特許 7004496 光電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-06

(45)【発行日】2022-02-04

(54)【発明の名称】光電素子

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/28 20060101AFI20220128BHJP

   H01L 31/0224 20060101ALI20220128BHJP

   H01L 51/50 20060101ALN20220128BHJP

【ＦＩ】

H05B33/28

H01L31/04 266

H05B33/14 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2016215530

(22)【出願日】2016-11-02

(65)【公開番号】P2017098233

(43)【公開日】2017-06-01

【審査請求日】2019-09-13

(31)【優先権主張番号】10-2015-0163056

(32)【優先日】2015-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１， Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002619

【氏名又は名称】特許業務法人ＰＯＲＴ

(72)【発明者】

【氏名】金 東 贊

【審査官】辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２８３０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５３６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１９０１２４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９９８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６６５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５６２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５２１４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００２６４５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５０６２２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３３／２８

Ｈ０１Ｌ ３１／０２２４

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極、
前記第１電極上に位置する発光層を含む発光素子層、および
前記発光素子層上に位置する第２電極を含み、
前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方は、
金属からなる第１物質および１族元素のヨウ化物、２族元素のヨウ化物、ランタン族元素のヨウ化物、アクチニウム族元素のヨウ化物、遷移金属のヨウ化物、およびポスト遷移金属のヨウ化物からなる群より選択される少なくとも一つからなる第２物質を含む透明導電膜からなり、
前記透明導電膜には、所定の電圧が印加され、
前記透明導電膜は、前記発光素子層に隣接し、且つ単一層である、光電素子。

【請求項2】

前記第１物質の価電子数は、前記第２物質に含まれている金属の価電子数と同じか、またはこれよりも大きい、請求項１に記載の光電素子。

【請求項3】

前記第１物質は、１族元素、２族元素、ランタン族元素、アクチニウム族元素、遷移金属およびポスト遷移金属からなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項１または２に記載の光電素子。

【請求項4】

前記第１物質は、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、およびＰａからなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の光電素子。

【請求項5】

前記第２物質は、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＲｂＩ、ＣｓＩ、ＢｅＩ_２、ＭｇＩ_２、ＣａＩ_２、ＳｒＩ_２、ＢａＩ_２、ＹｂＩ_２、ＹｂＩ_３、ＳｍＩ_２、ＳｍＩ_３、ＥｕＩ_２、ＥｕＩ_３、ＴｍＩ_２、ＴｍＩ_３、ＣｕＩ、ＴｌＩ、ＡｇＩ、ＣｄＩ_２、ＨｇＩ_２、ＳｎＩ_２、ＰｂＩ_２、ＢｉＩ_３、ＺｎＩ_２、ＭｎＩ_２、ＦｅＩ_２、ＧｅＩ_２、ＣｏＩ_２、ＮｉＩ_２、ＡｌＩ_３、ＴｈＩ_４、およびＵＩ_３からなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の光電素子。

【請求項6】

前記透明導電膜において、前記第１物質が前記第２物質に比べて多く分布している、請求項１～５のいずれか１項に記載の光電素子。

【請求項7】

前記透明導電膜において、前記第１物質と前記第２物質とが同一の程度に分布するか、または前記第２物質が前記第１物質に比べて多く分布している、請求項１～５のいずれか１項に記載の光電素子。

【請求項8】

前記透明導電膜の上に位置する金属酸化物層をさらに含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電素子に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に液晶表示装置、有機発光表示装置などの表示装置や太陽電池のような光電素子の電極材料として使用される透明導電膜として、酸化インジウムにスズをドーピングした酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜が広範囲に使用されている。

【0003】

特許文献１で開示されている酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜は、透明性、導電性、発光効率などに優れているだけでなく、エッチング加工が可能であり、基板との密着性に優れている長所がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５９１２２２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＩＴＯ膜は、スパッタリング法により形成することができるが、このような方法でＩＴＯ膜を有機物を含む層上に形成する際、有機物層が損傷するおそれがある。

【0006】

したがって、本発明の目的は、ＩＴＯ膜を代替する新規な透明導電膜を含む光電素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意検討した結果、以下の構成を有する光電素子により達成できることを見出し、本発明を完成させた。

【0008】

１．金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含む透明導電膜を含む、光電素子。

【0009】

２．前記第１物質の価電子数は、前記第２物質に含まれている金属の価電子数と同じか、またはこれよりも大きい、上記１．に記載の光電素子。

【0010】

３．前記第１物質は、１族元素、２族元素、ランタン族元素、アクチニウム族元素、遷移金属、およびポスト遷移金属からなる群より選択される少なくとも一つを含む、上記１．または２．のいずれかに記載の光電素子。

【0011】

４．前記第２物質は、１族元素のハロゲン化物、２族元素のハロゲン化物、ランタン族元素のハロゲン化物、アクチニウム族元素のハロゲン化物、遷移金属のハロゲン化物、およびポスト遷移金属のハロゲン化物からなる群より選択される少なくとも一つを含む、上記１．～３．のいずれかに記載の光電素子。

【0012】

５．前記第１物質は、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、およびＰａからなる群より選択される少なくとも一つを含む、上記１．～４．のいずれかに記載の光電素子。

【0013】

６．前記第２物質は、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＢｅＦ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＢａＦ_２、ＹｂＦ_２、ＹｂＦ_３、ＳｍＦ_２、ＳｍＦ_３、ＥｕＦ_２、ＥｕＦ_３、ＴｍＦ_２、ＴｍＦ_３、ＣｕＦ、ＴｌＦ、ＡｇＦ、ＣｄＦ_２、ＨｇＦ_２、ＳｎＦ_２、ＰｂＦ_２、ＢｉＦ_３、ＺｎＦ_２、ＭｎＦ_２、ＦｅＦ_２、ＧｅＦ_２、ＣｏＦ_２、ＮｉＦ_２、ＡｌＦ_３、ＴｈＦ_４、ＵＦ_３、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＢｅＣｌ_２、ＭｇＣｌ_２、ＣａＣｌ_２、ＳｒＣｌ_２、ＢａＣｌ_２、ＹｂＣｌ_２、ＹｂＣｌ_３、ＳｍＣｌ_２、ＳｍＣｌ_３、ＥｕＣｌ_２、ＥｕＣｌ_３、ＴｍＣｌ_２、ＴｍＣｌ_３、ＣｕＣｌ、ＴｌＣｌ、ＡｇＣｌ、ＣｄＣｌ_２、ＨｇＣｌ_２、ＳｎＣｌ_２、ＰｂＣｌ_２、ＢｉＣｌ_３、ＺｎＣｌ_２、ＭｎＣｌ_２、ＦｅＣｌ_２、ＧｅＣｌ_２、ＣｏＣｌ_２、ＮｉＣｌ_２、ＡｌＣｌ_３、ＴｈＣｌ_４、ＵＣｌ_３、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＲｂＢｒ、ＣｓＢｒ、ＢｅＢｒ_２、ＭｇＢｒ_２、ＣａＢｒ_２、ＳｒＢｒ_２、ＢａＢｒ_２、ＹｂＢｒ_２、ＹｂＢｒ_３、ＳｍＢｒ_２、ＳｍＢｒ_３、ＥｕＢｒ_２、ＥｕＢｒ_３、ＴｍＢｒ_２、ＴｍＢｒ_３、ＣｕＢｒ、ＴｌＢｒ、ＡｇＢｒ、ＣｄＢｒ_２、ＨｇＢｒ_２、ＳｎＢｒ_２、ＰｂＢｒ_２、ＢｉＢｒ_３、ＺｎＢｒ_２、ＭｎＢｒ_２、ＦｅＢｒ_２、ＧｅＢｒ_２、ＣｏＢｒ_２、ＮｉＢｒ_２、ＡｌＢｒ_３、ＴｈＢｒ_４、ＵＢｒ_３、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＲｂＩ、ＣｓＩ、ＢｅＩ_２、ＭｇＩ_２、ＣａＩ_２、ＳｒＩ_２、ＢａＩ_２、ＹｂＩ_２、ＹｂＩ_３、ＳｍＩ_２、ＳｍＩ_３、ＥｕＩ_２、ＥｕＩ_３、ＴｍＩ_２、ＴｍＩ_３、ＣｕＩ、ＴｌＩ、ＡｇＩ、ＣｄＩ_２、ＨｇＩ_２、ＳｎＩ_２、ＰｂＩ_２、ＢｉＩ_３、ＺｎＩ_２、ＭｎＩ_２、ＦｅＩ_２、ＧｅＩ_２、ＣｏＩ_２、ＮｉＩ_２、ＡｌＩ_３、ＴｈＩ_４、およびＵＩ_３からなる群より選択される少なくとも一つを含む、上記１．～５．のいずれかに記載の光電素子。

【0014】

７．前記透明導電膜において、前記第１物質が前記第２物質に比べて多く分布している、上記１．～６．のいずれかに記載の光電素子。

【0015】

８．前記透明導電膜において前記第１物質と前記第２物質とが同一の程度に分布するか、または前記第２物質が前記第１物質に比べて多く分布している、上記１．～６．のいずれかに記載の光電素子。

【0016】

９．前記透明導電膜の上に位置する金属酸化物層をさらに含む、上記１．～８．のいずれかに記載の光電素子。

【0017】

１０．第１電極、前記第１電極上に位置する発光層、および前記発光層上に位置する第２電極をさらに含み、前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方は、前記透明導電膜を含む、上記１．～９．のいずれかに記載の光電素子。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、透明導電膜としてＩＴＯなどを代替できる。また、本発明によれば、光電素子の一種である有機発光素子などで発光層の損傷なしに透明電極を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜を基板上に示す断面図である。

【図2】図１で説明した実施例の改変例を示す断面図である。

【図3】図２で説明した実施例の改変例を示す断面図である。

【図4】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜が自由電子を有することを示す概略的な図面である。

【図5】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で金属と金属ハロゲン化物の反応による透過率上昇を示す写真である。

【図6】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で金属と金属ハロゲン化物の反応による波長－透過率を示すグラフである。

【図7】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で各成分の厚さの変化に応じた透過率変化を示す写真である。

【図8】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で波長－透過率を示すグラフである。

【図9】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で波長－反射率を示すグラフである。

【図10】本発明の一実施例に係る光電素子に含まれる透明導電膜で波長－吸収率を示すグラフである。

【図11】本発明の一実施例に係る有機発光素子を示す断面図である。

【図12】図１１の実施例で電荷生成層が追加された実施例を示す断面図である。

【図13】図１１の実施例で発光層の構造を改変した有機発光素子を示す断面図である。

【図14】図１１の実施例で電極構造を改変した実施例を示す断面図である。

【図15】図１１の実施例で電極構造を改変した実施例を示す断面図である。

【図16】本発明の一実施例に係る光電素子が点灯されることを示す写真である。

【図17】本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。本発明は多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

【0021】

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付した。

【0022】

また、図面に表示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず示されたものに限定されない。図面において複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して表示した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して表示した。

【0023】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準になる部分の「上」にあるということは、基準になる部分の上または下に位置することであり、必ず重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

【0024】

また、本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのでなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0025】

また、本明細書において、「平面上」というとき、これは対象の部分を上方から見たときを意味し、「断面上」という時、これは対象の部分を垂直に切断した断面を側方から見たときを意味する。

【0026】

光電素子は、電気エネルギーを光エネルギーに、または光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子をいう。光電素子は、太陽電池、有機発光素子、タッチスクリーンパネルなどを含むことができる。光電素子は電流が流れるようにするための導電膜を含み、このような導電膜は光を透過するために透明導電膜であってもよい。透明導電膜は電極として使用されることもできる。

【0027】

本明細書において、透明な電極または導電膜として、電極または導電膜が有する透過率が７５％以上または好ましくは８５％以上であることが好ましい。ここで、透過率は、可視光領域の透過率を指す。

【0028】

以下、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜について詳細に説明する。

【0029】

図１は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜を基板上に示す断面図である。図２は、図１で説明した実施例の改変例を示す断面図である。図３は、図２で説明した実施例の改変例を示す断面図である。

【0030】

図１～３で示した基板１１０は、透明導電膜を蒸着するためのターゲットを説明するために使用したものであるが、基板という用語に限定されず、光電素子に含まれる透明導電膜が蒸着可能な多様なターゲットに代替可能である。また、前記ターゲットは、その模様が多様化することができ、ウエハーのように円板形態であってもよい。

【0031】

図１を参照すると、基板１１０の上に透明導電膜２７０が位置する。本発明に係る透明導電膜は、金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含む。

【0032】

第１物質は、１族元素、２族元素、ランタン族（ランタノイド）元素、アクチニウム族（アクチノイド）元素、遷移金属、およびポスト遷移金属からなる群より選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。

【0033】

１族元素の例としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＣｓおよびＲｂ等が挙げられる。

【0034】

２族元素の例としては、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選択される元素をいう。

【0035】

ランタン族（ランタノイド）元素の例としては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕ等が挙げられ、好ましくはＥｕまたはＹｂである。

【0036】

アクチニウム族（アクチノイド）元素の例としては、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、ＮｏおよびＬｒ等が挙げられ、好ましくはＡｃ、ＴｈまたはＰａである。

【0037】

遷移金属とは、長周期型周期表の第３族元素から第１１族元素を指し、遷移金属としては、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、およびＡｕなどが挙げられる。

【0038】

ポスト遷移金属とは、長周期型周期表のｐブロックに属する金属元素であり、遷移金属および半金属の間に位置し、電気陰性度が遷移金属に比べて小さく、かつ、アルカリ金属およびアルカリ土類金属に比べて大きく、融点および沸点が遷移金属に比べて低く、脆い特性を有する元素をいう。具体例としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ等が挙げられる。

【0039】

第２物質は、１族元素のハロゲン化物、２族元素のハロゲン化物、ランタン族元素のハロゲン化物、アクチニウム族元素のハロゲン化物、遷移金属のハロゲン化物、およびポスト遷移金属のハロゲン化物からなる群より選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。

【0040】

１族元素のハロゲン化物は、上記１族元素のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物）を指し、好ましくはヨウ化物である。具体的には、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、ＲｂＩ等が挙げられる。

【0041】

２族元素のハロゲン化物は、上記２族元素のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。

【0042】

ランタン族元素のハロゲン化物は、上記ランタン族元素のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。

【0043】

アクチニウム族元素のハロゲン化物は、上記アクチニウム族元素のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。

【0044】

遷移金属のハロゲン化物は、上記遷移金属のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。

【0045】

ポスト遷移金属のハロゲン化物は、上記ポスト遷移金属のフッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。

【0046】

本発明に係る金属ハロゲン化物からなる第２物質の屈折率は、１．３～２．５であってもよい。

【0047】

本発明において第１物質と第２物質は、標準電極電位（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が互いに類似する金属を含むことができる。例えば、本発明者らは、第１物質と第２物質がそれぞれ１族元素またはランタン族元素を含む場合に、強い反応性により自発的反応を起こすことを実験的に確認した。実験を通じてＹｂまたはＥｕを含む第１物質と、ＲｂＩまたはＣｓＩを含む第２物質とを組み合わせて共蒸着し、第１物質と第２物質とが反応して電極を形成することを確認した。この時、電極が透明になると共に導電率が上昇する結果を得た。しかし、Ａｇを含む第１物質と、ＲｂＩまたはＣｓＩを含む第２物質とを組み合わせて共蒸着を通じて電極を形成する時、透明になることもなく、導電率が上昇することもなかった。また、ＹｂまたはＥｕを含む第１物質と、ＣｕＩを含む第２物質とを組み合わせて共蒸着を通じて反応させて電極を形成する時、透明になることもなく、導電率が上昇することもなかった。したがって、第１物質および第２物質に含まれる金属は、反応性が高くて自発的反応を誘導できる物質であることが好ましい。第１物質および第２物質を共蒸着する際、第１物質と第２物質との比（体積比）は、１：１～１：４であることが好ましく、光電素子の発光効率を一層向上させる観点から、１：２～１：４であることがより好ましい。

【0048】

ハロゲン化物のうちヨウ化物は、ヨウ素自体の電子親和力および電気陰性度が小さいため、ヨウ化物が解離してヨード空孔を形成したり、他の反応性金属と結合して新規化合物を生成したりしやすいため、本発明に係る第２物質として好ましい。

【0049】

以下、導電メカニズムについて説明する。

【0050】

本発明において、第１物質に含まれている金属と第２物質に含まれている金属とは、互いに置換されることが好ましい。この時、第１物質の価電子数は、第２物質に含まれている金属の価電子数と同じか、またはこれよりも大きいことが好ましく、これよりも大きいことがより好ましい。第１物質の価電子数が第２物質に含まれている金属の価電子数よりも大きい場合、追加に発生する自由電子により導電性が向上しうる。

【0051】

また、第２物質に含まれているハロゲン元素を第１物質が奪って新規な物質が生成されると、ハロゲン空孔（ｖａｃａｎｃｙ）により自由電子が発生して、導電性が向上しうる。

【0052】

また、反応に関与して残った金属イオンによっても、導電性が向上しうる。

【0053】

本発明において、第１物質は、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ａｃ、Ｔｈ、およびＰａからなる群より選択される少なくとも一つを含むことが好ましく、このうちＹｂ、ＥｕまたはＳｍのようなランタン族元素であることがより好ましく、ＹｂまたはＥｕであることがさらにより好ましい。

【0054】

本発明において、第２物質は、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＢｅＦ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＢａＦ_２、ＹｂＦ_２、ＹｂＦ_３、ＳｍＦ_２、ＳｍＦ_３、ＥｕＦ_２、ＥｕＦ_３、ＴｍＦ_２、ＴｍＦ_３、ＣｕＦ、ＴｌＦ、ＡｇＦ、ＣｄＦ_２、ＨｇＦ_２、ＳｎＦ_２、ＰｂＦ_２、ＢｉＦ_３、ＺｎＦ_２、ＭｎＦ_２、ＦｅＦ_２、ＧｅＦ_２、ＣｏＦ_２、ＮｉＦ_２、ＡｌＦ_３、ＴｈＦ_４、ＵＦ_３、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＢｅＣｌ_２、ＭｇＣｌ_２、ＣａＣｌ_２、ＳｒＣｌ_２、ＢａＣｌ_２、ＹｂＣｌ_２、ＹｂＣｌ_３、ＳｍＣｌ_２、ＳｍＣｌ_３、ＥｕＣｌ_２、ＥｕＣｌ_３、ＴｍＣｌ_２、ＴｍＣｌ_３、ＣｕＣｌ、ＴｌＣｌ、ＡｇＣｌ、ＣｄＣｌ_２、ＨｇＣｌ_２、ＳｎＣｌ_２、ＰｂＣｌ_２、ＢｉＣｌ_３、ＺｎＣｌ_２、ＭｎＣｌ_２、ＦｅＣｌ_２、ＧｅＣｌ_２、ＣｏＣｌ_２、ＮｉＣｌ_２、ＡｌＣｌ_３、ＴｈＣｌ_４、ＵＣｌ_３、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＲｂＢｒ、ＣｓＢｒ、ＢｅＢｒ_２、ＭｇＢｒ_２、ＣａＢｒ_２、ＳｒＢｒ_２、ＢａＢｒ_２、ＹｂＢｒ_２、ＹｂＢｒ_３、ＳｍＢｒ_２、ＳｍＢｒ_３、ＥｕＢｒ_２、ＥｕＢｒ_３、ＴｍＢｒ_２、ＴｍＢｒ_３、ＣｕＢｒ、ＴｌＢｒ、ＡｇＢｒ、ＣｄＢｒ_２、ＨｇＢｒ_２、ＳｎＢｒ_２、ＰｂＢｒ_２、ＢｉＢｒ_３、ＺｎＢｒ_２、ＭｎＢｒ_２、ＦｅＢｒ_２、ＧｅＢｒ_２、ＣｏＢｒ_２、ＮｉＢｒ_２、ＡｌＢｒ_３、ＴｈＢｒ_４、ＵＢｒ_３、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＲｂＩ、ＣｓＩ、ＢｅＩ_２、ＭｇＩ_２、ＣａＩ_２、ＳｒＩ_２、ＢａＩ_２、ＹｂＩ_２、ＹｂＩ_３、ＳｍＩ_２、ＳｍＩ_３、ＥｕＩ_２、ＥｕＩ_３、ＴｍＩ_２、ＴｍＩ_３、ＣｕＩ、ＴｌＩ、ＡｇＩ、ＣｄＩ_２、ＨｇＩ_２、ＳｎＩ_２、ＰｂＩ_２、ＢｉＩ_３、ＺｎＩ_２、ＭｎＩ_２、ＦｅＩ_２、ＧｅＩ_２、ＣｏＩ_２、ＮｉＩ_２、ＡｌＩ_３、ＴｈＩ_４およびＵＩ_３からなる群より選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。中でも、光電素子の発光効率向上の観点から、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩおよびＲｂＩからなる群より選択される少なくとも一つを含むことが好ましく、ＫＩ、ＣｓＩおよびＲｂＩからなる群より選択される少なくとも一つを含むことがより好ましい。さらに、第１物質がＹｂである場合、第２物質はＫＩまたは／およびＲｂＩを含むことがさらにより好ましく、ＫＩを含むことが特に好ましい。

【0055】

本発明の一実施形態に係る透明導電膜２７０は、第１物質と第２物質とが共蒸着された断層構造であってもよい。透明導電膜２７０において第１物質が第２物質に比べて多く分布していると、そうでない場合よりも相対的に導電性が増加するため好ましい。しかし、これに限定されず、透明導電膜２７０において第２物質が第１物質に比べて多く分布してもよく、透明性向上の観点から好ましい。このような場合でも光電素子が異常なく点灯されることを実験的に確認した。したがって、本発明において、第１物質と第２物質とが分布する程度（体積）は、光電素子に対して要求される面抵抗および透過率を考慮して最適化することができる。また、透明導電膜２７０に含まれている第１物質の体積と第２物質の体積とは同一であってもよい。すなわち、第１物質と第２物質とが同一の程度に分布してもよい。ここで、「分布」とは体積基準での分布をいい、例えば、透明導電膜において第１物質が第２物質に比べて多く分布するとは、透明導電膜において第１物質の占有体積が第２物質の占有体積に比べて多いことをいう。

【0056】

本発明において、透明導電膜２７０は、可視光領域における透過率が好ましくは７５％以上、より好ましくは８５％以上であり、導電性が好ましくは５００Ω／□以下である。

【0057】

以下、図２を参照して図１で説明した実施例の改変例を説明する。

【0058】

図２を参照すると、基板１１０の上に透明導電膜２７０が位置する構造を有する点および透明導電膜２７０が金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含む点で図１の実施例と同一である。また、図１で説明した第１物質と第２物質の例示に関する内容は本実施例に適用され得る。

【0059】

ただし、本実施例において透明導電膜２７０は、下部領域２７０ａと上部領域２７０ｂを含み、下部領域２７０ａには第２物質に比べて第１物質が多く分布し、上部領域２７０ｂには第１物質に比べて第２物質が多く分布する。下部領域２７０ａと上部領域２７０ｂとの境界およびその周辺では、第１物質が第２物質に含まれている金属と互いに置換反応して新規化合物が生成することで、導電物質が形成され得る。このような導電物質には、自由電子および金属イオンが含まれうる。例えば、ＲｂＩとＹｂとが反応すると、ＲｂＩとＹｂが置換されたり、ＹｂがＲｂＩからヨウ素を奪ってＹｂＩ_２またはＹｂＩ_３を形成したり、ＲｂＹｂＩ_３のようなペロブスカイト構造を有する物質も生成することができる。このとき、Ｒｂ^＋がＹｂ^２＋、Ｙｂ^３＋に置換されることによって生成した自由電子、ヨード空孔による自由電子および／またはＲｂ^＋、Ｙｂ^２＋、Ｙｂ^３＋のような金属イオンにより導電性が向上しうる。

【0060】

本発明の一実施形態に係る透明導電膜２７０は、次のとおり形成され得る。基板１１０の上に第１物質からなる下部層を形成し、前記下部層上に第２物質からなる上部層を形成する。この時、別途の熱処理なしに下部層の第１物質と上部層の第２物質とがそれぞれ拡散し、第１物質と第２物質とが反応して、透明であると共に導電性に優れる膜を形成する。

【0061】

この際、光電素子の発光効率の観点から、第１物質からなる下部層の厚さは、１０～２００Åであることが好ましく、５０～１００Åであることがより好ましい。一方、第２物質からなる上部層の厚さの上限値は、１０００Å未満であることが好ましく、５００Å未満であることがより好ましく、４００Å未満であることがさらにより好ましく、３００Å以下であることが特に好ましい。また、下限値は１０Å以上であることが好ましく、３０Å以上であることがより好ましく、５０Å以上であることがさらにより好ましい。

【0062】

以下、図３を参照して図２で説明した実施例の改変例を説明する。

【0063】

図３を参照すると、基板１１０の上に透明導電膜２７０が位置する構造を有する点、および透明導電膜２７０が金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含む点で、図１および図２の実施例と同一である。また、図１および図２で説明した第１物質と第２物質の例示に関する内容は本実施例に適用され得る。

【0064】

ただし、本実施例において透明導電膜２７０は、第１物質に比べて第２物質が多く分布する下部領域２７０ｃと、第２物質に比べて第１物質が多く分布する上部領域２７０ｄとを含む。下部領域２７０ｃと上部領域２７０ｄとの境界およびその周辺には、第１物質が第２物質に含まれている金属と互いに置換反応して導電物質が形成され得る。このような導電物質には自由電子および金属イオンが含まれる。

【0065】

本実施例による透明導電膜２７０は、次のとおり形成され得る。基板１１０の上に第２物質からなる下部層を形成し、前記下部層上に第１物質からなる上部層を形成する。この時、別途の熱処理なしに下部層の第２物質と上部層の第１物質が拡散し、第１物質と第２物質が反応して、透明であると共に導電性に優れる膜を形成する。

【0066】

この際、光電素子の発光効率の観点から、第２物質からなる下部層の厚さの上限値は、５００Å未満であることが好ましく、４００Å未満であることがより好ましく、２００Å未満であることがさらにより好ましく、１００Å以下であることが特に好ましい。また、下限値は、１０Å以上であることが好ましく、５０Å以上であることがより好ましい。一方、第１物質からなる上部層の厚さは、５０～２００Åであることが好ましい。

【0067】

図示されていないが、図１～３で説明した実施例において透明導電膜２７０の上に金属酸化物層をさらに含むことができる。ここで、金属酸化物層は、ＩＴＯまたはＩＺＯを含むことができる。このように、改変実施例として熱蒸発法などにより形成された透明導電膜２７０の上に金属酸化物層が位置する二重透明電極構造を形成することができる。この際、第２物質からなる層の厚さは、５００Å未満であることが好ましく、４００Å未満であることがより好ましく、３００Å未満であることがさらに好ましく、２００Å以下であることが特に好ましい。

【0068】

図４は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜が自由電子を有することを示す概略的な図面である。

【0069】

図４を参照すると、第１物質に含まれるＹｂと第２物質に含まれるＲｂＩとを用いて一つの例に該当する透明導電膜を形成することができる。ＹｂとＲｂＩとが反応して導電体を形成することができ、具体的にＲｂとＹｂが互いに置換されて結果的に反応物のどこかに自由電子が１つまたは２つ発生し、ＹｂＩ_２またはＹｂＩ_３化合物が生成される。これによって発生するヨード（Ｉ）空孔（ｖａｃａｎｃｙ）により、自由電子が１つまたは２つ形成され得る。このように、金属ハロゲン化物の一種類のＲｂＩにより形成される自由電子、ならびに／またはヨード（Ｉ）空孔により形成される自由電子および金属イオンにより、本発明に係る透明導電膜が導電性を有することができる。

【0070】

図５は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜において、金属と金属ハロゲン化物との反応による透過率上昇を示す写真である。

【0071】

なお、好ましい蒸着条件は、目的化合物、目的とする層の構造および熱的特性などによって異なるが、例えば、蒸着温度は１００～５００℃、真空度は１０^－１０～１０^－３ｔｏｒｒ、蒸着速度は０．０１～１００Å／ｓｅｃの範囲で適宜選択することができる。

【0072】

図６は、本発明の一実施形態に係る透明導電膜において、金属と金属ハロゲン化物の反応による波長－透過率を示すグラフである。

【0073】

図５および図６を参照すると、未加工ガラス（ｂａｒｅ ｇｌａｓｓ）の上にＹｂまたはＡｇをそれぞれ１００Å蒸着すると、不透明であった（図５上段）。一方、未加工ガラスの上にＹｂまたはＡｇを蒸着し、その上にそれぞれＲｂＩを３０Å蒸着すると、Ｙｂ上にＲｂＩを蒸着した場合に限り、透過率が上昇して透明になる（図５下段左）。特に、図６を参照すると、比較例１に該当する未加工ガラス上にＹｂが１００Å蒸着された場合では、透過率５０～６０％程度であったのに対して、実施例１に該当するＹｂを１００Å蒸着した膜の上にＲｂＩを３０Å蒸着した膜を形成した場合には、ＹｂがＲｂＩと反応して透過率が約８５％以上に到達した。

【0074】

図７は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜で各成分の厚さの変化による透過率変化を示す写真である。図８は、本発明の一実施形態に係る透明導電膜で波長－透過率を示すグラフである。図９は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜で波長－反射率を示すグラフである。図１０は、本発明の一実施形態に係る光電素子に含まれる透明導電膜で波長－吸収率を示すグラフである。

【0075】

図７を参照すると、未加工ガラスの上にＹｂを蒸着した場合、および未加工ガラスの上にＹｂを蒸着した後にＲｂＩを蒸着した場合、厚さに応じて透明性が変化している。

【0076】

図７上段に示された写真は、未加工ガラスの上にＹｂを４００Å、２００Åおよび１００Å蒸着した場合である。この場合に、Ｙｂの厚さが薄くなることに伴って透過率が上昇したが、透過率は約６０％を越えなかった。

【0077】

図７中段に示された写真は、未加工ガラスの上に厚さを４００Å、２００Å、１５０Å、１３０Åおよび１００Åに変化させながらＹｂを蒸着した後に、５０ÅのＲｂＩを蒸着した場合である。この場合、Ｙｂの厚さが減少するほど透過率が向上し、透過率は約８５％以上に到達した。

【0078】

図７下段に示された写真は、未加工ガラスの上に１３０Åまたは１００ÅのＹｂをそれぞれ蒸着した後に、２５ÅのＲｂＩを蒸着した場合である。この場合に、図７中段に示された写真のうち、１３０Åまたは１００ÅのＹｂを蒸着した場合と比較すると、ＲｂＩの厚さの減少のためか透過率は多少低下したが、透過率が約７５％以上であった。

【0079】

図８～１０は、未加工ガラス（ｂａｒｅ ｇｌａｓｓ）の上に（ｉ）Ｙｂ（１２０Å）を蒸着した後、ＲｂＩ（２５Å）を蒸着した透明導電膜（実施例２）、（ｉｉ）Ｙｂ（１３０Å）を蒸着した後、ＲｂＩ（２５Å）を蒸着した透明導電膜（実施例３）、ならびに（ｉｉｉ）Ｙｂ（１３０Å）を蒸着した後、ＲｂＩ（２５Å）を蒸着し、これを計２セット積層した透明導電膜（実施例４）における透過率、反射率、および吸収率を示す。実施例２、３、４いずれも大部分の可視光波長範囲で８５％以上の透過率、１０％以下の反射率、および１０％以下の吸収率を示した。

【0080】

以下、前述した透明導電膜を用いて形成された光電素子（有機発光素子）について説明する。

【0081】

図１１は、本発明の一実施形態に係る光電素子（有機発光素子）を示す断面図である。図１２は、図１１の実施例で電荷生成層が追加された実施例を示す断面図である。図１３は、図１１の実施例で発光層の構造を改変した光電素子（有機発光素子）を示す断面図である。

【0082】

図１１を参照すると、本発明の一実施形態に係る光電素子（有機発光素子）は、第１電極１０、第１電極１０の上に位置する正孔輸送領域２０、正孔輸送領域２０の上に位置する発光層３０、発光層３０の上に位置する電子輸送領域４０および電子輸送領域４０の上に位置する第２電極５０を含む。この際、第１電極１０または第２電極５０の少なくとも一方は、上記の透明導電膜を含むことが好ましい。

【0083】

本発明の一実施形態において、第１電極１０は反射電極であることが好ましい。本明細書において、反射電極とは、発光層３０で発生した光を第２電極５０に送るために光を発する性質を有する物質を含む電極をいう。第１電極１０が反射電極であるとき、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）またはこれらの合金膜を含むことができ、銀（Ａｇ）／酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）の三重膜構造または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）／酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の三重膜構造などを有することができる。

【0084】

第１電極１０は、スパッタリング法、気相蒸着法、イオンビーム蒸着法、または電子ビーム蒸着法などを用いて形成することができる。

【0085】

正孔輸送領域２０は、第１電極１０と発光層３０の間に位置する付帯層を含むことができる。正孔輸送領域２０は、正孔輸送層と正孔注入層のうちの少なくとも一つを含むことができる。正孔輸送層は、第１電極１０から伝達される正孔を円滑に輸送する機能を果たすことができる。正孔輸送層は、有機物質を含むことができる。

【0086】

発光層３０は、青色、赤色、または緑色の発光物質を含むことができ、発光層３０は、ホストおよびドーパントを含むことができる。発光層３０をなす物質は特に制限されない。

【0087】

図１１に示したように、発光層３０は互いに異なる色を発光する２つの層３１、３２を含むことができる。これはタンデム型白色有機発光素子であってもよく、互いに異なる色を発光する２つの層は互いに混合されて白色を示す色を発光することができる。例えば２つの層３１、３２のうち一つは青色発光層であり、他の一つは黄色発光層であってもよい。図１１の実施例を改変して図１２に示したように、２つの層３１、３２の間に電荷生成層３５が位置することができる。電荷生成層３５は、通常、隣り合う発光層間に形成されて隣り合う発光層間の電荷均衡を調節する役割を果たす。

【0088】

図１３は、図１１とは異なり、発光層３０が３つの層３１、３２、３３を含み、３つの層３１、３２、３３は、それぞれ赤色、緑色および青色を発光するか、または青色、黄色、青色を発光することができる。図１３に示されていないが、図１１で説明したものと類似に、３つの層３１、３２、３３のうち互いに隣り合う層の間に電荷生成層が位置することができる。

【0089】

図１１および図１３で説明した複数の発光層３０の組み合わせは例示に過ぎず、互いに異なる色を発光する発光層の組み合わせにより白色光を実現できれば複数の発光層構造は改変され得る。

【0090】

図１１および図１３を再び参照すると、発光層３０の上に電子輸送領域４０が位置することができる。電子輸送領域４０は、発光層３０と第２電極５０の間に位置する付帯層を含むことができる。電子輸送領域４０は、電子輸送層と電子注入層のうちの少なくとも一方を含むことができる。この時、電子輸送層は有機物質を含むことができる。

【0091】

または、電子輸送層は、前述した化合物群から選択された化合物が１族元素、２族元素、ランタン系元素またはこれらのハロゲン化物でｎドーピングされていてもよい。この時、前記１族元素、２族元素、ランタン系元素またはそのハロゲン化物のドーピングにより電子輸送層のｎ型特性が向上する。

【0092】

本発明において、第２電極５０は、前面有機発光素子を実現するために透明電極であってもよい。本明細書において、透明電極とは、発光層３０で発生した光または発光層３０で発生した光が反射電極である第１電極１０で反射した光を大部分通過させて使用者に到達するようにする電極をいう。

【0093】

第２電極５０は、電子注入が容易になるように仕事関数が小さい物質を含むことができる。第２電極５０が透明導電性を有するために、ＰＶＤ（ｐｌａｓｍａ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＩＴＯを蒸着させると、プラズマにより下部の有機物が損傷するおそれがある。そのため、本発明に係る第２電極５０が透明電極であるとき、熱蒸発法、溶液法、または化学気相蒸着法など、ＰＶＤ法以外の方法により透明電極を形成することが好ましい。このうち熱蒸発法を用いることが好ましい。

【0094】

本発明の一実施形態に係る第２電極５０は、金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含むことが好ましい。第１物質は、１族元素、２族元素、ランタン族（ランタノイド）元素、アクチニウム族（アクチノイド）元素、遷移金属およびポスト遷移金属からなる群より選択される少なくとも一つを含むことができ、第２物質は、１族元素のハロゲン化物、２族元素のハロゲン化物、ランタン族ハロゲン化物、アクチニウム族ハロゲン化物、遷移金属のハロゲン化物およびポスト遷移金属のハロゲン化物からなる群より選択される少なくとも一つを含むことができる。本実施形態に係る金属ハロゲン化物からなる第２物質の屈折率は、１．３～２．５であってもよい。

【0095】

第２電極５０は、下部領域５０ａと上部領域５０ｂを含み、下部領域５０ａは第２物質に比べて第１物質が多く分布し、上部領域５０ｂは第１物質に比べて第２物質が多く分布する。本実施例において下部領域５０ａに仕事関数が低いイッテルビウム（Ｙｂ）を含む第１物質が多く分布することによって第２電極５０から電子が発光層３０に円滑に注入され得る。しかし、本実施形態を改変して下部領域５０ａが第１物質に比べて第２物質が多く分布し、上部領域５０ｂが第２物質に比べて第１物質が多く分布することもできる。

【0096】

下部領域５０ａと上部領域５０ｂとの境界およびその周辺には、第１物質と第２物質に含まれている金属が互いに置換反応して新規化合物が生成されることで、導電物質が形成され得る。このような導電物質は、自由電子および金属イオンを含むことができ、例えば、ＲｂＩとＹｂが反応する際、ＲｂＩとＹｂとが置換されたり、ＹｂがＲｂＩからヨウ素を奪ってＹｂＩ_２またはＹｂＩ_３を形成したり、ＲｂＹｂＩ_３のようなペロブスカイト構造を有する物質も生成することができる。この時、Ｒｂ^＋がＹｂ^２＋、Ｙｂ^３＋に置換されることによって生成された自由電子、ヨード空孔に応じた自由電子および／またはＲｂ^＋、Ｙｂ^２＋、Ｙｂ^３＋のような金属イオンにより、導電性が向上しうる。

【0097】

本発明の一実施形態では、第１物質および第２物質は、標準電極電位（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が互いに類似する金属を含むことができる。第１物質に含まれている金属と第２物質に含まれている金属とが互いに置換されるために、第１物質の価電子数は第２物質に含まれている金属の価電子数と同じか、または大きいことが好ましい。第１物質の価電子数が第２物質に含まれている金属の価電子数より大きいと、追加に発生する自由電子により導電性が向上することができる。また、第２物質に含まれているハロゲン元素を第１物質が奪って新規な物質を形成するようになると、ハロゲン空孔（ｖａｃａｎｃｙ）により自由電子が形成されて導電性が向上しうる。また、反応に関与して残った金属イオンによっても、導電性が向上しうる。ここで、第１物質および第２物質としては、図１の説明において述べたものがそれぞれ好ましい。

【0098】

本発明の一実施形態において、第２電極５０は、可視光領域で透過率が好ましくは７５％以上、より好ましくは８５％以上であり、導電率が好ましくは５００Ω／□以下である。

【0099】

本発明の一実施形態において、第１電極１０が反射電極であり、第２電極５０が透明電極であるものと説明したが、第１電極１０が透明電極であり、第２電極５０が反射電極であってもよい。

【0100】

前述した光電素子（有機発光素子）は、次のような方法により形成され得る。基板（図示せず）の上に反射電極として第１電極を形成し、第１電極上に発光層を形成する。発光層上に電子輸送領域に含まれる電子輸送層を形成することができる。電子輸送層上に第１物質からなる下部層を形成し、前記下部層上に第２物質からなる上部層を形成する。この時、別途の熱処理なしに下部層の第１物質と上部層の第２物質が拡散し、第１物質と第２物質が反応して透明であると共に導電性がある第２電極５０を形成する。

【0101】

図１４および図１５は、図１１の実施例で電極構造を改変した実施例を示す断面図である。図１４および図１５で説明する実施例は、大部分が図１１の実施例と同一であり、以下では差がある部分のみについて説明する。

【0102】

図１４を参照すると、図１１の第２電極５０が上部領域５０ｂの上に位置する金属酸化物層５０ｃをさらに含む。金属酸化物層５０ｃは、ＩＴＯまたはＩＺＯを含むことができる。第２電極５０は、熱蒸発法などにより形成された下部領域５０ａと上部領域５０ｂを含む透明電極と金属酸化物層５０ｃからなる二重透明電極構造で形成され得る。

【0103】

図１５を参照すると、図１１とは異なり、第２電極５０が共蒸着により一つの層として形成され得る。共蒸着により形成された断層構造を有する第２電極５０に関する説明は、図１の実施例で説明した内容が適用され得る。

【0104】

図１６は、本発明の一実施形態に係る光電素子が点灯されることを示す写真である。なお、図１６の光電素子に含まれる透明導電膜は、Ｙｂ層（１００Å）およびＲｂＩ層（５０Å）を有する。

【0105】

図１６を参照すると、本発明の一実施形態に係る透明導電膜を含む光電素子は、赤色素子、緑色素子および青色素子を含み、各素子が赤色、緑色、および青色発光することを確認することができた。

【0106】

追加的に、下記表１は、図１１～１５に示した有機発光素子の第２電極５０を本発明の一実施形態に係る透明導電膜で形成した場合の発光効率を示したものである。表１で比較例２は、１３Åのイッテルビウム（Ｙｂ）と８５Åの銀－マグネシウム合金（ＡｇＭｇ）からなる電極であり、比較例３は１５００ÅのＩＴＯのみからなる電極である。

【0107】

実施例５～１４は、イッテルビウム（Ｙｂ）で下部層を形成し、ヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）で上部層を形成した後に各物質が反応して透明導電膜を形成した場合である。実施例１５～１８は、ヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）で下部層を形成し、イッテルビウム（Ｙｂ）で上部層を形成して透明導電膜を形成した場合である。

【0108】

実施例１９～２１の電極は、イッテルビウム（Ｙｂ）およびヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）を共蒸着して透明導電膜を形成した場合である。なお、表１中におけるＹｂとＲｂＩとの比は体積比を表す。

【0109】

実施例２２～２９の電極は、イッテルビウム（Ｙｂ）、ヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）、およびＩＴＯを順次に積層して透明導電膜を形成した場合である。

【0110】

実施例３０～４３の電極は、イッテルビウム（Ｙｂ）およびユーロピウム（Ｅｕ）のうちの一つで下部層を形成し、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、およびヨウ化ルビジウム（ＲｂＩ）のうちの一つで上部層を形成した後に各物質が反応して透明導電膜を形成した場合である。表１で各物質の右側の数値は厚さ（Å）を示す。

【0111】

【表1】

【0112】

前記表１を参照すると、金属電極が使用された比較例２に比べて実施例３～４３の場合に相対的に青色発光効率が落ちる。しかし、このような現象は、比較例２で反射電極による共振が発生するのに対し、実施例５～４３は当該透明電極の使用による非共振特性のため、共振が低下して発生した結果である。したがって、このような結果は、本実施例により電極を形成した時、透明電極が形成されたことを間接的に確認できる。表１の実施例のようにＹｂとＲｂＩを積層構造または共蒸着構造で透明導電膜を形成した時、すべて異常なく点灯され、積層構造と共蒸着構造の効率偏差が大きくないことを確認できる。これは積層構造および共蒸着で二つの物質間の反応が十分に安定化されて実質的に同一の特性を実現できることを示す結果である。

【0113】

以下、図１７を参照して、前述した光電素子（有機発光素子）を含む有機発光表示装置について説明する。

【0114】

図１７は、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を示す断面図である。

【0115】

図１７を参照すると、透明なガラスなどで作られた基板１１０の上に酸化ケイ素または窒化ケイ素などで作られた遮断層１１１が位置する。遮断層１１１は二重膜構造を有することができる。

【0116】

遮断層１１１の上に多結晶シリコンなどで作られた半導体層１５１が位置する。半導体層１５１は、ｎ型またはｐ型の導電性不純物を含む複数の不純物領域（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅｇｉｏｎ）と、導電性不純物をほとんど含まない少なくとも一つの真性領域（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅｇｉｏｎ）とを含むことができる。

【0117】

半導体層１５１において、不純物領域はソースおよびドレイン領域１５３、１５５を含み、これらはｐ型不純物でドーピングされ、互いに分離されている。真性領域はソースおよびドレイン領域１５３、１５５の間に位置したチャンネル領域１５４と、ソースおよびドレイン領域１５３、１５５から上へ長く伸びた維持領域（図示せず）とを含むことができる。

【0118】

不純物領域は、チャンネル領域１５４とソースおよびドレイン領域１５３、１５５の間に位置した低濃度ドーピング領域（ｌｉｇｈｔｌｙ ｄｏｐｅｄ ｒｅｇｉｏｎ）（図示せず）をさらに含むことができる。このような低濃度ドーピング領域は、不純物をほとんど含まないオフセット領域に代替可能である。

【0119】

これとは異なり、ソースおよびドレイン領域１５３、１５５はｎ型不純物でドーピングされてもよい。ｐ型の導電性不純物としては、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）などが挙げられ、ｎ型の導電性不純物としては、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）などが挙げられる。

【0120】

半導体層１５１および遮断層１１１の上には酸化ケイ素または窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜１４０が位置する。

【0121】

ゲート絶縁膜１４０の上にはゲート線（図示せず）および制御電極１２４が位置する。

【0122】

ゲート線は、ゲート信号を伝達し、主に横方向に伸びている。制御電極１２４は、ゲート線と分離しており、半導体層１５１のチャンネル領域１５４と重なる。

【0123】

制御電極１２４の上には層間絶縁膜１６０が位置する。層間絶縁膜１６０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などで作られる。

【0124】

層間絶縁膜１６０とゲート絶縁膜１４０には、ソースおよびドレイン領域１５３、１５５を露出する複数の接触孔１６３、１６５が形成されている。

【0125】

層間絶縁膜１６０の上には、データ線１７１、駆動電圧線（図示せず）および出力電極１７５を含む複数のデータ導電体（ｄａｔａ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が形成されている。

【0126】

データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に伸びてゲート線（図示せず）と交差する。

【0127】

駆動電圧線は、駆動電圧を伝達し、主に縦方向に伸びてゲート線と交差する。駆動電圧線は、接触孔１６３を通じてソース領域１５３と連結されている入力電極１７３を含む。

【0128】

データ導電体１７１、１７５の上には保護膜１８０が位置する。保護膜１８０は、無機物、有機物、低誘電率絶縁物質などからなる。

【0129】

保護膜１８０には、出力電極１７５を露出する接触孔１８５が形成されている。保護膜１８０にはまた、データ線１７１の端部を露出する複数の接触孔（図示せず）が形成され、保護膜１８０と層間絶縁膜１６０にはゲート線の端部を露出する複数の接触孔（図示せず）が形成されてもよい。

【0130】

保護膜１８０の上には第１電極１９０が形成されている。第１電極１９０は、接触孔１８５を通じて出力電極１７５と物理的且つ電気的に連結されており、前述した有機発光素子の実施例のように反射電極であってもよい。つまり、第１電極１９０は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐａｌｌａｄｉｕｍ）（Ｐｄ）またはこれらの合金膜を含むか、または銀（Ａｇ）／酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）の三重膜構造または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）／酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の三重膜構造などを有することができる。

【0131】

保護膜１８０の上には隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）３６０が位置する。隔壁３６０は、第１電極１９０周縁の周りを土手（ｂａｎｋ）のように囲んで開口部３６５を定義し、有機絶縁物または無機絶縁物で作られる。隔壁３６０はまた、黒色顔料を含む感光剤で作られてもよいが、この場合、隔壁３６０は遮光部材の役割を果たすことができる。

【0132】

第１電極１９０の上には発光素子層３７０が形成され、発光素子層３７０上には第２電極２７０が位置する。このように、第１電極１９０、発光素子層３７０および第２電極２７０を含む有機発光素子が形成される。

【0133】

有機発光素子に対する説明は前述した内容が適用され得る。特に、有機発光素子の第２電極２７０は、前面白色発光になることができるように前述した透明導電膜で形成された透明電極であり、このような透明電極は金属からなる第１物質および金属ハロゲン化物からなる第２物質を含む。

【0134】

この時、第１電極１９０は正孔注入電極のアノードであり、第２電極２７０は電子注入電極のカソードであってもよい。しかし、本発明による一実施例は、必ずこれに限定されるのではなく、有機発光表示装置の駆動方法により第１電極１９０がカソードになり、第２電極２７０がアノードになることもできる。第１電極１９０および第２電極２７０からそれぞれ正孔と電子または電子と正孔が発光素子層３７０内部に注入され、注入された正孔と電子が結合したエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に発光がなされる。

【0135】

本実施例において発光素子層３７０に含まれている発光層は、前述したように、互いに異なる色を発光する２つの層を含んだり３つの層を含むことができる。２つの層を含む発光層のそれぞれは、互いに混合されて白色を示す色を発光することができ、３つの層を含む発光層のそれぞれは、赤色、緑色および青色を発光するかまたは青色、黄色および青色を発光することができる。

【0136】

第２電極２７０を通過して出た白色光は、透明電極である第２電極２７０の上に位置するカラーフィルター２３０を通過しながら所望の色を実現することができる。図１７に示したように、カラーフィルター２３０は封止基板２１０の下部面に位置することができる。ただし、カラーフィルター２３０の配置がこのような構造に限定されず、第２電極２７０の上に薄膜封止層が形成される構造において前記薄膜封止層の上部または下部に位置することもできる。

【0137】

図１７では一つのカラーフィルター２３０のみを示したが、これは一つのサブ画素に対応する部分のみを示すものであり、本実施例による有機発光表示装置で複数のサブ画素にそれぞれ位置する第２電極２７０に対応するように複数のカラーフィルター２３０が形成されてもよい。複数のカラーフィルター２３０は、赤色、青色、または緑色のカラーフィルターであってもよい。

【0138】

以上で、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な改変および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0139】

１０、１９０…第１電極
２０…正孔輸送領域
３０、３１、３２、３３…発光層
３５…電荷生成層
４０…電子輸送領域
５０、２７０…第２電極
５０ｂ…上部領域
５０ｃ…金属酸化物層
１１０…基板
１１１…遮断層
１２４…制御電極
１４０…ゲート絶縁膜
１５１…半導体層
１５３、１５５…ソースおよびドレイン領域
１５４…チャンネル領域
１６０…層間絶縁膜
１６３、１６５、１８５…接触孔
１７１…データ線
１７３…入力電極
１７５…出力電極
１８０…保護膜
１９０…第１電極
２１０…封止基板
２３０…カラーフィルター
２７０…透明導電膜
２７０ａ、２７０ｃ…下部領域
２７０ｂ、２７０ｄ…上部領域３６０…隔壁
３６５…開口部
３７０…発光素子層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】