JP2002237215A - Surface modified transparent conductive film, its surface treatment, and charge injection type light emitting device using the same - Google Patents

Surface modified transparent conductive film, its surface treatment, and charge injection type light emitting device using the same

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JP2002237215A
JP2002237215A JP2001031662A JP2001031662A JP2002237215A JP 2002237215 A JP2002237215 A JP 2002237215A JP 2001031662 A JP2001031662 A JP 2001031662A JP 2001031662 A JP2001031662 A JP 2001031662A JP 2002237215 A JP2002237215 A JP 2002237215A
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ito film
transparent conductive
modified
conductive film
film
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Japanese (ja)
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Yuichi Hashimoto
雄一 橋本
Seiji Mashita
精二 真下
Kazunori Ueno
和則 上野
Takeshi Sakakibara
剛 榊原
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface modified transparent conductive film and its surface treatment increasing the work function of transparent conductive film without causing an increase in the surface resistance by modifying physical and electrical properties in the surface area of a transparent conductive film (particularly an ITO film) provided by a sputtering method or the like. SOLUTION: Surface modification is applied by using an electron beam excited plasma and irradiating an ITO film with oxygen ions or electrons within the energy range of 10-80 eV or positive ions of inert gas within the energy range of 20-100 eV.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム励起プ
ラズマを用いて透明導電性膜の中でも低抵抗率、高仕事
関数を有するITO膜の表面処理方法に関するものであ
る。また、本発明は発光性物質からなる発光層を有し、
電界を印加した際、電極から注入された電荷が再結合す
ることにより、直接光エネルギーに変換できる電荷注入
型発光素子に関するものであり、詳しくは電子ビーム励
起プラズマを用いて酸素イオン又は電子及び不活性ガス
による正イオンを照射して表面改質を行ったITO膜を
電極として用いた電荷注入型発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment method for an ITO film having a low resistivity and a high work function among transparent conductive films using an electron beam excited plasma. Further, the present invention has a light emitting layer made of a light emitting substance,
The present invention relates to a charge-injection light-emitting device that can directly convert light energy into light energy by recombination of charges injected from electrodes when an electric field is applied. The present invention relates to a charge injection type light emitting device using an ITO film whose surface has been modified by irradiating positive ions with an active gas as an electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶あるいは有機発光素子等に使用され
るITO膜(透明導電性模)は、その普及に伴って高性
能化の要求が高まっており、特にITO膜の低抵抗率
化、さらには電極として電荷の注入性の高効率化が強く
望まれている。
2. Description of the Related Art With the spread of ITO films (transparent conductive patterns) used for liquid crystal or organic light-emitting devices, demands for higher performance have been increasing. There is a strong demand for higher efficiency of charge injection as an electrode.

【0003】従来、ITO膜を基板等に製膜するには、
真空蒸着あるいはスタッパリング等のドライプロセスに
よる製膜方法が一般的に行われている。しかしながら、
真空蒸着あるいはスパッタリングにより得られたITO
膜は、ITOの結晶性が製膜時の基板温度及び製膜速度
に依存するため、物理的な表面形状(面粗さ)や結晶面
に係るITO膜の仕事関数を大きく改善することは困難
であり、有機発光素子等の電極としての機能(電荷注入
性)を向上させることは不可能であった。
Conventionally, in order to form an ITO film on a substrate or the like,
A film forming method by a dry process such as vacuum deposition or stapling is generally performed. However,
ITO obtained by vacuum evaporation or sputtering
Since the crystallinity of the ITO film depends on the substrate temperature and the film forming speed during film formation, it is difficult to greatly improve the physical surface shape (surface roughness) and the work function of the ITO film related to the crystal plane. Therefore, it was impossible to improve the function (charge injection property) as an electrode of an organic light emitting device or the like.

【0004】一方、有機材料の電界発光現象は1963
年にポープ(Pope)らによってアントラセン単結晶
で観測され(J.Chem.Phys.38(196
3)2042)、それに続き1965年にヘルフリッヒ
(Helfinch)とシュナイダー(Schneid
er)は注入効率の良い溶液電極系を用いる事により比
較的強い注入型EL(エレクトロルミネッセンス)の観
測に成功している(Phys.Rev.Lett.14
(1965)229)。
On the other hand, the electroluminescence phenomenon of organic materials is 1963.
And was observed in single crystals of anthracene by Pope et al. (J. Chem. Phys. 38 (196)
3) 2042), followed by Helfinch and Schneid in 1965
er) succeeded in observing a relatively strong injection-type EL (electroluminescence) by using a solution electrode system having high injection efficiency (Phys. Rev. Lett. 14).
(1965) 229).

【0005】それ以来、米国特許3,172,862
号、米国特許3,173,050号、米国特許3,71
0,167号、J.Chem.Phys.44(196
6)2902、J.Chem.Phys.50(196
9)14364、J.Chem.Phys.58(19
73)1542、あるいはChem.;Phys.Le
tt.36(1975)345等に報告されている様
に、共役の有機ホスト物質と縮合ベンゼン環を持つ共役
の有機活性化剤とで有機発光性物質を形成する研究が行
われた。ナフタレン、アンスラセン、フェナンスレン、
テトラセン、ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ピセ
ン、カルバゾール、フルオレン、ビフェニル、ターフェ
ニル、トリフェニレンオキサイド、ジハロビフェニル、
トランス−スチルペン及び1,4−ジフェニルブタジエ
ン等が有機ホスト物質の例として示され、アンスラセ
ン、テトラセン、及びベンタセン等が活性化剤の例とし
て挙げられた。
Since then, US Pat. No. 3,172,862
No. 3,173,050, U.S. Pat.
0,167, J.M. Chem. Phys. 44 (196
6) 2902; Chem. Phys. 50 (196
9) 14364; Chem. Phys. 58 (19
73) 1542, or Chem. Phys. Le
tt. 36 (1975) 345, etc., studies have been conducted on the formation of an organic luminescent material with a conjugated organic host material and a conjugated organic activator having a fused benzene ring. Naphthalene, anthracene, phenanthrene,
Tetracene, pyrene, benzopyrene, chrysene, picene, carbazole, fluorene, biphenyl, terphenyl, triphenylene oxide, dihalobiphenyl,
Trans-stilpen and 1,4-diphenylbutadiene, etc., were given as examples of organic host materials, and anthracene, tetracene, bentacene, etc. were mentioned as examples of activators.

【0006】しかしこれらの有機発光性物質はいずれも
1μm以上を超える厚さを持つ単一層として存在し、発
光には高電界が必要であった。この為、真空蒸着法によ
る薄膜素子の研究が進められた(例えばThin So
lid Films 94(1982)171、Pol
ymer 24(1983)748、Jpn.J.Ap
pl.Phys.25(1986)L773)。
However, all of these organic luminescent substances exist as a single layer having a thickness exceeding 1 μm or more, and a high electric field is required for light emission. For this reason, research on a thin film element by a vacuum deposition method has been advanced (for example, Thin So).
lid Films 94 (1982) 171, Pol
ymer 24 (1983) 748, Jpn. J. Ap
pl. Phys. 25 (1986) L773).

【0007】しかしながら、薄膜化は駆動電圧の低減に
は有効ではあったが、実用レベルの高輝度の素子を得る
には至らなかった。
Although thinning has been effective in reducing the driving voltage, it has not been possible to obtain a high-brightness element on a practical level.

【0008】しかし近年タン(Tang)らは(App
l.Phys.Lett.51(1987)913ある
いは米国特許4,356,429号)、陽極と陰極との
間に2つの極めて薄い層(電荷輸送層と発光層)を真空
蒸着で積層したEL素子を考案し、低い駆動電圧で高輝
度を実現した。この種の積層型有機ELデバイスはその
後も活発に研究され、例えば特開昭59−194393
号公報、米国特許4,539,507号、特開昭59−
194393号公報、米国特許4,720,432号、
特開昭63−264692号公報、Appl.Phy
s.Lett.55(1989)1467、特開平3−
163188号公報等に記載されている。
Recently, however, Tang et al. (App
l. Phys. Lett. 51 (1987) 913 or U.S. Pat. No. 4,356,429), devising an EL device in which two extremely thin layers (a charge transport layer and a light emitting layer) are stacked by vacuum deposition between an anode and a cathode, and low driving is performed. High brightness was achieved with voltage. This type of stacked organic EL device has been actively studied thereafter, and is disclosed in, for example, JP-A-59-194393.
No. 4,539,507, Japanese Unexamined Patent Publication No.
194393, U.S. Pat. No. 4,720,432,
JP-A-63-264692, Appl. Phys
s. Lett. 55 (1989) 1467;
163188.

【0009】また更にJpn.J.Appl.Phy
s.27(1988)L269.L713には、キャリ
ア輸送と発光の機能を分離した3層構造のEL素子が報
告されており、発光色を決める発光層の色素の選定に際
してもキャリア輸送性能の制約が緩和され選択の自由度
がかなり増し、更には中央の発光層にホールと電子(あ
るいは励起子)を有効に閉じ込めて発光の向上をはかる
可能性も示唆される。
Further, Jpn. J. Appl. Phys
s. 27 (1988) L269. L713 reports a three-layered EL device in which the functions of carrier transport and light emission are separated. In selecting a dye of a light emitting layer that determines a light emission color, restrictions on carrier transport performance are relaxed and freedom of selection is increased. It is also suggested that there is a possibility of improving the light emission by effectively confining holes and electrons (or excitons) in the central light emitting layer.

【0010】積層型有機EL素子の作製には、一般に真
空蒸着法が用いられているが、キャスティング法によっ
てもかなりの明るさの素子が得られる事が報告されてい
る(例えば、第50回応物学会学術講演会講演予稿集1
006(1989)及び第51回応物学会学術講演会講
演予稿集1041(1990))。
Although a vacuum evaporation method is generally used for producing a stacked organic EL device, it has been reported that a device having a considerably high brightness can be obtained by a casting method (for example, the 50th application). Proceedings of academic conference
006 (1989) and Proceedings of the 51st Academic Lecture Meeting of the Japan Society for Response Science 1041 (1990)).

【0011】更には、ホール輸送化合物としてポリビニ
ルカルバゾール、電子輸送化合物としてオキサジアゾー
ル誘導体及び発光体としてクマリン6を混合した溶液か
ら浸漬塗布法で形成した混合1層型EL素子でもかなり
高い発光効率が得られる事が報告されている(例えば、
第38回応物関係連合講演会講演予稿集1086(19
91))。
Furthermore, even a mixed single-layer EL device formed by a dip coating method from a solution in which polyvinyl carbazole as a hole transport compound, an oxadiazole derivative as an electron transport compound, and coumarin 6 as a luminescent material has a considerably high luminous efficiency. Has been reported (eg,
Proceedings of the 38th Annual Conference of the Famous Relationships of the Lectures 1086 (19
91)).

【0012】上述の様に有機ELデバイスにおける最近
の進歩は著しく広汎な用途の可能性を示唆している。
As mentioned above, recent advances in organic EL devices have suggested a remarkably wide range of possible applications.

【0013】しかしそれらの研究の歴史はまだまだ浅
く、未だその材料研究やデバイス化への研究は十分なさ
れていない。現状では更なる高輝度の光出力や長時間の
使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気など
による劣化等の耐久性の面に未だ問題があった。
[0013] However, the history of such research is still young, and the research on the material and the device development has not yet been sufficiently performed. At present, there is still a problem in terms of durability, such as light output with even higher luminance, a change with time due to long-term use, and deterioration due to an atmospheric gas containing oxygen or moisture.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な従
来技術の問題点を解決するために成されたものであり、
スパッタリング法などにより得られた透明導電性膜(特
にITO膜)の表面領域における物理的及び電気的性質
を改質し、面抵抗の増加を引き起こすことなく透明導電
性膜の仕事関数を増加せしめた表面改質透明導電性膜、
さらにこの表面処理方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art.
Modified the physical and electrical properties of the transparent conductive film (especially ITO film) obtained by sputtering or the like in the surface region, and increased the work function of the transparent conductive film without causing an increase in sheet resistance. Surface-modified transparent conductive film,
It is another object of the present invention to provide this surface treatment method.

【0015】また、本発明は、この様にして得られた表
面改質ITO膜を電荷注入型発光素子の電極として用い
ることで、従来にない高輝度の光出力を有する電荷注入
型発光素子を提供することを目的とする。
Further, the present invention uses a surface-modified ITO film obtained as described above as an electrode of a charge injection type light emitting element, thereby providing a charge injection type light emitting element having a light output with a higher brightness than ever before. The purpose is to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の表面改質
透明導電性膜は、電子ビーム励起プラズマを用いて透明
導電性膜の表面改質を施したことを特徴とし、特に、前
記透明導電性膜としてITO膜を用いたことを特徴とす
るものである。
That is, the surface-modified transparent conductive film of the present invention is characterized in that the surface of the transparent conductive film has been subjected to surface modification using electron beam excited plasma. It is characterized in that an ITO film is used as the conductive film.

【0017】上記本発明の表面改質透明導電性膜は、更
なる好ましい特徴として、「電子ビーム励起プラズマを
用いて10〜80eVのエネルギー範囲にある酸素イオ
ン又は電子をITO膜に照射して表面改質を施したこ
と」、「電子ビーム励起プラズマを用いて20〜100
eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる正イオン
をITO膜に照射して表面改質を施したこと」、「電子
ビーム励起プラズマを用いて20〜100eVのエネル
ギー範囲にある不活性ガスによる正イオンをITO膜に
照射した後、10〜80eVのエネルギー範囲にある酸
素イオン又は電子をITO膜に照射して表面改質を施し
たこと」、「ITO膜の深さ方向5nm以内の表面領域
を改質したものであること」、「仕事関数が5.2eV
以上であること」、を含む。
The surface-modified transparent conductive film of the present invention has a further preferable feature that "the surface of the ITO film is irradiated with oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV using an electron beam excited plasma. That the reforming has been performed "and" 20-100
Irradiation of the ITO film with positive ions by an inert gas having an energy range of eV to perform surface modification ”,“ Positive ions by an inert gas having an energy range of 20 to 100 eV using an electron beam excited plasma ” After irradiating the ITO film with oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV to irradiate the ITO film to modify the surface area. " Quality "and" work function is 5.2 eV
Above. "

【0018】また、本発明の表面改質透明導電性膜の表
面処理方法は、電子ビーム励起プラズマを用いて透明導
電性膜の表面改質を施すことを特徴とし、特に、前記透
明導電性膜としてITO膜を用いることを特徴とするも
のである。
Further, the surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film of the present invention is characterized in that the surface of the transparent conductive film is modified by using electron beam excited plasma. Is characterized by using an ITO film.

【0019】上記本発明の表面改質透明導電性膜の表面
処理方法は、更なる好ましい特徴として、「電子ビーム
励起プラズマを用いて10〜80eVのエネルギー範囲
にある酸素イオン又は電子をITO膜に照射して表面改
質を施すこと」、この場合「前記酸素イオンは少なくと
も1mW/cm2以上1W/cm2以下、前記電子は少な
くとも0.1W/cm2以上10W/cm2以下のパワー
をITO膜表面に与えること」、「電子ビーム励起プラ
ズマを用いて20〜100eVのエネルギー範囲にある
不活性ガスによる正イオンをITO膜に照射して表面改
質を施すこと」、この場合「前記正イオンは少なくとも
10mW/cm2以上1W/cm2以下のパワーをITO
膜表面に与えること」、「電子ビーム励起プラズマを用
いて20〜100eVのエネルギー範囲にある不活性ガ
スによる正イオンをITO膜に照射した後、10〜80
eVのエネルギー範囲にある酸素イオン又は電子をIT
O膜に照射して表面改質を施すこと」、「ITO膜の深
さ方向5nm以内の表面領域を改質すること」、を含
む。
The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to the present invention has a further preferable feature that "oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV are applied to the ITO film using an electron beam excited plasma. Irradiation and surface modification ". In this case," the oxygen ions have a power of at least 1 mW / cm 2 or more and 1 W / cm 2 or less, and the electrons have a power of at least 0.1 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less. "Improving the surface of the ITO film by irradiating the ITO film with positive ions of an inert gas having an energy range of 20 to 100 eV using an electron beam excited plasma", Power of at least 10 mW / cm 2 to 1 W / cm 2 by ITO
Irradiating the ITO film with positive ions of an inert gas in an energy range of 20 to 100 eV using an electron beam excited plasma, and then applying 10 to 80
oxygen ions or electrons in the energy range of eV to IT
Irradiating the O film to modify the surface ”and“ Modifying the surface region of the ITO film within 5 nm in the depth direction ”.

【0020】また、本発明の電荷注入型発光素子は、電
子ビーム励起プラズマを用いて表面改質を施した表面改
質ITO膜を電極として用いたことを特徴とするもので
ある。
Further, the charge injection type light emitting device of the present invention is characterized in that a surface modified ITO film subjected to surface modification using electron beam excited plasma is used as an electrode.

【0021】上記本発明の電荷注入型発光素子は、更な
る好ましい特徴として、「前記表面改質ITO膜は、電
子ビーム励起プラズマを用いて10〜80eVのエネル
ギー範囲にある酸素イオン又は電子をITO膜に照射し
て表面改質を施したものであること」、「前記表面改質
ITO膜は、電子ビーム励起プラズマを用いて20〜1
00eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる正イ
オンをITO膜に照射して表面改質を施したものである
こと」、「前記表面改質ITO膜は、電子ビーム励起プ
ラズマを用いて20〜100eVのエネルギー範囲にあ
る不活性ガスによる正イオンをITO膜に照射した後、
10〜80eVのエネルギー範囲にある酸素イオン又は
電子をITO膜に照射して表面改質を施したものである
こと」、「前記表面改質ITO膜は、ITO膜の深さ方
向5nm以内の表面領域を改質したものであること」、
「前記表面改質ITO膜の仕事関数が5.2eV以上で
あること」、「前記表面改質ITO膜の上にイオン化ポ
テンシャルが5.2eV以上の有機膜が形成されている
こと」、を含む。
The charge injection type light emitting device of the present invention has a further preferable feature that "the surface-modified ITO film is formed by using an electron beam-excited plasma to convert oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV into ITO. That the surface is modified by irradiating the film ”and“ the surface-modified ITO film is 20 to 1
Irradiation of positive ions by an inert gas in the energy range of 00 eV to the ITO film to perform surface modification ”,“ The surface modified ITO film is 20 to 100 eV using electron beam excited plasma. After irradiating the ITO film with positive ions due to the inert gas in the energy range of
Irradiation of oxygen ions or electrons in the energy range of 10 to 80 eV to the ITO film to perform surface modification ”,“ The surface modified ITO film has a surface within 5 nm in the depth direction of the ITO film. The area must be modified. "
"The work function of the surface-modified ITO film is 5.2 eV or more", and "an organic film having an ionization potential of 5.2 eV or more is formed on the surface-modified ITO film". .

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の表面改質透明導電性膜
は、特にITO膜に表面処理を施したものであり、その
表面処理方法として、電子ビーム励起プラズマを用い
て、好ましくは酸素イオン又は電子を或いは不活性ガス
による正イオンをITO膜に照射して表面改質を行うこ
とを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The surface-modified transparent conductive film of the present invention is obtained by subjecting an ITO film to a surface treatment, and using an electron beam excited plasma as the surface treatment method. Alternatively, surface modification is performed by irradiating electrons or positive ions by an inert gas to the ITO film.

【0023】一般にスパッタリング法等で作製されたI
TO膜は、面抵抗と光透過性を両立するために総膜厚は
100〜200nmと薄く、かつ成膜時の結晶化の影響
で表面には数nm〜数十nmの凹凸が存在する。
In general, I prepared by a sputtering method or the like
The total thickness of the TO film is as thin as 100 to 200 nm in order to achieve both sheet resistance and light transmittance, and unevenness of several nm to several tens nm is present on the surface due to the influence of crystallization during film formation.

【0024】また、ITO膜を製膜後、大気中に放置す
ることや有機溶媒による洗浄により、ITO膜の表面領
域はごみや炭化水素系の付着物に汚染されている。
After the ITO film is formed, the surface region of the ITO film is contaminated with dust and hydrocarbon-based deposits by leaving it in the air or washing with an organic solvent.

【0025】さらに、この様なITO膜は、ITOの結
晶性が成膜時の基板温度や成膜速度に依存するため、I
TO膜の仕事関数は4.5eV前後に固定されてしま
い、仕事関数値を大きく改善することは不可能であっ
た。
Further, in such an ITO film, since the crystallinity of the ITO depends on the substrate temperature and the film forming rate at the time of film forming, the
The work function of the TO film was fixed at about 4.5 eV, and it was impossible to greatly improve the work function value.

【0026】一方、本発明では、具体的には例えば酸素
イオン又は電子のエネルギーが10〜80eV、好まし
くは20〜60eVであるビームを、酸素イオンの場合
は少なくとも1mW/cm2〜1W/cm2のパワーで、
また電子の場合は少なくとも0.1W/cm2〜10W
/cm2のパワーで、特に好ましくはITO膜の深さ方
向5nm以内の表面領域に照射することで、ITO膜の
面抵抗の増加を引き起こすことなく、仕事関数を増大さ
せ、有機発光素子等の電荷注入型発光素子の陽極として
の機能(電荷注入性)を向上させることが可能となっ
た。
On the other hand, in the present invention, specifically, for example, a beam in which the energy of oxygen ions or electrons is 10 to 80 eV, preferably 20 to 60 eV is used, and in the case of oxygen ions, at least 1 mW / cm 2 to 1 W / cm 2 With the power of
In the case of electrons, at least 0.1 W / cm 2 to 10 W
By irradiating a surface region within 5 nm in the depth direction of the ITO film with a power of / cm 2 , the work function can be increased without causing an increase in the sheet resistance of the ITO film, and an organic light emitting device or the like It has become possible to improve the function (charge injection property) of the charge injection type light emitting element as an anode.

【0027】このようにして得られる本発明の表面改質
ITO膜では、その仕事関数を5.2eV以上に増大せ
しめることができる。
The work function of the thus obtained surface-modified ITO film of the present invention can be increased to 5.2 eV or more.

【0028】このように本発明の表面改質ITO膜の仕
事関数は増大するため、この表面改質ITO膜を電極と
する電荷注入型発光素子(有機発光素子)を構成するに
際しては、この表面改質ITO膜上に製膜する有機膜の
イオン化ポテンシャルとの電荷注入に関するエネルギー
的な整合性も考慮に入れる必要が生じる。
As described above, since the work function of the surface-modified ITO film of the present invention is increased, a charge injection type light-emitting device (organic light-emitting device) using this surface-modified ITO film as an electrode is used to form the surface. It is necessary to take into account the energy matching of charge injection with the ionization potential of the organic film formed on the modified ITO film.

【0029】即ち、表面改質ITO膜の仕事関数とこの
ITO上に製膜する有機膜のイオン化ポテンシャルの値
を近づけることにより、両者間の電荷注入を最適な状態
に保つことが可能となる。したがって、上記表面改質I
TO上に製膜する有機膜のイオン化ポテンシャルは5.
2eV以上であることが好ましい。
That is, by making the work function of the surface-modified ITO film close to the value of the ionization potential of the organic film to be formed on the ITO, it is possible to maintain the optimal charge injection between the two. Therefore, the surface modification I
The ionization potential of the organic film formed on the TO is 5.
It is preferably 2 eV or more.

【0030】更に、本発明の表面処理方法では、不活性
ガスによる正イオンのエネルギーが20〜100eV、
好ましくは30〜60eVである粒子を、少なくとも1
0mW/cm2〜1W/cm2のパワーで、特に好ましく
はITO膜の深さ方向5nm以内の表面領域に照射する
ことで、ITO膜の面抵抗の増加を引き起こすことな
く、表面領域の汚れを除去し、加えて電荷注入型発光素
子(有機発光素子)の陽極としての機能(電荷注入性)
を向上させることが可能となった。
Further, in the surface treatment method of the present invention, the energy of the positive ions due to the inert gas is 20 to 100 eV,
The particles, which are preferably between 30 and 60 eV, are
Irradiation with a power of 0 mW / cm 2 to 1 W / cm 2 , particularly preferably to a surface region within 5 nm in the depth direction of the ITO film, removes dirt on the surface region without causing an increase in sheet resistance of the ITO film. Removed and additionally function as anode of charge injection type light emitting device (organic light emitting device) (charge injection property)
Can be improved.

【0031】以下、図面を参照して、本発明に係る実施
の形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0032】図1は、本発明に係るITO膜の表面処理
方法を行うための一例を示す電子ビーム励起プラズマを
用いた表面処理装置である。電子ビーム励起プラズマの
特徴は、低ガス圧(数百mPa程度)で高密度プラズマ
の生成が可能であることや、外部電源を用いることによ
りイオンエネルギー,イオン電流等を簡単に制御できる
ことである。
FIG. 1 shows a surface treatment apparatus using an electron beam excited plasma as an example for performing the method for treating the surface of an ITO film according to the present invention. The characteristics of the electron beam excited plasma are that high-density plasma can be generated at a low gas pressure (about several hundred mPa) and that ion energy, ion current, and the like can be easily controlled by using an external power supply.

【0033】上記表面処理装置は、放電プラズマ領域,
電子加速領域,及び電子ビームによりプラズマが生成さ
れるプラズマ処理領域の3つの部分から構成されてい
る。そして、プラズマ処理領域に表面処理を行うITO
膜を有する基板(ITO基板)を保持する基板ホルダー
1が電流計2と直流電源3に接続されている。
The above-mentioned surface treatment apparatus comprises a discharge plasma region,
It is composed of three parts: an electron acceleration region and a plasma processing region in which plasma is generated by an electron beam. Then, ITO for performing surface treatment on the plasma treatment region
A substrate holder 1 for holding a substrate having a film (ITO substrate) is connected to an ammeter 2 and a DC power supply 3.

【0034】次に、プラズマ発生の手順を以下に記す。
放電プラズマ領域のLaB6フィラメント4に加熱電源
5を用いて通電加熱し、フィラメントから充分な熱電子
を放出させた後、マスフローコントローラ(不図示)を
介して放電プラズマ領域にArガスを導入する。次い
で、放電電源6を用いて、放電プラズマ領域にプラズマ
を発生させる。更に、放電プラズマ領域で発生したプラ
ズマ中から加速電源7を用いて電子を引き出し、電子加
速領域で電子を加速する。次に加速された電子ビームは
プラズマ処理領域に入り、導入されたガス分子(酸素又
は不活性ガス)に衝突して高密度プラズマを生成する。
また、この処理装置には、電子ビームやプラズマの壁へ
の拡散を抑えるため、コイル8により300〜600G
の磁場が軸方向に印加されており、軸方向磁場の強度を
変えることでプラズマの直径を制御することが可能であ
る。このような状態で、基板ホルダー1に直流電源2を
用いて、任意の電圧を印加すると、プラズマ中の荷電粒
子(酸素イオン又は電子及び不活性ガスによる正イオ
ン)が引き出され、基板ホルダー1に取り付けられたI
TO基板の表面に荷電粒子が照射され、ITO膜の表面
改質が行われる。
Next, the procedure of plasma generation will be described below.
The LaB 6 filament 4 in the discharge plasma region is electrically heated by using the heating power supply 5 to emit sufficient thermoelectrons from the filament, and then Ar gas is introduced into the discharge plasma region via a mass flow controller (not shown). Next, using the discharge power source 6, plasma is generated in the discharge plasma region. Further, electrons are extracted from the plasma generated in the discharge plasma region by using the acceleration power supply 7, and the electrons are accelerated in the electron acceleration region. Next, the accelerated electron beam enters the plasma processing region and collides with the introduced gas molecules (oxygen or inert gas) to generate high-density plasma.
Further, this processing apparatus uses a coil 8 to control 300 to 600 G in order to suppress diffusion of an electron beam or plasma to a wall.
Is applied in the axial direction, and the diameter of the plasma can be controlled by changing the intensity of the axial magnetic field. When an arbitrary voltage is applied to the substrate holder 1 using the DC power supply 2 in such a state, charged particles (oxygen ions or electrons and positive ions due to an inert gas) in the plasma are extracted, and I attached
The surface of the TO substrate is irradiated with charged particles, and the surface of the ITO film is modified.

【0035】なお、上記の基板ホルダーへの印加電圧と
荷電粒子のエネルギーとが同義であることの意味は、印
加電圧により加速された荷電粒子の有する運動エネルギ
ーが印加電圧とほぼ等しいと云う理由によるものであ
る。
The reason why the voltage applied to the substrate holder and the energy of the charged particles are synonymous is that the kinetic energy of the charged particles accelerated by the applied voltage is substantially equal to the applied voltage. Things.

【0036】また、本発明のITO膜の表面処理方法に
おいて、発生させるプラズマ密度は好ましくは109
1013cm-3、さらに好ましくは1010〜1012cm-3
の範囲であることがITO膜にダメージを与えない照射
が可能となり望ましい。
In the surface treatment method for an ITO film according to the present invention, the plasma density to be generated is preferably 10 9 to 10 9 .
10 13 cm -3 , more preferably 10 10 to 10 12 cm -3
It is desirable that the irradiation distance be within the range described above, since irradiation can be performed without damaging the ITO film.

【0037】次に、図面に沿って本発明の電荷注入型発
光素子の具体例として、有機発光素子を更に詳細に説明
する。
Next, an organic light emitting device will be described in more detail with reference to the drawings as a specific example of the charge injection type light emitting device of the present invention.

【0038】図2は、本発明の有機発光素子の一例を示
す断面図である。図2は基板9上に陽極10、発光層1
1及び陰極12を順次設けた構成のものである。ここで
使用する発光層11はそれ自体でホール輸送能、電子輸
送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それ
ぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the organic light emitting device of the present invention. FIG. 2 shows an anode 10 and a light emitting layer 1 on a substrate 9.
1 and a cathode 12 are sequentially provided. The light emitting layer 11 used here is useful when it has a single hole transporting ability, electron transporting ability and light emitting performance by itself, or when it is used by mixing compounds having the respective properties.

【0039】図3は、本発明の有機発光素子の他の例を
示す断面図である。図3は基板9上に陽極10、ホール
輸送層13、電子輸送層14及び陰極12を順次設けた
構成のものである。この場合の発光物質はホール輸送性
かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能
を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い
単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わ
せて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層
11はホール輸送層13および電子輸送層14からな
る。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention. FIG. 3 shows a structure in which an anode 10, a hole transport layer 13, an electron transport layer 14, and a cathode 12 are sequentially provided on a substrate 9. In this case, the luminescent material has a hole transporting property or an electron transporting property, or a material having both functions, in each layer, and is combined with a simple hole transporting substance having no luminescent property or an electron transporting substance. Useful when used. In this case, the light emitting layer 11 includes the hole transport layer 13 and the electron transport layer 14.

【0040】図4は、本発明の有機発光素子の他の例を
示す断面図である。図4は基板9上に陽極10、ホール
輸送層13、発光層11、電子輸送層14及び陰極12
を順次設けた構成のものである。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention. FIG. 4 shows an anode 10, a hole transport layer 13, a light emitting layer 11, an electron transport layer 14 and a cathode 12 on a substrate 9.
Are sequentially provided.

【0041】図5は、本発明の有機発光素子の他の例を
示す断面図である。図5は基板9上に陽極10、発光層
11、電子輸送層14及び陰極12を順次設けた構成の
ものである。
FIG. 5 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention. FIG. 5 shows a structure in which an anode 10, a light emitting layer 11, an electron transport layer 14, and a cathode 12 are sequentially provided on a substrate 9.

【0042】これらの図4および図5の有機発光素子
は、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものであり、
ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化
合物と適時組み合わせて用いられるので極めて材料の選
択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の
化合物が使用出来る為、発光色相の多様化が可能とな
る。また、加えて中央の発光層にホールと電子(あるい
は励起子)を有効に閉じ込めて発光効率の向上を図る事
も可能になる。
The organic light-emitting devices shown in FIGS. 4 and 5 separate the functions of carrier transport and light emission.
It is used in combination with a compound having hole transporting, electron transporting, and light emitting properties in a timely manner, so that the degree of freedom of material selection is greatly increased and various compounds having different emission wavelengths can be used. Hue can be diversified. In addition, it becomes possible to effectively confine holes and electrons (or excitons) in the central light emitting layer to improve the light emission efficiency.

【0043】本発明による有機発光素子は、従来の有機
発光素子に比ベ、極めてホール注入性及び電子注入性に
優れており、必要に応じて図2乃至図5のいずれの形態
で構成する事が可能である。
The organic light-emitting device according to the present invention is extremely excellent in hole injection and electron injection properties as compared with the conventional organic light-emitting device, and may be configured as shown in any of FIGS. Is possible.

【0044】一般に、有機発光素子は電荷注入型発光素
子であり、電極からのキャリア(ホール又はエレクトロ
ン)の注入量に強く依存して発光する。そして電極(陽
極や陰極)からのキャリア注入は、長時間にわたる使用
においても常に一定であることが望ましい。
In general, an organic light emitting device is a charge injection type light emitting device, and emits light strongly depending on the amount of carriers (holes or electrons) injected from an electrode. It is desirable that the carrier injection from the electrodes (anode and cathode) is always constant even when used for a long time.

【0045】しかし、実際陽極として通常用いられてい
るITO電極は、その製膜方法に起因する物理的な表面
形状、表面領域の汚染や仕事関数等、電極としての電気
的物理的マッチングの不完全さも相まって、素子を流れ
る電流(電極からのキャリア注入による)が減少し、著
しい光出力の低下をもたらしていた。
However, an ITO electrode usually used as an actual anode has incomplete electrical and physical matching as an electrode, such as a physical surface shape, a contamination of a surface region, and a work function due to the film forming method. Combined with this, the current flowing through the device (due to carrier injection from the electrodes) was reduced, resulting in a significant decrease in light output.

【0046】しかしながら、本発明の表面処理方法を行
った表面改質ITO膜を陽極として用いた有機発光素子
は、電極とそれに接している有機化合物からなる層の電
子的なマッチングが最適な状態にあるため、陽極からの
キャリア注入量が増大し、発光輝度が飛躍的に向上し
た。
However, the organic light-emitting device using the surface-modified ITO film subjected to the surface treatment method of the present invention as an anode is in such a state that the electronic matching between the electrode and the layer made of the organic compound in contact therewith is optimal. For this reason, the carrier injection amount from the anode was increased, and the light emission luminance was dramatically improved.

【0047】また、本発明の表面処理方法に用いられる
透明導電性膜は、透明かつ導電性があればITO膜に限
らず、例えばSnO2,ZnO,MgIn24,Zn2
25,InGaZnO4なども使用することが出来
る。
The transparent conductive film used in the surface treatment method of the present invention is not limited to the ITO film as long as it is transparent and conductive. For example, SnO 2 , ZnO, MgIn 2 O 4 , Zn 2 I
n 2 O 5 , InGaZnO 4 or the like can also be used.

【0048】本発明の有機発光素子においては、発光層
構成成分として、電子写真感光体分野等で研究されてい
るホール輸送性化合物やこれ迄知られているホール輸送
性発光体化合物あるいは電子輸送性化合物やこれ迄知ら
れている電子輸送性発光体化合物を必要に応じて2種類
以上使用する事も出来る。
In the organic light-emitting device of the present invention, as a light-emitting layer constituent component, a hole-transporting compound which has been studied in the field of electrophotographic photoreceptors, a known hole-transporting light-emitting compound or an electron-transporting compound. If necessary, two or more kinds of compounds and electron transporting luminescent compounds known so far can be used.

【0049】本発明の有機発光素子において、発光層は
一般には真空蒸着あるいは適当な結着性樹脂と組み合わ
せて薄膜を形成することができる。
In the organic light-emitting device of the present invention, the light-emitting layer can be generally formed into a thin film by vacuum evaporation or a combination with an appropriate binder resin.

【0050】上記結着剤としては広範囲な結着性樹脂よ
り選択でき、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート
樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニル
アセタール樹脂、ジアリルフタレート樹指、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
シリコン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。これらは単
独または共重合体ポリマーとして1種または2種以上混
合して用いても良い。
The binder can be selected from a wide range of binder resins, for example, polyvinyl carbazole resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyarylate resin, butyral resin, polystyrene resin, polyvinyl acetal resin, diallyl phthalate resin, acrylic resin Resin, methacrylic resin, phenolic resin, epoxy resin,
Examples include, but are not limited to, silicone resins, polysulfone resins, urea resins, and the like. These may be used alone or as a copolymer in one kind or as a mixture of two or more kinds.

【0051】一方、陰極材料としては仕事関数が小さな
リチウム、カルシウム、マグネシウム、銀、鉛、錫、マ
グネシウム、アルミニウム、マンガン、インジウム、ク
ロムあるいはこれらの合金が用いられる。
On the other hand, as the cathode material, lithium, calcium, magnesium, silver, lead, tin, magnesium, aluminum, manganese, indium, chromium, or an alloy thereof having a small work function is used.

【0052】本発明の有機発光素子は、従来の白熱灯、
蛍光灯あるいは発光ダイオードなどと異なり、大面積、
高分解能、薄型、軽量、高速動作、完全な固体デバイス
であり、高度な要求を満たす可能性のあるELパネルに
使用することができる。
The organic light emitting device of the present invention comprises a conventional incandescent lamp,
Unlike fluorescent lamps or light emitting diodes, large areas,
It is a high-resolution, thin, light-weight, high-speed, fully solid-state device that can be used for EL panels that may meet advanced requirements.

【0053】[0053]

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0054】(実施例1〜8および比較例1)ガラス基
板上にイオンプレーティング法により膜厚110nmの
ITO膜を製膜したITO基板を、図1に示した表面処
理装置の基板ホルダーに保持した。
(Examples 1 to 8 and Comparative Example 1) An ITO substrate having a 110 nm-thick ITO film formed on a glass substrate by an ion plating method is held in a substrate holder of the surface treatment apparatus shown in FIG. did.

【0055】次に、電子ビーム励起プラズマ照射装置
(ニチメン電子工研社製)を備え付けた表面処理装置の
チャンバー内を約1.3×l0-4Pa(1×10-6To
rr)まで真空排気したのち、マスフローコントローラ
を介して酸素ガスを20ccmの流量で流し、プラズマ
処理内の圧力が約2.7×l0-1Pa(2×10-3To
rr)になるように調整した。
Next, the interior of a chamber of a surface treatment apparatus equipped with an electron beam excited plasma irradiation apparatus (manufactured by Nichimen Electronics Co., Ltd.) was about 1.3 × 10 −4 Pa (1 × 10 −6 To).
After evacuating to rr), oxygen gas is flowed through the mass flow controller at a flow rate of 20 ccm, and the pressure in the plasma processing is about 2.7 × 10 -1 Pa (2 × 10 -3 To
rr).

【0056】次いで、加速電圧を70Vに設定して、プ
ラズマ処理内に酸素プラズマを発生させた後、基板ホル
ダーに−10V(10eVのエネルギーに該当する)の
電圧を30秒間印加してITO膜の表面処理を行った。
Then, the acceleration voltage was set to 70 V, oxygen plasma was generated in the plasma processing, and a voltage of -10 V (corresponding to an energy of 10 eV) was applied to the substrate holder for 30 seconds to form an ITO film. Surface treatment was performed.

【0057】処理終了後、ただちに下記の構造式(1)
で示される化合物からなるホール輸送層(膜厚50n
m)、そしてアルミキノリノール錯体(Alq3)から
なる発光層(膜厚50nm)、さらにAlからなる陰極
(膜厚200nm)を各次順次真空蒸着により形成し、
実施例1の素子を作製した。
Immediately after the processing, the following structural formula (1)
A hole transporting layer (film thickness 50n)
m), and a light-emitting layer (thickness: 50 nm) made of an aluminum quinolinol complex (Alq 3 ), and a cathode (thickness: 200 nm) made of Al are formed by vacuum evaporation in this order.
The device of Example 1 was produced.

【0058】[0058]

【化1】 Embedded image

【0059】また、基板ホルダーに印加する電圧を−
5、−20V、−40V、−60V、−80、−85V
とした以外は実施例1と同様の方法で作製した素子を、
各々実施例2〜7の素子とした。
The voltage applied to the substrate holder is-
5, -20V, -40V, -60V, -80, -85V
An element manufactured in the same manner as in Example 1 except that
The devices were Examples 2 to 7, respectively.

【0060】更に、基板ホルダーに印加する電圧を−4
0Vとして処理したITO上に、下記の構造式(2)で
示される化合物からなるホール輸送層(膜厚50nm)
を形成した以外は実施例1と同様の方法で作製した素子
を実施例8の素子とする。
Further, the voltage applied to the substrate holder is -4
A hole transport layer (film thickness: 50 nm) made of a compound represented by the following structural formula (2) on ITO treated at 0 V
An element manufactured in the same manner as in Example 1 except that was formed is referred to as an element of Example 8.

【0061】[0061]

【化2】 Embedded image

【0062】一方、全く処理を行わない他は実施例1と
同様の方法で作成した素子を比較例1の素子とした。
On the other hand, an element prepared in the same manner as in Example 1 except that no treatment was performed was used as an element of Comparative Example 1.

【0063】このようにして作製した素子に12Vの電
圧を印加して発光輝度を測定した結果を表1に示す。ま
た、プラズマ処理によるITO膜の仕事関数の変化はフ
ェルミ準位測定装置(理研計器社製、FAC−1)を用
いて測定し、前記ITO膜上に製膜したホール輸送層の
イオン化ポテンシャルは低エネルギー電子分光装置(理
研計器社製、AC−1)を用いて測定した。
Table 1 shows the results of measuring the light emission luminance by applying a voltage of 12 V to the device thus manufactured. The change in the work function of the ITO film due to the plasma treatment was measured using a Fermi level measuring device (manufactured by Riken Keiki Co., FAC-1), and the ionization potential of the hole transport layer formed on the ITO film was low. The measurement was performed using an energy electron spectrometer (AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】表1の結果を見て明らかなように、ITO
膜の仕事関数が5.2eV以上になる表面処理を施した
表面改質ITOを電極として用いた発光素子(実施例1
〜8)の発光輝度が、飛曜的に向上していることがわか
る。また、表面改質ITO上に形成したホール輸送層の
イオン化ポテンシャルが大きい方が、より有効であっ
た。
As is clear from the results shown in Table 1, ITO
Light-Emitting Element Using Surface-Modified ITO Treated to Have a Film Work Function of 5.2 eV or More (Example 1)
It can be seen that the light emission luminances of (8) to (8) are improved on a flight day basis. In addition, the larger the ionization potential of the hole transport layer formed on the surface-modified ITO, the more effective.

【0066】(実施例9〜15および比較例2)ガラス
基板上にスパッタリング法により膜厚120nmのIT
O膜を製膜したITO基板を、図1に示した表面処理装
置の基板ホルダーに保持した。
(Examples 9 to 15 and Comparative Example 2) A 120 nm-thick IT was formed on a glass substrate by sputtering.
The ITO substrate on which the O film was formed was held in the substrate holder of the surface treatment apparatus shown in FIG.

【0067】次に、電子ビーム励起プラズマ照射装置
(ニチメン電子工研社製)を備え付けた表面処理装置の
チャンバー内を約1.3×10-4Pa(1×l0-6To
rr)まで真空排気した後、マスフローコントローラを
介してアルゴンガスを50ccmの流量で流し、プラズ
マ処理内の圧力が約4×10-1Pa(3×10-3Tor
r)になるように調整した。
Next, the inside of the chamber of the surface treatment apparatus equipped with the electron beam excited plasma irradiation apparatus (manufactured by Nichimen Electronics Co., Ltd.) was about 1.3 × 10 -4 Pa (1 × 10 -6 To).
After evacuating to rr), argon gas was flowed at a flow rate of 50 ccm through the mass flow controller, and the pressure in the plasma processing was set to about 4 × 10 −1 Pa (3 × 10 −3 Torr).
r).

【0068】次いで、加速電圧を100Vに設定して、
プラズマ処理内にアルゴンプラズマを発生させた後、基
板ホルダーに−20V(20eVのエネルギーに該当す
る)の電圧を15秒間印加してITO膜の表面処理を行
った。
Next, the acceleration voltage was set to 100 V,
After generating argon plasma in the plasma processing, a surface treatment of the ITO film was performed by applying a voltage of −20 V (corresponding to an energy of 20 eV) to the substrate holder for 15 seconds.

【0069】処理終了後、ただちに下記の構造式(3)
で示される化合物からなるホール輪送層(膜厚50n
m)、そしてAlq3からなる発光層(膜厚50n
m)、さらにAlからなる陰極(膜厚200nm)を各
次順次真空蒸着により形成し、実施例9の素子を作製し
た。
Immediately after the processing, the following structural formula (3)
(A film thickness of 50 n)
m), and a light-emitting layer made of Alq 3 (film thickness 50 n
m), and a cathode (thickness: 200 nm) made of Al was further formed by vacuum evaporation in each order to produce a device of Example 9.

【0070】[0070]

【化3】 Embedded image

【0071】また、基板ホルダーに印加する電圧を−1
5、−30V、−60V、−100、−110Vとした
以外は実施例9と同様の方法で作製した素子を、各々実
施例10〜14の素子とした。
The voltage applied to the substrate holder is -1.
The devices manufactured in the same manner as in Example 9 except that they were 5, -30 V, -60 V, -100, and -110 V were used as devices of Examples 10 to 14, respectively.

【0072】更に、基板ホルダーに印加する電圧を−6
0Vとして処理したITO基板を、続けて実施例5と同
様の条件で酸素プラズマ処理を行った以外は実施例9と
同様の方法で作製した素子を実施例15の素子とする。
Further, the voltage applied to the substrate holder is -6.
A device fabricated in the same manner as in the ninth embodiment except that the ITO substrate treated at 0 V was subsequently subjected to the oxygen plasma treatment under the same conditions as in the fifth embodiment is referred to as a device of the fifteenth embodiment.

【0073】一方、全く処理を行わない他は実施例9と
同様の方法で作成した素子を比較例2の素子とした。
On the other hand, an element prepared in the same manner as in Example 9 except that no treatment was performed was used as an element of Comparative Example 2.

【0074】このようにして作製した素子に13Vの電
圧を印加して発光輝度を測定した結果を表2に示す。
Table 2 shows the results of measuring the light emission luminance by applying a voltage of 13 V to the device thus manufactured.

【0075】[0075]

【表2】 [Table 2]

【0076】表2の結果を見て明らかなように、アルゴ
ンイオンのエネルギーが20〜100eVの範囲で表面
処理を施した表面改質ITOを電極として用いた発光素
子(実施例9〜14)の発光輝度が大きく改善されてい
ることがわかる。また、アルゴンイオンで処理を行った
後、続けて酸素イオンで処理を行った表面改質ITO電
極を有する発光素子(実施例15)の発光輝度は更に飛
躍的に向上した。
As is clear from the results shown in Table 2, the light-emitting elements (Examples 9 to 14) using the surface-modified ITO subjected to the surface treatment with the argon ion energy in the range of 20 to 100 eV as the electrode were used. It can be seen that the light emission luminance is greatly improved. Further, the luminous brightness of the light emitting device (Example 15) having the surface-modified ITO electrode which was treated with argon ions and then treated with oxygen ions was further drastically improved.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理
方法を透明導電性膜(特にITO膜)に行うと、面抵抗
の増加を引き起こすことなくITO膜の仕事関数を増加
させることができる。
As described above, when the surface treatment method of the present invention is applied to a transparent conductive film (particularly, an ITO film), the work function of the ITO film can be increased without increasing the sheet resistance. .

【0078】また、このようにして表面改質を行った表
面改質透明導電性膜(特にITO膜)を電荷注入型発光
素子(有機発光素子)の陽極として用いることで、極め
て発光輝度の高い素子を得ることができた。
Further, by using the surface-modified transparent conductive film (particularly, ITO film) thus surface-modified as an anode of a charge injection type light-emitting device (organic light-emitting device), extremely high emission luminance can be obtained. The device was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るITO膜の表面処理方法を行うた
めの表面処理装置の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a surface treatment apparatus for performing a method of surface treating an ITO film according to the present invention.

【図2】本発明の有機発光素子の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the organic light emitting device of the present invention.

【図3】本発明の有機発光素子の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention.

【図4】本発明の有機発光素子の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention.

【図5】本発明の有機発光素子の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing another example of the organic light emitting device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板ホルダー 2 電流計 3 直流電源 4 LaB6フィラメント 5 加熱電源 6 放電電源 7 加速電源 8 コイル 9 基板 10 陽極 11 発光層 12 陰極 13 ホール輸送層 14 電子輸送層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate holder 2 Ammeter 3 DC power supply 4 LaB 6 Filament 5 Heating power supply 6 Discharge power supply 7 Acceleration power supply 8 Coil 9 Substrate 10 Anode 11 Light emitting layer 12 Cathode 13 Hole transport layer 14 Electron transport layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 和則 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 榊原 剛 東京都中野区鷺宮6−27−2 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB05 CB01 DA02 EB00 FA01 5G307 FA01 FB01 FC02 FC10 5G323 BC03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazunori Ueno 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tsuyoshi Sakakibara 6-27-2 Sagimiya, Nakano-ku, Tokyo F-term ( Reference) 3K007 AB02 AB05 CB01 DA02 EB00 FA01 5G307 FA01 FB01 FC02 FC10 5G323 BC03

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビーム励起プラズマを用いて透明導
電性膜の表面改質を施したことを特徴とする表面改質透
明導電性膜。
1. A surface-modified transparent conductive film obtained by modifying the surface of a transparent conductive film using electron beam excited plasma.
【請求項2】 前記透明導電性膜としてITO膜を用い
たことを特徴とする請求項1に記載の表面改質透明導電
性膜。
2. The surface-modified transparent conductive film according to claim 1, wherein an ITO film is used as the transparent conductive film.
【請求項3】 電子ビーム励起プラズマを用いて10〜
80eVのエネルギー範囲にある酸素イオン又は電子を
ITO膜に照射して表面改質を施したことを特徴とする
請求項2に記載の表面改質透明導電性膜。
3. The method using an electron beam excited plasma.
The surface-modified transparent conductive film according to claim 2, wherein the surface modification is performed by irradiating oxygen ions or electrons having an energy range of 80 eV to the ITO film.
【請求項4】 電子ビーム励起プラズマを用いて20〜
100eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる正
イオンをITO膜に照射して表面改質を施したことを特
徴とする請求項2に記載の表面改質透明導電性膜。
4. Use of an electron beam excited plasma for 20 to
3. The surface-modified transparent conductive film according to claim 2, wherein a surface modification is performed by irradiating the ITO film with positive ions by an inert gas having an energy range of 100 eV.
【請求項5】 電子ビーム励起プラズマを用いて20〜
100eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる正
イオンをITO膜に照射した後、10〜80eVのエネ
ルギー範囲にある酸素イオン又は電子をITO膜に照射
して表面改質を施したことを特徴とする請求項2に記載
の表面改質透明導電性膜。
5. An electron beam-excited plasma for 20 to
After irradiating the ITO film with positive ions by an inert gas having an energy range of 100 eV, the ITO film is irradiated with oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV to perform surface modification. The surface-modified transparent conductive film according to claim 2.
【請求項6】 ITO膜の深さ方向5nm以内の表面領
域を改質したものであることを特徴とする請求項2乃至
5のいずれかに記載の表面改質透明導電性膜。
6. The surface-modified transparent conductive film according to claim 2, wherein a surface region of the ITO film within 5 nm in a depth direction is modified.
【請求項7】 仕事関数が5.2eV以上であることを
特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載の表面改質
透明導電性膜。
7. The surface-modified transparent conductive film according to claim 2, which has a work function of 5.2 eV or more.
【請求項8】 電子ビーム励起プラズマを用いて透明導
電性膜の表面改質を施すことを特徴とする表面改質透明
導電性膜の表面処理方法。
8. A surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film, wherein the surface of the transparent conductive film is modified using electron beam excited plasma.
【請求項9】 前記透明導電性膜としてITO膜を用い
ることを特徴とする請求項8に記載の表面改質透明導電
性膜の表面処理方法。
9. The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 8, wherein an ITO film is used as the transparent conductive film.
【請求項10】 電子ビーム励起プラズマを用いて10
〜80eVのエネルギー範囲にある酸素イオン又は電子
をITO膜に照射して表面改質を施すことを特徴とする
請求項9に記載の表面改質透明導電性膜の表面処理方
法。
10. The method according to claim 10, wherein the electron beam excitation plasma is used.
10. The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 9, wherein the ITO film is irradiated with oxygen ions or electrons having an energy in the range of -80 eV to perform surface modification.
【請求項11】 前記酸素イオンは少なくとも1mW/
cm2以上1W/cm2以下、前記電子は少なくとも0.
1W/cm2以上10W/cm2以下のパワーをITO膜
表面に与えることを特徴とする請求項10に記載の表面
改質透明導電性膜の表面処理方法。
11. The method according to claim 1, wherein the oxygen ions are at least 1 mW /
cm 2 or more and 1 W / cm 2 or less, and the electrons are at least 0.1 W / cm 2 .
1W / cm 2 or more 10 W / cm 2 surface treatment method of the surface modification transparent conductive film according to claim 10, the following power, characterized in that applied to the ITO film surface.
【請求項12】 電子ビーム励起プラズマを用いて20
〜100eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる
正イオンをITO膜に照射して表面改質を施すことを特
徴とする請求項9に記載の表面改質透明導電性膜の表面
処理方法。
12. The method according to claim 12, wherein the electron beam excitation plasma is used.
The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 9, wherein the ITO film is irradiated with positive ions by an inert gas having an energy range of 100100 eV to perform surface modification.
【請求項13】 前記正イオンは少なくとも10mW/
cm2以上1W/cm2以下のパワーをITO膜表面に与
えることを特徴とする請求項12に記載の表面改質透明
導電性膜の表面処理方法。
13. The method of claim 1, wherein the positive ions are at least 10 mW /
13. The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 12, wherein a power of not less than cm 2 and not more than 1 W / cm 2 is applied to the surface of the ITO film.
【請求項14】 電子ビーム励起プラズマを用いて20
〜100eVのエネルギー範囲にある不活性ガスによる
正イオンをITO膜に照射した後、10〜80eVのエ
ネルギー範囲にある酸素イオン又は電子をITO膜に照
射して表面改質を施すことを特徴とする請求項9に記載
の表面改質透明導電性膜の表面処理方法。
14. The method as claimed in claim 14, wherein the electron beam excited plasma is used.
After the ITO film is irradiated with positive ions by an inert gas having an energy range of 100100 eV, the ITO film is irradiated with oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV to perform surface modification. A surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 9.
【請求項15】 ITO膜の深さ方向5nm以内の表面
領域を改質することを特徴とする請求項9乃至14のい
ずれかに記載の表面改質透明導電性膜の表面処理方法。
15. The surface treatment method for a surface-modified transparent conductive film according to claim 9, wherein the surface region of the ITO film within 5 nm in a depth direction is modified.
【請求項16】 電子ビーム励起プラズマを用いて表面
改質を施した表面改質ITO膜を電極として用いたこと
を特徴とする電荷注入型発光素子。
16. A charge-injection light-emitting device using a surface-modified ITO film whose surface has been modified by using electron beam excited plasma as an electrode.
【請求項17】 前記表面改質ITO膜は、電子ビーム
励起プラズマを用いて10〜80eVのエネルギー範囲
にある酸素イオン又は電子をITO膜に照射して表面改
質を施したものであることを特徴とする請求項16に記
載の電荷注入型発光素子。
17. The surface-modified ITO film has been subjected to surface modification by irradiating oxygen ions or electrons having an energy range of 10 to 80 eV to the ITO film using an electron beam excited plasma. The charge injection type light emitting device according to claim 16, characterized in that:
【請求項18】 前記表面改質ITO膜は、電子ビーム
励起プラズマを用いて20〜100eVのエネルギー範
囲にある不活性ガスによる正イオンをITO膜に照射し
て表面改質を施したものであることを特徴とする請求項
16に記載の電荷注入型発光素子。
18. The surface-modified ITO film has been subjected to surface modification by irradiating the ITO film with positive ions of an inert gas having an energy range of 20 to 100 eV using electron beam excited plasma. The charge injection type light emitting device according to claim 16, wherein:
【請求項19】 前記表面改質ITO膜は、電子ビーム
励起プラズマを用いて20〜100eVのエネルギー範
囲にある不活性ガスによる正イオンをITO膜に照射し
た後、10〜80eVのエネルギー範囲にある酸素イオ
ン又は電子をITO膜に照射して表面改質を施したもの
であることを特徴とする請求項16に記載の電荷注入型
発光素子。
19. The surface-modified ITO film has an energy range of 10 to 80 eV after irradiating the ITO film with positive ions by an inert gas having an energy range of 20 to 100 eV using an electron beam excited plasma. 17. The charge injection type light emitting device according to claim 16, wherein the ITO film is irradiated with oxygen ions or electrons to perform surface modification.
【請求項20】 前記表面改質ITO膜は、ITO膜の
深さ方向5nm以内の表面領域を改質したものであるこ
とを特徴とする請求項16乃至19のいずれかに記載の
電荷注入型発光素子。
20. The charge injection type according to claim 16, wherein the surface-modified ITO film is obtained by modifying a surface region of the ITO film within a depth direction of 5 nm. Light emitting element.
【請求項21】 前記表面改質ITO膜の仕事関数が
5.2eV以上であることを特徴とする請求項16乃至
20のいずれかに記載の電荷注入型発光素子。
21. The charge injection type light emitting device according to claim 16, wherein the surface modified ITO film has a work function of 5.2 eV or more.
【請求項22】 前記表面改質ITO膜の上にイオン化
ポテンシャルが5.2eV以上の有機膜が形成されてい
ることを特徴とする請求項21に記載の電荷注入型発光
素子。
22. The charge injection type light emitting device according to claim 21, wherein an organic film having an ionization potential of 5.2 eV or more is formed on the surface modified ITO film.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100867352B1 (en) 2007-05-22 2008-11-06 건국대학교 산학협력단 Method for increasing work function of ito by self-assembled molecular monolayer using vapor processor
JP2010244860A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd Organic el element and its manufacturing method
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JP2012134071A (en) * 2010-12-22 2012-07-12 Fujifilm Corp Manufacturing method of organic electroluminescent element and organic electroluminescent element

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