JP4673729B2 - 有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ表示装置、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置、並びにそれらの製造方法に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：以下、これをＥＬと略す）素子が発光素子として注目されている。この有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＣＲＴなどの表示装置に代わる装置として研究が進められている。特に、薄型の表示装置を実現させる発光素子として注目されている。このような有機ＥＬ表示装置の一例が図７に示されている。
図７に示すように、有機ＥＬ表示装置９００には有機ＥＬパネル９０１が設けられている。この有機ＥＬパネル９０１の有機ＥＬ素子９０２は、有機発光性化合物を含む有機ＥＬ層１２４を陽極１４４と陰極９１１との間に挟んだ積層体構造を有している。陽極１４４と陰極９１１の間に電圧を印加すると、陽極１４４からは正孔が、陰極９１１からは電子がそれぞれ有機ＥＬ層１２４に注入されて再結合し、その際に生ずるエネルギーにより有機ＥＬ層１２４に含まれる有機発光性化合物の分子が励起される。このようにして励起された分子が基底状態に失活する過程で発光現象が生じる。有機ＥＬ素子９０２はこの発光現象を利用した自発光素子である。
有機ＥＬ層１２４は、正孔と電子が再結合して発光する発光層と呼ばれる有機層を少なくとも含み、発光層からなる単層構造、又は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを必要に応じて含む多層積層構造を有している。
一般に、有機ＥＬパネル９０１は、ガラス基板１１１上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によって陽極１４４となる透明電極と、有機ＥＬ層１２４と、アルミニウム等によって陰極９１１となる電極とを順次積層して積層体である有機ＥＬ素子９０２を形成し、この積層体を覆うガラスなどからなる凹形状の対向基板１１２を上記基板１１１上に紫外線硬化性接着剤１１３を介して気密的に配設することによって製造される。
有機ＥＬパネル９０１の視認側表面には、直線偏光板９２１と１／４λ板９２２とからなる円偏光板９１２が設けられている。この円偏光板９１２は、有機ＥＬパネル９０１内部に入射した外光が電極で反射し、有機ＥＬ表示装置９００のコントラストが低下するのを防止している。具体的には、外光は、円偏光板９１２の直線偏光板９２１を通過することによって直線偏光となり、この直線偏光は１／４λ板９２２によって円偏光になる。この円偏光は、透明電極である陽極１４４、さらには有機ＥＬ層１２４を通過した後、陰極９１１表面で反射される。
この反射された円偏光は、１／４λ板９２２を通過することによって直線偏光となる。この直線偏光の偏光方向は、直線偏光板９２１の偏光軸に対して略直角である。このため、有機ＥＬパネル９０１内部で反射した外光は、直線偏光板９２１を通過することができない。これによって、有機ＥＬパネル９０１に入射した外光が視認側に出射することを防止する。
又、特許文献１に、偏光板を用いてコントラストを向上させる有機ＥＬ表示装置の一例が開示されている。特許文献１に開示された有機ＥＬ表示装置では、発光面に配設された偏光板が外光を吸収し、これによってコントラストを向上させる。
特開２００３−１１５３８３号公報
このように、従来の有機ＥＬ表示装置においては、反射防止膜として円偏光板が設けられている。このため、部材点数が増加すると共に、円偏光板が有機ＥＬ素子９０２の発光光を吸収し、光利用効率の低下を招いている。
そこで、本発明は、外光反射防止用の偏光板を用いることなく、外光の反射を効果的に抑制する有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様にかかる有機ＥＬ素子は、透明導電性を有する第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されている有機ＥＬ層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、前記第２の電極の前記有機ＥＬ層との界面は黒色材料で形成されている。このような構成によって、第２の電極の前記有機ＥＬ層との界面で外光が吸収されるので、外光反射防止用の偏光板を用いることなく、外光の反射を効果的に抑制することができる。
本発明の第２の態様にかかる有機ＥＬ素子は、前記黒色材料は窒素を含有するアルミニウム化合物である。
本発明の第３の態様にかかる有機ＥＬ素子は、前記第２の電極は、前記有機ＥＬ層との界面を形成する黒色界面層と当該黒色界面層より導電率が高い導電層との積層構造、又は前記黒色界面層から前記導電層へと連続的に窒素の含有率が変化した構造を備えている。
本発明の第４の態様にかかる有機ＥＬ素子は、前記黒色界面層は窒素を含有するアルミニウム化合物で形成され、前記導電層はアルミニウムで形成されている。
本発明の第５の態様にかかる有機ＥＬ素子は、前記窒素を含有するアルミニウム化合物における窒素含有率は１０〜２５原子％である。
本発明の第６の態様にかかる有機ＥＬ素子は、前記窒素を含有するアルミニウム化合物の厚みは５０〜２５０ｎｍである。
本発明の第１の態様にかかる有機ＥＬ表示装置は、上記のような有機ＥＬ素子が用いられた。このような構成によって、第２の電極の前記有機ＥＬ層との界面で外光が吸収されるので、外光反射防止用の偏光板を用いることなく、外光の反射を効果的に抑制することができる。
本発明の第１の態様にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、基板に、透明導電性を有する第１の電極を形成するステップと、当該第１の電極上に、有機ＥＬ層を形成するステップと、当該有機ＥＬ層上に、当該有機ＥＬ層との界面が黒色である第２の電極を形成するステップと、を備えたものである。
本発明の第２の態様にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記第２の電極を形成するステップは、窒素と不活性ガスとを含む混合ガスを用いたスパッタリング法によって窒素を含有するアルミニウム化合物を堆積することによって、前記黒色界面を形成する。
本発明の第３の態様にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記第２の電極を形成するステップは、さらに、前記黒色界面の反有機ＥＬ層側にスパッタリング法によってアルミニウム層を形成する。
本発明の第１の態様にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上記のような有機ＥＬ素子の製造方法によって有機ＥＬ素子を形成するステップと、前記基板に対向基板を張り合わせ、前記基板と前記対向基板との間の空間に前記有機ＥＬ素子を封止するステップと、を備えたものである。
本発明によれば、外光反射防止用の偏光板を用いることなく、外光の反射を効果的に抑制する有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置、並びにそれらの製造方法を提供することができる。
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
まず、図１を用いて、本発明の好ましい一実施態様である有機ＥＬ表示装置の構成について説明する。図１は、この有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。なお、図１は有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示すものであって、実際の有機ＥＬ表示装置の詳細構成を反映するものではない。又、図１においては、図７に示した有機ＥＬ表示装置と同じ部材には同じ符号を付している。
図１に示すように、本形態の有機ＥＬ表示装置１００は、有機ＥＬパネル１０１及び駆動回路１０２を備えている。この有機ＥＬパネル１０１は、基板１１１、対向基板１１２、シール部材１１３、有機ＥＬ素子１１４、捕水部材１１５を備えている。
基板１１１は、ガラスや樹脂等で形成された透明基板である。対向基板１１２は、基板１１１に対向した状態で配設されている。この対向基板１１２は、ステンレス、アルミニウム又はその合金などの金属類を用いて形成することができる。又、対向基板１１２は、その他、ガラス、アクリル系樹脂などの１種類又は、２種類以上からなるものを用いて形成することができる。
シール部材１１３は、基板１１１と対向基板１１２とを固着し、これらの間の空間を気密状態に保っている。すなわち、シール部材１１３は、対向基板１１２と基板１１１とをシールし、基板１１１と対向基板１１２の間に封止空間（領域）を形成する。これによって、基板１１１と対向基板１１２との間に水分や酸素が浸入するのを防止している。又、基板１１１と対向基板１１２との間の封止空間には、典型的には、水分や酸素の侵入を防止するために窒素が封入されている。シール部材１１３は、水分などの透過性の低いエポキシ樹脂系接着剤などを用いることができる。
有機ＥＬ素子１１４は基板１１１上に形成され、基板１１１と対向基板１１２との封止空間内に配置されている。又、有機ＥＬ素子１１４は複数形成され、この有機ＥＬ素子１１４が形成されている領域が表示領域となる。すなわち、複数配置された有機ＥＬ素子１１４の位置に、画素が形成される。
有機ＥＬ素子１１４は、陽極１４４、有機ＥＬ層１２４及び陰極１３４を有する。有機ＥＬ層１２４は、陽極１４４と陰極１３４との間に配置されている。陽極１４４は有機ＥＬ素子１１４の基板１１１側、つまり視認側に形成されている。すなわち、陽極１４４は、有機ＥＬ素子１１４の電極の１つであり、第１の電極および第２の電極のいずれか一方となる。図１において、陽極１４４は、基板１１１上において、有機ＥＬ素子１１４の最下層となる。陽極１４４は透明導電性薄膜によって形成される。陽極１４４を形成する陽極材料としてＩＴＯなどがある。
陽極１４４の上（反基板１１１側もしくは反視認側）には、陽極１４４と陰極１３４の短絡を防止する、ポリイミドなどからなる絶縁層（図示せず）が形成される。この図示しない絶縁層には、陽極１４４と陰極１３４が交差する位置に開口部が設けられている。この開口部において有機ＥＬ素子１１４が形成され、有機ＥＬパネル１００の画素が形成される。
絶縁層の開口部から露出した陽極１４４の上に、有機ＥＬ層１２４が形成される。なお、有機ＥＬ層１２４は絶縁層の上にも堆積される。有機ＥＬ層１２４は、典型的には、陽極１４４側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層などを積層した積層構造を有している。例えば、正孔注入層として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いることができ、正孔輸送層としてＮ，Ｎ'−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−ベンジジン（α―ＮＰＤ）を用いることができる。発光層の一例としてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を、電子注入層の一例としてはＬｉＦを用いることができる。なお、有機ＥＬ層１２４は、これらとは異なる多層構造あるいは単層構造とすることもできる。
陰極１３４は有機ＥＬ層１２４の反基板面側（反視認側）、詳細には有機ＥＬ層１２４上に形成されている。また、陰極１３４は有機ＥＬ素子１１４の最上層に形成されている。すなわち、陰極１３４は、有機ＥＬ素子１１４の電極の１つであり、第１の電極および第２の電極のいずれか一方となる。すなわち、この陰極１３４は、陽極１４４が有機ＥＬ素子１１４の第１の電極となる場合には第２の電極であり、陽極１４４が有機ＥＬ素子１１４の第２の電極となる場合には第１の電極となる。なお、図示しないが、陰極１３４を分離するために、例えばノボラック樹脂などからなる隔壁が設けられる。
本形態の陰極１３４は、有機ＥＬ層１２４と接触する黒色界面層１３５を有している。つまり、陰極１３４の有機ＥＬ層１２４との界面は黒色材料で形成される。これによって、有機ＥＬ表示装置１００の視認側から入射した外光は、陰極１３４の黒色界面において吸収される。それゆえ、内部に入射した外光が外部に出射するのを防止することができ、偏光板を設けることなく、外光の反射を防止することができる。
さらに、陰極１３４は、図１に示すように、積層構造を有している。陰極１３４は、有機ＥＬ層１２４との界面を形成する黒色界面層１３５の上層、つまり、黒色界面層１３５の反基板１１１側（反視認側）に導電層１３６を備えている。導電層１３６は、黒色界面層１３５よりも高い導電率を有している。これによって、外光の反射を防止しつつ、陰極１３４の導電性を高めることができる。また、黒色界面層１３５から導電層１３６へ連続的に窒素の含有率を変化さて傾斜組成構造を持つ電極を形成することも可能である。
この陰極１３４の黒色界面層１３５の材料としては、窒素を含有するアルミニウム化合物（図中、この化合物をＡｌＮと省略して記載することがある）を用いるのが好ましい。これは、陰極１３４としての導電性を確保しつつ、黒色界面を実現するためである。又、窒素を含有するアルミニウム化合物は、そのＮの含有率を変えることによって、黒色度と導電性を容易に調整することができる。これによって、適切な黒色度と導電性を容易に確保することができる。ここで、黒色度とは"黒み"のことであり、黒の度合いを示す。尚、陰極１３４を形成する窒素を含有したアルミニウム化合物は、窒素及びアルミニウムの他に酸素などの元素を含むことが可能である。
窒素を含有したアルミニウム化合物は、Ｎ含有が多くなると導電率が低下する。又、Ｎ含有率が少ないと反射率が高く、Ｎ含有率が多くなると透明になる。陰極１３４を形成する窒素を含有したアルミニウム化合物のＮ含有率は、電極としての必要な導電性と反射防止のための黒色度を得るため、１０〜２５原子％であることが好ましい。又、黒色度がより高まるように、Ｎ含有率は１２〜２０原子％がより好まく、さらに好ましくは１４〜１９原子％である。
又、黒色界面層１３５の膜厚は、５０〜２５０ｎｍとすることが好ましい。この膜厚が５０ｎｍより小さい場合には陰極１３４自体が光沢を帯び、膜厚が２５０ｎｍより大きい場合には陰極１３４の抵抗が大きくなり駆動電圧が上昇する。
黒色界面層１３５層に積層する導電層１３６の材料は、アルミニウムが好ましい。アルミニウムは高い導電率を備えると共に、窒素を含有したアルミニウム化合物で黒色界面層１３５を形成した場合、陰極１３４の製造プロセスを簡便化することができる。さらに、成膜時のＮ分圧（窒素分圧）を制御して黒色界面層１３５から導電層１３６へ連続的に成膜して、傾斜組成構造を持つ電極を形成することも可能である。窒素の含有率が高くなるにつれて窒素を含有したアルミニウム化合物の導電性が悪化するが、このような積層構造によって陰極１３４の導電性を高く維持することができる。これにより、従来のアルミニウムを用いた陰極９１１とほぼ同じ導電性を実現することができる。
捕水部材１１５は、封止空間内において、対向基板１１２上で有機ＥＬ素子１１４と対向する面上に配設されている。この捕水部材１１５は、基板１１１と対向基板１１２の間の気密空間内に浸入した水分を吸水する。捕水部材１１５は、水分や酸素などによって有機ＥＬ素子１１４が劣化するのを抑制し、安定した発光特性を維持させている。
捕水部材１１５は、例えば、クリーム状あるいはゲル状で塗布面に粘着する材料とすることができる。このような捕水部材１１５は、フッ素系オイルなどの不活性液体中、あるいは、フッ素系ゲルなどの不活性のゲル状部材に所定量の吸着剤を混合することによって得られる。また、捕水部材１１５は、シリコン系オイルなどの不活性液体中、あるいは、シリコン系ゲルなどの不活性のゲル状部材に所定量の吸着剤を混合することによっても得られる。吸着剤としては、活性アルミナ、モレキュラシーブス、酸化カルシウム及び酸化バリウム等の物理的あるいは化学的に水分を吸着するものを使用することができる。
本形態にかかる有機ＥＬ表示装置１００は、このような構成を有する有機ＥＬパネル１０１に加え、駆動回路１０２を備えている。この駆動回路１０２は、陽極１４４及び陰極１３４のそれぞれに接続される。図１においては、陽極１４４とＦＰＣ（Flexible Print Circuit）１５４を介して接続される駆動回路１０２のみが例示されている。又、図１において、陽極１４４を延在した端子とＦＰＣ１５４は接続されているが、典型的には、陽極１４４とＦＰＣ１５４とは、基板１１１上に形成された陽極補助配線を介して接続される。陽極補助配線は、典型的には、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの低抵抗な金属材料が用いられる。
なお、本形態にかかる有機ＥＬ表示装置１００においては、陽極１４４に陽極補助配線が接続されているが、陽極１４４に限らず、陰極１３４に陰極補助配線を接続してもよい。さらになお、これら陰極１３４、陽極１４４の双方に、補助配線を接続することもできる。
このように構成された有機ＥＬ表示装置１００は、以下のように駆動する。まず、駆動回路１０２は、陽極１４４、陰極１３４を介して有機ＥＬ素子１１４に電流を供給する。陽極１４４と陰極１３４との間に電圧が印加されると、陽極１４４からは正孔が、陰極１３４からは電子がそれぞれ有機ＥＬ層１２４に注入される。これら注入された正孔と電子とが再結合し、その際に生ずるエネルギーにより有機ＥＬ層１２４内の有機発光性化合物の分子が励起される。励起された分子は、基底状態に失活し、その過程において有機ＥＬ層１２４が発光する。これにより、有機ＥＬ素子１１４が発光し、有機ＥＬ表示装置１００は所望の画像を表示する。
次に、図２を用いて、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置１００の製造方法について説明する。図２は、この有機ＥＬ表示装置１００の製造工程を示すフローチャートである。まず、基板１１１上に複数の有機ＥＬ素子１１４が形成された素子基板の製造工程について説明する。
図２に示すように、有機ＥＬ素子１１４が形成される基板１１１が用意される（Ｓ１０１）。この基板１１１上に、陽極材料が成膜される（Ｓ１０２）。陽極材料は、典型的には、ＩＴＯが使用される。この成膜法としては、例えば蒸着法やスパッタリング法があり、これら成膜法によって陽極材料が基板１１１上に均一性よく成膜される。その後、陽極材料は、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって所定のパターン形状にパターニングされ（Ｓ１０３）、このパターンが陽極１４４となる。
パターニングされた陽極１４４上には、図１には図示されない補助配線材料が成膜される（Ｓ１０４）。この成膜法としては、蒸着法、スパッタリング法などがある。さらに下地との密着性を向上させるため、あるいは腐食を防止するために、アルミニウム膜の下層又は上層に窒化チタン（ＴｉＮ）やクロム（Ｃｒ）等のバリア層が形成された積層構造としてもよい。このバリア層も蒸着あるいはスパッタにより形成することができる。
補助配線材料は、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングされ、補助配線パターンが形成される（Ｓ１０５）。エッチングには燐酸、酢酸、硝酸等の混合溶液からなるエッチング液が使用される。なお、陽極材料と補助配線材料とを順に成膜し、その後に補助配線材料と陽極材料を順次パターニングすることもできる。
このような陽極１４４上に補助配線材料が成膜されて陽極補助配線が形成されているが、陽極１４４に限らず、陰極１３４上に補助配線材料を成膜して陰極補助配線を形成してもよい。さらになお、これら陰極１３４、陽極１４４の双方に、補助配線を形成することもできる。
陽極１４４の上には、図１には図示されない絶縁層を形成してもよい（Ｓ１０６）。この図示されない絶縁層は、スピンコーティングによって成膜され、その後フォトリソグラフィー法などの手段によって所定のパターンに形成される。絶縁層（図１に図示せず）には、陽極１４４と後述する陰極１３４が交差する位置（すなわち表示画素が形成される位置）に開口部が設けられる。
陰極１３４の分離のために、隔壁が形成される（Ｓ１０７）。この陰極隔壁は、例えば、ノボラック樹脂をスピンコートして、フォトリソグラフィー工程でパターニングした後、光反応させることによって形成される。陰極隔壁が逆テーパ構造を有するようネガタイプの感光性樹脂を用いることが好ましい。このような構造にすると、その後、陰極１３４の蒸着時に蒸着源から見て陰になる部分は蒸着が及ばないため、陰極同士を分離することができる。さらに、開口部から露出したＩＴＯ層（陽極１４４）の表面改質を行うために、酸素プラズマ又は紫外線を照射してもよい。
絶縁層（図１に図示しない）の開口部に形成された陽極１４４上及び絶縁層上に、蒸着法、塗布法などにより、有機ＥＬ層１２４が積層される（Ｓ１０８）。積層された有機ＥＬ層１２４上に陰極１３４が形成される（Ｓ１０９）。陰極１３４は、スパッタリング法などの物理的気相成長法（ＰＶＤ）で形成することができる。窒素を含有したアルミニウム化合物で黒色界面層１３５を形成する場合、窒素とアルゴンの混合ガス中でアルミニウムをスパッタリングすることによって、黒色界面層１３５を形成することができる。
スパッタリング法を用いることにより、窒素のガス注入量を容易に変更することができるので、窒素を含有したアルミニウム化合物中の窒素の組成比率を容易に変化させることができる。又、導電層１３６をアルミニウムで形成する場合、アルゴンガス中でアルミニウムをスパッタリングすることによって形成することができる。したがって、陰極１３４を、窒素を含有したアルミニウム化合物とアルミニウムの積層構造とすることによって製造工程を簡便化することができる。さらに、成膜時のＮ分圧を制御して黒色界面層１３５から導電層１３６へ連続的に成膜して、傾斜組成構造を持つ電極を形成することも可能である。
このように、陽極１４４、図１には図示されない絶縁層、有機ＥＬ層１２４、陰極１３４が積層されることによって、有機ＥＬ素子１１４が形成される。これらのＳ１０１〜Ｓ１０９の工程により、基板１１１上に複数の有機ＥＬ素子１１４が形成された素子基板が製造される。
続いて、有機ＥＬ素子１１４を封止するための対向基板１１２の製造工程について説明する。図２に示すように、対向基板１１２が用意され（Ｓ２０１）、対向基板１１２上に所定量の捕水部材１１５が配設される。例えば、水分を極力取り除いた不活性ガス（例えばドライ窒素）やドライエアによるドライ雰囲気において、対向基板１１２上に捕水部材１１５が塗布される（Ｓ２０２）。
さらに続いて、有機ＥＬ素子１１４の封止工程について説明する。シール部材１１３が対向基板１１２上に塗布され、基板１１１と対向基板１１２とが固着される（Ｓ２０３）。ここで、シール部材１１３は、ディスペンサを用いて、捕水部材１１５の外側に、表示領域の全周を囲むように塗布される。捕水部材１１５が配設された対向基板１１２と、有機ＥＬ素子１１４が形成された基板１１１を貼り合わせる。
基板１１１と対向基板１１２を貼り合わせた後、加圧しながらＵＶ光などが照射される。これによって、シール部材１１３が硬化し、基板１１１、対向基板１１２を固着する。このようにして、基板１１１と対向基板１１２との間の空間が封止され、有機ＥＬパネル１０１が製造される（Ｓ１１０）。
その後、駆動回路１０２等が実装される（Ｓ１１１）。具体的には、基板１１１上の端子部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が貼付けられ、この異方性導電フィルムが駆動回路１０２を実装したＦＰＣ１５４に接続される。このように形成された有機ＥＬパネル１０１が筐体に取り付けられ、有機ＥＬ表示装置が完成する。
その他の発明の実施の形態．
上述のように、陰極１３４に使用する黒色材料としては窒素を含有したアルミニウム化合物が好ましいが、この他の材料として、たとえばクロム酸化物（ＣｒＯ、ＣｒＯ２）、グラファイト等を使用することも可能である。
上記実施形態１のように、陰極１３４を黒色界面層１３５と導電層１３６とで形成することが好ましい。しかし、陰極としての導電性が確保することができる場合、図３に示すように、陰極１３４全体を同一の黒色材料によって形成することも可能である。これによって、製造プロセスを簡略化することができる。この場合において、窒素を含有したアルミニウム化合物によって陰極１３４全体を形成することが好ましい。窒素を含有したアルミニウム化合物におけるＮ含有率及び膜厚については、上記実施の形態１と同様の範囲とすることが好ましい。
実施例１．
実施例１においては、窒素を含有したアルミニウム化合物とアルミニウムとの多層構造を形成し、その導電性と従来の陰極（アルミニウム電極）の導電性とを比較した。本実施例においては、まず、第１層目として窒素を含有したアルミニウム化合物をアルゴンと窒素の混合ガスを用い、スパッタリング法によって成膜した。具体的には、アルゴンを９０ＳＣＣＭ、窒素を１０ＳＣＣＭ、２Ｅ−３Ｔｏｒｒに圧力を調整して、窒素を含有したアルミニウム化合物を１００ｎｍ成膜した。その後、アルゴンを１００ＳＣＣＭとし、圧力を２Ｅ−３Ｔｏｒｒとして、アルミニウムを１５０ｎｍ成膜した。
ここで、圧力を表す単位ＴｏｒｒをＳＩ単位系に換算すると、１［Ｔｏｒｒ］＝１［ｍｍＨｇ］≒１３３．３［Ｐａ］となる。さらに、ガス流量を表す単位ＳＣＣＭをＳＩ単位系に換算すると、１［ＳＣＣＭ］≒１．２７Ｅ−２［Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓｅｃ］≒１．６９Ｅ−３［Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ］である。
成膜した窒素を含有したアルミニウム化合物の単膜のイオン化ポテンシャルを測定したところ、３．８ｅＶであった。これはアルミニウムと同一の値でありこの構造の陰極１３４からの電子注入性がアルミニウム電極と同等であることを示唆している。したがって、本発明にかかる有機ＥＬパネル１０１の陰極１３４は、従来のアルミニウムを用いた陰極と同様に機能することが分かる。
このように、従来の有機ＥＬパネルの陰極と同様に機能し、なおかつ、外光を吸収する陰極１３４を実現することができた。これにより、円偏光板９１２を用いることなく、外光反射を防止することができた。
実施例２．
Ｎ含有率と窒素を含有したアルミニウム化合物の黒色度との関係について調べた。尚、本例の窒素を含有したアルミニウム化合物は、アルミニウムと窒素の他に、酸素を含んでいる。酸素は陰極１３４の黒色度に対して寄与せず、窒素のみが黒色度１３４に寄与している。又、酸素は、陰極１３４の導電性に対して実質的な影響を与えない。
図４に、本実施例に係る窒素を含有したアルミニウム化合物の分析結果が示されている。図４（ａ）に示すように、条件１においては、窒素を含有したアルミニウム化合物をアルゴン（５０ＳＣＣＭ）と窒素（５０ＳＣＣＭ）の混合ガスを用いた。さらに、この条件１の下で０．５分、１分、３分スパッタしたときのＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合（原子％）を分析した。
さらに、色彩色差測定装置（ミノルタ社製ＣＲ−２００）を用いて、条件１における窒素を含有したアルミニウム化合物の色度、輝度を測定した。このとき、白色紙上に、この窒素を含有したアルミニウム化合物が形成されたガラス基板を載置し、このガラス基板側から測定を行った。また、このガラス基板の３箇所を測定し、その平均値を算出した。図４（ｃ）に、条件１の窒素を含有したアルミニウム化合物のＬ値、ａ値、ｂ値を示した。また、これらの参考値として、図４（ｄ）及び図４（ｅ）それぞれに、白色紙のＬ値、ａ値、ｂ値と、ガラス基板のＬ値、ａ値、ｂ値とを示した。また、図４（ｃ）〜（ｅ）の表に示した値は、３箇所測定した平均値である。
その結果、スパッタ時間０．５分において、Ｎの組成割合が２９．８６原子％、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、２８．６１原子％、４１．５３原子％であった。スパッタ時間１分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、３４．２原子％、２２．８３原子％、４２．９７原子％であった。スパッタ時間３分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、４０．８３原子％、１３．０３原子％、４６．１４原子％であった。これら条件１におけるＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合が、図４（ｂ）にグラフとして示されている。このような条件１に基づいて作成した陰極１３４は、十分な黒色度を得ることができず、外光を吸収する機能を十分に実現させることができなかった。
図５に、本実施例に係る他の窒素を含有したアルミニウム化合物の分析結果が示されている。図５（ａ）に示すように、条件２においては、窒素を含有したアルミニウム化合物をアルゴン（８０ＳＣＣＭ）と窒素（２０ＳＣＣＭ）の混合ガスを用いた。さらに、この条件２の下で０．５分、１分、スパッタしたときのＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合（原子％）を分析した。
さらに、条件１と同様に、色彩色差測定装置を用いて、条件２における窒素を含有したアルミニウム化合物の色度、輝度を測定した。図５（ｃ）に、条件２の窒素を含有したアルミニウム化合物のＬ値、ａ値、ｂ値を示した。図５（ｃ）の表に示した値は、３箇所測定した平均値である。
その結果、スパッタ時間０．５分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、３３．３１原子％、２２．０６原子％、４４．６３原子％であった。スパッタ時間１分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、３６．６原子％、１７．２１原子％、４６．１９原子％であった。これら条件２におけるＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合が、図５（ｂ）にグラフとして示されている。このような条件２に基づいて作成した陰極１３４においては、黒色度を得ることができず、外光を吸収する機能を実現させることができなかった。
図６に、本実施例に係る他の窒素を含有したアルミニウム化合物の分析結果が示されている。図６（ａ）に示すように、条件３においては、窒素を含有したアルミニウム化合物をアルゴン（９０ＳＣＣＭ）とＮ２（１０ＳＣＣＭ）の混合ガスを用いた。さらに、この条件３の下で０．５分、１分、３分だけスパッタしたときのＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合（原子％）を分析した。
さらに、条件１と同様に、色彩色差測定装置を用いて、条件３における窒素を含有したアルミニウム化合物の色度、輝度を測定した。図６（ｃ）に、条件３の窒素を含有したアルミニウム化合物のＬ値、ａ値、ｂ値を示した。図６（ｃ）の表に示した値は、３箇所測定した平均値である。
その結果、スパッタ時間０．５分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、１４．５原子％、４１．９８原子％、３８．４２原子％であった。スパッタ時間１分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、１６．４２原子％、３９．０８原子％、４０．５原子％であった。スパッタ時間３分において、Ｎ、Ｏ、Ａｌの組成割合がそれぞれ、１８．９２原子％、３１．５２原子％、４７．２３原子％であった。これら条件３におけるＮ、Ｏ、Ａｌの組成割合が、図６（ｂ）にグラフとして示されている。このような条件３に基づいて作成した陰極１３４においては、十分な黒色度を得ることができ、外光を吸収する機能を十分に実現させることができた。
なお、上記実施形態においては、発明を有機ＥＬ表示装置に適用した例について示したが、この有機ＥＬ表示装置には有機ＥＬ発光装置及び有機ＥＬ光源装置等の有機ＥＬ素子の発光を利用した装置が含まれるものとする。
１００ 有機ＥＬ表示装置
１０１ 有機ＥＬパネル
１０２ 駆動ＩＣ
１１１ 基板
１１２ 対向基板
１１３ シール部材
１１４ 有機ＥＬ素子
１１５ 捕水部材
１２４ 有機ＥＬ層
１３４ 陰極
１３５ 黒色界面層
１３６ 導電層
１４４ 陽極
１５４ ＦＰＣ
９００ 有機ＥＬ表示装置
９０１ 有機ＥＬパネル
９０２ 有機ＥＬ素子
９１１ 陰極
９１２ 円偏光板
９２１ 直線偏光板
９２２ １／４λ板
１０１ 有機ＥＬパネル
１０２ 駆動ＩＣ
１１１ 基板
１１２ 対向基板
１１３ シール部材
１１４ 有機ＥＬ素子
１１５ 捕水部材
１２４ 有機ＥＬ層
１３４ 陰極
１３５ 黒色界面層
１３６ 導電層
１４４ 陽極
１５４ ＦＰＣ
９００ 有機ＥＬ表示装置
９０１ 有機ＥＬパネル
９０２ 有機ＥＬ素子
９１１ 陰極
９１２ 円偏光板
９２１ 直線偏光板
９２２ １／４λ板
Claims (6)
- 透明導電性を有する第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されている有機ＥＬ層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記第２の電極の前記有機ＥＬ層との界面は黒色界面層を備え、
前記第２の電極は、前記黒色界面層から当該黒色界面層より導電率が高い導電層へと連続的に窒素の含有率が変化した構造を備えており、
前記黒色界面層は窒素を含有するアルミニウム化合物で形成され、前記導電層はアルミニウムで形成されている、有機ＥＬ素子。 - 前記窒素を含有するアルミニウム化合物における窒素含有率は１０〜２５原子％である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
- 前記窒素を含有するアルミニウム化合物の厚みは５０〜２５０ｎｍである、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子が用いられた有機ＥＬ表示装置。
- 基板に、透明導電性を有する第１の電極を形成するステップと、
当該第１の電極上に、有機ＥＬ層を形成するステップと、
当該有機ＥＬ層上に、当該有機ＥＬ層との界面が黒色である第２の電極を形成するステップと、を備え、
前記第２の電極を形成するステップは、窒素と不活性ガスとを含む混合ガスを用いたスパッタリング法によって窒素を含有するアルミニウム化合物を堆積することによって、前記黒色界面を形成し、
前記黒色界面は、前記スパッタリング法の窒素の分圧を制御して、前記有機ＥＬ層側の窒素の含有量を高く、連続的に反有機ＥＬ層側の窒素の含有量が低くなるように形成する有機ＥＬ素子の製造方法。 - 前記第２の電極を形成するステップは、さらに、前記黒色界面の反有機ＥＬ層側にスパッタリング法によってアルミニウム層を形成する、請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
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