KR20030074327A

KR20030074327A - 광학 소자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20030074327A
Application number: KR10-2003-0014652A
Authority: KR
Inventors: 이데다이스께; 스즈끼고오지
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: US7009749B2; JP2003264089A; CN1322600C; CN1444425A; KR100582608B1; US20030169472A1; JP3837344B2

Abstract

본 발명의 과제는 광학 소자의 휘도의 불규칙함을 억제하는 데 있다.

기판 상부에, 적어도 양극, 발광 소자층 및 음극이 형성된 광학 소자의 음극을 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 구성한다. 또한, 알루미늄의 산소 함유량은 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하이다.

Description

광학 소자 및 그 제조 방법{OPTIC ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 광학 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 광학 소자로서 유기 EL(OLED : Organic Light Emitting Diode) 소자를 이용한 표시 장치가 CRT나 LCD를 대신하는 표시 장치로서 주목받고 있다.

유기 EL 소자는 유리 기판 상에 형성된 투명한 양극과 그 상방에 설치된 음극으로부터 각각 홀과 전자가 발광층에 주입되고, 이들의 홀과 전자가 재결합하여 여기자가 생기고, 이 여기자가 방사 실활하는 과정에서 발광층으로부터 빛이 방사됨으로써 발광한다. 또한, 양극과 발광층 사이에는 홀 수송층이, 음극과 발광층 사이에는 전자 수송층이 설치된다.

이와 같이 구성된 유기 EL 소자에 있어서, 전자 수송층이나 발광층은 물분자나 산소 분자 등의 불순물에 영향을 받기 쉽고, LCD 등과 비교해 일반적으로 경시 변화에 의한 열화가 현저하다는 문제가 있다.

또한, 발광층에 안정적으로 전자를 주입하는 것이 곤란하므로, 발광 휘도의 어긋남이 생기게 되는 문제도 있다. 안정적인 전자의 주입을 행하기 위해, 음극 재료로서 낮은 일 함수의 금속이 이용된다. 또한, 음극에는 저저항 대책, 위스커 및 히로크 대책, 일렉트로 마이그레이션 대책이 요구된다.

본 발명은 그러한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 광학 소자의 발광 휘도의 불균일을 억제하는 기술의 제공에 있다. 본 발명의 다른 목적은 광학 소자의 경시 변화에 의한 열화를 저감하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 광학 소자의 수명을 길게 하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 광학 소자에 있어서의 전자의 주입 효율을 향상하는 데 있다.

도1은 유기 EL 표시 장치의 1표시 화소를 도시한 평면도.

도2는 도1에 도시한 표시 화소의 단면도.

도3은 실시예에 있어서 형성한 알루미늄층을 X선 회절법에 의해 분석한 결과를 나타낸 도면.

도4는 실시예에 있어서 형성한 광학 소자의 산소 함유량을 측정한 결과를 나타낸 도면.

도5는 음극 중의 산소 함유량과 휘도 반감 시간과의 관계를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 절연성 기판

12 : 게이트 절연막

15 : 층간 절연막

30 : 제1 TFT

40 : 제2 TFT

51 : 게이트 신호선

52 : 드레인 신호선

53 : 구동 전원선

60 : 유기 EL 소자

61 : 양극

64 : 발광층

66 : 발광 소자층

67 : 음극

90 : 보유 지지 용량

본 발명에 따르면, 음극을 비저항의 낮은 알루미늄에 의해 구성하므로, 음극을 저저항화할 수 있다. 그러나, 알루미늄은 면방위에 의해 일 함수가 다르다는 문제가 있다. 예를 들어, 알루미늄의 일 함수는 면방위 (110)에서 4.06 eV, 면방위 (111)에서 4.24 eV, 면방위 (100)에서 4.41 eV이다. 음극에 있어서, 일 함수가 균일하지 않으면 일 함수의 낮은 부위로부터 전자 주입이 일어날 확률이 높아져 그 부위의 열화가 현저해진다. 또한, 음극 전체의 일 함수가 다르면, 전자의 주입 효율이 달라, 광학 소자의 휘도에도 영향을 주어 휘도가 불규칙해지는 문제도 있다.

이상의 관점으로부터 본 발명자는 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 음극을 구성함으로써, 음극 전체의 일 함수를 균일하게 할 수 있다는 인식을 하기에 이르렀다. 본 발명에 따르면, 기판 상부에 적어도 양극, 발광 소자층 및 음극이 형성된 광학 소자이며, 상기 음극은 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다. 대략 균일하다고 하는 것은, X선 해석법에 의해 적어도 90 ％ 이상인 것이 동일 면방위의 알루미늄에 의해 구성된 것을 말한다.

면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 음극을 구성함으로써, 음극 전체의 일 함수를 균일하게 할 수 있어 부분적인 소자의 열화를 저해할 수 있다. 이에 의해, 휘도의 불균일을 억제할 수도 있다. 발광 소자층은 유기 EL 소자라도 좋다. 또한, 여기서 음극은 발광 소자층측의 경계면에 있어서의 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 구성할 수 있다.

알루미늄의 면방위는 (110) 또는 (111)이라도 좋다. 알루미늄의 면방위를 (110) 또는 (111)로 함으로써, 음극의 일 함수를 낮게 할 수 있어 전자 주입 효율을 높일 수 있다.

이 광학 소자는 발광 소자층과 음극 사이에, 상기 음극에 접촉하여 설치된 불화 리튬층을 더 갖고 있어도 좋다. 불화 리튬층의 막두께는 0.5 ㎚ 내지 2 ㎚라도 좋다.

발광 소자층과 음극 사이에 불화 리튬층을 설치함으로써, 발광 소자층과 음극과의 경계면에 있어서의 에너지 장벽을 낮출 수 있다. 이에 의해, 전자 주입 효율이 개선되어 소자 수명을 개선할 수 있다. 또한, 불화 리튬층 대신에 Li₂O, MgO, Al₂O₃등의 금속 산화물 또는 MgF₂, SrF₂등의 금속 할로겐화물을 재료로 하는 층을 설치해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판 상부에 적어도 양극, 발광 소자층 및 음극이 형성된 광학 소자이며, 상기 음극은 적어도 발광 소자층과의 경계면 근방에 있어서, 산소 함유량이 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하인 알루미늄에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 광학 소자가 제공된다. 경계면 근방이라 함은, 음극의 중심보다도 발광 소자층측인 것을 말한다. 음극 중, 특히 발광 소자층과의 경계면 근방에 있어서의 산소 함유량을 저감함으로써, 전자 수송층이나 발광층으로의 불순물의 영향을 줄일 수 있어 유기 EL 소자의 열화를 저해할 수 있다.

또한, 발광 소자층과 음극 사이에 불화 리튬층을 설치한 경우, 절연막인 불화 리튬층은 전기적인 극성을 가지므로, 음극 중에 불순물이 포함되면 음극과의 경계면에 알루미나 등의 산화물이나 불순물이 편석하기 쉬워진다. 경계면 부근에 부분적인 불순물이 편석하면, 전자 주입의 저항 성분이 되어 소자 열화를 가속해 버린다. 음극 중의 산소 함유량을 저감함으로써, 이와 같은 불순물의 편석도 줄일 수 있어 유기 EL 소자의 열화를 저해할 수 있다.

또한, 음극은 고순도의 알루미늄에 의해 구성되어도 좋다. 이에 의해 알루미늄 내의 산화물이 감소하여 경계면 부근의 불순물 편석을 억제할 수 있다. 또한, 알루미늄의 면방위를 균일하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 양극 및 발광 소자층이 형성된 기판의 상방에 1 × 10^－4Pa 이하의 감압 분위기하에서 알루미늄을 증착함으로써 음극을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법이 제공된다. 이와 같이 고진공하에서 음극을 형성함으로써, 음극 중의 산소 농도를 감소시켜 산화물을 저감할 수 있어 발광 소자층과의 경계면 부근으로의 불순물 편석을 억제할 수 있다. 이에 의해, 음극에 있어서의 알루미늄의 면방위를 대략 균일하게 할 수도 있다.

증착은 40 ℃ 이하에서 행해도 좋다. 증착 온도의 하한으로서는 0 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 20 ℃ 이상이다. 음극을 실온 정도의 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 온도에서 형성함으로써, 알루미늄 원자의 확산이 억제되어 에너지적으로 안정된 면방위가 (111)인 알루미늄층을 형성할 수 있다. 또한, 이와 같은 온도 제한에 의해, 기판에 부착된 산소나 탄소 등의 불순물의 확산을 억제할 수 있고, 이들의 불순물이 발광 소자층과 음극과의 경계면 등에 석출되는 것을 억제할 수 있다.

이 방법은 감압 분위기하에서 발광 소자층의 상방에 불화 리튬층을 형성하는 공정을 더 구비해도 좋고, 기판을 감압 분위기하에서 취출하는 일 없이 음극을 불화 리튬층 상에 형성해도 좋다. 이와 같이, 감압 분위기하에서 불화 리튬층과 음극을 연속하여 형성함으로써 이들 층의 경계면 산화를 방지할 수 있다. 또한, 불순물의 혼입을 방지할 수 있어 불순물의 경계면으로의 석출을 억제할 수 있다. 또한, 불화 리튬층 상에 면방위의 대략 균일한 음극을 형성할 수 있다.

또한, 음극은 복수의 발광 소자층에 공통되게 설치해도 좋다. 음극을 복수의 발광 소자층의 상부 전체에 걸쳐서 형성함으로써, 전류 밀도를 낮출 수 있어 일렉트로 마이그레이션을 방지할 수 있다.

또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치 사이에서 변환한 것도 또한 본 발명의 사양으로서 유효하다.

본 실시 형태에 있어서의 광학 소자는 유기 EL 표시 장치에 이용되는 유기 EL 소자이다. 우선, 유기 EL 표시 장치에 있어서의 표시 화소의 일반적인 구조를 도1 및 도2에 의거하여 설명한다. 도1은 유기 EL 표시 장치의 1표시 화소를 나타낸 평면도이다. 도2의 (a)에 도1 중 A-A선에 따른 단면도를 나타내고, 도2의 (b)에 도1 중 B-B선에 따른 단면도를 나타낸다.

표시 화소는 게이트 신호선(51)과 드레인 신호선(52)으로 둘러싸인 영역에 형성된다. 표시 화소는 스위칭 소자인 제1 TFT(30), 유기 EL 소자를 구동하는 제2 TFT(40) 및 보유 지지 용량(90)을 갖는다.

제1 TFT(30)는 게이트 신호선(51)에 접속되어 게이트 신호가 공급되는 게이트 전극(11), 드레인 신호선(52)에 접속되어 드레인 신호가 공급되는 드레인 전극(13d) 및 보유 지지 용량(90)의 한 쪽 전극(55)을 거쳐서 제2 TFT(40)에 접속되는 소스 전극(13s)을 갖는다.

보유 지지 용량(90)의 한 쪽 전극(55)은 제1 TFT의 소스 전극(13s)과 일체로 형성된다. 보유 지지 용량(90)의 다른 쪽 전극(54)은 크롬 등으로 이루어지고, 게이트 절연막을 거쳐서 한 쪽 전극(55) 사이에서 전하를 축적한다. 보유 지지 용량(90)은 제2 TFT(40)의 게이트 전극(42)에 인가되는 전압을 보유 지지한다.

제2 TFT(40)는 제1 TFT(30)의 소스 전극(13s)에 접속되는 게이트 전극(42), 유기 EL 소자(60)의 양극(61)에 접속되는 드레인 전극(43d) 및 구동 전원선(53)에 접속되는 소스 전극(43s)을 갖는다.

도2의 (a)에 도시한 바와 같이, 절연성 기판(10) 상에 능동층(13)이 형성된다. 절연성 기판(10)에는 석영 유리, 무알칼리 유리 등이 이용된다. 능동층(13)에는 비정질 실리콘(a-Si)막에 레이저광을 조사하여 다결정화한 다결정 실리콘(p-Si)막이 이용된다. 여기에서는 탑게이트 구조를 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 능동층(13)에는 2개의 채널(13c)의 양측에 소스 전극(13s) 및 드레인 전극(13d)이 설치된다. 본 실시 형태에 있어서, 소스 전극(13s) 및 드레인 전극(13)은 n형 불순물의 이온 도핑이 실시되고, 제1 TFT(30)는 n채널형이다.

능동층(13) 상에 게이트 절연막(12), 그 위에 게이트 전극(11) 및 보유 지지 용량(90)의 한 쪽 전극(54)이 형성된다. 게이트 전극(11)은 크롬이나 몰리브덴 등의 고융점 금속으로 이루어지고, 도2에 도시한 게이트 신호선(51)의 일부를 구성한다.

게이트 전극(11) 및 게이트 절연막(12) 상의 전체면에는 SiN막 및 SiO₂막으로 구성된 층간 절연막(15)이 형성된다. 드레인 전극(13d)에 대응하여 설치된 콘택트 홀에는 알루미늄 등의 금속이 충전되어 드레인 신호선(52)의 일부를 구성하는 드레인 인출 전극(16)이 설치된다.

도2의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연성 기판(10) 상에 능동층(43)이 형성된다. 능동층(43)은 능동층(13)과 같은 재료에 의해 구성되어도 좋다. 능동층(43)에는 채널(43c) 및 채널(43c)의 양측에 소스 전극(43s) 및 드레인 전극(43d)이 설치된다. 본 실시 형태에 있어서, 소스 전극(43s) 및 드레인 전극(43d)은 p형 불순물의 이온 도핑이 실시되고, 제2 TFT(40)는 p채널형이다.

능동층(43) 상에 게이트 절연막(12), 그 위에 게이트 전극(42)이 설치된다. 게이트 전극(42)은 크롬이나 몰리브덴 등의 고융점 금속으로 이루어진다. 게이트 전극(42)은 제1 TFT(30)의 소스 전극(13s)에 접속된다. 능동층(43)에 있어서, 채널(43c)은 게이트 전극(42)의 하부에 형성된다.

게이트 절연막(12) 및 게이트 전극(42) 상의 전체면에는 층간 절연막(15)이 형성된다. 소스 전극(43s)에 대응하여 설치된 콘택트 홀에는 알루미늄 등의 금속이 충전되어 구동 전원선(53)이 형성된다.

층간 절연막(15), 드레인 인출 전극(16) 및 구동 전원선(53) 상의 전체면에는, 예를 들어 유기 수지로 이루어지는 평탄화 절연막(17)이 형성된다. 평탄화 절연막(17) 상에는 유기 EL 소자(60)가 형성된다. 유기 EL 소자(60)는 양극(61), 발광 소자층(66) 및 음극(67)이 이 순서로 적층 형성된 구조를 갖는다. 양극(61)은 평탄화 절연막(17)의 드레인 전극(43d)에 대응하여 설치된 콘택트 홀을 거쳐서 드레인 전극(43d)과 접속된다. 양극(61) 상에는 절연막(68)이 형성된다. 절연막(68)은 양극(61)의 두께에 의한 단차에 기인하는 발광 소자층(66)이 단절에 의해 생기는 음극(67)과 양극(61)의 합선을 방지하기 위해 설치된다.

양극(61)의 재료로서는 산화 인듐 및 주석(Indium Tin 0xide : ITO), 산화주석(SnO₂), 또는 산화 인듐(In²O³) 등이 예시된다. 일반적으로는 홀 주입 효율이나 표면 저항의 낮음으로부터 ITO가 이용된다. 발광 소자층(66)은 홀 수송층(62), 발광층(64) 및 전자 수송층(65)이 이 순서로 적층 형성된 구조를 갖는다. 홀 수송층(62)의 재료로서는, 4, 4', 4" - 트리스(3 - 메틸페닐페닐아미노) 트리페닐아민[4, 4', 4" - tris(3 - methyl phenyl phenyl amino)triphenyl amine : MTDATA], N, N'-디(나프탈렌 - 1 - 일) - N, N' - 디페닐 - 벤젠[N, N'-Di(naphthalene - 1 - yl) - N, N' - diphenyl - benzidine : NPB], N, N' - 디페닐 - N, N' - 디(3 - 메틸페닐) - 1, 1' - 비페닐 - 4, 4' - 디아민[N, N'-diphenyl - N, N' - di(3 - methyl phenyl) - 1, 1' - biphenyl - 4, 4' - diamine : TPD] 등이 예시된다. 발광층(64)의 재료로서는, 퀴나크리돈 유도체를 포함하는 비스(벤조키노리노라트)벨륨착체[bis(10 - hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium : Bebq2], 또는 아르미키노렌착체(Alq3) 등이 예시된다. 전자 수송층(65)의 재료로서는, Bebq2, 또는 Alq3 등이 예시된다. 음극(67)에 관해서는 후에 상세히 서술한다.

홀 수송층(62), 전자 수송층(65) 및 음극(67)은 각 표시 화소의 유기 EL 소자(60)에 공통으로 형성된다. 발광층(64)은 양극(61)에 대응하여 아일랜드형으로 형성된다.

이상에서 설명한 표시 화소의 구성, 재료는 예시이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 TFT(30) 및 제2 TFT(40)는 n채널형이나, p채널형이라도좋고, 또한 n채널형과 p채널형의 조합이라도 좋다. 또한, 제1 TFT(30)에 관하여, 드레인 전극(13d) 및 소스 전극(13s)으로 한 결과는 이 트랜지스터에 인가되는 전압에 따라서 각각 소스 전극 및 드레인 전극이 되는 경우도 있다. 유기 EL 소자(60)는 양극(61), 발광 소자층(66) 및 음극(67)이 이와 반대로 적층되어도 좋다. 또한, 각 층 사이에는 개재층이 있어도 좋다.

다음에, 이상과 같이 구성된 표시 화소에 있어서, 유기 EL 소자를 발광시키는 동작을 설명한다. 게이트 신호선(51)으로부터의 게이트 신호가 게이트 전극(11)에 인가되면 제1 TFT(30)가 온이 된다. 그로 인해, 제1 TFT(30)의 소스 전극(13s)으로부터 인가된 전하가 보유 지지 용량(90)으로 축적되는 동시에 제2 TFT(40)의 게이트 전극(42)에 인가된다. 유기 EL 소자(60)에는 제2 TFT(40)의 게이트 전극(42)에 인가된 전압에 따른 전류나 구동 전원선(53)으로부터 공급된다.

유기 EL 소자(60)에 있어서, 양극(61)으로부터 주입된 홀과 음극(67)으로부터 주입된 전자가 발광층(64)의 내부에서 재결합하고, 발광층(64)을 구성하는 유기 분자를 여기하여 여기자가 생긴다. 이 여기자가 방사 실활하는 과정에서 발광층(64)으로부터 빛이 방사되고, 이 빛이 투명한 양극(61)을 거쳐서 외부로 방출되어 유기 EL 소자(60)가 발광한다.

이상의 유기 EL 표시 장치의 표시 화소의 구조를 기초로, 본 발명의 특징을 설명한다. 본 발명의 실시 형태에 있어서, 음극(67)은 알루미늄에 의해 구성된다. 음극을 비저항이 낮은 알루미늄에 의해 구성함으로써, 음극의 저저항화를 도모할 수 있다.

또한, 전자 수송층(65)과 음극(67) 사이에 불화 리튬층을 설치한다. 이렇게 함으로써, 음극(67)으로부터의 전자 수송층(65)으로의 전자 주입 효율이 개선되어 소자 수명이 개선된다.

또한, 음극(67)을 형성하는 알루미늄은 순도가 높은 것을 이용한다. 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다. 또한, 불화 리튬층 및 음극(67)은 1 × 10^－4Pa 이하의 감압하에서 증착에 의해 성막한다. 이와 같은 처리에 의해, 불화 리튬층 및 음극(67) 속의 불순물을 저감할 수 있다. 그로 인해, 이들의 경계면에 불순물이 편석하지 않아, 소자 열화를 방지할 수 있다. 또한, 전자 수송층(65)이나 발광층(63) 등으로의 불순물의 영향을 저지할 수 있어, 이 관점에서도 소자 열화를 방지할 수 있다. 불화 리튬층 및 음극(67) 증착시의 감압은 크라이오 펌프를 이용하여 행한다. 크라이오 펌프를 이용함으로써, 탄소 등의 불순물을 저감할 수 있다.

또한, 특히 음극(67)은 이 감압하에서 알루미늄을 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 상온에서 증착시킴으로써 형성한다. 이와 같은 상온에서 증착함으로써, 알루미늄의 면방위를 안정된 (111)로 할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 감압하에서 증착하므로 불순물의 존재에 의한 면방위의 혼란도 방지할 수 있고, 면방위가 대략 균일한 알루미늄으로 이루어지는 음극(67)을 형성할 수 있다. 상온에서 증착함으로써 기판에 부착된 불순물의 확산을 억제할 수 있어, 이들의 불순물이 발광 소자층(66)과 음극(67)의 경계면 등에 석출하는 것을 억제할 수 있다는 효과도 발휘한다.

음극(67) 형성 후에 50 ℃ 내지 100 ℃에서 가열 처리를 행한다. 이에 의해, 또한 수분 등의 불순물을 제거할 수 있어 유기 EL 소자(60)를 안정화시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 음극(67)은 각 표시 화소의 발광 소자층(66)에 공통적으로 형성되므로, 전류 밀도가 낮아져 일렉트로 마이그레이션을 방지할 수도 있다.

[실시예]

이하에, 음극(67)을 형성하는 실시예를 설명한다.

전자 수송층(65)을 형성한 기판을 챔버에 도입하고, 챔버를 로드락식의 크라이오 펌프에 의해 5 × 10^－5Pa의 감압 분위기로 하였다. 이 감압 분위기하에서 전자 수송층(65) 상에 불화 리튬을 1 ㎚의 두께로 증착하였다. 이 감압 분위기를 유지한 상태에서 불화 리튬막 상에 알루미늄을 30 ℃에서 400 ㎚의 두께로 증착하였다. 알루미늄은 고순도(99.9 ％ 이상)인 것을 이용하였다.

그 후, 기판을 대기에 노출시키는 일 없이 80 ℃에서 60분간 가열하는 열처리를 행하였다. 이것은 음극 형성 후에 건조제와 함께 유기 EL 디스플레이 전체의 음극측을 금속 또는 유리 등으로 밀봉하기 위한 전처리이다.

불화 리튬막의 막두께는 0.5 ㎚ 이상 2 ㎚ 이하로 할 수 있다. 막두께가 0.5 ㎚ 정도일 때, 기판 전체면에 균일한 막을 형성할 수 있어 막두께가 2 ㎚ 정도로부터 직접 터널 전류가 급격하게 감소하기 때문이다. 불화 리튬막을 도입함으로써, 유기 EL로의 인가 전압을 낮게 할 수 있어 홀 수송층 등의 열화가 완화되고 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.

도3은 이상과 같이 하여 형성된 알루미늄층을 X선 회절법에 의해 분석한 결과를 나타낸 도면이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 면방위 (111)를 나타내는 2θ ＝ 38.44의 위치에 피크(3)가 나타난다. 다른 피크와의 강도비에서도 92 ％(29946/32496) 이상인 것이 면방위 (111)인 것을 알 수 있다. 또한, 도면 중 2θ ＝ 82.40의 위치의 피크(6)는 면방위 (111)의 알루미늄이 존재하는 경우에 부수적으로 생기는 면방위 (222)의 알루미늄을 나타내는 것이다. 따라서, 피크(3) 및 피크(6)와 다른 피크와의 강도비로부터 95 ％(31098/32496) 이상인 것이 면방위 (111)이라는 것이 시사된다. 또한, 다른 피크(1, 2, 4 및 5)는 매우 미량으로, 다른 면방위의 알루미늄을 나타내는 것은 아니며, 불순물을 나타내는 것이라 생각된다. 이상의 결과로부터, 대략 100 ％인 것이 면방위 (111)이라 할 수 있다.

도4는 이상과 같이 하여 형성한 광학 소자의 산소 함유량을 측정한 결과를 나타낸 도면이다. 산소 농도는 SIMS(2차 이온 질량 분석법)에 의해 측정하였다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 알루미늄층 속의 산소 함유량은 대개 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하였다. 표면 부근에서는 측정 중인 대기의 영향에 의해 1 × 10²¹atoms/㎤로 되어 있지만, 표면으로부터 깊이 0.1 ㎛ 정도에서는 산소 함유량은 1 × 10²⁰atoms/㎤가 되고, 발광층과의 경계면 근방의 깊이 0.25 ㎛ 이상에서는 산소함유량은 약 1 × 10¹⁹atoms/㎤로 되어 있다.

도5는 음극 중의 산소 함유량과 녹색(G)의 휘도 반감 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 음극에 있어서의 산소 함유량이 1 × 10²⁰atoms/㎤보다 많아지면, 휘도 반감 시간이 극단적으로 짧아진다.

이상에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 구성된 음극을 형성할 수 있었다. 또한, 이 음극에 있어서의 산소 함유량은 적어도 발광 소자층과의 경계면 근방에 있어서, 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하였다. 이들의 결과로부터, 본 실시예에서 형성된 음극에 따르면, 유기 EL 소자의 수명을 길게 할 수 있어 휘도의 불규칙함을 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 발광 소자의 휘도의 불규칙함을 억제할 수 있다.

Claims

기판 상부에, 적어도 양극, 발광 소자층 및 음극이 형성된 광학 소자이며,

상기 음극은 면방위가 대략 균일한 알루미늄에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 광학 소자.
제1항에 있어서, 상기 면방위가 (111)인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알루미늄은 음극 중 적어도 발광 소자층과의 경계면 근방에 있어서, 산소 함유량이 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
기판 상부에, 적어도 양극, 발광 소자층 및 음극이 형성된 광학 소자이며,

상기 음극은 적어도 발광 소자층과의 경계면 근방에 있어서, 산소 함유량이 1 × 10²⁰atoms/㎤ 이하인 알루미늄에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 광학 소자.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자층과 상기 음극 사이에 상기 음극에 접촉하여 설치된 불화 리튬층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
적어도 양극 및 발광 소자층이 형성된 기판의 상방에 1 × 10^－4Pa 이하의 감압 분위기하에서 알루미늄을 증착함으로써 음극을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 증착은 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하에서 행하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 감압 분위기하에서 상기 발광 소자층의 상방에 불화 리튬층을 형성하는 공정을 더 갖고,

상기 기판을 상기 감압 분위기하에서 취출하는 일 없이, 상기 음극을 상기 불화 리튬층 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.