(57)【要約】【課題】トップエミッション型の発光装置において発光素子の導電性が劣化することを抑制する。【解決手段】第１基板１０と、第１基板１０上に形成された光反射層１４と、光反射層１４上に形成された画素電極１６と、画素電極１６上に形成された発光機能層１８と、発光機能層１８上に形成された電子注入層２０と、電子注入層２０上に形成されて半透過反射性を有する対向電極２２と、を具備し、対向電極２２はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、対向電極２２の抵抗率が３１×１０−８Ω・ｍ以下になるように設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された光反射層と、
前記光反射層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された発光機能層と、
前記発光機能層上に形成された電子注入層と、
前記電子注入層上に形成されて半透過反射性を有する第２電極と、を具備し、
前記第２電極はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、Ａｇ比率が５０原子％以上９８原子％以下である、
発光装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成された光反射層と、
前記光反射層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された発光機能層と、
前記発光機能層上に形成された電子注入層と、
前記電子注入層上に形成されて半透過反射性を有する第２電極と、を具備し、
前記第２電極はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、前記第２電極の抵抗率が３１×１０−８Ω・ｍ以下になるように設定される、
発光装置。
【請求項３】
前記第２電極は、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属と、Ａｇとの合金である、
請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２電極はＭｇＡｇである、
請求項１から請求項３の何れかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記電子注入層は、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉｑ、ＭｇＯ、ＣａＦ２のうちの何れかからなり、その膜厚は０．５ｎｍ〜２ｎｍである、
請求項１から請求項４の何れかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記電子注入層はＬｉＦである、
請求項１から請求項５の何れかに記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかに記載の発光装置を具備する電子機器。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の発光装置を製造する方法であって、
前記基板上に前記光反射層を形成する工程と、
前記光反射層上に前記第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に前記発光機能層を形成する工程と、
前記発光機能層上に前記電子注入層を形成する工程と、
前記電子注入層上に前記第２電極を形成する工程と、を備え、
前記電子注入層上に前記第２電極を形成する工程では、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属とＡｇとを前記電子注入層上に共蒸着させて前記第２電極を形成する、
発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記電子注入層上に前記第２電極を形成する工程において、前記金属と前記Ａｇとの蒸着速度比は、２：１〜１：５０の範囲である、
請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２電極はＭｇＡｇであり、
前記電子注入層はＬｉＦである、
請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の発光素子を利用した発光装置、及びそのような発光装置を備えた電子機器、ならびに発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（electroluminescent）素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード（organic light emitting diode、以下「ＯＬＥＤ」という）素子などの発光素子を用いた発光装置が各種提案されている。この種の発光装置に用いられる発光素子は、有機ＥＬ材料などで形成される発光層が２つの電極に挟まれた構造であることが一般的である。
【０００３】
例えば特許文献１には、アノードと、アノード上に形成される有機発光媒体と、有機発光媒体上に形成されるカソードとから構成される発光素子が開示されている。特許文献１において、有機発光媒体のうちアノードに接する領域は正孔輸送領域として作用する一方、カソードに接する領域は電子輸送領域として作用する。また、特許文献１において、カソードはＭｇＡｇ（マグネシウム銀合金）で形成され、その組成はＭｇ：Ａｇ＝１０：１である。
【特許文献１】特許第２７２３２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、基板上にアノードを形成し、アノード上に有機発光媒体を形成し、有機発光媒体上にカソードを形成したうえで、有機発光媒体で発光した光を基板とは反対側のカソード側から取り出す構成（トップエミッション）を採用する場合、カソードには高透過性が求められるため、その膜厚を極力薄くすることが望ましい。しかしながら、特許文献１の構成においてカソードの膜厚を薄くすると、その抵抗値は膜厚と反比例するために著しく高い値を示す。このため、発光素子の導電性が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
このような事情を背景として、本発明は、トップエミッション型の発光装置において発光素子の導電性が劣化することを抑制するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、基板と、基板上に形成された光反射層と、光反射層上に形成された第１電極と、第１電極上に形成された発光機能層と、発光機能層上に形成された電子注入層と、電子注入層上に形成されて半透過反射性を有する第２電極と、を具備し、第２電極はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、Ａｇ比率が５０原子％以上９８原子％以下であることを特徴とする。
本構成によれば、電子注入層を用いＡｇ比率範囲を上記範囲内に設定することにより、電子注入性が改善され、発光効率が向上する。
また、本発明に係る発光装置は、基板と、基板上に形成された光反射層と、光反射層上に形成された第１電極と、第１電極上に形成された発光機能層と、発光機能層上に形成された電子注入層と、電子注入層上に形成されて半透過反射性を有する第２電極と、を具備し、第２電極はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、第２電極の抵抗率が３１×１０−８Ω・ｍ以下になるように設定されることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、第２電極はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、第２電極の抵抗率が３１×１０−８Ω・ｍ以下になるように設定されるから、発光素子の導電性が劣化することを抑制できるという利点がある。
【０００８】
また、本発明に係る発光装置として、第２電極は、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属と、Ａｇとの合金である態様とすることができる。より具体的には、第２電極はＭｇＡｇである態様とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る発光装置として、電子注入層は、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉｑ、ＭｇＯ、ＣａＦ２のうちの何れかからなる態様とすることができる。より具体的には、電子注入層はＬｉＦである態様とすることができる。
【００１０】
ここで、電子注入層は絶縁材料で形成されるから、その膜厚が大きいと、発光素子を発光させる際に当該発光素子に印加される電圧（駆動電圧）の値が大きくなってしまう。駆動電圧の値が増大することを抑制するためには、電子注入層の膜厚を０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲とすることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る発光装置は各種の電子機器に利用される。この電子機器の典型例は、発光装置を表示装置として利用した機器である。この種の機器としては、パーソナルコンピュータや携帯電話機などがある。
【００１２】
本発明に係る発光素子の製造方法は、基板上に前記光反射層を形成する工程と、光反射層上に第１電極を形成する工程と、第１電極上に発光機能層を形成する工程と、発光機能層上に電子注入層を形成する工程と、電子注入層上に第２電極を形成する工程と、を備え、電子注入層上に第２電極を形成する工程では、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属とＡｇとを電子注入層上に共蒸着させて第２電極を形成することを特徴とする。
【００１３】
より具体的には、電子注入層上に第２電極を形成する工程において、金属とＡｇとの蒸着速度比は、２：１〜１：５０の範囲である態様とすることもできる。この態様によれば、第２電極の抵抗率が３１×１０−８Ω・ｍ以下になるように製造することができるから、発光素子の導電性が劣化することを抑制できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
＜Ａ：第１実施形態＞
＜Ａ−１：発光装置の構造＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置Ｄ１の構造を示す断面図である。図１に示すように、発光装置Ｄ１は複数の発光素子Ｕ（Ｕｒ，Ｕｇ，Ｕｂ）が第１基板１０の面上に配列された構成となっている。各発光素子Ｕは複数の色彩（赤色・緑色・青色）の何れかに対応した波長の光を発生する要素である。これら各要素において、発光機能層は共通であり、後述する反射層と半反射性を有する対向電極に挟まれた光学長を各発光要素で調整して、共振現象を最適化することにより、各発光要素に対応した発光波長を取り出す。本実施形態では、上述した共振効果により、発光素子Ｕｒは赤色光を出射し、発光素子Ｕｇは緑色光を出射し、発光素子Ｕｂは青色光を出射する。本実施形態における発光装置Ｄ１は、各発光素子Ｕにて発生した光が第１基板１０とは反対側に向かって出射するトップエミッション型である。したがって、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を第１基板１０として採用することができる。
【００１５】
第１基板１０には、発光素子Ｕに給電して発光させるための配線が配置されているが、配線の図示は省略する。また、第１基板１０には、発光素子Ｕに給電するための回路が配置されているが、回路の図示は省略する。
【００１６】
図１に示すように、第１基板１０上には隔壁１２（セパレータ）が形成される。この隔壁１２は、第１基板１０上の表面上の空間を発光素子Ｕごとに仕切るものであり、絶縁性の透明材料、例えばアクリル、ポリイミドなどにより形成されている。
【００１７】
複数の発光素子Ｕの各々は、光反射層１４、画素電極１６（第１電極）、発光機能層１８、電子注入層２０、対向電極２２（第２電極）を有する。図１に示すように、第１基板１０上には複数の光反射層１４が形成される。これらの光反射層１４は各発光素子Ｕに対応して配置される。各光反射層１４は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例えばアルミニウムや銀などの単体金属、またはアルミニウムや銀を主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、光反射層１４として、株式会社フルヤ金属製の商品名「ＡＰＣ」（銀の合金）が使用され、その膜厚は８０ｎｍである。
【００１８】
図１に示す画素電極１６は陽極であり、光反射層１４上に形成されて隔壁１２で包囲される。画素電極１６は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide、出光興産株式会社の登録商標）、またはＺｎＯ２のような透明酸化物導電材料から形成される。本実施形態では、画素電極１６はＩＴＯで形成され、その膜厚は発光素子Ｕの発光色ごとに相違する。その詳細な内容については後述する。ＩＴＯの膜厚を各発光要素で共通として、光反射層１４とＩＴＯとの間にＳｉＮやＳｉＯ２などの透明層を挿入して、この膜厚を制御して各発光要素に対応した光学長を得ることもできる。
また、光反射層１４と画素電極１６を兼用することもできる。例えばＡｇなどでは仕事関数が高く、正孔注入層に正孔を注入することができる。この場合、共振現象を最適化するために、各発光要素における光学長の調整は、発光機能層にて行なうことになる。
【００１９】
図１に示すように、発光機能層１８は各画素電極１６および隔壁１２を覆うように形成される。すなわち、発光機能層１８は複数の発光素子Ｕにわたって連続しており、発光機能層１８の特性は複数の発光素子Ｕについて共通である。詳細な図示は省略するが、発光機能層１８は、画素電極１６上に形成された正孔注入層と、正孔注入層上に形成された正孔輸送層と、正輸送層上に形成された発光層と、発光層上に形成された電子輸送層とからなる。
【００２０】
本実施形態では、正孔注入層として、出光興産株式会社製の商品名「ＨＩ−４０６」が使用され、その膜厚は４０ｎｍである。また、正孔輸送層として、出光興産株式会社製の商品名「ＨＴ−３２０」が使用され、その膜厚は１５ｎｍである。なお、正孔注入層および正孔輸送層を、正孔注入層と正孔輸送層の機能を兼ねる単一の層で形成することもできる。同様の機能を有すれば、他の材料も同様に用いることができる。
【００２１】
発光層は、正孔と電子が結合して発光する有機ＥＬ物質から形成されている。本実施形態では、有機ＥＬ物質は低分子材料であって、白色光を発する。発光層のホスト材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＨ−２３２」が使用され、そのホスト材料中に、赤色、緑色、青色のドーパントが混合されている。本実施形態では、赤色ドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＲＤ−００１」が使用され、緑色ドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＧＤ−２０６」が使用され、青色ドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＤ−１０２」が使用される。本実施形態では、発光層の膜厚は６５ｎｍである。同様の機能を有すれば、他の材料も同様に用いることができる。
【００２２】
本実施形態では、電子輸送層はＡｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）で形成され、その膜厚は１０ｎｍである。同様の機能を有すれば、他の材料も同様に用いることができる。
【００２３】
図１に示す電子注入層２０は、発光機能層１８への電子注入効率を向上させるためのものであり、発光機能層１８を覆うように形成される。すなわち、電子注入層２０は複数の発光素子Ｕにわたって連続している。発光機能層１８への電子注入効率を向上させるためには、陰極である対向電極２２と発光機能層１８との間の電位障壁が小さいことが望ましいから、電子注入層２０としては、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉｑ、ＭｇＯ、ＣａＦ２などのアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物（特に弗化物）または酸化物などの金属化合物やキノリノール錯体が好適に採用される。本実施形態においては、電子注入層２０としてＬｉＦ（フッ化リチウム）が採用される。
【００２４】
また、電子注入層２０は絶縁材料で形成されるから、その膜厚が大きいほど発光素子Ｕの駆動電圧も増大する。発光素子Ｕの駆動電圧の値が増大することを抑制するためには、電子注入層２０の膜厚は０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲内であることが好ましい。本実施形態では、電子注入層２０の膜厚は１ｎｍに設定される。ただし、キノリノール錯体は電子輸送性を有するため、電子輸送層を兼ねて４０ｎｍ程度までは積層することができる。
【００２５】
図１に示す対向電極２２は陰極であり、電子注入層２０を覆うように形成される。すなわち、対向電極２２は複数の発光素子Ｕにわたって連続している。対向電極２２は、その表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過反射層として機能し、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属と、Ａｇとの合金から形成される。本実施形態では、対向電極２２はＭｇＡｇ（マグネシウム銀合金）で形成される。後述するように、本実施形態においては、ＭｇおよびＡｇを電子注入層２０上に共蒸着させて対向電極２２を形成する。
【００２６】
また、対向電極２２の透過性を確保するためには、対向電極２２の膜厚は３０ｎｍ以下であることが好ましい。ただし、あまり薄いと対向電極２２の抵抗が高くなり、パネル駆動しにくくなるため、厚みは１０ｎｍ以上あることが好ましい。本実施形態では、対向電極２２の膜厚は１６ｎｍに設定した。
【００２７】
発光機能層１８、電子注入層２０、対向電極２２は複数の発光素子Ｕに共通であるが、個々の画素電極１６は他の画素電極１６から離れているため、個々の画素電極１６と対向電極２２との間で電流が流れたときには、その画素電極１６に重なった位置でのみ発光機能層１８が発光する。つまり、隔壁１２は複数の発光素子Ｕを区分している。
【００２８】
本実施形態に係る発光装置Ｄ１においては、光反射層１４と対向電極２２との間で発光機能層１８が発する光を共振させる共振器構造が形成される。すなわち、発光機能層１８が発する光は光反射層１４と対向電極２２との間で往復し、共振によって特定の波長の光が強められて対向電極２２を透過して観察側（図１の上方）に進行する（トップエミッション）。
【００２９】
発光素子Ｕｒでは発光機能層１８で発した白色光のうち赤色が強められ、発光素子Ｕｇでは緑色が強められ、発光素子Ｕｇでは青色が強められるように、各発光素子Ｕにおける画素電極１６の膜厚が調整される。より具体的には、本実施形態においては、発光素子Ｕｒにおける画素電極１６の膜厚は１１０ｎｍに設定され、発光素子Ｕｇにおける画素電極１６の膜厚は７０ｎｍに設定され、発光素子Ｕｂにおける画素電極１６の膜厚は３０ｎｍに設定される。
【００３０】
図１に示すように、対向電極２２上には、発光素子Ｕに対する水や外気の浸入を防ぐための保護層であって、無機材料からなるパシベーション層２４が形成される。パシベーション層２４は、窒化珪素や酸窒化珪素などのガス透過率が低い無機材料から形成される。本実施形態では、パシベーション層２４は酸窒化珪素で形成され、その膜厚は２２５ｎｍである。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態では、第１基板１０上に形成された複数の発光素子Ｕと対向するように第２基板３０が配置される。第２基板３０はガラスなどの光透過性を有する材料で形成される。第２基板３０のうち第１基板１０との対向面には、カラーフィルタ３２および遮光膜３４が形成される。遮光膜３４は、各発光素子Ｕに対応して開口３６が形成された遮光性の膜体である。開口３６内にはカラーフィルタ３２が形成される。
【００３２】
本実施形態では、発光素子Ｕｒに対応する開口３６内には赤色光を選択的に透過させる赤色用カラーフィルタ３２ｒが形成され、発光素子Ｕｇに対応する開口３６内には緑色光を選択的に透過させる緑色用カラーフィルタ３２ｇが形成され、発光素子Ｕｂに対応する開口３６内には青色光を選択的に透過させる青色用カラーフィルタ３２ｂが形成される。
【００３３】
カラーフィルタ３２および遮光膜３４が形成された第２基板３０は、封止層２６を介して第１基板１０と貼り合わされる。封止層２６は、透明の樹脂材料、例えばエポキシ樹脂などの硬化性樹脂から形成される。
【００３４】
図２は、本実施形態の発光素子Ｕｇの対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１、２：１、１：１、１：３、１：９、１：２０、１：５０、および０：１００の場合の各々についての各種データの測定結果を示す図である。図２に示す抵抗率は対向電極２２の抵抗率を表す。また、図２において、電圧、電流効率、電力効率の各データは、対向電極２２に流れる電流の密度を１７．５ｍＡ／ｃｍ２に設定したときのデータである。図２に示す電圧は画素電極１６と対向電極２２との間に印加される電圧を表す。また、図２に示す電流効率は発光素子Ｕｇにおける電流１Ａ当たりの発光強度を表す。さらに、図２に示す電力効率は発光素子Ｕｇにおける電力１Ｗ当たりの発光強度を表す。なお、図２においては、緑色光を出射する発光素子Ｕｇのみについての各種データの測定結果が示されているが、他の発光素子ＵｒおよびＵｂについても同様の結果となる。
【００３５】
図２（対向電極２２の膜厚は１６ｎｍ）に示されるように、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合における抵抗率は、他の場合に比べて著しく高い値を示すことが分かる。発光素子の導電性の劣化を抑制するためには、対向電極２２の抵抗率は３１×１０−８Ω・ｍ以下であることが好ましく、本実施形態では、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比の下限値（Ａｇの蒸着速度の比率が最小のときのＭｇおよびＡｇの蒸着速度比）は２：１に設定される。なお、蒸着速度比は、蒸着サンプルをＸＲＦ分析した結果、原子数比率とほぼ一致することが分かった。
【００３６】
次に、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比の上限値（Ａｇの蒸着速度の比率が最大のときのＭｇおよびＡｇの蒸着速度比）について説明する。図２に示されるように、Ａｇの蒸着速度の比率が増加するにつれてその抵抗率は減少していくため、Ａｇの蒸着速度の比率が大きいほど、各発光要素を集積してパネル化した場合、各発光要素への給電能力は高められることになる。
【００３７】
ここで、対向電極２２がＡｇのみから形成される場合（ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が０：１０の場合）を想定する。Ａｇ原子間には互いに結合しようとする力（凝集しようとする力）が働くから、対向電極２２がＡｇのみで形成される場合においてその膜厚が３０ｎｍ以下であると、Ａｇ原子同士が凝集して島状になってしまい、膜が不連続になってしまう。本実施形態における対向電極２２の膜厚は１６ｎｍであるから、当該対向電極２２をＡｇのみで形成する場合には、Ａｇ原子同士が凝集して島状になってしまい、膜が不連続になってしまう。これにより、対向電極２２の抵抗率は測定不可能なほどの高い値を示す。
【００３８】
図３は、発光素子Ｕｇの対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合、３：１の場合、１：１の場合、１：３の場合、１：１０の場合、０：１０の場合の各々における当該対向電極２２の表面粗さを示す図である。図３に示されるように、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が０：１０の場合（対向電極２２がＡｇのみから形成される場合）における対向電極２２の表面粗さを示す値は、他の場合における対向電極２２の表面粗さを示す値に比べて大きい。すなわち、対向電極２２がＡｇのみから形成される場合は、Ａｇ原子同士が凝集することによって凹凸部が発生していることが分かる。一方、対向電極２２がＭｇとＡｇとの合金で形成される場合は、Ａｇ原子間にＭｇ原子が介在することによってＡｇ原子同士の凝集が抑制されるから、対向電極２２がＡｇのみから形成される場合に比べて凹凸部の発生が抑制されることが分かる。
【００３９】
以上より、Ａｇの蒸着速度の比率が大きいほどその抵抗率は減少するものの、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が０：１００に近づくと、Ａｇ原子同士が凝集して島状になってしまうために対向電極２２の抵抗率が著しく高い値を示し、パネル化した場合の、各発光要素への給電性能が劣化するという問題が起こる。このため、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比の上限値は、給電性能の劣化を抑制できる範囲で設定する必要がある。
【００４０】
図４は、発光素子Ｕｇの対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合、１：９の場合、１：２０の場合、１：５０の場合の各々について、画素電極１６と対向電極２２との間に印加される電圧と、対向電極２２における電流密度との関係を示す図である。図４において、Ｍｇに対するＡｇの比率が高まると、定電圧での電流密度が高まる、すなわち効率的に電流を注入できることが分かる。これは、電子注入層としてＬｉＦを用いた場合、対向電極２２（陰極）を形成するＭｇＡｇ中のＡｇ比率が高まると、電子注入性が改善されるためである。
【００４１】
図５は、発光素子Ｕｇの対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合、１：９の場合、１：２０の場合、１：５０の場合の各々について、画素電極１６と対向電極２２との間に印加される電圧と、発光素子Ｕｇの輝度との関係を示す図である。図５において、Ａｇ比率が高まると、定電圧での輝度が高まることが分かる。これは、先の図４で示した電流注入性の改善と、Ａｇ比率が高まることにより光取り出し損失が低減し、効率的に光を取り出せるようになったためと考えられる。
図６にＭｇＡｇ薄膜のＡｇ比率を変化させた場合の屈折率特性を示した。
【００４２】
また、図７にＭｇＡｇ薄膜のＡｇ比率および膜厚を変化させた場合の光損失特性を示した。図７の縦軸における「Ｒ」はＭｇＡｇ薄膜の反射率を示し、「Ｔ」は透過率を示す。そして、１−（Ｒ＋Ｔ）はＭｇＡｇ薄膜の光の吸収率を示し、この値が大きいほど光損失が大きい。
【００４３】
図７において、ＭｇＡｇ薄膜の膜厚が１１ｎｍであってＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合と、膜厚が１０ｎｍであってＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１：１０の場合とを比較すると、同じような膜厚（１０〜１１ｎｍ）でのＭｇＡｇ比率に応じた光損失の違いが分かる。図７に示されるように、ＭｇおよびＡｇの蒸着比が１：１０の場合は、１６ｎｍまで膜厚が厚くなっても大きな光損失にはならないことが分かる。このため、Ａｇ比率を高めると、光取り出し効率が向上する。
【００４４】
図８は、発光素子Ｕｇの対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１０：１の場合、１：９の場合、１：２０の場合、１：５０の場合の各々について、発光素子Ｕｇに流れる電流密度と、発光素子Ｕｇの輝度との関係を示す図である。図８において、Ａｇ比率が高まると一定電流での輝度は高まることが分かる。これは電子注入層としてＬｉＦを用いた場合には、その上に積層する陰極（対向電極２２）においてＡｇ比率が高まると電子注入性が改善されるためである。さらに、Ａｇ比率が高まると、陰極の光学定数が改善され、光損失が減少し、光取り出し効率が改善される。
【００４５】
以上より、Ｍｇ：Ａｇの比率は１：２０辺りが最適であることが分かる。
【００４６】
ここで、図４、図５、図８に示されるように、Ａｇ比率が高まると電流は入りやすく、輝度は出やすくなるが、Ｍｇ：Ａｇ＝１：５０では電流は若干入りにくくなり、輝度も出にくくなる。本実施形態では、Ｍｇ：Ａｇ＝１：２０で最適なところがある。発光面観察すると、Ｍｇ：Ａｇ＝１：５０では陰極の表面が荒れることによる発光不良が観察され、Ｍｇ含有量が少なすぎることによる膜質の低下による特性劣化が見られる。従って、Ａｇ含有量の上限は９８％と判断するのが適切である。
【００４７】
以上より、本実施形態においては、対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比は２：１〜１：５０の範囲に設定される。
また、本実施形態に示した発光素子を用いて、表示サイズが８インチ、画素開口率が６０％、カラーフィルターと円偏光板を装着し、表示輝度が１５０ｃｄ／ｍ２と仮定してパネル計算を行うと、陰極に要求されるシート抵抗はおよそ４．５Ω／□となる。図２に示した抵抗率から、陰極厚み１６ｎｍでのシート抵抗を見積もるとＭｇ：Ａｇ＝１：２０で、およそ４．５Ω／□となり、この要求特性を満足できる。
このように本実施形態によれば、対向電極２２の抵抗率を所定基準値以下（３１×１０−８Ω・ｍ以下）に設定することができるから、発光素子の導電性を良好な状態にすることができるという利点がある。
【００４８】
ところで、図２において、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１：３、１：９、１：２０、１：５０、０：１００の場合の各々における電流効率および電力効率の値は、他の場合に比べて高い値を示している。これは、対向電極２２におけるＡｇの含有率が所定の基準値（５０原子％）を超えると、電子注入層２０であるＬｉＦの電子注入性が十分に発揮されて発光素子の導電性が一層向上するためである。従って、電子注入層２０の電子注入性を十分に発揮させて発光素子の導電性をより良好な状態にするために、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比を１：１〜１：５０（より好ましくは１：３〜１：５０）の範囲に設定することもできる。
【００４９】
＜Ａ−２：発光装置の製造方法＞
次に、図９および図１０を参照しながら、本実施形態の発光装置Ｄ１を製造する方法について説明する。
【００５０】
先ず、公知の手法で第１基板１０上に複数の光反射層１４をマトリクス状に形成し（図９の工程Ｐ１）、光反射層１４上に画素電極１６を形成する（図９の工程Ｐ２）。続いて、隔壁１２を格子状に形成する（図９の工程Ｐ３）。例えば隔壁１２の材料となるアクリルまたはポリイミドに感光性材料を混合して、フォトリソグラフィーの手法で露光により隔壁１２をパターニングすることができる。
【００５１】
次に、蒸着などの公知の手法で隔壁１２および画素電極１６を覆うように発光機能層１８を形成し（図９の工程Ｐ４）、発光機能層１８上に電子注入層２０を形成する（図９の工程Ｐ５）。さらに、電子注入層２０上に対向電極２２を形成する（図９の工程Ｐ６）。
【００５２】
工程Ｐ６では、ＭｇおよびＡｇを電子注入層２０上に共蒸着させて対向電極２２を形成する。上述したように、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比を２：１〜１：５０の範囲内で設定することが好適である。
【００５３】
次いで、対向電極２２上にパシベーション層２４を形成する（図１０の工程Ｐ７）。さらに、パシベーション層２４上に封止層２６を塗布したうえで、カラーフィルタ３２および遮光膜３４が形成された第２基板３０を貼り合わせる（図１０の工程Ｐ８）。以上が本実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法である。
【００５４】
＜Ｂ：第２実施形態＞
第２実施形態においては、対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が１：９に設定される。その他の構成は上述の第１実施形態と同じであるから重複する部分については説明を省略する。
【００５５】
図１１は、第２実施形態の発光素子Ｕｇにおける対向電極２２の膜厚が１０ｎｍの場合、１３ｎｍの場合、１６ｎｍの場合の各々についての各種データの測定結果を示す図である。図１１に示すシート抵抗は対向電極２２のシート抵抗を表し、図１１に示す電圧、電流効率、電力効率の各データは、対向電極２２に流れる電流の密度を１７．５ｍＡ／ｃｍ２に設定したときのデータである。なお、図示は省略しているが、対向電極２２の膜厚が２０ｎｍの場合における各種データの値は、膜厚が１６ｎｍの場合における各種データの値と同等である。
【００５６】
図１１に示されるように、対向電極２２の膜厚が大きいほどそのシート抵抗は小さくなり、電圧、電流効率、電力効率などの特性はほぼ保持されることが分かる。すなわち、対向電極２２の膜厚は、対向電極２２の透過性を確保できる３０ｎｍ以下の範囲内においてその値が大きいほど好ましい。また、対向電極２２の膜厚が大きいほど共振によって強められる色の純度が高くなるという利点もある。
【００５７】
＜Ｃ：第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態に係る発光装置Ｄ２の構造を示す断面図である。上述の各実施形態では、発光機能層１８は全ての発光素子Ｕに共通であるが、第３実施形態においては、発光機能層１８が発光素子Ｕの発光色ごとに別個に形成される。
【００５８】
図１２に示すように、各発光機能層１８（１８ｒ，１８ｇ,１８ｂ）は、画素電極１６上に形成された正孔注入層４１と、正孔注入層４１上に形成された正孔輸送層４３と、正孔輸送層４３上に形成された発光層４５（４５ｒ，４５ｇ，４５ｂ）と、発光層４５上に形成された電子輸送層４７とからなる。発光素子Ｕｒの発光機能層１８ｒはＲ（赤）の波長領域の光を発生する有機ＥＬ物質から形成される発光層４５ｒを含み、発光素子Ｕｇの発光機能層１８ｇはＧ（緑）の波長領域の光を発生する有機ＥＬ物質から形成される発光層４５ｇを含み、発光素子Ｕｂの発光機能層１８ｂはＢ（青）の波長領域の光を発生する有機ＥＬ物質から形成される発光層４５ｂを含む。図１２に示すように、各発光機能層１８は、隔壁１２で区分された発光素子Ｕの区域ごとに形成され、隣の発光機能層１８とはつながっていない。
【００５９】
図１２においては、発光素子Ｕｒでは赤色が強められ、発光素子Ｕｇでは緑色が強められ、発光素子Ｕｂでは青色が強められるように、各発光素子Ｕにおける正孔輸送層４３の膜厚が調整される。なお、第３実施形態においては、各発光素子Ｕにおける正孔輸送層４３の膜厚を調整することによって、各発光素子Ｕの発光色を強めているが、これに限らず、画素電極１６、正孔注入層４１、発光層４５、電子輸送層４７の何れかの膜厚を調整することによっても各発光素子Ｕの発光色を強めることができる。
【００６０】
第３実施形態においても、上述の各実施形態と同様、対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比を２：１〜１：５０の範囲に設定することにより、当該対向電極２２の抵抗率を所定基準値以下（３１×１０−８Ω・ｍ以下）に設定することができるから、発光素子の導電性を良好な状態にすることができる。
【００６１】
＜Ｄ：変形例＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの２以上の変形例を組み合わせることもできる。
【００６２】
（１）変形例１
上述の各実施形態では、対向電極２２としてＭｇＡｇが採用されているが、これに限らず、対向電極２２は、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ａｌのうちの何れかの金属と、Ａｇとの合金から形成することができる。また、上述の各実施形態では、電子注入層２０としてＬｉＦが採用されているが、これに限らず、電子注入層２０は、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉｑ、ＭｇＯ、ＣａＦ２などのアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物（特に弗化物）または酸化物などの金属化合物やキノリノール錯体で形成することができる。
【００６３】
（２）変形例２
上述の各実施形態においては、対向電極２２を形成するＭｇおよびＡｇの蒸着速度比が２：１〜１：５０の範囲に設定される態様が例示されているが、これに限らず、ＭｇおよびＡｇの蒸着速度比は、その合金比率が原子比率で１：１〜２：９８に納まる範囲内で任意に変更が可能である。要するに、対向電極２２はＡｇ合金で形成され、そのＡｇの含有量は、ほぼ蒸着比率に一致する。
【００６４】
（３）変形例３
上述の各実施形態においては、発光機能層１８における発光層の有機ＥＬ物質は低分子材料であるが、高分子材料の有機ＥＬ物質で発光層を形成することもできる。この場合、発光層は、インクジェットまたはスピンコートによって隔壁１２で画定された空間内に配置される。
さらに、上述の各実施形態においては、放出光の純度を高めるために光が放出される側にカラーフィルタ３２が設けられているが、例えばカラーフィルタ３２を設けない構成とすることもできる。
【００６５】
＜Ｅ：応用例＞
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。図１３は、第１実施形態に係る発光装置Ｄ１を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての発光装置Ｄ１と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。この発光装置Ｄ１はＯＬＥＤ素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。なお、図１３の構成における表示装置として、第３実施形態に係る発光装置Ｄ２を採用することもできる。
【００６６】
図１４に、第１実施形態に係る発光装置Ｄ１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｄ１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、発光装置Ｄ１に表示される画面がスクロールされる。なお、図１４の構成における表示装置として、第３実施形態に係る発光装置Ｄ２を採用することもできる。
【００６７】
図１５に、第１実施形態に係る発光装置Ｄ１を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｄ１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が発光装置Ｄ１に表示される。なお、図１５の構成における表示装置として、第３実施形態に係る発光装置Ｄ２を採用することもできる。
【００６８】
なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図１３から図１５に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図２】同実施形態に係る対向電極の各種データの測定結果を示す図である。
【図３】同実施形態に係る対向電極の表面粗さの測定結果を示す図である。
【図４】同実施形態において、画素電極と対向電極との間に印加される電圧と、対向電極における電流密度との関係を示す図である。
【図５】同実施形態において、画素電極と対向電極との間に印加される電圧と、発光素子の輝度との関係を示す図である。
【図６】同実施形態において、対向電極における屈折率特性を示す図である。
【図７】同実施形態において、対向電極における光損失特性を示す図である。
【図８】同実施形態において、対向電極における電流密度と、発光素子の輝度との関係を示す図である。
【図９】同実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】同実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】第２実施形態に係る対向電極の各種データの測定結果を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図１３】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０……第１基板、１２……隔壁、１４……光反射層、１６……画素電極（第１電極）、１８……発光機能層、２０……電子注入層、２２……対向電極（第２電極）、Ｄ１，Ｄ２……発光装置、Ｕ……発光素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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