有機電界発光素子および表示装置
【課題】安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能な有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】積層構造からなる陽極４１において、発光層５３を含む有機層５０側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２陽極層４１Ｃを設ける。これにより、発光層５３からの発光光が、高い反射率で反射される。また、この第２陽極層４１Ｃの有機層５３とは反対側に、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とすると共に第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低い第１陽極層４１Ａを設ける。これにより、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極４１の表面の凹凸化（ラフネス）が軽減される。
【解決手段】積層構造からなる陽極４１において、発光層５３を含む有機層５０側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２陽極層４１Ｃを設ける。これにより、発光層５３からの発光光が、高い反射率で反射される。また、この第２陽極層４１Ｃの有機層５３とは反対側に、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とすると共に第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低い第１陽極層４１Ａを設ける。これにより、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極４１の表面の凹凸化（ラフネス）が軽減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極と陰極との間に発光層を含む有機層を有する有機電界発光素子、およびそのような有機電界発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence；ＥＬ）を利用した有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に、有機正孔輸送層や有機発光層等を積層させた有機層を設けた積層構造を有している。この有機電界発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
図１６は、このような有機電界発光素子のうち、いわゆる上面発光型のものの断面構成例を表したものである。この有機電界発光素子１０１は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）などの駆動回路を有する駆動基板１０２上に、光反射性の陽極１０３、有機層１０４、および光透過性の陰極１０５がこの順で積層された構成を有している。有機層１０４は、例えば、陽極１０３側から順に、正孔輸送層１０４Ａ、発光層１０４Ｂおよび電子輸送層１０４Ｃが積層した構成を有している。
【０００４】
これにより、駆動回路を含む駆動基板１０２の反対側（陰極１０５側）から発光光を取り出せるため、発光部の開口率を向上させるうえで有利となる。この開口率の向上によって、有機電界発光素子に印加する電流密度を低く抑えても、十分な発光輝度が得られるため、寿命特性の向上に繋がることになる。
【０００５】
そこで、この有機電界発光素子１０１においては、基板１０２側に設けられる陽極１０３が反射電極として用いられ、陰極１０５が透明あるいは半透明電極として用いられている。そして、陰極１０５側から発光光を効率的に取り出すためには、反射率の高い材料で陽極１０３を構成する必要がある。
【０００６】
このような陽極１０３を構成する材料としては、例えば銀（Ａｇ）または銀を含む合金を用いることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。また、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）または白金（Ｐｔ）を副成分金属としたアルミニウム（Ａｌ）合金を用いることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。更に、アルミニウムよりも相対的に仕事関数が小さい元素（例えばネオジム（Ｎｄ））を副成分金属としたアルミニウム合金を用いることも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
ここで、アルミニウム（Ａｌ）合金を陽極として用いた場合には、耐熱性や耐ヒロック性を補うために、Ａｌ以外の例えば希土類元素（Ｎｄ）や、高融点金属等を含有する材料が採用可能である。このような高融点金属としては、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ））、シリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。この中でも、より好適には、ＡｌとＮｄとを含有するＡｌＮｄ系合金や、ＡｌＴａ系合金、ＡｌＮｉ系合金（例えばＡｌＣＮｉ合金）またはＡｌＳｉ系合金を採用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７７６８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４１９３号公報
【特許文献３】特開２００６−７９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、有機電界発光素子を用いた表示装置を駆動させる際に、表示部の中心において輝度が低下してしまう問題点があるため、解決策として、補助配線を形成する場合がある。そのような補助配線には、上記理由から低抵抗な材料が求められるため、アルミニウム合金よりもアルミニウムのほうが望ましい。しかしながら、プロセスの簡便化および低コスト化を図るには、陽極を構成する際に、同一層に（同一プロセスで）補助配線を形成することが求められる。
【００１０】
ここで、アルミニウム合金はアルミニウムよりも抵抗が高いため、同一の配線幅でアルミニウム合金により形成した補助配線の抵抗を下げるには、補助配線の膜厚を厚くする必要がある。また、補助配線の膜厚が厚くなると、それに伴い、同一プロセスで形成している陽極の膜厚も厚くなる。ところが、陽極の膜厚を厚くすると、陽極表面のラフネスが悪化するため、反射率（発光効率）や信頼性等が低下してしまうことになる。
【００１１】
すなわち、陽極としてアルミニウム合金を用いた場合、アルミニウム単体を用いた場合と比べて耐熱性に優れると共に耐ヒロック性を有し、かつアルミニウム単体を用いた場合と同等の高反射率であるという利点がある。その一方で、陽極としてアルミニウム合金を用いた場合、逆に、アルミニウム単体を用いた場合と比べて高抵抗であるという欠点があった。したがって、プロセスの簡便化や低コスト化のために陽極と補助配線とを同一プロセスで形成するような場合には、高発光効率と高信頼性とを両立させるのが困難であった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能な有機電界発光素子、およびそのような有機電界発光素子を備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、発光層を含む有機層を備えたものである。また、この陽極は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、この第１の層と上記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層とを含む積層構造を有しており、第１の層の抵抗率が第２の層の抵抗率よりも低くなっている。
【００１４】
本発明の表示装置は、上記有機電界発光素子を備えたものである。
【００１５】
本発明の有機電界発光素子および表示装置では、積層構造からなる陽極において、発光層を含む有機層側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層が設けられていることにより、発光層から発せられた光が高い反射率で反射される。また、この第２の層の有機層とは反対側に、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とすると共に第２の層よりも抵抗率が低い第１の層が設けられていることにより、例えば陽極を補助配線と同一層に形成する場合であっても、陽極全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極表面の凹凸化が軽減される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の有機電界発光素子および表示装置によれば、陽極が上記第１の層と上記第２の層とを含む積層構造を有するようにしたので、発光層から発せられた光を高い反射率で反射することができると共に、例えば陽極を補助配線と同一層に形成する場合であっても、陽極表面の凹凸化を軽減することができる。よって、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る有機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図２】実施の形態の変形例に係る有機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した有機電界発光素子を備えた表示装置の構成例を表す断面図である。
【図４】保護層に対する電喰対策について説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の実施例および比較例に係る有機電界発光素子における特性結果を表す図である。
【図６】本発明の実施例および比較例に係る有機電界発光素子における駆動時間と相対輝度との関係を表す特性図である。
【図７】図６の一部を拡大して表す特性図である。
【図８】実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図９】図８に示したモジュールにおける表示装置の駆動回路の構成を表す平面図である。
【図１０】図１０に示した画素駆動回路の一例を表す等価回路図である。
【図１１】実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図１２】実施の形態の表示装置の適用例２の外観を表す斜視図である。
【図１３】実施の形態の表示装置の適用例３の外観を表す斜視図である。
【図１４】実施の形態の表示装置の適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１５】実施の形態の表示装置の適用例５の外観を表す斜視図である。
【図１６】従来の有機電界発光素子の構成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】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（有機電界発光素子の陽極を三層構造とした場合の例）
変形例（有機電界発光素子の陽極を三層構造とした場合の例）
実施例
２．モジュールおよび電子機器への適用例
【００１９】
＜１．実施の形態＞
［有機電界発光素子の構成例（上面発光型の例）］
図１は、本発明の一実施の形態に係る有機電界発光素子（有機電界発光素子４）の断面構成を表すものである。この有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）４は、例えばカラーディスプレイなどの表示装置に用いられるものであり、例えば、基板４０上に、陽極４１と、発光層５３を含む有機層５０と、陰極６１とをこの順で備えている。ここでは、発光層５３から発せられる光（以下、発光光という）が陰極３１側から取り出される上面発光型（トップエミッション型）の有機電界発光素子の場合について説明する。
【００２０】
基板４０は、例えば、ガラスなどの透明基板や、シリコン基板や、フィルム状のフレキシブル基板などを含んで構成されている。
【００２１】
（陽極４１）
陽極４１は、基板４０側から順に、第１陽極層４１Ａ（第１の層）、中間層である保護層４１Ｂおよび第２陽極層４１Ｃ（第２の層）を積層した三層構造を有している。なお、この陽極４１は、可視光（発光層５３からの発光光）の実質的な全波長成分を反射できるように形成されていることが好ましい。
【００２２】
第１陽極層４１Ａは、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金により構成されており、特にアルミニウムにより構成されているのが好ましい。この第１陽極層４１Ａの抵抗率は、以下の第２陽極層４１Ａの抵抗率よりも低くなっている。
【００２３】
第２陽極層４１Ｃは、アルミニウムを主成分とする合金により構成されており、この第２陽極層４１Ｃの合金の副成分は、その合金の主成分よりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも１つ含んでいるのが好ましい。反射率が高く、比較的安価であるからである。このような合金の副成分としては、希土類元素であるネオジウム（Ｎｄ）、高融点金属であるタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくはタングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つの元素を含むものが挙げられる。また、この副成分の含有量は、１０重量％以下であることが好ましい。良好な反射率が得られ、導電性も高く、基板４０との密着性も高いからである。また、有機電界発光素子４を製造する際に、その反射率が良好かつ安定的に維持される共に、高い加工精度および化学的安定性が得られるからである。このような構成により第２陽極層４１Ｃは、上記第１陽極層４１Ａと比べ、熱安定性に優れると共に耐ヒロック性を有しており、また同等程度の高反射率を有している。言い換えると、この第２陽極層４１Ｃでは、第１陽極層４１Ａと比べて熱安定性および耐ヒロック性がいずれも高くなっていると共に、第１陽極層４１Ａと同等程度の高反射率となっている。
【００２４】
保護層４１Ｂは、成膜時の熱ストレスを遮断する役割を果たす中間層であり、これにより、ヒロックの作成を抑え、耐熱性を向上させることが可能となっている。このような保護層４１Ｂは、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらを主成分とする合金により構成されている。
【００２５】
なお、例えば図２に示した有機電界発光素子５における陽極４１−１のように、この保護層４１Ｃは必ずしも設けられていなくてもよい。すなわち、この陽極４１−１は、基板４０側から順に、第１陽極層４１Ａおよび第２陽極層４１Ｂを積層した二層構造を有している。
【００２６】
（有機層２０）
有機層２０は、陽極４１側から順に、正孔注入層５１、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を積層した積層構造を有している。
【００２７】
正孔注入層５１は、陽極４１において生じた正孔を正孔輸送層５２に効率よく注入するためのものであり、例えば４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。具体的には、この正孔注入層５１は、例えば、以下の式（１）で表される化合物を含むように構成することができる。
【００２８】
【化２】
（ただし、式（１）中において、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、またはシリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲｍ（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合してもよい。また、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ独立に炭素もしくは窒素原子である。）
【００２９】
正孔輸送層２２は、正孔注入効率を高めるためのものであり、例えば４，４’−ビス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）により構成されている。
【００３０】
発光層５３は、電界をかけることにより、陽極４１側から注入された正孔の一部と、陰極６１側から注入された電子の一部とを再結合して、光を発生するものである。この発光層５３は、スチリルアミン誘導体、芳香族アミン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素、トリフェニルアミン誘導体等の有機材料を含んで構成されている。
【００３１】
電子輸送層５４は、発光層５３への電子注入効率を高めるためのものであり、例えば８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
【００３２】
なお、このような有機層５０における電子輸送層５４と陰極６１との間に、電子注入効率を高めるための電子注入層（図示せず）が更に設けられていてもよい。このような電子注入層の構成材料としては、例えばＬｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＬｉＦやＣａＦ2等のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類フッ化物が挙げられる。
【００３３】
（陰極６１）
陰極６１は、発光層５３に電界を印加する一方の電極であり、光透過性の材料（発光層５３からの発光光に対して透過性を有する材料）により構成されている。これにより、発光層５３からの発光光および陽極１１表面において反射した発光光が、陰極６１から外側へ取り出されることとなる。この陰極６１は、発光層５３側に仕事関数が小さい材料を用いた層が形成されており、発光層５３側から順に、第１陰極層６１Ａおよび第２陰極層６１Ｂが積層されている。
【００３４】
第１陰極層６１Ａは、光透過性が良好であると共に、仕事関数が小さく、かつ電子輸送層５４に電子を効率よく注入することが可能な材料により構成されている。このような材料としては、例えば、Ｌｉ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ、ＬｉＦあるいはＣａＦ2 などのアルカリ金属酸化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類弗化物などが挙げられる。
【００３５】
また、第２陰極層６１Ｂは、薄膜のＭｇＡｇ電極材料やＣａ電極材料などの光透過性を有し、かつ導電性が良好な材料により構成されている。また、この有機電界発光素子４が、特に陽極４１と陰極６１との間で発光光を共振させて取り出すキャビティ構造を備える場合には、第２陰極層６１Ｂは、例えば、Ｍｇ−Ａｇ（９：１）１０ｎｍ厚のような半透過性反射材料を用いて構成してもよい。
【００３６】
なお、陰極６１は、必要に応じて、第２陰極層６１Ｂ上に、電極の劣化抑制のための封止電極として第３陰極層（図示せず）を積層した構造でもよい。
【００３７】
このような陰極６１の各層（第１陰極層６１Ａ、第２陰極層６１Ｂおよび必要に応じて第３陰極層）を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。
【００３８】
［有機電界発光素子の製造方法例］
このような有機電界発光素子４は、例えば、以下のように製造することができる。
【００３９】
まず、基板４０上に、前述した材料よりなる陽極４１を、蒸着法やスパッタリング法などにより形成する。続いて、この陽極４１上に、有機層５０を形成する。この場合には、まず、陽極４１上に、前述した材料よりなる正孔注入層５１を、スピンコート法などの湿式方式により形成する。続いて、この正孔注入層５１上に、真空蒸着法など気相方式により、それぞれ前述した材料よりなる正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を、この順で積層する。これにより、有機層５０が形成される。最後に、電子輸送層５４上に、蒸着法などにより、第１陰極層６１Ａおよび第２陰極層６１Ｂをこの順で積層して、陰極６１を形成する。これにより、図１に示した有機電界発光素子４が完成する。
【００４０】
なお、ここでは、有機層５０のうち、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を真空蒸着法など気相方式により形成したが、湿式方式により形成してもよい。
【００４１】
［表示装置の構成例］
次に、図３および図４を参照して、上記有機電界発光素子４を備えた表示装置（有機ＥＬ表示装置）の一例について説明する。図３は、このような表示装置１の断面構成を表すものである。
【００４２】
この表示装置１は、薄型の有機ＥＬディスプレイとして好適に用いられ、マトリクス状に配設された複数の画素を個別に駆動して表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この表示装置１では、例えばガラスなどよりなる駆動側基板１０上に、Ｒ（Red：赤），Ｇ（Green：緑），Ｂ（Blue：青）の各画素を構成する上記有機電界発光素子４（有機ＥＬ素子１０）が、順に全体としてマトリクス状に設けられている。すなわち、Ｒ画素としての有機電界発光素子４Ｒ（有機ＥＬ素子１０Ｒ）、Ｇ画素としての有機電界発光素子４Ｒ（有機ＥＬ素子１０Ｇ）、およびＢ画素としての有機電界発光素子４Ｂ（有機ＥＬ素子１０Ｂ）が、順に全体としてマトリクス状に設けられている。この駆動側基板１０上にはまた、上記有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれを駆動するためのＴＦＴ１１を含む画素駆動回路（詳細は後述）と、平坦化層１２とが形成されている。この平坦化層１２上に、上記有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが設けられている。駆動側基板１０上の有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、保護膜３０および接着層３１を介して封止側基板２０によって封止されている。
【００４３】
ＴＦＴ１１は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、アクティブマトリクス方式により駆動するための駆動素子であり、ボトムゲート型であってもトップゲート型であってもよい。このＴＦＴ１１のゲートは走査線駆動回路に接続され、ソースおよびドレイン（いずれも図示せず）は、例えば酸化シリコンあるいはＰＳＧ（Phospho-Silicate Glass）などよりなる層間絶縁膜１１Ａを介して設けられた配線層１１Ｂに接続されている。配線層１１Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）単体もしくはアルミニウム合金による単層膜、チタン（Ｔｉ）／アルミニウムの積層膜、もしくはチタン／アルミニウム／チタンの３層膜により構成される。このようなＴＦＴ１１、層間絶縁膜１１Ａおよび配線層１１Ｂ上には、平坦化層１２が形成されている。
【００４４】
平坦化層１２は、ＴＦＴ１１が形成された駆動側基板１０の表面を平坦化する共に、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するためのものである。この平坦化層１２は、絶縁材料により構成されている。このような絶縁材料としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂およびノボラック樹脂等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を用いることができる。このような平坦化層１２には、画素ごとにコンタクトホール１２ａが設けられており、このコンタクトホール１２ａに第１電極１３（陽極４１）が埋設されることによって、上記配線層１１Ｂとの電気的接続が確保されている。
【００４５】
有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂでは、例えば、平坦化層１２上に、第１電極１３（陽極４１）と補助配線１４とが配設され、これらの上に、画素間絶縁膜１５、前述の発光層５３を含む有機層５０および第２電極１８（陰極６１）が、この順に積層されている。これらのうち有機層１６および第２電極１８は、各画素に共通の層として、全画素にわたって設けられている。
【００４６】
第１電極１３は、平坦化層１２上に画素ごとに配設されている。
【００４７】
補助配線１４は、第２電極１８における電圧降下を抑制するためのものであり、第１電極１３と電気的に絶縁される一方、第２電極１８と導通して設けられている。例えば、補助配線１４は、平坦化層１２上において、第１電極１３の周辺領域に配設されている。一方、補助配線１４上に設けられた画素間絶縁膜１５および有機層１６には、補助配線１４まで貫通してコンタクトホール１６Ａが設けられ、このコンタクトホール１６Ａにより、補助配線１４と第２電極１８とが導通している。このような補助配線１４は、各画素同士の間の画素間領域に配設されると共に、マトリクス状に配列した全ての画素領域、すなわち表示領域を取り囲む外周領域に配設されている。
【００４８】
本実施の形態では、この補助配線１４は、第１電極１３（陽極４１）と同一材料により構成されている。これにより、補助配線１４と第１電極１３とが同一材料で構成されることにより、補助配線１４と第１電極１３とを同一工程でパターニング形成することができ、工数の削減につながる。したがって、プロセスの簡便化および低コスト化を図ることができ、簡易な構成となる。
【００４９】
また、この場合、例えば図４（Ａ）に示したように、補助配線１４における保護層４１Ｂの側面は、画素間絶縁膜１５によって被覆されているようにするのが好ましい。これにより、特に保護層４１Ｂとしてモリブデンを用いた場合に、陽極４１および補助配線１４の電喰が回避されるため、第２陽極層４１Ｃにおける反射率の低下を防ぐことができるからである。すなわち、逆に例えば図４（Ｂ）に示したように、補助配線１４における保護層４１Ｂの側面がむき出しになっている場合、陽極４１および補助配線１４において電喰が生じてしまい、第２陽極層４１Ｃにおける反射率が低下してしまうおそれがあるためである。
【００５０】
画素間絶縁膜１５は、第１電極１３と第２電極１８、第１電極１３と補助配線１４とをそれぞれ電気的に絶縁させるものである。画素間絶縁膜１５は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）あるいはポリイミドなどの絶縁材料により構成されている。この画素間絶縁膜１５には、第１電極１３に対応して開口部１５Ａ、補助配線１４に対応して開口部１５Ｂがそれぞれ設けられている。開口部１５Ａには、有機層１６および第２電極１８がこの順に積層され、開口部１５Ｂには、第２電極１８が埋設されている。すなわち、開口部１５Ａに対応する領域が、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける発光領域となり、開口部１５Ｂは、上記コンタクトホール１６Ａの一部として機能している。
【００５１】
有機層１６は、画素間絶縁膜１５の側面および上面と、開口部１５Ａによって露出した第１電極１３の上面とを覆うように形成されている。但し、有機層１６は、画素間絶縁膜１５の開口部１５Ｂの直上付近において断絶されており、コンタクトホール１６Ａの一部を構成している。
【００５２】
保護膜３０は、透明誘電体からなり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。接着層３１は、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などにより構成されている。
【００５３】
封止側基板２０は、接着層３１と共に有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止するためのものである。封止側基板２０は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光（発光光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。この封止側基板２０には、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの配置に対応して、赤色、緑色および青色の各色カラーフィルタ（図示せず）が設けられている。これにより、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれで発生した白色光が３原色の光として取り出されると共に、各層において反射された外光が吸収され、コントラストが改善される。なお、このようなカラーフィルタは、駆動側基板１０に設けられていてもよい。また、各色カラーフィルタ同士の間に、ブラックマトリクスが設けられていてもよい。
【００５４】
［有機電界発光素子の作用・効果］
続いて、本実施の形態の有機電界発光素子４の作用および効果について説明する。
【００５５】
この有機電界発光素子４では、陽極４１と陰極６１との間に電圧が印加され、有機層５０に電界がかかると、陽極４１からの正孔が正孔注入層５１により、正孔輸送層５２へ効率よく注入される。この注入された正孔を正孔輸送層５２が発光層へ効率よく輸送する。その一方で、陰極６１からの電子が電子輸送層５４を介して効率よく発光層５３に輸送される。このように陽極４１側から移動してきた正孔と、陰極６１側から移動してきた電子とが、発光層５３において再結合し、光を発することとなる。この発光層５３からの発光光と、陽極４１の表面で反射されたこの発光光とが、陰極６１を透過して射出する。
【００５６】
ここでは、積層構造からなる陽極４１において、発光層５３を含む有機層５０側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２陽極層４１Ｃが設けられていることにより、発光層５３からの発光光が、高い反射率で反射される。また、この第２陽極層４１Ｃの有機層５３とは反対側に、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とすると共に第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低い第１陽極層４１Ａが設けられていることにより、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極４１の表面の凹凸化（ラフネス）が軽減される。
【００５７】
以上のように本実施の形態では、陽極４１が上記第１陽極層４１Ａと上記第２陽極層４１Ｃとを含む積層構造を有するようにしたので、発光層５３からの発光光を高い反射率で反射することができると共に、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１の表面の凹凸化を軽減することができる。よって、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能となる。
【００５８】
また、第１陽極層４１Ａ第２陽極層４１Ｃとの間に保護層４１Ｂを設けるようにした場合には、成膜時の熱ストレスを遮断することができ、ヒロックの作成を抑え、耐熱性を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００５９】
続いて、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００６０】
（実施例１〜４）
以下の手順により、図１に示した有機電界発光素子４（または図２に示した有機電界発光素子５）を作製した。なお、各実施例および後述する比較例においては、陽極４１（または陽極４１−１）として、図５に示す材料および積層構造を用いた。
【００６１】
まず、２５ｍｍ×２５ｍｍのガラスからなる基板４０上に、陽極４１または陽極４１−１を形成した。
【００６２】
ここで、実施例１では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた二層構造の陽極４１−１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｂ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）とより形成した。
【００６３】
また、実施例２，３では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた三層構造の陽極４１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｃ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）との間に、保護層４１Ｂ（中間層）であるモリブデン（Ｍｏ）を挿入して形成した。この保護層４１Ｂの膜厚は、実施例２では５０ｎｍとし、実施例３では２５ｎｍとした。
【００６４】
また、実施例４では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた三層構造の陽極４１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｃ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）との間に、保護層４１Ｂ（中間層）であるモリブデン（Ｍｏ）を挿入して形成した。この保護層４１Ｂの膜厚は、５０ｎｍとした。
【００６５】
次に、以上のようにして形成された実施例１〜４の構成の陽極４１または陽極４１−１を用いて、ポリイミド成膜により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした、有機電界発光素子用のセルを作製した。
【００６６】
その後、各実施例の陽極４１，４１−１上に、正孔注入層５１を形成した。この際、図５に示したように、以下の式（２）に示す材料を蒸着成膜（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／秒）することにより、膜厚８ｎｍの正孔注入層５１を形成した。
【００６７】
【化３】
【００６８】
次いで、正孔注入層５１上に、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を積層した構成の有機層５０を形成したのち、この有機層５０上に、二層構造の陰極６１を形成した。具体的には、第１陰極層６１Ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍの膜厚で形成し、次いで、第２陰極層６１Ｂとして、ＭｇＡｇを真空蒸着法により９ｎｍの膜厚で形成した。以上により、図１，図２に示した有機電界発光素子４，５が完成した。
【００６９】
（比較例１，２）
比較例１，２では、上述した実施例１〜４の有機電界発光素子４，５と同様の作製手順において、陽極４１，４１−１の代わりに、アルミニウム合金の単層を用いた陽極を有する有機電界発光素子を作製した。
【００７０】
（評価結果１）
このようにして作製した実施例１〜４および比較例１，２の有機電界発光素子について発光効率を測定し、測定結果を図５に併せて示した。なお、図５中の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が１０（ｍＡ／ｃｍ2）であるときに測定された値である。
【００７１】
この結果から、実施例１〜４のように、陽極が、ＡｌとＡｌ合金との二層構造である場合、および、中間層（保護層）としてＭｏを挟んだ三層構造の場合のいずれであっても、比較例１，２のＡｌ合金の単層構造と同等の発光効率が得られることが確認された。
【００７２】
また、波長４５０ｎｍ，６５０ｎｍの光に対する陽極の反射率が８５％以上と高反射率であるため、発光層５３での発光光が効率良く外部に取り出されていることも確認された。
【００７３】
（評価結果２）
実施例１〜４および比較例１，２の有機電界発光素子について、駆動時間と相対輝度との関係を測定し、測定結果を図５中の「信頼性」の欄に示すと共に、図６，図７（図６中の符号Ｐ３部分の拡大図）に併せて示した。なお、有機電界発光素子の信頼性とは、電流密度が９０（ｍＡ／ｃｍ2）の状態で６００時間が経過した後の相対輝度を表している。
【００７４】
この結果から、実施例１〜４のように、陽極が、ＡｌとＡｌ合金との二層構造である場合、および、中間層（保護層）としてＭｏを挟んだ三層構造の場合のいずれであっても、比較例２のＡｌ合金（膜厚：５００ｎｍ）を上回る信頼性が得られることが確認された。
【００７５】
また、図６，７中に示したように、実施例１，３，４と比べ、実施例２における信頼性が特に高いことも確認された。
【００７６】
（評価結果３）
実施例１〜４および比較例１，２の陽極におけるシート抵抗を、四端子法により測定し、測定結果を図５中の「シート抵抗」の欄に示した。実施例１〜４における全ての積層構造において、シート抵抗が０．２Ω／□であった。これにより、陽極を積層構造にすることによって、Ａｌ合金５００ｎｍ（比較例２）よりも膜厚が薄いにも関わらず、同等の低抵抗が得られることが確認された。
【００７７】
これらの評価結果１〜３により、陽極を、低抵抗の純アルミニウムと、熱安定性に優れて耐ヒロック性を有しており、反射率が高いアルミニウム合金との積層構造にすることで、膜厚を薄くして低抵抗化が可能となると共に、高発光効率化も可能となる。また、この膜厚が薄くなることで、陽極表面の凹凸が軽減され、信頼性が向上する。よって、簡易な構成で、高発光効率と高信頼性との両立が可能となる。
【００７８】
＜２．モジュールおよび電子機器への適用例＞
以下、上記実施の形態および実施例で説明した有機電界発光素子４を備えた表示装置１のモジュールおよび電子機器への適用例について説明する。
【００７９】
この表示装置１は、テレビジョン装置，デジタルスチルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。すなわち、この表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００８０】
（モジュール）
表示装置１は、例えば図８に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、駆動側基板１０の一辺に、封止側基板２０から露出した領域２１０を設け、この領域２１０に後述する信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
【００８１】
駆動側基板１０には、例えば、図９に示したように、表示領域１１０と、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されている。表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が形成されている。表示領域１１０は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを全体としてマトリクス状に配置したものである。
【００８２】
画素駆動回路１４０は、図１０に示したように、第１電極１３の下層に形成されている。この画素駆動回路１４０は、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓとを有している。また、画素駆動回路１４０は、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された、有機ＥＬ素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）を有している。すなわち、この画素駆動回路１４０は、アクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく、特に限定されない。
【００８３】
画素駆動回路１４０では、列方向に信号線１２０Ａが複数配置され、行方向に走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つ（サブピクセル）に対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
【００８４】
（適用例１）
図１１は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有している。
【００８５】
（適用例２）
図１２は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるデジタルスチルカメラの外観を表したものである。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有している。
【００８６】
（適用例３）
図１３は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有している。
【００８７】
（適用例４）
図１４は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有している。
【００８８】
（適用例５）
図１５は、上記実施の形態等の表示装置１が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。
【００８９】
以上、実施の形態、実施例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００９０】
例えば、上記実施の形態等では、第１陽極層４１Ａがアルミニウム単体である場合で説明したが、第１陽極層４１Ａのほうが第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低いのであれば、第１陽極層４１Ａとして、アルミニウムを主成分とする合金を用いるようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態等では、有機層５０を構成する正孔注入層５１、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４をそれぞれ単層で形成する場合について主に説明したが、各層を複数層で形成するようにしてもよい。
【００９２】
さらに、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００９３】
加えて、上記実施の形態等では、上面発光型の有機電界発光素子について説明したが、下面発光型としてもよい。この場合、基板を透明材料により構成すると共に、この透明基板上に上記実施の形態と同様に、陽極、有機層および陰極の順で積層する。ただし、この場合、陰極を反射電極として、上記実施の形態で説明した陽極における積層構造を有するようにすると共に、陽極を透明電極とする。具体的には、この場合の陰極では、例えば、有機層側から順に、第２陰極層（第２陽極層４１Ｃに対応する層）および第１陰極層（第１陽極層４１Ａに対応する層）を積層させる。あるいは、有機層側から順に、第１陰極層（第１陽極層４１Ａに対応する層）および第２陰極層（第２陽極層４１Ｃに対応する層）を積層させる。そして、場合に応じてこれら第１陰極層と第２陰極層との間に、保護層（中間層）を形成する。このような構成の下面発光型の有機電界発光素子においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００９４】
加えてまた、上記実施の形態等では、有機層５０の発光層５３として、赤色発光層，緑色発光層および青色発光層の３層を含む場合について説明したが、白色発光用の発光層の構成はこれに限定されない。すなわち、橙色発光層および青色発光層、あるいは、青緑色発光層および赤色発光層など、互いに補色関係にある２色の発光層を積層した構造としてもよい。また、上記実施の形態では、３色の層を厚み方向に積層した構成を例に挙げて説明したが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素に対応して、各色発光層を画素ごとに塗り分けて形成するようにしてもよい。
【００９５】
加えてさらに、上記した実施の形態等では、アクティブマトリックス方式の表示装置について説明したが、パッシブ方式の表示装置であってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…表示装置、１０…駆動側基板、１１…ＴＦＴ、１１Ａ…層間絶縁膜、１１Ｂ…配線層、１２…平坦化層、１３…第１電極（陽極）、１４…補助配線、１５…画素間絶縁膜、１６…有機層、１６Ａ…コンタクトホール、１８…第２電極（陰極）、２０…封止側基板、３０…保護膜、３１…接着層、４，４Ｒ（１０Ｒ），４Ｇ（１０Ｇ），４Ｂ（１０Ｂ），５…有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）、４０…基板、４１，４１−１…陽極、４１Ａ…第１陽極層、４１Ｂ…保護層、４１Ｃ…第２陽極層、５０…有機層、５１…正孔注入層、５２…正孔輸送層、５３…発光層、５４…電子輸送層、６１…陰極、６１Ａ…第１陰極層、６１Ｂ…第２陰極層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極と陰極との間に発光層を含む有機層を有する有機電界発光素子、およびそのような有機電界発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence；ＥＬ）を利用した有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に、有機正孔輸送層や有機発光層等を積層させた有機層を設けた積層構造を有している。この有機電界発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
図１６は、このような有機電界発光素子のうち、いわゆる上面発光型のものの断面構成例を表したものである。この有機電界発光素子１０１は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）などの駆動回路を有する駆動基板１０２上に、光反射性の陽極１０３、有機層１０４、および光透過性の陰極１０５がこの順で積層された構成を有している。有機層１０４は、例えば、陽極１０３側から順に、正孔輸送層１０４Ａ、発光層１０４Ｂおよび電子輸送層１０４Ｃが積層した構成を有している。
【０００４】
これにより、駆動回路を含む駆動基板１０２の反対側（陰極１０５側）から発光光を取り出せるため、発光部の開口率を向上させるうえで有利となる。この開口率の向上によって、有機電界発光素子に印加する電流密度を低く抑えても、十分な発光輝度が得られるため、寿命特性の向上に繋がることになる。
【０００５】
そこで、この有機電界発光素子１０１においては、基板１０２側に設けられる陽極１０３が反射電極として用いられ、陰極１０５が透明あるいは半透明電極として用いられている。そして、陰極１０５側から発光光を効率的に取り出すためには、反射率の高い材料で陽極１０３を構成する必要がある。
【０００６】
このような陽極１０３を構成する材料としては、例えば銀（Ａｇ）または銀を含む合金を用いることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。また、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）または白金（Ｐｔ）を副成分金属としたアルミニウム（Ａｌ）合金を用いることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。更に、アルミニウムよりも相対的に仕事関数が小さい元素（例えばネオジム（Ｎｄ））を副成分金属としたアルミニウム合金を用いることも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
ここで、アルミニウム（Ａｌ）合金を陽極として用いた場合には、耐熱性や耐ヒロック性を補うために、Ａｌ以外の例えば希土類元素（Ｎｄ）や、高融点金属等を含有する材料が採用可能である。このような高融点金属としては、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ））、シリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。この中でも、より好適には、ＡｌとＮｄとを含有するＡｌＮｄ系合金や、ＡｌＴａ系合金、ＡｌＮｉ系合金（例えばＡｌＣＮｉ合金）またはＡｌＳｉ系合金を採用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７７６８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４１９３号公報
【特許文献３】特開２００６−７９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、有機電界発光素子を用いた表示装置を駆動させる際に、表示部の中心において輝度が低下してしまう問題点があるため、解決策として、補助配線を形成する場合がある。そのような補助配線には、上記理由から低抵抗な材料が求められるため、アルミニウム合金よりもアルミニウムのほうが望ましい。しかしながら、プロセスの簡便化および低コスト化を図るには、陽極を構成する際に、同一層に（同一プロセスで）補助配線を形成することが求められる。
【００１０】
ここで、アルミニウム合金はアルミニウムよりも抵抗が高いため、同一の配線幅でアルミニウム合金により形成した補助配線の抵抗を下げるには、補助配線の膜厚を厚くする必要がある。また、補助配線の膜厚が厚くなると、それに伴い、同一プロセスで形成している陽極の膜厚も厚くなる。ところが、陽極の膜厚を厚くすると、陽極表面のラフネスが悪化するため、反射率（発光効率）や信頼性等が低下してしまうことになる。
【００１１】
すなわち、陽極としてアルミニウム合金を用いた場合、アルミニウム単体を用いた場合と比べて耐熱性に優れると共に耐ヒロック性を有し、かつアルミニウム単体を用いた場合と同等の高反射率であるという利点がある。その一方で、陽極としてアルミニウム合金を用いた場合、逆に、アルミニウム単体を用いた場合と比べて高抵抗であるという欠点があった。したがって、プロセスの簡便化や低コスト化のために陽極と補助配線とを同一プロセスで形成するような場合には、高発光効率と高信頼性とを両立させるのが困難であった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能な有機電界発光素子、およびそのような有機電界発光素子を備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、発光層を含む有機層を備えたものである。また、この陽極は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、この第１の層と上記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層とを含む積層構造を有しており、第１の層の抵抗率が第２の層の抵抗率よりも低くなっている。
【００１４】
本発明の表示装置は、上記有機電界発光素子を備えたものである。
【００１５】
本発明の有機電界発光素子および表示装置では、積層構造からなる陽極において、発光層を含む有機層側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層が設けられていることにより、発光層から発せられた光が高い反射率で反射される。また、この第２の層の有機層とは反対側に、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とすると共に第２の層よりも抵抗率が低い第１の層が設けられていることにより、例えば陽極を補助配線と同一層に形成する場合であっても、陽極全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極表面の凹凸化が軽減される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の有機電界発光素子および表示装置によれば、陽極が上記第１の層と上記第２の層とを含む積層構造を有するようにしたので、発光層から発せられた光を高い反射率で反射することができると共に、例えば陽極を補助配線と同一層に形成する場合であっても、陽極表面の凹凸化を軽減することができる。よって、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る有機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図２】実施の形態の変形例に係る有機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した有機電界発光素子を備えた表示装置の構成例を表す断面図である。
【図４】保護層に対する電喰対策について説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の実施例および比較例に係る有機電界発光素子における特性結果を表す図である。
【図６】本発明の実施例および比較例に係る有機電界発光素子における駆動時間と相対輝度との関係を表す特性図である。
【図７】図６の一部を拡大して表す特性図である。
【図８】実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図９】図８に示したモジュールにおける表示装置の駆動回路の構成を表す平面図である。
【図１０】図１０に示した画素駆動回路の一例を表す等価回路図である。
【図１１】実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図１２】実施の形態の表示装置の適用例２の外観を表す斜視図である。
【図１３】実施の形態の表示装置の適用例３の外観を表す斜視図である。
【図１４】実施の形態の表示装置の適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１５】実施の形態の表示装置の適用例５の外観を表す斜視図である。
【図１６】従来の有機電界発光素子の構成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】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（有機電界発光素子の陽極を三層構造とした場合の例）
変形例（有機電界発光素子の陽極を三層構造とした場合の例）
実施例
２．モジュールおよび電子機器への適用例
【００１９】
＜１．実施の形態＞
［有機電界発光素子の構成例（上面発光型の例）］
図１は、本発明の一実施の形態に係る有機電界発光素子（有機電界発光素子４）の断面構成を表すものである。この有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）４は、例えばカラーディスプレイなどの表示装置に用いられるものであり、例えば、基板４０上に、陽極４１と、発光層５３を含む有機層５０と、陰極６１とをこの順で備えている。ここでは、発光層５３から発せられる光（以下、発光光という）が陰極３１側から取り出される上面発光型（トップエミッション型）の有機電界発光素子の場合について説明する。
【００２０】
基板４０は、例えば、ガラスなどの透明基板や、シリコン基板や、フィルム状のフレキシブル基板などを含んで構成されている。
【００２１】
（陽極４１）
陽極４１は、基板４０側から順に、第１陽極層４１Ａ（第１の層）、中間層である保護層４１Ｂおよび第２陽極層４１Ｃ（第２の層）を積層した三層構造を有している。なお、この陽極４１は、可視光（発光層５３からの発光光）の実質的な全波長成分を反射できるように形成されていることが好ましい。
【００２２】
第１陽極層４１Ａは、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金により構成されており、特にアルミニウムにより構成されているのが好ましい。この第１陽極層４１Ａの抵抗率は、以下の第２陽極層４１Ａの抵抗率よりも低くなっている。
【００２３】
第２陽極層４１Ｃは、アルミニウムを主成分とする合金により構成されており、この第２陽極層４１Ｃの合金の副成分は、その合金の主成分よりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも１つ含んでいるのが好ましい。反射率が高く、比較的安価であるからである。このような合金の副成分としては、希土類元素であるネオジウム（Ｎｄ）、高融点金属であるタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくはタングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つの元素を含むものが挙げられる。また、この副成分の含有量は、１０重量％以下であることが好ましい。良好な反射率が得られ、導電性も高く、基板４０との密着性も高いからである。また、有機電界発光素子４を製造する際に、その反射率が良好かつ安定的に維持される共に、高い加工精度および化学的安定性が得られるからである。このような構成により第２陽極層４１Ｃは、上記第１陽極層４１Ａと比べ、熱安定性に優れると共に耐ヒロック性を有しており、また同等程度の高反射率を有している。言い換えると、この第２陽極層４１Ｃでは、第１陽極層４１Ａと比べて熱安定性および耐ヒロック性がいずれも高くなっていると共に、第１陽極層４１Ａと同等程度の高反射率となっている。
【００２４】
保護層４１Ｂは、成膜時の熱ストレスを遮断する役割を果たす中間層であり、これにより、ヒロックの作成を抑え、耐熱性を向上させることが可能となっている。このような保護層４１Ｂは、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらを主成分とする合金により構成されている。
【００２５】
なお、例えば図２に示した有機電界発光素子５における陽極４１−１のように、この保護層４１Ｃは必ずしも設けられていなくてもよい。すなわち、この陽極４１−１は、基板４０側から順に、第１陽極層４１Ａおよび第２陽極層４１Ｂを積層した二層構造を有している。
【００２６】
（有機層２０）
有機層２０は、陽極４１側から順に、正孔注入層５１、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を積層した積層構造を有している。
【００２７】
正孔注入層５１は、陽極４１において生じた正孔を正孔輸送層５２に効率よく注入するためのものであり、例えば４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。具体的には、この正孔注入層５１は、例えば、以下の式（１）で表される化合物を含むように構成することができる。
【００２８】
【化２】
（ただし、式（１）中において、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、またはシリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲｍ（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合してもよい。また、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ独立に炭素もしくは窒素原子である。）
【００２９】
正孔輸送層２２は、正孔注入効率を高めるためのものであり、例えば４，４’−ビス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）により構成されている。
【００３０】
発光層５３は、電界をかけることにより、陽極４１側から注入された正孔の一部と、陰極６１側から注入された電子の一部とを再結合して、光を発生するものである。この発光層５３は、スチリルアミン誘導体、芳香族アミン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素、トリフェニルアミン誘導体等の有機材料を含んで構成されている。
【００３１】
電子輸送層５４は、発光層５３への電子注入効率を高めるためのものであり、例えば８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
【００３２】
なお、このような有機層５０における電子輸送層５４と陰極６１との間に、電子注入効率を高めるための電子注入層（図示せず）が更に設けられていてもよい。このような電子注入層の構成材料としては、例えばＬｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＬｉＦやＣａＦ2等のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類フッ化物が挙げられる。
【００３３】
（陰極６１）
陰極６１は、発光層５３に電界を印加する一方の電極であり、光透過性の材料（発光層５３からの発光光に対して透過性を有する材料）により構成されている。これにより、発光層５３からの発光光および陽極１１表面において反射した発光光が、陰極６１から外側へ取り出されることとなる。この陰極６１は、発光層５３側に仕事関数が小さい材料を用いた層が形成されており、発光層５３側から順に、第１陰極層６１Ａおよび第２陰極層６１Ｂが積層されている。
【００３４】
第１陰極層６１Ａは、光透過性が良好であると共に、仕事関数が小さく、かつ電子輸送層５４に電子を効率よく注入することが可能な材料により構成されている。このような材料としては、例えば、Ｌｉ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ、ＬｉＦあるいはＣａＦ2 などのアルカリ金属酸化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類弗化物などが挙げられる。
【００３５】
また、第２陰極層６１Ｂは、薄膜のＭｇＡｇ電極材料やＣａ電極材料などの光透過性を有し、かつ導電性が良好な材料により構成されている。また、この有機電界発光素子４が、特に陽極４１と陰極６１との間で発光光を共振させて取り出すキャビティ構造を備える場合には、第２陰極層６１Ｂは、例えば、Ｍｇ−Ａｇ（９：１）１０ｎｍ厚のような半透過性反射材料を用いて構成してもよい。
【００３６】
なお、陰極６１は、必要に応じて、第２陰極層６１Ｂ上に、電極の劣化抑制のための封止電極として第３陰極層（図示せず）を積層した構造でもよい。
【００３７】
このような陰極６１の各層（第１陰極層６１Ａ、第２陰極層６１Ｂおよび必要に応じて第３陰極層）を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。
【００３８】
［有機電界発光素子の製造方法例］
このような有機電界発光素子４は、例えば、以下のように製造することができる。
【００３９】
まず、基板４０上に、前述した材料よりなる陽極４１を、蒸着法やスパッタリング法などにより形成する。続いて、この陽極４１上に、有機層５０を形成する。この場合には、まず、陽極４１上に、前述した材料よりなる正孔注入層５１を、スピンコート法などの湿式方式により形成する。続いて、この正孔注入層５１上に、真空蒸着法など気相方式により、それぞれ前述した材料よりなる正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を、この順で積層する。これにより、有機層５０が形成される。最後に、電子輸送層５４上に、蒸着法などにより、第１陰極層６１Ａおよび第２陰極層６１Ｂをこの順で積層して、陰極６１を形成する。これにより、図１に示した有機電界発光素子４が完成する。
【００４０】
なお、ここでは、有機層５０のうち、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を真空蒸着法など気相方式により形成したが、湿式方式により形成してもよい。
【００４１】
［表示装置の構成例］
次に、図３および図４を参照して、上記有機電界発光素子４を備えた表示装置（有機ＥＬ表示装置）の一例について説明する。図３は、このような表示装置１の断面構成を表すものである。
【００４２】
この表示装置１は、薄型の有機ＥＬディスプレイとして好適に用いられ、マトリクス状に配設された複数の画素を個別に駆動して表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この表示装置１では、例えばガラスなどよりなる駆動側基板１０上に、Ｒ（Red：赤），Ｇ（Green：緑），Ｂ（Blue：青）の各画素を構成する上記有機電界発光素子４（有機ＥＬ素子１０）が、順に全体としてマトリクス状に設けられている。すなわち、Ｒ画素としての有機電界発光素子４Ｒ（有機ＥＬ素子１０Ｒ）、Ｇ画素としての有機電界発光素子４Ｒ（有機ＥＬ素子１０Ｇ）、およびＢ画素としての有機電界発光素子４Ｂ（有機ＥＬ素子１０Ｂ）が、順に全体としてマトリクス状に設けられている。この駆動側基板１０上にはまた、上記有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれを駆動するためのＴＦＴ１１を含む画素駆動回路（詳細は後述）と、平坦化層１２とが形成されている。この平坦化層１２上に、上記有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが設けられている。駆動側基板１０上の有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、保護膜３０および接着層３１を介して封止側基板２０によって封止されている。
【００４３】
ＴＦＴ１１は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、アクティブマトリクス方式により駆動するための駆動素子であり、ボトムゲート型であってもトップゲート型であってもよい。このＴＦＴ１１のゲートは走査線駆動回路に接続され、ソースおよびドレイン（いずれも図示せず）は、例えば酸化シリコンあるいはＰＳＧ（Phospho-Silicate Glass）などよりなる層間絶縁膜１１Ａを介して設けられた配線層１１Ｂに接続されている。配線層１１Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）単体もしくはアルミニウム合金による単層膜、チタン（Ｔｉ）／アルミニウムの積層膜、もしくはチタン／アルミニウム／チタンの３層膜により構成される。このようなＴＦＴ１１、層間絶縁膜１１Ａおよび配線層１１Ｂ上には、平坦化層１２が形成されている。
【００４４】
平坦化層１２は、ＴＦＴ１１が形成された駆動側基板１０の表面を平坦化する共に、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するためのものである。この平坦化層１２は、絶縁材料により構成されている。このような絶縁材料としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂およびノボラック樹脂等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を用いることができる。このような平坦化層１２には、画素ごとにコンタクトホール１２ａが設けられており、このコンタクトホール１２ａに第１電極１３（陽極４１）が埋設されることによって、上記配線層１１Ｂとの電気的接続が確保されている。
【００４５】
有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂでは、例えば、平坦化層１２上に、第１電極１３（陽極４１）と補助配線１４とが配設され、これらの上に、画素間絶縁膜１５、前述の発光層５３を含む有機層５０および第２電極１８（陰極６１）が、この順に積層されている。これらのうち有機層１６および第２電極１８は、各画素に共通の層として、全画素にわたって設けられている。
【００４６】
第１電極１３は、平坦化層１２上に画素ごとに配設されている。
【００４７】
補助配線１４は、第２電極１８における電圧降下を抑制するためのものであり、第１電極１３と電気的に絶縁される一方、第２電極１８と導通して設けられている。例えば、補助配線１４は、平坦化層１２上において、第１電極１３の周辺領域に配設されている。一方、補助配線１４上に設けられた画素間絶縁膜１５および有機層１６には、補助配線１４まで貫通してコンタクトホール１６Ａが設けられ、このコンタクトホール１６Ａにより、補助配線１４と第２電極１８とが導通している。このような補助配線１４は、各画素同士の間の画素間領域に配設されると共に、マトリクス状に配列した全ての画素領域、すなわち表示領域を取り囲む外周領域に配設されている。
【００４８】
本実施の形態では、この補助配線１４は、第１電極１３（陽極４１）と同一材料により構成されている。これにより、補助配線１４と第１電極１３とが同一材料で構成されることにより、補助配線１４と第１電極１３とを同一工程でパターニング形成することができ、工数の削減につながる。したがって、プロセスの簡便化および低コスト化を図ることができ、簡易な構成となる。
【００４９】
また、この場合、例えば図４（Ａ）に示したように、補助配線１４における保護層４１Ｂの側面は、画素間絶縁膜１５によって被覆されているようにするのが好ましい。これにより、特に保護層４１Ｂとしてモリブデンを用いた場合に、陽極４１および補助配線１４の電喰が回避されるため、第２陽極層４１Ｃにおける反射率の低下を防ぐことができるからである。すなわち、逆に例えば図４（Ｂ）に示したように、補助配線１４における保護層４１Ｂの側面がむき出しになっている場合、陽極４１および補助配線１４において電喰が生じてしまい、第２陽極層４１Ｃにおける反射率が低下してしまうおそれがあるためである。
【００５０】
画素間絶縁膜１５は、第１電極１３と第２電極１８、第１電極１３と補助配線１４とをそれぞれ電気的に絶縁させるものである。画素間絶縁膜１５は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）あるいはポリイミドなどの絶縁材料により構成されている。この画素間絶縁膜１５には、第１電極１３に対応して開口部１５Ａ、補助配線１４に対応して開口部１５Ｂがそれぞれ設けられている。開口部１５Ａには、有機層１６および第２電極１８がこの順に積層され、開口部１５Ｂには、第２電極１８が埋設されている。すなわち、開口部１５Ａに対応する領域が、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける発光領域となり、開口部１５Ｂは、上記コンタクトホール１６Ａの一部として機能している。
【００５１】
有機層１６は、画素間絶縁膜１５の側面および上面と、開口部１５Ａによって露出した第１電極１３の上面とを覆うように形成されている。但し、有機層１６は、画素間絶縁膜１５の開口部１５Ｂの直上付近において断絶されており、コンタクトホール１６Ａの一部を構成している。
【００５２】
保護膜３０は、透明誘電体からなり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。接着層３１は、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などにより構成されている。
【００５３】
封止側基板２０は、接着層３１と共に有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止するためのものである。封止側基板２０は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光（発光光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。この封止側基板２０には、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの配置に対応して、赤色、緑色および青色の各色カラーフィルタ（図示せず）が設けられている。これにより、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれで発生した白色光が３原色の光として取り出されると共に、各層において反射された外光が吸収され、コントラストが改善される。なお、このようなカラーフィルタは、駆動側基板１０に設けられていてもよい。また、各色カラーフィルタ同士の間に、ブラックマトリクスが設けられていてもよい。
【００５４】
［有機電界発光素子の作用・効果］
続いて、本実施の形態の有機電界発光素子４の作用および効果について説明する。
【００５５】
この有機電界発光素子４では、陽極４１と陰極６１との間に電圧が印加され、有機層５０に電界がかかると、陽極４１からの正孔が正孔注入層５１により、正孔輸送層５２へ効率よく注入される。この注入された正孔を正孔輸送層５２が発光層へ効率よく輸送する。その一方で、陰極６１からの電子が電子輸送層５４を介して効率よく発光層５３に輸送される。このように陽極４１側から移動してきた正孔と、陰極６１側から移動してきた電子とが、発光層５３において再結合し、光を発することとなる。この発光層５３からの発光光と、陽極４１の表面で反射されたこの発光光とが、陰極６１を透過して射出する。
【００５６】
ここでは、積層構造からなる陽極４１において、発光層５３を含む有機層５０側に、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２陽極層４１Ｃが設けられていることにより、発光層５３からの発光光が、高い反射率で反射される。また、この第２陽極層４１Ｃの有機層５３とは反対側に、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とすると共に第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低い第１陽極層４１Ａが設けられていることにより、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１全体の膜厚が小さく抑えられ、陽極４１の表面の凹凸化（ラフネス）が軽減される。
【００５７】
以上のように本実施の形態では、陽極４１が上記第１陽極層４１Ａと上記第２陽極層４１Ｃとを含む積層構造を有するようにしたので、発光層５３からの発光光を高い反射率で反射することができると共に、例えば陽極４１を補助配線１４と同一層に形成する場合であっても、陽極４１の表面の凹凸化を軽減することができる。よって、安価な構成で高発光効率と高信頼性とを両立させることが可能となる。
【００５８】
また、第１陽極層４１Ａ第２陽極層４１Ｃとの間に保護層４１Ｂを設けるようにした場合には、成膜時の熱ストレスを遮断することができ、ヒロックの作成を抑え、耐熱性を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００５９】
続いて、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００６０】
（実施例１〜４）
以下の手順により、図１に示した有機電界発光素子４（または図２に示した有機電界発光素子５）を作製した。なお、各実施例および後述する比較例においては、陽極４１（または陽極４１−１）として、図５に示す材料および積層構造を用いた。
【００６１】
まず、２５ｍｍ×２５ｍｍのガラスからなる基板４０上に、陽極４１または陽極４１−１を形成した。
【００６２】
ここで、実施例１では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた二層構造の陽極４１−１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｂ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）とより形成した。
【００６３】
また、実施例２，３では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた三層構造の陽極４１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｃ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）との間に、保護層４１Ｂ（中間層）であるモリブデン（Ｍｏ）を挿入して形成した。この保護層４１Ｂの膜厚は、実施例２では５０ｎｍとし、実施例３では２５ｎｍとした。
【００６４】
また、実施例４では、ランタノイド系元素であるネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム合金層を用いた三層構造の陽極４１を形成した。具体的には、図５に示すように、第１陽極層４１Ａ（下層）であるＡｌ層（膜厚：１５０ｎｍ）と、第２陽極層４１Ｃ（上層）であるＡｌ−Ｎｄ層（膜厚：１００ｎｍ）との間に、保護層４１Ｂ（中間層）であるモリブデン（Ｍｏ）を挿入して形成した。この保護層４１Ｂの膜厚は、５０ｎｍとした。
【００６５】
次に、以上のようにして形成された実施例１〜４の構成の陽極４１または陽極４１−１を用いて、ポリイミド成膜により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした、有機電界発光素子用のセルを作製した。
【００６６】
その後、各実施例の陽極４１，４１−１上に、正孔注入層５１を形成した。この際、図５に示したように、以下の式（２）に示す材料を蒸着成膜（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／秒）することにより、膜厚８ｎｍの正孔注入層５１を形成した。
【００６７】
【化３】
【００６８】
次いで、正孔注入層５１上に、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４を積層した構成の有機層５０を形成したのち、この有機層５０上に、二層構造の陰極６１を形成した。具体的には、第１陰極層６１Ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍの膜厚で形成し、次いで、第２陰極層６１Ｂとして、ＭｇＡｇを真空蒸着法により９ｎｍの膜厚で形成した。以上により、図１，図２に示した有機電界発光素子４，５が完成した。
【００６９】
（比較例１，２）
比較例１，２では、上述した実施例１〜４の有機電界発光素子４，５と同様の作製手順において、陽極４１，４１−１の代わりに、アルミニウム合金の単層を用いた陽極を有する有機電界発光素子を作製した。
【００７０】
（評価結果１）
このようにして作製した実施例１〜４および比較例１，２の有機電界発光素子について発光効率を測定し、測定結果を図５に併せて示した。なお、図５中の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が１０（ｍＡ／ｃｍ2）であるときに測定された値である。
【００７１】
この結果から、実施例１〜４のように、陽極が、ＡｌとＡｌ合金との二層構造である場合、および、中間層（保護層）としてＭｏを挟んだ三層構造の場合のいずれであっても、比較例１，２のＡｌ合金の単層構造と同等の発光効率が得られることが確認された。
【００７２】
また、波長４５０ｎｍ，６５０ｎｍの光に対する陽極の反射率が８５％以上と高反射率であるため、発光層５３での発光光が効率良く外部に取り出されていることも確認された。
【００７３】
（評価結果２）
実施例１〜４および比較例１，２の有機電界発光素子について、駆動時間と相対輝度との関係を測定し、測定結果を図５中の「信頼性」の欄に示すと共に、図６，図７（図６中の符号Ｐ３部分の拡大図）に併せて示した。なお、有機電界発光素子の信頼性とは、電流密度が９０（ｍＡ／ｃｍ2）の状態で６００時間が経過した後の相対輝度を表している。
【００７４】
この結果から、実施例１〜４のように、陽極が、ＡｌとＡｌ合金との二層構造である場合、および、中間層（保護層）としてＭｏを挟んだ三層構造の場合のいずれであっても、比較例２のＡｌ合金（膜厚：５００ｎｍ）を上回る信頼性が得られることが確認された。
【００７５】
また、図６，７中に示したように、実施例１，３，４と比べ、実施例２における信頼性が特に高いことも確認された。
【００７６】
（評価結果３）
実施例１〜４および比較例１，２の陽極におけるシート抵抗を、四端子法により測定し、測定結果を図５中の「シート抵抗」の欄に示した。実施例１〜４における全ての積層構造において、シート抵抗が０．２Ω／□であった。これにより、陽極を積層構造にすることによって、Ａｌ合金５００ｎｍ（比較例２）よりも膜厚が薄いにも関わらず、同等の低抵抗が得られることが確認された。
【００７７】
これらの評価結果１〜３により、陽極を、低抵抗の純アルミニウムと、熱安定性に優れて耐ヒロック性を有しており、反射率が高いアルミニウム合金との積層構造にすることで、膜厚を薄くして低抵抗化が可能となると共に、高発光効率化も可能となる。また、この膜厚が薄くなることで、陽極表面の凹凸が軽減され、信頼性が向上する。よって、簡易な構成で、高発光効率と高信頼性との両立が可能となる。
【００７８】
＜２．モジュールおよび電子機器への適用例＞
以下、上記実施の形態および実施例で説明した有機電界発光素子４を備えた表示装置１のモジュールおよび電子機器への適用例について説明する。
【００７９】
この表示装置１は、テレビジョン装置，デジタルスチルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。すなわち、この表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００８０】
（モジュール）
表示装置１は、例えば図８に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、駆動側基板１０の一辺に、封止側基板２０から露出した領域２１０を設け、この領域２１０に後述する信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
【００８１】
駆動側基板１０には、例えば、図９に示したように、表示領域１１０と、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されている。表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が形成されている。表示領域１１０は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを全体としてマトリクス状に配置したものである。
【００８２】
画素駆動回路１４０は、図１０に示したように、第１電極１３の下層に形成されている。この画素駆動回路１４０は、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓとを有している。また、画素駆動回路１４０は、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された、有機ＥＬ素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）を有している。すなわち、この画素駆動回路１４０は、アクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく、特に限定されない。
【００８３】
画素駆動回路１４０では、列方向に信号線１２０Ａが複数配置され、行方向に走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つ（サブピクセル）に対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
【００８４】
（適用例１）
図１１は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有している。
【００８５】
（適用例２）
図１２は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるデジタルスチルカメラの外観を表したものである。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有している。
【００８６】
（適用例３）
図１３は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有している。
【００８７】
（適用例４）
図１４は、上記実施の形態等の表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有している。
【００８８】
（適用例５）
図１５は、上記実施の形態等の表示装置１が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。
【００８９】
以上、実施の形態、実施例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００９０】
例えば、上記実施の形態等では、第１陽極層４１Ａがアルミニウム単体である場合で説明したが、第１陽極層４１Ａのほうが第２陽極層４１Ｃよりも抵抗率が低いのであれば、第１陽極層４１Ａとして、アルミニウムを主成分とする合金を用いるようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態等では、有機層５０を構成する正孔注入層５１、正孔輸送層５２、発光層５３および電子輸送層５４をそれぞれ単層で形成する場合について主に説明したが、各層を複数層で形成するようにしてもよい。
【００９２】
さらに、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００９３】
加えて、上記実施の形態等では、上面発光型の有機電界発光素子について説明したが、下面発光型としてもよい。この場合、基板を透明材料により構成すると共に、この透明基板上に上記実施の形態と同様に、陽極、有機層および陰極の順で積層する。ただし、この場合、陰極を反射電極として、上記実施の形態で説明した陽極における積層構造を有するようにすると共に、陽極を透明電極とする。具体的には、この場合の陰極では、例えば、有機層側から順に、第２陰極層（第２陽極層４１Ｃに対応する層）および第１陰極層（第１陽極層４１Ａに対応する層）を積層させる。あるいは、有機層側から順に、第１陰極層（第１陽極層４１Ａに対応する層）および第２陰極層（第２陽極層４１Ｃに対応する層）を積層させる。そして、場合に応じてこれら第１陰極層と第２陰極層との間に、保護層（中間層）を形成する。このような構成の下面発光型の有機電界発光素子においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００９４】
加えてまた、上記実施の形態等では、有機層５０の発光層５３として、赤色発光層，緑色発光層および青色発光層の３層を含む場合について説明したが、白色発光用の発光層の構成はこれに限定されない。すなわち、橙色発光層および青色発光層、あるいは、青緑色発光層および赤色発光層など、互いに補色関係にある２色の発光層を積層した構造としてもよい。また、上記実施の形態では、３色の層を厚み方向に積層した構成を例に挙げて説明したが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素に対応して、各色発光層を画素ごとに塗り分けて形成するようにしてもよい。
【００９５】
加えてさらに、上記した実施の形態等では、アクティブマトリックス方式の表示装置について説明したが、パッシブ方式の表示装置であってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…表示装置、１０…駆動側基板、１１…ＴＦＴ、１１Ａ…層間絶縁膜、１１Ｂ…配線層、１２…平坦化層、１３…第１電極（陽極）、１４…補助配線、１５…画素間絶縁膜、１６…有機層、１６Ａ…コンタクトホール、１８…第２電極（陰極）、２０…封止側基板、３０…保護膜、３１…接着層、４，４Ｒ（１０Ｒ），４Ｇ（１０Ｇ），４Ｂ（１０Ｂ），５…有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）、４０…基板、４１，４１−１…陽極、４１Ａ…第１陽極層、４１Ｂ…保護層、４１Ｃ…第２陽極層、５０…有機層、５１…正孔注入層、５２…正孔輸送層、５３…発光層、５４…電子輸送層、６１…陰極、６１Ａ…第１陰極層、６１Ｂ…第２陰極層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、発光層を含む有機層を備え、
前記陽極は、
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、
前記第１の層と前記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層と
を含む積層構造を有し、
前記第１の層の抵抗率が、前記第２の層の抵抗率よりも低くなっている
有機電界発光素子。
【請求項２】
前記陽極は、前記第１の層と前記第２の層との間に、保護層を有する
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記保護層は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらを主成分とする合金により構成されている
請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２の層では、前記第１の層と比べ、熱安定性および耐ヒロック性がいずれも高くなっている
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第２の層の合金の副成分は、その合金の主成分よりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも１つ含んでいる
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記第２の層の合金の副成分は、ネオジウム（Ｎｄ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）およびシリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つの元素を含んでいる
請求項５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記陽極、前記有機層および前記陰極の順に上層へ向けて積層されており、
前記陰極が、前記発光層から発せられた光に対して透過性を有する材料により構成されている
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記有機層のうちの前記陽極と接する層が、以下の式（１）で表される化合物を含んで構成されている
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【化１】
（ただし、式（１）中において、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、またはシリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲｍ（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合してもよい。また、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ独立に炭素もしくは窒素原子である。）
【請求項９】
陽極と陰極との間に発光層を含む有機層を有する有機電界発光素子を備え、
前記陽極は、
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、
前記第１の層と前記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層と
を含む積層構造を有し、
前記第１の層の抵抗率が、前記第２の層の抵抗率よりも低くなっている
表示装置。
【請求項１】
陽極と陰極との間に、発光層を含む有機層を備え、
前記陽極は、
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、
前記第１の層と前記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層と
を含む積層構造を有し、
前記第１の層の抵抗率が、前記第２の層の抵抗率よりも低くなっている
有機電界発光素子。
【請求項２】
前記陽極は、前記第１の層と前記第２の層との間に、保護層を有する
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記保護層は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらを主成分とする合金により構成されている
請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２の層では、前記第１の層と比べ、熱安定性および耐ヒロック性がいずれも高くなっている
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第２の層の合金の副成分は、その合金の主成分よりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも１つ含んでいる
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記第２の層の合金の副成分は、ネオジウム（Ｎｄ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）およびシリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つの元素を含んでいる
請求項５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記陽極、前記有機層および前記陰極の順に上層へ向けて積層されており、
前記陰極が、前記発光層から発せられた光に対して透過性を有する材料により構成されている
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記有機層のうちの前記陽極と接する層が、以下の式（１）で表される化合物を含んで構成されている
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【化１】
（ただし、式（１）中において、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、またはシリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲｍ（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合してもよい。また、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ独立に炭素もしくは窒素原子である。）
【請求項９】
陽極と陰極との間に発光層を含む有機層を有する有機電界発光素子を備え、
前記陽極は、
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムを主成分とする合金からなる第１の層と、
前記第１の層と前記有機層との間に設けられ、アルミニウムを主成分とする合金からなる第２の層と
を含む積層構造を有し、
前記第１の層の抵抗率が、前記第２の層の抵抗率よりも低くなっている
表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１９２４１３（Ｐ２０１０−１９２４１３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２０８４（Ｐ２００９−４２０８４）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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