JP5543441B2 - 有機発光素子とその製造方法、有機表示パネル、有機表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機発光素子とその製造方法、有機表示パネル、有機表示装置に関する。

近年、研究・開発が進む有機エレクトロルミネッセンス素子（以下では、「有機ＥＬ素子」と記載する。）は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子である。従来技術に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルの構成について、図９を用い説明する。

図９に示すように、有機ＥＬパネルでは、基板９００上に薄膜トランジスタ層（以下では、「ＴＦＴ層」と記載する。）９０１、パッシベーション膜９０２、および平坦化膜９０３が順に積層されている。ＴＦＴ層９０１は、ゲート電極９０１１、ドレイン電極９０１２、ソース電極９０１３と、チャネル層９０１４およびゲート絶縁膜９０１５とから構成されている。

有機ＥＬパネルでは、平坦化膜９０３の表面上において、当該表面に沿って互いに間隙をあけた状態で、陽極９０５と補助電極９０６とが形成され、各上面にはホール注入層９１３，９１４が積層形成されている。なお、有機ＥＬパネルにおいては、陽極９０５が形成された部分が画素部９０ａに該当し、補助電極９０６が形成された部分が非画素部９０ｂに該当する。画素部９０ａ同士の間、および画素部９０ａと非画素部９０ｂとの間には、バンク９０７が形成されている。

有機ＥＬパネルの画素部９０ａでは、バンク９０７で規定された領域内において、ホール注入層９１３の上にインターレイヤ９０８、有機発光層９０９、電子輸送層９１０、および陰極９１１が順に積層形成されている。電子輸送層９１０および陰極９１１は、バンク９０７を乗り越えて隣接する画素部９０ａおよび非画素部９０ｂにも連続して形成されている。そして、非画素部９０ｂにおいては、陰極９１１が、ホール注入層９１４および電子輸送層９１０を介して補助電極９０６に接続されている（矢印Ｃで指し示す部分）。

有機ＥＬパネルでは、陰極９１１上が封止層９１２で覆われている。
なお、上記構成において、陽極９０５および補助電極９０６の構成材料として、従来用いられてきた銀（Ａｇ）を含む合金材料に代え、より安価なアルミニウム（Ａｌ）を含む合金材料を用いる研究・開発もなされている。

また、非晶質の透明導電膜を用いることで水分や酸素の侵入を防止しようとする技術や（特許文献１）、電解メッキなどにより陽極の表面に酸化被膜を形成し、この酸化被膜が有機発光層と接するという構成を採用することで高い発光効率を得ようとする技術（特許文献２）などが提案されている。

また、遷移金属酸化物などの金属酸化物を用いてホール注入層９１３，９１４を形成する提案などもなされている（特許文献３，４）。このような材料を用いホール注入層９１３，９１４を形成する場合には、素子での電圧−電流密度特性に優れ、また、大電流を流して発光強度を高める場合にも、劣化し難いという効果を得られる。

特開２００７−１４９７０３号公報 特開２００２−２０３６８７号公報 特開２００７−２８８０７１号公報 特開２００５−２０３３３９号公報

ところで、図９に示すように、従来技術に係る有機ＥＬパネルは、多くの層を積層することで形成されているため、コスト面で不利であり、更なるコスト低減が求められている。また、ホール注入層９１３は、陽極９０５のパターニング処理の精度に影響をうけるため、パターニング処理が十分でない場合には、そのカバレッジの確保が困難であり、ホール注入層９１３の剥がれを生じることも考えられ、このような場合には、発光特性の低下に繋がる。

本発明は、上記課題の解決を図るべくなされたものであって、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能な有機発光素子とその製造方法、有機表示パネル、有機表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る有機発光素子は、酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、その表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている第１電極と、第１電極の表面に接続して設けられ、第１電極から注入されたキャリアを受け取る発光層を少なくとも含む機能層と、機能層を挟んで第１電極と異なる側に設けられ、第１電極と異なる極性を有する第２電極と、を備える。

本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極の表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている。そして、上記のように、第１電極の構成材料である合金中に含まれた上記第１の金属材料は、酸化されることによりキャリア注入性を有する。よって、本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極が機能層に対するキャリア注入性を有し、第１電極上に別途のキャリア注入層を形成しなくてもよい。よって、第１電極上のキャリア注入層を省略できる分だけ、構成層の数を低減することができ、コスト面での効果を得ることができる。

また、上記のように、本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極における金属酸化物層がキャリア注入性を有し、別途のキャリア注入層を形成しなくてもよいので、上記従来技術におけるキャリア注入層の剥がれに起因する発光特性の低下を招くこともない。

従って、本発明の一態様に係る有機発光素子では、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能である。

実施の形態に係る有機表示装置１の構成を示す模式ブロック図である。 有機表示パネル１０におけるバンク１０７と陽極１０５および補助電極１０６との配置関係を示す模式平面図である。 有機表示パネル１０の一部の構成を示す模式断面端面図である。 陽極１０５の表層部分の一部を拡大して示す模式断面図である。 有機表示パネル１０の製造における工程を示す模式断面端面図である。 有機表示パネル１０の製造における工程を示す模式断面端面図である。 有機表示パネル１０の製造における工程を示す模式断面端面図である。 変形例に係る有機表示パネルにおけるバンク２０７と陽極１０５および補助電極１０６との配置関係を示す模式平面図である。 従来技術に係る有機表示パネルの一部の構成を示す模式断面端面図である。

［本発明の一態様の概要］
本発明の一態様に係る有機発光素子は、酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、その表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている第１電極と、第１電極の表面に接続して設けられ、第１電極から注入されたキャリアを受け取る発光層を少なくとも含む機能層と、機能層を挟んで第１電極と異なる側に設けられ、第１電極と異なる極性を有する第２電極と、を備える。

本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極の表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている。そして、上記のように、第１電極の構成材料である合金中に含まれた上記第１の金属材料は、酸化されることによりキャリア注入性を有する。よって、本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極が機能層に対するキャリア注入性を有し、第１電極上に別途のキャリア注入層を形成しなくてもよい。よって、第１電極上のキャリア注入層を省略できる分だけ、構成層の数を低減することができ、コスト面での効果を得ることができる。

また、上記のように、本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極における金属酸化物層がキャリア注入を有し、別途のキャリア注入層を形成しなくてもよいので、上記従来技術におけるキャリア注入層の剥がれに起因する発光特性の低下を招くこともない。

従って、本発明の一態様に係る有機発光素子では、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能である。
なお、「析出」とは、元の結晶構造の固溶体（母材）の中に、これと異なる結晶構造を有する相（析出物）が現れる現象をいい、上記においては、合金の表面の少なくとも一部に、上記金属材料の相が現れる現象を示す。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、第１電極の表面に、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層と、上記第２の金属材料の金属酸化物層とが形成されている。即ち、本発明の一態様に係る有機発光素子では、第１電極の表面に、上記第１の金属材料の金属酸化物層と、上記第２の金属材料の金属酸化物層とが混在形成された構成となる。この構成の場合において、第２の金属材料の金属酸化物層が絶縁性を示しても、上記第１の金属材料の金属酸化物層がキャリア注入性を有することから、機能層に対して確実にキャリアの注入を行うことができる。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層が、上記第２の金属材料の金属酸化物層中に、島状または不連続状に形成されている。この構成を採用する場合には、第１電極の表面に形成された上記第１の金属材料の金属酸化物層を通じて機能層に対してキャリアの注入ができ、上記第２の金属の金属酸化物層を介して内部に存在する導電性金属により光反射性の確保ができる。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、酸化されることによりキャリア注入性を有する上記第１の金属材料の具体例は、周期表第４族から第１１族の何れかの遷移金属材料、あるいは、周期表第１２族の典型金属材料である。これらの材料では、その金属酸化物が半導体特性を有する。このため、キャリア注入性という観点から優れる。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、第１電極が陽極を構成し、第２電極が陰極を構成し、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層が、キャリアとしてのホールを注入するホール注入性を備える。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、機能層が発光層にホールを輸送するホール輸送層を含み、ホール輸送層が第１電極に接続されている。この場合には、機能層に含まれるホール輸送層に対して良好なホール注入性が得られる。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、素子中に画素部と非画素部とを有し、画素部では第１電極と発光層と第２電極とを含み、非画素部では酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、その表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている補助電極と、第２電極と、を含むとともに、発光層を含まず、第２電極が、画素部および非画素部にわたって接続されている。

この構成では、第１電極および補助電極が、ともに同一の構成を以って形成されていることになる。即ち、第１電極および補助電極は、ともに、酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、各表面の少なくとも一部に、上記第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている。このような構成を採用する場合には、画素部において、キャリア注入のための層を別途設ける必要がなく、第１電極における析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層により良好なキャリア注入性が得られる。

一方、非画素部においては、補助電極と第２電極との間にキャリア注入のための層が別層として介在しないので、補助電極と第２電極との間のコンタクト抵抗を上げていた一つの要因を除去することができる。この結果、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層が、補助電極と第２電極との間での良好な電気的接続を確保するための役割を果たす。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、第１の金属材料が、具体的にニッケル（Ｎｉ）であり、第２の金属材料が、具体的にアルミニウム（Ａｌ）である。

また、本発明の一態様に係る有機発光素子では、上記構成において、合金における第１の金属材料の含有量が、３．０［ａｔ％（原子濃度）］以上５．０［ａｔ％（原子濃度）］以下である。これは、合金における第１の金属材料の含有量が３．０［ａｔ％（原子濃度）］よりも小さい場合、キャリア注入性の点で必ずしも十分ではなく、一方、第１の金属材料の含有量が５．０［ａｔ％］よりも大きい場合、光反射性を確保し難くなるおそれがあるからである。

本発明の一態様に係る有機表示パネルは、上記本発明の一態様に係る有機発光素子を備える。よって、本発明の一態様に係る有機表示パネルでは、上記同様に理由により、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能である。

本発明の一態様に係る有機表示装置は、上記本発明の一態様に係る有機表示パネルを備える。よって、本発明の一態様に係る有機表示装置は、上記同様に理由により、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能である。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、（第１工程）酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成される第１電極層を形成する、（第２工程）形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、前記第１の金属材料を析出させ、当該析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層を第１電極層の表面の少なくとも一部に形成する、（第３工程）第１電極層の上方に、第１電極層の表面（析出した第１の金属材料の金属酸化物層が少なくとも一部に形成された表面）に接続して設けられ、第１電極層から注入されたキャリアを受け取る発光層を含む機能層を形成する、（第４工程）機能層の上方に、第１電極層とは極性の異なる第２電極を形成する、の各工程を実行することを特徴とする。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、第１電極層の表面の少なくとも一部に、第１の金属材料を析出させた状態で当該第１の金属材料の金属酸化物層を形成することができる。そして、上記のように、第１電極層の構成材料である合金中に含まれた上記第１の金属材料が、酸化されることによりキャリア注入性を有するので、本発明の一態様に係る製造方法を用い製造される有機発光素子では、第１電極層が機能層に対するキャリア注入性を有し、第１電極層上に別途のキャリア注入層を形成しなくてもよい。よって、第１電極層上のキャリア注入層を省略できる分だけ、構成層の数を低減することができ、コスト面での効果を得ることができる。

また、上記のように、本発明の一態様に係る製造方法を用い製造される有機発光素子では、第１電極層における析出された上記第１の金属材料の金属酸化物層がキャリア注入を有し、別途のキャリア注入層を形成しなくてもよいので、上記従来技術におけるキャリア注入層の剥がれに起因する発光特性の低下を招くこともない。

従って、本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能な有機発光素子を製造することができる。
本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、上記構成において、第２工程が、その前の第１工程で形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層と共に、上記第２の金属材料の金属酸化物層とを形成する工程である。このように加熱して酸化処理を行うことにより、煩雑な工程を実行しなくても、第１の金属材料の析出およびその酸化がなされる。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、上記構成において、第２工程が、その前の第１工程で形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、析出した上記第１の金属材料の金属酸化物層を、上記第２の金属材料の金属酸化物層中に、島状または不連続状に形成する工程である。このように、上記第１の金属材料の金属酸化物層を、上記第２の金属材料の金属酸化物層中で、島状または不連続状に形成する場合には、製造した有機発光素子において、第１電極の表面に形成された上記第１の金属材料の金属酸化物層を通じて機能層に対してキャリアの注入ができ、上記第２の金属材料の金属酸化物層を介して内部に存在する第２の金属材料により光反射性および導電性の確保ができる。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、上記構成において、第２工程が、具体的に、焼成温度が２３０［℃］以上であり、かつ、焼成時間が３０分以上で行う工程である。このような焼成条件を採用すれば、上記第１の金属材料の析出、および当該析出した第１の金属材料の金属酸化物の形成を効率的に行うことができ、製造された有機発光素子において、機能層に対する良好なキャリア注入性を確保することができる。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、上記構成において、第２工程と第３工程との間に、その前の第２工程により、析出された上記第１の金属材料の金属酸化物層が形成された第１電極層をパターニング処理する工程と、第１電極層における上記パターニング処理された部位同士の間を区画する隔壁を形成する工程と、を有する。

本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法では、上記構成において、機能層が発光層に対してホールを輸送するホール輸送層を含み、第１工程が、第２の金属材料として陽極を構成する材料を用いると共に、上記第１の金属材料として酸化されることによりホールを注入するホール注入性を備える材料を用いることにより第１電極層を形成する工程であり、第４工程が、第２電極としての陰極を構成する材料を用いて第２電極を形成する工程である。

以下では、本発明を実施するための形態について、数例を用い説明する。
なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる例示であって、本発明は、その本質的部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

［実施の形態］
１．表示装置１の全体構成
以下では、実施の形態に係る有機表示装置１について、図１を用い説明する。

図１に示すように、有機表示装置１は、有機表示パネル１０と、これに接続された駆動制御部２０とを有し構成されている。有機表示パネル１０は、有機発光材料の電界発光現象を利用した有機ＥＬパネルであり、複数の有機発光素子が配列され構成されている。

駆動制御部２０は、４つの駆動回路２１〜２４と制御回路２５とから構成されている。
なお、実際の表示装置１では、表示パネル１０に対する駆動制御部２０の配置や接続関係については、これに限られない。

２．有機表示パネル１０の構成
有機表示パネル１０の構成について、図２および図３を用い説明する。図２は、有機表示パネル１０におけるバンク１０７と陽極１０５および補助電極１０６の配置関係を示す模式平面図であり、図３は、有機表示パネル１０の一部構成を示す模式断面端面図であり、図２のＡ−Ａ‘断面を示す。

先ず、図２に示すように、本実施の形態に係る有機表示パネル１０では、Ｙ軸方向に沿って延伸する複数のバンク１０７を有する（ラインバンク）。そして、隣接するバンク１０７間には、画素部に相当する部分では陽極１０５が設けられ、非画素部に相当する部分では補助電極１０６が形成されている。

本実施の形態に係る有機表示パネル１０では、Ｘ軸方向に隣接する３つのサブピクセルにより一つのピクセルが構成されており、ピクセル毎に対応して補助電極１０６が形成されている。なお、Ｙ軸方向において隣接するサブピクセル同士の間は、画素規制層１１３で区画されており、当該画素規制層１１３に隣接する箇所に、コンタクトホール１０４が形成されている。

次に、図３に示すように、有機表示パネル１０では、基板１００のＺ軸方向上側の表面に、ＴＦＴ層１０１およびパッシベーション膜１０２が順に積層形成され、さらにその上に平坦化膜１０３が積層形成されている。有機表示パネル１０においては、Ｘ−Ｙ平面において（図１および図２を参照。）、画素部１０ａと非画素部１０ｂとが含まれている。上述のように、画素部１０ａにおいては、平坦化膜１０３上に陽極１０５が形成され、非画素部１０ｂにおいては、平坦化膜１０３上に補助電極１０６が形成されている。本実施の形態では、陽極１０５と補助電極１０６とは、同一の材料を以って、同一の膜厚で形成されている。

ＴＦＴ層１０１は、ゲート電極１０１１、ドレイン電極１０１２、ソース電極１０１３と、チャネル層１０１４およびゲート絶縁膜１０１５とから構成されており、陽極１０５に対してコンタクトホール１０４で接続されている（図３では、図示を省略）。

隣接する陽極１０５同士の間、および隣接する陽極１０５と補助電極１０６との間には、各々バンク１０７が立設されている。バンク１０７は、陽極１０５および補助電極１０６の側縁部上面に乗り上げる状態で形成されている。

画素部１０ａにおいては、陽極１０５の上に、インターレイヤ１０８、有機発光層１０９、電子輸送層１１０、および陰極１１１が順に積層形成されている。このうち、電子輸送層１１０と陰極１１１とは、バンク１０７の上面を乗り越え、非画素部１０ｂにも連続して形成されている。このため、補助電極１０６上には、有機発光層１０９は積層形成されておらず、電子輸送層１１０および陰極１１１が順に積層形成されている。この構成により、陰極１１１と補助電極１０６とは、間に電子輸送層１１０が介在した状態で電気的に接続されている（矢印Ｂで指し示す部分）。

陰極１１１の上面は、封止層１１２により覆われている。
有機表示パネル１０における各構成材料の一例を次に示す。
ａ）基板１００
基板１００は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベースとして形成されている。

ｂ）平坦化膜１０３
平坦化膜１０３は、例えば、アクリル、ポリイミド、ゾルゲルなどの有機絶縁材料や、ＳｉＮやＳｉＯ_Xなどの無機絶縁材料などから形成されている。

ｃ）陽極１０５および補助電極１０６
陽極１０５および補助電極１０６は、ニッケル（Ｎｉ）を含み、アルミニウムを成分とする合金材料を用い形成されている。ここで、ニッケルは、周期表第１０族に属する遷移金属材料であり、酸化により半導体性を有することにより、ホール注入性を有する。また、アルミニウムは、光反射性を有する導電性金属材料である。

陽極１０５および補助電極１０６では、表面の少なくとも一部にニッケルが析出し、当該析出したニッケルの表面が酸化されて酸化ニッケル層が形成されている。この構成については、後述する。

ｄ）バンク１０７
バンク１０７は、樹脂等の有機材料で形成されており絶縁性を有する。バンク１０７の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。バンク１０７は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。さらに、バンク１０７はエッチング処理、ベーク処理など施されることがあるので、それらの処理に対して過度に変形、変質などをしないような耐性の高い材料で形成されることが好ましい。また、撥水性をもたせるために、表面をフッ素処理することもできる。

なお、バンク１０７の形成に用いる絶縁材料については、上記の各材料をはじめ、特に抵抗率が１０⁵［Ω・ｃｍ］以上であって、撥水性を有する材料を用いることができる。これは、抵抗率が１０⁵［Ω・ｃｍ］以下の材料を用いた場合には、バンク１０７を要因として、陽極１０５と陰極１１１との間でのリーク電流、あるいは隣接するサブピクセル間でのリーク電流の発生の原因となり、消費電力の増加などの種々の問題を生じることになるためである。

また、バンク１０７の構造については、図３に示すような一層構造だけでなく、二層以上の多層構造を採用することもできる。この場合には、層毎に上記材料を組み合わせることもできるし、層毎に無機材料と有機材料とを用いることもできる。

ｅ）インターレイヤ１０８
インターレイヤ１０８は、親水基を備えない高分子化合物を用い形成されている。例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いることができる。

ｆ）有機発光層１０９
有機発光層１０９は、ホールと電子とが注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層１０９の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが必要である。

具体的には、例えば、特許公開公報（日本国・特開平５−１６３４８８号公報）に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体などの蛍光物質で形成されることが好ましい。

ｇ）電子輸送層１１０
電子輸送層１１０は、陰極１１１から注入された電子を有機発光層１０９へ輸送する機能を有し、例えば、次に示すような材料を用い形成することができる。

電子輸送層１１０の形成に用いる材料の例としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンあるいはその誘導体、アントラキノンあるいはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンあるいはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンあるいはその誘導体、ポリキノキサリンあるいはその誘導体、ポリフルオレンあるいはその誘導体などをあげることができる。

ｈ）陰極１１１
陰極１１１は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などで形成される。トップエミッション型の有機表示パネル１０では、上記にあげるような光透過性の材料を用い形成することが好ましい。光透過性については、透過率が８０［％］以上とすることが好ましい。

陰極１１１の形成に用いる材料としては、上記の他に、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらのハロゲン化物を含む層と銀を含む層とをこの順で積層した構造を用いることもできる。上記において、銀を含む層は、銀単独で形成されていてもよいし、銀合金で形成されていてもよい。また、光取出し効率の向上を図るためには、当該銀を含む層の上から透明度の高い屈折率調整層を設けることもできる。

ｉ）封止層１１２
封止層１１２は、有機発光層１０９などが水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）などの材料を用い形成される。トップエミッション型の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。

３．陽極１０５の構成
陽極１０５の構成について、図４を用い説明する。図４は、図３に示す有機表示パネル１０の陽極１０５およびその周辺部分を抜き出して描いている。

陽極１０５は、上記のように、第１の金属材料としてのニッケルを含み、第２の金属材料としてのアルミニウムを成分として含む合金から構成されている。そして、図４に示すように、成分であるアルミニウム（Ａｌ）層１０５０のＺ軸上側の表面には、ニッケルが析出している（析出ニッケル１０５１）。

ここで、陽極１０５における第１の金属材料としてのニッケルは、酸化されることによりホール注入性を有する材料であり、陽極１０５における第２の金属材料としてのアルミニウムは、光反射性および導電性を有する材料である。

析出ニッケル１０５１は、陽極１０５のＺ軸方向上側の表面全体に析出しているのではなく、表面の一部に析出した状態になっている。そして、析出ニッケル１０５１の表面の内、析出部分には、酸化ニッケル層１０５３が形成されている。

また、アルミニウム層１０５０の表面であって、析出ニッケル１０５１が存在しない部分には、酸化アルミニウム層１０５２が形成されている。
ここで、図４では、図示していないが、陽極１０５のＺ軸方向上側の表面における酸化ニッケル層１０５３の分布形態は、酸化アルミニウム層１０５２中に、島状または不連続状である。

図４に示すように、有機表示パネル１０では、陽極１０５の上にインターレイヤ１０８を積層形成しており、その間に、別途のホール注入層が介在していない。有機表示パネル１０では、析出ニッケル１０５１の表面に形成された酸化ニッケル層１０５３が、ホール注入性を有し、陽極１０５がホール注入性を備えることとなる。

ところで、陽極１０５を構成する合金は、ニッケルの含有量が３．０［ａｔ％（原子濃度）］よりも小さい場合、正孔注入性の点で必ずしも十分ではなく、一方、ニッケルの含有量が５．０［ａｔ％］よりも大きい場合、光反射性を確保し難くなるおそれがある。

このため、陽極１０５を構成する合金は、ニッケルの含有量が３．０［ａｔ％］以上５．０［ａｔ％］以下の範囲であることが望ましい。
なお、合金がニッケルとアルミニウムの２成分系の構造、または、合金がニッケル・アルミニウム以外の他の成分を含む３成分系であって、他の成分が微少である構造、または、合金が不純物を含む構造であって、不純物の含有量が無視できる程度である構造においては、ニッケルの含有量が３．０［ａｔ％］以上５．０［ａｔ％］以下であることに加え、アルミニウムの含有量が９４［ａｔ％］以上９６［ａｔ％］以下であることが好ましい。

４．効果
図３および図４に示すように、本実施の形態に係る有機表示パネル１０では、画素部１０ａにおいて、陽極１０５の表面の少なくとも一部に、ニッケルを析出させ（析出ニッケル１０５１）、析出ニッケル１０５１の上側表面に酸化ニッケル層１０５３が形成されている。

ここで、上記のように、遷移金属の酸化物層である酸化ニッケル層１０５３は、ホール注入性を有する。これについては、次に示す参考文献でも確認されている。
（参考文献）「Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂｙ ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ｎｉｃｋｅｌ ｏｘｉｄｅ ｏｎ ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ ａｎｏｄｅ」、Ｉ−Ｍｉｎ Ｃｈａｎ，Ｔｓｕｎｇ−Ｙｉ Ｈｓｕ，ａｎｄ Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｃ．Ｈｏｎｇ、“２００２ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌｕｍｅ ８１，ｎｕｍｂｅｒ １０”
よって、本実施の形態に係る有機表示パネル１０およびこれを備える有機表示装置１では、陽極１０５が有機発光層１０９に対するキャリア注入性を有し、陽極１０５上に別途のホール注入層を形成しなくてもよい。これより、陽極１０５上のホール注入層を省略できる分だけ、有機表示パネル１０全体としての構成層の数を低減することができ、コスト面での効果を得ることができる。

また、上記のように、本実施の形態に係る有機表示パネル１０では、陽極１０５における酸化ニッケル層１０５３がホール注入を有し、別途のホール注入層を形成しなくてもよいので、上記従来技術におけるホール注入層の剥がれに起因する発光特性の低下を招くこともない。

従って、本実施の形態に係る有機表示パネル１０およびこれを備える有機表示装置１では、高い発光特性を有しながら、低コストでの製造が可能である。
また、図３の矢印Ｂで指し示す部分に示すように、有機表示パネル１０の非画素部１０ｂにおいては、補助電極１０６と陰極１１１との間には、インターレイヤ１１０が介在するものの、図９に示す従来技術に係る有機表示パネルに対して、ホール注入層が介在していない点で相違する。このため、本実施の形態に係る有機表示パネル１０では、非画素部１０ｂにおいて、補助電極１０６と陰極１１１との間にホール注入層が介在しない分だけ、コンタクト抵抗の低減が図られている。

また、補助電極１０６においても、図４に示す陽極１０５と同様に、その表面にニッケルが析出し、当該析出したニッケルの表面が酸化して酸化ニッケル層を形成している。このため、補助電極１０６と電子輸送層１１０との間での良好な電気的接続が可能となる。

５．製造方法
有機表示パネル１０の製造方法について、図５から図７を用い説明する。
図５（ａ）に示すように、基板１００のＺ軸方向上側の主面に、ドレイン電極１０１２およびソース電極１０１３と、これらを覆うチャネル層１０１４、ゲート絶縁膜１０１５と、ゲート電極１０１１を順に形成することで、ＴＦＴ層１０１を形成する。その後、パッシベーション膜１０２を被覆形成した後、無機材料（例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ_Xなど）あるいは有機材料（例えば、アクリル、ポリイミド、ゾルゲルなど）を用いて平坦化膜１０３を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、平坦化膜１０３の表面に対し、合金膜２０５０を成膜する。合金膜２０５０の成膜には、少なくともニッケル（Ｎｉ）を含み、アルミニウム（Ａｌ）を成分とする合金を用い、例えば、スパッタリング方を用いることで行う。

次に、図５（ｃ）に示すように、平坦化膜１０３上に形成の合金膜２０５０に対して、酸素（Ｏ₂）雰囲気下で焼成を行う。焼成の条件は、焼成温度が２３０[℃]以上、焼成時間が３０[ｍｉｎ．]以上である。このように合金膜２０５０を焼成することにより、図５（ｃ）の二点鎖線で囲む部分に示すように、アルミニウム層２０５１の表面の一部にニッケルが析出し（析出ニッケル２０５２）、析出ニッケル２０５２の表面が酸化されて酸化ニッケル層２０５４が形成される。また、アルミニウム層２０５１の表面も酸化されて酸化アルミニウム層２０５３が形成され、焼成後の合金膜２０５が完成する。

次に、図６（ａ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、合金膜２０５をパターニングすることで、陽極１０５および補助電極１０６を形成する。この場合、陽極１０５および補助電極１０６における各Ｚ軸方向上側の表面部分に析出ニッケル１０５１および酸化ニッケル層１０５３が形成されていることになる（図４を参照）。なお、パターニングにおけるエッチングとしては、ウェットエッチングおよびドライエッチングのどちらを用いてもよい。例えば、ウェットエッチングを選択する場合には、エッチング液として希フッ酸などを用いることができ、ドライエッチングを選択する場合には、エッチングガスとしてＣＦ₄などを用いることができる。

次に、パターニングにより形成された陽極１０５および補助電極１０６の各上、および互いの間に露出した平坦化膜１０３の表面の全体を覆うように、バンク材料からなる層を形成する。この形成には、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック系フェノール樹脂などの絶縁材料を用い、例えば、スピンコート法などにより行うことができる。

そして、バンク材料からなる層に対して、露光・現像を実行することにより、図６（ｂ）に示すように、隣接する陽極１０５同士の間、および隣接する陽極１０５と補助電極１０６との間にバンク１０７が形成される。このとき、バンク１０７は、陽極１０５および補助電極１０６の側縁部上面に一部が乗り上げる状態となっている。

次に、図６（ｃ）に示すように、バンク１０７で区画された画素部１０ａ（図３を参照。）において、陽極１０５上にインターレイヤ１０８を積層形成する。インターレイヤ１０８の形成には、上記のように、親水基を備えない高分子化合物を用いることができる。

次に、インターレイヤ１０８上に対して、例えば、インクジェット法などにより有機発光材料を含むインクを滴下し、滴下したインクを乾燥させることにより、図７（ａ）に示すように、有機発光層１０９を形成できる。なお、有機発光層１０９については、隣接するサブピクセル毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）というように発光色が異なるように塗り分ける。

この後、図７（ｂ）に示すように、有機発光層１０９上、バンク１０７上、および補助電極１０６上の全面に、電子輸送層１１０を形成し、さらにその後、図７（ｃ）に示すように、電子輸送層１１０上に陰極１１１を形成する。

なお、図示を省略しているが、陰極１１１上には、封止層１１２を形成することで、図３に示す有機表示パネル１０が完成する。
以上のような製造方法を採用する本実施の形態では、図９に示す従来の有機表示パネルを製造する場合に比べて、ホール注入層を別途設ける必要がないので、その分だけ製造工程の簡略化が可能であり、製造コストの低減を図ることができる。

また、本実施の形態に係る方法を用い製造された有機表示パネル１０については、上記のような効果を奏する。
[変形例]
変形例に係る有機表示パネルの構成について、図８を用い説明する。

図８に示すように、変形例に係る有機表示パネルでは、上記実施の形態に係る有機表示パネル１０に対してバンク２０７の形態が相違し、それ以外の構成は、同様である。
本変形例に係る有機表示パネルのバンク２０７は、Ｘ軸方向に延伸する部分２０７ａとＹ軸方向に延伸する部分２０７ｂとが一体に形成された、所謂、ピクセルバンクとなっている。本変形例に係る有機表示パネルでは、Ｘ軸方向に隣接するサブピクセル同士の間が部分２０７ｂで区画され、Ｙ軸方向に隣接するサブピクセル同士の間が部分２０７ａで区画される。そして、バンク２０７に開けられた窓部からは、各サブピクセルに対応する陽極１０５およびピクセル単位で設けられた補助電極１０６が露出する。

本変形例に係る有機表示パネルにおいても、陽極１０５および補助電極１０６の構成が、上記実施の形態と同様であり、バンク２０７の形態を除く他の構成も同様であるので、上記実施の形態に係る有機表示パネル１０と同様の効果を有する。

[その他の事項]
上記実施の形態および上記変形例に係る有機表示パネル１０，・・では、平坦化膜１０３上に陽極１０５を設ける構成を採用したが、逆に平坦化膜１０３上に陰極を設ける構成を採用することもできる。この場合には、陰極に対して、図４のような構成を適用することで上記同様の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態および上記変形例に係る有機表示パネル１０，・・では、ピクセル毎に補助電極１０６を設ける構成を採用したが、パネルサイズによっては必ずしも補助電極は必要がない。即ち、小型のパネルの場合においては、パネル中央部における電圧降下が問題となるレベルではない場合があり、その様な場合には補助電極を設ける必要はない。補助電極を設ける場合においても、３つのサブピクセルに一つの補助電極を設けるという構成は必須のものではなく、パネルサイズおよび電圧降下の程度などを勘案して設計することができる。

また、上記実施の形態および上記変形例に係る有機表示パネル１０，・・では、陽極１０５および補助電極１０６の母材として、ニッケル（Ｎｉ）を含み、アルミニウム（Ａｌ）を成分とする合金を採用したが、合金については適宜の変更が可能である。但し、酸化によりキャリア注入性を有する金属材料を含み、光反射性を有する導電性金属材料を成分とする合金を母材とし、その表面の一部に前記金属材料が析出し、析出した金属材料の表面にその酸化物層が形成されることが必要である。

上記において、陽極１０５における第１の金属材料としては、上記実施の形態で採用したニッケル（Ｎｉ）の他にも、周期表第４族から第１１族の何れかの遷移金属材料、あるいは、周期表第１２族の典型金属材料などであれば用いることができる。

また、上記実施の形態では、その製造方法において、合金膜２０５０を酸素（Ｏ₂）雰囲気下で焼成した後に、パターニングして陽極１０５および補助電極１０６を形成したが、パターニングした後に酸素（Ｏ₂）雰囲気下での焼成を実行することとしてもよい。

また、焼成条件については、焼成温度を上昇させれば、析出する金属材料（ニッケル）が増えることになり、導電性およびキャリア注入性の向上などを図ることができる。但し、陽極における光反射性を考慮する必要がある。

本発明は、高い発光特性を有し、低コストでの製造が可能な有機発光素子とその製造方法、および有機表示パネル、有機表示装置を実現するのに有用である。

１．有機表示装置
１０．有機表示パネル
１０ａ．画素部
１０ｂ．非画素部
２０．駆動制御部
２１〜２４．駆動回路
２５．制御回路
１００．基板
１０１．ＴＦＴ層
１０２．パッシベーション膜
１０３．平坦化膜
１０４．コンタクトホール
１０５．陽極
１０６．補助電極
１０７，２０７．バンク
１０８．インターレイヤ
１０９．有機発光層
１１０．電子輸送層
１１１．陰極
１１２．封止層
１１３．画素規制層
２０５，２０５０．合金膜
１０１１．ゲート電極
１０１２．ドレイン電極
１０１３．ソース電極
１０１４．チャネル層
１０１５．ゲート絶縁膜
１０５０，２０５１．アルミニウム層
１０５１，２０５２．析出ニッケル
１０５２，２０５３．酸化アルミニウム層
１０５３，２０５４．酸化ニッケル層

Claims (17)

1. 酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、その表面の少なくとも一部に、前記第１の金属材料を析出させた状態で前記第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている第１電極と、
   前記第１電極の前記表面に接続して設けられ、前記第１電極から注入されたキャリアを受け取る発光層を少なくとも含む機能層と、
   前記機能層を挟んで前記第１電極と異なる側に設けられ、前記第１電極と異なる極性を有する第２電極と、
   を備える
   有機発光素子。
2. 前記第１電極の前記表面には、前記析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層と、前記第２の金属材料の金属酸化物層とが形成されている
   請求項１に記載の有機発光素子。
3. 前記析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層は、前記第２の金属材料の金属酸化物層中に、島状または不連続状に形成されている
   請求項２に記載の有機発光素子。
4. 前記第１の金属材料は、周期表第４族から第１１族の何れかの遷移金属材料、あるいは、周期表第１２族の典型金属材料である
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の有機発光素子。
5. 前記第１電極は陽極を構成し、
   前記第２電極は陰極を構成し、
   前記析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層は、キャリアとしてのホールを注入するホール注入性を備える
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の有機発光素子。
6. 前記機能層は、前記発光層にホールを輸送するホール輸送層を含み、前記ホール輸送層が前記第１電極に接続されている
   請求項５に記載の有機発光素子。
7. 前記有機発光素子は、画素部と非画素部とを有し、
   前記画素部では、前記第１電極と前記発光層と前記第２電極とを含み、
   前記非画素部では、
   酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成され、その表面の少なくとも一部に、前記第１の金属材料を析出させた状態で前記第１の金属材料の金属酸化物層が形成されている補助電極と、
   前記第２電極と、を含み、
   前記発光層を含まず、
   前記第２電極は、前記画素部および前記非画素部にわたって接続されている
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の有機発光素子。
8. 前記第１の金属材料は、ニッケルであり、
   前記第２の金属材料は、アルミニウムである
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の有機発光素子。
9. 前記合金における前記第１の金属材料の含有量は、３．０ａｔ％（原子濃度）以上５．０ａｔ％（原子濃度）以下である
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の有機発光素子。
10. 請求項１から請求項９の何れか１項に記載された有機発光素子を備えた
    有機表示パネル。
11. 請求項１０に記載された有機表示パネルを備えた
    有機表示装置。
12. 酸化されることによりキャリア注入性を有する第１の金属材料を含み、光反射性および導電性を有する第２の金属材料を成分とする合金から構成される第１電極層を形成する第１工程と、
    前記形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、前記第１の金属材料を析出させ、前記第１の金属材料の金属酸化物層を前記第１電極層の表面の少なくとも一部に形成する第２工程と、
    前記第１電極層の上方に、前記第１電極層の前記表面に接続して設けられ、前記第１電極層から注入されたキャリアを受け取る発光層を含む機能層を形成する第３工程と、
    前記機能層の上方に、前記第１電極層とは極性の異なる第２電極を形成する第４工程と、
    を有することを特徴とする
    有機発光素子の製造方法。
13. 前記第２工程は、前記第１工程で形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、前記析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層と共に、前記第２の金属材料の金属酸化物層とを形成する工程である
    請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
14. 前記第２工程は、前記第１工程で形成された第１電極層を加熱して酸化処理することにより、前記析出した前記第１の金属材料の金属酸化物層を、前記第２の金属材料の金属酸化物層中に、島状または不連続状に形成する工程である
    請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
15. 前記第２工程は、焼成温度が２３０℃以上であり、かつ、焼成時間が３０分以上で行う工程である
    請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
16. 前記第２工程と前記第３工程との間には、
    前記第２工程により、前記金属酸化物層が形成された第１電極層をパターニング処理する工程と、
    前記第１電極層における前記パターニング処理された部位同士の間を区画する隔壁を形成する工程と、
    を有する
    請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
17. 前記機能層は、前記発光層にホールを輸送するホール輸送層を含み、
    前記第１工程は、前記導電性金属材料として陽極を構成する材料を用いると共に、前記第１の金属材料としてホールを注入するホール注入性を備える材料を用いることにより第１電極層を形成する工程であり、
    前記第４工程は、前記第２電極として陰極を構成する材料を用いて前記第２電極を形成する工程である
    請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。

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