JP2004111201A - Substrate for light-emitting element, substrate with transparent conductive film for light-emitting element, and light-emitting element - Google Patents

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JP2004111201A
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Japan
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substrate
transparent conductive
conductive film
surface roughness
emitting element
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JP2002271650A
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Japanese (ja)
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Megumi Kunimine
國峯 めぐみ
Akio Fujiwara
藤原 晃男
Yasuhiko Akao
赤尾 安彦
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate suitable for a light-emitting element anda substrate having a transparent conductive film prevented from the generation of short circuits and dark spots, capable of preventing increase of a leak current. <P>SOLUTION: The substrate for an organic EL element is made to have a maximum surface roughness of 20 nm or less, and an average surface roughness of 1.0 nm or less. The substrate with the transparent conductive film for the organic EL element has a transparent conductive film formed on the substrate with a maximum surface roughness of the transparent conductive film of 20 nm or less, and average surface roughness of 1.0 nm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機EL素子、無機EL素子などの発光素子の電極として用いられる基板、透明導電膜付き基板および該透明導電膜付き基板を用いた発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
フラットパネルディスプレイは、近年の高度情報化に伴って、ますます需要が高まっている。最近特に、自己発光型で低電圧駆動が可能な有機ELディスプレイが、次世代のフラットパネルディスプレイの発光素子として注目されている。また、無機ELディスプレイも、同様に次世代のフラットパネルディスプレイの発光素子として注目されている。有機ELディスプレイに用いられる有機EL素子は、基本的には、透明導電膜付き基板からなる電極(陽極)、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などの有機物層、金属電極(陰極)などが積層された構造を有している。また、無機ELディスプレイに用いられる無機EL素子は、基本的には、基板上に透明導電膜付き基板からなる電極、絶縁層、発光層、絶縁層、背面電極などが積層された構造を有している。
【0003】
有機EL素子には、駆動方法の異なるアクティブ型有機EL素子とパッシブ型有機EL素子とがある。アクティブ型有機EL素子では主に無アルカリガラス基板が使用されており、一方パッシブ型有機EL素子では主にソーダライムガラス基板が使用されている。
【0004】
特に、パッシブ型有機EL素子には、フロート法で作製されたSTN−LCD用途のソーダライムガラス基板が、安価であるという理由により使用されている場合が多い。STN−LCD用途のソーダライムガラス基板はセルギャップムラの抑制を目的として、ガラス基板のうねりを低減させる必要がある。そのため、ガラス表面の研磨を実施しているが、パッシブ型有機EL素子の用途に使用するためには、さらに微細なガラス基板の凹凸の制御を行う必要がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
ガラス基板上に微細な凹凸が存在すると、その上に透明導電膜を形成しても透明導電膜上の微細な凹凸を低減することは難しく、透明導電膜上の凹凸も大きくなる。
【0006】
有機EL素子の場合、高精細化や大型化に伴い、輝度を確保するため更に高電流を有機EL素子に印加する必要が生じる。ガラス基板上や透明導電膜上の凹凸が大きい透明導電膜付き基板を使用すると、それらの凹凸により、ショートやダークスポットが発生し、またはリーク電流が増大するなどの不具合が発生するという問題点があった。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−191487号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ショートやダークスポットの発生を抑制し、リーク電流の増大を防止できる、発光素子用として好適な基板および透明導電膜付き基板の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の最大表面粗さが20nm以下であることを特徴とする発光素子用基板を提供する。本発明においては、前記基板の平均表面粗さが1.0nm以下であることが好ましい。
【0010】
また、本発明は、前記発光素子用基板上に透明導電膜が形成された発光素子用透明導電膜付き基板であって、前記透明導電膜の最大表面粗さが20nm以下であることを特徴とする発光素子用透明導電膜付き基板を提供する。本発明においては、前記透明導電膜の平均表面粗さが1.0nm以下であることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、有機EL素子のショートやダークスポットの発生を抑制し、リーク電流の増大を防止するために、鋭意研究を重ねた結果、以下の点に着目するに至った。
【0012】
ショートとは、有機EL素子作成時、または駆動中に、その部分に集中的に電流が流れ、局所的な破壊が生じることをいう。その原因は、主として、基板、透明導電膜、有機層や金属電極用の金属膜などに異物やピンホールなどを含む凹凸が存在することが原因の一つであると言われている。
【0013】
また、ダークスポットとは、有機EL素子形成時に既に存在している、有機EL素子上に存在する非発光部を意味し、有機EL素子の駆動している時や大気中に保存している時に成長するものであり、最悪の場合、有機EL素子全面が発光しなくなることがある。その原因の一つは、有機層が結晶化することや、基板、透明導電膜、有機層や金属電極用の金属膜などの異物やピンホールなどを含む凹凸が存在することにより、凹凸部から水分や酸素などが浸入し、有機層または金属電極用の金属膜が剥離することであると言われている。
【0014】
また、リーク電流とは、逆バイアス印加時に流れる電流を意味し、局所的に大きな電圧がかかることによって増大すると言われている。基板、透明導電膜や有機層などに微細な凹凸が存在すると、その凹凸部付近の膜厚が他の部分の膜厚と比較して薄くなり、その凹凸部付近に局所的な大きい電圧がかかることが原因の一つであると言われている。
【0015】
すなわち、ガラス基板や透明導電膜の凹凸を無くせば、ショートやダークスポットの発生がなく、かつリーク電流の少ない有機EL素子を作製できる。以下、本発明の詳細について説明する。
【0016】
本発明に用いる基板は、発光素子用の基板として用いられる場合、ガラス基板またはフィルム基板が好ましく用いられる。また、前記ガラス基板の厚さは、強度および透過率の観点から、0.2〜1.5mmであることが好ましい。また、必ずしも平面で板状である必要はなく、曲面でも異型状でもよい。
【0017】
前記ガラス基板としては、ソーダライムガラス基板、石英ガラス基板、無アルカリガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板などが例示される。特に、パッシブ型有機EL素子の場合、安価であるソーダライムガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板を用いることが好ましい。
【0018】
前記基板の最大表面粗さは、ショートやダークスポットの発生が少なく、かつリーク電流の少ない有機EL素子を作製するため、20nm以下であることが必要であり、好ましくは10nm以下である。また、前記基板の平均表面粗さが1.0nm以下であることが、同様の理由により好ましい。
【0019】
基板の最大表面粗さおよび平均表面粗さを上記範囲とするためには、適当な条件でガラス基板を研磨することが好ましい。具体的には、研磨剤を用いた湿式研磨や乾式研磨といった研磨方法を挙げることができる。基板の最大表面粗さおよび平均表面粗さを上記範囲とすることにより、実用上問題となるダークスポットの発生および成長が抑制でき、またショートの発生を抑制でき、更にはリーク電流を低減することができるため、安定した有機EL素子を作製できる。
【0020】
基板としてソーダライムガラスのようなアルカリ成分を含むガラスを使用する場合、ガラス基板からのアルカリ成分の溶出を抑えるために、基板上にシリカからなるバリア層を設けてもよい。実用上問題となるレベルのダークスポット、ショートもしくはリーク電流を抑制するためには、シリカ膜についても、異物やピンホールなどの凹凸を抑制することが好ましい。シリカからなるバリア層は、スパッタリング法、CVD法、コーティング法、イオンプレーティング法などにより作製されるが、異物が少なく、最大表面粗さおよび平均表面粗さが小さい平坦な膜が得られれば製法の制限はない。シリカ膜の厚さは、10nm以上であることが、基板からのアルカリ成分の溶出の抑制という観点から好ましい。
【0021】
実用上問題となるショートやダークスポットの発生がなく、かつリーク電流の少ない有機EL素子を作製するためには、基板の最大表面粗さおよび平均表面粗さを好ましい範囲とすることだけでは不十分であり、透明導電膜の凹凸を抑制する必要がある。具体的には、透明導電膜の最大表面粗さが20nm以下であることが必要であり、好ましくは10nm以下である。また、透明導電膜の平均表面粗さは1.0nm以下であることが好ましい。透明導電膜の材料としては、スズを含有する酸化インジウム(以下、ITOという。)、ガリウムを含有する酸化亜鉛、インジウムと亜鉛とを含有する酸化物などが好ましく用いられる。
【0022】
透明導電膜の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、コーティング法などが挙げられるが、最大表面粗さおよび平均表面粗さが小さい平坦な膜が得られれば製法の制限はない。
【0023】
また、透明導電膜の表面状態は、その成膜条件や成膜方法により大きく変わるため、透明導電膜上の凹凸を抑制するためには、適切な成膜条件や成膜方法を選択することが重要である。
【0024】
前記成膜条件として、スパッタ法で成膜する場合、チャンバ内の酸素分圧の低い条件で成膜すると、異常突起が形成し易くなり、透明導電膜上に凸状欠点が発生し易くなる。一方、酸素分圧の高い条件で成膜すると、透明導電膜の表面粗さが大きくなる。チャンバ内におけるスパッタガス中の酸素分圧は0.1〜5体積%であることが好ましい。
【0025】
また、透明導電膜の凹凸を低減させるために、透明導電膜の表面を処理してもよい。表面処理の方法として、物理的研磨、化学的研磨、エッチングなどが例示される。
【0026】
また、本発明における発光素子としては、有機EL素子、無機EL素子などが挙げられる。
【0027】
本発明における有機EL素子は、基本的には、透明導電膜付き基板からなる電極(陽極)、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などの有機物層、金属電極(陰極)などが積層された構造を有している。前記陽極として本発明の透明導電膜付き基板を用いることにより、リーク電流が少なく、ダークスポットおよびショートの発生数が少ない有機EL素子を得ることができる。
【0028】
電子輸送層の材料としては、例えば、銅フタロシアニン(CuPc)などのフタロシアニン類、4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミンや、4,4’,4”−トリス(N、N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミンなどのスターバーストアミン類が使用できる。特に素子の信頼性やITO膜との密着性の点で、銅フタロシアニンを正孔注入層の材料として用いることが好ましい。
【0029】
前記発光層の材料としては、発光能を示す材料であれば特に限定されないが、例えば、トリス(8−キリノール)アルミニウム(Alq)などが挙げられる。前記発光層としてAlqを用いる場合、前記発光層は電子輸送層としても働く。発光効率の向上、素子寿命の改善を目的として、前記発光層に各種色素などのドーピングを行ってもよい。
【0030】
前記正孔輸送層の材料としては、正孔の注入または電子の障壁性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、N,N’−ジフェニル−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’ジアミン(TPD)、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(α−NPD)、N,N’−ジ(フェナントレン−9−イル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(PPD)およびトリフェニルジアミンからなる群から選ばれる1種以上が挙げられる。
【0031】
前記陰極の材料としては、仕事関数の小さい金属や合金が好ましく用いられ、Al、AlLi、MgAgなどが例示され、蒸着法などで成膜される。
【0032】
【実施例】
以下に実施例(例1〜3)および比較例(例4、5)を用いて、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0033】
(例1)
最大表面粗さが8.9nm、平均表面粗さが0.6nmのソーダライムガラス基板(旭硝子株式会社製AS、板厚:0.7mm)を用意した。
【0034】
ここで、最大表面粗さとは、ガラス基板を純水により洗浄した後、原子間力顕微鏡(デジタルインスツルメンツ社製:NanoScope3マルチモードAFM)を用いて、ガラス基板の表面粗さを測定し、測定領域中の最も大きい凹凸の差とした。その測定領域は5μm×5μmとした。また、平均表面粗さとは、ガラス基板を純水により洗浄した後、原子間力顕微鏡(デジタルインスツルメンツ社製・NanoScope3マルチモードAFM)を用いて、ガラス基板の表面粗さを測定し、測定領域中の平均の表面粗さとした。その測定領域は5μm×5μmとした。
【0035】
ガラス基板を洗浄した後、スパッタ装置にセットし、RFスパッタ法により、厚さ約20nmのシリカ膜を該ガラス基板上に形成した。このとき、ターゲットはシリカターゲットを用いた。次に、DCマグネトロンスパッタ法により、シリカ膜の上に、厚さが170nmのITO膜を形成し、ITO膜付き基板を得た。このとき、ターゲットは、SnOがInとSnOとの総量に対して10質量%添加されたITOターゲットを用いた。スパッタガスは、酸素ガス(スパッタガス中に1.0体積%)とアルゴンガスとの混合ガスを用いた。
【0036】
作製されたITO膜の最大表面粗さおよび平均表面粗さを測定した。その結果を表1に示す。なお、ITO膜の最大表面粗さおよび平均表面粗さの測定方法は、ガラス基板の最大表面粗さと平均表面粗さの測定方法と同じである。
【0037】
ITO膜付き基板をスパッタリング装置から取り出し、フォトリソグラフ法を用いたウェットエッチングにより、所定の形状にITO膜をパターニングした。
【0038】
更に、陽極となるITO層の上に、CuPcを約20nm、Alqを約50nm、α−NPDを約100nm、Al膜を約200nm形成し、5mm×5mmの正方形型の有機EL素子を作製した。CuPc、α−NPD、およびAlqは、いずれも真空蒸着法で形成した。
【0039】
以上のように作製された有機EL素子のリーク電流、ダークスポット発生数およびショート発生数の結果を表2に記載する。また、リーク電流、ダークスポット発生数およびショート発生数の評価方法は、以下のとおりである。
【0040】
1.リーク電流
電流・電圧特性を測定し、リーク電流を測定した。
◎とは×を1とした場合の10−4未満であることを意味し、○とは×を1とした場合の10−4以上10−3未満であることを意味し、△とは×を1とした場合の10−3以上1未満であることを意味する。◎、○であることが、実用上好ましい。
2.ダークスポット発生数
得られた有機EL素子を、100cd/mで24時間定電流駆動させた後、目視で確認されたダークスポット発生数をカウントした。10個以下であることが実用上好ましい。
3.ショート発生数
得られた有機EL素子を、100cd/m2で24時間定電流駆動させた後、目視で確認されたショート発生数をカウントした。0個であることが実用上好ましい。
【0041】
(例2〜例5)
ガラス基板の最大表面粗さと平均表面粗さを表1に記載された値とした以外は、例1と同様に処理して有機EL素子を得た。作製されたITO膜の最大表面粗さおよび平均表面粗さの結果を表1に、有機EL素子の評価結果を表2に示す。
【0042】
【表1】

Figure 2004111201
【0043】
【表2】
Figure 2004111201
【0044】
表1および2より、ガラス基板およびITO膜の最大表面粗さを20nm以下にすると、ダークスポットやショートの発生が少なくなり、リーク電流を抑制できることが確認された。また、ガラス基板およびITO膜の最大平均粗さを20nm以下とし、さらに、平均表面粗さを1.0nm以下ですると、さらにダークスポットやショートの発生が少なくなり、さらにリーク電流を抑制できることが確認された。
【0045】
【発明の効果】
本発明の最大表面粗さおよび平均表面粗さを低減した基板や透明導電膜付き基板を用いることにより、ショートやダークスポットの発生を抑制し、リーク電流の増大を防止できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate used as an electrode of a light emitting element such as an organic EL element and an inorganic EL element, a substrate with a transparent conductive film, and a light emitting element using the substrate with a transparent conductive film.
[0002]
[Prior art]
Flat panel displays are increasingly in demand with the advancement of information technology in recent years. Recently, an organic EL display that is self-luminous and can be driven at a low voltage has attracted attention as a light-emitting element of a next-generation flat panel display. Similarly, inorganic EL displays are also attracting attention as light-emitting elements for next-generation flat panel displays. An organic EL element used for an organic EL display basically includes an electrode (anode) made of a substrate with a transparent conductive film, an organic layer such as an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer, a metal electrode (cathode), and the like. Have a laminated structure. An inorganic EL element used for an inorganic EL display basically has a structure in which an electrode, an insulating layer, a light emitting layer, an insulating layer, a back electrode, and the like made of a substrate with a transparent conductive film are stacked on a substrate. ing.
[0003]
The organic EL element includes an active organic EL element and a passive organic EL element having different driving methods. Active-type organic EL elements mainly use alkali-free glass substrates, while passive-type organic EL elements mainly use soda lime glass substrates.
[0004]
In particular, a soda-lime glass substrate for STN-LCD manufactured by a float process is often used for passive organic EL elements because it is inexpensive. A soda-lime glass substrate for STN-LCD needs to reduce the waviness of the glass substrate for the purpose of suppressing cell gap unevenness. Therefore, although the glass surface is polished, it is necessary to control the unevenness of a finer glass substrate in order to use it for applications of passive organic EL elements (see, for example, Patent Document 1). .
[0005]
When fine irregularities exist on the glass substrate, it is difficult to reduce the fine irregularities on the transparent conductive film even if a transparent conductive film is formed thereon, and the irregularities on the transparent conductive film also increase.
[0006]
In the case of an organic EL element, it is necessary to apply a higher current to the organic EL element in order to ensure luminance with an increase in definition and size. When a substrate with a transparent conductive film with large irregularities on a glass substrate or transparent conductive film is used, there is a problem that such irregularities cause short circuit, dark spot, or increased leakage current. there were.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-191487
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a substrate suitable for a light-emitting element and a substrate with a transparent conductive film, which can suppress the occurrence of short circuits and dark spots and prevent an increase in leakage current.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a substrate for a light emitting device, wherein the substrate has a maximum surface roughness of 20 nm or less. In the present invention, the average surface roughness of the substrate is preferably 1.0 nm or less.
[0010]
In addition, the present invention is a substrate with a transparent conductive film for a light-emitting element in which a transparent conductive film is formed on the light-emitting element substrate, wherein the maximum surface roughness of the transparent conductive film is 20 nm or less. Provided is a substrate with a transparent conductive film for a light-emitting element. In the present invention, the average surface roughness of the transparent conductive film is preferably 1.0 nm or less.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to suppress the occurrence of short circuits and dark spots in the organic EL element and prevent an increase in leakage current. As a result, the inventors have focused on the following points.
[0012]
The short circuit means that current is intensively flown in the portion when the organic EL element is formed or driven, and local destruction occurs. The cause is said to be mainly due to the presence of irregularities including foreign substances and pinholes in the substrate, transparent conductive film, organic layer, metal film for metal electrodes, and the like.
[0013]
The dark spot means a non-light emitting portion existing on the organic EL element that is already present when the organic EL element is formed, and when the organic EL element is driven or stored in the atmosphere. In the worst case, the entire surface of the organic EL element may not emit light. One of the causes is that the organic layer is crystallized, and there are irregularities including foreign substances such as substrates, transparent conductive films, organic layers and metal films for metal electrodes, and pinholes. It is said that moisture, oxygen, etc. permeate and the organic layer or the metal film for the metal electrode peels off.
[0014]
The leakage current means a current that flows when a reverse bias is applied, and is said to increase when a large voltage is applied locally. If minute irregularities exist on the substrate, transparent conductive film, organic layer, etc., the film thickness near the irregularities becomes thinner than the film thickness of other parts, and a large local voltage is applied near the irregularities. It is said that this is one of the causes.
[0015]
That is, if the unevenness of the glass substrate or the transparent conductive film is eliminated, an organic EL element with no short circuit or dark spot and with little leakage current can be produced. Details of the present invention will be described below.
[0016]
When the substrate used in the present invention is used as a substrate for a light emitting device, a glass substrate or a film substrate is preferably used. Moreover, it is preferable that the thickness of the said glass substrate is 0.2-1.5 mm from a viewpoint of intensity | strength and the transmittance | permeability. Further, it is not necessarily flat and plate-like, and may be curved or atypical.
[0017]
Examples of the glass substrate include a soda lime glass substrate, a quartz glass substrate, a non-alkali glass substrate, and a borosilicate glass substrate. In particular, in the case of a passive organic EL element, it is preferable to use an inexpensive soda lime glass substrate or borosilicate glass substrate.
[0018]
The maximum surface roughness of the substrate is required to be 20 nm or less, and preferably 10 nm or less in order to produce an organic EL device with little occurrence of shorts and dark spots and low leakage current. The average surface roughness of the substrate is preferably 1.0 nm or less for the same reason.
[0019]
In order to set the maximum surface roughness and the average surface roughness of the substrate within the above ranges, it is preferable to polish the glass substrate under appropriate conditions. Specifically, a polishing method such as wet polishing or dry polishing using an abrasive can be used. By setting the maximum surface roughness and average surface roughness of the substrate within the above ranges, it is possible to suppress the occurrence and growth of dark spots, which are practical problems, to suppress the occurrence of short circuits, and to further reduce the leakage current. Therefore, a stable organic EL element can be produced.
[0020]
When glass containing an alkali component such as soda lime glass is used as the substrate, a barrier layer made of silica may be provided on the substrate in order to suppress elution of the alkali component from the glass substrate. In order to suppress dark spots, short-circuits, or leakage currents that are problematic in practice, it is preferable to suppress irregularities such as foreign matter and pinholes in the silica film. A barrier layer made of silica is produced by sputtering, CVD, coating, ion plating, etc., but if a flat film with a small amount of foreign matter and a small maximum surface roughness and average surface roughness can be obtained, There is no limit. The thickness of the silica film is preferably 10 nm or more from the viewpoint of suppressing the elution of alkali components from the substrate.
[0021]
In order to produce an organic EL device with no short circuit or dark spot, which is a practical problem, and with low leakage current, it is not sufficient to set the maximum surface roughness and average surface roughness of the substrate within the preferred ranges. It is necessary to suppress the unevenness of the transparent conductive film. Specifically, it is necessary that the maximum surface roughness of the transparent conductive film be 20 nm or less, and preferably 10 nm or less. Moreover, it is preferable that the average surface roughness of a transparent conductive film is 1.0 nm or less. As a material for the transparent conductive film, indium oxide containing tin (hereinafter referred to as ITO), zinc oxide containing gallium, oxide containing indium and zinc, and the like are preferably used.
[0022]
Examples of the method for forming the transparent conductive film include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a coating method. However, if a flat film with a small maximum surface roughness and a small average surface roughness is obtained, the production method is limited. There is no.
[0023]
In addition, since the surface state of the transparent conductive film varies greatly depending on the film forming conditions and the film forming method, an appropriate film forming condition and film forming method can be selected in order to suppress unevenness on the transparent conductive film. is important.
[0024]
When the film is formed by sputtering as the film formation condition, if the film is formed under a condition where the oxygen partial pressure in the chamber is low, abnormal protrusions are easily formed, and convex defects are likely to occur on the transparent conductive film. On the other hand, when the film is formed under a high oxygen partial pressure, the surface roughness of the transparent conductive film increases. The oxygen partial pressure in the sputtering gas in the chamber is preferably 0.1 to 5% by volume.
[0025]
Moreover, in order to reduce the unevenness | corrugation of a transparent conductive film, you may process the surface of a transparent conductive film. Examples of the surface treatment method include physical polishing, chemical polishing, and etching.
[0026]
Examples of the light emitting element in the present invention include an organic EL element and an inorganic EL element.
[0027]
The organic EL device of the present invention is basically formed by laminating an electrode (anode) composed of a substrate with a transparent conductive film, an organic material layer such as an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer, a metal electrode (cathode), and the like. Have a structure. By using the substrate with a transparent conductive film of the present invention as the anode, it is possible to obtain an organic EL element with a small leakage current and a small number of dark spots and shorts.
[0028]
Examples of the material for the electron transport layer include phthalocyanines such as copper phthalocyanine (CuPc), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) triphenylamine, 4 , 4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine and other starburst amines can be used. In particular, copper phthalocyanine is preferably used as the material for the hole injection layer in terms of device reliability and adhesion to the ITO film.
[0029]
The material of the light emitting layer is not particularly limited as long as it is a material exhibiting light emitting ability, and examples thereof include tris (8-quinolinol) aluminum (Alq). When Alq is used as the light emitting layer, the light emitting layer also functions as an electron transport layer. For the purpose of improving luminous efficiency and device lifetime, the light emitting layer may be doped with various dyes.
[0030]
The material of the hole transport layer is not particularly limited as long as it is a material having hole injection or electron barrier properties. For example, N, N′-diphenyl- (3-methylphenyl) -1,1 ′ -Biphenyl-4,4'diamine (TPD), 4,4'-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl (α-NPD), N, N'-di (phenanthrene-9- Yl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (PPD) and one or more selected from the group consisting of triphenyldiamine.
[0031]
As the material of the cathode, a metal or alloy having a small work function is preferably used, and Al, AlLi, MgAg, etc. are exemplified, and the film is formed by a vapor deposition method or the like.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail using Examples (Examples 1 to 3) and Comparative Examples (Examples 4 and 5). However, the present invention is not limited to this.
[0033]
(Example 1)
A soda-lime glass substrate (ASA manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., plate thickness: 0.7 mm) having a maximum surface roughness of 8.9 nm and an average surface roughness of 0.6 nm was prepared.
[0034]
Here, the maximum surface roughness refers to a measurement region in which the glass substrate is washed with pure water, and then the surface roughness of the glass substrate is measured using an atomic force microscope (Digital Instruments, Inc .: NanoScope 3 multimode AFM). The largest unevenness difference was taken. The measurement area was 5 μm × 5 μm. In addition, the average surface roughness means that after the glass substrate is washed with pure water, the surface roughness of the glass substrate is measured using an atomic force microscope (Digital Instruments, NanoScope 3 multimode AFM). The average surface roughness. The measurement area was 5 μm × 5 μm.
[0035]
After cleaning the glass substrate, it was set in a sputtering apparatus, and a silica film having a thickness of about 20 nm was formed on the glass substrate by RF sputtering. At this time, a silica target was used as the target. Next, an ITO film having a thickness of 170 nm was formed on the silica film by DC magnetron sputtering to obtain a substrate with an ITO film. In this case, the target, SnO 2 was used ITO target was added 10% by mass of the total amount of In 2 O 3 and SnO 2. As the sputtering gas, a mixed gas of oxygen gas (1.0% by volume in the sputtering gas) and argon gas was used.
[0036]
The maximum surface roughness and average surface roughness of the produced ITO film were measured. The results are shown in Table 1. The method for measuring the maximum surface roughness and the average surface roughness of the ITO film is the same as the method for measuring the maximum surface roughness and the average surface roughness of the glass substrate.
[0037]
The substrate with the ITO film was taken out of the sputtering apparatus, and the ITO film was patterned into a predetermined shape by wet etching using a photolithographic method.
[0038]
Further, on the ITO layer to be the anode, CuPc of about 20 nm, Alq of about 50 nm, α-NPD of about 100 nm, and Al film of about 200 nm were formed to produce a 5 mm × 5 mm square organic EL device. CuPc, α-NPD, and Alq were all formed by vacuum deposition.
[0039]
Table 2 shows the results of the leakage current, the number of dark spots generated, and the number of shorts generated of the organic EL element manufactured as described above. Moreover, the evaluation methods of the leakage current, the number of dark spots and the number of shorts are as follows.
[0040]
1. Leakage current / voltage characteristics were measured, and leakage current was measured.
◎ means less than 10 -4 when x is 1, ◯ means 10 -4 or more and less than 10 -3 when x is 1, and △ means x Means that it is 10 −3 or more and less than 1 when. It is practically preferable that they are ◎ and ○.
2. The number of dark spots generated The organic EL element obtained was driven at a constant current of 100 cd / m 2 for 24 hours, and the number of dark spots generated visually was counted. It is practically preferable that the number is 10 or less.
3. The number of occurrences of short circuit The organic EL element obtained was driven at a constant current of 100 cd / m 2 for 24 hours, and then the number of occurrences of short circuit confirmed visually was counted. It is practically preferable that the number is zero.
[0041]
(Examples 2 to 5)
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the maximum surface roughness and the average surface roughness of the glass substrate were set to the values described in Table 1. Table 1 shows the results of the maximum surface roughness and the average surface roughness of the produced ITO film, and Table 2 shows the evaluation results of the organic EL elements.
[0042]
[Table 1]
Figure 2004111201
[0043]
[Table 2]
Figure 2004111201
[0044]
From Tables 1 and 2, it was confirmed that when the maximum surface roughness of the glass substrate and the ITO film was 20 nm or less, the occurrence of dark spots and shorts was reduced, and the leakage current could be suppressed. In addition, when the maximum average roughness of the glass substrate and the ITO film is 20 nm or less and the average surface roughness is 1.0 nm or less, the occurrence of dark spots and shorts is further reduced, and it is confirmed that the leakage current can be further suppressed. It was done.
[0045]
【The invention's effect】
By using a substrate with a reduced maximum surface roughness and average surface roughness or a substrate with a transparent conductive film according to the present invention, the occurrence of short circuits and dark spots can be suppressed, and an increase in leakage current can be prevented.

Claims (6)

基板の最大表面粗さが20nm以下であることを特徴とする発光素子用基板。A substrate for a light emitting element, wherein the maximum surface roughness of the substrate is 20 nm or less. 基板の平均表面粗さが1.0nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子用基板。The substrate for light emitting device according to claim 1, wherein the average surface roughness of the substrate is 1.0 nm or less. 前記基板がガラス基板である請求項1または2に記載の発光素子用基板。The light emitting element substrate according to claim 1, wherein the substrate is a glass substrate. 請求項1、2または3に記載の発光素子用基板上に透明導電膜が形成されてなる発光素子用透明導電膜付き基板であって、前記透明導電膜の最大表面粗さが20nm以下であることを特徴とする発光素子用透明導電膜付き基板。It is a board | substrate with the transparent conductive film for light emitting elements formed by forming a transparent conductive film on the light emitting element substrate of Claim 1, 2, or 3, Comprising: The maximum surface roughness of the said transparent conductive film is 20 nm or less A substrate with a transparent conductive film for a light-emitting element. 前記透明導電膜の平均表面粗さが1.0nm以下であることを特徴とする請求項4に記載の発光素子用透明導電膜付き基板。5. The substrate with a transparent conductive film for a light-emitting element according to claim 4, wherein the transparent conductive film has an average surface roughness of 1.0 nm or less. 請求項4または5に記載の発光素子用透明導電膜付き基板を用いて形成された発光素子。The light emitting element formed using the board | substrate with a transparent conductive film for light emitting elements of Claim 4 or 5.
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