JP4241003B2

JP4241003B2 - 有機電界発光素子用電極基板および有機ｅｌ発光装置

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Publication number: JP4241003B2
Application number: JP2002323388A
Authority: JP
Inventors: 一吉井上
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004158315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
有機電界発光素子用の電極基板およびその電極基板を用いた有機ＥＬ発光装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、２個の電極間に有機発光層を挟持した構造を有する有機ＥＬ素子が以下に示す理由等から鋭意研究開発され、開発の対象とされている。
【０００３】
（１）完全固体素子であるため、取り扱いや製造が容易である。
（２）自己発光が可能であるため、発光部材を必要としない。
（３）視認性に優れているため、ディスプレイに好適である。
（４）フルカラー化が容易である。
しかしながら、有機発光層は、有機物であり、一般に電子や正孔を輸送しにくいため劣化しやすく、長期間使用すると、リーク電流が生じやすいという問題が見られた。
【０００４】
例えば、後述する特許文献１には、陽極の仕事関数と正孔輸送層のイオン化エネルギーとの間のエネルギー差を小さくし、長寿命化を図ることを目的として、陽極に、酸化錫インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）よりも仕事関数が大きく、かつ、導電性の金属酸化物材料を用いることが特許文献１に記載されている。このような導電性金属酸化物としては、例えば、ＲｕＯx 、ＭｏＯ₃ 、Ｖ₂Ｏ₅が記載されており、これらの金属酸化物を用いた有機ＥＬ素子が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、同特許公報において、光透過率（％）を向上させるために、これらの導電性の金属酸化物材料から成る薄膜とＩＴＯとを積層した２層構造の陽極が提案されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、透明電極に接続して金属線を配設し、透明電極の抵抗を減少させた有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００７】
また、下記特許文献３には、同様に透明電極の上に仕事関数の小さな金属を配設し、透明電極の抵抗を減少させた有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００８】
また、下記特許文献４には、ＥＬ素子において補助金属膜を用いている例が開示されている。補助金属膜上に特別に絶縁膜を配置し、絶縁破壊を防止している。
【０００９】
また、下記特許文献５には、長期間の使用を可能にすべく、電極と有機発光層との間に、絶縁性薄膜層を備えた有機ＥＬ素子が開示されている。この特許文献５に開示された有機ＥＬ素子は、具体的には、陽極層と有機発光層との間、あるいは陰極層と有機発光層との間に、窒化アルミニウムや窒化タンタル等から成る絶縁性薄膜層を備えた構成を採用している。
【００１０】
また、下記特許文献６には、ｍ−ＭＴＤＡＴＡやテトラアリールジアミン誘導体等を使用することのない低コストの有機ＥＬ素子を提供することを目的として、電極と有機発光層との間に、ＮｉＯにＩｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＳｎＯ₂又は、Ｂ，Ｐ，Ｃ，Ｎ，Ｏの少なくとも一つを添加した無機材料層、あるいはＮｉ1-x Ｏ（０．０５≦ｘ≦０．５）よりなる無機材料層を形成した有機ＥＬ素子が開示されている。
【００１１】
また、下記特許文献７には、ＩＴＯ表面をフッ素化して仕事関数６．２ｅＶのＩＴＯを得る例が示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特許２８２４４１１号公報
【特許文献２】
特開平４−８２１９７号公報
【特許文献３】
特開平５−３０７９９７号公報
【特許文献４】
特公平５−７６１５５号公報
【特許文献５】
特開平８−２８８０６９号公報
【特許文献６】
特開平９−２６００６３号公報
【特許文献７】
特開２０００−２７７２５６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された有機ＥＬ素子は、ＲｕＯｘ、ＭｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５等の金属酸化物材料を使用しても、正孔の移動性や耐久性がいまだ不充分であると考えられる。また、ＲｕＯx 、ＭｏＯ₃、Ｖ₂Ｏ₅等の金属酸化物材料は、光吸収係数の値が２７０００ｃｍ^-1以上と大きく、激しく着色していた。したがって、これらの金属酸化物材料からなる陽極層は、可視光域における光透過率（％）が、例えばＩＴＯの約１／９〜１／５というように極端に低く、そのため発光効率が低くなり、外部に取り出せる光量が少ないという問題が見られた。また、これらの金属酸化物材料からなる薄膜とＩＴＯとを積層した２層構造の陽極であっても、光透過率（％）はＩＴＯの約１／２程度であり、依然値が低くて、実用的でないという問題が見られた。
【００１３】
また、この２層構造の陽極層を構成する場合、ＩＴＯや金属酸化物薄膜の厚さを所定範囲内の値にそれぞれ制限しなければならず、製造上の制約が大きいという問題も見られた。
【００１４】
また、仕事関数はＩＴＯより大きくなるものの、その抵抗値はＩＴＯと同等かもしくは大きくなり、実用上問題があった。
【００１５】
また、上記特許文献２に開示された有機ＥＬ素子は、絶縁性薄膜層に窒化アルミニウムや窒化タンタル等を使用しているため、この部分で電圧のロスがあり、結果として駆動電圧が高くなりやすいという問題が見られた。
【００１６】
また、上記特許文献２および上記特許文献３に開示された有機ＥＬ素子においては、補助として用いる金属線が形成する段差によって対向電極が断線し、表示欠陥を生じやすいという問題があった。また金属配線から有機ＥＬ素子の有機層、例えば正孔注入層に微小な電荷の注入が行われるため、いわゆるクロストークの原因となりやすいという問題があった。
【００１７】
また、上記特許文献４に開示された無機ＥＬ素子においても、補助金属膜および絶縁膜の膜厚から段差を生じ、対向電極が断線しやすいという問題があった。
【００１８】
また、上記特許文献７に開示された方法では、ＩＴＯ表面をフッ素化しており、仕事関数は６．２ｅＶまで向上するが、表面が絶縁膜化してしまうので、仕事関数向上の効果が出なくなるなどの問題がある。
【００１９】
また、上記文献７に開示されたＩＴＯの場合では、エッチング後の電極端部には凹凸が発生し、そのために、陽極、陰極間でリーク電流が流れ、発光輝度が低下したり、発光しなくなったりする問題があった。
【００２０】
上記問題について、本願発明者らが鋭意検討したところ、有機ＥＬ素子の電極層に特定の金属酸の補助配線を具備し、全面に仕事関数が５．６ｅＶ以上、固有抵抗が１０Ωｃｍ以上の表面層を有する多層膜を組み合わせて使用することにより、透明性や耐久性に優れ、しかも、低電圧（例えば、直流５Ｖ以下）の印加であっても優れた発光輝度が得られることを見いだされた。
【００２１】
すなわち、本発明は、特定の金属補助配線と表面薄膜層の組み合わせからなる電極層を備えたことにより、電極抵抗が著しく小さく、透明性や耐久性に優れるとともに、駆動電圧が低く、しかも対向電極の断線や、リーク電流によるクロストークのない発光輝度が高い有機ＥＬ素子およびそのような有機ＥＬ素子が効率的に得られる有機ＥＬ素子用の基板および有機ＥＬ素子用の製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
１．本発明は、上記有機電界発光層を駆動する電極と、酸化インジウムを含む透明導電薄膜と、金属細線と、金属酸化物の薄膜層とをこの順で基材上に積層した有機電界発光素子用基板であって、上記金属酸化物の薄膜層が５．６ｅＶより大きい仕事関数、および１０Ｅ＋４Ωｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする。
【００２３】
仕事関数が５．６ｅＶ以上であれば、有機物への正孔注入効率が良く、発光輝度が向上し、寿命が伸びるからである。仕事関数は、好ましくは５．８ｅＶ以上、より好ましくは６．０以上である。
【００２４】
また、上記金属酸化物の薄膜層の厚みは１〜１００ｎｍであり、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜２０ｎｍである。薄膜層の厚みが１ｎｍ以下では、薄膜層の効果が出ない場合があり、薄膜層の厚みが１００ｎｍ以上では、薄膜層の陽極間抵抗が小さくなり、クロストークの原因になる場合がある。
【００２５】
薄膜層が電極基板を覆う部分は、ディスプレイ部分および／又は配線部分であり、外部との電極取り出し部は、覆っても良いし、覆わなくても良い。
【００２６】
２．本発明は、上記有機電界発光層を駆動する電極と、金属細線と、酸化インジウムを含む透明導電薄膜と、金属酸化物の薄膜層とをこの順で基材上に積層した有機電界発光素子用基板であって、上記金属酸化物の薄膜層が５．６ｅＶより大きい仕事関数、および１０Ｅ＋４Ωｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明は、上記請求項１に記載された発明の構成の順番を入れ替えたものである。すなわち、酸化インジウムを含む透明導電薄膜と、金属細線との積層する順番を入れ替えたものである。このような構成でも発明の作用・効果は上記１と同様である。
【００２８】
３．本発明は、上記金属酸化物の薄膜層の仕事関数が、１０Ｅ＋４Ωｃｍ〜１０Ｅ＋８Ωｃｍであることを特徴とする。
【００２９】
比抵抗が１０Ｅ＋４Ωｃｍ以下では、陽極間の抵抗が小さくなり、クロストークの原因となるからである。また、比抵抗が１０Ｅ＋８Ωｃｍ以上では、抵抗が大きくなりすぎて、正孔注入効率が低下する場合があるからである。
【００３０】
４．本発明は、上記金属酸化物層の薄膜層の仕事関数が、５．８ｅＶ以上であることを特徴とする。
【００３１】
前述したように、仕事関数は、好ましくは５．８ｅＶ以上、より好ましくは６．０以上である。
【００３２】
５．本発明は、上記金属酸化物が酸化亜鉛又は酸化スズの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００３３】
酸化インジウム＋酸化スズ系を主成分とする場合には、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）＝０．６〜０．９８ａｔ％とすることが好ましい。より好ましくは０．７５〜０．９５ａｔ％である。
【００３４】
酸化インジウム＋酸化亜鉛＋酸化スズ系の場合には、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ＋Ｓｎ）＝０．６〜０．９８ａｔ％が好ましい。より好ましくは、０．７５〜０．９５ａｔ％である。ここで、ａｔ％とは、原子％を意味する。
【００３５】
６．本発明は、上記金属酸化物が少なくとも１種のランタノイド系酸化物を含むことを特徴とする。
【００３６】
ランタノイド系金属酸化物の含有量は、全体の金属原子に対して５〜５０ａｔ％であり、好ましくは１０〜４０ａｔ％である。さらに好ましくは１０〜３０ａｔ％である。ランタノイド系金属酸化物の含有量が５ａｔ％未満では、抵抗が低くなる場合があり、仕事関数が低下する場合があるためである。また、ランタノイド系金属酸化物の含有量が５０ａｔ％超では、絶縁膜化する場合があり、仕事関数も低下する場合があるからである。ここで、ａｔ％とは、原子％を意味する。
【００３７】
このように金属酸化物として、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズを含み、ランタノイド系金属酸化物を含有していることが望ましい。
【００３８】
７．本発明は、上記ランタノイド系金属酸化物が、酸化セリウム、酸化プラセオジウム、酸化ネオジウム、酸化サマリウム、酸化テルビウムからなる群から選択される酸化物であることを特徴とする。
８．本発明は、上記金属細線が、Ａｇ、ＡｌおよびＣｕからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００３９】
金属細線は、１０μΩｃｍ未満の比抵抗を有する金属であることが望ましく、特にＡｇ、Ａｌ、Ｃｕを使用することが望ましい。
【００４０】
９．本発明は、上記金属細線が、仕事関数が５．０ｅＶ以上である金属を含むことを特徴とする。
【００４１】
金属細線が主成分とするＡｇ、Ａｌ、Ｃｕの安定化のために、仕事関数５．０ｅＶ以上の金属を添加することが望ましい。
【００４２】
１０．本発明は、上記仕事関数５．０ｅＶ以上の金属が、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｐｔからなる群より選択した１種又は２種以上の金属であることを特徴とする。
【００４３】
このように、仕事関数５．０ｅＶ以上の金属として、Ａｕ、Ｉｒ，Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｐｔを使用するのが望ましい。なお、上記金属細線の性能に悪影響を与えない範囲で、上記以外の金属を添加することも好ましい。例えば、Ｍｏ、Ｚｒ、等の金属である。
【００４４】
また、これらの金属のエッチング液は、特に制限はないが、下部の透明導電薄膜にダメージを与えないエッチング液を選択するのが望ましい。例えば、燐酸−酢酸―硝酸の混酸である。なお、この混酸に、スルホン酸、ポリスルホン酸等を添加することも可能である。
【００４５】
また、この金属細線から成る金属層は単層である必要はなく、他の金属により金属層がサンドイッチされていても良い。他の金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｚｎ等の金属が挙げられる。
【００４６】
また、金属細線が、他の金属によりサンドイッチされている具体例としては、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ｃｒ／Ａｌ／Ｃｒ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｉｎ／Ａｌ／Ｉｎ、Ｚｎ／Ａｌ／Ｚｎ、Ｔｉ／Ａｇ／Ｔｉ等が挙げられる。
【００４７】
１１．本発明は、請求項１〜１０に記載の有機電界発光素子用電極基板、陰極層および有機電界発光層からなる有機ＥＬ発光装置であることを特徴とする。
【００４８】
ここで、有機ＥＬ発光装置は、上記有機電界発光素子用電極基板と同様の作用効果を奏する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５０】
【実施例１】
（１）有機ＥＬ素子用基板の製造準備（ターゲットの作成）
酸化インジウムと酸化スズとの粉末（平均粒子径１μｍ以下）を、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）のモル比が０．１になるように、湿式ボールミル容器内に収容し、７２時間にわたって混合粉砕した。次に、上記手段により得られた粉砕物を造粒してから、直径４インチ、厚さ５ｍｍの寸法にプレス成形した。これを焼成炉に収容した後、１５００℃の温度で、３６時間加熱焼成し、陽極層用のターゲットを作成し、このターゲットをＩＴＯターゲットと呼ぶ。
【００５１】
酸化インジウムと酸化亜鉛との粉末（平均粒子径１μｍ以下）を、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）のモル比が０．１５になるように、湿式ボールミル容器内に収容し、７２時間にわたって混合粉砕した。次に、上記手段により得られた粉砕物を造粒してから、直径４インチ、厚さ５ｍｍの寸法にプレス成形した。これを焼成炉に収容した後、１４００℃の温度で、３６時間加熱焼成し、陽極層用のターゲットを作成し、このターゲットをＩＺＯターゲットと呼ぶ。
【００５２】
また、酸化インジウムと酸化セリウムとの粉末（平均粒子径１μｍ以下）を、Ｃｅ／（Ｉｎ＋Ｃｅ）のモル比が０．１８になるように、湿式ボールミル容器内に収容し、７２時間にわたって混合粉砕した。次に、上記手段により得られた粉砕物を造粒してから、直径４インチ、厚さ５ｍｍの寸法にプレス成形した。これを焼成炉に収容した後、１４００℃の温度で、３６時間加熱焼成し、陽極層用のターゲットを作成し、このターゲットをターゲット１と呼ぶ。
【００５３】
次に、ＡｇにＣｕを０．７ｗｔ％、Ａｕを０．８ｗｔ％添加した金属ターゲットを作成し、このターゲットをＡＣＡターゲットと呼ぶ。
【００５４】
また、ＡｇにＰｄを０．５ｗｔ％、Ｃｕを１．０ｗｔ％添加した金属ターゲットを作成し、このターゲットをＡＰＣターゲットと呼ぶ。
【００５５】
また、ＡｌにＰｔを０．５ｗｔ％添加した金属ターゲットを作成し、このターゲットをＡｌターゲットと呼ぶ。
【００５６】
（２）有機ＥＬ素子用基板の製造
次に、有機ＥＬ素子用基板の製造について説明する。この様子が図１に示されている。
【００５７】
高周波スパッタリング装置にて、真空槽内に厚さ１．１ｍｍ、縦２５ｍｍ、横７５ｍｍの透明なガラス基板および、得られた陽極装用のＩＴＯターゲット、陽極装用のターゲット１および、金属ターゲットであるＡｌターゲットを配置し、高周波スパッタリング装置を稼働して、到達真空度５×１０^−４Ｐａまで減圧した状態で、アルゴンガスに酸素ガスを４％混入したガスを封入する。図１（１）はガラス基板１０を示しおり、請求の範囲における「基材」の一例に相当する。なお、基材の上に電極を設けたものを「電極基板」と呼ぶ。
【００５８】
当該雰囲気中において、真空度を３×１０^−１Ｐａ、基板温度室温、投入電力１００Ｗ、成膜時間１４分の条件で、ＩＴＯターゲットを用いてスパッタリングし、厚さ１１０ｎｍのＩＴＯ膜をアルゴンガス中で形成した。この様子が図１（２）に示されている。
【００５９】
次に、Ａｌターゲットを用いて厚さ１２０ｎｍのＡｌ薄膜をアルゴンガス中で形成した。なお、基板温度は１００℃である。この様子が図１（３）に示されている。
【００６０】
続いて、硝酸―燐酸―酢酸水溶液にて、Ａｌ薄膜をエッチングして、２０μｍ幅のＡｌ細線を形成した。この様子が図１（４）に示されている。また、このＡｌ細線が請求の範囲における「補助配線として金属よりなる細線」の一例に該当する。
【００６１】
その後、この基板のＩＴＯターゲットで成膜したＩＴＯ膜をＡｌ細線がＩＴＯターゲットで作成したＩＴＯ電極がサイドに少なくとも１本含まれる配置となるとようなパターンとするべく、蓚酸水溶液にてエッチングした。この様子が図１（５）に示されている。このようにパターニングを行って作成した電極をパターニング電極と呼ぶ。
【００６２】
なお、ＩＴＯターゲットで成膜したＩＴＯ膜の幅は９０μｍにするのが好ましい。
【００６３】
次に、この基板と何も成膜していない基板を真空槽内に戻し、ターゲット１により金属酸化物の薄膜２０ｎｍを基板温度２００℃にて、電極取り出し部を除いて全面に形成した。この様子が図１（６）に示されている。また、この有機ＥＬ素子用基板が請求の範囲における有機電界発光素子用電極基板の一例に相当する。
【００６４】
次に、この基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、さらに、Ｎ_２（窒素ガス）雰囲気中で乾燥させた後、ＵＶ（紫外線）およびオゾンを用いて１０分間洗浄した。
【００６５】
（３）測定結果
基板のＵＶ洗浄後における陽極層の仕事関数の値をＡＣ−１（理研計器社製）を用いて測定したところ、６．１８ｅＶ（洗浄後）であった。また、陽極層を形成した基板の光透過率（波長５５０ｎｍ）を測定したところ、８８％であった。上記パターニング電極（電極幅：９０μｍ、電極長さ：１００ｍｍ）抵抗を２端針法で測定したところ２．５ｋΩであった。また、ターゲット１からのみ成膜した金属酸化物の薄膜層の比抵抗は、１０Ｅ＋５Ωｃｍであった。
【００６６】
なお、測定結果については、表１中に示されている。
【００６７】
（４）有機ＥＬ素子の形成
真空蒸着装置における真空槽の基板ホルダに上記「基板」を装着し、次いで、真空槽内を、１×１０^−６Ｔｏｒｒ以下の真空度になるまで減圧した後、基板の陽極層上に、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層および陰極層を順次積層して有機ＥＬ素子を得た。この様子が図４に示されている。
【００６８】
なお、このとき、有機発光層の形成から陰極層の形成までの間は、一度も真空状態を破ることなく、同一真空条件であった。
【００６９】
ここで、有機ＥＬ素子は請求の範囲の有機ＥＬ発光装置の一例に相当する。
まず正孔輸送材料としてＴＢＤＢを６０ｎｍ真空蒸着した。次に発光層としてＤＰＶＤＰＡＮとＤ１を真空下で４０ｎｍ共蒸着した。この時のＤＰＶＤＰＡＮの蒸着速度は４０ｎｍ／ｓであり、Ｄ１の蒸着速度は１ｎｍ／ｓであった。
【００７０】
次に、電子注入層としてＡｌｑを２０ｎｍ真空蒸着した。最後に、ＡｌおよびＬｉを真空蒸着し、電子注入層上に陰極層を形成し、有機ＥＬ素子とした。
【００７１】
この時のＡｌの蒸着速度は１ｎｍ／ｓであり、Ｌｉの蒸着速度は０．０１ｎｍ／ｓであり、Ａｌ／Ｌｉの膜厚は２００ｎｍであった。
【００７２】
なお、これらについては、表１中に示されている。また、ＴＢＤＢ、ＤＰＶＤＰＡＮ、、Ｄ１、Ａｌｑの化学式が図５に示されている。
【００７３】
（５）有機ＥＬ素子の評価
得られた有機ＥＬ素子における陰極層をマイナス（−）電極、陽極層をプラス（＋）電極として、両電極間に４．３Ｖの直流電圧を印加した。
【００７４】
このときの電流密度は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１６３ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）であった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００７５】
なお、実施例１の結果が表１中に示されている。
【００７６】
【表１】

なお、本実施例１では、ガラス基板を用いたが、「基材」としては、ガラス基板、プラスティク基板、シリコンウエハ又はカラーフィルター色変換基板等を用いても良い。
【実施例１の２】
実施例１の変形例として、酸化インジウムを主成分とする透明導電薄膜と、補助配線として金属よりなる細線との積層する順番を入れ替えても好ましい。このような構成でも発明の作用・効果は上記実施例１と同様である。なお、積層の順番を入れ替えた構成の断面図が図３に示されている。
【００７７】
【実施例２】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット２を用いた。ターゲット２を用いた他は、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子を作成した。
【００７８】
ターゲット２は酸化インジウムと、酸化スズと、酸化セリウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．９であり、スズのモル比（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．１であり、かつ、金属全体におけるセリウムのモル比（Ｃｅ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｃｅ））は０．１６である。
【００７９】
なお、陽極層の仕事関数の値は、６．０５ｅＶであった。電極抵抗は、２．４ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．２Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１５８ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００８０】
なお、実施例２の結果も表１中に示されている。
【００８１】
【実施例３】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット３を用いた。ターゲット３を用いた他は、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子を作成した。
【００８２】
ターゲット３は酸化インジウムと、酸化亜鉛と、酸化セリウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ））は０．９であり、亜鉛（Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ））のモル比は０．１であり、かつ、金属全体におけるセリウムのモル比（Ｃｅ／（Ｉｎ＋Ｚｎ＋Ｃｅ））は０．１５である。
【００８３】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．９５ｅＶであった。電極抵抗は、２．６ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．６Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１６３ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００８４】
なお、実施例３の結果も表１中に示されている。
【００８５】
【実施例４】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット４を用いた。また、金属ターゲットとしてはＡｌターゲットの代わりに、ＡＰＣターゲットを用いた。その他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８６】
ターゲット４は酸化インジウムと、酸化スズと、酸化サマリウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ））は０．９であり、スズ（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））のモル比は０．１であり、かつ、金属全体におけるサマリウムのモル比（Ｓｍ／（Ｉｎ＋Ｚｎ＋Ｓｍ））は０．１８である。
【００８７】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．９０ｅＶであった。また、電極抵抗は、２．３ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．４Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１５８ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００８８】
なお、実施例４の結果も表１中に示されている。
【００８９】
【表２】

【実施例５】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット５を用いた。また、金属ターゲットとしてはＡｌターゲットの代わりに、ＡＣＡターゲットを用いた。その他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００９０】
ターゲット５は酸化インジウムと、酸化スズと、酸化プラセオジウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．９であり、スズのモル比（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．１であり、かつ、金属全体におけるプラセオジウムのモル比（Ｐｒ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｐｒ））は０．２０である。
【００９１】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．８４ｅＶであった。また、電極抵抗は、２．６ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．５Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１６６ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００９２】
なお、実施例５の結果は表２中に示されている。
【００９３】
【実施例６】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット６を用いた。また、金属ターゲットとしてはＡｌターゲットの代わりに、ＡＰＣターゲットを用いた。その他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００９４】
ターゲット６は酸化インジウムと、酸化スズと、酸化ネオジウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．９であり、スズのモル比（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．１であり、かつ、金属全体におけるＮｄのモル比（Ｎｄ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｎｄ））は０．１５である。
【００９５】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．８２ｅＶであった。また、電極抵抗は、２．７ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．５Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１６５ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【００９６】
なお、実施例６の結果も表２中に示されている。
【００９７】
【実施例７】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、以下に示すターゲット７を用いた。また、金属ターゲットとしてはＡｌターゲットの代わりに、ＡＣＡターゲットを用いた。その他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００９８】
ターゲット７は酸化インジウムと、酸化スズと、酸化テルビウムとから組成されている。また、インジウムのモル比（Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．９であり、スズのモル比（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ））は０．１であり、金属全体におけるテルビウムのモル比（Ｔｂ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｔｂ））は０．１６である。
【００９９】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．９５ｅＶであった。また、電極抵抗は、２．６ｋΩであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に４．６Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は１６１ｎｉｔであった。また、発光色は青色であることを確認した。さらに、耐久性評価として、１０ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動したところ、１０００時間以上経過後にも、特にリーク電流の発生は見られなかった。
【０１００】
なお、実施例７の結果も表２中に示されている。
【０１０１】
【比較例１】
実施例１におけるターゲット１の代わりに、ＩＺＯターゲットを用い、金属ターゲットにＡｌターゲットを用いたほかは、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子を作成した。
【０１０２】
なお、陽極層の仕事関数の値は、５．２５ｅＶであった。得られた有機ＥＬ素子に実施例１と同様に、電極間に５．２Ｖの直流電圧を印加したところ、電流密度の値は２．０ｍＡ／ｃｍ^２であった。また、発光色は青色であることを確認した。但し、陽電極間に電流が流れ単一画素での発光はできず、単純マトリックス駆動は不可能であった。
【０１０３】
なお、比較例１の結果も表２中に示されている。
【０１０４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の有機電界発光素子用電極基板を用いて有機ＥＬ発光装置を構成すれば、特定の無機化合物からなる陽極層等を備えることにより、透明性や耐久性に優れ、駆動電圧が低くとも、高い発光輝度が得られる有機ＥＬ発光装置を提供することができるようになった。また、特定の無機化合物からなる陽極層等は、優れたエッチング特性を有していることも確認された。
【０１０５】
また、本発明の有機ＥＬ発光装置によれば、上述した透明性や耐久性に優れ、駆動電圧が低くとも、高い発光輝度が得られる有機ＥＬ発光装置を効率的に提供することができるようになった。
【０１０６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における電極基板の製造過程の一連の断面図である。
【図２】本実施の形態における電極基板の断面図である。
【図３】本実施の形態における他の形式の電極基板の断面図である。
【図４】本実施の形態における有機ＥＬ素子の断面図である。
【図５】各種物質の化学式を表した図である。
【符号の説明】
１０ガラス基板
１２透明導電薄膜層
１４金属層
１６金属細線
１８金属酸化物の薄膜層
２０正孔輸送層
２２有機発光層
２４電子注入層
２６陰極層
３０有機ＥＬ素子

Claims

酸化インジウムを含む透明導電薄膜と金属細線とをこの順に積層して構成された電極であって、有機電界発光層を駆動する電極と、
スパッタリングによって形成された金属酸化物の薄膜層と、
をこの順で基材上に積層した有機電界発光素子用基板であって、
前記金属酸化物の薄膜層が少なくとも１種のランタノイド系酸化物を含み、
前記金属酸化物の薄膜層が５．６ｅＶより大きい仕事関数、および１０Ｅ＋４Ωｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする有機電界発光素子用電極基板。
｛金属細線｝と｛酸化インジウムを含む透明導電薄膜｝とをこの順で積層して構成された電極であって、有機電界発光層を駆動する電極と、
スパッタリングによって形成された金属酸化物の薄膜層と、
をこの順で基材上に積層した有機電界発光素子用基板であって、
前記金属酸化物の薄膜層が少なくとも１種のランタノイド系酸化物を含み、
前記金属酸化物の薄膜層が５．６ｅＶより大きい仕事関数、および１０Ｅ＋４Ωｃｍ以上の比抵抗を有することを特徴とする有機電界発光素子用電極基板。
前記金属酸化物の薄膜層の比抵抗が、１０Ｅ＋４Ωｃｍ〜１０Ｅ＋８Ωｃｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記金属酸化物の薄膜層の仕事関数が、５．８ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記金属酸化物が酸化亜鉛又は酸化スズの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記ランタノイド系金属酸化物が、
酸化セリウム、酸化プラセオジウム、酸化ネオジウム、酸化サマリウム、酸化テルビウムからなる群から選択される酸化物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記金属細線が、Ａｇ、Ａｌ及びＣｕからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記金属細線が、仕事関数が５．０ｅＶ以上である金属を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機電界発光素子用電極基板。
前記仕事関数５．０ｅＶ以上の金属が、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｐｔからなる群より選択した１種又は２種以上の金属であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子用電極基板。
請求項１〜９に記載の有機電界発光素子用電極基板、陰極層および有機電界発光層からなる有機ＥＬ発光装置。