有機電界発光素子及びその製造方法、画像表示装置、照明装置
【課題】発光媒体層を形成する有機電界発光素子において、光取り出し効率の高い正孔輸送層を具備した有機電界発光素子を提供すること。
【選択手段】基板上の第一電極１０２と第二電極１０７の間に少なくとも無機化合物からなる正孔輸送層１０４と有機発光層１０６を含む複数の層からなる有機電界発光素子において、前記正孔輸送層が前記有機発光層から放出される発光光を反射することにより、光取り出しが高効率な有機電界発光素子を提供することができる。
【選択手段】基板上の第一電極１０２と第二電極１０７の間に少なくとも無機化合物からなる正孔輸送層１０４と有機発光層１０６を含む複数の層からなる有機電界発光素子において、前記正孔輸送層が前記有機発光層から放出される発光光を反射することにより、光取り出しが高効率な有機電界発光素子を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自発光型の表示装置及び照明装置に用いられる有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略す）は、二つの対向する電極の間に正孔輸送材料からなる正孔輸送層や有機発光材料からなる発光層が形成され、電流を流すことで有機発光層から放出される表示光を光透過性電極から取り出すものであり、簡便な構造であるにも係わらず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を集めている。しかし、有機ＥＬ素子は対向する電極、有機発光層、基板と各層の界面で屈折率差により決まる臨界角以上の発光光は全反射し内部に閉じ込められ、導波光として失われる。またＴＦＴによる発光画素面積の減少などがあるため、有機発光層から外部への光取り出し効率が悪く、素子特性が低下するといった課題がある。
【０００３】
これら光取り出し効率低下を改善するため、ＴＦＴによる発光画素エリアの縮小に関しては上面発光型（以下、トップエミッション構造）有機ＥＬ素子が提案されている（特許文献１を参照）。上記のトップエミッション構造により光取り出し効率を向上させる手段を用いた構成の表示装置においては、ＴＦＴによる発光画素エリアの縮小を回避することが可能だが、背面方向に放出される光については損失が生じる。特許文献１では、背面の電極に反射層を形成したり、電極に反射性の材料を用いたりすることで光取り出し効率を向上させている。
【０００４】
しかしながら、有機薄膜内で消失する発光光については効率的に取り出すことが出来ない。すなわち、有機薄膜内での散乱や、発光層を区画する隔壁への吸収によって消失する発光光については、上記の方法では対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００１３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、有機発光層からの発光光の外部への光取り出し効率を改善し、素子特性を向上させることが可能な有機電界発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記のような課題を鑑みてなされたものであり、
請求項１に係る発明は、基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子であって、前記有機発光層から放出される光を前記正孔輸送層により反射することを特徴とする有機電界発光素子である。
また請求項２に係る発明は、前記無機化合物が遷移金属を一種以上含む無機化合物であることを特徴とした請求項１記載の有機電界発光素子である。
また請求項３に係る発明は、前記無機化合物は、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子である。
また請求項４に係る発明は、前記金属酸化物材料の仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子である。
また請求項５に係る発明は、前記金属酸化物材料が、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銀、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ルテニウム、酸化イリジウムのいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の有機電界発光素子である。
また請求項６に係る発明は、前記無機化合物は正孔輸送材料と、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料とを含み、前記正孔輸送材料は、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２のいずれかを含むことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
また請求項７に係る発明は、前記有機発光層から放出される光に対する前記正孔輸送層の平均反射率が５０％以上であることを特徴とした請求項１ないし６のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
また請求項８に係る発明は、前記正孔輸送層の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とした請求項１ないし７のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項９に係る発明は、少なくとも前記有機発光層を複数の画素に区画する隔壁を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１０に係る発明は、前記正孔輸送層が、前記隔壁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光素子である。
また請求項１１に係る発明は、前記第二電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から正孔輸送層、有機発光層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１２に係る発明は、前記第一電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から有機発光層、正孔輸送層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１３に係る発明は、請求項１ないし１２のいずれか記載の有機電界発光素子を表示素子として用いたことを特徴とする画像表示装置である。
また請求項１４に係る発明は、請求項１ないし１３のいずれか記載の有機電界発光素子を発光素子として用いたことを特徴とする照明装置である。
また請求項１５に係る発明は、基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子の製造方法であって、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光層から放出される光を反射する正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層上に第二電極を形成する工程と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１６に係る発明は、前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を乾式成膜法により混合して形成したことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
また請求項１７に係る発明は、前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を共蒸着により混合して形成したことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１８に係る発明は、前記無機化合物は金属酸化物を含み、少なくとも一種類の金属酸化物を蒸着時あるいは成膜後に酸素欠陥を生じさせることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１９に係る発明は、前記有機発光層は、有機発光材料を含むインキを湿式成膜法により成膜して形成したことを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項２０に係る発明は、基板上に複数の画素に区画する隔壁を形成する工程を有し、前記正孔輸送層は、隔壁と、第一電極とを含む表示領域全面に形成することを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
このような構成の表示素子では、正孔輸送層が発光層からの発光光を反射する構成になっているため、有機薄膜内で導波光として消失していた光を取り出すことが可能となった。更には隔壁の少なくとも一部を正孔輸送層で被覆することにより、隔壁に吸収されていた発光光についても取り出すことが可能となった。
【０００９】
また正孔輸送層の材料として遷移金属を一種以上含む無機化合物の酸化物、硫化物、窒化物とし、単層もしくは積層、又は混合層とすることにより、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として求められる導電性、エネルギー準位とともに反射率の高い１００ｎｍ以下の薄膜を形成することが可能となった。
【００１０】
上記のような構造を持つ有機電界発光表示装置は、発光層から放出され有機薄膜内に閉じ込められ、導波光として失活していた発光光および隔壁に吸収されていた表示光を正孔輸送層で反射することにより効率的に発光光を取り出すことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る本発明の有機電界発光素子の積層部分の概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る凸版印刷装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明において参照する図面は、本発明の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ、寸法の比率等についてはそのまま実施の様態を表すものではない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための表示装置の断面図である。図１に示す本発明の実施形態に係る有機電界発光表示素子を用いた表示装置１００では、基板１０１に、画素毎に具備された第一電極（陽極）１０２ａと、第一電極の画素間を区画する隔壁１０３と、第一電極の上方に形成された正孔輸送層１０４と、この正孔輸送層上に形成されたインターレイヤ１０５と、インターレイヤ上に形成された有機発光層１０６と、有機発光層上に全面を被覆するように形成された第二電極（陰極）１０７ａと、第一電極、隔壁、正孔輸送層とインターレイヤと有機発光層を含む発光媒体層、第二電極を覆うように基板１０１と接触した封止体１０８とを備えている。
【００１４】
ここで発光媒体層１１２は第一電極（陽極）１０２ａと第二電極（陰極）１０７ａに挟持された層である。図１の素子では正孔輸送層１０４とインターレイヤ１０５と有機発光層１０６が発光媒体層に相当する。これ以外にも、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等の層を適宜加えても良い。
【００１５】
図２のＡ及びＢは、本発明の有機電界発光素子の積層部分の断面図である。図２Ａはトップエミッション型の有機電界発光素子の例であり、基板１０１上に第一電極（陽極）１０２ａ、正孔輸送層１０４、有機発光層１０６、第二電極（陰極）１０７ａの順で積層されている。この順番に積層されていれば、インターレイヤ１０５や、その他の層をそれぞれの間に積層しても良い。第二電極は透明電極であり、第二電極側に放出された光は第二電極を透過して外部へ出射する。一方、第一電極側に放出された光は、正孔輸送層で反射されるため、同じく第二電極を透過して外部へ出射する。従って、正孔輸送層で反射される分、外部への発光光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１６】
図２Ｂは逆構造型の有機電界発光素子の例であり、基板１０１上に第一電極（陰極）１０２ｂ、有機発光層１０６、正孔輸送層１０４、第二電極（陽極）１０７ｂの順で積層されている。この順番に積層されていれば、インターレイヤ１０５や、その他の層をそれぞれの間に積層しても良い。基板１０１及び第一電極は透明電極であり、第一電極側に放出された光は第一電極及び基板を透過して外部へ出射する。一方、第二電極側に放出された光は、正孔輸送層で反射されるため、同じく第一電極を透過して外部へ出射する。従って、トップエミッション型の場合と同様、正孔輸送層で反射される分、外部への発光光の取り出し効率を向上させることができる。以降の説明は、トップエミッション型の有機電界発光素子を基に行うが、陰極と陽極を入れ替え、発光媒体層の順序を逆に形成することで逆構造型についても適用される。
【００１７】
本発明の有機電界発光素子に係る正孔輸送層１０４は、上述の原理からも明らかなように、有機発光層から放出される光を反射する性質を有するものである。具体的には、正孔輸送層の反射率は発光層からの発光光波長に対して全平均で５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７０％以上である。すなわち、フルカラー発光の有機電界発光表示装置に用いる有機発光素子では、可視光域のそれぞれの発光光に対して５０％以上の反射率である必要があるため、可視光域において５０％以上の反射率を有する正孔輸送層材料が好ましい。白色光の照明装置に用いる有機発光素子においても同様である。
【００１８】
一方、単色発光の有機電界発光素子においては、放出される光の波長において反射されれば十分であるから、特定波長のみ反射率が高ければよい。また、工程数は増えるが、フルカラー発光の有機電界発光表示装置においても、正孔輸送層をパターン化し、各発光色の画素ごとに成膜材料を変えた正孔輸送層を形成することで、特定波長のみ反射率が高い材料を用いることも可能である。
【００１９】
正孔輸送層の物性値としては、陽極（１０２ａ、１０２ｂ）の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは陽極からインターレイヤや発光層へ効率的に正孔注入を行うためである。陽極の材料と上層の材料により異なるが、４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下を用いる事ができ、陽極がＩＴＯやＩＺＯの場合、特に５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好適に用いる事が可能である。正孔輸送層の抵抗率はパターニング法により異なるが、隣接画素へのリーク防止を考慮すると１×１０３〜５×１０８Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０４〜１×１０７Ω・ｍである。また、正孔輸送層の厚みは材料特性より異なるが上述の抵抗率を考慮すると１００ｎｍ以下であることが好ましい。一方、正孔輸送層の膜厚が薄いと光を透過し、取り出し効率が低下してしまうため、１０ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。
【００２０】
図３に示すように、トップエミッション型の有機電界発光表示装置であって、基板上に隔壁が形成された基板上に正孔輸送層１０４を形成する場合には、隔壁上にも正孔輸送層を形成することが好ましい。正孔輸送層が隔壁を覆うことにより、発光媒体層を導波し、あるいは散乱して隔壁に吸収されていた発光光についても反射させて、外部への取り出し効率を向上させることができるためである。また、第一電極１０２上の発光領域と、隔壁上とを含む表示領域の全面に正孔輸送層を形成すれば良いので、画素ごとのパターニングや位置あわせが不要であり、形成が容易である。または図４のように、隔壁１０３上部のみ形成を行わないようにパターニングを行ってもよい。隔壁全面被覆しなくても正孔輸送層上に形成された発光媒体層の近傍を覆うことで、発光媒体層から導波あるいは散乱される光を反射させることができる。
【００２１】
基板１０１の材料は、例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、あるいは、トップエミッション型の有機発光電界素子の場合には、これに加えて、上記のプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板、プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２２】
有機電界発光表示装置１００の光取り出しを行う面は基板１０１と対向する電極側から行えばよい。これらの材料からなる基板１０１は、有機電界発光表示装置１００内への水分や酸素の浸入を避けるために、基板１０１全面もしくは片面に無機膜の形成、樹脂の塗布などにより、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、発光媒体層１１２への水分の浸入を避けるために、基板１０１における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００２３】
本発明の実施形態に係る第一電極１０２は、基板１０１上に成膜し、必要に応じてパターニングを行う。フルカラー発光の有機電界発光表示装置に用いる有機発光素子であって塗布型の有機発光材料によって発光層を形成する場合、第一電極１０２は隔壁１０３によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。
【００２４】
第一電極１０２の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２５】
第一電極１０２を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。また陰極として逆構造とする場合にはＡｇなど仕事関数の低い材料を選択することが好ましい。ＴＦＴ駆動の有機電界発光表示装置では電極は低抵抗であればよく、シート抵抗で２０Ω／□以下であれば好適に用いることが可能となる。
【００２６】
第一電極１０２の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２７】
第一電極１０２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
【００２８】
本発明の実施形態に係る隔壁１０３は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成することができる。第一電極１０２の端部を覆うように形成するのが好ましい（図１参照）。一般的にアクティブマトリクス駆動型有機電界発光表示装置１００は、各画素に対して第一電極１０２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極１０２の端部を覆うように形成される。隔壁１０３の最も好ましい形状は各画素電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００２９】
隔壁１０３の材料としては、絶縁性を有する必要があり、感光性材料等を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。また、隔壁形成材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等を用いることもできる。
【００３０】
隔壁１０３の好ましい高さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下程度である。１０μｍより高すぎると対向電極１０７の形成及び封止を妨げ、０．１μｍより低すぎると画素電極１０２の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層１１２形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。
【００３１】
隔壁１０３の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３２】
隔壁１０３のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、基体（基材１０１及び第一電極１０２）上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。必要に応じてレジスト及び感光性樹脂に撥水剤を添加したり、親水性材料と疎水性材料の多層構造にしたり、プラズマやＵＶを照射したりして形成後にインクに対する撥水性または親水性を付与することもできる。
【００３３】
トップエミッション型の有機電界発光素子の場合、第一電極上に正孔輸送層１０４を形成する。正孔輸送層の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、スピンコート法、ゾルゲル法、などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されず、一般的な成膜法を用いることができる。特に乾式成膜法を用いた場合には、平坦性が高く、均一な正孔輸送層を形成することができる。また、後述のように、主成分となる正孔輸送材料と、金属光沢を生じせしめる無機材料とを同時に成膜することで、混合組成の無機膜を形成することができることから、正孔輸送層の特性を維持したまま、反射率の高い正孔輸送層を形成することができる。
【００３４】
正孔輸送層１０４の材料（正孔輸送材料）としては、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物および同遷移金属の窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物を単層もしくは複数の層の積層構造、又は混合層として形成することができる。
【００３５】
正孔輸送層１０４のパターニング方法としては、材料特性や成膜法により異なるが、第一電極１０２および隔壁１０３を被覆するように形成するベタ成膜が容易である。または前述の図４のように、マスク蒸着法により隔壁１０３上部のみ形成を行わないようにパターニングを行ってもよい。隔壁全面被覆しなくても発光媒体層の近傍を覆うことで、発光媒体層から導波あるいは散乱される光を反射させることができる。
【００３６】
正孔輸送層は窒化度、硫化度ならびに酸化度を調節することで仕事関数や抵抗率、前述の反射率の最適化を行うことができる。窒化度、硫化度ならびに酸化度の制御は、各種成膜法により異なるが、抵抗加熱蒸着法やスパッタリング法を例にとると、チャンバー内に必要とされる反応イオンを持つイオン源を設置、または必要とされる反応分子をもつ気体をパージするなどの方法により成膜中に制御を行う。あるいは、成膜後に必要とされる気体雰囲気下で加熱処理を行い正孔輸送層の窒化度、硫化度あるいは酸化度を制御してもよい。また、複数の無機化合物の混合した正孔輸送層とする場合、その混合比によって窒化度、硫化度ならびに酸化度を制御することができる。
【００３７】
反射率の高い正孔輸送層は、例えば、金属光沢を持つ材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。あるいは、成膜工程において、窒化度、硫化度若しくは酸化度の制御により金属光沢を生じる材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。あるいは主成分となる正孔輸送材料（無機化合物）に混合することで、金属結合を呈する材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。例えば、実施例で用いた酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）は、金属光沢を呈していない材料であるが、主成分である酸化モリブデンとの共蒸着により混合して成膜した正孔輸送層は５０％以上の反射率を示す。このような反射率特性を示す一つの理由としては、成膜段階で酸化インジウムから酸素が抜けることで、金属光沢を示すと考えられる。
【００３８】
より理論的には、金属酸化物の場合、酸素欠損により価電子帯に存在する自由空孔によってプラズマ振動を生じ、プラズマ振動数の波長が素子の発光波長よりも大きいために金属光沢を呈すると考えられる。従って、混合する材料としては、成膜時に酸素欠損を生じる金属酸化物であり、また混合した際に、膜の仕事関数に影響を与えないために、単膜での仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下である材料が好ましい。このような金属光沢を生じさせるために正孔輸送層に添加する無機材料としては、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化タングステン（Ｔａ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化イリジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等が挙げられる。上記正孔輸送層に添加する金属酸化物材料は、正孔輸送材料と同一の材料の使用を妨げるものではなく、正孔輸送材料の酸素欠損量を増やしても良い。しかし例えば共蒸着により正孔輸送材料と、異なる金属酸化物材料とを混合した正孔輸送層を成膜する場合には、蒸着時の酸素の抜けやすさの違いや、アルゴンイオンビームに対する反応性の違い等から、添加する金属酸化物材料のみ酸素欠損を増加させることができ、正孔輸送層としての特性と、反射率とを両立させることが容易である。
【００３９】
これらの安定な酸化物から酸素が抜けた状態、すなわち酸素欠損量が１０％以上となるように成膜する。ここで酸素欠損量とは、添加無機材料の安定状態において、金属原子に対する酸素原子の比を０％としたものである。酸素原子量が低下することで、酸素欠損量が増加してゆく。例えば酸化モリブデン（ＭｏＯ２）の場合、安定状態ではＭｏ／Ｏ（２）＝０．５０で欠損量δは０％である。仮に一つの酸化モリブデン原子に対して酸素原子の割合が１．５ならば、Ｍｏ／Ｏ（１．５）＝０．６６で欠損量δ＝酸素欠損割合／酸素欠損がないとした場合の酸素原子割合＝（２−１．５）／２で２５％となる。なお酸素欠損量の上限は、金属の価数が遷移しない、すなわち金属酸化物の構造が変わらない限り制限はない。
【００４０】
このような酸素欠損の含む膜は、酸素の抜けやすい材料であれば、蒸着によって酸素欠陥を含む成膜を行うことができる。あるいは成膜された膜に対して例えばアルゴンイオンビームの照射等を行うことによって、酸素欠損を増やすこともできる。
【００４１】
こうした酸素欠損量は、X線光電子分光法（XPS : X-ray Photoelectron SpectroscopyまたはESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）やオージェ電子分光法（AES : Auger Electron Spectroscopy）、X線励起オージェ電子分光法（XAES : X-ray Excited Auger Electron Spectroscopy）を用いて固体表面の元素分析を行うことで測定することが可能である。
【００４２】
加える量としては、正孔輸送層の機能を害さない範囲であれば特に制限はないが、添加無機化合物が、正孔輸送層材料全体に対して組成比で７０％以下であることが好ましい。これは添加無機化合物が基本的に主成分よりも低抵抗かつ低仕事関数であるため、加えすぎると、正孔輸送層の特性を保てなくなるおそれがある。従って、前述した正孔輸送層の特性を満たす範囲で、その反射率が５０％以上となるように混合することが好ましい。
【００４３】
本発明の実施形態に係るインターレイヤ１０５は、有機発光層と正孔輸送層の間に積層することで、素子の発光寿命を向上させることができる。トップエミッション型の素子構造では正孔輸送層１０４形成後に積層することができる。通常は正孔輸送層１０４を被覆するように形成するが、必要に応じてパターニングを行っても良い。
【００４４】
インターレイヤ１０５の材料としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物および同遷移金属の窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００４５】
これらの有機材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤインキとなる。有機インターレイヤ材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機インターレイヤ材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００４６】
これらインターレイヤ材料としては、正孔輸送層１０４よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に有機発光層１０５よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔輸送層１０４から有機発光層１０５へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また有機発光層１０５から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５ｅＶ以上であると好適に用いることが出来る。
【００４７】
インターレイヤ１０５の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００４８】
本発明の実施形態に係る有機発光層１０６は、トップエミッション型の素子の場合、インターレイヤ１０５形成後に積層することが出来る。有機発光層１０６から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤ１０５を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
【００４９】
有機発光層１０６を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５０】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５１】
上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００５２】
有機発光層１０６の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５３】
次に、有機発光層上に本発明の実施の形態に係る第二電極１０７を形成する。第二電極１０７の具体的な材料にはＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体層１１２と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ、ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いたりしてもよい。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を使用することができる。またＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物等の透明導電膜を用いることができる。
【００５４】
トップエミッション構造におけるこれらの対向電極１０７は、発光媒体層１１２から放出される表示光を透過されるため、可視光領域に対して透過性が必要である。Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体では１０ｎｍ以下であることが好ましいく、更には２−７ｎｍ以内であることがより好ましい。透明導電膜においては可視光波長の平均透過率として８５％以上を保つように膜厚を調節し好適に用いることができる。
【００５５】
第二電極１０７の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５６】
封止体１０８は、例えば第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、その周辺部について封止体１０８と基板を接着させることにより封止がおこなわれる。この際、トップエミッション構造では発光媒体層から基板１０１側と反対側の封止体１０８を通して放射される表示光を取り出すため、可視光領域に対して光透過性が必要となる。光透過性として可視光波長の平均透過率として８５％以上であることが好ましい。
【００５７】
封止体２０８は、例えば第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１０９、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、凹部を有するガラスキャップ又は金属キャップ等を用いて、第一電極、有機発光媒体層、第二電極上空に凹部があたるようにして、その周辺部についてキャップと基板を接着剤により接着させることにより封止がおこなわれる。凹部には吸湿剤を形成し、窒素ガス等の不活性ガス下で封止することで水分、ガス等による素子劣化を防ぐためことができる。
【００５８】
また、封止体１０８は、図５に示したように第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、封止材１０９上に樹脂層１１０を設け、該樹脂層１１０により封止材と基板を貼りあわせることによりおこなうことも可能である。
【００５９】
このとき封止材１０９の材料として、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００６０】
樹脂層１１０としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層１１０を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材１０９上に形成する樹脂層１１０の厚みは、封止する有機ＥＬ素子の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。
【００６１】
第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１と封止体１０８の貼り合わせは封止室でおこなわれる。封止体１０８を、封止材と樹脂層１１０の２層構造とし、樹脂層１１０に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。なお、ここでは封止材１０９上に樹脂層１１０を形成したが、基板上に樹脂層１１０を形成して封止材１０９と貼りあわせることも可能である。
【００６２】
封止材１０９を用いて封止を行う前やその代わりに、例えばパッシベーション膜として、無機薄膜を形成した封止体１０８とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。パッシベーション膜としては例えば、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化珪素、弗化カルシウムなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。絶縁体であり、水や酸素に対して安定な物質を、真空成膜法を用いることができ、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などを用いて成膜することができる。
【実施例１】
【００６３】
基板１０１上に設けられた第一電極（画素電極）１０２としてクロム上にＩＴＯ薄膜とを備えたアクティブマトリクス基板１０１を用いた。基板１０１のサイズは対角５インチ、画素数は３２０×２４０である。
【００６４】
この基板１０１上に設けられている第一電極１０２の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１０３を形成した。隔壁１０３の形成は、日本ゼオン社製、ポジレジスト、商品名「ＺＷＤ６２１６−６」を用いて、スピンコーター法にて基板１０１全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて幅４０μｍにパターニングして隔壁１０３を形成した。これによりサブピクセル数９６０×２４０ドット、０．１２ｍｍ×０．３６ｍｍピッチ画素領域が区画された。
【００６５】
第一電極１０２上に正孔輸送層１０４として、厚み５０ｎｍの酸化モリブデンと酸化インジウムを真空蒸着法により共蒸着させシャドーマスク法でパターン成膜した。共蒸着の比率は、各蒸着源に設置されている成膜レートモニタを用いて調節した。酸化モリブデンと酸化インジウムの混合比率は１：４である。このようにして形成した正孔輸送層は可視光領域の全平均反射率で６５％であった。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。
【００６６】
その後、インターレイヤ１０５の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、基板１０１上に形成された画素電極１０２、隔壁１０３及び正孔輸送層１０４を図６に示した凸版印刷装置３００の被印刷基板３０２としてセッティングし、隔壁１０３に挟まれた画素電極１０２上の正孔輸送層１０４の真上にそのラインパターンに合わせてインターレイヤ１０５を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロール３０５及び感光性樹脂による凸版３０７を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤ１０５の膜厚は１０ｎｍとなった。
【００６７】
発光媒体層１１２の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、基板１０１上に形成された画素電極１０２、隔壁１０３、正孔輸送層１０４及びインターレイヤ１０５を凸版印刷装置３００の被印刷基板３０２としてセッティングし、隔壁１０３に挟まれたインターレイヤ１０５の真上にそのラインパターンに合わせて発光媒体層１１２を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロール３０５及び感光性樹脂による凸版３０７を使用した。印刷、乾燥後の発光媒体層１１２の膜厚は８０ｎｍとなった。
【００６８】
その後、対向電極１０７として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み５ｎｍで成膜し、その後アルミニウム膜を１２４ｍｍ×１０４ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて透過性を得るため厚み５ｎｍで成膜した。
【００６９】
その後、封止体１０８としてＣＶＤ法を用いて、窒化珪素膜を３００ｎｍ成膜して封止を行った。こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が５Ｖで１５０ｃｄ／ｍ２、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で１２ｃｄ／Ａの表示特性を得られ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【実施例２】
【００７０】
正孔輸送層１０４を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層１０４として、厚み５０ｎｍの酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と酸化亜鉛（ＺｎＯ）を、真空蒸着法の共蒸着によりシャドーマスク法でパターン成膜した。このとき酸化バナジウムと酸化亜鉛の混合比率は１：７である。その後インターレイヤ１０５と発光媒体層１１２と対向電極１０７と封止材１０８は実施例１と同様の手順で作製した。
【００７１】
こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が５Ｖで１００ｃｄ／ｍ２、また、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で１０ｃｄ／Ａの表示特性を得られ輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【実施例３】
【００７２】
(比較例１)
正孔輸送層１０４を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層１０４としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸）をスピンコート法により５０ｎｍの厚さで成膜した。その後インターレイヤ１０５と発光媒体層１１２と対向電極と封止材は実施例１と同様の手順で作製した。
【００７３】
こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が６Ｖで１００ｃｄ／ｍ２、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で９ｃｄ／Ａの表示特性を得られ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【００７４】
正孔輸送層を無機化合物とし反射層としての機能を兼ね備えることにより、有機薄膜内で導波光として失活していた光を取り出すことが可能となり、更に隔壁の少なくとも一部を被覆することにより隔壁に吸収されていた表示光を取り出し、高効率なトップエミッション型有機電界発光表示装置を得ることが出来た。
【００７５】
その後、作製した実施例１、２および比較例１を温度６０℃、湿度９５％の恒温高湿環境で加速試験を行った結果、１４００時間経過で比較例１の発光面にダークスポットが発見されたが、実施例１及び２については２０００時間経過後もダークスポットが発生せず、表示不良のなく光取り出し効率の高い有機電界発光表示装置１００を得ることができた。
【符号の説明】
【００７６】
１００・・・有機電界発光表示装置
１０１・・・基板
１０２ａ・・・第一電極（陽極）
１０２ｂ・・・第一電極（陰極）
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・インターレイヤ
１０６・・・有機発光層
１０７ａ・・・第二電極（陰極）
１０７ｂ・・・第二電極（陽極）
１０８・・・封止体
１０９・・・封止材
１１０・・・樹脂層
１１２・・・発光媒体層
３００・・・凸版印刷装置
３０１・・・ステージ
３０２・・・被印刷基板
３０３・・・インキタンク
３０４・・・インキチャンバ
３０５・・・アニロックスロール
３０６・・・ドクタ
３０７・・・凸版
３０８・・・版胴
３０９・・・インキ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は自発光型の表示装置及び照明装置に用いられる有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略す）は、二つの対向する電極の間に正孔輸送材料からなる正孔輸送層や有機発光材料からなる発光層が形成され、電流を流すことで有機発光層から放出される表示光を光透過性電極から取り出すものであり、簡便な構造であるにも係わらず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を集めている。しかし、有機ＥＬ素子は対向する電極、有機発光層、基板と各層の界面で屈折率差により決まる臨界角以上の発光光は全反射し内部に閉じ込められ、導波光として失われる。またＴＦＴによる発光画素面積の減少などがあるため、有機発光層から外部への光取り出し効率が悪く、素子特性が低下するといった課題がある。
【０００３】
これら光取り出し効率低下を改善するため、ＴＦＴによる発光画素エリアの縮小に関しては上面発光型（以下、トップエミッション構造）有機ＥＬ素子が提案されている（特許文献１を参照）。上記のトップエミッション構造により光取り出し効率を向上させる手段を用いた構成の表示装置においては、ＴＦＴによる発光画素エリアの縮小を回避することが可能だが、背面方向に放出される光については損失が生じる。特許文献１では、背面の電極に反射層を形成したり、電極に反射性の材料を用いたりすることで光取り出し効率を向上させている。
【０００４】
しかしながら、有機薄膜内で消失する発光光については効率的に取り出すことが出来ない。すなわち、有機薄膜内での散乱や、発光層を区画する隔壁への吸収によって消失する発光光については、上記の方法では対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００１３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、有機発光層からの発光光の外部への光取り出し効率を改善し、素子特性を向上させることが可能な有機電界発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記のような課題を鑑みてなされたものであり、
請求項１に係る発明は、基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子であって、前記有機発光層から放出される光を前記正孔輸送層により反射することを特徴とする有機電界発光素子である。
また請求項２に係る発明は、前記無機化合物が遷移金属を一種以上含む無機化合物であることを特徴とした請求項１記載の有機電界発光素子である。
また請求項３に係る発明は、前記無機化合物は、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子である。
また請求項４に係る発明は、前記金属酸化物材料の仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子である。
また請求項５に係る発明は、前記金属酸化物材料が、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銀、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ルテニウム、酸化イリジウムのいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の有機電界発光素子である。
また請求項６に係る発明は、前記無機化合物は正孔輸送材料と、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料とを含み、前記正孔輸送材料は、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２のいずれかを含むことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
また請求項７に係る発明は、前記有機発光層から放出される光に対する前記正孔輸送層の平均反射率が５０％以上であることを特徴とした請求項１ないし６のいずれかに記載の有機電界発光素子である。
また請求項８に係る発明は、前記正孔輸送層の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とした請求項１ないし７のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項９に係る発明は、少なくとも前記有機発光層を複数の画素に区画する隔壁を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１０に係る発明は、前記正孔輸送層が、前記隔壁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光素子である。
また請求項１１に係る発明は、前記第二電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から正孔輸送層、有機発光層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１２に係る発明は、前記第一電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から有機発光層、正孔輸送層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか記載の有機電界発光素子である。
また請求項１３に係る発明は、請求項１ないし１２のいずれか記載の有機電界発光素子を表示素子として用いたことを特徴とする画像表示装置である。
また請求項１４に係る発明は、請求項１ないし１３のいずれか記載の有機電界発光素子を発光素子として用いたことを特徴とする照明装置である。
また請求項１５に係る発明は、基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子の製造方法であって、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極上に有機発光層から放出される光を反射する正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層上に第二電極を形成する工程と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１６に係る発明は、前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を乾式成膜法により混合して形成したことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
また請求項１７に係る発明は、前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を共蒸着により混合して形成したことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１８に係る発明は、前記無機化合物は金属酸化物を含み、少なくとも一種類の金属酸化物を蒸着時あるいは成膜後に酸素欠陥を生じさせることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項１９に係る発明は、前記有機発光層は、有機発光材料を含むインキを湿式成膜法により成膜して形成したことを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法である。
また請求項２０に係る発明は、基板上に複数の画素に区画する隔壁を形成する工程を有し、前記正孔輸送層は、隔壁と、第一電極とを含む表示領域全面に形成することを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
このような構成の表示素子では、正孔輸送層が発光層からの発光光を反射する構成になっているため、有機薄膜内で導波光として消失していた光を取り出すことが可能となった。更には隔壁の少なくとも一部を正孔輸送層で被覆することにより、隔壁に吸収されていた発光光についても取り出すことが可能となった。
【０００９】
また正孔輸送層の材料として遷移金属を一種以上含む無機化合物の酸化物、硫化物、窒化物とし、単層もしくは積層、又は混合層とすることにより、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として求められる導電性、エネルギー準位とともに反射率の高い１００ｎｍ以下の薄膜を形成することが可能となった。
【００１０】
上記のような構造を持つ有機電界発光表示装置は、発光層から放出され有機薄膜内に閉じ込められ、導波光として失活していた発光光および隔壁に吸収されていた表示光を正孔輸送層で反射することにより効率的に発光光を取り出すことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る本発明の有機電界発光素子の積層部分の概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機電界発光装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る凸版印刷装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明において参照する図面は、本発明の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ、寸法の比率等についてはそのまま実施の様態を表すものではない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための表示装置の断面図である。図１に示す本発明の実施形態に係る有機電界発光表示素子を用いた表示装置１００では、基板１０１に、画素毎に具備された第一電極（陽極）１０２ａと、第一電極の画素間を区画する隔壁１０３と、第一電極の上方に形成された正孔輸送層１０４と、この正孔輸送層上に形成されたインターレイヤ１０５と、インターレイヤ上に形成された有機発光層１０６と、有機発光層上に全面を被覆するように形成された第二電極（陰極）１０７ａと、第一電極、隔壁、正孔輸送層とインターレイヤと有機発光層を含む発光媒体層、第二電極を覆うように基板１０１と接触した封止体１０８とを備えている。
【００１４】
ここで発光媒体層１１２は第一電極（陽極）１０２ａと第二電極（陰極）１０７ａに挟持された層である。図１の素子では正孔輸送層１０４とインターレイヤ１０５と有機発光層１０６が発光媒体層に相当する。これ以外にも、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等の層を適宜加えても良い。
【００１５】
図２のＡ及びＢは、本発明の有機電界発光素子の積層部分の断面図である。図２Ａはトップエミッション型の有機電界発光素子の例であり、基板１０１上に第一電極（陽極）１０２ａ、正孔輸送層１０４、有機発光層１０６、第二電極（陰極）１０７ａの順で積層されている。この順番に積層されていれば、インターレイヤ１０５や、その他の層をそれぞれの間に積層しても良い。第二電極は透明電極であり、第二電極側に放出された光は第二電極を透過して外部へ出射する。一方、第一電極側に放出された光は、正孔輸送層で反射されるため、同じく第二電極を透過して外部へ出射する。従って、正孔輸送層で反射される分、外部への発光光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１６】
図２Ｂは逆構造型の有機電界発光素子の例であり、基板１０１上に第一電極（陰極）１０２ｂ、有機発光層１０６、正孔輸送層１０４、第二電極（陽極）１０７ｂの順で積層されている。この順番に積層されていれば、インターレイヤ１０５や、その他の層をそれぞれの間に積層しても良い。基板１０１及び第一電極は透明電極であり、第一電極側に放出された光は第一電極及び基板を透過して外部へ出射する。一方、第二電極側に放出された光は、正孔輸送層で反射されるため、同じく第一電極を透過して外部へ出射する。従って、トップエミッション型の場合と同様、正孔輸送層で反射される分、外部への発光光の取り出し効率を向上させることができる。以降の説明は、トップエミッション型の有機電界発光素子を基に行うが、陰極と陽極を入れ替え、発光媒体層の順序を逆に形成することで逆構造型についても適用される。
【００１７】
本発明の有機電界発光素子に係る正孔輸送層１０４は、上述の原理からも明らかなように、有機発光層から放出される光を反射する性質を有するものである。具体的には、正孔輸送層の反射率は発光層からの発光光波長に対して全平均で５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７０％以上である。すなわち、フルカラー発光の有機電界発光表示装置に用いる有機発光素子では、可視光域のそれぞれの発光光に対して５０％以上の反射率である必要があるため、可視光域において５０％以上の反射率を有する正孔輸送層材料が好ましい。白色光の照明装置に用いる有機発光素子においても同様である。
【００１８】
一方、単色発光の有機電界発光素子においては、放出される光の波長において反射されれば十分であるから、特定波長のみ反射率が高ければよい。また、工程数は増えるが、フルカラー発光の有機電界発光表示装置においても、正孔輸送層をパターン化し、各発光色の画素ごとに成膜材料を変えた正孔輸送層を形成することで、特定波長のみ反射率が高い材料を用いることも可能である。
【００１９】
正孔輸送層の物性値としては、陽極（１０２ａ、１０２ｂ）の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは陽極からインターレイヤや発光層へ効率的に正孔注入を行うためである。陽極の材料と上層の材料により異なるが、４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下を用いる事ができ、陽極がＩＴＯやＩＺＯの場合、特に５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好適に用いる事が可能である。正孔輸送層の抵抗率はパターニング法により異なるが、隣接画素へのリーク防止を考慮すると１×１０３〜５×１０８Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０４〜１×１０７Ω・ｍである。また、正孔輸送層の厚みは材料特性より異なるが上述の抵抗率を考慮すると１００ｎｍ以下であることが好ましい。一方、正孔輸送層の膜厚が薄いと光を透過し、取り出し効率が低下してしまうため、１０ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。
【００２０】
図３に示すように、トップエミッション型の有機電界発光表示装置であって、基板上に隔壁が形成された基板上に正孔輸送層１０４を形成する場合には、隔壁上にも正孔輸送層を形成することが好ましい。正孔輸送層が隔壁を覆うことにより、発光媒体層を導波し、あるいは散乱して隔壁に吸収されていた発光光についても反射させて、外部への取り出し効率を向上させることができるためである。また、第一電極１０２上の発光領域と、隔壁上とを含む表示領域の全面に正孔輸送層を形成すれば良いので、画素ごとのパターニングや位置あわせが不要であり、形成が容易である。または図４のように、隔壁１０３上部のみ形成を行わないようにパターニングを行ってもよい。隔壁全面被覆しなくても正孔輸送層上に形成された発光媒体層の近傍を覆うことで、発光媒体層から導波あるいは散乱される光を反射させることができる。
【００２１】
基板１０１の材料は、例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、あるいは、トップエミッション型の有機発光電界素子の場合には、これに加えて、上記のプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板、プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２２】
有機電界発光表示装置１００の光取り出しを行う面は基板１０１と対向する電極側から行えばよい。これらの材料からなる基板１０１は、有機電界発光表示装置１００内への水分や酸素の浸入を避けるために、基板１０１全面もしくは片面に無機膜の形成、樹脂の塗布などにより、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、発光媒体層１１２への水分の浸入を避けるために、基板１０１における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００２３】
本発明の実施形態に係る第一電極１０２は、基板１０１上に成膜し、必要に応じてパターニングを行う。フルカラー発光の有機電界発光表示装置に用いる有機発光素子であって塗布型の有機発光材料によって発光層を形成する場合、第一電極１０２は隔壁１０３によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。
【００２４】
第一電極１０２の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２５】
第一電極１０２を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。また陰極として逆構造とする場合にはＡｇなど仕事関数の低い材料を選択することが好ましい。ＴＦＴ駆動の有機電界発光表示装置では電極は低抵抗であればよく、シート抵抗で２０Ω／□以下であれば好適に用いることが可能となる。
【００２６】
第一電極１０２の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００２７】
第一電極１０２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
【００２８】
本発明の実施形態に係る隔壁１０３は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成することができる。第一電極１０２の端部を覆うように形成するのが好ましい（図１参照）。一般的にアクティブマトリクス駆動型有機電界発光表示装置１００は、各画素に対して第一電極１０２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極１０２の端部を覆うように形成される。隔壁１０３の最も好ましい形状は各画素電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００２９】
隔壁１０３の材料としては、絶縁性を有する必要があり、感光性材料等を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。また、隔壁形成材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等を用いることもできる。
【００３０】
隔壁１０３の好ましい高さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下程度である。１０μｍより高すぎると対向電極１０７の形成及び封止を妨げ、０．１μｍより低すぎると画素電極１０２の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層１１２形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。
【００３１】
隔壁１０３の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００３２】
隔壁１０３のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、基体（基材１０１及び第一電極１０２）上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。必要に応じてレジスト及び感光性樹脂に撥水剤を添加したり、親水性材料と疎水性材料の多層構造にしたり、プラズマやＵＶを照射したりして形成後にインクに対する撥水性または親水性を付与することもできる。
【００３３】
トップエミッション型の有機電界発光素子の場合、第一電極上に正孔輸送層１０４を形成する。正孔輸送層の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、スピンコート法、ゾルゲル法、などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されず、一般的な成膜法を用いることができる。特に乾式成膜法を用いた場合には、平坦性が高く、均一な正孔輸送層を形成することができる。また、後述のように、主成分となる正孔輸送材料と、金属光沢を生じせしめる無機材料とを同時に成膜することで、混合組成の無機膜を形成することができることから、正孔輸送層の特性を維持したまま、反射率の高い正孔輸送層を形成することができる。
【００３４】
正孔輸送層１０４の材料（正孔輸送材料）としては、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物および同遷移金属の窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物を単層もしくは複数の層の積層構造、又は混合層として形成することができる。
【００３５】
正孔輸送層１０４のパターニング方法としては、材料特性や成膜法により異なるが、第一電極１０２および隔壁１０３を被覆するように形成するベタ成膜が容易である。または前述の図４のように、マスク蒸着法により隔壁１０３上部のみ形成を行わないようにパターニングを行ってもよい。隔壁全面被覆しなくても発光媒体層の近傍を覆うことで、発光媒体層から導波あるいは散乱される光を反射させることができる。
【００３６】
正孔輸送層は窒化度、硫化度ならびに酸化度を調節することで仕事関数や抵抗率、前述の反射率の最適化を行うことができる。窒化度、硫化度ならびに酸化度の制御は、各種成膜法により異なるが、抵抗加熱蒸着法やスパッタリング法を例にとると、チャンバー内に必要とされる反応イオンを持つイオン源を設置、または必要とされる反応分子をもつ気体をパージするなどの方法により成膜中に制御を行う。あるいは、成膜後に必要とされる気体雰囲気下で加熱処理を行い正孔輸送層の窒化度、硫化度あるいは酸化度を制御してもよい。また、複数の無機化合物の混合した正孔輸送層とする場合、その混合比によって窒化度、硫化度ならびに酸化度を制御することができる。
【００３７】
反射率の高い正孔輸送層は、例えば、金属光沢を持つ材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。あるいは、成膜工程において、窒化度、硫化度若しくは酸化度の制御により金属光沢を生じる材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。あるいは主成分となる正孔輸送材料（無機化合物）に混合することで、金属結合を呈する材料を正孔輸送層に含むことで形成することができる。例えば、実施例で用いた酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）は、金属光沢を呈していない材料であるが、主成分である酸化モリブデンとの共蒸着により混合して成膜した正孔輸送層は５０％以上の反射率を示す。このような反射率特性を示す一つの理由としては、成膜段階で酸化インジウムから酸素が抜けることで、金属光沢を示すと考えられる。
【００３８】
より理論的には、金属酸化物の場合、酸素欠損により価電子帯に存在する自由空孔によってプラズマ振動を生じ、プラズマ振動数の波長が素子の発光波長よりも大きいために金属光沢を呈すると考えられる。従って、混合する材料としては、成膜時に酸素欠損を生じる金属酸化物であり、また混合した際に、膜の仕事関数に影響を与えないために、単膜での仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下である材料が好ましい。このような金属光沢を生じさせるために正孔輸送層に添加する無機材料としては、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化タングステン（Ｔａ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化イリジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等が挙げられる。上記正孔輸送層に添加する金属酸化物材料は、正孔輸送材料と同一の材料の使用を妨げるものではなく、正孔輸送材料の酸素欠損量を増やしても良い。しかし例えば共蒸着により正孔輸送材料と、異なる金属酸化物材料とを混合した正孔輸送層を成膜する場合には、蒸着時の酸素の抜けやすさの違いや、アルゴンイオンビームに対する反応性の違い等から、添加する金属酸化物材料のみ酸素欠損を増加させることができ、正孔輸送層としての特性と、反射率とを両立させることが容易である。
【００３９】
これらの安定な酸化物から酸素が抜けた状態、すなわち酸素欠損量が１０％以上となるように成膜する。ここで酸素欠損量とは、添加無機材料の安定状態において、金属原子に対する酸素原子の比を０％としたものである。酸素原子量が低下することで、酸素欠損量が増加してゆく。例えば酸化モリブデン（ＭｏＯ２）の場合、安定状態ではＭｏ／Ｏ（２）＝０．５０で欠損量δは０％である。仮に一つの酸化モリブデン原子に対して酸素原子の割合が１．５ならば、Ｍｏ／Ｏ（１．５）＝０．６６で欠損量δ＝酸素欠損割合／酸素欠損がないとした場合の酸素原子割合＝（２−１．５）／２で２５％となる。なお酸素欠損量の上限は、金属の価数が遷移しない、すなわち金属酸化物の構造が変わらない限り制限はない。
【００４０】
このような酸素欠損の含む膜は、酸素の抜けやすい材料であれば、蒸着によって酸素欠陥を含む成膜を行うことができる。あるいは成膜された膜に対して例えばアルゴンイオンビームの照射等を行うことによって、酸素欠損を増やすこともできる。
【００４１】
こうした酸素欠損量は、X線光電子分光法（XPS : X-ray Photoelectron SpectroscopyまたはESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）やオージェ電子分光法（AES : Auger Electron Spectroscopy）、X線励起オージェ電子分光法（XAES : X-ray Excited Auger Electron Spectroscopy）を用いて固体表面の元素分析を行うことで測定することが可能である。
【００４２】
加える量としては、正孔輸送層の機能を害さない範囲であれば特に制限はないが、添加無機化合物が、正孔輸送層材料全体に対して組成比で７０％以下であることが好ましい。これは添加無機化合物が基本的に主成分よりも低抵抗かつ低仕事関数であるため、加えすぎると、正孔輸送層の特性を保てなくなるおそれがある。従って、前述した正孔輸送層の特性を満たす範囲で、その反射率が５０％以上となるように混合することが好ましい。
【００４３】
本発明の実施形態に係るインターレイヤ１０５は、有機発光層と正孔輸送層の間に積層することで、素子の発光寿命を向上させることができる。トップエミッション型の素子構造では正孔輸送層１０４形成後に積層することができる。通常は正孔輸送層１０４を被覆するように形成するが、必要に応じてパターニングを行っても良い。
【００４４】
インターレイヤ１０５の材料としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物および同遷移金属の窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００４５】
これらの有機材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤインキとなる。有機インターレイヤ材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機インターレイヤ材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００４６】
これらインターレイヤ材料としては、正孔輸送層１０４よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に有機発光層１０５よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔輸送層１０４から有機発光層１０５へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また有機発光層１０５から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５ｅＶ以上であると好適に用いることが出来る。
【００４７】
インターレイヤ１０５の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００４８】
本発明の実施形態に係る有機発光層１０６は、トップエミッション型の素子の場合、インターレイヤ１０５形成後に積層することが出来る。有機発光層１０６から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤ１０５を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
【００４９】
有機発光層１０６を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５０】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５１】
上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００５２】
有機発光層１０６の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５３】
次に、有機発光層上に本発明の実施の形態に係る第二電極１０７を形成する。第二電極１０７の具体的な材料にはＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体層１１２と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ、ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いたりしてもよい。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を使用することができる。またＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物等の透明導電膜を用いることができる。
【００５４】
トップエミッション構造におけるこれらの対向電極１０７は、発光媒体層１１２から放出される表示光を透過されるため、可視光領域に対して透過性が必要である。Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体では１０ｎｍ以下であることが好ましいく、更には２−７ｎｍ以内であることがより好ましい。透明導電膜においては可視光波長の平均透過率として８５％以上を保つように膜厚を調節し好適に用いることができる。
【００５５】
第二電極１０７の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５６】
封止体１０８は、例えば第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、その周辺部について封止体１０８と基板を接着させることにより封止がおこなわれる。この際、トップエミッション構造では発光媒体層から基板１０１側と反対側の封止体１０８を通して放射される表示光を取り出すため、可視光領域に対して光透過性が必要となる。光透過性として可視光波長の平均透過率として８５％以上であることが好ましい。
【００５７】
封止体２０８は、例えば第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１０９、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、凹部を有するガラスキャップ又は金属キャップ等を用いて、第一電極、有機発光媒体層、第二電極上空に凹部があたるようにして、その周辺部についてキャップと基板を接着剤により接着させることにより封止がおこなわれる。凹部には吸湿剤を形成し、窒素ガス等の不活性ガス下で封止することで水分、ガス等による素子劣化を防ぐためことができる。
【００５８】
また、封止体１０８は、図５に示したように第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１に対して、封止材１０９上に樹脂層１１０を設け、該樹脂層１１０により封止材と基板を貼りあわせることによりおこなうことも可能である。
【００５９】
このとき封止材１０９の材料として、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００６０】
樹脂層１１０としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層１１０を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材１０９上に形成する樹脂層１１０の厚みは、封止する有機ＥＬ素子の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。
【００６１】
第一電極１０２、隔壁１０３、発光媒体層１１２、第二電極１０７が形成された基板１０１と封止体１０８の貼り合わせは封止室でおこなわれる。封止体１０８を、封止材と樹脂層１１０の２層構造とし、樹脂層１１０に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。なお、ここでは封止材１０９上に樹脂層１１０を形成したが、基板上に樹脂層１１０を形成して封止材１０９と貼りあわせることも可能である。
【００６２】
封止材１０９を用いて封止を行う前やその代わりに、例えばパッシベーション膜として、無機薄膜を形成した封止体１０８とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。パッシベーション膜としては例えば、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化珪素、弗化カルシウムなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。絶縁体であり、水や酸素に対して安定な物質を、真空成膜法を用いることができ、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などを用いて成膜することができる。
【実施例１】
【００６３】
基板１０１上に設けられた第一電極（画素電極）１０２としてクロム上にＩＴＯ薄膜とを備えたアクティブマトリクス基板１０１を用いた。基板１０１のサイズは対角５インチ、画素数は３２０×２４０である。
【００６４】
この基板１０１上に設けられている第一電極１０２の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１０３を形成した。隔壁１０３の形成は、日本ゼオン社製、ポジレジスト、商品名「ＺＷＤ６２１６−６」を用いて、スピンコーター法にて基板１０１全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて幅４０μｍにパターニングして隔壁１０３を形成した。これによりサブピクセル数９６０×２４０ドット、０．１２ｍｍ×０．３６ｍｍピッチ画素領域が区画された。
【００６５】
第一電極１０２上に正孔輸送層１０４として、厚み５０ｎｍの酸化モリブデンと酸化インジウムを真空蒸着法により共蒸着させシャドーマスク法でパターン成膜した。共蒸着の比率は、各蒸着源に設置されている成膜レートモニタを用いて調節した。酸化モリブデンと酸化インジウムの混合比率は１：４である。このようにして形成した正孔輸送層は可視光領域の全平均反射率で６５％であった。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。
【００６６】
その後、インターレイヤ１０５の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、基板１０１上に形成された画素電極１０２、隔壁１０３及び正孔輸送層１０４を図６に示した凸版印刷装置３００の被印刷基板３０２としてセッティングし、隔壁１０３に挟まれた画素電極１０２上の正孔輸送層１０４の真上にそのラインパターンに合わせてインターレイヤ１０５を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロール３０５及び感光性樹脂による凸版３０７を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤ１０５の膜厚は１０ｎｍとなった。
【００６７】
発光媒体層１１２の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、基板１０１上に形成された画素電極１０２、隔壁１０３、正孔輸送層１０４及びインターレイヤ１０５を凸版印刷装置３００の被印刷基板３０２としてセッティングし、隔壁１０３に挟まれたインターレイヤ１０５の真上にそのラインパターンに合わせて発光媒体層１１２を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロール３０５及び感光性樹脂による凸版３０７を使用した。印刷、乾燥後の発光媒体層１１２の膜厚は８０ｎｍとなった。
【００６８】
その後、対向電極１０７として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み５ｎｍで成膜し、その後アルミニウム膜を１２４ｍｍ×１０４ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて透過性を得るため厚み５ｎｍで成膜した。
【００６９】
その後、封止体１０８としてＣＶＤ法を用いて、窒化珪素膜を３００ｎｍ成膜して封止を行った。こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が５Ｖで１５０ｃｄ／ｍ２、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で１２ｃｄ／Ａの表示特性を得られ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【実施例２】
【００７０】
正孔輸送層１０４を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層１０４として、厚み５０ｎｍの酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と酸化亜鉛（ＺｎＯ）を、真空蒸着法の共蒸着によりシャドーマスク法でパターン成膜した。このとき酸化バナジウムと酸化亜鉛の混合比率は１：７である。その後インターレイヤ１０５と発光媒体層１１２と対向電極１０７と封止材１０８は実施例１と同様の手順で作製した。
【００７１】
こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が５Ｖで１００ｃｄ／ｍ２、また、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で１０ｃｄ／Ａの表示特性を得られ輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【実施例３】
【００７２】
(比較例１)
正孔輸送層１０４を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層１０４としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸）をスピンコート法により５０ｎｍの厚さで成膜した。その後インターレイヤ１０５と発光媒体層１１２と対向電極と封止材は実施例１と同様の手順で作製した。
【００７３】
こうして得られた有機電界発光表示装置１００を駆動したところ、輝度が６Ｖで１００ｃｄ／ｍ２、発光効率が２０ｍＡ／ｃｍ２で９ｃｄ／Ａの表示特性を得られ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。
【００７４】
正孔輸送層を無機化合物とし反射層としての機能を兼ね備えることにより、有機薄膜内で導波光として失活していた光を取り出すことが可能となり、更に隔壁の少なくとも一部を被覆することにより隔壁に吸収されていた表示光を取り出し、高効率なトップエミッション型有機電界発光表示装置を得ることが出来た。
【００７５】
その後、作製した実施例１、２および比較例１を温度６０℃、湿度９５％の恒温高湿環境で加速試験を行った結果、１４００時間経過で比較例１の発光面にダークスポットが発見されたが、実施例１及び２については２０００時間経過後もダークスポットが発生せず、表示不良のなく光取り出し効率の高い有機電界発光表示装置１００を得ることができた。
【符号の説明】
【００７６】
１００・・・有機電界発光表示装置
１０１・・・基板
１０２ａ・・・第一電極（陽極）
１０２ｂ・・・第一電極（陰極）
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・インターレイヤ
１０６・・・有機発光層
１０７ａ・・・第二電極（陰極）
１０７ｂ・・・第二電極（陽極）
１０８・・・封止体
１０９・・・封止材
１１０・・・樹脂層
１１２・・・発光媒体層
３００・・・凸版印刷装置
３０１・・・ステージ
３０２・・・被印刷基板
３０３・・・インキタンク
３０４・・・インキチャンバ
３０５・・・アニロックスロール
３０６・・・ドクタ
３０７・・・凸版
３０８・・・版胴
３０９・・・インキ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子であって、前記有機発光層から放出される光を前記正孔輸送層により反射することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記無機化合物が遷移金属を一種以上含む無機化合物であることを特徴とした請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記無機化合物は、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記金属酸化物材料の仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記金属酸化物材料が、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＲｕＯ２、Ｉｎ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記無機化合物は正孔輸送材料と、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料とを含み、前記正孔輸送材料は、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２のいずれかを含むことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記有機発光層から放出される光に対する前記正孔輸送層の平均反射率が５０％以上であることを特徴とした請求項１ないし６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記正孔輸送層の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とした請求項１ないし７のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
少なくとも前記有機発光層を複数の画素に区画する隔壁を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記正孔輸送層が、前記隔壁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記第二電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から正孔輸送層、有機発光層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記第一電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から有機発光層、正孔輸送層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか記載の有機電界発光素子を表示素子として用いたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか記載の有機電界発光素子を発光素子として用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子の製造方法であって、
基板上に第一電極を形成する工程と、
前記第一電極上に有機発光層から放出される光を反射する正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に第二電極を形成する工程と、
を有する有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を乾式成膜法により混合して形成したことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を共蒸着により混合して形成したことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記無機化合物は金属酸化物を含み、少なくとも一種類の金属酸化物を蒸着時あるいは成膜後に酸素欠陥を生じさせることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記有機発光層は、有機発光材料を含むインキを湿式成膜法により成膜して形成したことを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２０】
基板上に複数の画素に区画する隔壁を形成する工程を有し、
前記正孔輸送層は、隔壁と、第一電極とを含む表示領域全面に形成することを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１】
基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子であって、前記有機発光層から放出される光を前記正孔輸送層により反射することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記無機化合物が遷移金属を一種以上含む無機化合物であることを特徴とした請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記無機化合物は、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記金属酸化物材料の仕事関数が４．０ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記金属酸化物材料が、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＲｕＯ２、Ｉｎ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記無機化合物は正孔輸送材料と、酸素欠陥を有し金属光沢を呈する金属酸化物材料とを含み、前記正孔輸送材料は、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２のいずれかを含むことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記有機発光層から放出される光に対する前記正孔輸送層の平均反射率が５０％以上であることを特徴とした請求項１ないし６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記正孔輸送層の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とした請求項１ないし７のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
少なくとも前記有機発光層を複数の画素に区画する隔壁を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記正孔輸送層が、前記隔壁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記第二電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から正孔輸送層、有機発光層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記第一電極が透明な電極であって、前記第一電極と該第二電極の間で、第一電極から有機発光層、正孔輸送層の順で積層されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか記載の有機電界発光素子を表示素子として用いたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか記載の有機電界発光素子を発光素子として用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
基板上の第一電極と第二電極の間に、無機化合物からなる正孔輸送層と、有機発光層と、を少なくとも有する有機電界発光素子の製造方法であって、
基板上に第一電極を形成する工程と、
前記第一電極上に有機発光層から放出される光を反射する正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に第二電極を形成する工程と、
を有する有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を乾式成膜法により混合して形成したことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記正孔輸送層は、複数の無機化合物を共蒸着により混合して形成したことを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記無機化合物は金属酸化物を含み、少なくとも一種類の金属酸化物を蒸着時あるいは成膜後に酸素欠陥を生じさせることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記有機発光層は、有機発光材料を含むインキを湿式成膜法により成膜して形成したことを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２０】
基板上に複数の画素に区画する隔壁を形成する工程を有し、
前記正孔輸送層は、隔壁と、第一電極とを含む表示領域全面に形成することを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０３５００（Ｐ２０１０−１０３５００Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３０３６（Ｐ２００９−２１３０３６）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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