JP2001284060A - 透明電極および有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仕事関数を向上させ、長時間高い仕事関数を
有する透明電極を提供する。 【解決手段】 透明基板と、透明基板上に設けられた透
明導電膜からなり、透明導電膜にプラズマ化された酸素
イオンが注入された透明電極を提供する。この酸素イオ
ンの注入は、バケット型イオン源を用いて行われる。ま
た、この透明導電膜の仕事関数は5.5eV以上である。さ
らにまた、透明導電膜の材料は、導電性酸化物からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明電極とそれを
用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、さら
に詳しくは、表面の仕事関数を向上させた透明電極とそ
れを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、有機エレクトロルミネッセンス素
子が注目されている。有機エレクトロルミネッセンス素
子は、面発光を行う、低印加電圧でも高輝度で発光す
る、薄型化や軽量化が可能である、大面積の発光素子の
製造可能性が高い、および発光材料に多様な材料を合成
して使用することができるためにフルカラー表示の実現
可能性が高いという特徴を有する。

【０００３】有機エレクトロルミネッセンス素子は、自
動車、自転車等の方向指示機やテールランプ、パーソナ
ルコンピューター、ファミリーコンピューターなどのデ
ィスプレイ、液晶表示装置のバックライト、玩具用発光
素子、道路工事用夜間表示灯などの用途に用いられるこ
とが予想される。

【０００４】有機エレクトロルミネッセンス素子では、
上記用途への実用化のために、高輝度で発光すること、
および低印加電圧で駆動することが求められている。

【０００５】従来、有機エレクトロルミネッセンス素子
として、陽極／発光層／陰極の構造からなる単層有機エ
レクトロルミネッセンス素子が知られている。この有機
エレクトロルミネッセンス素子は、以下に示す原理に従
って発光する。陰極から電子が発光層に注入される。陽
極から正孔が発光層に注入される。注入された電子と正
孔が発光層内で再結合するときに、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子は発光する。

【０００６】他に、種々の構造を持った有機エレクトロ
ルミネッセンス素子が開発されている。例えば、陽極／
正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極からなる多層積
層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子などが挙げ
られる。ここで、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の各
層は薄膜として形成されている。

【０００７】正孔輸送層は陽極から注入される正孔を発
光層まで輸送するための層である。電子輸送層は陰極か
ら注入される電子を発光層まで輸送するための層であ
る。発光層は正孔輸送層と電子輸送層との間に設けられ
ている。発光層は発光剤を含み、発光層はこの発光剤を
低分子あるいは高分子化合物中に分散させている。この
発光剤は蛍光物質からなり、特に、高い発光量子効率を
有する蛍光物質単体からなることが望ましい。この発光
材は、色素レーザー用の色素、蛍光増白剤、あるいは紫
外線照射により蛍光を示す蛍光物質の中から任意に選択
される。

【０００８】他に、多層積層構造であって、正孔阻止
層、電子注入層、正孔注入層のうち少なくとも１層を含
む有機エレクトロルミネッセンス素子が従来知られてい
る。

【０００９】特開平３−１３７１８６号公報には、陽極
／正孔注入輸送層／発光層／正孔阻止層／陰極からなる
多層積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が開
示されている。正孔阻止層は、発光層と陰極との間に設
けられる。有機エレクトロルミネッセンス素子が正孔阻
止層を含まない場合、発光層内で発光に寄与することの
ない正孔は、発光層を通過して陰極に至る。正孔阻止層
は、発光に寄与しない正孔を発光層内に閉じ込める。こ
の結果、正孔阻止層を含む有機エレクトロルミネッセン
ス素子は、発光に寄与する正孔を発光層内に多く閉じ込
めることを可能にし、発光層で高い発光効率を得る。

【００１０】電子注入層は、発光層と陰極の間あるいは
正孔阻止層と陰極の間に設けられる。電子注入層は、陰
極から発光層への電子の注入を容易にする。正孔注入層
は、発光層と陽極の間に設けられる。正孔注入層は陽極
から発光層への正孔の注入を容易にする。

【００１１】さて、陽極から発光層へ正孔注入効率を向
上させるためには、ＩＴＯ膜表面の仕事関数は高いほう
が望ましい。

【００１２】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子
は、陽極に透明な絶縁基板上に設けられているＩＴＯ
（酸化錫インジウム）膜を用いることが多い。従来用い
られているＩＴＯ膜表面の仕事関数は4.6〜4.8eVであ
る。

【００１３】ＩＴＯ膜表面の仕事関数を高める従来技術
が特開平８−１６７４７９号公報に開示されている。こ
の従来技術によると、まず、スパッタ法、電子ビーム蒸
着法、プラズマＣＶＤ法などによって、ＩＴＯ薄膜は非
晶質に近い形で絶縁基板上に形成される。次に、このＩ
ＴＯ薄膜は減圧下または非酸化雰囲気下100〜150℃でア
ニールされる。その後、このＩＴＯ薄膜は酸化性雰囲気
下100〜500℃でアニールされる、またはプラズマ照射さ
れる。上記処理後のＩＴＯ薄膜は、仕事関数を5.1〜6.0
eVに高められる。

【００１４】上記処理後のＩＴＯ薄膜は、時間の経過と
共に仕事関数が急激に低下する。このため、このＩＴＯ
薄膜を陽極とする有機エレクトロルミネッセンス素子を
形成する場合、陽極と接する層のイオン化ポテンシャル
が5.5eV以上であるとき、陽極から正孔を注入する際の
注入障壁は高くなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、仕事
関数を向上させた透明電極を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、長時間高い仕事関数
を有する透明電極を提供することにある。

【００１７】本発明のさらに他の目的は、高輝度で低電
圧駆動が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提
供することにある。

【００１８】本発明の別の目的は、電極からの電荷の注
入効率を向上させることが可能な有機エレクトロルミネ
ッセンス素子を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）付きで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうち少なくとも１つ
の技術的事項との一致・対応関係を明白にしているが、
その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術的事項
に限定されることを示すためのものではない。

【００２０】上記の課題を解決するために、本発明によ
ると、透明基板（１）と、透明基板（１）上に設けられ
た透明導電膜（２）からなり、透明導電膜にプラズマ化
された酸素イオンが注入された透明電極を提供する。

【００２１】上記の透明電極において、酸素イオンの注
入は、バケット型イオン源を用いて行われることが可能
である。

【００２２】上記の透明電極において、透明導電膜
（１）の仕事関数は5.5eV以上である。

【００２３】上記の透明電極において、透明導電膜
（１）の材料は、導電性酸化物からなる。

【００２４】また、上記の課題を解決するために、本発
明によると、上記の透明電極（２１）と、透明電極（２
１）上に設けられた有機層（２２）と、ここで、有機層
（２２）は発光層（２２）を含み、有機層（２２）上に
設けられた陰極（２３）とからなる有機エレクトロルミ
ネッセンス素子を提供する。

【００２５】上記の有機エレクトロルミネッセンス素子
において、有機層（２２）は、透明電極（２１）上に設
けられた正孔輸送層を含み、正孔輸送層の材料のイオン
化ポテンシャルは5.4eV以上である。

【００２６】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明によると、（ａ）酸素を含む気体からプラズマ化さ
れた酸素イオンを生成するステップと、（ｂ）酸素イオ
ンを取り出して加速させるステップと、（ｃ）透明基板
上に設けられた透明導電膜に、加速させられた酸素イオ
ンを注入するステップとからなるイオン注入方法を提供
する。

【００２７】上記のイオン注入方法において、（ａ）か
ら（ｃ）ステップは、バケット型イオン源を用いて行わ
れることが可能である。

【００２８】上記のイオン注入方法において、透明導電
膜の材料は、導電性酸化物からなる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
おける透明電極、およびその透明電極を使用した有機エ
レクトロルミネッセンス素子を説明する。

【００３０】図１は、本発明における透明電極を示す。
本発明における透明電極は、透明基板１上に設けられた
透明導電膜２から構成される。

【００３１】透明基板１は、ガラスなどの透明な絶縁物
から構成される。

【００３２】透明導電膜２は、酸化錫、酸化インジウ
ム、酸化鉛インジウム（ＩＴＯ）などの導電性酸化物か
らなる。この透明導電膜２には、後述するようにイオン
注入装置を用いて酸素イオンが注入されている。

【００３３】図２は、イオン注入装置を示す。このイオ
ン注入装置はバケット型イオン源である。バケット型イ
オン源は、ガス導入部１１、高周波プラズマ発生装置１
２、引き出し電極１３、加速電極１４、抑制電極１５、
および接地電極１６からなる。また、高周波プラズマ発
生装置１２、引き出し電極１３、加速電極１４、抑制電
極１５、および接地電極１６は、絶縁ガラス１７で覆わ
れている。さらに、図１で示される透明電極は、接地電
極１６下部に離れて配置される。この透明電極は、透明
導電膜２と接地電極１６とが対向するように配置され
る。

【００３４】ガス導入部１１は、高周波プラズマ発生装
置１２へ送られる酸素を含むガスを外部から導入するた
めの部位である。

【００３５】高周波プラズマ発生装置１２は、図示しな
い高周波電源と接続されている。

【００３６】引き出し電極１３は、高周波プラズマ発生
装置１２の下部に離れて設けられている。引き出し電極
１３は、第１の電位１３ａと接続されている。ここで、
第１の電位１３ａは高周波プラズマ発生装置１２下面部
の電位よりも高い。

【００３７】加速電極１４は、引き出し電極１３の下部
に離れて設けられている。加速電極１４は、第２の電位
１４ａと接続されている。ここで、第２の電位１４ａは
第１の電位１３ａよりも高い。

【００３８】抑制電極１５は、加速電極１４の下部に離
れて設けられている。抑制電極１５は、図示しない第３
の電位と接続されている。ここで、第３の電位は第２の
電位１４ａよりも低い。

【００３９】接地電極１６は、抑制電極１５の下部に離
れて設けられている。接地電極１６は、接地電位１６ａ
で接地されている。

【００４０】次に、本発明におけるイオン注入方法を以
下に示す。

【００４１】まず、酸素を含むガスは、外部からガス導
入部１１を介して高周波プラズマ発生装置１２へ送られ
る。次に、高周波プラズマ発生装置１２は、導入された
酸素を含むガスに高周波電圧を印加して酸素プラズマを
発生させる。次に、高周波プラズマ発生装置１２で生成
された酸素プラズマは、高周波プラズマ発生装置１２下
面部と引き出し電極１３との電位差によって、高周波プ
ラズマ発生装置１２から引き出し電極１３へと引き出さ
れる。次に、引き出し電極１３によって引き出された酸
素プラズマは、引き出し電極１３と加速電極１４との電
位差を受けて加速する。次に、加速電極１４で加速され
た酸素プラズマは、加速電極１４と抑制電極１５との電
位差を受けて減速する。最後に、抑制電極１６で減速さ
せられた酸素プラズマは、接地電極１６を通過して透明
導電膜に注入される。

【００４２】図３は、本発明における透明電極を使用し
た有機エレクトロルミネッセンス素子を示す。

【００４３】この有機エレクトロルミネッセンス素子
は、透明電極２１、発光層２２および陰極２３からな
る。発光層２２は透明電極２１上に設けられる。陰極２
３は発光層２２上に設けられる。

【００４４】透明電極２１は、図１に示される、透明基
板１上に設けられた透明導電膜２から構成される。透明
導電膜２は、図２で示されるイオン注入装置によって酸
素プラズマを注入されている。

【００４５】発光層２２は、従来知られた構成、材料か
らなる。また、発光層２２は、従来知られた多層積層構
造からなることも可能である。

【００４６】陰極２３は、従来知られた構成、材料から
なる。

【００４７】次に、本発明における透明電極を使用した
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を示す。

【００４８】透明電極２１は、透明基板１上に透明導電
膜２を形成する工程と、この透明導電膜２に上記に示さ
れるイオン注入装置を用いて酸素プラズマを注入される
工程からなる。

【００４９】発光層２２は、本発明における透明電極上
に従来知られた方法で形成される。陰極２３は、発光層
２２上に従来知られた方法で形成される。

【００５０】次に、本発明における透明電極と、その透
明電極を使用して形成された有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の実施例を以下に示す。

【００５１】実施例１ 透明電極は、陽極として用いられる。透明電極は、市販
のＩＴＯ基板（旭硝子製、20Ω/cm²）に以下に示す処理
を行ったものを使用する。まず、このＩＴＯ基板は、最
初に有機溶剤で洗浄される。洗浄されたＩＴＯ基板は乾
燥後、バケット型イオン源を用いて酸素イオンを注入さ
れる。このイオン注入に用いる酸素イオンは、高周波放
電によって生成された酸素プラズマを用いる。また、こ
の酸素イオン注入は、酸素イオンへの加速電圧5kV、お
よび酸素イオン注入時間15minという条件（条件Ａ）下
で行われる。

【００５２】酸素イオン注入後のＩＴＯ基板は、理研計
器（株）製のフェルミ準位測定装置を用いて仕事関数を
測定される。その測定結果は、仕事関数6eVを示す。

【００５３】次に、そのＩＴＯ基板は、空気中で時間5m
in放置された後、理研計器（株）製のフェルミ準位測定
装置を用いて仕事関数を測定される。その測定結果は、
仕事関数6eVを示す。

【００５４】次に、ポリＮビニルカルバゾール（ＰＶ
Ｋ）6.9mgをジクロロエタン1ml中に溶解した第１の溶液
が作成される。正孔輸送層は、第１の溶液を用いたスピ
ンコート法によって、空気中で時間5min放置されたＩＴ
Ｏ基板上に膜厚50nmで形成される。

【００５５】ここで、形成された正孔輸送層は、理研計
器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオン化ポテン
シャルを測定される。その測定結果はイオン化ポテンシ
ャル5.9eVを示す。

【００５６】次に、電子輸送剤としての２−（４−ビフ
ェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）6.25mg、蛍光物質
としてのクマリン６0.25mg、およびバインダーとしての
ポリスチレン6.25mgをエチルベンゼン1mlに溶解した第
２の溶液が作成される。電子輸送性発光層は、第２の溶
液を使用したスピンコート法によって、正孔輸送層上に
厚さ50nmで形成される。

【００５７】陰極は、陰極材としてＭｇとＡｇを使用し
た共蒸着法によって、電子輸送性発光層上に形成され
る。

【００５８】上記の工程によって形成された有機エレク
トロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度200cd
/m²を示した。

【００５９】実施例２ 実施例２は、酸素イオン注入後空気中に60min放置され
たＩＴＯ基板を有機エレクトロルミネッセンス素子の陽
極に使用する以外、実施例１と同様の工程で有機エレク
トロルミネッセンス素子を形成する。

【００６０】酸素イオン注入後空気中に60min放置され
たＩＴＯ基板は、理研計器（株）製のフェルミ準位測定
装置ＦＡＣ−１を用いて仕事関数を測定される。その測
定結果は、仕事関数5.9eVを示す。

【００６１】また、実施例２の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、印加電圧10V時に輝度190cd/m²を示し
た。

【００６２】実施例３ 実施例３は、透明電極の処理において、酸素イオン注入
時の処理条件が異なること以外は、実施例１と同様の工
程で有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する。実
施例３における酸素イオン注入は、加速電圧20kVおよび
注入時間15minという条件（条件Ｂ）下で行われる。

【００６３】酸素イオン注入後のＩＴＯ基板は、理研計
器（株）製のフェルミ準位測定装置ＦＡＣ−１を用いて
仕事関数を測定される。その測定結果は、仕事関数6.0e
Vを示す。

【００６４】空気中で時間5min放置されたＩＴＯ基板
は、理研計器（株）製のフェルミ準位測定装置ＦＡＣ−
１を用いて仕事関数を測定される。その測定結果は、仕
事関数6.0eVを示す。

【００６５】また、実施例３の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、印加電圧10V時に輝度190cd/m²を示し
た。

【００６６】実施例４ 実施例４は、透明電極の処理において、酸素イオン注入
時の処理条件が異なること以外は、実施例２と同様の工
程で有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する。実
施例４における酸素イオン注入は、上記条件Ｂ下で行わ
れる。

【００６７】酸素イオン注入後のＩＴＯ基板は、理研計
器（株）製のフェルミ準位測定装置ＦＡＣ−１を用いて
仕事関数を測定される。その測定結果は、仕事関数6.0e
Vを示す。

【００６８】空気中で時間5min放置されたＩＴＯ基板
は、理研計器（株）製のフェルミ準位測定装置ＦＡＣ−
１を用いて仕事関数を測定される。その測定結果は、仕
事関数5.9eVを示す。

【００６９】また、実施例３の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、印加電圧10V時に輝度190cd/m²を示し
た。

【００７０】比較例１ 比較例１は、従来技術である。比較例１は、ＩＴＯ基板
の処理以外、実施例１と同様の工程で有機エレクトロル
ミネッセンス素子を形成する。

【００７１】比較例１におけるＩＴＯ基板は、最初に有
機溶剤で洗浄される。洗浄されたＩＴＯ基板は乾燥後、
ＵＶ／オゾン洗浄される。このＵＶ／オゾン洗浄は、ア
イグラフィック社製ＵＶオゾン洗浄装置を用いて洗浄時
間15minで行われる。上記処理の行われたＩＴＯ基板
が、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極に使用さ
れる。

【００７２】ＵＶ／オゾン洗浄後のＩＴＯ基板は、理研
計器（株）製のフェルミ準位測定装置を用いて仕事関数
を測定される。その測定結果は、仕事関数5.2eVを示
す。

【００７３】次に、そのＩＴＯ基板は、空気中で時間5m
in放置された後、理研計器（株）製のフェルミ準位測定
装置ＦＡＣ−１を用いて仕事関数を測定される。その測
定結果は、仕事関数5.2eVを示す。

【００７４】比較例１の有機エレクトロルミネッセンス
素子は、印加電圧10V時に輝度80cd/m²を示した。

【００７５】比較例２ 比較例２は、従来技術である。比較例２は、ＵＶ／オゾ
ン洗浄後空気中に60min放置されたＩＴＯ基板を有機エ
レクトロルミネッセンス素子の陽極に使用する以外、比
較例１と同様の工程で有機エレクトロルミネッセンス素
子を形成する。

【００７６】ＵＶ／オゾン洗浄後空気中に60min放置さ
れたＩＴＯ基板は、理研計器（株）製のフェルミ準位測
定装置ＦＡＣ−１を用いて仕事関数を測定される。その
測定結果は、仕事関数5.0eVを示す。

【００７７】また、実施例２の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、印加電圧10V時に輝度70cd/m²を示した。

【００７８】比較例３ 比較例３は、特開平８−１６７４７９号公報に開示され
ている従来技術である。比較例３は、ＩＴＯ基板の処理
以外、実施例１と同様の工程で有機エレクトロルミネッ
センス素子を形成する。

【００７９】比較例１におけるＩＴＯ基板は、最初に有
機溶剤で洗浄される。洗浄されたＩＴＯ基板は乾燥後、
酸素プラズマ処理される。この酸素プラズマ処理は、高
周波プラズマ装置を用いて、処理時間15minで行われ
る。上記処理の行われたＩＴＯ基板が、有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の陽極に使用される。

【００８０】酸素プラズマ処理後のＩＴＯ基板は、理研
計器（株）製のフェルミ準位測定装置ＦＡＣ−１を用い
て仕事関数を測定される。その測定結果は、仕事関数5.
8eVを示す。

【００８１】次に、そのＩＴＯ基板は、空気中で時間5m
in放置された後、理研計器（株）製のフェルミ準位測定
装置ＦＡＣ−１を用いて仕事関数を測定される。その測
定結果は、仕事関数5.7eVを示す。

【００８２】比較例３の有機エレクトロルミネッセンス
素子は、印加電圧10V時に輝度150cd/m²を示した。

【００８３】比較例４ 比較例４は、特開平８−１６７４７９号公報に開示され
ている従来技術である。比較例４は、酸素プラズマ処理
後空気中に60min放置されたＩＴＯ基板を有機エレクト
ロルミネッセンス素子の陽極に使用する以外、比較例３
と同様の工程で有機エレクトロルミネッセンス素子を形
成する。

【００８４】酸素プラズマ処理後空気中に60min放置さ
れたＩＴＯ基板は、理研計器（株）製のフェルミ準位測
定装置ＦＡＣ−１を用いて仕事関数を測定される。その
測定結果は、仕事関数5.3eVを示す。

【００８５】また、比較例４の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、印加電圧10V時に輝度110cd/m²を示し
た。

【００８６】上記の結果から、本発明における透明電極
は、イオン注入処理直後に5.5eV以上の仕事関数を有す
る。本発明における透明電極は、空気中に時間60min放
置された後でも5.5eV以上の仕事関数を有し、その仕事
関数はあまり変化しない。他に、比較例１，２に示され
る従来技術において、透明電極の仕事関数は、5.5eV未
満である。さらに、比較例３，４に示される従来技術に
おいて、透明電極の仕事関数は、酸素プラズマ処理直後
と、酸素プラズマ処理後空気中に5min放置された後では
5.5eV以上であるが、酸素プラズマ処理後空気中に60min
放置された後では5.5eV未満である。

【００８７】本発明における透明電極は、高い仕事関数
を有するという効果を有する。また、本発明における透
明電極は、長時間空気中に放置しても仕事関数の変化が
少ないという効果を有する。さらに、本発明における透
明電極を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
は、高輝度で発光するという効果を有する。

【００８８】実施例５〜１０ 実施例５〜１０は、正孔輸送層の材料を変更する以外、
実施例２と同様の工程で有機エレクトロルミネッセンス
素子を形成する。

【００８９】実施例５での正孔輸送層の材料は化学式
［化１］で表されるＰＴＰＤＥＫからなる。正孔輸送層
は、このＰＴＰＤＥＫを溶解した溶液を用いたスピンコ
ート法によって形成される。形成された正孔輸送層は、
理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオン化
ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン化ポ
テンシャル5.5eVを示す。また、実施例５の有機エレク
トロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度220cd
/m²を示した。

【化１】

【００９０】実施例６での正孔輸送層の材料は化学式
［化２］で表されるＰＴＰＤＥＫ２からなる。正孔輸送
層は、このＰＴＰＤＥＫ２を溶解した溶液を用いたスピ
ンコート法によって形成される。形成された正孔輸送層
は、理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオ
ン化ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン
化ポテンシャル5.4eVを示す。また、実施例６の有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度2
20cd/m²を示した。

【化２】

【００９１】実施例７での正孔輸送層の材料は化学式
［化３］で表されるＰＴＰＤＥＳからなる。正孔輸送層
は、このＰＴＰＤＥＳを溶解した溶液を用いたスピンコ
ート法によって形成される。形成された正孔輸送層は、
理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオン化
ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン化ポ
テンシャル5.6eVを示す。また、実施例７の有機エレク
トロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度200cd
/m²を示した。

【化３】

【００９２】実施例８での正孔輸送層の材料は化学式
［化４］で表されるＰＴＰＤＥＳ２からなる。正孔輸送
層は、このＰＴＰＤＥＳ２を溶解した溶液を用いたスピ
ンコート法によって形成される。形成された正孔輸送層
は、理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオ
ン化ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン
化ポテンシャル5.4eVを示す。また、実施例８の有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度2
30cd/m²を示した。

【化４】

【００９３】実施例９での正孔輸送層の材料は化学式
［化５］で表されるＰＴＰＤＢＰからなる。正孔輸送層
は、このＰＴＰＤＢＰＡを溶解した溶液を用いたスピン
コート法によって形成される。形成された正孔輸送層
は、理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオ
ン化ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン
化ポテンシャル5.5eVを示す。また、実施例９の有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度1
90cd/m²を示した。

【化５】

【００９４】実施例１０での正孔輸送層の材料は化学式
［化６］で表されるＰＴＰＤＭＡからなる。正孔輸送層
は、このＰＴＰＤＭＡを溶解した溶液を用いたスピンコ
ート法によって形成される。形成された正孔輸送層は、
理研計器（株）製の表面分析装置AC-1を用いてイオン化
ポテンシャルを測定される。その測定結果はイオン化ポ
テンシャル5.5eVを示す。また、実施例５の有機エレク
トロルミネッセンス素子は、印加電圧10V時に輝度170cd
/m²を示した。

【化６】

【００９５】上記に示される実施例１から１０及び比較
例１から４は、［表１］に示される。

【表１】

【００９６】本発明における透明電極は、実施例５から
１０で用いられている正孔輸送層の材料のイオン化ポテ
ンシャルよりも高い仕事関数を有する。また、本発明に
おける透明電極は、酸素イオン注入後60min空気中に放
置された後であっても、実施例５から１２で用いられて
いる正孔輸送層の材料のイオン化ポテンシャルよりも高
い仕事関数を有する。このことから、本発明における透
明電極を用いて形成された有機エレクトルミネッセンス
素子は、正孔輸送層への正孔の注入を容易にするという
効果を有する。

【００９７】実施例１１を以下に示す。実施例１１で
は、陽極／バイポーラ発光層／陰極からなる有機エレク
トロルミネッセンス素子が形成される。

【００９８】陽極には、酸素イオン注入後空気中に60mi
n放置されたＩＴＯ基板が用いられる。この陽極は、実
施例２で用いられている陽極と同じものである。

【００９９】次に、この陽極上にバイポーラ発光層を形
成する。以下にバイポーラ発光層の形成工程を示す。バ
イポーラ発光層の材料は、ポリ（２−メトキシ、５−
（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレ
ンビニレン（ＭＥＨ−ＰＰＶ）である。ＭＥＨ−ＰＰＶ
のイオン化ポテンシャルは5.2eVである。ここで、ＭＥ
Ｈ−ＰＰＶは化学式［化７］で表される。

【化７】 ＭＥＨ−ＰＰＶを溶媒に溶解した溶液を使用したスピン
コート法によって、正孔注入層上に厚さ100nmのバイポ
ーラ発光層を形成する。

【０１００】最後に陰極を形成する。Ｃａを陰極材に使
用した蒸着法を用いてバイポーラ発光層上に陰極を形成
する。

【０１０１】実施例１０で形成された有機エレクトロル
ミネッセンス素子は、印加電圧5Vの時に輝度1,000cd/m²
で発光した。

【０１０２】次に、比較例５を以下に示す。比較例５
は、陽極以外、実施例１１と同様にして形成された有機
エレクトロルミネッセンス素子である。

【０１０３】陽極には、ＵＶ照射後空気中に5min放置さ
れたＩＴＯ基板が用いられる。この陽極は比較例１で用
いられているものと同じである。

【０１０４】比較例５で形成された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子は、印加電圧5Vの時に輝度960cd/m²で発
光した。また、この有機エレクトロルミネッセンス素子
は、輝度1,000cd/m²で発光させるために印加される電圧
値は5.2Vであった。

【０１０５】実施例１２を以下に示す。実施例１２で
は、陽極／バイポーラ発光層／陰極からなる有機エレク
トロルミネッセンス素子が形成される。

【０１０６】陽極には、酸素イオン注入後空気中に60mi
n放置されたＩＴＯ基板が用いられる。この陽極は、実
施例２で用いられている陽極と同じものである。

【０１０７】次にバイポーラ発光層を形成する。バイポ
ーラ発光層の材料はポリ（フルオレン−チオフェン）共
重合体である。このポリ（フルオレン−チオフェン）共
重合体のイオン化ポテンシャルは5.8eVである。ここ
で、ポリ（フルオレン−チオフェン）共重合体は、化学
式［化８］で示される。

【化８】 ポリ（フルオレン−チオフェン）共重合体10mgを溶媒に
溶解した溶液を用いたスピンコート法によって、陽極上
に厚さ100nmのバイポーラ発光層を形成する。

【０１０８】最後に陰極を形成する。Ｃａを陰極材に使
用した蒸着法を用いてバイポーラ発光層上に陰極を形成
する。

【０１０９】実施例１７で形成された有機エレクトロル
ミネッセンス素子は、印加電圧10Vの時に輝度226cd/m²
で発光した。また、この有機エレクトロルミネッセンス
素子は、輝度100cd/m²で発光させるために印加される電
圧値は9.1Vであった。

【０１１０】次に、比較例６を以下に示す。比較例６
は、陽極以外、実施例１２と同様にして形成された有機
エレクトロルミネッセンス素子である。

【０１１１】陽極には、ＵＶ照射後空気中に5min放置さ
れたＩＴＯ基板が用いられる。この陽極は比較例１で用
いられているものと同じである。

【０１１２】比較例６で形成された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子は、印加電圧10Vの時に輝度125cd/m²で
発光した。また、この有機エレクトロルミネッセンス素
子は、輝度100cd/m²で発光させるために印加される電圧
値は9.8Vであった。

【０１１３】実施例１１と比較例５から、バイポーラ発
光層の材料のイオン化ポテンシャルが5.2eVの場合、本
発明における透明電極を用いて形成された有機エレクト
ルミネッセンス素子の方が、従来技術による透明電極を
用いて形成された有機エレクトルミネッセンス素子より
も少し高輝度で発光する。また、実施例１２と比較例６
から、バイポーラ発光層の材料のイオン化ポテンシャル
が5.8eVの場合、本発明における透明電極を用いて形成
された有機エレクトルミネッセンス素子の方が、従来技
術による透明電極を用いて形成された有機エレクトルミ
ネッセンス素子よりも２倍近く高輝度で発光する。この
ことから、本発明における透明電極を用いて形成された
有機エレクトルミネッセンス素子は、バイポーラ発光層
への正孔の注入を容易にするという効果を有する。特に
バイポーラ発光層の材料のイオン化ポテンシャルの値が
大きいほど、上記に示すバイポーラ発光層への正孔の注
入を容易にする効果が大きい。

【０１１４】

【発明の効果】本発明における透明電極は、イオン注入
処理直後に5.5eV以上の仕事関数を有する。また、本発
明における透明電極は、空気中に時間60min放置された
後でも5.5eV以上の仕事関数を有し、その仕事関数はあ
まり変化しない。

【０１１５】本発明における透明電極は、5.5eV以上の
仕事関数を有するという効果を有する。

【０１１６】また、本発明における透明電極は、空気中
に時間60min放置されても5.5eV以上の仕事関数を有し、
仕事関数の変化が少ないという効果を有する。

【０１１７】さらに、本発明における透明電極を使用し
た有機エレクトロルミネッセンス素子は高輝度で発光す
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における透明電極を示す。

【図２】イオン注入装置を示す。

【図３】本発明における有機エレクトロルミネッセンス
素子を示す。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 透明導電膜 １１ ガス導入部 １２ 高周波プラズマ発生装置 １３ 引き出し電極 １３ａ 第１の電位 １４ 加速電極 １４ａ 第２の電位 １５ 抑制電極 １６ 接地電極 １６ａ 接地電位 １７ 絶縁ガラス ２１ 透明電極 ２２ 発光層 ２３ 陰極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相川 孔一郎 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小松崎 明広 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 島田 陽一 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB18 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 4K029 BA32 BC09 BD00 CA10 DE02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、 前記透明基板上に設けられた透明導電膜からなり、前記
   透明導電膜にプラズマ化された酸素イオンが注入され
   た、 透明電極。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の透明電極において、 前記酸素イオンの注入は、バケット型イオン源を用いて
   行われる、 透明電極。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の透明電極にお
   いて、 前記透明導電膜の仕事関数は5.5eV以上である、 透明電極。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
   透明電極において、 前記透明導電膜の材料は、導電性酸化物からなる、 透明電極。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   前記透明電極と、 前記透明電極上に設けられた有機層と、ここで、前記有
   機層は発光層を含み、 前記有機層上に設けられた陰極と、 からなる有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子において、 前記有機層は、前記透明電極上に設けられた正孔輸送層
   を含み、 前記正孔輸送層の材料のイオン化ポテンシャルは5.4eV
   以上である、 有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 【請求項７】 （ａ）酸素を含む気体からプラズマ化さ
   れた酸素イオンを生成するステップと、 （ｂ）前記酸素イオンを取り出して加速させるステップ
   と、 （ｃ）透明基板上に設けられた透明導電膜に、前記加速
   させられた酸素イオンを注入するステップと、 からなるイオン注入方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のイオン注入方法におい
   て、 前記（ａ）から（ｃ）ステップは、バケット型イオン源
   を用いて行われる、 イオン注入方法。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載のイオン注入方
   法において、 前記透明導電膜の材料は、導電性酸化物からなる、 イオン注入方法。