JPH1145780A

JPH1145780A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH1145780A
Application number: JP9215759A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な表示パターンや高表示品質のディスプ
レイへの対応が容易で、発光面積が広く、発光効率の高
い有機ＥＬ素子を実現する。【解決手段】基板１上にホール注入電極と、電子注入
電極と、これらの電極間に設けられた１種以上の有機層
とを有し、前記基板１はホール注入電極または電子注入
電極２が成膜される面に凹部１ａを有し、前記ホール注
入電極または電子注入電極２は前記基板の凹部１ａに形
成された有機ＥＬ素子とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を用い
た有機ＥＬ素子に関し、さらに詳細には、発光層にホー
ル（電荷）を供給するホール注入電極の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミ
ン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの
蛍光物質を発光層として積層し、さらにＭｇなどの仕事
関数の小さな金属電極（電子注入電極）を形成した基本
構成を有する素子で、１０Ｖ前後の電圧で数１００から
数１０，０００cd/m²ときわめて高い輝度が得られるこ
とで注目されている。

【０００３】このような有機ＥＬ素子のホール注入電極
として用いられる材料は、発光層やホール注入輸送層等
へホールを多く注入するものが有効であると考えられて
いる。また、通常基板側から発光光を取り出す構成とす
ることが多く、透明な導電性材料であることが必要であ
る。

【０００４】このような透明電極として、ＩＴＯ（錫ド
ープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジ
ウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等が知られてい
る。中でもＩＴＯ電極は、９０％以上の可視光透過率
と、１０Ω／□以下のシート抵抗を併せ持つ透明電極と
して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、調光ガラス、太陽
電池等の透明電極として幅広く使用されており、有機Ｅ
Ｌ素子のホール注入電極としても有望視されている。

【０００５】ところで、有機ＥＬ素子をディスプレイに
応用する場合、所定の発光パターンに発光させることが
必要である。すなわち、マトリクスタイプのディスプレ
イとする場合には、所定位置に所定の大きさのドットパ
ターンを与えられるような構造を必要とし、セグメント
方式であれば所定のセグメント形状に発光するような構
造を必要とする。このような微細な発光パターンを得よ
うとする場合、ホール注入電極や、電子注入電極等をこ
れらの発光パターンに応じてパターニングする必要があ
る。

【０００６】ところが従来の方法では、金属マスクによ
り上部電極を成膜していたため、マスクのズレや、ホー
ル注入電極との位置合わせが容易ではなく、複雑なパタ
ーンの発光を困難にしていた。また、特に単純マトリク
スタイプのディスプレイにおいては、Ｘ−Ｙのマトリク
スで指定された交点以外でも発光が生じるいわゆるスト
ローク現象を防止する必要もあった。さらに、通常パタ
ーニングされたホール注入電極のエッジ部分では、積層
された有機層等の膜厚が薄くなるため、異常発光部分を
生じる恐れもあった。このため、例えば、特開昭６１−
７５９６号公報、特開平３−２５０５８３号公報、同３
−２７４６９４号公報、同４−５１４９４号公報等に記
載されているような層間絶縁膜を用いる手法が開発さ
れ、使用されている。

【０００７】すなわち、例えば図８に示すように、基板
１上に所定のパターンにホール注入電極２を形成し、さ
らにその上にＳｉＯ₂ 、ポリイミド等の絶縁材料からな
る層間絶縁膜を成膜・パターニング形成する。この、層
間絶縁膜を所定のパターンに形成して、発光部（画素）
とすることにより、高精度な表示パターンに対応可能と
なり、複雑なパターンや高精細、高品位の表示が可能と
なった。

【０００８】しかし、このような層間絶縁膜を成膜する
場合、成膜工程がその分余分に必要となり、複雑化する
と共に生産コストも上昇する。また、図８から明らかな
ように、ホール注入電極上を覆うように形成されるた
め、実質的に発光面積が狭められると共に、層間絶縁膜
を形成するためのスペースを必要とし、実質的なディス
プレイ上の発光面積を低下させる要因となっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複雑
な表示パターンや高表示品質のディスプレイへの対応が
容易で、発光面積が広く、発光効率の高い有機ＥＬ素子
を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の
（１）〜（７）の構成により達成される。（１）基板上にホール注入電極と、電子注入電極と、
これらの電極間に設けられた１種以上の有機層とを有
し、前記基板はホール注入電極または電子注入電極が成
膜される面に凹部を有し、この凹部に前記ホール注入電
極または電子注入電極が形成されている有機ＥＬ素子。（２）前記基板の面位置と成膜されたホール注入電極
の表面の位置との差が±２０nm以内である上記（１）の
有機ＥＬ素子。（３）前記凹部は、少なくとも基板に開口する部分が
テーパー状に形成されている上記（１）または（２）の
有機ＥＬ素子。（４）前記テーパーは基板の成膜面に対して３０〜８
０度の角度を有する上記（１）〜（３）のいずれかの有
機ＥＬ素子。（５）ガラス基板の表面を所定のパターンにエッチン
グして凹部を設け、この基板の凹部にホール注入電極を
成膜し、さらに層間絶縁膜を設けることなく有機層を積
層する有機ＥＬ素子の製造方法。（６）前記エッチングはウエットエッチングである上
記（５）の有機ＥＬ素子の製造方法。（７）前記エッチングはドライエッチングである上記
（５）の有機ＥＬ素子の製造方法。

【００１１】

【作用】本発明の有機ＥＬ素子は、層間絶縁膜を有しな
いため生産コストを節約できる。すなわち、従来の有機
エＥＬ素子の製造工程においては、(1)ＩＴＯ電極成膜
→(2)レジスト塗布→(3)パターニング→(4)ＩＴＯエッ
チング→(5)レジスト剥離→(6)洗浄→(7)層間絶縁膜成
膜→(8)レジスト塗布→(9)パターニング→(10)層間絶縁
膜エッチング→(11)レジスト剥離→(12)洗浄と、約１２
工程必要であった。これに対し本発明の有機ＥＬ素子
は、(1)レジスト塗布→(2)パターニング→(3)基板エッ
チング→(4)洗浄→(5)ＩＴＯ透明電極成膜→(6)レジス
ト剥離→(7)洗浄と、７工程で済み、５工程も節約でき
製造コストを大幅に節約することができる。さらに、層
間絶縁膜の成膜のために必要な領域が不要となるため、
基板上の発光とは関係のないデッドスペースを削減で
き、実質的に発光効率、発光輝度を向上させることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。

【００１３】本発明の有機ＥＬ素子は、基板上にホール
注入電極と、電子注入電極と、これらの電極間に設けら
れた１種以上の有機層とを有し、前記基板はホール注入
電極が成膜される面に凹部を有し、前記ホール注入電極
は前記基板の凹部に形成されたものである。このように
基板に凹部を設け、そこにホール注入電極を形成するこ
とにより、基板自体が層間絶縁膜としても機能すること
となり、層間絶縁膜を成膜する必要が無くなる。従っ
て、層間絶縁膜を成膜するための生産コストが節約でき
ると共に、ホール注入電極上を覆う構造をとらないた
め、発光面積が増大し、発光効率が向上する。

【００１４】基板１には有機ＥＬ構造体（ホール注入電
極、電子注入電極、有機層等）が成膜される部分に下地
層を有し、この下地層は基板と同一材料でも異なった材
料でもよく、基板材料としては例えば、ガラスや石英、
樹脂等の透明ないし半透明材料が挙げられ、好ましくは
ガラスが好ましい。また、下地層の材料としては酸化ケ
イ素、樹脂等が挙げられ、好ましくは酸化ケイ素であ
る。酸化ケイ素はＳｉＯ₂ の化学量論から多少偏倚して
いてもよい。下地層を含めた基板の大きさは通常使用さ
れているもので有ればよく、特に規制されるものではな
い。下地層の厚みとしては、特に規制されるものではな
いが、５０〜１００nmの範囲が好ましい。

【００１５】基板に設けられる凹部には、ホール注入電
極または電子注入電極が形成される。この凹部の深さは
ホール注入電極または電子注入電極の膜厚と等しいこと
が好ましいが、形成される電極の表面と、基板の面位置
との差が好ましくは±２０nm以内、特に±１０nm以内で
あればよい。また、より好ましくは電極の表面が、基板
面位置と等しいかこれよりも低いことが好ましい。電極
の厚さは、ホール注入電極であれば、ホール注入を十分
行える一定以上の厚さを有すれば良く、５０nm以上が好
ましく、より好ましくは５０〜５００nm、特に５０〜３
００nmの範囲が好ましい。膜厚を１５０nm以上とするこ
とにより、抵抗値が低下し、特に好ましい結果が得られ
る。前記凹部に電子注入電極薄膜を成膜する場合、通常
の有機ＥＬ素子とは成膜順序が逆になるいわゆる逆積層
となる。

【００１６】ホール注入電極を形成する場合、通常、基
板側から発光した光を取り出す構造であるため、透明な
電極が好ましく、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、
ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ
₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等が挙げられるが、好ましくはＩＴＯ
（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化
インジウム）が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＳｎＯ₂ の
混合比は、wt％で１〜２０％が好ましく、さらには５〜
１２％が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＺｎＯの混合比
は、wt％で１〜２０％が好ましく、さらには５〜１２％
が好ましい。その他にＳｎ、Ｔｉ、Ｐｂ等が酸化物の形
で、酸化物換算にして１wt％以下含まれていてもよい。

【００１７】ホール注入電極は蒸着法等によっても形成
できるが、好ましくはスパッタ法により形成することが
好ましい。ＩＴＯ、ＩＺＯ電極の形成にスパッタ法を用
いる場合、好ましくはＩｎ₂Ｏ₃にＳｎＯ₂ やＺｎＯを
ドープしたターゲットを用いる。スパッタ法によりＩＴ
Ｏ透明電極を成膜した場合、蒸着により成膜したものよ
り発光輝度の経時変化が少ない。スパッタ法としてはＤ
Ｃスパッタが好ましく、その投入電力としては、好まし
くは０．１〜４Ｗ／cm² の範囲が好ましい。特にＤＣス
パッタ装置の電力としては、好ましくは０．１〜１０Ｗ
／cm²、特に０．２〜５Ｗ／cm²の範囲である。また、成
膜レートは２〜１００nm／min 、特に５〜５０nm／min
の範囲が好ましい。

【００１８】スパッタガスとしては特に限定するもので
はなく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
ス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。このよ
うなスパッタガスのスパッタ時における圧力としては、
通常０．１〜２０Pa程度でよい。

【００１９】基板に凹部を設ける手段としては、特に規
制されるものではないが、ウエットまたはドライエッチ
ング法によればよい。エッチング法を用いる場合、基板
上にレジスト層を設けてエッチングを行う。

【００２０】レジスト材は光や電子ビームなどの放射線
の照射によってその溶解性が変わるような被膜材料であ
るが、ポジ形とネガ形とに分けられる。ポジ形とは放射
線照射により照射部位が溶剤に可溶化するものをいい、
ネガ形とは逆に照射部位が溶剤に解けにくくなるものを
いう。

【００２１】レジスト材料としては、一般に、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリヘキサフルオロブチルメタクリ
レート、ポリトリクロロエチルメタクリレート、ポリト
リフルオロエチルα−クロロアクリレート、ポリブテン
スルホン、ノボラック−ポリメチルペンテンスルホン混
合物、ポリグリシジルメタクリレート、マレイン酸エス
テル含有メタクリル系高分子、グリシジルメタクリレー
ト−エチルアクリレート共重合体、クロロメチル化ポリ
スチレン、ヨウ素化ポリスチレン、塩素化ポリスチレン
等の有機高分子が用いられている。

【００２２】リソグラフィの工程は、通常、上記のよう
な有機高分子の溶液を基板等に塗布（レジスト塗布）
し、このレジスト膜に電子線、紫外線、Ｘ線等を照射し
て露光した後、適当なアルカリ液で現像を行う。次い
で、ＳｉＯ₂ 等のエッチングを施し、その後レジストを
除去する。レジスト膜の膜厚としては、通常１〜２μm
程度である。

【００２３】すなわち、上記のレジスト膜を所定のパタ
ーンに露光する。露光に用いられるのは、電子線、紫外
線、Ｘ線等が挙げられ、照射は通常の方法に従えばよ
い。また描画は用いる電子線、紫外線等に応じて、マス
クを用いるなど、適宜所定の方法を選択すればよい。そ
の後、プレベークを行い、アルカリ液を用いて現像す
る。

【００２４】レジストがネガ形である場合、未露光部分
のレジスト膜が溶解除去され、その部分の基板が露出す
る。その後ポストベークを行う。

【００２５】現像後、基板に残ったレジスト膜を保護膜
として、基板をエッチングする。エッチングは、化学エ
ッチング液を用いる湿式エッチングでもプラズマや加速
イオンを用いるドライエッチングでもよい。湿式エッチ
ングに用いる化学エッチング液は基板の材質に応じて適
宜選択すればよく、Ｈ₂Ｏ：ＨＦ：ＣＨ₃ＣＯＯＨ＝５：
１：１０等の他、ＨＦ液、ＮＨ₄ Ｆ／ＨＦ／Ｈ₂ Ｏ混液
等が挙げられる。

【００２６】また、ドライエッチングとして汎用されて
いるプラズマエッチングに用いるプラズマガスは、被着
体の材質に応じて適宜選択すればよく、ＳＦ₆ 、ＣＨＢ
ｒ₃、ＣＦ₄ 等が挙げられる。

【００２７】エッチングの具体的方法、条件等について
は、常法に従えばよい。そして、ホール注入電極を成膜
した後、レジスト膜が除去される。

【００２８】次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造工程に
ついて図を参照しつつ説明する。

【００２９】先ず、図２に示すように基板１上にレジス
ト層３が形成される。次いで、図３に示すようにレジス
ト層を所定のパターンに露光・現像し、未露光部分（露
光部分）が除去され、パターン形成される。

【００３０】その後、図４に示すように基板１をエッチ
ング処理し、凹部１ａを形成する。さらに、図５に示す
ように、凹部１ａが形成された基板上にホール注入電極
層または電子注入電極２を成膜する。最後にレジスト材
を除去し、図６に示すように、基板の凹部のみにホール
注入電極層または電子注入電極を形成する。そして、例
えば、必要により特願平８−１４７３１３号公報に記載
されているような素子分離構造体を設け、ホール注入電
極上に有機層を成膜し、さらに電子注入電極、必要な保
護膜等を成膜して有機ＥＬ素子を得る。

【００３１】さらに、前記基板に形成される凹部１ａ
は、例えば図７に示されるように、底部に至る側面側の
領域、つまり側部１ｂをテーパー状に形成することが好
ましい。凹部１ａの側部１ｂをテーパー状に形成するこ
とにより、形成されるホール注入電極や電子注入電極
と、基板との間に段差が生じても、段差部分の角度θが
９０°より大きくなる。従って、その上に成膜された有
機層が、この段差部分で膜切れや膜厚の異常低下を生じ
たりして、発光領域の低下や、発光輝度の低下現象を生
じることを防止できる。

【００３２】側部１ｂのテーパー角度θは、好ましくは
基板１の成膜面に対して、θ＝３０〜８０度の角度を有
することが好ましい。また、テーパーは側部１ｂの少な
くとも基板開口側に形成されていればよく、その場合の
テーパーの深さは前記基板１の面位置と電極の成膜面と
の差と同等以上であればよい。

【００３３】このようなテーパーを形成する手段として
は、凹部１ａをドライエッチングする際に、エッチャン
トガスに酸素を混入すればよい。酸素を混入することに
より、エッチングの経過と共に、レジスト自体も浸食さ
れて行き、結果として凹部１ａの側部１ｂはテーパー状
に形成されることとなる。このようなエッチャントガス
として、例えばＳＦ₆ ＋Ａｒ＋Ｏ₂ 等の混合ガスを好ま
しく挙げることができるが、これらのガスに限定される
ものではない。また、混入するＯ₂ 濃度は形成する側部
１ｂのテーパー角度、つまりレジスト材の浸食速度と比
例関係にあることから、Ｏ₂ 濃度により、テーパー角度
を調整すればよい。なお、通常Ｏ₂ 濃度はＳＦ₆ ＋Ａｒ
に対し１〜１０％程度である。

【００３４】本発明の有機ＥＬ素子は、基板上にホール
注入電極と、電子注入電極と、これらの電極間に設けら
れた１種以上の有機層とを有する。有機層は、それぞれ
少なくとも１層のホール輸送層および発光層を有し、そ
の上に電子注入電極を有し、さらに最上層として保護電
極を設けてもよい。なお、逆積層の場合には積層順が上
記と逆になり、通常保護電極は必要としない。また、ホ
ール輸送層は省略可能である。そして、電子注入電極
は、蒸着、スパッタ法等、好ましくはスパッタ法で成膜
される仕事関数の小さい金属、化合物または合金で構成
される。

【００３５】順積層で成膜される電子注入電極の構成材
料としては、電子注入を効果的に行う低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ、Ｃｓ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｎｄ、Ｒ
ｂ、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｔａ、Ｙ、Ｙｂ等の金属元素単体、あ
るいは、ＢａＯ、ＢａＳ、ＣａＯ、ＨｆＣ、ＬａＢ₆、
ＭｇＯ、ＭｏＣ、ＮｂＣ、ＰｂＳ、ＳｒＯ、ＴａＣ、Ｔ
ｈＣ、ＴｈＯ₂、ＴｈＳ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＵＣ、Ｕ
Ｎ、ＵＯ₂、Ｗ₂Ｃ、Ｙ₂Ｏ₃、ＺｒＣ、ＺｒＮ、ＺｒＯ₂
等の化合物を用いると良い。または安定性を向上させる
ためには、金属元素を含む２成分、３成分の合金系を用
いることが好ましい。合金系としては、例えばＡｌ・Ｃ
ａ（Ｃａ：５〜２０at％）、Ａｌ・Ｉｎ（Ｉｎ：１〜１
０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．１〜２０at％未
満）、Ａｌ・Ｒ〔ＲはＹ，Ｓｃを含む希土類元素を表
す〕等のアルミニウム系合金やＩｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０
〜８０at％）等が好ましい。これらの中でも、特にＡｌ
単体やＡｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．４〜６．５（ただし６．
５を含まず）at％）または（Ｌｉ：６．５〜１４at
％）、Ａｌ・Ｒ（Ｒ：０．１〜２５、特に０．５〜２０
at％）等のアルミニウム系合金が圧縮応力が発生しにく
く好ましい。したがって、スパッタターゲットとして
は、通常このような電子注入電極構成金属、合金を用い
る。これらの仕事関数は４．５ｅＶ以下であり、特に仕
事関数が４．０ｅＶ以下の金属、合金が好ましい。

【００３６】電子注入電極の成膜にスパッタ法を用いる
ことにより、成膜された電子注入電極膜は、蒸着の場合
と比較して、スパッタされる原子や原子団が比較的高い
運動エネルギーを有するため、表面マイグレーション効
果が働き、有機層界面での密着性が向上する。また、プ
レスパッタを行うことで、真空中で表面酸化物層を除去
したり、逆スパッタにより有機層界面に吸着した水分や
酸素を除去できるので、クリーンな電極−有機層界面や
電極を形成でき、その結果、高品位で安定した有機ＥＬ
素子ができる。ターゲットとしては前記組成範囲の合金
や、金属単独でも良く、これらに加えて添加成分のター
ゲットを用いても良い。さらに、蒸気圧の大きく異なる
材料の混合物をターゲットとして用いても、生成する膜
とターゲットとの組成のズレは少なく、蒸着法のように
蒸気圧等による使用材料の制限もない。また、蒸着法に
比較して材料を長時間供給する必要がなく、膜厚や膜質
の均一性に優れ、生産性の点で有利である。

【００３７】スパッタ法により形成された電子注入電極
は緻密な膜なので、粗な蒸着膜に比較して膜中への水分
の進入が非常に少なく、化学的安定性が高く、長寿命の
有機ＥＬ素子が得られる。

【００３８】スパッタ時のスパッタガスの圧力は、好ま
しくは０．１〜５Paの範囲が好ましく、この範囲でスパ
ッタガスの圧力を調節することにより、前記範囲のＬｉ
濃度のＡｌＬｉ合金を容易に得ることができる。また、
成膜中にスパッタガスの圧力を、前記範囲内で変化させ
ることにより、上記Ｌｉ濃度勾配を有する電子注入電極
を容易に得ることができる。また、成膜ガス圧力と基板
ターゲット間距離の積が２０〜６５Pa・cmを満たす成膜
条件にすることが好ましい。

【００３９】スパッタガスは、通常のスパッタ装置に使
用される不活性ガスや、反応性スパッタではこれに加え
てＮ₂、Ｈ₂、Ｏ₂、Ｃ₂Ｈ₄、ＮＨ₃等の反応性ガスが使用
可能である。

【００４０】スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周
波スパッタ法等も可能であるが、成膜レートの制御が容
易であり、有機ＥＬ素子構造体へのダメージを少なくす
るためにはＤＣスパッタ法を用いることが好ましい。Ｄ
Ｃスパッタ装置の電力としては、好ましくは０．１〜１
０Ｗ／cm²、特に０．５〜７Ｗ／cm²の範囲である。ま
た、成膜レートは５〜１００nm／min 、特に１０〜５０
nm／min の範囲が好ましい。

【００４１】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、１nm以上、好ま
しくは３nm以上とすればよい。また、その上限値には特
に制限はないが、通常膜厚は３〜５００nm程度とすれば
よい。

【００４２】本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入電極の
上、つまり有機層と反対側には保護電極を設けてもよ
い。保護電極を設けることにより、電子注入電極が外気
や水分等から保護され、構成薄膜の劣化が防止され、電
子注入効率が安定し、素子寿命が飛躍的に向上する。ま
た、この保護電極は、非常に低抵抗であり、電子注入電
極の抵抗が高い場合には配線電極としての機能も有す
る。この保護電極は、Ａｌ、Ａｌおよび遷移金属（ただ
しＴｉを除く）、Ｔｉまたは窒化チタン（ＴｉＮ）のい
ずれか１種または２種以上を含有し、これらを単独で用
いた場合、それぞれ保護電極中に少なくとも、Ａｌ：９
０〜１００at％、Ｔｉ：９０〜１００at％、ＴｉＮ：９
０〜１００ mol％程度含有されていることが好ましい。
また、２種以上用いるときの混合比は任意であるが、Ａ
ｌとＴｉの混合では、Ｔｉの含有量は１０at％以下が好
ましい。また、これらを単独で含有する層を積層しても
よい。特にＡｌ、Ａｌおよび遷移金属は、後述の配線電
極として用いた場合、良好な効果が得られ、ＴｉＮは耐
腐食性が高く、封止膜としての効果が大きい。ＴｉＮ
は、その化学量論組成から１０％程度偏倚していてもよ
い。さらに、Ａｌおよび遷移金属の合金は、遷移金属、
特にＳｃ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｄ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｓ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｄ，ＰｔおよびＷ等
を、好ましくはこれらの総計が１０at％以下、特に５at
％以下、特に２at％以下含有していてもよい。遷移金属
の含有量は少ないほど、配線材として機能させた場合の
薄膜抵抗は下げられる。

【００４３】保護電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらに１００nm以上、特に１００〜１０００nmの範
囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、本発明の効果
が得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなっ
てしまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一
方、保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大き
くなるため、ダークスポットの成長速度が高くなってし
まう。なお、配線電極として機能させる場合の厚さは、
電子注入電極の膜厚が薄いために膜抵抗が高く、これを
補う場合には、通常１００〜５００nm 程度、その他の
配線電極として機能される場合には１００〜３００nm程
度である。

【００４４】電子注入電極と保護電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常１００〜１００
０nm程度とすればよい。

【００４５】電極成膜後に、前記保護電極に加えて、Ｓ
ｉＯ_X 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素
重合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよ
い。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の
厚さは５０〜１２００nm程度とする。保護膜は前記した
反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着
法、ＰＥＣＶＤ法等により形成すればよい。

【００４６】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐ
ために素子上に封止層を形成することが好ましい。封止
層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化
性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架
橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着
性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封す
る。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用い
ることもできる。

【００４７】次に、基板凹部に電子注入電極を成膜す
る、いわゆる逆積層の場合について説明する。

【００４８】いわゆる逆積層とする場合、本発明の有機
ＥＬ発光素子は、電子注入電極とホール注入電極とこれ
らの間に発光層とを有し、前記電子注入電極は発光層と
反対側に導電体層と、発光層側に酸化物であって厚さ５
nm未満、仕事関数４eV以下の非導電体層とを有する。こ
のように、酸化物の非導電帯層を設けることにより、有
機ＥＬ素子のパターンニング時に、有機物層等を積層す
る電子注入電極がすでに酸化物で覆われていることとな
り、電子注入電極の酸化に関しては無視して取り扱うこ
とができ、逆積層構造の有機ＥＬ素子を形成することが
できる。

【００４９】前記電子注入電極の導電体層の金属として
は、特に限定するものではないが好ましくはＴｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ等の遷移金属元素、錫ドープインジ
ウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープインジウム（ＩＺＯ）等の
導電性酸化物が挙げられる。さらにＴｉまたはＣｒ、あ
るいはこれらの窒化物が好ましい。ＴｉまたはＣｒ、あ
るいはこれらの窒化物を用いると、境界面でのオーミッ
ク性が改善される。

【００５０】このような導電体層の厚さは、電子注入を
十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは
５０〜５００nm、特に５０〜３００nmの範囲が好まし
い。導電体層に用いる金属の抵抗率は１×１０^-3〜１×
１０^-6Ω・cmの範囲が好ましい。

【００５１】この導電体層は蒸着法等によっても形成で
きるが、好ましくはスパッタ法、さらにはＤＣスパッタ
法により形成することが好ましい。スパッタガス、その
他の条件は上記の場合に準ずればよい。なお、ターゲッ
トとしては通常導電体層と同一材料を用いる。

【００５２】非導電体層の仕事関数を４eV以下にできる
酸化物としては、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂ
ａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｙ₂
Ｏ₃、ＣｅＯ₂等が挙げられ、好ましくは、ＭｇＯ、Ｃ
ａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、
Ｌａ₂Ｏ₃の１種、または２種以上が挙げられる。この
ような酸化物を２種以上用いる場合その混合比は任意で
あり、またこれらの酸化物は通常化学量論組成で存在す
るが、Ｏ量はこの組成からある程度偏倚していても良
く、前記各組成に対して±２０％程度の範囲内であれば
よい。このような非導電体層中の酸化物の存在は、ＸＲ
Ｄ（Ｘ線回折）から確認することができる。仕事関数を
４eV以下とすることにより、電子の注入効率が向上し、
ひいては発光効率も向上する。

【００５３】このような酸化物が発光層あるいは電子注
入・輸送層と直接接するため、金属が接する場合と比べ
発光層、電子注入・輸送層の安定性が向上し、しかも酸
化物であるため、特別な保護層を設けることなく、ガラ
ス封止層のみでの安定な動作が可能となる。

【００５４】このような仕事関数が４eV以下の非導電体
層の厚さは５nm未満であり、好ましくは２nm以下、より
好ましくは１〜２nmの範囲である。厚さが５nm以上の場
合、トンネル効果による導電体層からの電子の注入が困
難となる。厚さが２nm以下となると、トンネル効果によ
る電子の注入効率が向上する。厚さが１nm未満の場合に
は、製造時の膜強度や電子輸送能力の点で問題がある。

【００５５】この非導電体層は蒸着法等によっても形成
できるが、スパッタ法、特にＤＣスパッタ法により形成
することが好ましい。スパッタガス、その他の条件は上
記の場合に準ずればよい。なお、ターゲットとしては通
常非導電体層と同一材料を用いる。

【００５６】上記導電体層（例えばＡｌ）と非導電体層
（例えばＬａ₂Ｏ₃）との界面での反応による導電体層
の酸化を防止するため、両者の中間にバッファ層を設け
ることが好ましい。このバッファ層には、好ましくはＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｔａ等の金属、あるいはこれらの窒化物を用
いることが好ましい。バッファ層の厚さは１〜１０nm、
好ましくは１〜５nmの範囲がよい。

【００５７】このような、発光層と反対側に金属である
導電体層と、発光層側に酸化物であって厚さ５nm未満仕
事関数４eV以下の非導電体層とを有する電子注入電極全
体の厚さは、５０nm以上、好ましくは１００nm以上とす
ればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通
常膜厚は１００〜５００nmの範囲でよい。

【００５８】逆積層とした場合の本発明の有機ＥＬ素子
は、Ａｌ等の基板上にＴｉ等の導電体層を積層し、必要
によりバッファー層を設け、その上にＣａＯ等の非導電
体層を厚さ５nm未満に積層して電子注入電極とし、この
薄膜上にアルミキノリノール錯体などの発光材料を積層
し、さらに、ＴＰＤ等の正孔注入・輸送層を積層し、そ
の上にＩＺＯ等のホール注入電極をスパッタ法にて積層
し発光素子は、従来の有機ＥＬ素子とは電子注入電極と
ホール注入電極の位置関係が逆転し、ガラス封止側に発
光した光を取り出すためのホール注入電極がある構成と
なる。

【００５９】このため、有機ＥＬ素子形成後にフィルタ
ー層と封止ガラスとを設けることができ、有機ＥＬ素子
とフィルターとが別個独立となり、カラーディスプレイ
として製造する際の製造工程が簡単となり、歩留まりも
向上する。

【００６０】次に、本発明のＥＬ素子に設けられる有機
物層について述べる。

【００６１】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的
電子的にニュートラルな化合物を用いることが好まし
い。

【００６２】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有し、電子注入輸送
層は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機
能、電子を安定に輸送する機能およびホールを妨げる機
能を有するものであり、これらの層は、発光層に注入さ
れるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を
最適化させ、発光効率を改善する。

【００６３】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法
によっても異なるが、通常、５〜５００nm程度、特に１
０〜３００nmとすることが好ましい。

【００６４】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすれ
ばよい。ホールもしくは電子の、各々の注入層と輸送層
を分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上
とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ
の上限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５０
０nm程度である。このような膜厚については注入輸送層
を２層設けるときも同じである。

【００６５】本発明の有機ＥＬ素子の発光層には発光機
能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。この
ような蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６
４６９２号公報に開示されているような化合物、例えば
キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物か
ら選択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノ
ールないしその誘導体を配位子とする金属錯体色素など
のキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アント
ラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘
導体等が挙げられる。さらには、特願平６−１１０５６
９号のフェニルアントラセン誘導体、特願平６−１１４
４５６号のテトラアリールエテン誘導体等を用いること
ができる。

【００６６】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜１０wt% 、さらには０．
１〜５wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み合
わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特
性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可
能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。

【００６７】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００６８】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］、等がある。

【００６９】また、８−キノリノールないしその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【００７０】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【００７１】このほかのホスト物質としては、特願平６
−１１０５６９号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平６−１１４４５６号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。

【００７２】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。

【００７３】また、必要に応じて発光層は、少なくとも
一種以上のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種以
上の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ま
しく、この混合層中にドーパントを含有させることが好
ましい。このような混合層における化合物の含有量は、
０．０１〜２０wt% 、さらには０．１〜１５wt% とする
ことが好ましい。

【００７４】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に優勢な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こり難くなり、有
機化合物がダメージを受け難くなり、素子寿命がのびる
という利点があるが、前述のドーパントをこのような混
合層に含有させることにより、混合層自体のもつ発光波
長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移
行させることができるとともに、発光強度を高め、かつ
素子の安定性を向上させることができる。

【００７５】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００７６】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【００７７】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。

【００７８】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度を考慮する事で決定するが、一般
的には、ホール注入輸送性化合物の化合物／電子注入輸
送機能を有する化合物の重量比が、１／９９〜９９／
１、さらには１０／９０〜９０／１０、特には２０／８
０〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。

【００７９】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好
ましく、具体的には１〜８５nmとすることが好ましく、
さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすることが好
ましい。

【００８０】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させて
コーティングすることにより、発光層を所定の厚さに形
成する。

【００８１】また、ホール注入輸送層には、例えば、特
開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９
４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４
６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平
５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公
報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００
１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されて
いる各種有機化合物を用いることができる。例えば、テ
トラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミン
ないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級ア
ミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有する
オキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。こ
れらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用すると
きは別層にして積層したり、混合したりすればよい。

【００８２】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積
層することが好ましい。また陽電極表面には薄膜性の良
好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順
については、ホール注入輸送層を２層以上設けるときも
同様である。このような積層順とすることによって、駆
動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの
発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場
合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜も、
均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホ
ール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に
吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化
や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホール
注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着す
ることにより形成することができる。

【００８３】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム
（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールなしいその誘導体を
配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導
体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニ
ルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用い
ることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ねたもの
であってもよく、このような場合はトリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。電
子注入輸送層の形成は発光層と同様に蒸着等によればよ
い。

【００８４】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については電子注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。

【００８５】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００８６】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬの発光する光に合わせてカラーフィルターの特
性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよ
い。

【００８７】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。

【００８８】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【００８９】蛍光変換フィルター膜は、ＥＬ発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。

【００９０】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物（サブフタロ等も含
む）ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素系化合物
・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・クマリン系
化合物等を用いればよい。

【００９１】バインダーは基本的に蛍光を消光しないよ
うな材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷等
で微細なパターニングが出来るようなものが好ましい。
また、ＩＴＯ、ＩＺＯの成膜時にダメージを受けないよ
うな材料が好ましい。

【００９２】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要の無い場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。

【００９３】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真
空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた
場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以
下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超
えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高
くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低
下する。

【００９４】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりするこ
とができる。

【００９５】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００９６】本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動
型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動またはパル
ス駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜２
０V程度とされる。

【００９７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００９８】＜実施例１＞ガラス基板上に、富士ハント
（株）製レジスト材〔ＦＨ８８０：粘度１５cp〕を、ス
ピンコート法により、膜厚１．２μm 成膜した。次い
で、紫外線を所定のパターンに照射して露光し、現像液
にて未露光部分を除去し、縦２８０×横２８０μm²のサ
イズの画素を、２０μm 間隔をあけて、６４ドット×７
ライン、パターニングした。次いで、ＳｉＯ₂ エッチャ
ントに浸漬し、基板表面を１００nmの深さにエッチング
した。エッチング液から引き上げた基板を純水中に浸漬
しＮ₂バブリング洗浄し、さらに超音波洗浄した後、再
度純水中でＮ₂ バブリング洗浄を行った。

【００９９】次いで、基板をスパッタ装置に移し、ＤＣ
スパッタ法にて、錫ドープ酸化インジウム焼結体（Ｓｎ
Ｏ：１０wt％）をターゲットとして、ＩＴＯ電極を１０
０nm成膜した。このときのに成膜条件は、投入電力１０
０Ｗ、スパッタ時の圧力０．５Pa、スパッタガスはＡｒ
＋１％Ｏ₂ であった。

【０１００】ＩＴＯ透明電極が成膜された基板をＮＭＰ
（Ｎ−メチルピロリドン）溶液中に浸漬し、レジスト層
を除去し、上記パターンの凹部内にＩＴＯ電極層が形成
された基板を得た。形成されたＩＴＯ透明電極と基板の
面位置は略同一であった。

【０１０１】ＩＴＯからなるホール注入電極が成膜され
た基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超
音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し
た。次いで、表面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、真空蒸着装
置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以下
まで減圧した。４，４’，４”−トリス（−Ｎ−（３−
メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニル
アミン（以下、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を蒸着速度０.２nm
／sec.で４０nmの厚さに蒸着し、ホール注入層とし、次
いで減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’
−ビフェニル（以下、ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm／se
c.で３５nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。さら
に、減圧を保ったまま、トリス（８−キノリノラト）ア
ルミニウム（以下、Ａｌｑ3 ）を蒸着速度０.２nm／se
c.で５０nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発光層と
した。次いで減圧を保ったまま、ＭｇＡｇを共蒸着（２
元蒸着）で蒸着速度比Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１にて２００
nmの厚さに成膜し、電子注入電極とした。

【０１０２】得られた有機ＥＬ素子に乾燥空気雰囲気中
で、輝度が１００cd／m² 得られるように駆動した。６
４ドット×７ラインの各画素の発光を評価したところ、
全て正常な発光であり、発光異常は確認できなかった。

【０１０３】＜実施例２＞実施例１において、形成され
たＩＴＯ透明電極の表面と、基板の面位置との差を３０
nmとした他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得
た。

【０１０４】得られた有機ＥＬ素子を乾燥空気雰囲気
中、８０℃で、電流密度１０mA／cm²にて５００時間の
加速評価試験を行った。

【０１０５】６４ドット×７ラインの各画素の発光を評
価したところ、各画素の周囲５００μm の領域で輝度の
低下が確認された。

【０１０６】＜実施例３＞実施例１において、形成され
たＩＴＯ透明電極の表面と、基板の面位置との差を２０
nmとした他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得
た。

【０１０７】得られた有機ＥＬ素子を、実施例２と同様
にして５００時間の加速評価試験を行ったところ、６４
ドット×７ラインの各画素の周囲５０μm の領域で輝度
の低下が確認された。

【０１０８】＜実施例４＞実施例１において、基板凹部
の側部を４５°のテーパーとし、形成されたＩＴＯ透明
電極の表面と、基板の面位置との差を２０nmとした他
は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。

【０１０９】得られた有機ＥＬ素子を、実施例２と同様
にして５００時間の加速評価試験を行ったところ、６４
ドット×７ラインの各画素の周囲５μm 以下の領域で輝
度の低下が確認された。

【０１１０】＜実施例５＞実施例１において、基板上に
凹部を形成した後、導電体層をＴｉをターゲットとし
て、ＤＣスパッタ法にて導電体層を成膜、パターニング
した。この導電体層は１nmの厚さに成膜した。続けてス
パッタ法にてＣａＯをターゲットとして非導電体層を、
レート１０nm／min で、１nmの厚さに成膜し、電子注入
電極とした。このときのスパッタガスにはＡｒを用い、
スパッタ時のスパッタガス圧は１Paとした。また、投入
電力は、１００Ｗ、基板・ターゲット間は８cmであっ
た。基板面と、電子注入電極表面とはほぼ同位置であっ
た。

【０１１１】この電子注入電極が形成された基板を、中
性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、
次いで煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。さら
にこの電子注入電極表面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、真空
蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4
Pa以下まで減圧した。

【０１１２】次いで、減圧を保ったまま、Ａｌｑ³：ト
リス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．
２nm/secで５０nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発
光層とした。

【０１１３】さらに、減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジア
ミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ）を蒸着速度０．
２nm/secで５５nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とし
た。

【０１１４】次いで、真空蒸着装置からスパッタ装置に
移し、ＲＦスパッタ法にて、ターゲットにＩｎ₂Ｏ₃に
ＺｎＯを５％ドープしたものを用い、ＩＺＯ透明電極薄
膜を、レート５０オングストローム／min で、１７０nm
の厚さに成膜し、陽電極とした。このときのスパッタガ
スにはＡｒを用い、ガス圧は室温で１Paとした。また、
投入電力は周波数１３．５６ＭHZで１Ｗ／cm² 、基板・
ターゲット間は８cmであった。このときの透明電極のシ
ート抵抗は１７Ω／□であり、その膜組成はターゲット
と同一であった。

【０１１５】最後に、保護層を設けることなく透明ガラ
スを接着してガラス封止層として設け、有機ＥＬ素子を
得た。

【０１１６】得られた、有機ＥＬ素子を実施例１と同一
条件で駆動したところ、ほぼ同様の結果が得られた。

【０１１７】＜比較例１＞実施例１において、基板をエ
ッチング処理することなくＩＴＯ電極を成膜し、これに
従来用いられている方法により層間絶縁膜を設けて、パ
ターニングした他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子
を得た。

【０１１８】得られた、有機ＥＬ素子を実施例１と同一
条件で駆動したところ、ほぼ同様の結果が得られた。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複雑な表
示パターンや高表示品質のディスプレイへの対応が容易
で、発光面積が広く、発光効率の高い有機ＥＬ素子を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一構成例を示す断面図
で、基板の凹部にホール注入電極を形成した状態を示し
た図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示した図
で、基板上にレジスト層を形成した状態を示した断面図
である。

【図３】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示した図
で、基板上のレジスト層を露光・現像した状態を示した
断面図である。図である。

【図４】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示した図
で、基板上をジスト層のパターンに沿ってエッチングし
た状態を示した断面図である。

【図５】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示した図
で、エッチングされた基板・レジスト層上にホール注入
電極を形成した状態を示した断面図である。

【図６】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示した図
で、ホール注入電極形成後に、レジスト層を除去し、基
板凹部にのみホール注入電極を形成した状態を示した断
面図である。

【図７】凹部の側部をテーパー状に形成した状態を示し
た断面図である。

【図８】従来の有機ＥＬ素子の、ホール注入電極の周囲
に層間絶縁膜を設ける構成例を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板２ホール注入電極３レジスト層３ａ凹部３ｂ側部５層間絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にホール注入電極と、電子注入電
極と、これらの電極間に設けられた１種以上の有機層と
を有し、前記基板はホール注入電極または電子注入電極が成膜さ
れる面に凹部を有し、この凹部に前記ホール注入電極ま
たは電子注入電極が形成されている有機ＥＬ素子。
【請求項２】前記基板の面位置と成膜されたホール注
入電極の表面の位置との差が±２０nm以内である請求項
１の有機ＥＬ素子。
【請求項３】前記凹部は、少なくとも基板に開口する
部分がテーパー状に形成されている請求項１または２の
有機ＥＬ素子。
【請求項４】前記テーパーは基板の成膜面に対して３
０〜８０度の角度を有する請求項１〜３のいずれかの有
機ＥＬ素子。
【請求項５】ガラス基板の表面を所定のパターンにエ
ッチングして凹部を設け、この基板の凹部にホール注入電極を成膜し、さらに層間絶縁膜を設けることなく有機層を積層する有
機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】前記エッチングはウエットエッチングで
ある請求項５の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】前記エッチングはドライエッチングであ
る請求項５の有機ＥＬ素子の製造方法。