(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する透光性電極と背面電極との間に、電流の印加により発光する発光層を有する薄膜型ＥＬ素子において、該発光層が有機蛍光体からなる有機発光層であり、該背面電極が吸光性電極層と導電補助電極層とから構成され、吸光性電極層が発光層側に配されており、吸光性電極層の発光層側の表面層領域に金属がドープされていることを特徴とする薄膜型ＥＬ素子。
【請求項２】
吸光性電極層が金属酸化物又は金属窒素物を含む請求項１記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項３】
該背面電極が、吸光性電極層の発光層側に、吸光性電極層の仕事関数よりも低仕事関数の電子注入低仕事関数層を更に有する請求項１又は２記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項４】
吸光性電極層の可視光吸光率が少なくとも５０％である請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項５】
透光性電極と発光層との間に正孔注入輸送層が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項６】
互いに対向する透光性電極と背面電極との間に、電流の印加により発光する発光層を有する薄膜型ＥＬ素子において、該背面電極が吸光性電極層と導電補助電極層とから構成され、吸光性電極層が発光層側に配されている薄膜型ＥＬ素子であって、該背面電極が、吸光性電極層の発光層側に、吸光性電極層の仕事関数よりも低仕事関数の電子注入低仕事関数層を更に有しており、該発光層が発した光のうち、電子注入低仕事関数層表面で反射した光の位相と、導電補助電極層の表面で反射した光の位相とを一致させ、主波長の光強度を強めたことを特徴とする薄膜型ＥＬ素子。
【請求項７】
発光層が有機蛍光体からなる有機発光層であり、且つ透光性電極と発光層との間に正孔注入輸送層が形成されている請求項６記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項８】
発光層が無機半導体からなる無機発光層である請求項６記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項９】
互いに対向する透光性電極と背面電極との間に、電流の印加により発光する発光層を有する薄膜型ＥＬ素子において、該背面電極が吸光性電極層と導電補助電極層とから構成され、吸光性電極層が発光層側に配されている薄膜型ＥＬ素子であって、該背面電極が、吸光性電極層の発光層側に、吸光性電極層の仕事関数よりも低仕事関数の電子注入低仕事関数層を更に有しており、該電子注入低仕事関数層が半透明ミラー状であり、導電補助電極層がミラー状であり、吸光性電極層の可視光吸光率が９０％以下であり、且つ吸光性電極層の層厚が発光層の発光主波長の１／２の整数倍であることを特徴とする薄膜型ＥＬ素子。
【請求項１０】
吸光性電極層が金属酸化物又は金属窒素物を含む請求項９記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項１１】
発光層が有機蛍光体からなる有機発光層であり、且つ透光性電極と発光層との間に正孔注入輸送層が形成されている請求項９又は１０記載の薄膜型ＥＬ素子。
【請求項１２】
発光層が無機半導体からなる無機発光層である請求項９又は１０記載の薄膜型ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エレクトロルミネスセンス現象を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子と略する）に関し、更に詳しくは有機又は無機の蛍光物質などからなる発光体薄膜を発光層として用いた薄膜型ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＥＬ素子は、発光層の形成手法の点で分散型のものと薄膜型のものとに分けることができる。分散型ＥＬ素子の場合、発光層は、無機蛍光体微粒子を樹脂バインダーに分散したものをコーティング法などにより成膜したものである。一方、薄膜型ＥＬ素子の場合、発光層は蒸着法やスパッタ法などにより成膜したものである。このうち、後者の薄膜型ＥＬ素子の方が、しきい値特性に優れているためにＸ−Ｙマトリックス駆動のディスプレイに加工しやすいという特性を有している。
【０００３】
このような薄膜型ＥＬ素子は、駆動電流の点で交流駆動型のものと直流駆動型のものとに分けることができるが、どちらの場合も基本的には、透光性電極（通常は陽極）と背面電極（通常は陰極）との間に、有機又は無機の発光層が挟持された積層構造を有している。そして、交流駆動型のＥＬ素子の場合には、発光層の両面に絶縁層が更に配置されている。
【０００４】
このような薄膜型ＥＬ素子の中では、直流駆動型の薄膜ＥＬ素子が、昇電圧トランスなどの周辺機器が不要で素子全体として小型化が可能なために注目されている。直流駆動型の薄膜ＥＬ素子としては、有機蛍光体などからなる有機発光層を有する有機薄膜型ＥＬ素子と、無機半導体からなる無機発光層を有する面発光型の無機薄膜型ＥＬ素子とが知られている。
【０００５】
ここで、有機薄膜型ＥＬ素子は、イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって開発されたものであり、その構造は、図６に示すものとなっている。即ち、上述したように、透光性基板１、透光性電極（通常は陽極）２、有機発光層３ｏ及び背面電極（通常は陰極）４が積層した構造を有しており、更に透光性電極２と有機発光層３ｏとの間に、正孔注入輸送層５が形成された構造となっている（特開平２−１５５９５号公報、特開平４−２１２２８７号公報等）。
【０００６】
また、発光層として無機半導体を使用した面発光型の直流駆動型無機薄膜型ＥＬ素子としては、例えば、図７に示すように、α−ｐ型ＳｉＣ層３ａ、α−ｉ型ＳｉＣ層３ｂ及びα−ｎ型ＳｉＣ層３ｃから発光層３ｉを構成したものが知られている（機能材料２月号、ｐ２７（１９８８年））。この場合、正孔注入輸送層は形成されていない。
【０００７】
ところで、これらの直流駆動型の薄膜型ＥＬ素子をはじめ、前述の交流駆動型の薄膜型ＥＬ素子においては、透光性電極２としては、一般的にＡｕ等を薄く成膜した半透明電極やＩｎとＳｎの複合酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極が用いられている。一方、背面電極４としては、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の単体金属材料の蒸着膜や、有機膜への付着性を上げるために、そのような単体金属材料とＭｇ：Ａｇ、Ａｇ：Ｅｕ、Ｍｇ：Ｃｕ、Ｍｇ：Ｉｎ、Ｍｇ：Ｓｎ、Ａｌ：Ｌｉ等の合金材料との共蒸着膜が用いられている。そして、発光層が発した光は、一般的には、透光性電極側から取り出している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の薄膜型ＥＬ素子を２次元に配列してディスプレイとした場合には、薄膜型ＥＬ素子の背面電極４が反射率の高い金属材料又は合金材料から形成されているために、背面電極４の外光反射率が高いという問題があった。このため、ディスプレイ中の画像のコントラストが低下し、明るい部屋では画像が見にくくなっていた。
【０００９】
また、背面電極（一般には陰極）側から光を取り出すことも試みられており、その場合には金属又は合金材料からなる背面電極の厚みを１０ｎｍ程度の厚みとすることにより背面電極を半透明とすることが行われている。この場合は、背面電極の外光反射率は低くなるので発光層と反対側の背面電極表面上に、炭素やバックミンスターフラーレンの蒸着薄膜などの黒色シート状材料を配設することにより、透光性電極側から見たときの画像のコントラストを高くすることができる。
【００１０】
しかし、背面電極が薄くなるためにその電気抵抗が増大し、背面電極が腐食しやすいという問題があった。また、炭素やバックミンスターフラーレンの蒸着薄膜を黒色シート状材料として使用した場合、これらの膜が黒色ではなく褐色になりやすいために画像品質が低下するという問題や、また、膜の強度も弱いという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上述の従来技術の課題を解決しようとするものであり、背面電極の電気抵抗を増大させることなく、薄膜型ＥＬ素子の背面電極の外光反射率を低減させ、あるいは発光層が発した光の背面電極における反射率を相対的に高め、主波長の光強度を高めることで、高コントラストの画像を形成可能な薄膜型ＥＬ素子を提供する事を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、薄膜型ＥＬ素子の背面電極を、吸光性の導電性材料からなる吸光性電極層と、その吸光性電極層の導電性を補う導電補助電極層とから構成することにより上述の目的が達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、互いに対向する透光性電極と背面電極との間に、電流の印加により発光する発光層を有する薄膜型ＥＬ素子において、該発光層が有機蛍光体からなる有機発光層であり、該背面電極が吸光性電極層と導電補助電極層とから構成され、吸光性電極層が発光層側に配されており、吸光性電極層の発光層側の表面層領域に金属がドープされていることを特徴とする薄膜型ＥＬ素子を提供する。
【００１４】
以下、本発明の薄膜型ＥＬ素子を図面を参照しながら説明する。なお、図面において、同一の符号は、同一又は同等の構成要素を示している。
【００１５】
図１、図２及び図３は有機蛍光体からなる有機発光層を有する直流駆動型の有機薄膜型ＥＬ素子の断面図であり、図４は無機発光層として発光ダイオード薄膜を利用した直流駆動型の無機薄膜型ＥＬ素子の断面図であり、そして図５は無機蛍光体からなる無機発光層を有する交流駆動型の無機薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【００１６】
まず、図１の有機薄膜型ＥＬ素子から説明する。同図にあるように、このＥＬ素子は透光性基板１、透光性電極（通常は陽極）２、正孔注入輸送層５、有機発光層３ｏ、背面電極（通常は陰極）４、封止層６、接着材料層７及び封止板８が順次配設された構造を有する。
【００１７】
図１の本発明の有機薄膜型ＥＬ素子においては、背面電極４を吸光性電極層４ａと導電補助電極層４ｂとから構成し、その吸光性電極層４ａを有機発光層３ｏ側に配することを特徴とする。このように、背面電極４の一部に吸光性電極層４ａを使用することにより、背面電極４の外光反射率を低減させることができる。
【００１８】
また、吸光性電極層４ａを形成するためには吸光性の導電材料を使用するが、このような導電材料は導電性が不十分であるため、その導電性を補う必要がある。従って、本発明においては、吸光性電極層４ａの封止層６側に導電補助電極層４ｂを形成する。これにより、背面電極４の電気抵抗を増大させることなく背面電極４の外光反射率を低減させることができる。
【００１９】
ここで、吸光性電極層４ａを構成する材料としては、化学量論組成よりも金属の割合が多いか又は少ない黒色の金属酸化物や金属窒化物を単独で又は複合して使用することができる。例えば、ＭｇＯ１−ｘ、Ｉｎ２Ｏ３−ｘ、ＧａＯ１−ｘ、ＴｅＯ２−ｘ、Ｔａ２Ｏ５−ｘ、ＧａＮ１−ｘ（ｘ＞０）、ＮｉＯ１＋ｘ（ｘ＝約０．２）、ＦｅとＭｎの複合酸化物等を例示することができる。
【００２０】
吸光性電極層４ａの膜厚は、背面電極４の外光反射率を効果的に低減させるために、可視光線領域（４００ｎｍ−８００ｎｍ）全体の光吸収が５０％以上となるような厚みとすることが好ましく、通常、構成する材料の種類などにより異なるが３０〜３００ｎｍ程度の厚みとする。これにより、５度の入射角で測定した場合の外光反射率を５０％以下にすることができる。
【００２１】
なお、図１の態様の場合、吸光性電極層４ａの形成は、有機発光層３ｏなどを構成する有機膜がダメージを受けないような公知の方法、例えば、ＣＶＤ法において、蒸着速度、真空度、ガス雰囲気などの条件を制御することにより行うことができる。
【００２２】
導電補助電極層４ｂとしては、導電性の良好な金属、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属を、吸光性電極層４ａの導電性を補うために必要な厚み、通常５０〜３００ｎｍの厚みに積層したものを使用することが好ましい。これらは、蒸着法やスパッタ法等の公知の方法により成膜することができる。ただし、導電補助電極層４ｂの構成材料として、腐食防止のためにアルカリ金属を使用しないことが好ましい。
【００２３】
なお、背面電極４の吸光性電極層４ａの有機発光層３ｏへの付着性を向上させる目的で、吸光性電極層４ａの有機発光層３ｏ側の表面層領域、好ましくは深さ２０ｎｍ程度までの表面層領域に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ等の金属を共蒸着等などの方法によりドープすることが好ましい。
【００２４】
また、有機発光層３ｏへの電子注入効率を上げるため、図２に示すように、有機発光層３ｏ側の吸光性電極層４ａ上に単原子層〜２０ｎｍ程度の厚さの電子注入低仕事関数層４ｃを設け、背面電極４を３層構造とすることが好ましい。このような電子注入低仕事関数層４ｃとしては、導電補助電極層４ｂにより導電性が確保されているので、導電補助電極層４ｂと同等程度の導電性を必要とせず、約１ＭΩ／□までの抵抗率を有する材料を使用することができる。このような材料としては、ＢａＯ、ＢａＳ、ＣａＯ、ＴｉＳｉ、ＷＳｉ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＬａＢ６、ＲｅＴｉ合金、Ｅｕ、Ｍｇ、Ｌｉ等の仕事関数が４．０ｅＶ以下の化合物もしくは金属、それらの複合物、又はそれらとＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の仕事関数４．０ｅＶ以上の金属との合金などを使用することができる。
【００２５】
電子注入低仕事関数層４ｃの厚みは、数ｎｍ以下の厚さとすることが好ましく、その形成は公知の方法、例えば真空蒸着法などにより行うことができる。
【００２６】
なお、高コントラストの画像を形成するためには、上述したように、背面電極４の外光反射率を低減させることが有効であるが、有機発光層３ｏが発する光、特に主波長の光の背面電極４における反射率を高くすることも有効である。このためには、電子注入低仕事関数層４ｃを半透明ミラー状とし、導電補助電極層４ｂをミラー状とし、吸光性電極層４ａの可視光吸光率を９０％以下、好ましくは４０〜９０％とし、しかも、吸光性電極層４ａの光学的厚みを有機発光層３ｏが発する光の主波長の２分の１の整数倍とすることが好ましい。これにより、発光層が発した光のうち、電子注入低仕事関数層４ｃ表面で反射した光の位相と、導電補助電極層４ｂの表面で反射した光の位相とを一致させ、主波長の光強度を強めることができる。一方、有機発光層３ｏの発した光と異なる波長の光（例えば、外光）の場合には位相がずれる。従って、このような光の干渉作用により有機発光層３ｏが発した光の背面電極４における反射率を相対的に高めることができ、一方、他の波長の反射率を相対的に低減することができる。
【００２７】
ここで、金属等からなる電子注入低仕事関数層４ｃを半透明ミラー状とするためには、好ましくは、その厚みを２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ程度に成膜すればよい。また、導電補助電極層４ｂをミラー状とするためには、好ましくはその厚みを４０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ程度に成膜すればよい。
【００２８】
なお、このような光干渉作用を利用して、有機発光層３ｏが発した光の背面電極４における反射率を向上させる場合、吸光性電極層４ａ自体の光吸収率は低くてもよい。従って、吸光性電極層４ａとしては、前述した吸光性電極層の構成材料の他に、ＩＴＯやＺｎＯ：Ａｌなどの透明導電膜を用いることもできる。
【００２９】
本発明の薄膜型ＥＬ素子において、背面電極４を上述した構造とする以外の他の発明の構成は、従来のＥＬ素子と同様の構成とすることができる。以下に他の構成要素について概説する。
【００３０】
透光性基板１としては、ガラスやプラスチックフィルム等の透明な絶縁性基板を使用することができる。
【００３１】
なお、透光性基板１の外表面１ａに、ＣＲＴチューブや液晶パネルのガラス基板の反射防止処理、例えば、シリカコーティングなどの処理を施し、また、劣化防止のためＺｎＯ膜や有機の紫外線吸収剤を含む膜を形成することが好ましい。
【００３２】
透光性電極２は、通常、陽極として機能するものであり、ＩＴＯやＺｎＯ：Ａｌ、又はＧａ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎから選ばれた単数又は複数の元素からなる複合酸化物膜のような、表面抵抗１〜１００Ω／□で可視光線透過率８０％以上の透光性導電性物質から形成することができる。また、金やプラチナの薄膜や、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子から透光性電極２を形成することができる。透光性電極２の形成は、使用する電極材料に応じて、公知の方法により成膜することができる。例えば、ＩＴＯや金などの薄膜は、真空蒸着法やスパッタ法により成膜することができる。また、高分子薄膜の場合には、コーティング法により成膜することができる。
【００３３】
また、透光性電極２と正孔注入輸送層５との仕事関数差を小さくし、正孔注入効率を高めるために、透光性電極２上にプラチナ又はパラジウムを５ｎｍ以下の厚さで積層してもよい。また、透光性電極２をＩＴＯから構成した場合に、それよりも仕事関数の大きい酸化物透明導電性物質を透光性電極２上に積層することもできる。
【００３４】
正孔注入輸送層５は、透光性電極２から有機発光層３ｏへの正孔注入効率を向上させるための層であり、単層又は多層構造体として形成することができる。正孔注入輸送層５に使用できる材料としては、アモルファスシリコンカーバイト、銅フタロシアニン等のフタロシアニン類、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下ＴＰＤと略）等の芳香族第３級アミン、あるいは特開平４−３２７５６１号公報、特開平５−２７１６５２号公報、特開平５−３１１１６３号公報、特開平５−３１０９４９号公報、特願平４−３００８８５号明細書、特願平５−１２６７１７号明細書などにおいて正孔輸送材料として言及されている物質や以下の式（１）〜（５）に示すポリマー材料を例示することができる。
【００３５】
【化１】
0003551475.tif 000002
式（１）において、ｎは重合度を表わす整数であり、Ｘは以下の式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）又は（１ｄ）に示すような正孔輸送性の基である。
【００３６】
【化２】
0003551475.tif 000003
【００３７】
【化３】
0003551475.tif 000004
式（２）において、ｎは重合度を表わす整数であり、Ｘは式（１）と同様な正孔輸送性の基である。
【００３８】
【化４】
0003551475.tif 000005
式（３）において、ｎは重合度を表わす整数であり、Ｘは式（１）と同様な正孔輸送性の基である。
【００３９】
【化５】
0003551475.tif 000006
式（４）において、ｎは重合度を表わす整数であり、Ｇ１は以下の式（４ａ）、（４ｂ）又は（４ｃ）に示すような芳香族第３級アミンを含む基である。
【００４０】
【化６】
0003551475.tif 000007
正孔注入輸送層５の形成は、使用する材料の種類に応じて、真空蒸着、蒸着重合、塗布等の方法により行うことができる。正孔注入輸送層５の層厚は、一般的には５〜１００ｎｍの厚みとする。
【００４１】
有機発光層３ｏは、公知の有機蛍光材料から形成することができる。このような有機蛍光材料としては、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑと略）等の低分子蛍光体やポリ（パラ−フェニレンビニレン）誘導体などの高分子蛍光体、あるいは特開平５−２７１６５２号公報（段落８〜２５）、特開平５−３１１１６３号公報（段落３５〜３９）、特願平４−３００８８５号明細書（段落３９〜４６）、特願平５−１２６７１７号明細書（段落５２〜５７）などにおいて有機蛍光体として言及されている発光材料を例示することができる。
【００４２】
有機発光層３ｏは、上述の有機蛍光体の一種又は２種以上からなる単層構造としてもよく、あるいは多層構造としてもよい。有機発光層３ｏの形成は、公知の方法、例えば蒸着法により行うことができる。その膜厚は一般的に５〜１００ｎｍ程度とする。
【００４３】
なお、有機発光層３ｏと背面電極４との間に、電子注入効率を向上させ、あるいは正孔が背面電極４へ通り抜けるのを阻止する層（図示せず）を設けてもよい。このような層は、一般に電子注入輸送層と称され、式（５）で示す化合物等のように複数のトリフルオロメチル基、またはシアノ基等の電子吸引性の基を有する化合物から形成することができる。
【００４４】
【化７】
0003551475.tif 000008
封止層６は、有機発光層３ｏや背面電極４などの劣化や腐食を防止するための層である。このような封止層６は、ガスおよび水蒸気バリヤー性の高い無機化合物、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＧｅＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＧｅＯ、ＺｎＯ、ＴｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、Ｂ２Ｏ３等の酸化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＢａＦ２、ＡｌＦ３、ＦｅＦ３、ＣａＦ２等の沸化物、ＺｎＳ、ＧｅＳ、ＳｎＳ等の硫化物等から形成することができる。
【００４５】
封止層６は、上述の無機化合物の一種又は２種以上からなる単層構造としてもよく、あるいは多層構造としてもよい。封止層６の形成は、公知の方法、例えば蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により行うことができる。その層厚には特に限定はなく、必要に応じて適宜決定することができる。
【００４６】
接着材料層７及び封止板８は、共に湿気の浸入を防止し、外力からＥＬ素子を保護するためのものである。
【００４７】
接着材料層７としては、低吸湿性の樹脂、例えば、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や低融点ガラス等の接着材料を使用することができる。この場合、接着材料層７にシリカゲルやゼオライト等の乾燥剤を混合させてもよい。
【００４８】
封止板８としては、ガラス板、金属板、プラスチック板等を用いることができる。素子内部への湿気の侵入を防止するために、封止板８の内面にシリカゲルやゼオライト等の乾燥剤層を形成してもよい。また、陰極の酸化防止のためにアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類などからなるゲッター材の層を形成してもよい。
【００４９】
以上のように構成した図１又は図２の有機薄膜ＥＬ素子は、電源９と、陽極としての透光性電極２と、陰極としての背面電極４とを、陰極取り出し口１０を介してリード線１１で接続し、直流電圧を印加することにより発光する。
【００５０】
なお、交流電圧を印加した場合にも、正孔注入輸送層５側の電極が正に電圧印加されている間は発光する。
【００５１】
図２の有機薄膜ＥＬ素子を使用して薄型ディスプレイパネルを構成する場合には、図３に示すように、同一の透光性基板１上に２次元的に有機薄膜ＥＬ素子を形成すればよい。このように構成することにより、文字や画像を高コントラストで表示可能となる。その際、封止板８の内表面または外表面に背面黒色膜１２を設け、さらに外光反射を防ぐことが好ましい。
【００５２】
次に、図１の有機発光層に代えて無機半導体薄膜を無機発光層として使用した面発光型の直流駆動の無機薄膜型ＥＬ素子について説明する。図４は、このような無機薄膜型ＥＬ素子の断面図であり、この素子は発光層として無機半導体薄膜を使用する以外は、図１と同様の構成を有する。このように、背面電極４を図１の場合と同様に構成することにより、背面電極４の外光反射率を低減させ、高コントラストの画像が形成可能となる。このような直流駆動型無機薄膜ＥＬ素子には、例えば、α−ｐ型ＳｉＣ層３ａ、α−ｉ型ＳｉＣ層３ｂ及びα−ｎ型ＳｉＣ層３ｃからなる無機半導体薄膜（無機発光層）３ｉを使用することができる。この場合、吸光性電極層４ａとしては、図１において説明した材料を使用することができ、例えば、Ｍｇ：ＭｇＯや、Ａｌ：Ａｌ２Ｏ３を使用することができる。また、無機発光層３ｉの耐熱性が高いので、ＴａＣ等の導電性で黒色の金属炭化物薄膜をスパッタ、電子ビーム蒸着等の方法で成膜したものを使用することも可能である。導電補助電極層４ｂとしても、図１において説明した材料を使用することができ、例えば、Ａｌを使用することができる。
【００５３】
なお、図４のＥＬ素子の背面電極４として、図２に示すような電子注入低仕事関数層４ｃに相当する電子注入層を有する背面電極４を設けることもできる。この場合、電子注入層としては、Ａｌシリサイドなどの金属シリサイドを使用することができる。
【００５４】
次に、無機蛍光体からなる無機発光層を有する交流駆動型の無機薄膜型ＥＬ素子について説明する。図５は、このようなＥＬ素子の断面図であり、この素子は、発光層としてＺｎＳやＣａＳなどの無機蛍光体からなる無機発光層３ｉを使用し、且つその無機発光層３ｉをＳｉＯ２やＴａ２Ｏ５などの絶縁層１３で挟持した以外は、図４と同様の構成を有する。このように、背面電極４を図４の場合と同様に構成することにより、背面電極４の外光反射率を低減させ、高コントラストの画像が形成可能となる。この場合、吸光性電極層４ａとしてはＩｎ：Ｉｎ２Ｏ３あるいはＣｒ：ＣｒＯなどを使用することができる。また、無機発光層３ｉの耐熱性が高いので、ＴａＣ等の導電性で黒色の金属炭化物薄膜をスパッタ、電子ビーム蒸着等の方法で成膜したものを使用することも可能である。導電補助電極層４ｂとしても、図１において説明した材料を使用することができ、例えば、Ａｌを使用することができる。
【００５５】
本発明の薄膜型ＥＬ素子は、公知の方法、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、電子ビーム蒸着法などから、成膜材料に応じて適切な方法を選択することにより作製することができる。
【００５６】
【作用】
本発明の薄膜型ＥＬ素子においては、背面電極を吸光性電極層と導電補助電極層とから構成し、その吸光性電極を発光層側に配置する。従って、透光性電極から素子内部に入射した外光は吸光性電極層により吸収される。よって、背面電極における外光の反射率を低減させることが可能となる。しかも、背面電極は導電性補助層を有するため、背面電極自体の電気抵抗を低い値に保持することが可能となる。
【００５７】
【実施例】
本発明の薄膜型ＥＬ素子について、図２の態様の素子を例にとり以下の実施例により具体的に説明する。
【００５８】
実施例１及び比較例１
厚さ１．１ｍｍの青板ガラス基板１上に、１２０ｎｍのＩＴＯをスパッタ法により成膜することにより陽極としての透光性電極２を形成した。
【００５９】
次に、この透光性電極２が形成されたガラス基板１を、水洗した後にプラズマ洗浄した。その後、ＴＰＤを６５ｎｍ厚で蒸着することにより正孔注入輸送層５を形成し、更にその上にＡｌｑを６５ｎｍ厚で蒸着することにより発光層３ｏを形成した。
【００６０】
実施例１の場合、この発光層３ｏ上に、Ｍｇ：Ａｇ合金（蒸着速度比１０：１）を共蒸着で約９ｎｍ厚で成膜することにより電子注入低仕事関数層４ｃを形成した。次に、その電子注入低仕事関数層４ｃ上に吸光性電極層４ａを形成するために、蒸発源としてＩｎを使用して、約５×１０−４Ｔｏｒｒの酸素雰囲気下で約５ｎｍ／分の速度で成膜し、導電性で黒色の酸化インジウム膜を、発光層の発光主波長の１／２の厚さに相当する約１３５ｎｍ厚に成膜した。更に、その上に、ＭｇＡｇ合金を２×１０−５Ｔｏｒｒで１８０ｎｍ厚で蒸着することにより導電補助電極層４ｂを成膜し、これにより、陰極としての３層構成の背面電極４を形成した。
【００６１】
次に、封止層６として、背面電極４上に、Ｍｇを蒸発源として、５×１０−４Ｔｏｒｒの酸素雰囲気下で、３０ｎｍ／分の速度で蒸着して３００ｎｍ厚のＭｇＯ膜を形成し、更に、接着材料層７となる紫外線硬化樹脂により、封止板８としてガラス板を接着した。これにより、図２の薄膜型ＥＬ素子（実施例１）を得た。
【００６２】
一方、背面電極として約２００ｎｍ厚のＭｇＡｇ合金単層を使用する以外は実施例１と同様にして、比較例１の薄膜型ＥＬ素子を得た。
【００６３】
得られた実施例１の素子は、１６Ｖ直流電圧印加により５２０８ｃｄ／ｍ２の輝度で黄緑色発光した。そのときの電流密度は２６６ｍＡ／ｃｍ２であった。
【００６４】
また、実施例１のＥＬ素子の背面電極上の外光反射率を、Ａｌ表面鏡を１００％とし、５度の入射角で島津ＵＶ−１６０分光光度計を使用して測定したところ、１２％（４２０ｎｍ）、３７％（ＥＬピーク波長の５２０ｎｍ）、２６％（６２０ｎｍ）という値を示した。
【００６５】
一方、比較例１のＥＬ素子の背面電極上の外光反射率についても実施例１の場合と同様に測定したところ、実施例１の約３倍の反射率を示した。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の薄膜型ＥＬ素子によれば、背面電極における外光反射率を低減させることができ、明るい部屋でも発光表示が見やすいＥＬ素子となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機発光層を使用する本発明の薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【図２】有機発光層を使用する本発明の薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【図３】本発明の薄膜型ＥＬ素子を利用する薄型ディスプレイの断面図である。
【図４】無機半導体薄膜を発光層として使用する本発明の直流駆動型無機薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【図５】無機蛍光体を発光層として使用する本発明の交流駆動型無機薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【図６】有機発光層を使用する従来の薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【図７】無機半導体薄膜からなる発光層を有する従来の無機薄膜型ＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
１  透光性基板
２  透光性電極
３  発光層
３ｏ  有機発光層
３ｉ  無機発光層
４  背面電極
４ａ  吸光性電極層
４ｂ  導電補助電極層
４ｃ  電子注入低仕事関数層
【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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