(57)【要約】【課題】  電極の膜切れおよび剥離を防止することができ、歩留まりが向上された発光素子、その製造方法および発光素子を用いた発光装置を提供することである。【解決手段】  ＴＦＴ基板の平坦化層上にホール注入電極９が形成され、ホール注入電極９上には有機層１０が形成されている。有機層１０は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる。各画素の有機層１０間の平坦化層７上に絶縁性の画素分離膜１１が形成される。有機層１０および画素分離膜１１上には電子注入電極１２が形成されている。電子注入電極１２は、金属薄膜２５と透明導電膜２６との積層構造を有する。クリプトンを含むガスを用いたスパッタリング法により透明導電膜２６を形成する。それにより、透明導電膜２６の結晶子サイズが６０Å以下となる。【選択図】        図３
2005209414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
発光層を含む有機膜と、
第２の電極とを順に含み、
前記第２の電極は、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記導電膜は、１２．５Ω／□より小さいシート抵抗値を有することを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記導電膜は、クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２記載の発光素子。
【請求項４】
前記導電膜は、２４００Å以上の厚さを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記導電膜は、前記発光層により発光される光を透過する無機導電膜を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２の電極は、前記導電膜に積層される金属膜をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に配置された１または複数の発光素子とを備え、
前記発光素子の各々は、
第１の電極と、
発光層を含む有機膜と、
第２の電極とを順に含み、
前記第２電極は、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項８】
発光層を含む有機膜上に結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を形成することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項９】
クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種を含むガスを用いたスパッタリング法により前記導電膜を形成することを特徴とする請求項７記載の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、その製造方法およびその発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会の進展および多様化に伴い、従来から一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少なく薄型という表示機器に対する要望が生まれてきた。このような要望に対し、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）を用いたディスプレイが注目されている。有機ＥＬ素子を用いたディスプレイは、低消費電力、高速応答、薄型、軽量、低視野角依存性等の特徴を有し、その潜在能力の高さから現在研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子では、電子注入電極（陰極）とホール注入電極（陽極）とからそれぞれ電子とホールとが発光部内へ注入され、これらの電子およびホールが発光中心で再結合することにより有機分子が励起状態となり、この有機分子が励起状態から基底状態へと戻るときに蛍光を発生する。このような発光現象がディスプレイに応用される。
【０００４】
有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と略記する）は、複数の有機ＥＬ素子を含み、各有機ＥＬ素子が画素を構成する。特に、各画素ごとにＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として備えるアクティブ・マトリクス型有機ＥＬ装置は、各画素ごとに表示データを保持できるため、大画面化および高精細化が可能であり、次世代平面表示装置の主役として考えられている。
【０００５】
通常の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に透明導電膜からなるホール注入電極、有機材料からなる発光層および電子注入電極を順に備える。それにより、発光層において発生された光が透明導電膜からなるホール注入電極を透過してガラス基板の裏面側から外部に取り出される。
【０００６】
これに対して、各有機ＥＬ素子の上部の電子注入電極を透明導電膜を用いて形成することにより発光層において発生された光を上面側から取り出す構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。発光層により発生された光を上面側から取り出す構造をトップエミッション構造と呼ぶ。
【０００７】
トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、カラーフィルタまたは色変換層を上部の電子注入電極上に配置することができるため、製造が容易になる。また、アクティブ・マトリクス型トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、発光層により発生された光がガラス基板上の複数のＴＦＴにより妨げられることなく外部に取り出される。したがって、画素の開口率（発光部の面積が画素中に占める割合）が向上する。
【特許文献１】米国特許第５７７６６２３号明細書
【特許文献２】特開平１０−１６２９５９号公報
【特許文献３】特許３２５４４１７号公報
【特許文献４】特開２００１−０８５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のアクティブ・マトリクス型トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、発光層から発生した光を上面側の電子注入電極を透過させて外部に光を取り出すために、電子注入電極の厚さを所定の厚さまで薄くする必要がある。それにより、電子注入電極に下地の凹凸による膜切れが生じやすく、歩留まりが低くなる。
【０００９】
また、アクティブ・マトリクス型トップエミッション構造の有機ＥＬ装置の製造において、歩留まりを高めるために電子注入電極の厚さを厚くすると電子注入電極に加わる応力が大きくなり、電子注入電極が剥離する。
【００１０】
本発明の目的は、電極の膜切れおよび剥離を防止することができ、歩留まりが向上された発光素子、その製造方法および発光素子を用いた発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る発光素子は、第１の電極と、発光層を含む有機膜と、第２の電極とを順に含み、第２の電極は、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を含むものである。
【００１２】
第１の発明に係る発光素子においては、第２の電極が結晶子サイズ６０Å以下の導電膜を含むことにより、導電膜の応力を低減することができるので、第２の電極の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、第２の電極の厚さを厚くすることができるので、第２の電極の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００１３】
また、結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が導電膜を通して有機膜側に侵入することを防止することができる。その結果、発光素子の信頼性を向上することができる。
【００１４】
導電膜は、１２．５Ω／□より小さいシート抵抗値を有してもよい。これにより、複数の発光素子を用いて発光装置を構成した場合、輝度面内分布を小さくすることができる。
【００１５】
導電膜は、クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種を含んでもよい。クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種をスパッタガスとして用いてスパッタリング法により導電膜を形成した場合、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を形成することができる。この場合、導電膜にクリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種が含まれる。
【００１６】
導電膜は、２４００Å以上の厚さを有してもよい。この場合、導電膜の膜切れが生じない。それにより、歩留まりの向上を図ることができる。
【００１７】
導電膜は、発光層により発光される光を透過する無機導電膜を含んでもよい。この場合、第２の電極が光を透過する無機導電膜を含むので、発光素子から発光される光を第２の電極側から取り出すことができる。
【００１８】
第２の電極は、導電膜に積層される金属膜をさらに含んでもよい。この場合、金属膜のマイクロキャビティ効果を積極的に利用することができ、外部取り出し効率が高くなる。
【００１９】
第２の発明に係る発光装置は、基板と、基板上に配置された１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子とを備え、有機エレクトロルミネッセンス素子の各々は、第１の電極と、発光層を含む有機膜と、第２の電極とを順に含み、第２電極は、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を含むものである。
【００２０】
第２の発明に係る発光装置においては、第２の電極が結晶子サイズ６０Å以下の導電膜を含むことにより、導電膜の応力を低減することができるので、第２の電極の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、第２の電極の厚さを厚くすることができるので、第２の電極の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００２１】
また、結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が導電膜を通して有機膜側に侵入することを防止することができる。その結果、発光装置の信頼性を向上することができる。
【００２２】
第３の発明に係る発光素子の製造方法は、発光層を含む有機膜上に結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を形成するものである。
【００２３】
第３の発明に係る発光素子の製造方法においては、第２の電極が結晶子サイズ６０Å以下の導電膜を含むことにより、導電膜の応力を低減することができるので、第２の電極の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、第２の電極の厚さを厚くすることができるので、第２の電極の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００２４】
また、結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が導電膜を通して有機膜側に侵入することを防止することができる。その結果、発光素子の信頼性を向上することができる。
【００２５】
クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種を含むガスを用いたスパッタリング法により導電膜を形成してもよい。この場合、クリプトン、キセノンおよびラドンのうち少なくとも１種をスパッタガスとして用いてスパッタリング法により導電膜を形成した場合、結晶子サイズが６０Å以下の導電膜を形成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第２の電極が結晶子サイズ６０Å以下の導電膜を含むことにより、導電膜の応力を低減することができるので、第２の電極の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、第２の電極の厚さを厚くすることができるので、第２の電極の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００２７】
また、結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が導電膜を通して有機膜側に侵入することを防止することができる。その結果、発光素子および発光装置の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る発光装置の一例として有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と呼ぶ）について説明する。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図である。図１の有機ＥＬ装置は、マトリクス状に配置された複数の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）により構成される。各有機ＥＬ素子が画素を構成する。
【００３０】
ここで、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、ガラス基板１の表面に平行な方向であり、Ｚ方向はガラス基板１の表面に垂直な方向である。複数の画素はＸ方向およびＹ方向に沿って配列される。
【００３１】
ガラス基板１上に多結晶シリコン等からなる能動層２が形成され、能動層２上にゲート酸化膜およびゲート電極を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３が形成されている。また、能動層２上にはＡｌからなる複数の配線層５ａ，５ｂ，５ｃが形成されている。ＴＦＴ３のドレイン電極は配線層５ａに接続され、ＴＦＴ３のソース電極は配線層５ｂに接続されている。
【００３２】
また、能動層２上のＴＦＴ３を除く領域には層間絶縁膜４が形成され、ＴＦＴ３および層間絶縁膜４を覆うようにポリイミド樹脂等からなる平坦化層７が形成されている。このように、複数のＴＦＴ３および平坦化層７を有するガラス基板１をＴＦＴ基板８と呼ぶ。
【００３３】
ＴＦＴ基板８の平坦化層７上にＭｏ（モリブデン）等の金属からなるホール注入電極（陽極）９が各画素ごとに形成されている。各ホール注入電極９は配線層５ａに接続されている。
【００３４】
ホール注入電極９上には、有機層１０が形成されている。例えば、Ｘ方向に同一発光色が隣接する場合には、有機層１０がＸ方向に沿ってストライプ状に延びるように形成され、Ｙ方向に同一発光色が隣接する場合には、有機層１０がＹ方向に沿ってストライプ状に延びるように形成される。また、同一発光色が隣接しない場合には、有機層１０が画素ごとに形成される。
【００３５】
また、有機層１０は、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる。この場合、発光層は電子輸送性を備えている。
【００３６】
ホール注入層は、例えばＣｕＰｃ（銅フタルシアニン）からなる。ホール輸送層は、例えばＮＰＢ（N,N'-ジ（ナフタレン-1-イル）-N,N'-ジフェニル-ベンジジン；N,N'-Di（naphthalen-1-yl）-N,N'-diphenyl-benzidine）からなる。発光層は、例えばＡｌｑ3（トリス(8-ヒドリキシキノリナト)アルミニウム；Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum）からなる。また、電子注入層は、例えばＬｉ2Ｏ、ＬｉＦ、ＢＣＰ（バソキュプロイン）またはＣｓ(セシウム)等からなる。
【００３７】
本実施の形態では、ホール注入電極９が第１の電極に相当し、有機層１０が有機膜に相当し、電子注入電極１２が第２の電極に相当し、透明導電膜２６が導電膜および無機導電膜に相当し、金属薄膜２５が金属膜に相当する。
【００３８】
なお、有機ＥＬ素子の有機層１０の材料としては、種々の公知の有機材料を用いることができる。
【００３９】
また、各画素の有機層１０間の平坦化層７上にＸおよびＹ方向に格子状に延びる絶縁性の画素分離膜１１が形成されている。
【００４０】
有機層１０および画素分離膜１１の上部全面に、電子注入電極（陰極）１２が形成されている。電子注入電極１２は、金属薄膜と透明導電膜との積層構造を有する。金属薄膜の材料としては、例えばＡｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｃ（スカンジウム）等の金属または合金が用いられる。透明導電膜の材料としては、例えば、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等が用いられる。
【００４１】
次に、図１の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００４２】
図１のＴＦＴ基板８上にスパッタリング法およびフォトリソグラフィにより各画素ごとに複数のホール注入電極９を形成する。
【００４３】
次に、ＴＦＴ基板８上およびホール注入電極９上に感光性のポリイミド樹脂を塗布することによりポリイミド膜を形成した後、露光および現像を行うことによりＸおよびＹ方向に格子状に延びる画素分離膜１１を形成する。
【００４４】
その後、画素分離膜１１間のホール注入電極９上に、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる有機層１０を通電加熱による真空蒸着法を用いて形成する。
【００４５】
その後、有機層１０上および画素分離膜１１の上部全面に電子注入電極１２の金属薄膜を通電加熱による真空蒸着法により形成する。さらに、金属薄膜上にＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）スパッタリング法により透明導電膜を形成する。スパッタガスとしては、Ｋｒ（クリプトン）を用いる。Ｋｒの代わりにＸｅ（キセノン）またはＲｎ（ラドン）を用いてもよく、Ｋｒ、ＸｅおよびＲｎのうち２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４６】
このようなＫｒ、ＸｅまたはＲｎをスパッタガスとして用いることにより、結晶子サイズが６０Å以下の透明導電膜を形成することができる。
【００４７】
また、透明導電膜の厚さは、２４００Å以上に形成する。それにより、透明導電膜のシート抵抗を１２．５Ω／□以下にすることができる。
【００４８】
本実施の形態においては、電子注入電極１２が結晶子サイズ６０Å以下の透明導電膜を含むことにより、透明導電膜の応力を低減することができるので、電子注入電極１２の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、透明導電膜の厚さを厚くすることができるので、電子注入電極１２の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００４９】
また、透明導電膜の結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が透明導電膜を通して有機層１０側に侵入することを防止することができる。その結果、有機ＥＬ装置の信頼性を向上することができる。
【００５０】
さらに、電子注入電極１２に金属薄膜が含まれるので、金属薄膜のマイクロキャビティ効果を積極的に利用することができ、発光層１０により発生される光を電子注入電極１２側から高い効率で取り出すことができる。
【００５１】
一方、電子注入電極１２の金属薄膜を含まずに透明導電膜を単層で設けてもよい。この場合、電子注入電極１２が光を透過する無機導電膜を含むので、視野角の依存性が小さく、発光層１０から発生される光を電子注入電極１２側から有効に取り出すことができる。
【００５２】
また、有機ＥＬ素子の構造は、上記の構造に限定されず、種々の構造を用いることができる。例えば、発光層と電子注入層との間に電子輸送層を設けてもよい。また、ホール輸送層を設けなくてもよい。
【００５３】
さらに、画素分離膜１１の材料としては、ポリイミド樹脂に限定されず、アクリル樹脂等の他の樹脂を用いることもでき、あるいはＳｉＮ等の無機材料を用いることもできる。
【００５４】
上記実施の形態では、本発明をアクティブ・マトリクス型有機ＥＬ装置に適用した場合を説明したが、本発明は、アクティブ・マトリクス型に限定されず、ＴＦＴを有さない単純マトリクス型（パッシブ型）の有機ＥＬ装置にも同様に適用することができる。
【００５５】
さらに、上記のように、本発明は、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置に適用した場合により大きな効果を得ることができるが、本発明を基板の裏面側から光を取り出す構造の有機ＥＬ装置にも適用することもできる。
【００５６】
なお、ＴＦＴ基板８上に電子注入電極、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層およびホール注入電極の順に積層してもよい。
【００５７】
次に、図２（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の有機ＥＬ装置のＡ−Ａ線断面図である。
【００５８】
図２の有機ＥＬ装置は、トップエミッション構造を有し、単一の有機ＥＬ素子により構成される。この有機ＥＬ装置は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる。
【００５９】
ガラス基板１０１上にホール注入電極（陽極）１０２が形成されている。金属、合金等からなるホール注入電極１０２上には、有機層１０３が形成されている。有機層１０３は、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる。この場合、発光層は電子輸送性を備えている。
【００６０】
また、有機層１０３の周囲を取り囲むように絶縁性の保護膜１０４が形成されている。
【００６１】
有機層１０３および保護膜１０４上には、金属薄膜および透明導電膜からなる電子注入電極（陰極）１０５が形成されている。電子注入電極１０５の構成および形成方法は、第１の実施の形態に係る電子注入電極１２の構成および形成方法と同様である。本実施の形態においては、電子注入電極１２が第２の電極に相当する。
【００６２】
本実施の形態においても、Ｋｒ、ＸｅまたはＲｎをスパッタガスとして用いることにより、結晶子サイズが６０Å以下の透明導電膜を形成することができる。
【００６３】
また、透明導電膜の厚さは、２４００Å以上に形成する。それにより、透明導電膜のシート抵抗を１２．５Ω／□以下にすることができる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、電子注入電極１２が結晶子サイズ６０Å以下の透明導電膜を含むことにより、透明導電膜の応力を低減することができるので、電子注入電極１２の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、透明導電膜の厚さを厚くすることができるので、電子注入電極１２の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【００６５】
また、透明導電膜の結晶子サイズが６０Å以下である場合、柱状結晶構造が形成されないので、外部からの水分が透明導電膜を通して有機層１０側に侵入することを防止することができる。その結果、有機ＥＬ装置の信頼性を向上することができる。
【００６６】
さらに、電子注入電極１２に金属薄膜が含まれるので、金属薄膜のマイクロキャビティ効果を積極的に利用することができ、外部取り出し効率が高くなる。
なお、電子注入電極１２の金属薄膜を設けずに透明導電膜を単層で設けてもよい。この場合、電子注入電極１２が光を透過する無機導電膜を含むので、有機ＥＬ素子から発光される光を電子注入電極１２側から取り出すことができる。
【００６７】
また、ガラス基板１の代わりに金属基板を用いることにより、薄型でかつ剛性の高い光源が実現される。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例１〜３および比較例１，２においては、異なる条件で図１の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。実施例１においては、透明導電膜の厚さが異なる複数の有機ＥＬ装置を作製し、実施例１および実施例２においては、スパッタガスとしてＫｒを用いて透明導電膜を形成し、実施例３においては、スパッタガスとしてＸｅを用いて透明導電膜を形成した。
【００６９】
また、比較例１および比較例２においては、スパッタガスとしてＡｒを用いて透明導電膜を形成した。以下、各実施例について説明する。
【００７０】
（実施例１）
図３は実施例１において作製した有機ＥＬ装置の一部拡大図である。
【００７１】
図１の構造を有するＴＦＴ基板８上に、厚さ１０００ÅのＭｏ（モリブデン）からなるホール注入電極９を形成した後、ホール注入電極９上に有機層１０として厚さ１００ÅのＣｕＰｃからなるホール注入層２１、厚さ５００ÅのＮＰＢからなるホール輸送層２２、厚さ５００ÅのＡｌｑ3からなる発光層２３および厚さ１５ÅのＬｉ2Ｏからなる電子注入層２４を順に積層した。さらに、有機層１０上に、電子注入電極１２として厚さ１５０ÅのＡｇからなる金属薄膜２５およびＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）からなる透明導電膜２６を順に形成した。透明導電膜２６の厚さは、３０００Å、５０００Åおよび１０００Åとした。
【００７２】
ホール注入電極９はＲＦ（高周波）スパッタリング法により形成した。スパッタガスとしてはＡｒ（アルゴン）ガスを用い、成膜時の圧力を１．５×１０-1Ｐａとし、高周波出力を２００Ｗとした。有機層１０の各層および金属薄膜２５は、通電加熱による真空蒸着法を用いて形成し、成膜時の圧力を５．０×１０-1Ｐａとした。
【００７３】
さらに、透明導電膜２６はＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）スパッタリング法により形成した。スパッタガスとしては、Ｋｒ（クリプトン）およびＯ2 (酸素)（混合比０．３％）の混合ガスを用い、成膜時の圧力は１．９×１０-1Ｐａとし、高周波出力を３００Ｗとした。
【００７４】
（比較例１）
比較例１では、電子注入電極１２の透明導電膜２６の形成方法以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ装置を作製した。比較例１では、スパッタガスとして、ＡｒガスおよびＯ2  ガス（０．３％）の混合ガスを用い、成膜時の圧力は１．９×１０-1Ｐａとし、高周波出力を３００Ｗとした。透明導電膜２６の厚さは、３０００Å、５０００Åおよび１０００Åとした。
【００７５】
（評価）
実施例１および比較例１において作製した３種類の透明導電膜２６の結晶性についてＸ線回折を用いて確認した。また、比較のためにガラス（コーニング社製  ♯１７３７）のＸ線回折についても同時に測定した。
【００７６】
図４は実施例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６のＸ線回折スペクトルを示す図であり、図５は比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６のＸ線回折スペクトルを示す図である。
【００７７】
図５に示すように、比較例１における透明導電膜２６の厚さが１０００Åの場合では、結晶面からの回折ピークが見られなかったのに対して、透明導電膜２６の厚さが３０００Åおよび５０００Åの場合には、（２２２）面からの鋭い回折ピーク、（４３３）面からの鋭い回折ピークおよび（３３２）面からの鋭い回折ピークが現れた。これにより、厚さ３０００Åおよび５０００Åの透明導電膜２６は、結晶性が高いことがわかる。
【００７８】
一方、図４に示すように、実施例１において形成された透明導電膜２６の厚さが１０００Åの場合においては、結晶面からの回折ピークが見られなかった。さらに、透明導電膜２６の厚さが３０００Åおよび５０００Åの場合には（２２２）の面からのブロードな回折ピークが見られたが、（３３２）面および（４３３）面からの回折ピークは見られなかった。その結果、実施例１において作製された透明導電膜２６は、結晶性が低く、アモルファスまたは微結晶のいずれかの状態であることが確認された。
【００７９】
次に、実施例１および比較例１における各透明導電膜２６のシート抵抗を測定した。測定結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
2005209414.tif 000003
【００８１】
図６は、実施例１および比較例１における各透明導電膜２６の厚さおよびシート抵抗の関係を示す図である。
【００８２】
図６の縦軸はシート抵抗（Ω／□）を示し、横軸は厚さ（Å）を示す。実施例１および比較例１において、透明導電膜２６の厚さが１０００Åの場合には、シート抵抗の値は３０Ω／□以上と大きくなった。一方、透明導電膜２６の厚さが３０００Åおよび５０００Åの場合には、シート抵抗の値が１０Ω／□以下と小さくなった。
【００８３】
次に、実施例１および比較例１において作製した有機ＥＬ装置の輝度面内分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】
2005209414.tif 000004
【００８５】
図７は、実施例１および比較例１における有機ＥＬ装置のシート抵抗および輝度面内分布の関係を示す図である。
【００８６】
図７の縦軸は輝度面内分布（％）を示し、横軸はシート抵抗（Ω／□）を示す。なお、透明導電膜２６の厚さ３０００Åおよび５０００Åの比較例１の有機ＥＬ装置では、透明導電膜２６の剥離が生じたため、輝度面内分布の測定結果が得られなかった。
【００８７】
図７に示すように、シート抵抗の値が大きくなるにしたがって、輝度面内分布の値も大きくなった。この輝度面内分布の測定方法については後述する。
【００８８】
一般に、表示された静止画像において人間の視覚により認識できない輝度面内分布は±５％以下であるとされている。したがって、図７において、輝度面内分布を±５％以下にするためには、シート抵抗の値を１２．５Ω／□以下にする必要がある。
【００８９】
図６の結果から、シート抵抗の値を１２．５Ω／□以下にするためには、透明導電膜２６の厚さを２４００Å以上にする必要があることがわかる。
【００９０】
次に、図８は、輝度面内分布の測定方法を説明するための図である。
【００９１】
図８においては、有機ＥＬ装置のパネル（表示画面）６００の長軸方向をｘ方向とし、短軸方向をｙ方向とする。
【００９２】
まず、輝度面内分布を測定する場合、図８に示すパネル６００のｘ方向およびｙ方向を各々２５ポイントに分割する。次いで、６２５（２５×２５）ポイントの輝度をそれぞれ測定する。６２５ポイントの輝度の平均値を算出し、各ポイントの輝度と平均値との差を算出し、平均値に対する算出された値の百分率をそれぞれ算出する。算出された百分率のうち最大値を輝度面内分布とする。
【００９３】
次に、比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６が剥離したため、実施例１および比較例１と同条件および同形成方法を用いて、直径３インチの基板上に透明導電膜２６を形成し、応力の測定を行った。この場合においても、透明導電膜２６の厚さは、１０００Å、３０００Åおよび５０００Åとした。測定結果を表３に示す。
【００９４】
【表３】
2005209414.tif 000005
【００９５】
図９は、実施例１および比較例１における透明導電膜２６の厚さと応力との関係を示す図である。
【００９６】
図９の縦軸は応力（dyn/cm2）を示し、横軸は厚さ（Å）を示す。実施例１の場合、透明導電膜２６の厚さが１０００Å、３０００Åおよび５０００Åのいずれの場合でも応力は大きく変化せず、ほぼ一定の値を示した。それにより、実施例１では、透明導電膜２６の厚さを２４００Å以上にしても応力を小さく保つことができる。
【００９７】
一方、比較例１の場合、透明導電膜２６の厚さが１０００Åから３０００Å、５０００Åへと厚くなるにしたがって、応力が大きくなることがわかった。
【００９８】
次に、実施例１および比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６の結晶子サイズを求めた。
【００９９】
実施例１および比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６の結晶子サイズは、図４および図５に示したＸ線回折スペクトルのピーク強度とＳｃｈｅｒｒｅｒ（シェラー）の式とを用いることにより算出した。
【０１００】
以下に、Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式を示す。
【０１０１】
ｄｃ＝０．９λ／βｃｏｓθ  ・・・（１）
ここで、ｄｃは結晶子サイズを示し、λはＸ線の波長（ＣｕＫα線：０．１５４１８ｎｍ）を示し、βは積分幅（積分強度／ピーク強度）を示し、θは回折角度（ｒａｄ）を示す。
【０１０２】
実施例１および比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜２６の結晶子サイズの算出結果を表４に示す。
【０１０３】
【表４】
2005209414.tif 000006
【０１０４】
図１０は、実施例１および比較例１における透明導電膜２６の厚さと結晶子サイズとの関係を示す図である。縦軸は結晶子サイズ（Å）を示し、横軸は、厚さ（Å）を示す。
【０１０５】
図１０に示すように、実施例１における透明導電膜２６の結晶子サイズは、透明導電膜２６の厚さが１０００Åの場合には２６Åであり、透明導電膜２６の厚さが３０００Åの場合には３２Åであり、透明導電膜２６の厚さが５０００Åの場合には４８Åである。
【０１０６】
また、比較例１における透明導電膜２６の結晶子サイズは、透明導電膜２６の厚さが１０００Åの場合には２９Åであり、透明導電膜２６の厚さが３０００Åの場合には７９Åであり、透明導電膜２６の厚さが５０００Åの場合には１３８Åである。
【０１０７】
図１０において、剥離が生じた比較例１の厚さ３０００Åおよび５０００Åの透明導電膜２６の結晶子サイズの分布範囲を範囲ａとし、剥離が生じなかった比較例１の厚さ１０００Åの透明導電膜２６の結晶子サイズと、実施例１の厚さ１０００Å、３０００Åおよび５０００Åの透明導電膜２６の結晶子サイズとの分布範囲を範囲ｂとする。図１０に示すように、結晶子サイズが６０Å以下の場合には透明導電膜２６の剥離が生じない。
【０１０８】
また、輝度面内分布は、比較例１の厚さ１０００Åの透明導電膜２６の場合、輝度面内分布は±１４．６％であり、実施例１の厚さ１０００Åの透明導電膜２６の場合、輝度面内分布は±１３．５％であり、両者とも±５％を大きく上回っている。
【０１０９】
一方、表２に示したように、実施例１の厚さ３０００Åの透明導電膜２６の場合、輝度面内分布は±４．２％であり、実施例１の厚さ５０００Åの透明導電膜２６の場合、輝度面内分布は±２．８％であり、両者とも±５％以下に抑えられ、良好な結果が得られた。
【０１１０】
以上のことから、輝度面内分布を±５％以下にするためには、シート抵抗の値が１２．５Ω／□以下であることが必要であり、そのシート抵抗の値を１２．５Ω／□以下にするためには透明導電膜２６の厚さを２４００Å以上にしかつ、結晶子サイズを６０Å以下にすることが必要であることがわかった。
【０１１１】
また、比較例１の透明導電膜２６の厚さが２４００Å以上の３０００Åおよび５０００Åの場合に電子注入電極１２の剥離が生じた理由は、図９の結果に示されるように、比較例１の透明導電膜２６の厚さが厚くなるにしたがって結晶性が高くなり、応力が大きくなるためと推測される。
【０１１２】
一方、実施例１の透明導電膜２６では、図９の結果に示されるように、結晶性が低く、アモルファスまたは微結晶の状態であると考えられるため、厚さが厚くなっても応力が大きくならないために剥離が生じないと推測される。
【０１１３】
以上の結果から、スパッタガスとしてＫｒガスおよびＯ2ガスの混合ガスを用いてスパッタリング法により透明導電膜２６を形成することにより、結晶子サイズを６０Å以下にすることができるので、透明導電膜２６の応力を低減させ、透明導電膜２６の厚さを厚くしても剥離が生じない。また、透明導電膜２６の厚さを厚くすることができるので、透明導電膜２６の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【０１１４】
（実施例２）
図１１は実施例２において作製した有機ＥＬ装置の一部拡大図である。
【０１１５】
以下、実施例２の有機ＥＬ装置において、実施例１で作製した有機ＥＬ装置と異なる点について説明する。
【０１１６】
実施例２の有機ＥＬ装置では、実施例１の厚さ５００ÅのＡｌｑ3からなる発光層２３の代わりに厚さ６００ÅのＡｌｑ3からなる発光層２３ａを形成した。また、実施例１の厚さ１５ÅのＬｉ2Ｏからなる電子注入層２４の代わりに厚さ２００ÅのＢＣＰ（バソキュプロイン）およびＣｓ(セシウム)の共蒸着層からなる電子注入層２４ａを形成した。
【０１１７】
さらに、実施例１の厚さ１５０ÅのＡｇからなる金属薄膜２５およびＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）からなる透明導電膜２６を含む電子注入電極１２の代わりに、厚さ３０００ÅのＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）からなる透明導電膜２６単層からなる電子注入電極１２ａを形成した。透明導電膜２６の厚さは、３０００Åとした。
【０１１８】
ホール注入電極９、有機層１０ａおよび電子注入電極１２ａの形成方法は、実施例１と同様である。
【０１１９】
（実施例３）
実施例３では、電子注入電極１２の透明導電膜２６の形成方法以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ装置を作製した。実施例３では、スパッタガスとして、ＸｅガスおよびＯ2  ガス（０．３％）の混合ガスを用い、成膜時の圧力は１．９×１０-1Ｐａとし、高周波出力を３００Ｗとした。透明導電膜２６の厚さは、３０００Åとした。
【０１２０】
（比較例２）
比較例２では、電子注入電極１２ａの透明導電膜２６の形成方法以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ装置を作製した。比較例２では、スパッタガスとして、ＡｒガスおよびＯ2  ガス（０．３％）の混合ガスを用い、成膜時の圧力は１．９×１０-1Ｐａとし、高周波出力を３００Ｗとした。透明導電膜２６の厚さは、３０００Åとした。
【０１２１】
（評価）
実施例２，３および比較例２について、実施例１および比較例１と同様に輝度面内分布、シート抵抗および透明導電膜２６の結晶子サイズを測定した。
【０１２２】
以下、透明導電膜の厚さ３０００Åの実施例１〜３および比較例１，２おいて作製した有機ＥＬ装置の輝度面内分布、シート抵抗および透明導電膜の結晶子サイズを表５に示す。
【０１２３】
【表５】
2005209414.tif 000007
【０１２４】
上記のように、実施例１において作製した有機ＥＬ装置では、輝度面内分布が±４．２％であり、シート抵抗が９．８Ω／□であり、透明導電膜２６の結晶子サイズが３２Åであった。
【０１２５】
一方、比較例１において作製した有機ＥＬ装置では、透明導電膜２６が剥離したために輝度面内分布の測定ができず、シート抵抗が１０．２Ω／□であり、透明導電膜の結晶子サイズが１３８Åであった。
【０１２６】
また、実施例２において作製した有機ＥＬ装置では、輝度面内分布が±３．７％であり、シート抵抗が９．８Ω／□であり、透明導電膜２６の結晶子サイズが３２Åであった。
【０１２７】
一方、比較例２において作製した有機ＥＬ装置では、透明導電膜２６が剥離したために輝度面内分布の測定ができず、シート抵抗が１０．２Ω／□であり、透明導電膜の結晶子サイズが１３８Åであった。
【０１２８】
実施例１と比較例１との比較および実施例２と比較例２との比較から、透明導電膜２６を形成する場合に、Ａｒよりも原子サイズの大きいＫｒをスッパタガスとして用いることにより結晶性が低く、アモルファスまたは微結晶のいずれかの状態である透明導電膜２６が形成されることがわかる。
【０１２９】
その結果、スパッタガスをＫｒガスとして用いることにより結晶子サイズを６０Å以下にすることができるので、透明導電膜２６の応力を低減させ、透明導電膜２６の厚さを２４００Å以上に厚くしても剥離が生じない。また、透明導電膜２６の厚さを厚くすることができるので、透明導電膜２６の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【０１３０】
また、実施例３において作製した有機ＥＬ装置では輝度面内分布が±４．４％であり、シート抵抗が１１．２Ω／□であり、透明導電膜２６の結晶子サイズが４０Åであった。
【０１３１】
実施例３と比較例１との比較から、透明導電膜２６を形成する場合に、Ａｒよりも原子サイズの大きいＸｅをスッパタガスとして用いることにより結晶性が低く、アモルファスまたは微結晶のいずれかの状態である透明導電膜２６が形成されることがわかる。
【０１３２】
その結果、スパッタガスとしてＸｅガスを用いてスパッタリング法により透明導電膜２６を形成することにより、結晶子サイズを６０Å以下にすることができるので、透明導電膜２６の応力を低減させ、透明導電膜２６の厚さを２４００Å以上に厚くしても剥離が生じない。また、透明導電膜２６の厚さを厚くすることができるので、透明導電膜２６の膜切れを防止することができ、歩留まりを向上することができる。
【０１３３】
以上のことから、原子サイズの大きいＫｒガスまたはＸｅガスを用いてスパッタリング法により透明導電膜２６を形成する必要があることがわかる。また、スパッタガスとしてＫｒガスまたはＸｅガス以外にも、さらに原子サイズの大きいＲｎガスを用いても同様の結果を得られることが推測できる。
【０１３４】
また、実施例１および実施例２において作製した有機ＥＬ装置を比較した結果、電子注入電極１２に金属薄膜２５が存在するかどうかにかかわらず、±５％以内に抑えることができる。また、シート抵抗は両者とも１２．５Ω／□よりも低い９．８Ω／□であり、さらに透明導電膜２６の結晶子サイズは両者とも６０Åよりも小さい３２Åである。
【０１３５】
以上のことから、電子注入電極１２に金属薄膜２５が存在するかどうかにかかわらず、スパッタガスとしてＫｒガス、ＸｅガスまたはＲｎガスを用いてスパッタリング法により透明導電膜２６を形成することにより、透明導電膜２６の剥離を防止するとともに透明導電膜２６の膜切れを防止することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、発光装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図、（ｂ）は（ａ）の有機ＥＬ装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施例１において作製した有機ＥＬ装置の一部拡大図である。
【図４】実施例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜のＸ線回折スペクトルを示す図である。
【図５】比較例１において作製した有機ＥＬ装置の透明導電膜のＸ線回折スペクトルを示す図である。
【図６】実施例１および比較例１における各透明導電膜の厚さおよびシート抵抗の関係を示す図である。
【図７】実施例１および比較例１における有機ＥＬ装置のシート抵抗および輝度面内分布の関係を示す図である。
【図８】輝度面内分布の測定方法を説明するための図である。
【図９】実施例１および比較例１における透明導電膜の厚さと応力との関係を示す図である。
【図１０】実施例１および比較例１における透明導電膜の厚さと結晶子サイズとの関係を示す図である。
【図１１】実施例２において作製した有機ＥＬ装置の一部拡大図である。
【符号の説明】
【０１３８】
９  第１の電極
１０  有機層
１２  電子注入電極
２３  発光層
２４  電子注入層
２６  透明導電膜
２５  金属薄膜
【図１】
2005209414.tif 000008
【図２】
2005209414.tif 000009
【図３】
2005209414.tif 000010
【図４】
2005209414.tif 000011
【図５】
2005209414.tif 000012
【図６】
2005209414.tif 000013
【図７】
2005209414.tif 000014
【図８】
2005209414.tif 000015
【図９】
2005209414.tif 000016
【図１０】
2005209414.tif 000017
【図１１】
2005209414.tif 000018