(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）半透過・反射膜、
（Ｄ）抵抗層、及び、
（Ｅ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
半透過・反射膜は、有機層側から、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜の積層構造から成り、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、１ｎｍ乃至６ｎｍである発光素子。
【請求項２】
第１半透過・反射膜は、カルシウム、アルミニウム、バリウム、又は、セシウムから成り、
第２半透過・反射膜は、マグネシウム−銀、マグネシウム−カルシウム、アルミニウム、又は、銀から成る請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は１×１０2Ω・ｍ乃至１×１０6Ω・ｍであり、有機層の上方における抵抗層の厚さは０．１μｍ乃至２μｍである請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
第１電極と有機層との界面によって構成された第１界面と、半透過・反射膜と有機層との界面によって構成された第２界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させる請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
第１界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ1、第２界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ2としたとき、以下の式（１−１）及び式（１−２）を満たす請求項４に記載の発光素子。
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝              （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝              （１−２）
ここで、
λ ：発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1：第１界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ1≦０］
Φ2：第２界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］
であり、（ｍ1，ｍ2）の値は、（０，０）又は（１，０）又は（０，１）である。
【請求項６】
第１界面と第２界面との間の光学距離をＯＬ、発光層で発生した光が第１界面と第２界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
０．７≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦１．３
又は、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）抵抗層、及び、
（Ｄ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されており、
抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は１×１０2Ω・ｍ乃至１×１０6Ω・ｍであり、有機層の上方における抵抗層の厚さは０．１μｍ乃至２μｍである発光素子。
【請求項８】
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）抵抗層、及び、
（Ｄ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されており、
第１電極と有機層との界面によって構成された第１界面と、抵抗層と混合層との界面によって構成された第２界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させる発光素子。
【請求項９】
第１界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ1、第２界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ2としたとき、以下の式（１−１）及び式（１−２）を満たす請求項８に記載の発光素子。
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝              （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝              （１−２）
ここで、
λ ：発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1：第１界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ1≦０］
Φ2：第２界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］
であり、（ｍ1，ｍ2）の値は、（０，０）又は（１，０）又は（０，１）である。
【請求項１０】
第１界面と第２界面との間の光学距離をＯＬ、発光層で発生した光が第１界面と第２界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
０．７≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦１．３
又は、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する請求項８に記載の発光素子。
【請求項１１】
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）抵抗層、及び、
（Ｄ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過する発光素子の製造方法であって、
有機層上に、物理的気相成長法に基づき、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜する工程を含む発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びその製造方法に関し、より具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置に代わる表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に、『有機ＥＬ素子』と略称する場合がある）を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、単に、『有機ＥＬ表示装置』と略称する場合がある）が注目されている。有機ＥＬ表示装置は、自発光型であり、消費電力が低いという特性を有しており、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けての開発、商品化が鋭意進められている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、通常、第１電極、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、及び、第２電極が、順次、積層された構造を有する。そして、有機ＥＬ素子においては、共振器構造を導入することによって、即ち、有機層を構成する各層の厚さの最適化を図ることで、発光色の色純度を向上させたり、発光効率を高めるなど、発光層で発生する光を制御する試みが行われている（例えば、国際公開第０１／３９５５４号パンフレット参照）。
【０００４】
ここで、色度、輝度の視野角依存性に問題が生じる場合があるので、即ち、視野角が大きくなるに従い、有機ＥＬ表示装置からの光のスペクトルにおけるピーク波長が大きく移動したり、光強度が大幅に低下するといった問題が生じる場合があるので、共振の強さはなるべく低く抑える、つまり、有機層の厚さは出来る限り薄くすることが望ましい（上述した国際公開第０１／３９５５４号パンフレット参照）。然るに、有機層の厚さが薄い場合、図１８に模式的に示すように、第１電極上にパーティクル（異物）や突起部が存在すると、有機層のカバレッジが完全ではなくなり、第１電極と第２電極との間で短絡が生じる虞がある。そして、このような短絡が生じると、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置においては、短絡を含む画素が欠陥となってしまい、有機ＥＬ表示装置の表示品質を劣化させてしまう。また、パッシブマトリクスの有機ＥＬ表示装置においては、欠線となってしまい、やはり、有機ＥＬ表示装置の表示品質を劣化させてしまう。このような問題は、特に、大型の有機ＥＬ表示装置に顕著な問題となる。即ち、視野角特性がより厳しくなる一方、単位面積当たりの許容欠陥数が少なくなるからである。
【０００５】
これまで、第１電極と第２電極との間での短絡を減少させる取り組みが、種々、行われてきている。例えば、特開２００１−０３５６６７には、ボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置において、アノード電極と有機膜の間に高抵抗層を挿入する技術が開示されている。また、特開２００６−３３８９１６には、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置において、アノード電極を２層とし、有機層に近いアノード電極を構成する層を高抵抗にする技術が開示されている。更には、特開２００５−２０９６４７には、ボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置において、カソード電極を２層とし、有機層に近いアノード電極を構成する層を高抵抗にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０１／３９５５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−０３５６６７
【特許文献３】特開２００６−３３８９１６
【特許文献４】特開２００５−２０９６４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの特許公開公報に開示されたように、アノード電極とカソード電極との間に高抵抗層を挿入した場合でも、共振器構造と組み合わせる場合、上述した問題を解決することができない。即ち、表示欠陥の発生を確実に防止するために、パーティクル（異物）や突起部への高抵抗層のカバレッジを向上させるためには、高抵抗層の膜厚を十分厚くする必要がある。しかしながら、高抵抗層の膜厚を厚くすると、上述したとおり、視野角依存性が増大してしまう。
【０００８】
また、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低下させることは、有機ＥＬ表示装置全体の消費電力を低減させる上で非常に重要である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、たとえ、第１電極上にパーティクル（異物）や突起部が存在したとしても、第１電極と第２電極との間で短絡が生じることがない構成、構造を有し、しかも、駆動電圧の低下を図り得る発光素子、並びに、係る発光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る発光素子は、
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）半透過・反射膜、
（Ｄ）抵抗層、及び、
（Ｅ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
半透過・反射膜は、有機層側から、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜の積層構造から成り、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、１ｎｍ乃至６ｎｍである。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る発光素子は、
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）抵抗層、及び、
（Ｄ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されている。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子の製造方法は、
（Ａ）第１電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（Ｃ）抵抗層、及び、
（Ｄ）第２電極、
が、順次、積層されて成り、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過する発光素子の製造方法であって、
有機層上に、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）に基づき、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜する工程を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様に係る発光素子において、半透過・反射膜は、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜の積層構造から成り、また、本発明の第２の態様に係る発光素子において、有機層と抵抗層との間には混合層が形成されている。更には、本発明の発光素子の製造方法にあっては、有機層上に、物理的気相成長法に基づき、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜する。そして、このように、半透過・反射膜や混合層を形成することで、抵抗層と有機層との間に良好なる電気的コンタクトを得ることができるし、有機層へのキャリアの注入状態の改善を図ることができ、駆動電圧の低下を達成することができ、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
しかも、有機層は第１電極と半透過・反射膜あるいは混合層（以下、半透過・反射膜及び混合層を総称して、『半透過・反射膜等』と呼ぶ場合がある）とによって挟まれており、共振器構造を有するので、発光色の色純度の向上、発光効率の向上を図ることができるし、輝度や色度の視野角依存性を非常に少なくすることができる。そして、有機層の上方には抵抗層が形成され、抵抗層上に第２電極が形成されている。それ故、第１電極上に異物（パーティクル）や突起部が存在し、あるいは又、段差が存在して、有機層のカバレッジが完全ではなかったとしても、第２電極から有機層に確実に電圧を印加でき、しかも、抵抗層が存在するが故に、第１電極と第２電極との間で短絡が生じることがないし、第１電極と半透過・反射膜等とが接触した状態となることもない。
【００１５】
また、発光素子の特性に関しても、例えば、従来の有機ＥＬ素子において用いられているＭｇ−Ａｇ等から半透過・反射膜等を構成し、半透過・反射膜等とは別に第２電極を設けているので、従来の発光素子あるいは有機ＥＬ素子と変わらない信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の模式的な一部断面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置における有機層等の模式図である。
【図３】図３の（Ａ）は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、第１電極上に異物が存在しているときの有機層等の成膜状態を模式的に示す一部断面図であり、図３の（Ｂ）は、２層構成の半透過・反射膜を備えた実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置における相対輝度比の経時変化を調べたグラフである。
【図４】図４は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、有機層等の模式的な配置図である。
【図５】図５の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の（Ｃ）に引き続き、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、図６の（Ｂ）に引き続き、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。
【図８】図８は、画素の駆動のための全電流が変化したときの、全電流に対するリーク電流変化の割合のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】図９は、実施例４の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外周部近傍の模式的な一部断面図である。
【図１０】図１０は、実施例４の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外周部近傍における取出し電極及び第２電極の配置を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例５における有機エレクトロルミネッセンス表示装置の模式的な一部断面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の発光素子の模式図である。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６の発光素子の模式図である。
【図１４】図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の発光素子及び比較例６の発光素子における消費電力と輝度特性の関係、及び、駆動電圧と電流密度の関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例７の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の模式的な一部断面図である。
【図１６】図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７の有機エレクトロルミネッセンス表示装置における有機層等の模式図である。
【図１７】図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、半透過・反射膜の膜厚と平均光反射率の値の関係を示すグラフ、及び、屈折率の異なる２つの層が積層された状態における層の界面での平均光反射率と屈折率差の関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、従来の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、第１電極上に異物が存在しているときの有機層等の成膜状態を模式的に示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の第１の態様及び第２の態様に係る発光素子、並びに、本発明の発光素子の製造方法、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様に係る発光素子）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の更に別の変形）
６．実施例５（実施例１の更に別の変形）
７．実施例６（実施例５の変形）
８．実施例７（本発明の第２の態様に係る発光素子、その他）
【００１８】
［本発明の第１の態様及び第２の態様に係る発光素子、並びに、本発明の発光素子の製造方法、全般に関する説明］
本発明の発光素子の製造方法においては、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜の成膜におけるＰＶＤ法の条件に依存して、更には、抵抗層の成膜条件に依存して、本発明の第１の態様に係る発光素子が得られる場合もあるし、本発明の第２の態様に係る発光素子が得られる場合もある。ここで、ＰＶＤ法として、特に真空蒸着法やロングスロー・マグネトロン・スパッタリング法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止し、しかも、後述するように、不連続な部分を設けるといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素（あるいは非発光副画素）が生じる虞がある。本発明の第２の態様に係る発光素子にあっては、有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されているが、係る混合層は、有機層上にＰＶＤ法に基づき第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜し、次いで、ＰＶＤ法に基づき抵抗層を成膜することで、得ることができる。
【００１９】
本発明の第１の態様に係る発光素子あるいは本発明の発光素子の製造方法において、第１半透過・反射膜は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、又は、セシウム（Ｃｓ）から成り、第２半透過・反射膜は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀（Ａｇ）［例えば、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）］から成り、若しくは、マグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）から成る構成とすることができ、又は、アルミニウム（Ａｌ）若しくは銀（Ａｇ）から成る構成とすることができる。（第１半透過・反射膜の構成材料，第２半透過・反射膜の構成材料）の好ましい組合せとして、具体的には、（カルシウム，マグネシウム−銀）、（アルミニウム，マグネシウム−銀）、（バリウム，マグネシウム−銀）、（セシウム，マグネシウム−銀）、（リチウム，マグネシウム−銀）を例示することができる。また、第１半透過・反射膜の厚さの値として１ｎｍ乃至５ｎｍ、第２半透過・反射膜の厚さの値として１ｎｍ乃至５ｎｍを例示することができる。第２半透過・反射膜をマグネシウム−銀から構成する場合、マグネシウムと銀との体積比として、Ｍｇ：Ａｇ＝５：１〜３０：１を例示することができる。また、第２半透過・反射膜をマグネシウム−カルシウムから構成する場合、マグネシウムとカルシウムとの体積比として、Ｍｇ：Ｃａ＝２：１〜１０：１を例示することができる。尚、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜が積層された半透過・反射膜は、本発明の第１の態様に係る発光素子あるいは本発明の発光素子の製造方法において、通常、「膜」として識別されるが、部分的に、有機層の最上層部、半透過・反射膜及び抵抗層の下層部が混在した状態、あるいは、例えば、有機層の最上層部、半透過・反射膜を構成するマグネシウム及び抵抗層が混在し、銀粒子が点在した状態となっている場合もある。
【００２０】
一方、本発明の第２の態様に係る発光素子において、金属は、アルカリ土類金属［具体的には、例えば、カルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）］を含む構成とすることができる。尚、金属として、その他、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、セシウム（Ｃｓ）を挙げることもできる。
【００２１】
上記の好ましい構成を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法において、抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は、１×１０2Ω・ｍ乃至１×１０6Ω・ｍ（１×１０4Ω・ｃｍ乃至１×１０8Ω・ｃｍ）、好ましくは１×１０4Ω・ｍ〜１×１０5Ω・ｍ（１×１０6Ω・ｃｍ〜１×１０7Ω・ｃｍ）であり、有機層の上方における抵抗層の厚さは、０．１μｍ乃至２μｍ、好ましくは０．３μｍ乃至１μｍである形態とすることができる。そして、この場合、抵抗層は酸化物半導体から成る形態とすることが望ましく、あるいは又、抵抗層は、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化モリブデン（ＭｏＯ2，ＭｏＯ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、ＩＧＺＯ、酸化ニオブと酸化チタンの混合物、酸化チタンと酸化亜鉛（ＺｎＯ）の混合物、又は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と酸化錫（ＳｎＯ2）の混合物、これらの材料の適宜の組合せから成る形態とすることができる。尚、抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は、より具体的には、発光素子あるいは有機ＥＬ素子の駆動時、抵抗層において生じる電圧降下の値を考慮して決定すればよく、電圧降下の値として、例えば、０．０５ボルト乃至１．０ボルトを例示することができる。
【００２２】
あるいは又、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法において、抵抗層は、有機層側から、第１抵抗層及び第２抵抗層の積層構造を有し、第２抵抗層の電気抵抗率は第１抵抗層の電気抵抗率よりも高い形態とすることができる。あるいは又、抵抗層は、有機層側から、第１抵抗層、第２抵抗層、及び、第３抵抗層の積層構造を有し、第２抵抗層の電気抵抗率は、第１抵抗層の電気抵抗率よりも高く、且つ、第３抵抗層の電気抵抗率よりも高い形態とすることができる。ここで、第１抵抗層や第３抵抗層を構成する材料として、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化タンタル、酸化ニオブと酸化チタンの混合物、酸化チタンと酸化亜鉛の混合物、又は、酸化ケイ素と酸化錫の混合物であって、成膜時の酸素分圧を下げて成膜した膜を挙げることができるし、第２抵抗層を構成する材料として、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化タンタル、酸化ニオブと酸化チタンの混合物、酸化チタンと酸化亜鉛の混合物、又は、酸化ケイ素と酸化錫の混合物を挙げることができる。第１抵抗層、第２抵抗層及び第３抵抗層の電気抵抗率をＲ1（Ω・ｍ），Ｒ2（Ω・ｍ），Ｒ3（Ω・ｍ）とするとき、例えば、
１×１０-3≦Ｒ1／Ｒ2≦１×１０-1
１×１０-3≦Ｒ3／Ｒ2≦１×１０-1
を満足することが望ましい。このように抵抗層を多層構造とすることで、半透過・反射膜等と抵抗層との間の接触状態をより一層良好なものとすることができ、抵抗層における電圧降下を少なくすることができ、駆動電圧の低電圧化を図ることができる。
【００２３】
尚、抵抗層が第１抵抗層及び第２抵抗層の積層構造を有する場合、あるいは又、抵抗層が第１抵抗層、第２抵抗層及び第３抵抗層の積層構造を有する場合、混合層は、第１抵抗層を構成する材料を含んでいる。
【００２４】
あるいは又、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法において、抵抗層が少なくとも第１抵抗層及び第２抵抗層の積層構造を有する場合、第１抵抗層を構成する材料の屈折率をｎ1、第２抵抗層を構成する材料の屈折率をｎ2としたとき、更には、有機層の最上層を構成する材料の屈折率をｎ0としたとき、効率を重視する場合、
−０．６≦ｎ0−ｎ1≦−０．４
０．４≦ｎ1−ｎ2≦  ０．９
を満足することが望ましく、あるいは又、視野角を重視する場合、
−０．２≦ｎ0−ｎ1≦  ０．２
０．２≦ｎ1−ｎ2≦  ０．４
を満足することが望ましい。
【００２５】
更には、上記の好ましい構成を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法において、第１電極と有機層との界面によって構成された第１界面と、半透過・反射膜と有機層との界面によって構成された第２界面（あるいは、後述する第３界面若しくは第４界面）、若しくは、混合層と有機層との界面によって構成された第２界面（あるいは、後述する第４界面）との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させる形態とすることができる。そして、この場合、第１界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ1、第２界面（あるいは、後述する第３界面若しくは第４界面）から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ2としたとき、以下の式（１−１）及び式（１−２）を満たす形態とすることができる。あるいは又、この場合、第１界面と第２界面（あるいは、後述する第３界面若しくは第４界面）との間の光学距離をＯＬ、発光層で発生した光が第１界面と第２界面（あるいは、後述する第３界面若しくは第４界面）で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
０．７≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦１．３
又は、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する形態とすることができる。これらのように、第１界面と第２界面等によって構成される光の干渉条件あるいは共振条件を規定することで、輝度、色度の視野角依存性を非常に少なくすることができる。
【００２６】
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝              （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝              （１−２）
ここで、
λ ：発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1：第１界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ1≦０］
Φ2：第２界面（あるいは、後述する第３界面若しくは第４界面）で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］
であり、（ｍ1，ｍ2）の値は、（０，０）又は（１，０）又は（０，１）である。
【００２７】
ここで、上述したとおり、第１電極と有機層との界面を『第１界面』と呼び、半透過・反射膜等と有機層との界面を『第２界面』と呼ぶ。また、半透過・反射膜等と抵抗層との界面を『第３界面』と呼び、第１抵抗層と第２抵抗層との界面を『第４界面』と呼ぶ。本発明の第１の態様に係る発光素子にあっては、通常、第１界面と第２界面との間で発光層で発光した光を共振させるが、半透過・反射膜等の厚さが薄くなると、半透過・反射膜等の平均光透過率の値が高くなり、発光層で発光した光の大部分が半透過・反射膜等を透過するようになる場合がある。このような場合には、第１界面と第３界面との間で、発光層で発光した光を共振させ、あるいは又、抵抗層が多層構成である場合には、第１界面と第４界面との間で、発光層で発光した光を共振させ、あるいは又、第１界面と第３界面との間、及び、第１界面と第４界面との間で、発光層で発光した光を共振させる。
【００２８】
以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法によって得られた発光素子（以下、これらを総称して、単に『本発明の発光素子等』と呼ぶ場合がある）においては、
第１界面と第２界面（あるいは、第３界面若しくは第４界面）との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、６００ｎｍ乃至６５０ｎｍであり、
第１電極上における有機層の膜厚は、１．１×１０-7ｍ乃至１．６×１０-7ｍである形態（赤色を発光する赤色発光・副画素を構成する赤色発光の発光素子であり、赤色発光素子、赤色発光有機ＥＬ素子と呼ぶ）とすることができる。
【００２９】
あるいは又、本発明の発光素子等においては、
第１界面と第２界面（あるいは、第３界面若しくは第４界面）との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、５００ｎｍ乃至５５０ｎｍであり、
第１電極上における有機層の膜厚は、９×１０-8ｍ乃至１．３×１０-7ｍである形態（緑色を発光する緑色発光・副画素を構成する緑色発光の発光素子であり、緑色発光素子、緑色発光有機ＥＬ素子と呼ぶ）とすることができる。
【００３０】
あるいは又、本発明の発光素子等においては、
第１界面と第２界面（あるいは、第３界面若しくは第４界面）との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍであり、
第１電極上における有機層の膜厚は、６×１０-8ｍ乃至１．１×１０-7ｍである形態（青色を発光する青色発光・副画素を構成する青色発光の発光素子であり、青色発光素子、青色発光有機ＥＬ素子と呼ぶ）とすることができる。
【００３１】
以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様に係る発光素子を適用した有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）は、
（ａ）第１電極、
（ｂ）開口部を有し、開口部の底部に第１電極が露出した絶縁層、
（ｃ）開口部の底部に露出した第１電極の部分の上から、開口部を取り囲む絶縁層の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（ｄ）少なくとも有機層上に形成された半透過・反射膜（有機層側から、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜の積層構造から成る）、
（ｅ）半透過・反射膜を覆う抵抗層、及び、
（ｆ）抵抗層上に形成された第２電極、
が、順次、積層されて成る発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子，有機ＥＬ素子）を、複数、有し、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、１ｎｍ乃至６ｎｍであり、
絶縁層の上の半透過・反射膜の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
【００３２】
また、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の第２の態様に係る発光素子を適用した有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）は、
（ａ）第１電極、
（ｂ）開口部を有し、開口部の底部に第１電極が露出した絶縁層、
（ｃ）開口部の底部に露出した第１電極の部分の上から、開口部を取り囲む絶縁層の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
（ｄ）有機層を覆う抵抗層、及び、
（ｅ）抵抗層上に形成された第２電極、
が、順次、積層されて成り、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されている発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子，有機ＥＬ素子）を、複数、有し、
第１電極は、発光層からの光を反射し、
第２電極は、発光層からの光を透過し、
絶縁層の上の混合層の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
【００３３】
ここで、上記の有機ＥＬ表示装置において、絶縁層の上の半透過・反射膜等の部分は少なくとも部分的に不連続であるが、より具体的には、絶縁層の上の半透過・反射膜等の部分は、有機層の上の半透過・反射膜等の部分と、部分的に繋がっていてもよいし、繋がっていなくともよい。また、一部の有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層の上の半透過・反射膜等の部分は有機層の上の半透過・反射膜等の部分と部分的に繋がっており、残りの有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層の上の半透過・反射膜等の部分は有機層の上の半透過・反射膜等の部分と繋がっていない形態もあり得る。
【００３４】
尚、有機ＥＬ表示装置において、複数の有機ＥＬ素子の配列を、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列とすることができる。
【００３５】
以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法にあっては、第１電極上に異物又は突起部が存在する場合、異物又は突起部の近傍には半透過・反射膜等が形成されておらず、異物又は突起部の周辺に位置する半透過・反射膜等の部分と異物の下又は突起部の根本に位置する第１電極の部分との間には抵抗層が存在する構成とすることができる。ここで、異物（パーティクル）は、屡々、第１電極等の形成時や搬送時に第１電極上に付着する可能性が大である。一方、突起部は、屡々、第１電極等の形成時に生成する。
【００３６】
以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子、本発明の発光素子の製造方法において、第１電極の平均光反射率は５０％以上、好ましくは８０％以上であり、半透過・反射膜等の平均光透過率は５０％乃至９７％、好ましくは６０％乃至９７％であることが望ましい。
【００３７】
本発明の発光素子等における第１電極（光反射電極）を構成する材料（光反射材料）として、第１電極をアノード電極として機能させる場合、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）といった仕事関数の高い金属あるいは合金（例えば、銀を主成分とし、０．３重量％乃至１重量％のパラジウム（Ｐｄ）と、０．３重量％〜１重量％の銅（Ｃｕ）とを含むＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金や、Ａｌ−Ｎｄ合金）を挙げることができる。更には、アルミニウム（Ａｌ）及びアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料を用いる場合には、適切な正孔注入層を設けるなどして正孔注入性を向上させることで、アノード電極として用いることができる。第１電極の厚さとして、０．１μｍ乃至１μｍを例示することができる。あるいは又、誘電体多層膜やアルミニウム（Ａｌ）といった光反射性の高い光反射膜上に、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）やインジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。一方、第１電極をカソード電極として機能させる場合、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入性を向上させることで、カソード電極として用いることもできる。
【００３８】
一方、本発明の発光素子等における第２電極を構成する材料（半光透過材料）として、第２電極をカソード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、有機層に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましく、例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム、銀、カルシウム、ストロンチウム等の金属あるいは合金を挙げることができるし、ＩＴＯやＩＺＯから成る所謂透明電極材料に適切な電子注入層を設けて電子注入性を向上させる構成としてもよい。第２電極の厚さとして、２×１０-9ｍ乃至５×１０-8ｍ、好ましくは、３×１０-9ｍ乃至２×１０-8ｍ、より好ましくは、５×１０-9ｍ乃至１×１０-8ｍを例示することができる。また、第２電極に対して、低抵抗材料から成るバス電極（補助電極）を設け、第２電極全体として低抵抗化を図ってもよい。第２電極をアノード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。
【００３９】
第１電極や第２電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）やイオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等を挙げることができる。各種印刷法やメッキ法によれば、直接、所望の形状（パターン）を有する第１電極や第２電極を形成することが可能である。尚、有機層を形成した後、第１電極や第２電極を形成する場合、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、ＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。有機層の形成からこれらの電極等の形成までを大気に暴露することなく実行することが、大気中の水分による有機層の劣化を防止するといった観点から好ましい。第２電極と半透過・反射膜等とは、電気的に接続されていてもよいし、接続されていなくともよい。
【００４０】
抵抗層、第１抵抗層、第２抵抗層、第３抵抗層は、例えば、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等のカバレッジの良好な成膜方法にて成膜することが好ましい。
【００４１】
第１電極及び半透過・反射膜等は入射した光の一部を吸収し、残りを反射する。従って、反射光に位相シフトが生じる。この位相シフト量Φ1，Φ2は、第１電極及び半透過・反射膜等を構成する材料の複素屈折率の実数部分と虚数部分の値を、例えばエリプソメータを用いて測定し、これらの値に基づく計算を行うことで求めることができる（例えば、"Principles of Optics", Max Born and Emil Wolf, 1974(PERGAMON PRESS) 参照）。尚、有機層や第２電極、その他の層の屈折率もエリプソメータを用いて測定することで求めることができる。
【００４２】
有機層は有機発光材料から成る発光層を備えているが、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造から構成することができる。また、電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び正孔注入層を『タンデムユニット』とする場合、有機層は、第１のタンデムユニット、接続層、及び、第２のタンデムユニットが積層された２段のタンデム構造も有していてもよく、更には、３つ以上のタンデムユニットが積層された３段以上のタンデム構造も有していてもよく、これらの場合、発光色を赤色、緑色、青色と各タンデムユニットで変えることで、全体として白色を発光する有機層を得ることができる。有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができる。
【００４３】
ここで、本発明にあっては、正孔輸送層（正孔供給層）の厚さと電子輸送層（電子供給層）の厚さは、概ね等しいことが望ましい。あるいは又、正孔輸送層（正孔供給層）よりも電子輸送層（電子供給層）を厚くしてもよく、この場合には、低い駆動電圧で高効率化に必要、且つ、十分な発光層への電子供給が可能となる。即ち、本発明の発光素子等にあっては、アノード電極に相当する電極と発光層との間に正孔輸送層を配置し、しかも、電子輸送層よりも薄い膜厚で形成することで、正孔の供給を増大させることが可能となる。そして、これにより、正孔と電子の過不足がなく、且つ、キャリア供給量も十分多いキャリアバランスを得ることができるため、高い発光効率を得ることができる。また、正孔と電子の過不足がないことで、キャリアバランスが崩れ難く、駆動劣化が抑制され、発光寿命を長くすることができる。
【００４４】
本発明において、複数の発光素子あるいは有機ＥＬ素子は、第１基板上あるいは第１基板の上方に形成されている。ここで、第１基板として、あるいは又、第２基板として、高歪点ガラス基板、ソーダガラス（Ｎａ2Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2）基板、硼珪酸ガラス（Ｎａ2Ｏ・Ｂ2Ｏ3・ＳｉＯ2）基板、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）基板、鉛ガラス（Ｎａ2Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ2）基板、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）を挙げることができる。但し、後述する下面発光型の有機ＥＬ表示装置にあっては、第１基板は、発光素子が出射する光に対して透明であることが要求される。第１基板と第２基板を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよい。
【００４５】
有機ＥＬ表示装置において、第１電極は、例えば、層間絶縁層上に設けられている。そして、この層間絶縁層は、第１基板上に形成された発光素子駆動部を覆っている。発光素子駆動部は、１又は複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から構成されており、ＴＦＴと第１電極とは、層間絶縁層に設けられたコンタクトプラグを介して電気的に接続されている。層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ2、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ2系材料；ＳｉＮ系材料；ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。層間絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。後述する下面発光型の有機ＥＬ表示装置にあっては、層間絶縁層は、発光素子からの光に対して透明な材料から構成する必要があるし、発光素子駆動部は発光素子からの光を遮らないように形成する必要がある。一方、層間絶縁層上に設けられた絶縁層は、平坦性に優れ、しかも、有機層の水分による劣化を防止して発光輝度を維持するために吸水率の低い絶縁材料から構成することが好ましく、具体的には、ポリイミド樹脂を挙げることができる。第２電極に対して低抵抗材料から成るバス電極（補助電極）を設ける場合、絶縁層の射影像中にバス電極（補助電極）の射影像が含まれるような位置にバス電極（補助電極）を設けることが望ましい。
【００４６】
有機ＥＬ表示装置にあっては、第２電極の上方に固定された第２基板を備えている構成とすることができる。尚、このような構成の有機ＥＬ表示装置を便宜上、『上面発光型の有機ＥＬ表示装置』と呼ぶ場合がある。一方、第２電極の下方に固定された第１基板を備えている構成とすることもできる。尚、このような構成の有機ＥＬ表示装置を便宜上、『下面発光型の有機ＥＬ表示装置』と呼ぶ場合がある。そして、上面発光型の有機ＥＬ表示装置において、第２電極と第２基板との間には、第２電極側から、保護膜及び接着層（封止層）が形成されている形態とすることができる。ここで、保護膜を構成する材料として、発光層で発光した光に対して透明であり、緻密で、水分を透過させない材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-xＮx）、アモルファス酸化シリコン（α−Ｓｉ1-yＯy）、アモルファスカーボン（α−Ｃ）、アモルファス酸化・窒化シリコン（α−ＳｉＯＮ）、Ａｌ2Ｏ3を挙げることができるし、接着層（封止層）を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。尚、下面発光型の有機ＥＬ表示装置にあっても、第１電極の上方に第２基板を配し、第１電極と第２基板の間には、第１電極側から、上述した保護膜及び接着層が形成されている形態とすることができる。
【００４７】
有機層の上方には、有機層への水分の到達防止を目的として、上述したとおり、絶縁性あるいは導電性の保護膜を設けることが好ましい。保護膜は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、あるいは又、ＣＶＤ法に基づき形成することが、下地に対して及ぼす影響を小さくすることができるので好ましい。あるいは又、有機層の劣化による輝度の低下を防止するために、成膜温度を常温に設定し、更には、保護膜の剥がれを防止するために保護膜のストレスが最小になる条件で保護膜を成膜することが望ましい。また、保護膜の形成は、既に形成されている電極を大気に暴露することなく形成することが好ましく、これによって、大気中の水分や酸素による有機層の劣化を防止することができる。更には、有機ＥＬ表示装置が上面発光型である場合、保護膜は、有機層で発生した光を例えば８０％以上、透過する材料から構成することが望ましく、具体的には、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えば、上述した材料を例示することができる。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを生成しないため、透水性が低く、良好な保護膜を構成する。尚、保護膜を導電材料から構成する場合、保護膜を、ＩＴＯやＩＺＯのような透明導電材料から構成すればよい。
【００４８】
有機ＥＬ表示装置をカラー表示の有機ＥＬ表示装置としたとき、有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子のそれぞれによって、副画素が構成される。ここで、１画素は、例えば、赤色を発光する赤色発光・副画素（赤色発光素子から構成される）、緑色を発光する緑色発光・副画素（緑色発光素子から構成される）、及び、青色を発光する青色発光・副画素（青色発光素子から構成される）の３種類の副画素から構成されている。従って、この場合、有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の数をＮ×Ｍ個とした場合、画素数は（Ｎ×Ｍ）／３である。あるいは又、有機ＥＬ表示装置を、液晶表示装置用のバックライト装置や面状光源装置を含む照明装置として用いることができる。
【００４９】
発光素子からの光が通過する第２基板や第１基板には、必要に応じて、カラーフィルターや遮光膜（ブラックマトリクス）を形成してもよい。
【００５０】
場合によっては、赤色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値ＲR、緑色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値ＲG、及び、青色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値ＲBの値を異ならせてもよい。即ち、例えば、
ＲB＞ＲG
ＲB＞ＲR
としてもよい。ＲB，ＲG，ＲRを異ならせるためには、例えば、赤色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、緑色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、青色発光素子を構成する抵抗層の厚さとを異ならせればよい。あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、緑色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、青色発光素子を構成する抵抗層の構成材料とを異ならせればよい。あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、緑色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、青色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量とを異ならせればよい。
【００５１】
また、場合によっては、第２電極を外部の回路に接続するための取出し電極を、有機ＥＬ表示装置の外周領域に設けてもよい。ここで、有機ＥＬ表示装置の外周領域とは、表示領域を額縁状に包囲する領域であり、表示領域とは、有機ＥＬ表示装置としての実用上の画像表示機能を果たす略中央に位置する領域である。取出し電極は、第１基板あるいは第２基板に設けられており、例えば、チタン（Ｔｉ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タングステン（Ｗ）膜、タンタル（Ｔａ）膜等の所謂高融点金属膜から構成すればよい。第２電極と取出し電極との接続は、例えば、取出し電極上に第２電極の延在部を形成すればよい。取出し電極の形成方法として、第１電極や第２電極の形成方法にて説明したと同様の方法を挙げることができる。
【実施例１】
【００５２】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る発光素子及び本発明の発光素子の製造方法に関する。実施例１の発光素子を適用した有機ＥＬ表示装置の模式的な一部断面図を図１に示し、実施例１の発光素子における有機層等の模式図を図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【００５３】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７の有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリックス型のカラー表示の有機ＥＬ表示装置であり、上面発光型である。即ち、第２電極を通して、更には、第２基板を通して光が出射される。実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７の有機ＥＬ表示装置は、発光素子（具体的には、有機ＥＬ素子）１０を、複数（例えば、Ｎ×Ｍ＝２８８０×５４０）、有する。尚、１つの発光素子（有機ＥＬ素子）１０は、１つの副画素を構成する。従って、有機ＥＬ表示装置は、（Ｎ×Ｍ）／３の画素を有する。ここで、１画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の３種類の副画素から構成されている。
【００５４】
実施例１の発光素子（有機ＥＬ素子）は、
（Ａ）第１電極２１、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層２３Ａを備えた有機層２３、
（Ｃ）半透過・反射膜、
（Ｄ）抵抗層５０、及び、
（Ｅ）第２電極２２、
が、順次、積層されて成る。そして第１電極２１は、発光層２３Ａからの光を反射し、第２電極２２は、発光層２３Ａからの光を透過し、半透過・反射膜は、有機層２３側から、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の積層構造から成り、有機層２３上における半透過・反射膜の平均膜厚は１ｎｍ乃至６ｎｍである。
【００５５】
また、実施例１の有機ＥＬ表示装置は、
（ａ）第１電極２１、
（ｂ）開口部２５を有し、開口部２５の底部に第１電極２１が露出した絶縁層２４、
（ｃ）開口部２５の底部に露出した第１電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層２３Ａを備えた有機層２３、
（ｄ）少なくとも有機層２３上に形成された半透過・反射膜（有機層２３側から、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の積層構造から成る）、
（ｅ）半透過・反射膜を覆う抵抗層５０、及び、
（ｆ）抵抗層５０上に形成された第２電極２２、
を具備した有機ＥＬ素子を、複数、有している。そして、第１電極２１は発光層２３Ａからの光を反射し、第２電極２２は発光層２３Ａからの光を透過し、有機層２３上における半透過・反射膜の平均膜厚は１ｎｍ乃至６ｎｍであり、絶縁層２４の上の半透過・反射膜の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
【００５６】
尚、図２の（Ａ）及び（Ｂ）、後述する図３の（Ａ）、図７の（Ａ）及び（Ｂ）、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の積層構造から成る半透過・反射膜を、１層で図示する。また、以下の説明においては、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２を総称して、『半透過・反射膜４０』と表現する場合がある。
【００５７】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例５、実施例７においては、第１電極２１をアノード電極として用い、第２電極２２をカソード電極として用いる。具体的には、第１電極２１は、厚さ０．２μｍのＡｌ−Ｎｄ合金といった光反射材料から成り、第２電極２２は、厚さ０．１μｍのＩＴＯやＩＺＯといった透明導電材料から成る。また、第１半透過・反射膜４１は、厚さ２ｎｍのカルシウム（Ｃａ）から成り、第２半透過・反射膜４２マグネシウム（Ｍｇ）を含む導電材料、より具体的には、厚さ３ｎｍのＭｇ−Ａｇ（ＭｇとＡｇとの体積比として、１０：１）から成る。所望の形状にパターニングされた第１電極２１は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき形成されている。一方、第２電極２２及び半透過・反射膜４０は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されている。第２電極２２及び半透過・反射膜４０はパターニングされておらず、１枚のシート状に形成されている。尚、有機層２３と半透過・反射膜４０との間には、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層（図示せず）が形成されている。第１電極２１及び第２電極２２の屈折率測定結果、第１電極２１の光反射率測定結果、半透過・反射膜４０の光透過率測定結果を、以下の表２に示す。尚、測定は、波長５３０ｎｍにおいて行った結果である。
【００５８】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７において、絶縁層２４は、平坦性に優れ、しかも、有機層２３の水分による劣化を防止して発光輝度を維持するために吸水率の低い絶縁材料、具体的には、ポリイミド樹脂から構成されている。有機層２３は、例えば、正孔輸送層、及び、電子輸送層を兼ねた発光層の積層構造から構成されているが、図面では１層で表す場合がある。
【００５９】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７において、有機ＥＬ素子を構成する第１電極２１は、ＣＶＤ法に基づき形成されたＳｉＯ2から成る層間絶縁層１６（より具体的には、上層層間絶縁層１６Ｂ）上に設けられている。そして、この層間絶縁層１６は、ソーダガラスから成る第１基板１１上に形成された有機ＥＬ素子駆動部を覆っている。有機ＥＬ素子駆動部は、複数のＴＦＴから構成されており、ＴＦＴと第１電極２１とは、層間絶縁層（より具体的には、上層層間絶縁層１６Ｂ）に設けられたコンタクトプラグ１８、配線１７、コンタクトプラグ１７Ａを介して電気的に接続されている。尚、図面においては、１つの有機ＥＬ素子駆動部につき、１つのＴＦＴを図示した。ＴＦＴは、第１基板１１上に形成されたゲート電極１２、第１基板１１及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁膜１３、ゲート絶縁膜１３上に形成された半導体層に設けられたソース／ドレイン領域１４、並びに、ソース／ドレイン領域１４の間であって、ゲート電極１２の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域１５から構成されている。尚、図示した例にあっては、ＴＦＴをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。ＴＦＴのゲート電極１２は、走査回路（図示せず）に接続されている。
【００６０】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７において、第２電極２２上には、有機層２３への水分の到達防止を目的として、プラズマＣＶＤ法に基づき、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-xＮx）から成る絶縁性の保護膜３１が設けられている。保護膜３１の上には、ソーダガラスから成る第２基板３３が配されているが、保護膜３１と第２基板３３とは、アクリル系接着剤から成る接着層３２によって接着されている。保護膜３１及び接着層３２の屈折率測定結果を、以下の表２に示す。尚、屈折率は、波長５３０ｎｍにおける測定結果である。
【００６１】
以上、纏めると、実施例１の発光素子の詳しい構成は、以下の表１のとおりである。
【００６２】
［表１］
第２基板３３                ：ソーダガラス
接着層３２                  ：アクリル系接着剤
保護膜３１                  ：ＳｉＮx層（厚さ：５μｍ）
第２電極（カソード電極）２２：ＩＴＯ層（厚さ：０．１μｍ）
抵抗層５０                  ：Ｎｂ2Ｏ5層（厚さ：０．５μｍ）
半透過・反射膜
第２半透過・反射膜４２  ：Ｍｇ−Ａｇ膜（厚さ：３ｎｍ）
第１半透過・反射膜４１  ：Ｃａ膜      （厚さ：２ｎｍ）
電子注入層                  ：ＬｉＦ層（厚さ：０．３ｎｍ）
有機層２３                  ：後述
第１電極（アノード電極）２１：Ａｌ−Ｎｄ層（厚さ：０．２μｍ）
層間絶縁層１６              ：ＳｉＯ2層
ＴＦＴ                      ：有機ＥＬ素子駆動部を構成
第１基板１１                ：ソーダガラス
【００６３】
［表２］
第１電極２１の屈折率
実数部：０．７５５
虚数部：５．４６６
半透過・反射膜４０の屈折率
実数部：０．６１７
虚数部：３．９０４
第２電極２２の屈折率
実数部：１．８１４
虚数部：０
抵抗層５０の屈折率
実数部：２．２８５
虚数部：０
保護膜３１の屈折率
実数部：１．８７
虚数部：０
接着層３２の屈折率
実数部：１．５３
虚数部：０
第１電極２１の光反射率      ：８５％
半透過・反射膜４０の光透過率：６０％
第２電極２２の光反射率      ：  ２％
【００６４】
尚、絶縁層２４の上の半透過・反射膜の部分４０Ａは少なくとも部分的に不連続であるが、絶縁層２４の上の半透過・反射膜の部分４０Ａは、有機層２３の上の半透過・反射膜の部分４０Ｂと部分的に繋がっている。場合によっては、絶縁層２４の上の半透過・反射膜の部分４０Ａは、有機層２３の上の半透過・反射膜の部分４０Ｂと繋がっていない。あるいは又、場合によっては、一部の有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａは有機層２３の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ｂと部分的に繋がっており、残りの有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａは有機層２３の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ｂと繋がっていない。尚、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａの平均膜厚は、有機層２３上における半透過・反射膜４０の部分４０Ｂの平均膜厚よりも薄い。従って、有機層２３上における半透過・反射膜４０の部分４０Ｂの平均膜厚を１ｎｍ乃至６ｎｍとすることで、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａを、確実に不連続な状態とすることができる。
【００６５】
そして、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６と、半透過・反射膜４０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７との間で、発光層２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を、半透過・反射膜４０、更には、第２電極２２から出射させる。
【００６６】
また、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例６の発光素子においては、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６から発光層２３Ａの最大発光位置までの距離をＬ1、光学距離をＯＬ1、半透過・反射膜４０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７から発光層２３Ａの最大発光位置までの距離をＬ2、光学距離をＯＬ2としたとき、以下の式（１−１）及び式（１−２）を満たす。
【００６７】
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝              （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝              （１−２）
【００６８】
ここで、
λ ：発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1：第１界面２６で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ1≦０］
Φ2：第２界面２７で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］
であり、（ｍ1，ｍ2）の値は、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例６にあっては、（０，０）である。
【００６９】
更には、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例６の発光素子においては、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６と、半透過・反射膜４０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７との間の光学距離をＯＬ、発光層２３Ａで発生した光が第１界面２６と第２界面２７で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する。
【００７０】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７において、各有機層２３は、具体的には、赤色発光副画素を構成する赤色発光有機ＥＬ素子における赤色発光有機層、緑色発光副画素を構成する緑色発光有機ＥＬ素子における緑色発光有機層、及び、青色発光副画素を構成する青色発光有機ＥＬ素子における青色発光有機層から構成されている。複数の有機ＥＬ素子の配列を、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、デルタ配列、あるいは、レクタングル配列とすることができる。
【００７１】
即ち、赤色発光有機ＥＬ素子としての発光素子は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極２２から出射させ、
発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、６００ｎｍ乃至６５０ｎｍ（実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７にあっては、具体的には、６２０ｎｍ）であり、
第１電極２１上における有機層２３の膜厚は、１．１×１０-7ｍ乃至１．６×１０-7ｍ（実施例１にあっては、具体的には、１４０ｎｍ）である。
【００７２】
具体的には、赤色発光有機層の構成は、以下の表３のとおりである。最大発光位置は、電子輸送層２３Ｃと発光層２３Ａとの界面である（図２の（Ａ）参照）。尚、表３、あるいは、後述する表４及び表５にあっては、下欄に位置する層ほど、第１電極に近いところに位置している。
【００７３】
［表３］
0005463882.tif 000002
【００７４】
また、緑色発光有機ＥＬ素子としての発光素子は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極２２から出射させ、
発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、５００ｎｍ乃至５５０ｎｍ（実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７にあっては、具体的には、５３０ｎｍ）であり、
第１電極２１上における有機層２３の膜厚は、９×１０-8ｍ乃至１．３×１０-7ｍ（実施例１にあっては、具体的には、１１８ｎｍ）である。
【００７５】
具体的には、緑色発光有機層の構成は、以下の表４のとおりである。尚、最大発光位置は、正孔輸送層２３Ｂと発光層２３Ａとの界面である（図２の（Ｂ）参照）。
【００７６】
［表４］
0005463882.tif 000003
【００７７】
また、青色発光有機ＥＬ素子としての発光素子は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極２２から出射させ、
発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍ（実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例７にあっては、具体的には、４６０ｎｍ）であり、
第１電極２１上における有機層２３の膜厚は、６×１０-8ｍ乃至１．１×１０-7ｍ（実施例１にあっては、具体的には、８８ｎｍ）である。
【００７８】
具体的には、青色発光有機層の構成は、以下の表５のとおりである。尚、最大発光位置は、正孔輸送層２３Ｂと発光層２３Ａとの界面である（図２の（Ｂ）参照）。
【００７９】
［表５］
0005463882.tif 000004
【００８０】
実施例１、あるいは、後述する実施例３〜実施例７にあっては、抵抗層５０は、１×１０4Ω・ｍ（１×１０6Ω・ｃｍ）の電気抵抗率を有する酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）から成り、有機層２３の上方における抵抗層５０の厚さは、０．５μｍである。このような抵抗層５０における電圧降下は、以下のとおりである。ここで、第２電極２２及び抵抗層５０の諸元を以下のとおりとする。
【００８１】
［第２電極２２］
電気抵抗率（ρ1）                  ：３．０×１０-4Ω・ｃｍ
膜厚（ｄ1）                        ：０．１μｍ
第２電極２２を流れる電流密度（Ｊ1）：１０ｍＡ／ｃｍ2
［抵抗層５０］
電気抵抗率（ρ2）                  ：１．０×１０4Ω・ｃｍ〜１．０×１０6Ω・ｃｍ
膜厚（ｄ2）                        ：０．５μｍ
抵抗層５０を流れる電流密度（Ｊ2）  ：１０ｍＡ／ｃｍ2
【００８２】
第２電極２２のシート抵抗＝（ρ1／ｄ1）＝３０Ω／□
抵抗層５０のシート抵抗  ＝（ρ2／ｄ2）＝２×１０8Ω／□〜２×１０10Ω／□
【００８３】
第２電極２２における電圧降下＝ρ1×ｄ1×Ｊ1＝３．０×１０-11Ｖ
抵抗層５０における電圧降下  ＝ρ2×ｄ2×Ｊ2＝５ｍＶ〜５００ｍＶ
【００８４】
以上のとおり、抵抗層５０をＮｂ2Ｏ5から構成する場合、抵抗層５０における電圧降下は、最大でも０．５ボルト程度であると見積もることができ、有機ＥＬ素子あるいは有機ＥＬ表示装置の駆動においては、特段に問題となるような電圧降下の値ではない。
【００８５】
赤色発光有機層、緑色発光有機層及び青色発光有機層におけるλ，Ｌ1，ＯＬ1，２ＯＬ1／λ，Ｌ2，ＯＬ2，２ＯＬ2／λ，ｎave，｛−２Φ1／（２π）＋ｍ1｝，｛−２Φ2／（２π）＋ｍ2｝の値を、以下の表６に例示する。但し、ｍ1＝０，ｍ2＝０である。
【００８６】
［表６］
0005463882.tif 000005
【００８７】
異物（パーティクル）が、第１電極２１等の形成時や搬送時、屡々、第１電極２１上に付着する。また、第１電極２１の形成時、第１電極２１からの突起部が、屡々、生成する。更には、有機層２３の形成時、段差が発生する。このような異物や突起部によって、図３の（Ａ）に模式的に図示するように、有機層２３のカバレッジが完全ではなくなる。然るに、有機層２３上において厚さ１ｎｍ乃至６ｎｍといった非常に薄い半透過・反射膜４０を形成するが故に、第１電極２１上に異物又は突起部が存在し、また、段差が存在する場合、異物又は突起部、段差の近傍では、半透過・反射膜４０の成膜時、一種の「段切れ」が発生し、異物又は突起部、段差の近傍には半透過・反射膜４０が形成されない。そして、この状態で、抵抗層５０を形成するので、異物又は突起部の周辺に位置する半透過・反射膜４０の部分と異物の下又は突起部の根本に位置する第１電極２１の部分との間には抵抗層５０が存在する状態となる。
【００８８】
また、上述したとおり、有機層２３上の半透過・反射膜４０の部分４０Ｂの平均膜厚を１ｎｍ乃至６ｎｍとするので、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａは、不連続な状態となる。より具体的には、発光層２３Ａを備えた有機層２３が、開口部２５の底部に露出した第１電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分に亙って設けられており、半透過・反射膜４０も、有機層２３上から、更には、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分に亙って設けられている。ここで、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分は、開口部２５に向かって下る傾斜が付いている。従って、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａの膜厚は、有機層２３上の半透過・反射膜４０の部分４０Ｂの膜厚よりも薄くなる。それ故、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａは、不連続な状態（切れ切れの状態）となる。この状態を、模式的に図４に示すが、半透過・反射膜４０の不連続な部分を黒く塗りつぶした。また、コンタクトプラグ１８及び第１電極２１を点線で示し、開口部２５の縁部を一点鎖線で示した。図４においては、規則的に不連続な部分が設けられているように図示しているが、実際には、不連続な部分は不規則に設けられている。
【００８９】
発光素子の駆動のために第１電極２１及び第２電極２２に電圧を印加したとき、第１電極２１と第２電極２２との間には抵抗層５０が存在するので、たとえ、異物や突起部があったとしても、第１電極２１と第２電極２２との間で短絡が生じることがないし、第１電極２１と半透過・反射膜４０とが接触することもなく、欠陥画素や欠線が生じることを確実に防止することができる。尚、第１電極２１と半透過・反射膜４０とが接触すると、第１電極２１と半透過・反射膜４０とが同電位となり、有機層２３において発光が生じなくなる。
【００９０】
また、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例６にあっては、半透過・反射膜は、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の積層構造から成り、その形成方法にあっては、有機層２３上に、ＰＶＤ法に基づき、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２を、順次、成膜する。そして、このように、半透過・反射膜４０を形成することで、抵抗層５０と有機層２３との間に良好なる電気的コンタクトを得ることができるし、有機層２３へのキャリアの注入状態の改善を図ることができ、駆動電圧の低下を達成することができ、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００９１】
実施例１の有機ＥＬ表示装置における相対輝度比の経時変化を調べた結果を、図３の（Ｂ）のグラフに示す。尚、図３の（Ｂ）の横軸は、有機ＥＬ表示装置の駆動時間（単位：時間）を示し、縦軸は相対輝度比を示す。ここで、第１半透過・反射膜４１を形成せずに、厚さ５ｎｍの第２半透過・反射膜４２のみを形成した発光素子を備えた有機ＥＬ表示装置（比較例１）における相対輝度値をＲＬ0、実施例１の有機ＥＬ表示装置における相対輝度値をＲＬ1としたとき、相対輝度比は、
相対輝度比＝ＲＬ1／ＲＬ0
で求められる。また、相対輝度値は、
相対輝度値＝（所定時間経過後の輝度値）／（初期輝度値）
で求められる。
【００９２】
図３の（Ｂ）から、時間経過に伴い、実施例１の有機ＥＬ表示装置は、比較例１の有機ＥＬ表示装置よりも、相対輝度比が大きいことが判る。即ち、２層構成の半透過・反射膜４１，４２を備えた実施例１の有機ＥＬ表示装置の方が、比較例１の有機ＥＬ表示装置よりも、初期輝度値からの輝度値の低下が少なく、長寿命であることが判る。また、実施例１の有機ＥＬ表示装置の駆動電圧（１０ミリアンペア／ｃｍ2の電流を流したときの電圧）は、比較例１の有機ＥＬ表示装置と比べて、１５％低減していた。
【００９３】
以下、実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造方法の概要を、図５の（Ａ）〜（Ｃ）、図６の（Ａ）〜（Ｂ）、及び、図７の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して説明する。
【００９４】
［工程−１００］
先ず、第１基板１１上に、副画素毎にＴＦＴを、周知の方法で作製する。ＴＦＴは、第１基板１１上に形成されたゲート電極１２、第１基板１１及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁膜１３、ゲート絶縁膜１３上に形成された半導体層に設けられたソース／ドレイン領域１４、並びに、ソース／ドレイン領域１４の間であって、ゲート電極１２の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域１５から構成されている。尚、図示した例にあっては、ＴＦＴをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。ＴＦＴのゲート電極１２は、走査回路（図示せず）に接続されている。次に、第１基板１１上に、ＴＦＴを覆うように、ＳｉＯ2から成る下層層間絶縁層１６ＡをＣＶＤ法にて成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、下層層間絶縁層１６Ａに開口１６’を形成する（図５の（Ａ）参照）。
【００９５】
［工程−１１０］
次いで、下層層間絶縁層１６Ａ上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、アルミニウムから成る配線１７を形成する。尚、配線１７は、開口１６’内に設けられたコンタクトプラグ１７Ａを介して、ＴＦＴのソース／ドレイン領域１４に電気的に接続されている。配線１７は、信号供給回路（図示せず）に接続されている。そして、全面にＳｉＯ2から成る上層層間絶縁層１６ＢをＣＶＤ法にて成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、上層層間絶縁層１６Ｂ上に開口１８’を形成する（図５の（Ｂ）参照）。
【００９６】
［工程−１２０］
その後、上層層間絶縁層１６Ｂ上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、Ａｌ−Ｎｄ合金から成る第１電極２１を形成する（図５の（Ｃ）参照）。尚、第１電極２１は、開口１８’内に設けられたコンタクトプラグ１８を介して、配線１７に電気的に接続されている。
【００９７】
［工程−１３０］
次いで、開口部２５を有し、開口部２５の底部に第１電極２１が露出した絶縁層２４を、第１電極２１を含む層間絶縁層１６上に形成する（図６の（Ａ）参照）。具体的には、スピンコーティング法及びエッチング法に基づき、厚さ１μｍのポリイミド樹脂から成る絶縁層２４を、層間絶縁層１６の上、及び、第１電極２１の周辺部の上に形成する。尚、開口部２５を囲む絶縁層２４の部分は、なだらかな斜面を構成していることが好ましい。
【００９８】
［工程−１４０］
次に、開口部２５の底部に露出した第１電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分に亙り、有機層２３を形成する（図６の（Ｂ）参照）。尚、有機層２３は、例えば、有機材料から成る正孔輸送層、電子輸送層を兼ねた発光層が順次積層されている。具体的には、絶縁層２４を一種のスペーサとし、絶縁層２４の上に各副画素を構成する有機層２３を形成するためのメタルマスク（図示せず）を絶縁層２４の突起部の上に載置した状態で、抵抗加熱に基づき、有機材料を真空蒸着する。有機材料は、メタルマスクに設けられた開口を通過し、副画素を構成する開口部２５の底部に露出した第１電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分の上に亙り堆積する。
【００９９】
［工程−１５０］
その後、表示領域の全面に、第１半透過・反射膜４１、第２半透過・反射膜４２を、順次、形成する（図７の（Ａ）参照）。半透過・反射膜４０は、Ｎ×Ｍ個の有機ＥＬ素子を構成する有機層２３の全面を覆っている。但し、絶縁層２４の上の半透過・反射膜４０の部分４０Ａは、前述したとおり、少なくとも部分的に不連続となる。半透過・反射膜４０は、有機層２３に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の成膜条件を以下の表７に例示するが、Ｍｇ−Ａｇ（体積比１０：１）の共蒸着膜を成膜することで、第２半透過・反射膜４２を得ることができる。また、有機層２３を大気に暴露することなく、有機層２３の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して半透過・反射膜４０の形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層２３の劣化を防止することができる。尚、半透過・反射膜４０の成膜にあっては、不連続状態を得るためにはカバレッジが悪い方がよい。従って、成膜時の圧力を低くすることが好ましく、具体的には、例えば、１×１０-3Ｐａ以下が望ましい。
【０１００】
［表７］
第１半透過・反射膜４１の真空蒸着法に基づく成膜条件
Ｃａ加熱温度  ：４８０゜Ｃ
Ｃａ成膜レート：０．０５ｎｍ／秒
第２半透過・反射膜４２の真空蒸着法に基づく成膜条件
Ｍｇ加熱温度  ：２８０゜Ｃ
Ｍｇ成膜レート：０．０５ｎｍ／秒
Ａｇ加熱温度  ：１１００゜Ｃ
Ａｇ成膜レート：０．０５×｛ｘ／（１００＋ｘ）｝ｎｍ／秒
ここで、「ｘ」はＡｇ濃度（％）
【０１０１】
［工程−１６０］
次いで、１×１０4Ω・ｍ（１×１０6Ω・ｃｍ）の電気抵抗率を有する酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）から成り、有機層２３の上方における厚さが０．５μｍである抵抗層５０を、スパッタリング法にて形成する。抵抗層５０は第２電極２２と接することになるが、抵抗値を高くして、抵抗層５０を流れる電流を１副画素全体に流れる電流の１／１０以下に抑えることができれば、たとえ、図３の（Ａ）に示した状態が発生したとしても、表示画像において滅点、半滅点等の欠点、欠陥として認識されない。抵抗層５０をＮｂ2Ｏ5から構成する場合、抵抗層５０に要求される特性を計算してみると、前述したとおりとなり、１×１０2Ω・ｍ乃至１×１０4Ω・ｍの電気抵抗率が好ましい。また、抵抗層５０の成膜時の回りこみによるカバレッジを考慮すると、成膜時の圧力は高い方が好ましく、０．１Ｐａ乃至１０Ｐａとすることが望ましい。また、抵抗層５０を酸化物半導体から構成する場合、成膜時の酸素濃度（酸素分圧）によって抵抗層５０の電気抵抗率が変化する場合があるが、抵抗層５０をＮｂ2Ｏ5から構成する場合、成膜時の酸素濃度が変化しても（具体的には、例えば、酸素分圧が１×１０-4Ｐａから１×１０-2Ｐａまで変化しても）、１×１０2Ω・ｍ〜１×１０4Ω・ｍ（１×１０4Ω・ｃｍ〜１×１０6Ω・ｃｍ）までしか変化せず、安定した電気抵抗率を得ることができる。
【０１０２】
［工程−１７０］
その後、表示領域の全面に第２電極２２を形成する（図７の（Ｂ）参照）。第２電極２２は、Ｎ×Ｍ個の有機ＥＬ素子を構成する有機層２３の全面を覆っている。但し、第２電極２２は、抵抗層５０、有機層２３及び絶縁層２４によって第１電極２１とは絶縁されている。第２電極２２も、有機層２３に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法であるロングスロー・マグネトロン・スパッタリング法に基づき形成されている。また、有機層２３を大気に暴露することなく、有機層２３の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して第２電極２２までの形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層２３の劣化を防止することができる。具体的には、厚さ０．１μｍのＩＴＯ層を全面に成膜することで、第２電極２２を得ることができる。
【０１０３】
［工程−１８０］
次いで、第２電極２２上に、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-xＮx）から成る絶縁性の保護膜３１をプラズマＣＶＤ法に基づき形成する。保護膜３１の形成は、第２電極２２を大気に暴露することなく、連続して行うことで、大気中の水分や酸素による有機層２３の劣化を防止することができる。その後、保護膜３１と第２基板３３とを、アクリル系接着剤から成る接着層３２によって接着する。最後に、外部回路との接続を行うことで、有機ＥＬ表示装置を完成させることができる。
【０１０４】
尚、第２半透過・反射膜４２を、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）から構成する代わりに、マグネシウム（Ｍｇ）−カルシウム（Ｃａ）から構成することもできる。具体的には、マグネシウムとカルシウムとの体積比は、Ｍｇ：Ｃａ＝９：１であり、第２半透過・反射膜の膜厚は２ｎｍである。このような第２半透過・反射膜は、真空蒸着法によって成膜することができる。
【実施例２】
【０１０５】
実施例２は、実施例１の変形であり、抵抗層が、有機層側から、第１抵抗層及び第２抵抗層の積層構造を有し、第２抵抗層の電気抵抗率は、第１抵抗層の電気抵抗率よりも高い。実施例２にあっては、第１抵抗層及び第２抵抗層を構成する材料は、どちらもＮｂ2Ｏ5であるが、Ｎｂ2Ｏ5をスパッタリング法にて成膜するときの酸素分圧を変えることで、第１抵抗層及び第２抵抗層の電気抵抗率Ｒ1，Ｒ2を以下のとおりとした。
【０１０６】
第１抵抗層の電気抵抗率Ｒ1：１×１０2Ω・ｍ（１×１０4Ω・ｃｍ）
第２抵抗層の電気抵抗率Ｒ2：１×１０4Ω・ｍ（１×１０6Ω・ｃｍ）
【０１０７】
抵抗層での電圧降下を測定すると、１層の抵抗層（電気抵抗率：１×１０4Ω・ｍ（１×１０6Ω・ｃｍ）から構成したときの電圧降下の測定結果と比較して、実施例２にあっては、電圧降下の値が小さくなり、駆動電圧の低電圧化を図ることができた。
【０１０８】
抵抗層の構成が異なる点を除き、実施例２の有機ＥＬ表示装置、発光素子、有機ＥＬ素子の構成、構造は、実施例１の有機ＥＬ表示装置、発光素子、有機ＥＬ素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【０１０９】
実施例３も実施例１の変形である。実施例１にあっては、赤色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値（抵抗層単位面積当たりの電気抵抗値。以下においても同じ）ＲR、緑色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値ＲG、及び、青色発光素子を構成する抵抗層の電気抵抗値ＲBの値を同じとした。即ち、全面を抵抗層で一様に覆った。ところで、一般に、発光波長の短い青色発光素子における光学距離ＯＬBは、発光波長がより長い緑色発光素子、赤色発光素子における光学距離ＯＬG，ＯＬRよりも短い。それ故、青色発光素子における有機層の厚さを、緑色発光素子、赤色発光素子における有機層の厚さよりも薄くする必要がある。それ故、青色発光素子における第１電極と第２電極との間での短絡が最も生じ易いので、青色発光素子における抵抗層の厚さを最も厚くする必要がある。一方、各発光素子を構成する材料、有機層の膜厚に依存して、一般に、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧は、青色発光素子、赤色発光素子、緑色発光素子の順に高くなる傾向にあるが、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧を、出来るだけ揃えることが好ましい。また、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧にばらつきがある場合、駆動電圧のばらつきを出来るだけ少なくすることが好ましい。更には、画素の面積が異なる場合、例えば、赤色発光素子の面積≦緑色発光素子の面積＜青色発光素子の面積の場合、画素の面積が大きいほど、滅点の数が増加し易い。
【０１１０】
図８に、画素の駆動のための全電流が変化したときの、全電流に対するリーク電流変化の割合のシミュレーション結果を示す。全電流が少なくなると、異物によるリーク電流の割合が増えることになる。更に、抵抗層の抵抗が高くなると、リーク電流が抑えられる結果となっている。尚、図８において、曲線「Ａ」は、抵抗層の抵抗が１×１０4Ωのときのデータであり、曲線「Ｂ」は、抵抗層の抵抗が１×１０5Ωのときのデータであり、曲線「Ｃ」は、抵抗層の抵抗が１×１０6Ωのときのデータである。
【０１１１】
実施例３にあっては、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧を、出来るだけ揃えるために、赤色発光素子を構成する抵抗層の単位面積当たりの抵抗値ＲR、緑色発光素子を構成する抵抗層の単位面積当たりの抵抗値ＲG、及び、青色発光素子を構成する抵抗層の単位面積当たりの抵抗値ＲBの値を異ならせる。即ち、ＲB＞ＲG，ＲB＞ＲRとする。より具体的には、
ＲB＝１５０Ω・ｃｍ2
ＲG＝  ５０Ω・ｃｍ2
ＲR＝１００Ω・ｃｍ2
とした。これによって、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧を揃えることができ、駆動電圧の上昇を最小限とすることができ、しかも、第１電極と第２電極との間での短絡の発生を確実に抑制することができる。
【０１１２】
例えば、赤色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、緑色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、青色発光素子を構成する抵抗層の厚さとを異ならせた。具体的には、抵抗層を成膜した後、青色発光素子を構成する抵抗層をレジスト層で被覆し、緑色発光素子及び赤色発光素子を構成する抵抗層を露出し、緑色発光素子及び赤色発光素子を構成する抵抗層を厚さ方向に部分的にエッチングする。次いで、レジスト層を除去し、青色発光素子及び赤色発光素子を構成する抵抗層をレジスト層で被覆し、緑色発光素子を構成する抵抗層を露出させ、緑色発光素子を構成する抵抗層を厚さ方向に部分的にエッチングする。あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、緑色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、青色発光素子を構成する抵抗層の構成材料とを異ならせればよいし（例えば、実施例２において、第１抵抗層及び第２抵抗層を形成した後、赤色発光素子及び緑色発光素子の上方に位置する第２抵抗層の部分をエッチング法にて除去する）、あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、緑色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、青色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量とを異ならせればよい。
【実施例４】
【０１１３】
実施例４も実施例１の変形である。実施例４にあっては、第２電極２２を外部の回路（図示せず）に接続するための取出し電極６０を、有機ＥＬ表示装置の外周領域に設ける。実施例４において、取出し電極６０は、第１基板１１の外周部に設けられており、チタン（Ｔｉ）膜から成る。第２電極２２の延在部２２Ａが取出し電極６０の上にまで延びている。実施例４における有機ＥＬ表示装置の外周部近傍の模式的な一部断面図を図９に示し、外周部近傍における取出し電極６０及び第２電極２２の配置を模式的に図１０に示す。尚、図１０において、取出し電極６０の外周を実線で示し、内周を点線で示し、取出し電極６０を明確化するため、取出し電極６０に右上から左下に延びる斜線を付した。一方、延在部２２Ａを含む第２電極２２を明確化するため、第２電極２２に左上から右下に延びる斜線を付した。取出し電極６０は、例えば、実施例１の［工程−１００］から［工程−１３０］のいずれかの工程中、あるいは、これらの工程と工程の間で、例えば、スパッタリング法とエッチング法の組合せ、メタルマスクを用いたＰＶＤ法、リフトオフ法等に基づき、表示領域を額縁状に包囲するように取出し電極６０を設ければよい。尚、取出し電極６０が第１基板１１に設けられた各種配線等と重複する部分が生じる場合には、取出し電極６０と各種配線等との間に絶縁膜を形成すればよい。
【実施例５】
【０１１４】
実施例５も、実施例１の変形である。図１１並びに図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、実施例５の発光素子（有機ＥＬ素子）にあっては、第１電極２１と有機層２３との間に導電体膜７０が設けられている。そして、導電体膜７０は、発光層２３Ａからの光の一部を透過させる。また、第１電極２１は、導電体膜７０を透過した光を反射する。ここで、第１電極２１上における導電体膜７０の平均膜厚は、１ｎｍ乃至６ｎｍである。より具体的には、導電体膜７０は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀（Ａｇ）、より具体的には、厚さ２ｎｍのＭｇ−Ａｇから成る。ここで、マグネシウムと銀との体積比は、Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１である。所望の形状にパターニングされた第１電極２１及び導電体膜７０は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき形成されている。導電体膜７０の光透過率は７０％であった。尚、導電体膜を、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）から構成する代わりに、マグネシウム（Ｍｇ）−カルシウム（Ｃａ）から構成することもできる。具体的には、マグネシウムとカルシウムとの体積比は、Ｍｇ：Ｃａ＝９：１であり、導電体膜の膜厚は２ｎｍである。尚、図１１及び図１２、並びに、後述する図１３の（Ａ）、（Ｂ）において、半透過・反射膜４０を１層で表している。
【０１１５】
実施例５の発光素子にあっては、第１電極２１と有機層２３との間に導電体膜７０が形成されているので、有機層２３から第１電極２１に至る電気抵抗の低減を図ることができる結果、駆動電圧の低下を図ることができる。そして、駆動電圧を低下させることができるが故に、第１電極２１と第２電極２２との間に加わる電界強度が低減され、リークに起因した滅点を減少させることができるし、消費電力の大幅な低減を図ることもできる。具体的には、第１電極２１と有機層２３との間に導電体膜７０が形成されていない発光素子と比較して、導電体膜７０が形成された実施例６の発光素子においては、駆動電圧を１．１ボルト乃至１．３２ボルト、低減することができた。
【０１１６】
尚、実施例５の発光素子、有機ＥＬ表示装置に対して、実施例２〜実施例４にて説明した発光素子を適用することができることは云うまでもない。
【実施例６】
【０１１７】
実施例６は、実施例５の変形である。実施例６の発光素子における有機層等の模式図を図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、実施例６の発光素子を適用した実施例６における有機ＥＬ表示装置は、有機層の構成が異なる点、第１電極がカソード電極として機能し、第２電極がアノード電極として機能する点を除き、実施例５において説明した有機ＥＬ表示装置と同じ構成、構造を有し、参照番号が異なる点を除き、模式的な一部断面図も図１１と同様であるが故に、詳細な説明は省略する。
【０１１８】
実施例６の発光素子（有機ＥＬ素子）は、
（Ａ）第１電極６２１、
（Ｂ）導電体膜７０、
（Ｃ）有機発光材料から成る発光層６２３Ａを備えた有機層６２３、
（Ｄ）半透過・反射膜（有機層６２３側から、第１半透過・反射膜４１及び第２半透過・反射膜４２の積層構造から成る）、
（Ｅ）抵抗層５０、及び、
（Ｆ）第２電極６２２、
が、順次、積層されて成る。
【０１１９】
そして、実施例５と異なり、有機層６２３は、第１電極６２１側から、電子輸送層６２３Ｃ、発光層６２３Ａ、正孔輸送層、及び、正孔注入層が積層された構造を有する。但し、図面では１層で表す場合があるし、正孔注入層及び正孔輸送層を、正孔輸送層６２３Ｂ、１層で表す場合もある。また、第１電極６２１は、発光層６２３Ａからの光を反射し、第２電極６２２は、発光層６２３Ａからの光を透過し、有機層６２３上における半透過・反射膜４０の平均膜厚は全体として１ｎｍ乃至６ｎｍである。
【０１２０】
尚、実施例６にあっても、実施例５の発光素子と同様に、第１電極６２１と有機層６２３との間には導電体膜７０が設けられており、導電体膜７０は、発光層６２３Ａからの光の一部を透過させ、第１電極６２１は、発光層６２３Ａからの光を反射し、第１電極６２１上における導電体膜７０の平均膜厚は１ｎｍ乃至６ｎｍである。
【０１２１】
ここで、実施例６においては、第１電極６２１をカソード電極として用い、第２電極６２２をアノード電極として用いる。具体的には、第１電極６２１は、厚さ０．３μｍのＡｌ−Ｎｄ合金といった光反射材料から成り、第２電極６２２は、厚さ０．１μｍのＩＴＯといった透明導電材料から成る。半透過・反射膜４０及び導電体膜７０の構成は、実施例５と同様である、実施例５と異なり、有機層６２３と半透過・反射膜４０との間にはＬｉＦから成る電子注入層は形成されておらず、その代わりに、有機層６２３と導電体膜７０との間に、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層（図示せず）が形成されている。
【０１２２】
以上、纏めると、実施例６の発光素子の詳しい構成は、以下の表８のとおりである。また、第１電極６２１及び第２電極６２２の屈折率測定結果、第１電極６２１の光反射率測定結果、半透過・反射膜４０及び導電体膜７０の光透過率測定結果を、以下の表９に示す。尚、測定は、波長５３０ｎｍにおいて行った結果である。
【０１２３】
［表８］
第２基板３３                  ：ソーダガラス
接着層３２                    ：アクリル系接着剤
保護膜３１                    ：ＳｉＮx層（厚さ：５μｍ）
第２電極（アノード電極）６２２：ＩＴＯ層（厚さ：０．１μｍ）
抵抗層５０                    ：Ｎｂ2Ｏ5層（厚さ：０．５μｍ）
半透過・反射膜
第２半透過・反射膜４２    ：Ｍｇ−Ａｇ膜
第１半透過・反射膜４１    ：Ｃａ膜
電子注入層                    ：ＬｉＦ層（厚さ：０．３ｎｍ）
有機層６２３                  ：後述
導電体膜７０                  ：Ｍｇ−Ａｇ膜（厚さ：２ｎｍ）
第１電極（カソード電極）６２１：Ａｌ−Ｎｄ層（厚さ：０．３μｍ）
層間絶縁層１６                ：ＳｉＯ2層
ＴＦＴ                        ：有機ＥＬ素子駆動部を構成
第１基板１１                  ：ソーダガラス
【０１２４】
［表９］
第１電極６２１の屈折率
実数部：０．７５５
虚数部：５．４６６
半透過・反射膜４０の屈折率
実数部：０．６１７
虚数部：３．９０４
導電体膜７０の屈折率
実数部：０．６１７
虚数部：３．９０４
第２電極６２２の屈折率
実数部：１．８１４
虚数部：０
抵抗層５０の屈折率
実数部：２．２８５
虚数部：０
保護膜３１の屈折率
実数部：１．８７
虚数部：０
接着層３２の屈折率
実数部：１．５３
虚数部：０
第１電極６２１の光反射率                    ：８５％
半透過・反射膜４０及び導電体膜７０の光透過率：６０％
導電体膜７０の光透過率                      ：７９％
第２電極６２２の光反射率                    ：  ２％
【０１２５】
実施例６にあっては、第１電極６２１と有機層６２３（より具体的には、導電体膜７０）との界面によって構成された第１界面２６と、半透過・反射膜４０と有機層６２３との界面によって構成された第２界面２７との間で、発光層６２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を半透過・反射膜４０、更には、第２電極６２２から出射させる。
【０１２６】
また、実施例６の発光素子において、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１界面２６から発光層６２３Ａの最大発光位置までの光学距離をＯＬ1、第２界面２７から発光層６２３Ａの最大発光位置までの光学距離をＯＬ2としたとき、上述した式（１−１）及び式（１−２）を満たす。
【０１２７】
更には、実施例６の発光素子において、第１界面２６と第２界面２７との間の光学距離をＯＬ、発光層６２３Ａで発生した光が第１界面２６と第２界面２７で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層６２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する。
【０１２８】
即ち、赤色発光素子（赤色発光有機ＥＬ素子）は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層６２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極６２２から出射させ、発光層６２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、６００ｎｍ乃至６５０ｎｍ（実施例６にあっては、具体的には、６２０ｎｍ）であり、第１電極６２１上における有機層６２３の膜厚は、１．１×１０-7ｍ乃至１．６×１０-7ｍ（実施例６にあっては、具体的には、１４０ｎｍ）である。
【０１２９】
具体的には、赤色発光有機層の構成は、以下の表１０のとおりである。最大発光位置は、電子輸送層６２３Ｃと発光層６２３Ａとの界面である（図１３の（Ａ）参照）。尚、表１０、あるいは、後述する表１１及び表１２にあっても、下欄に位置する層ほど、第１電極に近いところに位置している。
【０１３０】
［表１０］
0005463882.tif 000006
【０１３１】
また、緑色発光素子（緑色発光有機ＥＬ素子）は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層６２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極６２２から出射させ、発光層６２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、５００ｎｍ乃至５５０ｎｍ（実施例６にあっては、具体的には、５３０ｎｍ）であり、第１電極６２１上における有機層６２３の膜厚は、９×１０-8ｍ乃至１．３×１０-7ｍ（実施例６にあっては、具体的には、１１８ｎｍ）である。
【０１３２】
具体的には、緑色発光有機層の構成は、以下の表１１のとおりである。尚、最大発光位置は、正孔輸送層６２３Ｂと発光層６２３Ａとの界面である（図１３の（Ｂ）参照）。
【０１３３】
［表１１］
0005463882.tif 000007
【０１３４】
また、青色発光素子（青色発光有機ＥＬ素子）は、第１界面２６と第２界面２７との間で、発光層６２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を第２電極６２２から出射させ、発光層６２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍ（実施例６にあっては、具体的には、４６０ｎｍ）であり、第１電極６２１上における有機層６２３の膜厚は、６×１０-8ｍ乃至１．１×１０-7ｍ（実施例６にあっては、具体的には、８８ｎｍ）である。
【０１３５】
具体的には、青色発光有機層の構成は、以下の表１２のとおりである。尚、最大発光位置は、正孔輸送層６２３Ｂと発光層６２３Ａとの界面である（図１３の（Ｂ）参照）。
【０１３６】
［表１２］
0005463882.tif 000008
【０１３７】
実施例６の発光素子にあっては、有機層６２３は、第１電極６２１側から、電子輸送層６２３Ｃ、発光層６２３Ａ、正孔輸送層、及び、正孔注入層が積層された構造を有し、発光層６２３Ａへの電子注入性が向上する結果、駆動電圧の低下を図ることができる。そして、駆動電圧を低下させることができるが故に、第１電極６２１と第２電極６２２との間に加わる電界強度が低減され、リークに起因した滅点を減少させることができるし、消費電力の大幅な低減を図ることもできる。
【０１３８】
具体的には、実施例５の発光素子と比較して、実施例６の発光素子においては、駆動電圧を１．７ボルト乃至２．６ボルト、低減することができた。
【０１３９】
また、導電体膜７０を形成していない実施例６の発光素子及び比較例６の発光素子における、消費電力と輝度特性の関係を図１４の（Ａ）に示し、駆動電圧と電流密度の関係を図１４の（Ｂ）に示すが、実施例６の発光素子は、比較例６の発光素子と比べて、輝度特性の向上、電流密度の低下が達成されている。
【０１４０】
実施例６の発光素子、有機ＥＬ表示装置は、実質的に、実施例１の発光素子、有機ＥＬ表示装置と同様の方法で製造することができるので、製造方法の説明は省略する。
【０１４１】
尚、実施例６の発光素子、有機ＥＬ表示装置に対して、実施例２〜実施例４にて説明した発光素子を適用することができることは云うまでもない。
【実施例７】
【０１４２】
実施例７は、本発明の第２の態様に係る発光素子及び本発明の発光素子の製造方法に関する。実施例７の発光素子を適用した有機ＥＬ表示装置の模式的な一部断面図を図１５に示し、実施例７の発光素子における有機層等の模式図を図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【０１４３】
実施例７の発光素子（有機ＥＬ素子）は、
（Ａ）第１電極２１、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層２３Ａを備えた有機層２３、
（Ｃ）抵抗層５０、及び、
（Ｄ）第２電極２２、
が、順次、積層されて成り、
第１電極２１は、発光層２３Ａからの光を反射し、
第２電極２２は、発光層２３Ａからの光を透過し、
有機層２３と抵抗層５０との間には、有機層２３の最上層部を構成する材料と、抵抗層５０の最下層部を構成する材料と、金属との混合層８０が形成されている。
【０１４４】
また、実施例７の有機ＥＬ表示装置は、
（ａ）第１電極２１、
（ｂ）開口部２５を有し、開口部２５の底部に第１電極２１が露出した絶縁層２４、
（ｃ）開口部２５の底部に露出した第１電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層２３Ａを備えた有機層２３、
（ｄ）有機層２３を覆う抵抗層５０、及び、
（ｅ）抵抗層５０上に形成された第２電極２２、
が、順次、積層されて成り、
有機層２３と抵抗層５０との間には、有機層２３の最上層部を構成する材料と、抵抗層５０の最下層部を構成する材料と、金属との混合層８０が形成されている発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子，有機ＥＬ素子）を、複数、有し、
第１電極２１は、発光層２３Ａからの光を反射し、
第２電極２２は、発光層２３Ａからの光を透過し、
絶縁層２４の上の混合層８０の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
【０１４５】
実施例７にあっては、混合層８０は、より具体的には、有機層２３の最上層部を構成する材料である上述したＥＴ０８５と、抵抗層５０の最下層部を構成する材料であるＮｂ2Ｏ5と、金属であるアルカリ土類金属（より具体的にはカルシウム，Ｃａ）から構成されている。
【０１４６】
尚、実施例７における、第１電極２１、第２電極２２の構成、有機層２３の構成は、実施例１における第１電極２１、第２電極２２の構成、有機層２３の構成と同じである。また、有機層２３と半透過・反射膜４０との間には、実施例１と同様に、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層（図示せず）が形成されている。更には、実施例７の発光素子（有機ＥＬ素子）、有機ＥＬ表示装置の構成、構造は、半透過・反射膜４０の代わりに混合層８０が設けられている点を除き、実質的に、実施例１の発光素子（有機ＥＬ素子）、有機ＥＬ表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、混合層８０の屈折率及び光透過率測定結果は、以下の表１３のとおりであった。
【０１４７】
［表１３］
混合層８０の屈折率
実数部：０．６１７
虚数部：３．９０４
混合層８０の光透過率：６０％
【０１４８】
絶縁層２４の上の混合層の部分は少なくとも部分的に不連続であるが、絶縁層２４の上の混合層の部分は、有機層２３の上の混合層の部分と部分的に繋がっている。場合によっては、絶縁層２４の上の混合層の部分は、有機層２３の上の混合層の部分と繋がっていない。あるいは又、場合によっては、一部の有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層２４の上の混合層の部分は有機層２３の上の混合層の部分と部分的に繋がっており、残りの有機ＥＬ素子にあっては、絶縁層２４の上の混合層の部分は有機層２３の上の混合層の部分と繋がっていない。尚、絶縁層２４の上の混合層の部分の平均膜厚は、有機層２３上における混合層の部分の平均膜厚よりも薄い。従って、絶縁層２４の上の混合層の部分を不連続な状態とすることができる。
【０１４９】
そして、実施例７にあっては、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６と、混合層８０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７との間で、発光層２３Ａで発光した光を共振させて、その一部を、混合層８０、更には、第２電極６２２から出射させる。
【０１５０】
また、実施例７の発光素子においては、図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６から発光層２３Ａの最大発光位置までの距離をＬ1、光学距離をＯＬ1、混合層８０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７から発光層２３Ａの最大発光位置までの距離をＬ2、光学距離をＯＬ2としたとき、以下の式（１−１）及び式（１−２）を満たす。
【０１５１】
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝              （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝              （１−２）
【０１５２】
ここで、
λ ：発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1：第１界面２６で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ1≦０］
Φ2：第２界面２７で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］
であり、（ｍ1，ｍ2）の値は、実施例７にあっては、（０，０）である。
【０１５３】
更には、実施例７の発光素子においては、第１電極２１と有機層２３との界面によって構成された第１界面２６と、混合層８０と有機層２３との界面によって構成された第２界面２７との間の光学距離をＯＬ、発光層２３Ａで発生した光が第１界面２６と第２界面２７で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］、発光層２３Ａで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
−０．３≦｛（２×ＯＬ）／λ＋Φ／（２π）｝≦０．３
を満足する。
【０１５４】
実施例７の発光素子において、有機層２３と抵抗層５０との間には混合層８０が形成されており、その形成方法にあっては、有機層２３上に、ＰＶＤ法に基づき、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜する。そして、このように、混合層８０を形成することで、抵抗層５０と有機層２３との間に良好なる電気的コンタクトを得ることができるし、有機層２３へのキャリアの注入状態の改善を図ることができ、駆動電圧の低下を達成することができ、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【０１５５】
実施例７の発光素子は、実施例１の発光素子の製造工程における［工程−１５０］において、以下の表１４に例示する成膜条件にて、有機層２３上に、ＰＶＤ法に基づき、第１半透過・反射膜及び第２半透過・反射膜を、順次、成膜し、更には、抵抗層を形成することで、有機層２３の最上層部を構成する材料と、抵抗層５０の最下層部を構成する材料と、第１半透過・反射膜を構成する材料及び第２半透過・反射膜を構成する材料が混然となった混合層８０を得ることができる。
【０１５６】
［表１４］
第１半透過・反射膜の真空蒸着法に基づく成膜条件
Ａｌ加熱温度  ：１０００゜Ｃ
Ａｌ成膜レート：０．０５ｎｍ／秒
第２半透過・反射膜の真空蒸着法に基づく成膜条件
Ｍｇ加熱温度  ：２８０゜Ｃ
Ｍｇ成膜レート：０．０５ｎｍ／秒
Ａｇ加熱温度  ：１１００゜Ｃ
Ａｇ成膜レート：０．０５×｛ｘ／（１００＋ｘ）｝ｎｍ／秒
ここで、「ｘ」はＡｇ濃度（％）
【０１５７】
以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例における発光素子や有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置の構成、構造、発光素子や有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置を構成する材料等は例示であり、適宜変更することができる。実施例７の発光素子にあっては、第２半透過・反射膜を成膜した後、第１半透過・反射膜を成膜してもよい。また、実施例７においては、場合によっては、１層の半透過・反射膜を成膜することでも（例えば、カルシウム、マグネシウム及び銀の共蒸着法に基づく半透過・反射膜の成膜、あるいは、アルミニウム、マグネシウム及び銀の共蒸着法に基づく半透過・反射膜の成膜）、有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層を形成することができる。
【０１５８】
実施例においては、前述したとおり、有機層を副画素毎に形成してもよいし、赤色発光・副画素及び緑色発光・副画素のそれぞれについては、その上に青色発光・副画素を構成する有機層が延在している構造とすることもできる。即ち、青色の発光層を共通層とし、表示領域全面に青色発光・副画素を構成する有機層を形成する形態とすることもできる。この場合、赤色発光・副画素に関しては、赤色を発光する有機層と青色を発光する有機層の積層構造となるが、第１電極と第２電極との間で電流を流すと赤色を発光するが、青色発光エネルギーが赤色発光有機層へエネルギー移動することで、赤色発光有機層の発光効率の向上を図ることができる。同様に、緑色発光・副画素に関しては、緑色を発光する有機層と青色を発光する有機層の積層構造となるが、第１電極と第２電極との間で電流を流すと緑色を発光するが、青色発光エネルギーが緑色発光有機層へエネルギー移動することで、緑色発光有機層の発光効率の向上を図ることができる。また、赤色発光有機層における発光層及び緑色発光有機層における発光層の上に全面に共通層を形成することで、青色発光有機層を構成する発光層を個別に形成することなく形成することができ、例えば、青色発光有機層を構成する発光層を形成するためのマスクが不要となり、量産性も向上する。あるいは又、例えば、赤色発光・副画素や緑色発光・副画素について、赤色発光・副画素や緑色発光・副画素を構成する赤色発光有機層や緑色発光有機層の上に青色発光有機層を形成してもよい。
【０１５９】
図１７の（Ａ）に、半透過・反射膜４０の膜厚と波長５３０ｎｍにおける平均光反射率の値の関係を例示する。図示するように、半透過・反射膜４０の膜厚が薄くなると、平均光反射率は０に近づいていく。従って、半透過・反射膜４０の膜厚が薄くなると、半透過・反射膜４０は、殆どの光を透過するようになる。また、波長５３０ｎｍの光が、或る層Ａから層Ａに接した層に入射したとき、層Ａと層Ｂとの界面で反射されるときの平均光反射率と、層Ａを構成する材料の屈折率と層Ｂを構成する材料の屈折率との差Δｎの関係を図１７の（Ｂ）に例示する。図示するように、フレネル反射に基づき、Δｎの値が増加すると平均光反射率の値は増加する。
【０１６０】
従って、半透過・反射膜４０の膜厚が薄くなり、半透過・反射膜４０が殆どの光を透過するようになると、半透過・反射膜４０と抵抗層５０との界面である第３界面において、反射が生じる。あるいは又、抵抗層５０が少なくとも２層の抵抗層の積層構造を有する場合、半透過・反射膜４０と積層構造を有する抵抗層の構成材料等とに依存して、第１抵抗層と第２抵抗層との界面である第４界面において、主に、反射が生じる。その結果、第１界面と、半透過・反射膜４０と抵抗層５０との界面によって構成された第３界面との間で、発光層で発光した光を共振させ、あるいは又、第１界面と、第１抵抗層と第２抵抗層との界面によって構成された第４界面との間で、発光層で発光した光を共振させることができ、あるいは又、第１界面と第３界面との間で、発光層で発光した光を共振させ、且つ、第１界面と第４界面との間で、発光層で発光した光を共振させることができる。混合層を備えている場合も同様である。
【０１６１】
それ故、このような場合、第２界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ2とする代わりに、第３界面若しくは第４界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をＯＬ2とすればよい。また、Φ2を、第３界面若しくは第４界面で生じる反射光の位相シフト量（単位：ラジアン）［但し、−２π＜Φ2≦０］とすればよい。あるいは又、第２界面との間の光学距離をＯＬ、発光層で発生した光が第１界面と第２界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］とする代わりに、第３界面若しくは第４界面との間の光学距離をＯＬ、発光層で発生した光が第１界面と第３界面若しくは第４界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン［但し、−２π＜Φ≦０］とすればよい。以上に説明したように、半透過・反射膜４０と抵抗層５０との界面である第３界面において主に反射が生じ、あるいは又、第１抵抗層と第２抵抗層との界面である第４界面において主に反射が生じる場合には、「半透過・反射膜と有機層との界面によって構成された第２界面」を、『半透過・反射膜と抵抗層との界面である第３界面』若しくは『第１抵抗層と第２抵抗層との界面である第４界面』と読み替えればよい。混合層を備えている場合も同様である。
【０１６２】
具体的には、実施例６における発光素子の変形例として、抵抗層を第１抵抗層と第２抵抗層との組合せとした以下の表１５に示す構造を有する発光素子を作製したところ、半透過・反射膜と抵抗層との界面である第３界面、及び、第１抵抗層と第２抵抗層との界面である第４界面において反射が生じ、抵抗層を第２抵抗層のみとした発光素子と比較して、発光効率が１．３倍となった。尚、第１抵抗層を構成する材料の屈折率ｎ1、第２抵抗層を構成する材料の屈折率ｎ2、有機層の最上層を構成する材料の屈折率ｎ0の関係は、
−０．６≦ｎ0−ｎ1≦−０．４
０．４≦ｎ1−ｎ2≦  ０．９
といった効率を重視する関係にある。
【０１６３】
［表１５］
第２基板              ：ソーダガラス
接着層                ：アクリル系接着剤
保護膜                ：ＳｉＮx層（厚さ：５μｍ）
第２電極              ：ＩＴＯ層（厚さ：０．１μｍ）
第２抵抗層            ：厚さ０．５μｍ  （屈折率ｎ2：１．７）
第１抵抗層            ：厚さ０．０６μｍ（屈折率ｎ1：２．４）
半透過・反射膜：
第２半透過・反射膜：Ｍｇ−Ａｇ膜
第１半透過・反射膜：Ｃａ膜
有機層（全体）        ：厚さ１３０ｎｍ（屈折率ｎ0：１．８）
導電体膜              ：Ｍｇ−Ａｇ膜（厚さ：２ｎｍ）
第１電極              ：Ａｌ−Ｎｄ層（厚さ：０．２μｍ）
層間絶縁層            ：ＳｉＯ2層
ＴＦＴ                ：有機ＥＬ素子駆動部を構成
第１基板              ：ソーダガラス
【符号の説明】
【０１６４】
１０・・・発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）、１１・・・第１基板、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁膜、１４・・・ソース／ドレイン領域、１５・・・チャネル形成領域、１６・・・層間絶縁層、１６Ａ・・・下層層間絶縁層、１６’，１８’・・・開口、１６Ｂ・・・上層層間絶縁層、１７・・・配線、１７Ａ，１８・・・コンタクトプラグ、２１・・・第１電極、２２・・・第２電極、２２Ａ・・・第２電極の延在部、２３・・・有機層、２３Ａ・・・発光層、２４・・・絶縁層、２５・・・開口部、２６・・・第１界面、２７・・・第２界面、３１・・・保護膜、３２・・・接着層、３３・・・第２基板、４０・・・半透過・反射膜、４０Ａ・・・絶縁層の上の半透過・反射膜の部分、４０Ｂ・・・有機層の上の半透過・反射膜の部分、４１・・・第１半透過・反射膜、４２・・・第２半透過・反射膜、５０・・・抵抗層、６０・・・取出し電極、７０・・・導電体膜、８０・・・混合層
【図１】
0005463882.tif 000009
【図２】
0005463882.tif 000010
【図３】
0005463882.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005463882.tif 000015
【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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図８】
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【図１４】
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