JP6542243B2 - 発光素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子、表示装置および照明装置に関する。

有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）素子のような発光素子は、ディスプレイ（表示装置）、バックライト、および照明装置等に広く用いられている。

一般的な発光素子は、基板上に設置された第１の電極と、第２の電極と、これらの電極間に設置された発光層とを有する。両電極間に電圧を印加すると、それぞれの電極から、発光層にホールおよび電子が注入される。このホールと電子が発光層内で再結合された際に、結合エネルギーが生じ、この結合エネルギーによって発光層中の発光材料が励起される。励起した発光材料が基底状態に戻る際に発光が生じるため、これを利用することにより、光を外部に取り出すことができる。

このような発光素子において、素子の帯電防止のため、基板の裏面に帯電防止膜を形成することが開示されている（特許文献１）。

特開２００４−０４７１７９号公報

発光素子の中には、使用材料が環境中の酸素や水分などの影響を受けやすく、これにより性能が劣化するものがある。また、このような発光素子の場合、性能低下を抑制するため、酸素および水分を制御した環境下で、発光素子が製造されまたは使用される。

しかしながら、このような環境下では、発光素子が静電気による帯電を受けやすく、この静電気が放電した際に、構成素子が静電破壊されるおそれがある。このため、発光素子の分野では、静電気対策が重要な一課題となっている。

ここで、前述のように、特許文献１には、有機エレクトロルミネッセンス素子の静電気対策のため、素子を構成する基板の裏面等に、帯電防止膜を形成することが示されている。

しかしながら、静電気による帯電および放電は、必ずしも、基板の裏面側で生じるとは限られない。特に、発光素子の製造中は、基板の上部、すなわち構成素子側から、静電気の放電による静電破壊が生じるおそれがある。特許文献１のような静電気対策では、このような、基板の裏面以外の場所での静電気の放電による静電破壊を十分に抑制することは難しい。

また、基板の裏面に帯電防止膜を形成した場合、発光素子のハンドリングおよび搬送などの際に、帯電防止膜が擦れて基板から剥離するおそれがある。帯電防止膜が剥離した場合、もはや帯電防止効果は得られなくなってしまう。また、製造過程においてそのような剥離が生じると、剥離物がコンタミネーションの原因となってしまう。

このように、発光素子の静電破壊の問題に関しては、未だ十分な対策が確立されているとは言い難く、今もなお有効な対策が要望されている。

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、製造過程および使用状態のいずれにおいても、静電破壊を有意に抑制できる発光素子を提供することを目的とする。また、本発明では、そのような発光素子を有する表示装置および照明装置を提供することを目的とする。

本発明では、発光素子であって、
基板の第１の表面に、相互に離間して対向するように配置された一対の第１の電極と、
前記第１の電極の少なくとも一つの上に配置された発光層と、
前記発光層の上に配置された第２の電極と、
前記第１の電極のそれぞれをつなぐブリッジ層と、
を有し、
前記ブリッジ層は、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する材料で構成される、発光素子が提供される。

また、本発明では、そのような発光素子を有する表示装置および照明装置が提供される。

本発明では、製造過程および使用状態のいずれにおいても、静電破壊を有意に抑制できる発光素子を提供することが可能となる。また、本発明では、そのような発光素子を有する表示装置および照明装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態による発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による別の発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子の断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による発光素子の製造方法の一例を模式的に示したフロー図である。 実施例１で使用した、照明装置用の発光素子の模式的な上面図である。 実施例２で使用した、表示装置用の発光素子の模式的な上面図である。 実施例３で使用した、表示装置用の発光素子の模式的な上面図である。 例１〜例９のサンプルのＸ線回折スペクトルである。 例１のサンプルにおけるＵＰＳスペクトル（仕事関数）である。 例１のサンプルにおけるＵＰＳスペクトル（イオン化ポテンシャル）である。 例１のサンプルにおける無機材料の膜のＴａｕｃプロットである。 例２のサンプルにおける無機材料の膜のＴａｕｃプロットである。 電子オンリー素子、および例２〜例７のサンプルにおける電流−電圧特性をまとめて示した図である。 例１０における有機ＥＬ素子において測定された電流−電圧−輝度特性を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

（本発明の一実施形態による発光素子）
図１には、本発明の一実施形態による発光素子（以下、「第１の発光素子」と称する）１００の断面を概略的に示す。

図１に示すように、第１の発光素子１００は、基板１１０と、第１の電極１２０と、有機層１５０と、第２の電極１８０とを有する。

第１の電極１２０は、基板１１０の第１の表面１１２に、対向する一対の相互に直接接触しない電極層（第１の底面電極層１２０ａおよび第２の底面電極層１２０ｂ）を有する。対向して配置される第１の電極１２０の第１の底面電極層１２０ａと第２の底面電極層１２０ｂの間の空間Ｓを充填するように、樹脂層１３０が配置される。

有機層１５０は、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、ホール輸送層、およびホール注入層などで構成される。ただし、有機発光層以外の各層は不要な場合、省略しても良い。

第２の電極１８０は、有機層１５０を覆うように配置され、第１の電極１２０を構成する一つの底面電極層（例えば第２の底面電極層１２０ｂ）と電気的に接続される。

なお、図１の例では、基板１１０の下側表面（第２の表面）１１４が光取り出し面となっており、従って、基板１１０は透明基板であり、第１の電極１２０は、透明電極である。

このような構成の第１の発光素子１００は、例えば、照明装置などに使用することができる。

第１の発光素子１００を作動させる場合、まず、第１の底面電極層１２０ａが陰極となり、第２の底面電極層１２０ｂが陽極となるように、両者の間に電圧が印加される。これにより、第１の底面電極層１２０ａ側から有機層１５０に向かって電子が放出され、第２の底面電極層１２０ｂに接続された第２の電極１８０側から有機層１５０に向かってホールが放出される。電子およびホールは、有機層１５０内に設けられた有機発光層で再結合され、この際に生じた結合エネルギーによって有機発光層中の発光材料が励起される。励起した発光材料が基底状態に戻る際に発光が生じる。この発光は、基板１１０の第２の表面１１４から出力され、これにより第１の発光素子１００を備える照明装置等を明るく（「オン」に）することができる。

ここで、図１に示すように、第１の発光素子１００は、さらに、樹脂層１３０の上に、該樹脂層１３０を覆うように配置されたブリッジ層１４０を有する。ブリッジ層１４０は、第１の電極１２０を構成する２つの底面電極層１２０ａ、１２０ｂのそれぞれと電気的に接続され、対向する電極１２０の間の空間Ｓを跨ぐように構成される。

ブリッジ層１４０は、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系、亜鉛−錫−酸素系、および亜鉛−ケイ素−酸素系からなる群から選定された材料で構成され、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する。

前述のように、従来の発光素子では、静電気の放電によって生じる静電破壊が問題となっている。

しかしながら、第１の発光素子１００では、第１の底面電極層１２０ａおよび第２の底面電極層１２０ｂをつなぐように、ブリッジ層１４０が配置されている。このような構成では、ブリッジ層１４０が第１の底面電極層１２０ａと第２の底面電極層１２０ｂ間の適正な抵抗素子として機能することができる。このため、静電気の放電の際には、例えば、第２の底面電極層１２０ｂから第１の底面電極層１２０ａに、ブリッジ層１４０を介して比較的小さな電流（迂回電流）が流れるようになる。

また、ブリッジ層１４０は、前述の酸化物で構成されており、サージ電圧によって自身が破損する可能性も少ない。

従って、発光素子１００では、静電気の放電の際に、両底面電極層１２０ａおよび１２０ｂ間に瞬間的に大電流が流れて、発光素子が静電破壊することを有意に抑制することが可能となる。

さらに、ブリッジ層１４０は、非晶質の酸化物で構成される。このような非晶質の層は、グレインおよびドメインを有しないため、パターン化処理の際に、平滑な露出表面を形成することができるという特徴を有する。

このため、ブリッジ層１４０の上（および側部）に有機層１５０を形成した場合、ブリッジ層１４０／有機層１５０界面における層の付き周りが良くなり、有機層１５０のカバレージ特性を高めることが可能になる。

なお、ブリッジ層１４０は、電子またはホールのような担体に対して、高い移動度を有する。このため、ブリッジ層１４０は、有機層１５０の機能の一部を補完することができる。具体的には、ブリッジ層１４０は、電子注入層、電子輸送層、ホール注入層、および／またはホール輸送層として使用することができる。このような態様では、図１の構成において、ブリッジ層１４０は、例えば、第１の底面電極層１２０ａの上部をほぼ覆うように配置されても良い。

（本発明の一実施形態による別の発光素子）
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態による別の発光素子について説明する。図２には、本発明の一実施形態による別の発光素子（以下、「第２の発光素子」と称する）２００の断面を概略的に示す。

図２に示すように、第２の発光素子２００は、基本的に、図１に示した第１の発光素子１００とほぼ同様の構成を有する。従って、図２に示した第２の発光素子２００において、図１と同様の構成部材には、図１で使用した参照符号に１００を加えた参照符号が使用されている。例えば、第２の発光素子２００は、基板２１０と、第１の電極２２０（第１の底面電極層２２０ａおよび第２の底面電極層２２０ｂ）と、ブリッジ層２４０と、有機層２５０と、第２の電極２８０とを有する。

ただし、第２の発光素子２００は、第１の底面電極層２２０ａと第２の底面電極層２２０ｂの間の空間Ｓに、樹脂層２３０を有しない点で、第１の発光素子１００とは異なっている。すなわち、第２の発光素子２００において、空間Ｓには、ブリッジ層２４０が充填される。

前述のように、ブリッジ層２４０は、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系、亜鉛−錫−酸素系、および亜鉛−ケイ素−酸素系からなる群から選定された材料で構成され、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有するという特徴を有する。

従って、第２の発光素子２００においても、ブリッジ層２４０の存在により、静電気の放電の際に、両底面電極層２２０ａおよび２２０ｂ間に瞬間的に大電流が流れて、発光素子が静電破壊するという問題を有意に抑制できる。

また、酸化物で構成されるブリッジ層２４０は、グレインおよびドメインを有しないため、パターン化処理の際に、平滑な露出表面を形成することができる。このため、第２の発光素子２００では、ブリッジ層２４０／有機層２５０界面における層の付き周りが良くなり、有機層２５０のカバレージ特性を高めることが可能になる。

さらに、第２の発光素子２００では、第１の発光素子１００において、空間Ｓの充填に使用されている樹脂層１３０の設置を省略することができ、製造プロセスの簡略化が可能となる。

（本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子）
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子について説明する。図３には、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子（以下、「第３の発光素子」と称する）３００の断面を概略的に示す。

図３に示すように、第３の発光素子３００は、基本的に、図２に示した第２の発光素子２００とほぼ同様の構成を有する。従って、図３に示した第３の発光素子３００において、図２と同様の構成部材には、図２で使用した参照符号に１００を加えた参照符号が使用されている。例えば、第３の発光素子３００は、基板３１０と、第１の電極３２０（第１の底面電極層３２０ａおよび第２の底面電極層３２０ｂ）と、ブリッジ層３４０と、有機層３５０と、第２の電極３８０とを有する。

ただし、第３の発光素子３００では、ブリッジ層３４０の配置形態が第２の発光素子２００の場合とは異なっている。

前述のように、ブリッジ層３４０は、電子またはホールのような担体に対して、高い移動度を有するため、有機層３５０の機能の一部を補完することができる。例えば、図３に示した第３の発光素子３００の例では、ブリッジ層３４０は、電子注入層としての機能を有しており、第１の底面電極層３２０ａの上部に、該第１の底面電極層３２０ａをほぼ覆うように配置される。これにより、有機層３５０を構成する層の数を低減することが可能となる。

このような構成の第３の発光素子３００においても、第１および第２の発光素子１００、２００と同様の、静電破壊防止効果が得られることは当業者には明らかである。

（本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子）
以上、本発明による発光素子が照明装置に適用される場合を想定して、発光素子の構成およびその効果を説明した。しかしながら、本発明による発光素子の適用例は、これに限られるものではない。そこで以下、別の例として、本発明による発光素子が表示装置用の発光素子である場合を例に、その構成および効果について説明する。

図４には、表示装置等に使用され得る、本発明の一実施形態による発光素子（以下、「第４の発光素子」と称する）の一部の断面を概略的に示す。

図４に示すように、第４の発光素子４００は、基板４１０と、第１の列電極４２０と、ブリッジ層４４０と、有機層４５０と、第２の行電極４８０とを有する。

第１の列電極４２０は、基板４１０の第１の表面４１２に、対向する一組の電極層（第１の底面電極層４２０ａおよび第２の底面電極層４２０ｂ）を有する。なお、第１の列電極４２０は、相互に空間Ｓを介して配置された３つ以上の底面電極層の組で構成されても良い。

空間Ｓには、ブリッジ層４４０が充填、配置される。ブリッジ層４４０は、隣接する２つの底面電極層４２０ａ、４２０ｂのそれぞれと電気的に接続され、両底面電極層４２０ａ、４２０ｂを跨ぐように構成される。

なお、図４とは異なる構成として、空間Ｓに樹脂層が充填され、ブリッジ層４４０は、この樹脂層を覆うように配置されても良い。

ブリッジ層４４０は、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系、亜鉛−錫−酸素系、および亜鉛−ケイ素−酸素系からなる群から選定された材料で構成され、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する。

第１の列電極４２０およびブリッジ層４４０の上には、有機層４５０が配置される。有機層４５０は、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、ホール輸送層、およびホール注入層などで構成される。ただし、有機発光層以外の各層は不要な場合、省略しても良い。

第２の行電極４８０は、有機層４５０を覆うように配置される。なお、図からは明らかではないが、第２の行電極４８０は、通常の場合、空間を介して相互に隣接して配置された、複数の上部電極層で構成される。

なお、図４の例では、基板４１０の下側表面（第２の表面）４１４が光取り出し面となっており、従って、基板４１０は透明基板であり、第１の列電極４２０は、透明電極である。

このような構成の第４の発光素子４００は、例えば、パッシブ制御方式の表示装置などに使用することができる。

なお、パッシブ制御方式の表示装置の作動方法は、当業者には明らかであるため、ここではこれ以上説明しない。

ここで、第４の発光素子４００は、前述のような特徴を有するブリッジ層４４０を有する。このため、第４の発光素子４００においても、静電気の放電の際に生じ得る、発光素子の静電破壊を有意に抑制することができる。

また、非晶質の酸化物で構成されるブリッジ層４４０は、グレインおよびドメインを有しないため、パターン化処理の際に、平滑な露出表面を形成することができる。このため、第４の発光素子４００では、ブリッジ層４４０／有機層４５０界面における層の付き周りが良くなり、有機層４５０のカバレージ特性を高めることが可能になる。

（本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子）
次に、図５を参照して、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子について説明する。図５には、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子（以下、「第５の発光素子」と称する）５００の断面を概略的に示す。

図５に示すように、第５の発光素子５００は、基本的に、図４に示した第４の発光素子４００とほぼ同様の構成を有する。従って、図５に示した第５の発光素子５００において、図４と同様の構成部材には、図５で使用した参照符号に１００を加えた参照符号が使用されている。例えば、第５の発光素子５００は、基板５１０と、第１の列電極５２０（第１の底面電極層５２０ａおよび第２の底面電極層５２０ｂ）と、ブリッジ層５４０と、有機層５５０と、第２の行電極５８０とを有する。

ただし、第５の発光素子５００では、ブリッジ層５４０の配置形態が第４の発光素子４００の場合とは異なっている。

前述のように、ブリッジ層５４０は、電子またはホールのような担体に対して、高い移動度を有するため、有機層の機能の一部を補完することができる。そのため、図５に示した第５の発光素子５００の例では、ブリッジ層５４０は、電子注入層としての機能を有しており、第１の列電極５２０を構成する各底面電極層５２０ａ、５２０ｂの上部に、これらの層を覆うように配置される。このような構成では、有機層５５０を構成する層の数を低減することが可能となる。

第５の発光素子５００においても、第４の発光素子４００と同様、静電破壊防止効果が得られることは当業者には明らかである。

（本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子）
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子について説明する。図６には、本発明の一実施形態によるさらに別の発光素子（以下、「第６の発光素子」と称する）６００の断面を概略的に示す。

図６に示すように、第６の発光素子６００は、基板６１０と、ＴＦＴバックプレーン６３０と、第１の電極６２０と、ブリッジ層６４０と、有機層を構成する各層６５１〜６５５と、第２の電極６８０とを有する。

ＴＦＴバックプレーン６３０は、基板６１０の第１の表面６１２上に配置される。ＴＦＴバックプレーン６３０は、各種半導体回路素子を有する。

第１の電極６２０は、ＴＦＴバックプレーン６３０上に、対向する一組の電極層（第１の底面電極層６２０ａおよび第２の底面電極層６２０ｂ）を有する。なお、第１の電極６２０は、相互に空間Ｓを介して配置された３つ以上の底面電極層の組で構成されても良い。

第１の電極６２０の上には、ブリッジ層６４０が配置される。

前述のように、ブリッジ層６４０は、電子またはホールのような担体に対して、高い移動度を有するため、有機層の機能の一部を補完することができる。そのため、図６に示した第６の発光素子６００の例では、ブリッジ層６４０は、電子注入層としての機能を有しており、第１の電極６２０を構成する各底面電極層６２０ａ、６２０ｂの上部に、これらの層を覆うように配置される。

なお図６の例では、ブリッジ層６４０は、空間Ｓを充填している。これとは異なる構成として、空間Ｓには、樹脂層が充填され、ブリッジ層６４０は、この樹脂層を覆うように配置されても良い。

ブリッジ層６４０は、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系、亜鉛−錫−酸素系、および亜鉛−ケイ素−酸素系からなる群から選定された材料で構成され、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する。

ブリッジ層６４０の上には、有機層を構成する各層６５１〜６５５が配置される。より具体的には、ブリッジ層６４０の上には、電子輸送層６５１、有機発光層６５３、ホール輸送層（または注入層）６５５が、この順に積層される。有機発光層６５３は、連続した層としてではなく、各底面電極層に対応した領域に、それぞれ別個の層として配置される。例えば、図６に示した例では、底面電極層６２０ａに対応した領域に、第１の有機発光層６５３ａが配置され、底面電極層６２０ｂに対応した領域に、第２の有機発光層６５３ｂが配置される。第１の有機発光層６５３ａと第２の有機発光層６５３ｂでは、発光色が異なっていても良い。

第２の電極６８０は、ホール輸送層（または注入層）６５５を覆うように配置される。

なお、図６の例では、基板６１０の下側表面（第２の表面）６１４が光取り出し面となっており、従って、基板６１０は透明基板であり、第１の電極６２０は、透明電極である。

このような構成の第６の発光素子６００Ｃは、例えば、アクティブ制御方式の表示装置などに使用することができる。

なお、表示装置の作動方法は、当業者には明らかであるため、ここではこれ以上説明しない。

ここで、第６の発光素子６００は、前述のような特徴を有するブリッジ層６４０を有する。このため、第６の発光素子６００においても、静電気の放電の際に生じ得る、発光素子の静電破壊を有意に抑制することができる。

また、非晶質の酸化物で構成されるブリッジ層６４０は、グレインおよびドメインを有しないため、パターン化処理の際に、平滑な露出表面を形成することができる。このため、第６の発光素子６００では、ブリッジ層６４０／電子輸送層６５１界面における層の付き周りが良くなり、有機層４５０のカバレージ特性を高めることが可能になる。

（本発明の一実施形態による発光素子の構成部材について）
次に、本発明の一実施形態による発光素子の各構成部材について詳しく説明する。なお、ここでは、一例として、図１に示した第１の発光素子１００の構成を例に、各構成部材の仕様等について説明する。ただし、以下の記載が、その他の構成の発光素子、例えば第２〜第６の発光素子２００〜６００においても、同様にまたは軽微な修正で適用することができることは、当業者には明らかである。

各部材を表す際には、図１に示した参照符号を使用する。

（基板１１０）
基板１１０を構成する材料は、特に限られず、基板１１０は、ガラス基板またはプラスチック基板等であっても良い。なお、発光素子がボトムエミッション型であり、基板１１０の第２の表面１１４が光取り出し面となる場合、基板１１０は、透明基板である。

（第１の電極１２０）
発光素子がボトムエミッション型の場合、第１の電極１２０は、透明電極である。その場合、第１の電極１２０は、ＩＴＯおよび酸化スズなどであっても良い。

あるいは、発光素子がトップエミッション型の場合、第１の電極１２０は、アルミニウム合金などの金属電極であっても良い。

（樹脂層１３０）
樹脂層１３０は、空間Ｓを適切に充填することができる限り、いかなる樹脂材料で構成されても良い。樹脂層１３０は、例えば、ポリイミド樹脂またはアクリル樹脂であっても良い。

（ブリッジ層１４０）
ブリッジ層１４０は、酸化物であり、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系、亜鉛−錫−酸素系、および亜鉛−ケイ素−酸素系からなる群から選定された材料で構成される。ブリッジ層１４０は、その他、亜鉛−錫−ゲルマニウム−酸素系であっても良い。

ブリッジ層１４０は、非晶質であっても、微結晶であっても、非晶質と微結晶が混在する形態であっても良い。

ブリッジ層１４０が亜鉛−ケイ素−酸素系材料で構成される場合、ブリッジ層１４０は、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を含み、Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）の原子数比が０．３０〜０．９５であることが好ましい。Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）の原子数比が０．３０以上、０．９５以下であれば、前記した抵抗が得られやすく、平坦度の高い層が得られやすいからである。その他、ブリッジ層１４０は、インジウム−ケイ素−酸素系、インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素系、インジウム−亜鉛−酸素系、ゲルマニウム−亜鉛−酸素系の材料であっても良い。Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）の原子数比は０．６以上がより好ましく、０．７以上がさらに好ましい。Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）の原子数比は０．９２以下がより好ましく、０．９０以下がさらに好ましい。

ブリッジ層１４０が亜鉛−錫−ケイ素−酸素系材料で構成される場合、ブリッジ層１４０は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ケイ素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を含み、酸化物換算で、ブリッジ層１４０の酸化物の合計１００ｍｏｌ％に対して、ＳｎＯ_２が１５ｍｏｌ％超、９５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。ＳｎＯ_２が１５ｍｏｌ％超、９５ｍｏｌ％以下であれば、平坦度の高いブリッジ層１４０が得られやすく、前記した抵抗が得られやすいからである。ＳｎＯ_２は６０ｍｏｌ％以上がより好ましく、７０ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。ＳｎＯ_２は９０ｍｏｌ％以下がより好ましく、８０ｍｏｌ％以下がさらに好ましい。また、この場合に、ブリッジ層１４０は、酸化物換算で、ブリッジ層１４０の酸化物の合計１００ｍｏｌ％に対して、ＳｉＯ_２が７ｍｏｌ％以上、３０ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。ＳｉＯ_２が７ｍｏｌ％以上、３０ｍｏｌ％以下であれば、電子親和力が大きすぎず、体積抵抗率が大きすぎず、前記した抵抗が得られやすいからである。ＳｉＯ_２は１０ｍｏｌ％以上がより好ましく、２０ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。ＳｉＯ_２は４０ｍｏｌ％以下がより好ましく、３０ｍｏｌ％以下がさらに好ましい。

ブリッジ層１４０が亜鉛−錫−酸素系材料で構成される場合、ブリッジ層１４０は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含み、酸化物換算で、ブリッジ層１４０の酸化物の合計１００ｍｏｌ％に対して、ＳｎＯ_２が１５ｍｏｌ％超、９５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。ＳｎＯ_２が１５ｍｏｌ％超、９５ｍｏｌ％以下であれば、平坦度の高いブリッジ層１４０が得られやすく、非晶質、微結晶、または非晶質と微結晶が混在する薄膜の状態を保ちやすく、前記した抵抗が得られやすく、成膜用の酸化物ターゲットが得やすく薄膜をつくりやすいからである。ＳｎＯ_２は３０ｍｏｌ％以上がより好ましく、４０ｍｏｌ％以上がさらに好ましい。ＳｎＯ_２は６５ｍｏｌ％以下がより好ましく、５５ｍｏｌ％以下がさらに好ましい。

ブリッジ層１４０は、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する。ブリッジ層１４０の抵抗は、２００ｋΩ以上がより好ましく、５００ｋΩ以上がさらに好ましく、１ＭΩ以上が特に好ましい。ブリッジ層１４０の抵抗は、５０MΩ以下がより好ましく、２０MΩ以下がさらに好ましく、１０ＭΩ以下が特に好ましい。

ブリッジ層１４０は、形成する膜の比抵抗が５００Ωｃｍ〜５００ｋΩｃｍであっても良い。例えば、比抵抗が約５００Ωｃｍの膜を得るために、電子密度が１０^１６ｃｍ^−１で、移動度が０．１３ｃｍ^２／Ｖｓの膜を用いても良い。また、比抵抗が約５００ｋΩｃｍの膜を得るために、電子密度が１０^１７ｃｍ^−１で、移動度が１．２５ｘ１０^−４ｃｍ^２／Ｖｓの膜を用いても良い。ブリッジ層１４０の形成する膜の比抵抗は、８００Ωｃｍ以上がより好ましく、１ｋΩｃｍ以上がさらに好ましい。ブリッジ層１４０の形成する膜の比抵抗は、３００ｋΩｃｍ以下がより好ましく、１００ｋΩｃｍ以下がさらに好ましい。

材料組成を変化させることにより、ブリッジ層１４０の電気抵抗および移動度などの物理的パラメータをある程度調整することができる。

従って、ブリッジ層１４０は、必要に応じて、有機層１５０内の電子注入層、電子輸送層、有機発光層、ホール輸送層、およびホール注入層の代わりに使用することができる。

このような非晶質の酸化物で構成されるブリッジ層１４０は、例えば、スパッタリング法およびＰＶＤ法などの成膜技術により、形成することができる。

ブリッジ層１４０は、非晶質または非晶質の状態が支配的である方が層の平坦性がいっそう得られやすい。また、ブリッジ層１４０は、非晶質または非晶質の状態が支配的である方が電子親和力と組成との関係が線形性となりやすいため層に供給する電力を制御しやすい。さらに、ブリッジ層は、非晶質または非晶質の状態が支配的である方が均質な層が得られやすい。ブリッジ層は、非晶質に比べて微結晶の方が層厚方向に配向しやすいため、微結晶が支配的である方が層厚方向の電子的な特性を向上しやすい。

なお、樹脂層１３０は、省略しても良い。この場合、空間Ｓには、ブリッジ層２４０が充填される（例えば図２参照）。これにより、製造工程が簡略化できる。この場合、ブリッジ層２４０の膜厚は、第１の電極１２０よりも膜厚を厚くすることで、第１の電極１２０の段差を十分被覆することができ、第１の電極の段差部での、第１の電極１２０と第２の電極２８０の短絡を抑制することができる。具体的には、ブリッジ層の膜厚が第１の電極の膜厚より厚くても良く、ブリッジ層の膜厚が第１の電極の膜厚の１．５倍以上であっても良く、ブリッジ層の膜厚が第１の電極の膜厚の２倍以上であっても良い。ブリッジ層の膜厚は１００ｎｍ以上が好ましく、２００ｎｍ以上がさらに好ましく、３００ｎｍ以上が特に好ましい。

（有機層１５０）
有機層１５０は、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、ホール輸送層、およびホール注入層などで構成される。これらの層には、従来から知られているものを使用することができる。

なお、有機発光層以外の１または２以上の層は、省略されても良い。特に、例えば、前述のように、ブリッジ層１４０が電子注入層またはホール注入層として使用される場合、有機層１５０内の電子注入層およびホール注入層は、省略することができる。

（第２の電極１８０）
発光素子がボトムエミッション型の場合、第２の電極１８０は、アルミニウム合金などの金属電極であっても良い。あるいは、発光素子がトップエミッション型の場合、第２の電極１８０は、透明電極であり、例えばＩＴＯおよび酸化スズなどで構成されても良い。

（本発明の一実施形態による発光素子の製造方法について）
次に、図７を参照して、本発明の一実施形態による発光素子の製造方法の一例について説明する。なお、ここでは、一例として、図２に示した第２の発光素子２００を例に、その製造方法について説明する。ただし、以下の記載が、その他の構成の発光素子、例えば第１、第３〜第６の発光素子１００、３００〜６００においても、同様にまたは軽微な修正で適用することができることは、当業者には明らかである。

図７には、本発明の一実施形態による発光素子の製造方法（以下、「第１の製造方法」と称する）のフローを模式的に示す。

図７に示すように、第１の製造方法は、
基板の上に、第１の電極として、対向して配置された一対の電極層を形成するステップ（ステップＳ１１０）と、
前記一対の電極層のそれぞれと電気的に接触し、第１の電極のそれぞれをつなぐブリッジ層を配置するステップ（ステップＳ１２０）と、
前記一対の電極層の少なくとも一つの上部に、有機層を形成するステップ（ステップＳ１３０）と、
前記有機層の上部に、第２の電極を配置するステップ（ステップＳ１４０）と、
を有する。

以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明では、各部材を表す際には、図２に示した参照符号を使用する。

（ステップＳ１１０）
まず、基板２１０が準備される。製造される発光素子がボトムエミッション方式の場合、基板は、透明基板である。

次に、基板の上に、第１の電極２２０が形成される。製造される発光素子がボトムエミッション方式の場合、第１の電極２２０は、透明電極である。第１の電極２２０は、パターン化処理され、少なくとも一対の電極層２２０ａ、２２０ｂを有するように形成される。

（ステップＳ１２０）
次に、電極層２２０ａ、２２０ｂと接触し、両者をつなぐように、ブリッジ層２４０が形成される。

ブリッジ層２４０は、例えば、スパッタリング法等のような成膜技術により、全面膜として形成した後、これを例えばエッチング処理などによってパターン化することにより形成されても良い。

ここで、ブリッジ層２４０は、酸化物で構成され、グレインおよびドメインを有しない。従って、ブリッジ層２４０のパターン化処理後には、平滑な露出表面を形成することができる。このような平滑な露出表面により、ステップＳ１３０以降の工程において、各層の成膜が適正に行えるようになる。平滑な露出表面を得るには、酸化物が非晶質の方が有利である。

また、前述のように、従来の発光素子では、製造過程での静電気の放電による静電破壊も問題となる。しかしながら、第１の製造方法では、いったんブリッジ層２４０が形成されると、以降の工程では、このブリッジ層２４０が、一対の電極層２２０ａ、２２０ｂの間の適正な抵抗素子として機能する。従って、第１の製造方法では、発光素子の製造途中であっても、静電気の放電による静電破壊を有意に回避することができる。

（ステップＳ１３０）
次に、一対の電極層層２２０ａ、２２０ｂの少なくとも一つの上部に、有機層２５０が形成される。有機層２５０は、ブリッジ層２４０の少なくとも一部と接しても良い。

前述のように、ブリッジ層２４０の露出表面は、比較的平滑な面となっている。このため、ブリッジ層２４０／有機層２５０の界面では、有機層２５０の付き周りが良くなり、有機層１５０のカバレージ特性を高めることが可能になる。

有機層２５０は、有機発光層を含む複数の層で構成される。ただし、前述のように、ブリッジ層２４０を、電極層２２０ａを覆うように配置して、電子注入層として機能させることもできる（図３参照）。この場合、有機層２５０を構成する１以上の層、例えば電子注入層を省略することができる。

（ステップＳ１４０）
次に、有機層２５０の上部に、第２の電極２８０が配置される。第２の電極２８０は、金属で構成されても良い。発光素子２００を照明装置に適用する場合、第２の電極２８０は、一対の電極層２２０ａ、２２０ｂの少なくとも一つ（例えば電極層２２０ｂ）と電気的に接続される。これにより、一対の電極層２２０ａ、２２０ｂのそれぞれに、反対の極性の電圧を印加することが可能になる。

以上の工程により、図２に示したような第２の発光素子２００を製造することができる。

以下、本発明の実施例Ｉ〜ＩＩＩについて説明する。

（実施例Ｉ）
前述の図２に示した第２の発光素子２００の構成を例に、本発明の一実施形態による発光素子が照明装置用の発光素子として、実際に使用可能かどうかを検証した。

まず、各部材が上面視図８に示すような寸法関係を有する発光素子２００Ａを想定した。ここで、発光素子２００Ａの図８におけるＡ−Ａ断面は、概略的に図２に示した構成に対応する。なお、図８において、基板は省略されている。

図８に示すように、この発光素子２００Ａは、発光部分が縦Ｌ、横Ｌの正方形形状であり、第１の底面電極層２２０ａと第２の底面電極層２２０ｂの間の空間Ｓは、幅Ｇを有する。ここでは、Ｌを１００ｍｍとし、Ｇを２００μｍとした。

一方、ブリッジ層２４０に関する特性は、実際に、スパッタリング法によりガラス基板上に成膜した酸化物の膜から測定した。スパッタリングターゲットには、９０ｍｏｌ％ＺｎＯ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２の組成のものを使用した。成膜条件は、以下とした：
成膜圧力；０．３Ｐａ
ガス組成；Ａｒ＋１０％Ｏ_２
ターゲット−基板間距離；６．５ｃｍ
成膜エネルギー密度；９．９Ｗ／ｃｍ^２
酸化物の膜の厚さｔは、３００ｎｍ（＝０．３μｍ）とした。

４端子法を用いて、得られた酸化物の膜の比抵抗を測定したところ、比抵抗ρ＝９．８ｋΩｃｍであった。

従って、ブリッジ層２４０の抵抗値Ｒ_１は、以下の式で求められる：

抵抗値Ｒ_１＝ρ（ｋΩｃｍ）×Ｇ（μｍ）／（Ｌ（ｃｍ）×ｔ（μｍ））＝６５３ｋΩ

一方、発光素子２００Ａの抵抗ｒ_１は、輝度を３０００ｃｄ／ｍ^２とし、発光面積Ｓ＝Ｌ^２＝０．０１ｍ^２とし、電流効率を３０ｃｄ／Ａ、電圧を１５Ｖとしたとき、以下の式で求められる：

発光素子２００Ａの抵抗ｒ_１＝１５（Ｖ）／（３０００（ｃｄ／ｍ^２）／３０（ｃｄ／Ａ）×０．０１（ｍ^２））＝１５Ω

この計算の結果、ブリッジ層２４０に流れる電流値Ｉ_１は、発光素子２００Ａに流れる電流値ｉ_１と比較して十分小さいことがわかった（０．００２％程度）。このことから、ブリッジ層２４０の設置による、発光素子の特性低下の影響はほとんどなく、発光素子２００Ａは、照明装置用の発光素子として、十分に使用可能であることが確認された。

（実施例ＩＩ）
前述の図５に示した第５の発光素子５００の構成を例に、本発明の一実施形態による発光素子がパッシブ制御方式の表示装置用の発光素子として、実際に使用可能かどうかを検証した。

まず、各部材が上面視図９に示すような寸法関係を有する発光素子５００Ｂを想定した。ここで、発光素子５００Ｂの図９におけるＢ−Ｂ断面は、概略的に図５に示した構成に対応する。なお、図９において、基板は省略されている。

図９に示すように、この発光素子５００Ｂは、第１の電極５２０が列電極となっており、第２の電極５８０が行電極となっている。列電極の一つと行電極の一つの交点領域が発光部分となる。第１の電極５２０を構成する各底面電極層５２０ａ、５２０ｂの幅はＷ_１であり、両者の間の間隙はＧ_１である。同様に、第２の電極５８０を構成する各上部電極層５８０ａ、５８０ｂの幅は、Ｗ_２であり、両者の間の間隙はＧ_２である。一つの発光部分の面積Ｓは、Ｗ_１にＷ_２を乗算した値である。ここでは、Ｗ_１およびＷ_２をいずれも２７０μｍとし、Ｇ１およびＧ２をいずれも３０μｍとした。

また、図９に示すように、ブリッジ層５４０および有機層５５０は、上面視同一形状となっており、いずれも一辺の長さがＬの正方形状に形成されるものと仮定した。ここでは、Ｌを２０ｍｍとした。

一方、ブリッジ層５４０に関する特性は、実際に、スパッタリング法によりガラス基板上に成膜した酸化物の膜から測定した。スパッタリングターゲットには、８５ｍｏｌ％ＺｎＯ−１５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２の組成のものを使用した。成膜条件は、以下とした：
成膜圧力；０．２５Ｐａ
ガス組成；Ａｒ
ターゲット−基板間距離；１０ｃｍ
成膜エネルギー密度；９．９Ｗ／ｃｍ^２
酸化物の膜の厚さｔは、１５０ｎｍ（＝０．１５μｍ）とした。

４端子法を用いて、得られた酸化物の膜の比抵抗を測定したところ、比抵抗ρ＝１４０ｋΩｃｍであった。

従って、ブリッジ層５４０の抵抗値Ｒ_２は、以下の式で求められる：

抵抗値Ｒ_２＝ρ（ｋΩｃｍ）×Ｇ（μｍ）／（Ｌ（ｃｍ）×ｔ（μｍ））＝１４ＭΩ

一方、発光素子５００Ｂにおいて、走査線本数を５０本（１／５０ｄｕｔｙ）とし、輝度を３００ｃｄ／ｍ^２とすると、瞬間輝度は３００ｃｄ／ｍ^２×５０本＝１５０００ｃｄ／ｍ^２となる。また、発光面積ＳはＷ_１にＷ_２を乗算した値であり、Ｗ_１を２７０μｍ、Ｗ_２を２７０μｍとし、面積Ｓは７．２９×１０^−８ｍ^２とした。

従って、発光素子５００Ｂの抵抗ｒ_２は、電流効率を１０ｃｄ／Ａとし、電圧を１０Ｖとしたとき、以下の式で求められる：

発光素子５００Ｂの抵抗ｒ_２＝１０（Ｖ）／（１５０００（ｃｄ／ｍ^２）×７．２９×１０^−８（ｍ^２）／１０（ｃｄ／Ａ））＝９１．４ｋΩ

この計算の結果、ブリッジ層５４０に流れる電流値Ｉ_１は、発光素子５００Ｂに流れる電流値ｉ_１と比較して十分に小さいことがわかった（６．５％程度）。このことから、ブリッジ層５４０の設置による、発光素子５００Ｂの特性低下の影響はほとんどなく、発光素子５００Ｂは、パッシブ制御方式の表示装置用の発光素子として、十分に使用可能であることが確認された。

（実施例ＩＩＩ）
前述の図６に示した第６の発光素子６００の構成を例に、本発明の一実施形態による発光素子がアクティブ制御方式の表示装置用の発光素子として、実際に使用可能かどうかを検証した。

まず、各部材が上面視図１０に示すような寸法関係を有する発光素子６００Ｃを想定した。ここで、発光素子６００Ｃの図１０におけるＣ−Ｃ断面は、概略的に図６に示した構成に対応する。ただし、図１０には、明確化のため、ＴＦＴバックプレーン６３０および第１の電極６２０（底面電極層６２０ａ、６２０ｂ）のみが示されている。

上面視、ブリッジ層６４０の寸法および形成位置は、実質的にＴＦＴバックプレーン６３０の寸法および形成位置と一致するものと仮定した。さらに、上面視、第１の電極６２０を構成する各底面電極層６２０ａ、６２０ｂの寸法および形成位置は、対応する有機発光層６５３ａ、６５３ｂの寸法および形成位置と一致するものと仮定した。

図１０に示すように、第１の電極６２０を構成する各底面電極層６２０ａ、６２０ｂの第１の幅（水平方向の長さ）はＷ_１であり、水平方向における両者の間の間隙はＧ_１である。また、各底面電極層６２０ａ、６２０ｂの第２の幅（垂直方向の長さ）はＷ_２であり、垂直方向における両者の間の間隙はＧ_２である。従って、一つの発光部分の面積Ｓは、Ｗ_１にＷ_２を乗算した値である。ここでは、Ｗ_１を７０μｍとし、Ｗ_２を２６０μｍとし、Ｇ_１を３０μｍとし、Ｇ_２を４０μｍとした。

一方、ブリッジ層６４０に関する特性は、実際に、スパッタリング法によりガラス基板上に成膜した酸化物の膜から測定した。スパッタリングターゲットには、９０ｍｏｌ％ＺｎＯ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２の組成のものを使用した。成膜条件は、以下とした：
成膜圧力；０．２５Ｐａ
ガス組成；Ａｒ
ターゲット−基板間距離；５ｃｍ
成膜エネルギー密度；９．９Ｗ／ｃｍ^２
酸化物の膜の厚さｔは、１２５ｎｍ（＝０．１２５μｍ）とした。

４端子法を用いて、得られた酸化物の膜の比抵抗を測定したところ、比抵抗ρ＝２１ｋΩｃｍであった。

この場合、水平方向におけるブリッジ層６４０の抵抗値Ｒ_ｈは、

抵抗値Ｒ_ｈ＝ρ（ｋΩｃｍ）×Ｇ_１（μｍ）／（Ｗ_２（ｃｍ）×ｔ（μｍ））＝１９４ＭΩ

となる。一方、垂直方向におけるブリッジ層６４０の抵抗値Ｒ_ｖは、

抵抗値Ｒ_ｖ＝ρ（ｋΩｃｍ）×Ｇ_２（μｍ）／（Ｗ_１（ｃｍ）×ｔ（μｍ））＝９６０ＭΩ

となる。よって、これらの並列和として得られる、一画素の周囲のブリッジ層６４０の抵抗値Ｒ_３は、以下の式で求められる：

抵抗値Ｒ_３＝Ｒ_ｈ×Ｒ_ｖ／（（Ｒ_ｈ＋Ｒ_ｖ）×０．５）＝８０．６ＭΩ

一方、発光素子６００Ｃにおいて、発光面積ＳはＷ_１にＷ_２を乗算して得られ、Ｗ_１を２６０μｍ、Ｗ_２を７０μｍとし、発光面積Ｓは１．８２×１０^−８ｍ^２とした。また、発光素子６００Ｃの輝度を２０００ｃｄ／ｍ^２とする。

この場合、発光素子６００Ｃの抵抗ｒ_３は、電流効率を１０ｃｄ／Ａとし、電圧を５Ｖとしたとき、以下の式で求められる：

発光素子６００Ｃの抵抗ｒ_３＝５（Ｖ）／（２０００（ｃｄ／ｍ^２）×１．８２×１０^−８（ｍ^２）／１０（ｃｄ／Ａ））＝１．７３ＭΩ

この計算の結果、ブリッジ層６４０に流れる電流値Ｉ_１は、発光素子６００Ｃに流れる電流値ｉ_１と比較して十分に小さいことがわかった（２．１％程度）。このことから、ブリッジ層６４０の設置による、発光素子６００Ｃの特性低下の影響はほとんどなく、発光素子６００Ｃは、アクティブ制御方式の表示装置用の発光素子として、十分に使用可能であることが確認された。

次に、本発明の発光素子の実施例について説明する。

（例１）
以下の方法により、各種被成膜基板上に酸化物の膜を成膜したサンプルを作製した。被成膜基板には、ニッケル基板およびガラス基板等を使用した。

（成膜条件）
成膜装置には、ＲＦマグネトロンスパッタ装置（アルバック社製）を使用した。スパッタリングターゲットには、直径２インチで、所定の比率でＺｎＯとＳｉＯ_２を含む焼結体ターゲットを使用した。

成膜の際には、まず、被成膜基板をスパッタ装置のチャンバー内に導入した。

スパッタ装置のチャンバー内を１０^−５Ｐａ以下の真空度にした後、チャンバー内に所定のスパッタリングガスを２０ｓｃｃｍ導入した。スパッタリングガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス（Ｇ１グレード：純度９９．９９９９５ｖｏｌ．％）、または、酸素（Ｏ_２）ガス（Ｇ１グレード：純度９９．９９９９５ｖｏｌ．％）とＡｒガス（Ｇ１グレード）の混合ガスを使用した。すなわち、スパッタリングガスとして、Ａｒガス、または、酸素濃度２０％のＯ_２／Ａｒ混合ガスを使用した。

スパッタガスの圧力を所定の圧力とし、ターゲットと被成膜基板の間隔（Ｔ−Ｓ距離）を所定の間隔とし、スパッタ装置のカソードに電力５０Ｗを印加した。成膜時の基板温度は７０℃以下であった。

（例２〜例９）
例１と同様の方法で、各種被成膜基板上に酸化物の膜を成膜したサンプルを作製した（例２〜例９）。ただし、例２〜例９では、例１の場合とは異なる成膜条件を採用した。

以下の表１には、例１〜例９において使用した成膜条件をまとめて示す。

例１〜例９において得られた各サンプルを用いて、以下の評価を行った。

（評価１ 原子数比）
例１〜例９において得られた各サンプルを用いて、酸化物の膜の原子数比（Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ））を評価した。なお、各サンプルにおいて、被成膜基板はニッケル基板とした。

原子数比は、酸化物の膜をＳＥＭ−ＥＤＸ分析することによって求めた。ニッケル基板による影響を小さくするために、加速電圧は１０ｋＶとした。

以下の表２の「Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）」の欄には、得られた結果をまとめて示した。

（評価２ Ｘ線回折）
例１〜例９において得られた各サンプルを用いて、酸化物の膜のＸ線回折図形を測定した。なお、各サンプルにおいて、被成膜基板は、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板とした。

Ｘ線回折スペクトルは、ＲＩＧＡＫＵ製Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ−２０００を用い、ゼーマンボーリン法により測定した。ゼーマンボーリン法の詳細は、日本金属学会会報第２７巻第６号４６１〜４６５頁（１９８８）に示されている。加速電圧５０ｋＶ、放電電流３００ｍＡの条件で電子線をＣｕに照射し、発生したＣｕＫα線を入射角０．５°に固定してサンプルに照射し、回折パターンを得た。

図１１には、各サンプルにおいて得られた回折パターンを示す。

いずれの回折パターンにおいても、ウルツ型ＺｎＯに由来するハローパターンが認められた。回折角２θが３３°付近のウルツ型ＺｎＯの（００２）面におけるシェラー径を、前述の表２の「シェラー径」欄に示した。

例１〜例７で得られた膜は、いずれもシェラー径５ｎｍ以下であり、Ｘ線回折では鋭いピークは認められず、非晶質または非晶質の状態が支配的であることが確認された。一方、例８および例９では、シェラー径が５ｎｍより大きく、Ｘ線回折的に結晶質が支配的であることが確認された。

（評価３ ＵＰＳ測定）
例１〜例９において得られた各サンプルを用いて、紫外光電子分光（ＵＰＳ）法により、イオン化ポテンシャルを測定した。

なお、各サンプルにおいて、被成膜基板は、無アルカリガラス基板上に１５０ｎｍのＩＴＯが成膜された基板（以下、ＩＴＯ基板と称する）とした。酸化物の膜（厚さ１０ｎｍ）は、ＩＴＯ基板のＩＴＯが成膜された面上に成膜した。

紫外光電子分光測定は、１０^−７Ｐａ以上の高真空中で、膜にＨｅランプの紫外線（Ｈｅ（Ｉ）、２１．２２ｅＶ）を照射することにより、実施した。

例１のサンプルにおいて得られた結果を図１２および図１３に示す。図１２は、光電子のカウント数と光電子の運動エネルギーの関係を示した図であり、図１３は、光電子のカウント数と結合エネルギーの関係を示した図である。

図１２から、例１のサンプルにおける薄膜の仕事関数は、３．９ｅＶと算定された。また、図１３から、結合エネルギーと仕事関数の和で求められる、例１のサンプルにおける酸化物の膜のイオン化ポテンシャルは、６．６ｅＶと算定された。

（評価４ 光吸収係数）
例１〜例９において得られた各サンプルを用いて、各酸化物の膜の光吸収係数を算定した。なお、各サンプルにおいて、被成膜基板は、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板とした。

光吸収係数は、各サンプルを用いて、反射率および透過率を測定することにより算出した。また、得られた光吸収係数のＴａｕｃプロットから光学バンドギャップを求めた。

図１４および図１５には、それぞれ、例１および例２における酸化物の膜のＴａｕｃプロットを示す。

前述の表２の「バンドギャップ」の欄には、各サンプルにおいて得られた光学バンドギャップをまとめて示す。例１〜例７におけるサンプルでは、光学バンドギャップは、３．２〜４．０の範囲であった。

前述のＵＰＳ測定で得られたイオン化ポテンシャルの結果と照合すると、例１のサンプルにおける酸化物の膜の電子親和力は、２．６ｅＶと予想される。例２〜例７のサンプルにおける酸化物の膜においても、同程度のイオン化ポテンシャルを仮定すると、電子親和力は、３．３〜３．４ｅＶ程度と予想される。

（評価５ 抵抗率）
例２〜例７において得られた各サンプルを用いて、各酸化物の膜の抵抗率を測定した。なお、各サンプルにおいて、被成膜基板は、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板とした。

抵抗率は、４端子法で測定した。各サンプルにおいて、酸化物の膜上に、幅１ｍｍのＮｄ含有アルミニウム層を２ｍｍ間隔でスパッタ成膜し、これらを測定電極とした。

スパッタ成膜のターゲットには、コベルコ科研製の直径２インチの２ｍｏｌ％Ｎｄ含有アルミニウム（製品名：ＡＤ２０）ターゲットを用いた。

前述の表２の「抵抗率」欄には、得られた測定結果をまとめて示した。

（評価６ 電子輸送性の評価）
以下の方法により、電子のみを流す素子、いわゆる電子オンリー素子を作製し、その特性を評価した。

電子オンリー素子は、ガラス基板上にボトム電極として陰極を配置し、ボトム電極上に電子輸送層を厚さ１５０ｎｍで配置し、電子輸送層上にトップ電極として陽極を、ボトム電極と直交するように配置して構成した。

陰極は、コベルコ科研製の直径２インチの２ｍｏｌ％Ｎｄ含有アルミニウム（製品名：ＡＤ２０）ターゲットを用い、Ｎｄ含有アルミニウムを厚さ８０ｎｍ、幅１ｍｍとなるようにスパッタ成膜して形成した。電子輸送層として、厚さ１５０ｎｍのＡｌｑ３の層を形成した。陽極は、アルミニウムを厚さ８０ｎｍとなるように真空蒸着して形成した。

電子オンリー素子の陰極と陽極に電圧を印加し、この際に生じる電流値を測定した。

図１６には、電子オンリー素子において得られた電流−電圧特性（「Ａｌｑ３」と表記）を示す。

なお、この図１６には、例２〜例７のサンプルにおける電流−電圧特性が同時に示されている。これらの電流−電圧特性は、各サンプルにおける前述の抵抗率から算定した。

算定には、以下の式（１）を用いた：

Ｉ／Ａ＝Ｅ／（ρ・Ｌ） 式（１）

ここでＩは電流密度、Ａは面積、Ｅは電圧、ρは抵抗率、Ｌは電子輸送層の厚さである。電子輸送層の厚さは１５０ｎｍとした。

図１６から、印加電圧が２０Ｖまでの範囲では、例２〜例７のサンプルは、電子輸送層にＡｌｑ３を用いた電子オンリー素子に比べて、電流値が数桁以上大きくなっていることがわかる。なお、図１６には、２０Ｖを超える電圧領域は示されていない。これは、このような大きな電圧の印加は、素子の劣化につながり実用的ではないからである。

図１６から、例２〜例７のサンプルにおける酸化物の膜を電子輸送層に用いた場合、厚さが１５０ｎｍであっても、有機ＥＬ素子として充分な電子輸送性を有することがわかった。

このような酸化物の膜を所望の抵抗値を持つようにパターニングしてブリッジ層に適用すれば、静電破壊防止効果が得られる。

（例１０）
次に、このような酸化物の膜をブリッジ層のみならず、有機ＥＬ素子の電子輸送層に適用した例を示す。

以下の方法により、有機ＥＬ素子を作製し、その特性を評価した。有機ＥＬ素子は、ガラス基板上にボトム電極として陰極を配置し、その上に順に、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層およびトップ電極としての陽極を配置し、陽極側から光を取り出す構造とした。また、例１１においては、電子注入層、ホールブロック層および電子ブロック層の形成は省略した。

まず、ガラス基板上に、陰極を形成した。ガラス基板としては、無アルカリガラス基板を用いた。洗浄したガラス基板およびメタルマスクを、スパッタ装置のチャンバー内に設置した。また、陰極成膜用のターゲットを、スパッタ装置のチャンバー内に設置した。陰極用のターゲットとしては、コベルコ科研製の直径２インチの２ｍｏｌ％Ｎｄ含有アルミニウム（製品名：ＡＤ２０）ターゲットを用いた。メタルマスクを用いて、ガラス基板上に、陰極１２０を厚さ８０ｎｍ、幅１ｍｍとなるようにスパッタ成膜した。スパッタガスはＡｒ、スパッタガスの圧力は０．３Ｐａとし、スパッタカソードに電力５０Ｗを印加した。

次に、陰極上に、電子輸送層を形成した。メタルマスクは動かさずに、例７におけるスパッタ条件で、陰極が形成されたガラス基板上に、電子輸送層として厚さ１００ｎｍの酸化物の膜を成膜した。

次に、電子輸送層上に、発光層、ホール輸送層、ホール注入層を形成した。電子輸送層（および陰極）が形成されたガラス基板を、１０^−４Ｐａ以下の高真空の雰囲気下で、スパッタ装置のチャンバーから真空蒸着用のチャンバーに搬送した。続けて、電子輸送層上に発光層としてＡｌｑ３を厚さ５０ｎｍ蒸着した。続けて、発光層上にホール輸送層としてα―ＮＰＤを厚さ５０ｎｍ蒸着した。続けて、ホール輸送層上にホール注入層としてＭｏＯ_ｘを厚さ０．８ｎｍ蒸着した。

次に、ホール注入層上に、陽極を形成した。ホール注入層が形成されたガラス基板上に、陽極として金を厚さ１０ｎｍ、幅１ｍｍで蒸着した。蒸着時の真空度は約８×１０^−６Ｐａであった。陽極は可視光を透過するので、陽極（トップ電極）側から光を取り出す構造となっている。

なお、発光層、ホール輸送層およびホール注入層は、陰極および電子輸送層を完全に覆うように、メタルマスクを用いて形成した。陽極は、陰極と直交するように、メタルマスクを用いて形成した。幅１ｍｍの陰極と直交するように蒸着された幅１ｍｍの陽極の重複する１ｍｍ×１ｍｍの領域が、電圧印加により発光する領域である。

以上の工程を経て、ガラス基板、２ｍｏｌ％ネオジウムを含有したアルミニウムからなる陰極、酸化物の膜からなる電子輸送層、Ａｌｑ３からなる発光層、α−ＮＰＤからなるホール輸送層、ＭｏＯ_ｘからなるホール注入層、および金からなる陽極を備える有機ＥＬ素子を作製した。

（有機ＥＬ素子の特性評価）
次に、得られた有機ＥＬ素子について、直流電圧を印加し、電流および輝度を測定した。測定は、窒素パージしたグローブボックス内において、有機ＥＬ素子の陰極と陽極の間に所定の値の電圧を印加した際に得られる輝度および電流値を測定することにより実施した。輝度測定には、ＴＯＰＣＯＭ社製の輝度計（ＢＭ−７Ａ）を使用した。

図１７に、得られた電流−電圧−輝度特性を示す。有機ＥＬ素子は、８Ｖから輝度および電流密度が増加し、１２Ｖで輝度１５００ｃｄ／ｍ^２、電流密度２．６Ａ／ｃｍ^２であった。この結果から、厚さ１００ｎｍの酸化物の膜は、電子輸送層として機能することが確認された。

このように酸化物の層は、ブリッジ層および電子輸送層として兼用することができることがわかった。この場合、成膜工程を増やすことなく、ブリッジ層と電子輸送層を同時に形成することが可能となる。

本発明は、例えば、照明装置および表示装置などに利用することができる。

また、本願は２０１４年９月１８日に出願した日本国特許出願２０１４−１９０３５９号に基づく優先権を主張するものであり同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。

１００ 第１の発光素子
１１０ 基板
１１２ 第１の表面
１１４ 第２の表面
１２０ 第１の電極
１２０ａ 第１の底面電極層
１２０ｂ 第２の底面電極層
１３０ 樹脂層
１４０ ブリッジ層
１５０ 有機層
１８０ 第２の電極
２００、２００Ａ 第２の発光素子
２１０ 基板
２１２ 第１の表面
２１４ 第２の表面
２２０ 第１の電極
２２０ａ 第１の底面電極層
２２０ｂ 第２の底面電極層
２４０ ブリッジ層
２５０ 有機層
２８０ 第２の電極
３００ 第３の発光素子
３１０ 基板
３１２ 第１の表面
３１４ 第２の表面
３２０ 第１の電極
３２０ａ 第１の底面電極層
３２０ｂ 第２の底面電極層
３４０ ブリッジ層
３５０ 有機層
３８０ 第２の電極
４００ 第４の発光素子
４１０ 基板
４１２ 第１の表面
４１４ 第２の表面
４２０ 第１の列電極
４２０ａ 第１の底面電極層
４２０ｂ 第２の底面電極層
４４０ ブリッジ層
４５０ 有機層
４８０ 第２の行電極
５００、５００Ｂ 第５の発光素子
５１０ 基板
５１２ 第１の表面
５１４ 第２の表面
５２０ 第１の列電極
５２０ａ 第１の底面電極層
５２０ｂ 第２の底面電極層
５４０ ブリッジ層
５５０ 有機層
５８０ 第２の行電極
５８０ａ 上部電極層
５８０ｂ 上部電極層
６００、６００Ｃ 第６の発光素子
６１０ 基板
６１２ 第１の表面
６１４ 第２の表面
６２０ 第１の電極
６２０ａ 第１の底面電極層
６２０ｂ 第２の底面電極層
６３０ ＴＦＴバックプレーン
６４０ ブリッジ層
６５１ 電子輸送層
６５３ 有機発光層
６５３ａ 第１の有機発光層
６５３ｂ 第２の有機発光層
６５５ ホール注入層またはホール輸送層
６８０ 第２の電極
Ｓ 空間

Claims (13)

1. 発光素子であって、
   基板の第１の表面に、相互に離間して対向するように配置された一対の第１の電極と、
   前記第１の電極の少なくとも一つの上に配置された発光層と、
   前記発光層の上に配置された第２の電極と、
   前記第１の電極のそれぞれをつなぐブリッジ層と、
   を有し、
   前記ブリッジ層は、亜鉛−錫−ケイ素−酸素系材料、および亜鉛−ケイ素−酸素系材料からなる群から選定され、
   前記ブリッジ層は、１００ｋΩ〜１００ＭΩの範囲の抵抗を有する、発光素子。
2. 前記亜鉛−ケイ素−酸素系材料は、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を含み、Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）の原子数比が０．３０〜０．９５である、請求項１に記載の発光素子。
3. 前記亜鉛−錫−ケイ素−酸素系材料は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、ケイ素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を含み、酸化物換算で、前記ブリッジ層の酸化物の合計１００ｍｏｌ％に対して、ＳｎＯ_２が１５ｍｏｌ％超、９５ｍｏｌ％以下である、請求項１に記載の発光素子。
4. 酸化物換算で、前記ブリッジ層の酸化物の合計１００ｍｏｌ％に対して、ＳｉＯ_２が７ｍｏｌ％以上、３０ｍｏｌ％以下である、請求項３に記載の発光素子。
5. 前記ブリッジ層は、非晶質の酸化物を含む、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の発光素子。
6. 前記発光層は、有機発光層で構成される、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の発光素子。
7. 前記ブリッジ層は、前記基板の第１の表面に接するように配置される、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の発光素子。
8. 前記ブリッジ層は、電子注入層として機能する、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の発光素子。
9. 前記第１の電極の少なくとも一方は、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２およびＩＺＯからなる群から選定された少なくとも一つの材料を有する、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の発光素子。
10. 前記第１の電極の両者は、同一極性の電極である、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の発光素子。
11. 発光素子を有する表示装置であって、
    前記発光素子は、請求項１０に記載の発光素子である、表示装置。
12. 前記第１の電極の両者は、反対極性の電極である、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の発光素子。
13. 発光素子を有する照明装置であって、
    前記発光素子は、請求項１２に記載の発光素子である、照明装置。

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