JP2004031324A

JP2004031324A - 有機電界発光素子

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Publication number: JP2004031324A
Application number: JP2003103223A
Authority: JP
Inventors: Kwanhee Lee; 李　寛煕; Genoku Shin; 申　鉉億; Yongjoong Choi; 崔　鎔中; Janghyuk Kwon; 権　章赫; Jinwoung Jung; 鄭　鎮雄
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2002-06-22
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2023-04-07
Also published as: US20030234608A1; JP2009238759A; KR100477746B1; JP4382381B2; US7190111B2; KR20040000630A; CN100492651C; CN1468038A

Abstract

【課題】ホール注入電極層と反射膜層とからなる多層構造のアノードを上面発光型の有機電界発光素子に採用し，ホール注入電極層が有機層へホールの注入を行うと同時に，高い反射率を有する反射膜層が発光層にて生成された光をカソード方向に反射することにより，有機電界発光素子の発光効率を高める。
【解決手段】基板３０８上に形成された反射率が６０％以上の第１アノード３０１と，第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノード３０２と，第２アノード上に形成された有機膜（３０３〜３０６）と，有機膜上に形成されたカソード３０７とを含むようにした。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子にかかり，さらに詳しくは，優れたホール注入特性を有し反射率が高い多層構造のアノードを採用することによって発光特性が改善された部分に特徴のある有機電界発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機電界発光素子（有機ＥＬ素子（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ））は，一般的に，アノード（陽極）カソード（陰極）との間に発光層である有機薄膜が挟まれた構成を有する。前記有機電界発光素子に直流電流を流すと，アノードからは正孔が，カソードからは電子が注入され，前記有機薄膜内で正孔と電子が結合する。この時発生するエネルギーにより有機薄膜の有機物質が励起されてエネルギーが光として放出される。
【０００３】
有機電界発光素子を適用した有機電界発光表示装置の駆動方式には，アクティブマトリックス駆動方式とパッシブマトリックス駆動方式とがある。アクティブマトリックス駆動方式とは，画像の個々の画素ごとに，駆動電極及びスイッチの役割りをするアクティブ素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を割り当てる方式である。
【０００４】
即ち，アクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光表示装置は，薄膜トランジスタが配置された基板上に，アノード，発光層，及びカソードが順に積層された構造の有機電界発光素子を各画素ごとに有する。
【０００５】
ここで，前記基板はガラスなどの透明基板であり，また，アノードには前記発光層からの光を外部に取り出せるようにするために透明電極が用いられるのが一般的である。即ち，有機電界発光素子の下面から光が取り出されるので，これを下面発光型という。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記下面発光型の有機電界発光素子が適用された有機電界発光表示装置は，各画素ごとに設けられる薄膜トランジスタが光を遮断するので，１画素領域のうちで画像表示に有効な面積比率である開口率が低くなる。そのため，画像の輝度が低下したり，電流密度が高くなることによる有機電界発光素子の劣化などの問題が生じてくる。
【０００７】
このような問題点を解決するために，より多くの光を外部に取り出せるようにする技術が開発されてきた。
【０００８】
そのような従来の技術の一つには，有機電界発光素子の一方の電極側の面から光を取り出す際に，他方の電極側の面にも光を反射させてその反射光も同時に取り出すようにした，反射型概念を適用した有機電界発光素子がある（例えば，特許文献１参照）。この技術によれば，透明電極とパターニングされた反射型電極との間に，電極に電気信号を流すことによって発光する発光薄膜が設けられる。そして，前記発光薄膜から発光された光は，透明電極を通じて画像を表示すると同時に，反射型電極側にも発光されてパターン化された反射型電極からの反射光も利用して画像を表示する。即ち，従来よりも多くの光を有機電界発光素子の外部に取り出せるようにしたものである。
【０００９】
また，反射光を利用して発光効率を高める別の技術としては，基板の上に第１導電層と有機発光層と第２導電層とが順次に積層され，前記第１導電層と第２導電層との間にバリヤー層が更に含まれる構成を有する有機電界発光素子がある（例えば，特許文献２参照）。このような有機電界発光素子においては，前記第１導電層は電子注入層と反射層の役割を同時に担い，前記第２導電層はホール注入層の役割を担う。
【００１０】
反射光を利用した更に別の技術としては，基板と，前記基板上に順次に形成されるカソード及びアノードと，前記カソードとアノードとの間に位置して電圧の印加に応じて発光する有機膜と，前記有機膜と隣接する電極との間に介在するバリヤー層とを具備する有機電界発光素子が開示されている（例えば，特許文献３参照）。前記有機電界発光素子においては，カソードは仕事関数が小さく電子注入機能に優れ，アノード及びバリヤー層は仕事関数が大きくホール注入機能に優れた特性を有する。このような発明の一実施形態によれば，アノードは，ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）やアルミニウムなどの物質を用いてシリコン基板のような不透明基板上に形成される。そして，カソードは，ＺｎＳ，ＧａＮ，ＩＴＯ，ＺｎＳｅなどのような透明物質を用いて形成される。しかしながら，アノードにアルミニウムを用いる実施形態は，駆動電圧が適性範囲を超えて上昇してしまうために有機電界発光素子として実用化するのは難しい。
【００１１】
そこで，このような従来の技術の様々な問題点を解決するために，有機層が発光した光を薄膜トランジスタ回路が設けられる基板側とは反対の面から取り出す概念が導入された。基板の反対側である上面から光を取り出すことができれば，薄膜トランジスタ回路に光を遮断されることがなくなり，広い面積を発光領域として使用できるために開口率を極めて大きくすることができる。
【００１２】
このような概念のもとに，開口率を大きくして発光効率を高めることができる上面発光型（ｔｏｐ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ）の有機電界発光素子が開発された（例えば，非特許文献１参照）。上面発光型の有機電界発光素子は，反射型アノード，ホール輸送層，発光層，電子輸送層，及び半透明カソードが順次に積層された多層構造を有する。前記発光層で生成された光は有機電界発光素子の上面，即ち半透明カソードを通じて発光される。前述したような構造を有する有機電界発光素子で生成されたＲＧＢ（赤緑青）原色の光の一部は半透明アノードに反射する。この反射光が互いに干渉すると，多重光干渉効果によって光の色合いが変わる。このような効果を利用して，多層構造の有機電界発光素子の各層の組成条件を最適化すれば，有機電界発光素子の色彩特性を向上させることができる。
【００１３】
前述した上面発光型の有機電界発光素子の反射型アノードは金属物質から成る単層のアノードである。単層金属膜の反射型アノードは，その反射率が６０％未満と非常に小さい。このようにアノードの反射率が低いと，発光された光の利用効率が低下し，その結果駆動電圧が上昇して有機電界発光素子の寿命を短くするという問題点がある。
【００１４】
このように，従来の技術による上面発光型の有機電界発光素子は，前述したようにアノードの反射率について考慮がなされていないため，有機発光層にて生成された光の約半分が失われて光の効率的な利用ができていない。特に，アルミニウムを使用したアノードにおいては，駆動電圧が低くなることがあり，実際に有機電界発光素子に適用して実用化するには問題がある。
【００１５】
【特許文献１】
米国特許第５，７９６，５０９号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，０１６，０３３号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，７１４，８３８号明細書
【非特許文献１】
ＳＩＤ　Ｄｉｇｅｓｔ　ｐａｇｅ３８４−３８６
Ｔｉｔｌｅ　：　Ａ　１３．０−ｉｎｃｈ　ＡＭＯＬＥＤ
ｄｉｓｐｌａｙ　ｗｉｔｈ　ｔｏｐ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｏｄｅ
ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ　ｐｉｘｅｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ
【００１６】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，優れたホール注入特性を有し反射率が高い多層構造のアノードを採用することによって発光特性が改善された上面発光型の有機電界発光素子及びアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上に形成された反射率が６０％以上の第１アノードと，前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，前記第２アノード上に形成された有機膜と，前記有機膜上に形成されたカソードとを含むこと，を特徴とする有機電界発光素子が提供される。
【００１８】
このような本発明にかかる有機電界発光素子によれば，前記第２アノードがホール注入電極の役割りを果たし，前記第１アノードが反射膜の役割りを果たす多層構造のアノードを採用することにより，前記第２アノードが有機膜へホールの注入を行うと同時に，前記第１アノードが前記有機膜にて生成された光を反射するので，有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。また，前記有機電界発光素子は，前記有機膜にて生成された光及び第１アノードからの反射光を前記カソードを通して外部に発光する。
【００１９】
また，前記基板と第１アノードとの間には，仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第３アノードをさらに形成することができる。
【００２０】
そして，前記第２アノード及び第３アノードは，互いに独立してＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀，及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質はホール注入特性に優れるため，前記有機膜へのホール注入を容易に行うことができる。
【００２１】
また，前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質は高い反射率を有するため，前記有機膜にて生成された光を効率的に反射して有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。
【００２２】
前記多層構造のアノードが前記第１アノードと前記第２アノードとからなる２層構造の場合，前記第２アノードは，ＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。
【００２３】
前記多層構造のアノードが前記第１アノードと前記第２アノードと前記第３アノードとからなる３層構造の場合，前記第２アノード及び第３アノードは，同じ材質よりなることが望ましい。
【００２４】
前記多層構造のアノードが前記第１アノードと前記第２アノードと前記第３アノードとからなる３層構造の場合，前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノード及び第３アノードはニッケルよりなることがより望ましい。そして，前記多層構造のアノードが前記第１アノードと前記第２アノードとからなる２層構造の場合，前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノードはニッケルよりなることがより望ましい。
【００２５】
また，前記カソードは透明である如く構成すれば，前記有機膜にて生成された光及び前記第１アノードから反射してきた光を前記カソードを通して有機電界発光素子の外部に発光することができる。
【００２６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上に形成された薄膜トランジスタと，前記薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜と，前記絶縁膜の接続孔を通じて薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と連結された反射率６０％以上の第１アノードと，前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，前記第２アノード上に形成された有機膜と，前記有機膜上に形成されたカソードとを含むこと，を特徴とするアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子が提供される。
【００２７】
このような本発明にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子によれば，前記第２アノードがホール注入電極の役割りを果たし，前記第１アノードが反射膜の役割りを果たす多層構造のアノードを採用した有機電界発光素子を備えることにより，前記第２アノードが有機膜へホールの注入を行うと同時に，前記第１アノードが前記有機膜にて生成された光を反射するので，有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。また，前記有機電界発光素子は前記有機膜にて生成された光及び第１アノードからの反射光を前記カソードを通して外部に発光する上面発光型のため，基板に設けられる薄膜トランジスタにより光が遮られる下面発光型と比較すると開口率が極めて高くなり，優れた発光特性を有する。
【００２８】
また，前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質は高い反射率を有するため，前記有機膜にて生成された光を効率的に反射して有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。
【００２９】
そして，前記第２アノードは，ＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質はホール注入特性に優れるため，前記有機膜へのホール注入を容易に行うことができる。
【００３０】
また，前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノードはニッケルよりなることがより望ましい。
【００３１】
また，前記カソードは透明である如く構成すれば，前記有機膜にて生成された光及び前記第１アノードから反射してきた光を前記カソードを通して有機電界発光素子の外部に発光することができる。このように前記カソードを通して有機電界発光素子の外部に光を発光すると，開口率が極めて高くなるので，有機電界発光素子は優れた発光特性を示す。
【００３２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上に形成された薄膜トランジスタと，前記薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜と，前記絶縁膜の接続孔を通じて薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と連結された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第３アノードと，前記第３アノード上に形成された反射率６０％以上の第１アノードと，前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，前記第２アノード上に形成された有機膜と，前記有機膜上部に形成されたカソードとを含むこと，を特徴とするアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子が提供される。
【００３３】
このような本発明にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子によれば，前記第２アノード及び前記第３アノードがホール注入電極の役割りを果たし，前記第１アノードが反射膜の役割りを果たす多層構造のアノードを採用した有機電界発光素子を備えることにより，前記第２アノード及び前記第３アノードが有機膜へホールの注入を行うと同時に，前記第１アノードが前記有機膜にて生成された光を反射するので，有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。また，前記有機電界発光素子は前記有機膜にて生成された光及び第１アノードからの反射光を前記カソードを通して外部に発光する上面発光型のため，基板に設けられる薄膜トランジスタにより光が遮られる下面発光型と比較すると開口率が極めて高くなり，優れた発光特性を有する。
【００３４】
また，前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質は高い反射率を有するため，前記有機膜にて生成された光を効率的に反射して有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。
【００３５】
そして，前記第２アノード及び第３アノードは，互いに独立してＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀，及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることが望ましい。前述したような物質はホール注入特性に優れるため，前記有機膜へのホール注入を容易に行うことができる。
【００３６】
また，前記第２アノード及び第３アノードは，同じ材料よりなることが望ましい。更に，前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノード及び第３アノードはニッケルよりなることがより望ましい。
【００３７】
また，前記カソードは透明である如く構成すれば，前記有機膜にて生成された光及び前記第１アノードから反射してきた光を前記カソードを通して有機電界発光素子の外部に発光することができる。このように前記カソードを通して有機電界発光素子の外部に光を発光すると，開口率が極めて高くなるので，有機電界発光素子は優れた発光特性を示す。
なお，本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０^−３×１０１３２５／７６０）Ｐａとする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる有機電界発光素子の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３９】
以下に説明する本発明の実施の形態にかかる有機電界発光素子は，発光された光が有機電界発光素子の薄膜トランジスタが設けられる面と反対の面である上面から発光される上面発光型の有機電界発光素子である。
【００４０】
本実施形態にかかる有機電界発光素子はアノードに特徴があり，ホール注入電極層と反射膜層とからなる多層構造のアノードを有する。このような多層構造を有するアノードは，ホール注入電極層が有機層へホールの注入を行うと同時に，反射膜層が発光層にて生成された光をカソード方向に反射する。反射膜層には反射率の高い物質を用いることにより，有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。また，このようなアノードは同時エッチング処理が可能なため製造工程の単純化といった観点においても好ましい。更に，このような有機電界発光素子を適用した本実施形態にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子は，薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極とアノードとの電気的接続も良好である。
【００４１】
先ず，本発明の第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子の構成について，図１の概略構成図を参照しながら説明する。
【００４２】
第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子は，基板１００の上面に多層構造を有するアノードとして第１アノード１０１及び第２アノード１０２が順次に積層され，更に第２アノード１０２の上面にホール輸送層１０３，発光層１０４，電子輸送層１０５，電子注入層１０６及びカソード１０７が順次に積層される構造を有する。
【００４３】
第２アノード１０２とホール輸送層１０３との間には，ホール注入層（図示せず）を更に形成することができる。
【００４４】
また，発光層１０４が形成されずに電子輸送層１０５だけが形成され，電子輸送層が発光層の役割を同時に果たす構造をとることもできる。
【００４５】
発光層１０４と電子輸送層１０５との間には，ホール障壁層（ＨＢＬ：Ｈｏｌｅ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｌａｙｅｒ）を更に形成することができる。
【００４６】
また，図示はされていないが，有機電界発光素子は水分などによって劣化しやすいため，これを防止するためにカソード１０７の上部に封止層を設けることにより封止される。封止層は，ガラスまたは透明プラスチックなどを接着剤で付着することにより形成され，前記接着剤にはエポキシ接着剤やシリコン接着剤などが用いられる。
【００４７】
そして，カソード１０７と前記封止層との間には，保護層（図示せず）を更に形成することができる。前記保護層は内部の有機層を保護するために設けられ，外部からの水分やＯ_２ガスの侵入を防いで有機電界発光素子の劣化を防止する。前記保護層を形成する材料には，Ｙ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｉＮ_ｘＯ_ｙなどを使用する。
【００４８】
以下に，第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子を形成する各層について詳しく述べる。
【００４９】
基板１００には，有機電界発光素子において一般的に使用されている基板を使用することができる。特に，透明性，表面平滑性，取扱い容易性及び防水性に優れたガラス基板，または透明プラスチック基板を使用することが望ましい。基板１００の厚さは０．３から１．１ｍｍの範囲内であることが望ましい。
【００５０】
第１アノード１０１は反射膜である。第１アノード１０１には高い反射率を有する金属を用い，その反射率は６０から９９．９％の範囲内であることが望ましい。第１アノード１０１に使用される物質の具体的な例としては，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，これらの合金などが挙げられる。製造時のエッチング処理の観点からすると，特にアルミニウムを使用することが望ましい。第１アノード１０１の膜厚は，５０から３００ｎｍの範囲内であることが望ましい。
【００５１】
第２アノード１０２はホール注入電極である。第２アノード１０２には，仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の高い仕事関数を有し，ホール注入特性に優れる伝導性金属またはその酸化物を用いる。仕事関数が４．３ｅＶ未満の物質はホール注入特性が低いため，第２アノードを形成する物質としては好ましくない。前記伝導性金属の具体的な例としては，ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム／錫酸化物），ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム／亜鉛酸化物），ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），イリジウム（Ｉｒ），クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ）などが挙げられる。第２アノード１０２の膜厚は，３から３０ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，膜厚が３０ｎｍを超えると，後に述べる同時エッチング処理を第２アノード及び第１アノードに施すのが困難になり，また膜厚が３ｎｍ未満であるとホール注入が容易でなくなるからである。
【００５２】
第１の実施の形態の２層構造を有するアノードは，第１アノード１０１がＡｌまたはＡｇで形成され，ホール注入電極の第２アノード１０２がＮｉで形成されることがより望ましい。
【００５３】
ホール輸送層１０３にはホール輸送物質が含まれる。ホール輸送層１０３の膜厚は１０から５０ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，膜厚が前記範囲を逸脱するとホール注入特性が低下するからである。前記ホール輸送物質の具体的な例としては，▲１▼Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，▲２▼Ｎ′−ジフェニル−ベンジジン（α−ＮＰＢ），▲３▼Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，▲４▼Ｎ′−ジフェニル−（１，１′−ビフェニル）−４，▲５▼４′−ジアマン（ＴＰＤ）などが挙げられる。
【００５４】
ホール輸送層１０３にはドープ剤を更に含むことができる。前記ドープ剤にはホール（正孔）と電子が結合する際に蛍光特性を示す物質が用いられる。ドープ剤を添加すれば，その種類及び含量を変化させることにより発光される光の輝度や色を調節することができる。また，ドープ剤はホール輸送層の熱に対する安定性を向上させるため，有機電界発光素子を長寿命化させることもできる。前記ドープ剤の含量は，ホール輸送層を形成する物質の総重量に対して０．１から５重量％の範囲内であることが望ましい。
【００５５】
このようなホール輸送層１０３のドープ剤の具体的な例としては，下記化学式１に示す４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ），クマリン６，ルブレネ，ＤＣＭ，ぺリレン，キナクリドンなどが挙げられる。
【００５６】
【化１】

（化学式１）
【００５７】
ホール注入層は，ホール輸送層１０３と第２アノード１０２との間に選択的に設けられることができる。前記ホール注入層は，第２アノード１０２とホール輸送層１０３との接触抵抗を減少させ，また，発光層１０４または電子輸送層１０５へのホール輸送能力を向上させるため，有機電界発光素子全体の性能を高める効果がある。このようなホール注入層を形成する物質には，スターバストアミン系の化合物を用いる。また，前記ホール注入層の膜厚は３０から１００ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，ホール注入層の膜厚が前記範囲を逸脱するとホール注入特性が低下するからである。
【００５８】
発光層１０４には，発光層を形成する物質として一般的に使用されている物質を使用することができる。発光層１０４の膜厚は，１０から４０ｎｍの範囲内であることが望ましい。発光層１０４を形成する物質の具体的な例としては，下記化学式２に示すＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−ビフェニル）が挙げられる。
【００５９】
【化２】

（化学式２）
【００６０】
発光層１０４は，前述したホール輸送層１０３と同じくドープ剤を更に含むことができる。前記ドープ剤にはホール（正孔）と電子が結合する際に蛍光特性を示す物質が用いられる。発光層１０４のドープ剤の種類及び含量は，前記ホール輸送層１０３のドープ剤の種類及び含量とほぼ同じである。発光層１０４のドープ剤の具体的な例としては，下記化学式３に示すトリス（フェニルピリジン）イリジウム（ＩｒＰＰｙ_３）などが挙げられる。
【００６１】
【化３】

（化学式３）
【００６２】
電子輸送層１０５には電子輸送物質が含まれる。電子輸送層１０５の膜厚は，３０から１００ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，膜厚が前記範囲を逸脱すると発光効率の低下及び駆動電圧の上昇が生じて好ましくないからである。前記電子輸送物質の具体的な例としては，下記化学式４に示すトリス（８−キノリノレート）−アルミニウム（Ａｌｑ_３），Ａｌｍｑ_３などが挙げられる。
【００６３】
【化４】

（化学式４）
【００６４】
電子輸送層１０５は，前述したホール輸送層１０３と同じくドープ剤を更に含むことができる。前記ドープ剤にはホール（正孔）と電子が結合する際に蛍光特性を示す物質が用いられる。電子輸送層１０５のドープ剤の種類及び含量は，前記ホール輸送層１０３のドープ剤の種類及び含量とほぼ同じである。
【００６５】
第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子は，発光層を個別に形成せずに電子輸送層だけを形成して，電子輸送層が発光層の役割を同時に果たす構成を有することもできる。
【００６６】
前記発光層１０４と電子輸送層１０５との間には，ホール障壁層（ＨＢＬ：Ｈｏｌｅ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｌａｙｅｒ）を更に形成することができる。前記ホール障壁層は，燐光発光物質から形成されるエクシトンが電子輸送層１０５に移動するのを阻止したり，ホールが電子輸送層１０５に移動するのを阻止する役割を果たす。前記ホール障壁層を形成する物質には，下記化学式５に示すＢＡｌｑを用いる。
【００６７】
【化５】

（化学式５）
【００６８】
電子注入層１０６は，ＬｉＦからなる物質により形成される。電子注入層１０６の膜厚は０．１から１０ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，膜厚が前記範囲を逸脱すると駆動電圧が上昇して好ましくないからである。
【００６９】
カソード層１０７には，電子注入層１０６の上に半透過カソードを形成してからその上に透過カソードを形成する半透過／透過型と，電子注入層１０６の上に透過カソードを直接形成する透過型とがある。前記半透過／透過型の場合は，先ず，仕事関数が小さいＬｉ，Ｃａ，ＬｉＦ／Ｃａ，ＬｉＦ／Ａｌ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｍｇ合金などの金属からなる半透過カソードを形成してから，その上に低抵抗特性を有するＩＴＯ，ＩＺＯなどからなる透過層が形成される。透過型の場合は，低抵抗特性を有し，またカソードとして機能するに適する仕事関数を有するＩＴＯ，ＩＺＯなどからなる透過カソードが形成される。
【００７０】
前記半透過カソードの膜厚は５から３０ｎｍの範囲内であることが望ましい。これは，膜厚が５ｎｍ未満であると低電圧における電子の注入が十分に行われず，また，膜厚が３０ｎｍ以上であるとカソードの透過率が著しく低下して好ましくないからである。また，半透過カソードと透過カソードとを合わせた全体の膜厚は，１０から４００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００７１】
次に，本発明の第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子について，図２の概略構成図を参照しながら説明する。
【００７２】
第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子は，第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子と比較すると，第１アノード１０１と基板１００との間に第３アノード１０２′が更に形成された積層構造を有する。即ち，第１の実施の形態のアノードは２層構造を有し，第２の実施の形態のアノードは３層構造を有する。
【００７３】
第３アノード１０２′はホール注入電極である。第３アノード１０２′には，第２アノード１０２と同様に，仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の高い仕事関数を有し，ホール注入特性に優れる伝導性金属またはその酸化物を用いる。第３アノード１０２′に使用される伝導性金属の具体的な例は第２アノード１０２と同様であり，また，膜厚も第２アノード１０２と同じ範囲で形成される。
【００７４】
また，第２の実施の形態の３層構造を有するアノードは，第１アノード１０１がＡｌまたはＡｇで形成され，ホール注入電極の第２アノード１０２及び第３アノード１０２′がＮｉで形成されることがより望ましい。
【００７５】
前述したように，第１の実施の形態のアノードの最も望ましい構成は，Ａｌの第１アノードの上にＮｉの第２アノードが積層されるＡｌ／Ｎｉの２層構造である。また，第２の実施の形態の最も望ましい構成は，Ｎｉの第３アノードの上にＡｌの第１アノード，Ｎｉの第２アノードが順に積層されるＮｉ／Ａｌ／Ｎｉの３層構造である。このような構造のアノードには，以下のような利点がある。
【００７６】
一般的に，金属薄膜の透過率を良くするためにはその導電性を低くしなければならない。Ｎｉの伝導率の約１．４３×１０^５／Ω^−１ｃｍ^−１は，Ａｌの伝導率の約３．６５×１０^５／Ω^−１ｃｍ^−１に対しておおよそ４０％であり，Ｎｉの伝導率の方が低い値を示す。即ちニッケル層は，下部のアルミニウム層からの反射光を透過させるのに十分な高透過率を有する。従ってＡｌ／Ｎｉ構造のアノードを有する有機電界発光素子は，アノード全体の厚さが厚い場合でも，アルミニウム層からの反射光を利用することにより発光効率は高くなる。更に，伝導率の高いアルミニウム層をニッケル層の下面に形成することにより抵抗が低くなるので，有機電界発光素子のホール注入特性も良好になる。また，アルミニウムはニッケルと比較すると酸化しにくいため，電気化学的反応によってニッケル層が酸化されるのを防止する役割を果たす。このように，Ａｌ／ＮｉまたはＮｉ／Ａｌ／Ｎｉ構造のアノードを採用することにより，駆動電圧，抵抗及び反射率にかかる特性面において望ましい有機電界発光素子を得ることができる。
【００７７】
また，本発明の実施の形態にかかる有機電界発光素子のアノードの総反射率は少なくとも６０％以上となり，特に８５％から９９．９％の値を有する。また，半透過カソードに用いられる物質は，Ａｌからの反射光を透過させるために，その伝導率はＡｌより相対的に低くなければならない。
【００７８】
次に，第１の実施の形態にかかる２層構造アノードを有する有機電界発光素子の製造工程について，図３を参照しながら説明する。
【００７９】
先ず，基板２００の上面に金属反射膜である第１アノード２０１をスパッタリング法により形成する（図３（ａ））。更に，第１アノード２０１の上面にスパッタリング法により第２アノード２０２を形成する（図３（ｂ））。
【００８０】
このように連続してスパッタリングを実施することにより，アノードの膜質がきめ細かになって第１アノード２０１と第２アノード２０２との界面特性が良好になり，ホール注入が円滑に行われるようになる。
【００８１】
前記スパッタリングの条件として，スパッタのパワーは０．１から４Ｗ／ｃｍ^２の範囲内である。また，スパッタリングガス及び不活性ガスの種類には特に制限はないが，一般的にはアルゴン，ヘリウム，ネオン，クリプトン，キセノンまたはこれらの混合物などが使用される。スパッタリング処理を実施中のスパッタリングガス及び不活性ガスの圧力は，０．１から２０Ｐａの範囲内である。
【００８２】
次に，前記形成された２層構造のアノードに，アルミニウムエッチング剤を使用して同時エッチング処理を行い，パターニングを実施する。
【００８３】
そして，パターニングされたアノードの上面に有機膜を積層する。このとき，有機膜は，ホール注入層，ホール輸送層，発光層，ホール障壁層，電子輸送層，及び電子注入層のうちから選択された一つ以上を含む。図３の有機膜は，ホール輸送層２０３，発光層２０４，電子輸送層２０５，及び電子注入層２０６を順次に積層して形成される。このとき，ホール輸送層２０３，発光層２０４，電子輸送層２０５，及び電子注入層２０６を形成する方法としては，一般的に使用されている有機電界発光素子の有機膜の形成方法を使用することができ，例えば，真空熱蒸着法などを使用する。
【００８４】
そして，前記有機膜の上面に，真空熱蒸着法，スパッタリング法などによりカソード２０７を形成する（図３（ｃ））。
【００８５】
次に，図示されていないが，カソード２０７の上面に封止層を形成する。封止層の形成方法は，エポキシ接着剤やシリコン接着剤などの接着剤を使用してガラスや透明プラスチックなどを基板２００に接着してから，紫外線硬化処理または熱硬化処理によって付着させる方法が望ましい。
【００８６】
保護層を設ける場合は，スパッタリング法または電子ビーム法により，カソード２０７と封止層との間に保護層を更に形成する。
【００８７】
次に，第２の実施の形態にかかる３層構造アノードを有する有機電界発光素子の製造工程について，図４を参照しながら説明する。
【００８８】
先ず，基板２００の上面に第３アノード２０２′をスパッタリング法により形成する（図４（ａ））。そして，第３アノード２０２′の上面にスパッタリング法により第１アノード２０１を形成する（図４（ｂ））。更に，第１アノード２０１の上面にスパッタリング法により第２アノード２０２を形成する（図４（ｃ））。
【００８９】
その後，第１の実施の形態と同様にアノードをパターニングし，その上に第１の実施の形態と同様の方法で，有機膜を積層してから更にその上にカソードを形成する（図４（ｄ））。
【００９０】
次に，第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の構成について，図５を参照しながら説明する。
【００９１】
アクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子は，各画素ごとに，画像が表示される画素部２０と，画素部２０を駆動する駆動部４０とを有する構成を成す。
【００９２】
画素部２０は，透明基板３０８と，その上部に積層される複数の絶縁膜と，パネル部分とを含んで構成される。
【００９３】
前記複数の絶縁膜は，順次に積層されるバッファ絶縁膜３０９，中間絶縁膜３１１，層間絶縁膜３１２，及び平坦化膜３１６を含んで構成される。
【００９４】
前記パネル部分は，アノードと有機膜とカソードとを含み，平坦化膜３１６の上部に連結配置される。前記パネル部分は，第１アノード３０１と第２アノード３０２とが順に積層された上に絶縁膜３１７が形成され，更にその上部にホール輸送層３０３，発光層３０４，電子輸送層３０５，電子注入層３０６，及びカソード３０７が順に積層されて形成される。ホール輸送層３０３，発光層３０４，電子輸送層３０５，電子注入層３０６，及びカソード３０７は，図に示すように駆動部４０と電気的に接続されている。
【００９５】
駆動部４０には，スイッチの役割りを果たすアクティブ素子としての薄膜トランジスタが配置される。以下に前記薄膜トランジスタの構成について説明する。
【００９６】
透明基板３０８の上面に形成されたバッファ絶縁膜３０９の上面に，ポリシリコンよりなる半導体層３１０が設けられる。半導体３１０の上部には，所定位置にゲート電極３１５が配置され，更にゲート電極３１５を覆うように層間絶縁膜３１２が設けられる。半導体層３１０の一端にはソース電極３１３，他端にはドレイン電極３１４が設けられ，ソース電極３１３及びドレイン電極３１４はそれぞれコンタクトホール３１３ａを通じて半導体層３１０に接続される。ソース電極３１３とドレイン電極３１４の上部には平坦化膜３１６が設けられる。
【００９７】
駆動部４０と画素領域２０とは，接続孔３１８を通じて電気的に連結されている。即ち，駆動部４０のドレイン電極３１４は，画素領域２０の第１アノード３０１と接続孔３１８を通じて電気的に接続される。接続孔３１８の細部は図示されていないが，その内部は，第１アノード３０１及び第２アノード３０２を形成する物質により２層構造を成して充填されている。
【００９８】
次に，第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の構成について，図６を参照しながら説明する。
【００９９】
第２の実施の形態にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子は，第１アノード３０１の下部に第３アノード３０２′が更に形成される構成が，第１の実施の形態と比較して異なる。従って，ドレイン電極３１４は，画素領域２０の第３アノード３０２′と接続孔３１８を通じて電気的に接続される。接続孔３１８の細部は図示されていないが，その内部は，第３アノード３０２′，第１アノード３０１及び第２アノード３０２を形成する物質により３層構造を成して充填されている。
【０１００】
前述したような，アクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子の駆動部４０と画素領域２０との接続方法，即ち，駆動部の薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と画素領域のアノードとを接続孔３１８によって接続する方法は，両者間の電気的な接続を問題なく良好に保つことができる。また，前記ソース／ドレイン電極は単純な構成を有するため，ソース／ドレイン電極をアルミニウムのみで構成することも可能である。
【０１０１】
次に，第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の製造工程について図７を参照しながら説明する。
【０１０２】
先ず，薄膜トランジスタを従来の技術による一般的な方法で形成する。そして，接続孔３１８が形成された薄膜トランジスタの平坦化膜３１６の上面に２層構造を有するアノード，すなわち，第１アノード３０１と第２アノード３０２とを形成する（図７（ａ））。
【０１０３】
第１アノード３０１及び第２アノード３０２から成る２層構造のアノードは，スパッタリング法により形成される。前記スパッタリングの条件として，スパッタのパワーは０．１から４Ｗ／ｃｍ^２の範囲内である。また，スパッタリングガス及び不活性ガスの種類には特に制限はないが，一般的にはアルゴン，ヘリウム，ネオン，クリプトン，キセノンまたはこれらの混合物などが使用される。スパッタリング処理を実施中のスパッタリングガス及び不活性ガスの圧力は，０．１から２０Ｐａの範囲内である。
【０１０４】
次に，前記形成された２層構造のアノードに同時エッチング処理を行い，パターニングを実施する。そして，第２アノード３０２の上部に絶縁膜３１７を形成する（図７（ｂ））。絶縁膜３１７を形成する材料には，各画素間を互いに絶縁させる物質を使用し，その具体的な例としては，アクリル系樹脂またはフェノール系樹脂などが挙げられる。
【０１０５】
そして，絶縁膜３１７の上部に一般的に使用されている方法を用いて有機膜を形成する。前記有機膜は，ホール輸送層３０２，発光層３０４，電子輸送層３０５，及び電子注入層３０６を順次積層することにより形成される。そして，前記有機膜の上面にカソード３０７を形成する（図７（ｃ））。
【０１０６】
次に，第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の製造工程について図８を参照しながら説明する。
【０１０７】
その製造方法は，第１の実施の形態にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子の製造方法とほぼ同じであり，その相違点は，接続孔３１８が形成された薄膜トランジスタの平坦化膜３１６の上面に，第３アノード３０２′がスパッタリング法にて形成されてから，第１アノード３０１及び第２アノード３０２とが更にスパッタリング法にて順次積層されて，３層構造を有するアノードが形成される（図８（ａ））点である。また，３層構造を有するアノードも，２層構造のアノードと同様に同時エッチング処理にてパターニングされる。
【０１０８】
その後の絶縁膜３１７が形成される過程（図８（ｂ）），及び有機膜とカソード３０７とが形成される過程（図８（ｃ））は，第１の実施の形態のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子と同様に行われる。
【０１０９】
前述したようにアノードのパターニングにおいては，第１アノードと第２アノードとを同時にエッチングする。このように２層を同時にエッチングすることにより，製造工程が単純化される。前記同時エッチングには，湿式エッチング法または乾式エッチング法のいずれかを用いることができる。
【０１１０】
このとき，２層構造を有するアノードを湿式エッチング法により同時エッチングする場合，エッチングの際の電気化学的反応によって金属が腐食するガルバニック腐食が起こる可能性がある。このようなガルバニック腐食は，乾式エッチング法を用いることにより防止することができる。
【０１１１】
一方，３層構造のアノードを湿式エッチング法により同時エッチングする場合には，ガルバニック腐食は起こらない。また，３層構造を有するアノードを乾式エッチング法により同時エッチングした場合には表面に微細な凹凸が形成されるため，高精細化された反射を行う反射型アノードを形成することができる。反射型アノードにどの様なパターニングを行うかは，連結形成される薄膜トランジスタのパターニング内容に応じて異なってくる。
【０１１２】
本発明の実施の形態を，実施例及び比較例を挙げてより詳細に説明する。下記実施例は例示的なものであり，本発明の範囲を限定するものではない。
【０１１３】
実施例１の有機電界発光素子は，第２の実施の形態であるＮｉ／Ａｌ／Ｎｉの３層構造アノードを採用している。実施例２も同じくＮｉ／Ａｌ／Ｎｉの３層構造アノードを採用しており，実施例１と比較するとＮｉの膜厚が異なる。実施例３の有機電界発光素子は，第１の実施の形態であるＡｌ／Ｎｉの２層構造アノードを採用している。比較例１は，Ａｌ／ＳｉＯ_２／ＩＴＯが積層されたアノードを採用している。
【０１１４】
実施例１，２，及び３については，電流密度−電圧，輝度−電圧，発光効率−輝度，及びエネルギー消費効率−輝度の関係を測定して，本発明の実施の形態にかかる有機電界発光素子を評価した。また，輝度−電圧，及び発光効率−電圧の関係を，実施例１と比較例１について比較した。
【０１１５】
以下に実施例及び比較例で用いた有機電界発光素子の条件について述べる。
【０１１６】
【実施例１】
Ｎｉ（膜厚７５Å）／Ａｌ（膜厚１８００Å）／Ｎｉ（膜厚７５Å）の３層構造アノードを有する上面発光型有機電界発光素子を使用した。その製造方法を以下に述べる。
【０１１７】
先ず，３層構造のアノードを以下の通り形成する。ガラス基板上にＮｉを，ＲＦ−スパッタを用いて０．７ｋＷ，２ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして，膜厚７５Åの第３アノードを形成する。その上部にＡｌを，ＤＣスパッタを用いて４ｋＷ，４ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして膜厚１８００Åの第１アノードを形成する。次に，前記第１アノードの上部にＮｉを，ＲＦ−スパッタを用いて０．７ｋＷ，２ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして膜厚７５Åの第２アノードを形成する。
【０１１８】
次に，アノードをパターン化する。前記形成された３層構造アノードの上にＡｌ用エッチング剤である塩酸水溶液をスプレーした後，これを４０℃で同時エッチングしてパターン化されたアノードを得る。
【０１１９】
そして，絶縁膜を形成するために，前記パターン化されたアノードの上部に２ｍｍ×２ｍｍの発光領域パターンを形成する。そして，前記結果物を，水，イソプロピルアルコール，及びアセトンでそれぞれ順次洗浄した後に，更にＵＶ／Ｏ_３洗浄器を用いて洗浄する。
【０１２０】
次に，ホール注入層及びホール輸送層を形成する。前記発光領域の第２アノード上部にＩＤＥ４０６（出光興産社製）を真空蒸着して，膜厚５０ｎｍのホール注入層を形成する。そして，前記ホール注入層の上部にＮＰＢを０．１ｎｍ／ｓｅｃの速度で真空蒸着して，膜厚１５ｎｍのホール輸送層を形成する。
【０１２１】
そして，発光層を形成する。前記ホール輸送層の上部に，重量比１００：５で混合されたＣＢＰとＩｒＰＰｙ_３との混合物を熱蒸着して，膜厚２５ｎｍの発光層を形成する。
【０１２２】
次に，ホール障壁層（ＨＢＬ）及び電子輸送層を形成する。前記発光層上部にＢＡｌｑを蒸着して膜厚１０ｎｍのホール障壁層を形成する。前記ホール障壁層の上部にＡｌｑ_３を真空蒸着して，膜厚４０ｎｍの電子輸送層を形成する。
【０１２３】
そして，カソードを形成する。前記電子輸送層の上部に，重量比１０：１で混合されたマグネシウムと銀との混合物を熱蒸着して，膜厚１０ｎｍの半透過型カソードを形成する。次に，前記カソードの上部にＩＴＯを，スパッタリング法を用いて，速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ，及び圧力１×１０^−５Ｐａの真空条件下で蒸着し，透過型カソードを形成する。
【０１２４】
最後に，窒素ガス雰囲気，及び無水条件下において，ＵＶ接着剤を用いてガラスを前記結果物に付着させて封止層を形成し，これに約７０℃で約１時間の熱硬化処理を施して，上面発光型有機電界発光素子を製造した。
【０１２５】
【実施例２】
Ｎｉ（膜厚１００Å）／Ａｌ（膜厚１８００Å）／Ｎｉ（膜厚１００Å）の３層構造アノードを有する上面発光型有機電界発光素子を使用した。即ち，実施例１と比較すると，第２アノード及び第３アノードの膜厚が変わっている。製造方法は実施例１と同じである。
【０１２６】
【実施例３】
Ａｌ（膜厚１８００Å）／Ｎｉ（膜厚７５Å）の２層構造アノードを有する上面発光型有機電界発光素子を使用した。その製造方法を以下に述べる。
【０１２７】
先ず，２層構造のアノードを以下の通り形成する。ガラス基板上にＡｌを，ＤＣスパッタを用いて４ｋＷ，４ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして膜厚１８００Åの第１アノードを形成する。次に，前記第１アノードの上部にＮｉを，ＲＦ−スパッタを用いて０．７ｋＷ，２ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして膜厚７５Åの第２アノードを形成する。
【０１２８】
以後の工程は実施例１と同じ方法によって実施して，上面発光型有機電界発光素子を製造した。
【０１２９】
（比較例１）
Ａｌ／ＳｉＯ_２／ＩＴＯからなるアノードを有する上面発光型有機電界発光素子を使用した。実施例１との相違点は，前記アノードの構成と，カソードにＣａを使用したことである。その相違点及び製造方法を以下に述べる。
【０１３０】
先ず，アノードを以下の通り形成する。ガラス基板上にＡｌを，ＤＣスパッタを用いて４ｋＷ，４ｍＴｏｒｒの条件でスパッタリングして膜厚１８００ÅのＡｌ層を形成する。前記Ａｌ層の上にフォトレジスト膜を形成した後，これを露光，現像，エッチング及び除去工程を通じてパターニングし，パターン化されたＡｌ層を形成する。次に，前記Ａｌ層の上にＳｉＯ_２をスパッタリングして，膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_２層を形成する。そして，前記ＳｉＯ_２層の上にフォトレジスト膜を形成した後，これを露光，現像，エッチング及び除去工程を通じてパターニングし，パターン化されたＳｉＯ_２層を形成する。その後，前記ＳｉＯ２層の上部にＩＴＯをスパッタリングしてＩＴＯ層を積層する。そして，前記ＩＴＯ層の上にフォトレジスト膜を形成した後，これを露光，現像，エッチング及び除去工程を通じてパターニングし，パターン化されたＩＴＯ層を形成する。また，カソードは，Ｃａを蒸着して，膜厚を１０ｎｍにして形成した。
【０１３１】
実施例１（第２の実施の形態）の有機電界発光素子に関する測定結果を，図９及び下記表１に示す。
【０１３２】
図９（ａ）は，「電流密度−電圧−輝度」の関係を示すグラフである。電圧（Ｖ）と電流密度（ｍＡ・ｃｍ^−２）との関係は−−○−−の線で示されており，電圧（Ｖ）と輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）との関係は−−□−−の線で示されている。
【０１３３】
図９（ｂ）は，「発光効率−輝度−エネルギー消費効率」の関係を示すグラフである。輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）と発光効率（ｃｄ／Ａ）との関係は−−○−−の線で示されており，輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）とエネルギー消費効率（Ｌｍ／Ｗ）との関係は−−□−−の線で示されている。
【０１３４】
【表１】

【０１３５】
図９及び表１より，３層構造のアノードを有する有機電界発光素子は優れた発光効率及び駆動電圧特性を示すことがわかる。
【０１３６】
実施例３（第１の実施の形態）の有機電界発光素子に関する測定結果を，図１０及び下記表２に示す。
【０１３７】
図１０（ａ）は，「電流密度−電圧−輝度」の関係を示すグラフである。電圧（Ｖ）と電流密度（ｍＡ・ｃｍ^−２）との関係は−−○−−の線で示されており，電圧（Ｖ）と輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）との関係は−−□−−の線で示されている。
【０１３８】
図１０（ｂ）は，「発光効率−輝度−エネルギー消費効率」の関係を示すグラフである。輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）と発光効率（ｃｄ／Ａ）との関係は−−○−−の線で示されており，輝度（ｃｄ・ｃｍ^−２）とエネルギー消費効率（Ｌｍ／Ｗ）との関係は−−□−−の線で示されている。
【０１３９】
【表２】

【０１４０】
図１０及び表２より，２層構造のアノードを有する有機電界発光素子も優れた発光効率及び駆動電圧特性を示し，３層構造のアノードを有する有機電界発光素子と特性面での差が殆どないことが分かった。これにより，反射膜としての機能及びアノードとしてのホール注入機能が，上部の２層，即ち第１アノード及び第２アノードでなされることが分かった。
【０１４１】
実施例１と比較例１との，「輝度−電圧」及び「発光効率−電圧」の比較結果を図１１及び下記表３に示す。
【０１４２】
図１１（ａ）は，「輝度−電圧」の関係を示すグラフであり，図１１（ｂ）は，「発光効率−電圧」の関係を示すグラフである。それぞれのグラフにおいて，実施例１は−−◆−−の線で示されており，比較例１は−−■−−の線で示されている。
【０１４３】
【表３】

【０１４４】
図１１及び表３より，実施例１の有機電界発光素子の方が比較例１の有機電界発光素子よりも駆動電圧が低く，発光効率及び駆動電圧特性が改善されたことがわかった。即ち，実施例１の多層構造を有するアノードは，反射層及びアノード層としての機能が比較例１のアノードよりも優れていると言える。
【０１４５】
以上，添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば，ホール注入電極層と反射膜層とからなるホール注入特性に優れた反射率の高い多層構造のアノードを設けることにより，発光特性が改善された部分に特徴のある有機電界発光素子及び有機電界発光表示を提供できるものである。
【０１４７】
本発明にかかる上面発光型の有機電界発光素子はアノードに特徴があり，ホール注入電極層と反射膜層とからなる多層構造のアノードを有する。このような多層構造を有するアノードは，ホール注入電極層が有機層へホールの注入を行うと同時に，反射膜層が発光層にて生成された光をカソード方向に反射する。反射膜層には反射率の高い物質を用いることにより，有機電界発光素子の発光効率を高めることができる。また，このようなアノードは同時エッチング処理が可能なため製造工程を単純化することができる。
【０１４８】
また，本発明にかかるアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子は，薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極とアノードとの電気的接続が良好でありその構成が簡単であるため，製造工程の短縮化やコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子の製造工程を示す図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の概略構成を示す断面図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の概略構成を示す断面図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の製造工程を示す図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる有機電界発光素子をアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子に適用した場合の製造工程を示す図である。
【図９】実施例１（第１の実施の形態）の有機電界発光素子の「電流密度−電圧−輝度」及び「発光効率−輝度−エネルギー消費効率」特性を示すグラフである。
【図１０】実施例３（第２の実施の形態）の有機電界発光素子の「電流密度−電圧−輝度」及び「発光効率−輝度−エネルギー消費効率」特性を示すグラフである。
【図１１】実施例１（第１の実施の形態）及び比較例１の有機電界発光素子の「電圧−輝度」及び「電圧−効率」特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２０　　画素部
４０　　駆動部
３０１　第１アノード
３０２　第２アノード
３０３　ホール輸送層
３０４　発光層
３０５　電子輸送層
３０６　電子注入層
３０７　カソード
３０８　透明基板
３０９　バッファ絶縁膜
３１０　半導体層
３１１　中間絶縁膜
３１２　層間絶縁膜
３１３　ソース電極
３１３ａ　コンタクトホール
３１４　ドレイン電極
３１５　ゲート電極
３１６　平坦化膜
３１７　絶縁膜
３１８　接続孔

Claims

基板上に形成された反射率が６０％以上の第１アノードと，前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，
前記第２アノード上に形成された有機膜と，
前記有機膜上に形成されたカソードとを含むこと，
を特徴とする有機電界発光素子。
前記基板と第１アノードとの間に仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第３アノードがさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記第２アノード及び第３アノードは，互いに独立してＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀，及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記第２アノードは，ＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記第２アノード及び第３アノードは，同じ材質よりなることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノード及び第３アノードはニッケルよりなることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノードはニッケルよりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記カソードは透明であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
基板上に形成された薄膜トランジスタと，
前記薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜と，
前記絶縁膜の接続孔を通じて薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と連結された反射率６０％以上の第１アノードと，
前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，
前記第２アノード上に形成された有機膜と，
前記有機膜上に形成されたカソードとを含むこと，
を特徴とするアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第２アノードは，ＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノードはニッケルよりなることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記カソードは透明なことを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
基板上に形成された薄膜トランジスタと，
前記薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜と，
前記絶縁膜の接続孔を通じて薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と連結された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第３アノードと，
前記第３アノード上に形成された反射率６０％以上の第１アノードと，
前記第１アノード上に形成された仕事関数が４．３から５．８ｅＶの範囲内の伝導性金属またはその酸化物よりなる第２アノードと，
前記第２アノード上に形成された有機膜と，
前記有機膜上部に形成されたカソードとを含むこと，
を特徴とするアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第１アノードは，アルミニウム，アルミニウム合金，銀，銀合金，及びこれらの合金よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１５に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第２アノード及び第３アノードは，互いに独立してＩＴＯ，ＩＺＯ，ニッケル，白金，金，イリジウム，クロム，銀，及びその酸化物よりなる群から選択された一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項１５に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第２アノード及び第３アノードは，同じ材料よりなることを特徴とする請求項１７に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記第１アノードはアルミニウムよりなり，前記第２アノード及び第３アノードはニッケルよりなることを特徴とする請求項１５に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。
前記カソードは透明なことを特徴とする請求項１５に記載のアクティブマトリックス駆動方式の有機電界発光素子。