。そのため、インクの粘性を下地の影響を受けにくい範囲に制御することにより、塗布後のインク表面をインクの表面張力により平滑にすることができる。また、塗布したインクを乾燥するときの温度及び乾燥時間を制御することにより、成膜後のホール輸送層７の表面粗さを所定の範囲内に収めることができる。具体的には、ホール輸送層７は、有機発光層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．６ｎｍ以下又は最大高さＲｚが７ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たすよう形成される。
【００４５】
さらに、上述した陽極層３の表面粗さの状態において、インクの塗布量を制御することにより、ホール輸送層７は陽極層３と重なる範囲の面積比９５％以上の範囲において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満とすることができる。
さらに、ホール輸送層７の上面に、有機ＥＬ材料を含むインクを滴下し、そのインクを乾燥させて有機発光層８を形成する。なお、各インクの塗布方法としては、インクジェット法以外に湿式成膜法として、ディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、スリットコート、凹版印刷、凸版印刷等のいずれでも良い。インクの乾燥は、例えば真空乾燥で実施するのが望ましい。インク乾燥後、窒素雰囲気中においてベークを行う。有機発光層８の平均厚みは、例えば７０ｎｍとする。
【００４６】
次に、有機発光層８およびバンク６を覆うように、真空蒸着法に基づき、バリウムからなる薄膜を成膜する。次に共蒸着法に基づき、バリウムを混合した化合物Ａｌｑの膜を、所定の厚み（例えば２０ｎｍ）で成膜し、電子注入層９とする。
次に、電子注入層９の上に、例えばプラズマコーティング法に基づき、例えば１００ｎｍの厚みでＩＺＯの薄膜を成膜し、陰極層１０とする。
【００４７】
次に、陰極層１０の上にＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の材料を用い、真空蒸着法等に基づき、封止層１１を成膜する。
以上で有機ＥＬパネル１００が完成する。
３．有機ＥＬパネル１００の要部構成
次に、有機ＥＬパネル１００の要部の構成について説明する。
【００４８】
図５は、有機ＥＬパネル１００における絶縁層２、陽極層３、透明電極４、ホール注入層５、ホール輸送層７、及び有機発光層８の構成を示す模式的な断面図である。上述のとおり、有機ＥＬパネル１００では、無機材料を主成分とする基板１の上面に、樹脂を主成分とする絶縁層である絶縁層２を備え、絶縁層２の上面に、アルミニウムを含む陽極層３と、遷移金属酸化物からなるホール注入層５と、透明電極４と、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層７と、陽極層３から注入されたキャリアを受け取る有機発光層８と、陰極層１０とを当該順に積層された状態で備えている。
【００４９】
上記構成において、有機ＥＬパネル１００は、陽極層３は、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たす構成を採る。また、ホール輸送層７は、陽極層３と重なる範囲の面積比９５％以上の範囲において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満である構成を採る。
これにより、ホール注入層５上に湿式成膜法によりホール輸送層７を形成する工程において、陽極層３厚み増加に伴う表面粗さの増加に起因して陽極層３と有機発光層８とが部分的に接合することを防止し、ホール輸送層７における層断裂領域又はホール輸送層７の厚みが０ｎｍより大きく６ｎｍ未満の範囲に薄化した薄膜化領域の発生頻度を削減することができる。そのため、ホール輸送層７中の層断裂又は薄膜化領域の増加に伴い、層断裂又は薄膜化領域とその近傍において陽極層３から有機発光層８に十分なキャリア移動がなされず有機発光層８において適切な光量の発光が得られない電気的劣化要因に基づく光出射効率低下を抑制することができる。
【００５０】
以下、実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００における、光出射効率向上の効果について、実験結果に基づいて説明する。
４．効果確認実験
４．１  供試サンプル
実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００の陽極層３表面粗さとホール輸送層７の層断裂又は薄膜化領域との関係、及び陽極層３表面粗さと光出射効率との関係を調査するための実験を行った。実験は、実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００と、有機ＥＬパネル１００と同様の構成において陽極層３の厚み及びスパッタリング条件が異なる比較例とを用いて行った。
【００５１】
図６は、有機ＥＬパネル１００の性能評価試験における各サンプルの仕様及び製造条件を示す図である。図６に示すように、有機ＥＬパネル１００には、スパッタリング電力２４〜２９（ｋＷ）、スパッタリング圧力０．３（Ｐａ）とし（以後「標準スパッタリング条件」とする）、スパッタリング時間１７（ｓｅｃ）とし陽極層厚みを１００ｎｍに形成したたサンプルＳ０１及び、スパッタリング電力３０〜３６．３（ｋＷ）、スパッタリング圧力０．１８（Ｐａ）とし（以後「高電力・低圧スパッタリング条件」とする）、スパッタリング時間２７（ｓｅｃ）とし陽極層厚みを２００ｎｍに形成したサンプルＳ０２を用いた。比較例には、標準スパッタリング条件にて、スパッタリング時間を、３４（ｓｅｃ）から６８（ｓｅｃ）まで異ならせて、陽極層厚みを２００ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍに形成した、サンプルＳ０３、Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６を用いた。サンプルＳ０３は、図１７において光出射効率の実測値と光学シミュレーション結果とが一致した陽極層膜厚２００ｎｍでの実験結果を取得したサンプルと、陽極層の膜厚及び成膜条件が同じである。
【００５２】
なお、各サンプルには、絶縁層２の表面に、タングステン（Ｗ）からなる厚み４０ｎｍからなる接続層（図７を参照）を備え、接続層上に陽極層３を積層した構成を用いた。接続層は、絶縁層２の表面にタングステンをスパッタリング法により成膜し、さらにその上に成膜した陽極層３を形成するための金属材料層３Ｘと共にフォロリソグラフィー法によりパターンニングしドライエッチングにて形成した。
【００５３】
４．２  各層の断面状態
先ず、図６に示す有機ＥＬパネル１００及び比較例を用いて断面観察を行った。図７は、有機ＥＬパネル１００及び比較例の断面観察に用いた試片の形状寸法を示す模式図である。試片は横方向に３００ｎｍ、厚み１００ｎｍ程度のスライス状であり、試片は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて観察した。有機ＥＬパネル１００及び比較例の断面を観察した。
【００５４】
図８（ａ）は、有機ＥＬパネル１００における絶縁層、陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層に代えて実験で使用したＴＥＭ用保護層の断面を示す写真であり（ｂ）はＡ部を拡大した写真である。図９（ａ）は、比較例における絶縁層、陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層に代えて実験で使用したＴＥＭ用保護層８Ｘの断面を示す写真であり、（ｂ）はＣ部を拡大した写真、（ｃ）はＤ部を拡大した写真、である。有機ＥＬパネル１００に係る写真はサンプルＳ０２、及び比較例に係る写真はサンプルＳ０５の断面写真を例として示した。なお、有機発光層に代えて本実験で使用したＴＥＭ用保護層８Ｘは有機ＥＬパネル１００の実際のデバイスでは有機発光層となる。
【００５５】
図９（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、比較例では、陽極層３とホール注入層５との境界（陽極層３の上面側境界）には波状の凹凸（以後、「凹凸１」とする）が観察された。また、ホール注入層５とホール輸送層７との境界にも、凹凸１と同位相で、かつ同振幅の波状の凹凸（以後、「凹凸２」とする）が観察された。凹凸１に沿ってホール注入層５が形成されるためである。凹凸１及び２ともに、試片の厚み方向には１〜２周期の凹凸が透過して観察された。
【００５６】
図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、矢印の位置では、ホール注入層５の凹凸２のうち一部の凸部がＴＥＭ用保護層８Ｘに達していることが観察された。図９（ａ）中のＢ部及びＥ部においても、同様に、凹凸２の一部の凸部がＴＥＭ用保護層８Ｘに達していることが観察された。これは、ホール注入層５の一部の凸部がＴＥＭ用保護層８Ｘまで届き、ＴＥＭ用保護層８Ｘと接合していることを示し、その部分ではホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂領域又は層が薄膜化した薄膜化領域が生じていることが考えられる。
【００５７】
これに対し、有機ＥＬパネル１００では、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、陽極層３とホール注入層５との境界（上面境界）には、比較例の凹凸１よりも小さい凹凸３が観察され、ホール注入層５とホール輸送層７との境界にも、凹凸３と同位相かつ同振幅であり比較例における凹凸２よりも小さい凹凸４が観察された。また、ホール注入層５の凹凸４において凸部がＴＥＭ用保護層８Ｘまで達している箇所は観察されず、ホール輸送層７は試片の幅３００ｎｍに渡って途切れることなく連続して存在することが確認された。すなわち、比較例のようにホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂又は薄膜化領域が生じていることは観察されなかった。
【００５８】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬパネル１００における陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層の２値化した断面画像である。図１１（ａ）〜（ｃ）は、比較例における陽極層、ホール注入層、ホール輸送層、有機発光層の２値化した断面画像である。各図の横幅は短冊状の試片の幅３００ｎｍに相当する。図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較例では、各試片において、ホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂又は薄膜化領域が生じていることが確認できた。これに対し、有機ＥＬパネル１００では、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ホール輸送層７は試片の幅３００ｎｍに渡って途切れることなく連続して存在することが確認された。
【００５９】
以上、ホール輸送層７における層断裂又は薄膜化領域の発生について、有機ＥＬパネル１００に係る断面写真はサンプルＳ０２、比較例に係る断面写真はサンプルＳ０５を例示して説明した。しかしながら、ホール輸送層７における層断裂又は薄膜化領域は、他の有機ＥＬパネル１００に係るサンプルＳ０１ではサンプルＳ０２と同様に確認されず、他の比較例に係るサンプルＳ０３、Ｓ０４、Ｓ０６では、サンプルＳ０５と同様に複数個所で観察された。
４．３  ホール輸送層厚み分布
各試片の２値画像から、ホール注入層５の厚み分布を測定した。具体的には、図１０（ａ）〜（ｃ）、図１１（ａ）〜（ｃ）の各試片の２値画像を幅２．８ｎｍ毎に約１００分割し、幅２．８ｎｍ毎にホール輸送層７の平均厚みを算出し厚み分布を測定した。
【００６０】
図１２は、有機ＥＬパネル１００及び比較例におけるホール輸送層の厚み分布の測定結果を示す図である。図１２に示すように、比較例では、ホール輸送層７の厚みは４ｎｍ以上５ｎｍ未満をピークとし０ｎｍ以上１１ｎｍ未満の範囲に９５％以上の構成比率で分布する。これに対し、有機ＥＬパネル１００では、８ｎｍ以上９ｎｍ未満をピークとし６ｎｍ以上１５ｎｍ未満の範囲に９５％以上の構成比率で分布する。
【００６１】
両分布を比較すると、ピーク及び分布の裾野の厚みは、有機ＥＬパネル１００が比較例に対し約４ｎｍプラス方向にシフトしている。また、ピーク付近の構成比率は比較例が有機ＥＬパネルよりも約１０％小さい。また、比較例では０ｎｍ以上１ｎｍ未満の構成比率は約９％であり、有機ＥＬパネル１００における４ｎｍ以上５ｎｍ未満の構成比率よりも約８％大きな値を示している。
【００６２】
これより、比較例では、有機ＥＬパネル１００に対して低厚み方向にシフトしていることに加え、分布の尖度が小さく、厚み０ｎｍ以上１ｎｍ未満の構成比率が有機ＥＬパネル１００に対して増加していることがわかる。すなわち、比較例では厚みのばらつきが大きく、その結果０ｎｍ以上１ｎｍ未満の構成比率が有機ＥＬパネル１００に対して増加していることがわかる。厚み０ｎｍ以上１ｎｍ未満の成比率は、ホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂又は薄膜化領域の発生頻度を表すと考えられ、比較例において厚み０ｎｍ以上１ｎｍ未満の構成比率が大きいことは、層断裂又は薄膜化領域の発生頻度が有機ＥＬパネル１００よりも大きいことを定量的に示すものといえる。
【００６３】
なお、ホール輸送層７厚み分布は、概ね７ｎｍ〜１３ｎｍであって、突起が殆ど存在しないような形状であり、他の有機ＥＬパネル１００に係るサンプルＳ０１でもサンプルＳ０２を上回る平坦度であった。
これより、有機ＥＬパネル１００では、ホール輸送層７における層断裂又は薄膜化領域の発生がなく、ホール輸送層７は陽極層３と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満であることがわかる。
【００６４】
４．４  陽極層表面粗さ
陽極層３のホール注入層５側の表面粗さを測定した。表面粗さの測定は、絶縁層２の上（基板１の上）に、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料を用い、スパッタリング法により図６のサンプルＳ０１〜Ｓ０６に示すスパッタリング条件で金属材料層３Ｘを薄膜成形した後金属材料層３Ｘの焼成工程を行い、その後に、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて各サンプルの表面粗さを測定した。
【００６５】
図１３は、有機ＥＬパネル１００及び比較例における陽極層のホール注入層側表面の表面粗さの測定結果を示す図であり、（ａ）は算術平均粗さＲａ、（ｂ）は最大高さＲｚを示す。図１３（ａ）（ｂ）に示すように、陽極層３厚みの増加に伴い算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚ共に増加することが確認された。また、高電力・低圧スパッタリング条件で成膜したサンプルＳ０２が、標準スパッタリング条件で成膜したサンプルＳ０３よりも、算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚ共に小さい結果を示した。
【００６６】
これより、有機ＥＬパネル１００に係るサンプルＳ０１及びＳ０２では、陽極層３は、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たすことがわかる。
４．５  陽極層表面粗さと光出射効率との関係
実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００における光出射効率向上を確認するため、以下の光出射効率測定実験を行った。実験では、実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００において、陽極層３成膜時のスパッタリング条件を、図６のサンプルＳ０１〜Ｓ０６の条件として有機ＥＬパネルを作成し、有機ＥＬパネル１００及び比較例の光出射効率を求めた。具体的には、有機ＥＬパネルの陽極層３と陰極層１０との間に陽極層３を正の電位とする電圧を印加して両極間に１０（ｍＡ／ｃｍ2）の電流を流し青色光（波長３８０ｎｍから４９５ｎｍ）を発光させ、封止層１１から出射される光の光度（カンデラ）を測定し、これを電流で除して光出射効率を算出した。
【００６７】
図１４は、有機ＥＬパネル１００及び比較例におけるホール注入層のホール注入層側表面粗さと光出射効率との関係を示す図であり、（ａ）は算術平均粗さＲａとの関係、（ｂ）は最大高さＲｚとの関係を示す。図１４（ａ）、（ｂ）における光出射効率（縦軸）は、図１７において光出射効率の実測値と光学シミュレーション結果とが一致したサンプルＳ０３における光出射効率を基準に、各サンプルにおける光出射効率を無次元化した比率である。
【００６８】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、有機ＥＬパネル１００及び比較例では、陽極層３表面粗さの減少に伴って光出射効率は向上する結果となった。  図１４（ａ）、（ｂ）では、陽極層３の表面粗さがサンプルＳ０２（Ｒａ０．８３ｎｍ、Ｒｚ１３．８ｎｍ）以下の範囲において、光出射効率の実測値と光学シミュレーション結果とが一致した図１７陽極層２００ｎｍでの実験結果を取得したサンプルと、同一の膜厚及び成膜条件で作成したサンプルＳ０３（Ｒａ０．９ｎｍ、Ｒｚ２０ｎｍ）の光出射効率を上回る結果となった。
【００６９】
上述のとおり、光学シミュレーションと実験結果とを比較したとき、図１７では陽極層厚みが２００ｎｍにおいて光出射効率の実験結果と光学シミュレーション結果が一致し、陽極層厚みが２００ｎｍを超えると実験結果が光学シミュレーション結果を下回り、陽極層厚の増加に伴いその差が増加する結果であった。
図１４（ａ）、（ｂ）及び図１７に示す結果により、陽極層３の表面粗さが、中心線表面粗さ０．９ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ２０ｎｍ以下の範囲において、光学シミュレーション結果を下回らない光出射効率が得られるものと考えられる。
【００７０】
したがって、有機ＥＬパネル１００では、陽極層３の表面粗さが、中心線表面粗さ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の範囲を採ることにより、光学シミュレーション結果を下回らない光出射効率が得られる。層断裂又は薄膜化領域の発生に伴う電気的な劣化要因が解消されたことにより、光学的要素を解析する光学シミュレーション結果を下回らない光出射効率が得られたものと考えられる。すなわち、有機ＥＬパネル１００では、陽極層３の表面粗さが、中心線表面粗さ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の範囲を採ることにより、光学的要因以外の電気的な光出射効率低下要因の影響を削減した発光特性を実現することができる。
【００７１】
さらに、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、有機ＥＬパネル１００では、陽極層３の表面粗さが、中心線表面粗さ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の範囲において、光学シミュレーション結果以上の光出射効率が得られている。これは、ホール注入性や電子ブロック性が良化し電気的効率が高まり、光学シミュレーション結果以上の発光効率が得られるたものと考えられる。
【００７２】
４．６  陽極層表面粗さと波長ごとの反射率との関係
図１５は、有機ＥＬパネル１００及び比較例における光の波長と反射率との関係を示す実験結果を示す図である。図１５に示すように、有機ＥＬパネル１００及び比較例では、波長３５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲全体において、陽極層３表面粗さの減少に伴って反射率向上に伴い光出射効率が向上する結果となった。また、有機ＥＬパネル１００に係るサンプルＳ０１及びＳ０２では、青色光（波長３８０ｎｍから４９５ｎｍ）を含む波長域３５０ｎｍから５５０ｎｍｎ範囲において、陽極層表面粗さの減少に伴って反射率向上に伴い光出射効率は向上効果が増加する結果となった。
【００７３】
これより、有機ＥＬパネル１００では、相対的に青色光（波長３８０ｎｍから４９５ｎｍ）波長域において、光出射効率向上効果が大きいことがわかる。
５．光出射効率が向上する理由
有機ＥＬパネル１００では、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａ０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚ１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たす陽極層３上に、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層７が形成された構成を有している。
【００７４】
上述のとおり、ホール輸送層７はホール輸送層材料を含むインクを滴下して乾燥する湿式成膜法により成膜されるので、インクの粘性を下地の影響を受けにくい範囲に制御することにより、塗布後のインク表面をインクの表面張力により平滑にすることができる。
そのため、ホール輸送層７は、有機発光層側の表面が、表面粗さが算術平均粗さＲａ０．６ｎｍ以下又は最大高さＲｚ７ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たすフラットな構成とすることができる。そして、インクの塗布量を制御することにより、ホール輸送層７は陽極層３と重なる範囲の面積比９５％以上の範囲において厚みを６ｎｍ以上１５ｎｍ未満とすることができる。なお、上記面積比９５％以上の範囲において厚みを１５ｎｍ未満とすることにより、キャビティー厚みの標準値からのずれに伴う光学的劣化要因による効率低下を防止することができる。
【００７５】
これにより、ホール輸送層７は面内で途切れることなく連続して存在し、ホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂又は薄膜化領域の発生を抑制できる。そのため、層断裂又は薄膜化領域の増加に伴い、層断裂又は薄膜化領域とその近傍において陽極層３から有機発光層８に十分なキャリア移動がなされなず有機発光層８において適切な光量の発光が得られない電気的劣化要因に基づく光出射効率低下を抑制できる。すなわち、光学的要因以外の電気的な光出射効率低下要因の影響を削減し、光学シミュレーション結果を下回らない光出射効率を示す発光特性を得ることができる。
【００７６】
以上が、有機ＥＬパネル１００において、光出射効率が向上する理由であると考えられる。
６．まとめ
以上、説明したとおり、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１００は、基板１と、アルミニウムを含む陽極層３と、樹脂を含み湿式成膜法により形成されたホール輸送層７と、陽極層から注入されたキャリアを受け取る有機発光層８と、陰極層１０とを、当該順に積層された状態で備えた構成において、陽極層３は、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下、又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかであり、ホール輸送層７は、陽極層３と重なる範囲のうち面積比９５％以上において厚みが６ｎｍ以上１５ｎｍ未満である構成を採る。
【００７７】
これにより、ホール輸送層７が層内部で断裂した層断裂又は薄膜化領域の発生を抑制でき、層断裂又は薄膜化領域とその近傍において適切な光量の発光が得られない電気的劣化要因に基づく光出射効率低下を抑制することができる。
また、ホール輸送層７をホール輸送層材料を含むインクを滴下して乾燥する湿式成膜法により成膜する構成を採ることにより、塗布後のインク表面を表面張力により平滑にすることができ、ホール輸送層７は、有機発光層側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．６ｎｍ以下又は最大高さＲｚが７ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たすよう形成することが容易となる。さらに、インクの塗布量を適切に制御することにより、ホール輸送層７の厚みを、陽極層３と重なる範囲の面積比９５％以上の範囲において６ｎｍ以上１５ｎｍ未満とすることが容易となる。
【００７８】
また、陽極層３は厚みは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満に構成してもよい。これにより、陽極層３が、ホール輸送層７側の表面の表面粗さが、算術平均粗さＲａが０．８３ｎｍ以下又は最大高さＲｚが１３．８ｎｍ以下の少なくとも何れかを満たすように、陽極層３を形成することが容易となる。
≪変形例≫
実施の形態では、本発明の一態様に係る有機ＥＬパネル１００を説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、有機ＥＬパネル１００の変形例を説明する。
【００７９】
上記実施の形態では、トップエミッション型の有機ＥＬパネルを示したが、本開示はこれに限定されず、ボトムエミッション型とすることもできる。この場合、陽極層を透明材料で構成する点に留意する。
上記実施の形態では、金属酸化物膜５Ｘを形成した後に金属材料層３Ｘの焼成工程を実施したが、これは必須ではなく、少なくとも透明導電膜４Ｘの成膜後に前記焼成工程を実施すればよい。
【００８０】
上記実施の形態では、透明電極４、ホール注入層５、電子注入層等を設ける構成を例示したが、これらの層は適宜省略することもできる。
上記実施の形態では、絶縁層２上に直接陽極層３を積層して設ける構成を例示したが、絶縁層２の表面に、タングステン（Ｗ）等遷移金属からなる接続層（図７参照）を備え、接続層上に陽極層３を積層した構成としてもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、有機発光層の形成方法としては、印刷法、スピンコート法、スリットコート、インクジェット法などの湿式成膜プロセスを用いる構成であったが、本発明はこれに限られない。例えば、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、気相成長法等の乾式成膜プロセスを用いることもできる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、有機ＥＬパネル１００がアクティブマトリクス型の構成であったが、本発明はこれに限られず、例えば、パッシブマトリクス型の構成であってもよい。具体的には、バンクの延伸方向と平行な線状の電極と、バンクの延伸方向と直交する線状の電極とを有機発光層を挟むようにそれぞれ複数並設すればよい。このとき、バンクの延伸方向と直交する線状の電極を下部側とすれば、各間隙では、複数の下部側の電極が、互いに間隔をあけてバンクの延伸方向に並び、本発明の一態様となる。その場合には、各構成について、適宜の変更が可能である。なお、上記実施の形態１では、基板１がＴＦＴ層を有する構成であったが、上記パッシブマトリクス型の例などから分かるように、基板１はＴＦＴ層を有する構成に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る有機ＥＬパネルを用いた表示装置は、テレビジョンセット、パーソナルコンピュータ、携帯電話などの装置、又はその他表示パネルを有する様々な電子機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 基板
２ 絶縁層
３Ｘ 金属材料層
３ 陽極層
４Ｘ 透明導電膜
４ 透明電極
５Ｘ 遷移金属酸化物膜
５ ホール注入層
６ バンク
７ ホール輸送層
８ 有機発光層
９ 電子注入層
１０ 陰極層
１１ 封止層
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 有機ＥＬ素子
１００ 有機ＥＬパネル
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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