JP2012256553A - Transparent conductive film for organic el and organic el element including the same - Google Patents

Transparent conductive film for organic el and organic el element including the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012256553A
JP2012256553A JP2011129712A JP2011129712A JP2012256553A JP 2012256553 A JP2012256553 A JP 2012256553A JP 2011129712 A JP2011129712 A JP 2011129712A JP 2011129712 A JP2011129712 A JP 2011129712A JP 2012256553 A JP2012256553 A JP 2012256553A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic
film
transparent conductive
conductive film
sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011129712A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5141794B2 (en
Inventor
Shuhin Cho
守斌 張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2011129712A priority Critical patent/JP5141794B2/en
Priority to KR1020137032270A priority patent/KR101437808B1/en
Priority to PCT/JP2012/003306 priority patent/WO2012169126A1/en
Priority to CN201280025462.8A priority patent/CN103583085A/en
Priority to TW101118993A priority patent/TWI460853B/en
Publication of JP2012256553A publication Critical patent/JP2012256553A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5141794B2 publication Critical patent/JP5141794B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8051Anodes
    • H10K59/80517Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a transparent conductive film for organic EL, with which a low contact resistance with an anode made of Al or an Al alloy can be obtained and a favorable transmittance in a short wavelength region can be obtained; and an organic EL element including the transparent conductive film.SOLUTION: A transparent conductive film 1 for organic EL is formed between an electroluminescent layer 2 and a metal film 3 made of Al or an Al alloy in an organic EL element 10. The transparent conductive film 1 comprises an Al-Mg-Zn-based oxide in which the content ratios of metal component elements are, by atomic ratio, Al: 0.7-7% and Mg: 10-25%, with the balance of Zn.

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に用いられる透明導電膜およびこの透明導電膜を用いた有機EL素子に関するものである。   The present invention relates to a transparent conductive film used in an organic electroluminescence (EL) display device and an organic EL element using the transparent conductive film.

一般に、有機EL表示装置では、スイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)が配置されたTFTアクティブマトリックス基板上に、有機EL層を含む電界発光層の両側にアノード(陽極)とカソード(陰極)とを配した有機EL素子が、各画素領域に形成された構造とされている。   In general, in an organic EL display device, an anode (anode) and a cathode (cathode) are arranged on both sides of an electroluminescent layer including an organic EL layer on a TFT active matrix substrate on which TFTs (thin film transistors) as switching elements are arranged. The organic EL element thus formed is formed in each pixel region.

従来、この有機EL素子では、アノードの金属膜としてAlまたはAl合金の金属膜やAgまたはAg合金の金属膜が用いられており、この金属膜と電界発光層との間には、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)やAZO(Aluminum doped Zinc Oxide:アルミニウム添加酸化亜鉛)等の透明導電膜が設けられている。この透明導電膜は、電界発光層に含まれる硫黄(S)成分が金属膜に拡散することを防ぐことを目的に設けられている。   Conventionally, in this organic EL device, an Al or Al alloy metal film or an Ag or Ag alloy metal film is used as the anode metal film, and ITO (Indium) is interposed between the metal film and the electroluminescent layer. A transparent conductive film such as Tin Oxide (indium tin oxide) and AZO (Aluminum doped Zinc Oxide) is provided. This transparent conductive film is provided for the purpose of preventing the sulfur (S) component contained in the electroluminescent layer from diffusing into the metal film.

特開2006−236839号公報JP 2006-236839 A

神戸製鋼技報/Vol.57 No.1(Apr.2007)Kobe Steel Engineering Reports / Vol. 57 No. 1 (Apr. 2007)

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来、金属膜と電界発光層との間の透明導電膜に用いられるITOは、Al金属膜とのコンタクト抵抗が高いという問題があった(非特許文献1参照)。このため、AlまたはAl合金の金属膜に対して低いコンタクト抵抗が得られるAZOを採用した場合、金属膜からの反射光に対し、可視の短波長領域(波長380nm以下)における透過率が低くなってしまうという不都合があった。
The following problems remain in the conventional technology.
That is, conventionally, ITO used for the transparent conductive film between the metal film and the electroluminescent layer has a problem that contact resistance with the Al metal film is high (see Non-Patent Document 1). For this reason, when AZO that provides a low contact resistance with respect to an Al or Al alloy metal film is employed, the transmittance in the visible short wavelength region (wavelength 380 nm or less) is low with respect to the reflected light from the metal film. There was an inconvenience.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、AlまたはAl合金の金属膜との低いコンタクト抵抗が得られると共に短波長領域の良好な透過率が得られる有機EL用透明導電膜およびこの透明導電膜を用いた有機EL素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a transparent conductive film for organic EL that can obtain a low contact resistance with an Al or Al alloy metal film and a good transmittance in a short wavelength region. An object is to provide an organic EL device using a transparent conductive film.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の有機EL用透明導電膜は、有機EL素子の有機EL層を含む電界発光層とAlまたはAl合金の金属膜との間に形成される透明導電膜であって、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなることを特徴とする。
この有機EL用透明導電膜では、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなるので、Alを含有することでITOに比べてAlまたはAl合金の金属膜に対して低いコンタクト抵抗を得ることができると共に、AZOに比べて短波長領域で高い透過率が得られる。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the transparent conductive film for organic EL of the present invention is a transparent conductive film formed between an electroluminescent layer including an organic EL layer of an organic EL element and a metal film of Al or Al alloy, and is a metal component element The content ratio is made of an Al—Mg—Zn-based oxide that is Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn.
In this organic electroluminescent transparent conductive film, the content ratio of the metal component elements is from an Al—Mg—Zn-based oxide in which the atomic ratio is Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn. Therefore, by containing Al, it is possible to obtain a low contact resistance with respect to an Al or Al alloy metal film as compared with ITO, and to obtain a high transmittance in a short wavelength region as compared with AZO.

ここで、本発明の有機EL用透明導電膜中の金属成分元素の含有割合を上記のごとく限定した理由は、以下のとおりである。
Al:
Alは透明導電膜の導電性を向上させる作用を有するので添加するが、その含有量が0.7原子%未満では導電性向上効果が十分でなく、一方、Alを7原子%を超えて含有させると、キャリア濃度が高くなり、透明導電膜の透明性が低下するようになるので好ましくない。したがって、この発明の透明導電膜中に含まれる全金属成分元素に占めるAlまたはAl合金の含有割合をAl:0.7〜7原子%に定めた。
Mg:
透明導電膜中の金属成分元素としてMgを10原子%以上含有させることによって、その含有量に応じてバンドギャップを3.5〜4.2eVの範囲内に制御することができるため、短い波長の光に対する透明性が向上される。さらに、Mgを添加することにより、膜中の過剰なキャリア濃度増加を防ぎ、近赤外光に対する透明性も改善される。一方、Mg含有量が25原子%を超えると、水分、酸素の存在下で透明導電膜の導電性が著しく低下するようになることから、全金属成分元素に占めるMgの含有割合をMg:10〜25原子%に定めた。
Here, the reason which limited the content rate of the metal component element in the transparent conductive film for organic EL of this invention as mentioned above is as follows.
Al:
Al is added because it has the effect of improving the conductivity of the transparent conductive film, but if its content is less than 0.7 atomic%, the effect of improving the conductivity is not sufficient, while Al is contained in excess of 7 atomic%. Doing so is not preferable because the carrier concentration increases and the transparency of the transparent conductive film decreases. Therefore, the content ratio of Al or Al alloy in all the metal component elements contained in the transparent conductive film of the present invention is set to Al: 0.7 to 7 atomic%.
Mg:
By including 10 atomic% or more of Mg as a metal component element in the transparent conductive film, the band gap can be controlled within the range of 3.5 to 4.2 eV according to the content, so that the short wavelength Transparency to light is improved. Furthermore, by adding Mg, an excessive increase in carrier concentration in the film is prevented, and transparency to near-infrared light is also improved. On the other hand, when the Mg content exceeds 25 atomic%, the conductivity of the transparent conductive film is significantly lowered in the presence of moisture and oxygen. Therefore, the Mg content in the total metal component elements is Mg: 10. It was set to ˜25 atomic%.

また、本発明の有機EL用透明導電膜は、さらに、原子比で、Ga:0.015〜0.085%を含有し、Al−Mg−Ga−Zn系酸化物からなることを特徴とする。
すなわち、この有機EL用透明導電膜では、さらに、原子比で、Ga:0.015〜0.085%を含有し、Al−Mg−Ga−Zn系酸化物からなるので、Gaが添加されていないAl−Mg―Zn系酸化物透明導電膜に比して、格段に優れた耐湿性を備え、その結果として、使用環境下で水分、酸素の存在による比抵抗の増大が少なく、透明導電膜としての膜特性の劣化を抑えることができ、素子特性の低下を防止できる。
Moreover, the transparent electroconductive film for organic EL of the present invention further contains Ga: 0.015 to 0.085% by atomic ratio, and is made of an Al—Mg—Ga—Zn-based oxide. .
That is, in this transparent electroconductive film for organic EL, further, Ga: 0.015 to 0.085% is contained in an atomic ratio and is made of an Al—Mg—Ga—Zn-based oxide, so that Ga is added. Compared to Al-Mg-Zn-based oxide transparent conductive film, it has much better moisture resistance, and as a result, there is little increase in specific resistance due to the presence of moisture and oxygen in the usage environment, and transparent conductive film As a result, the deterioration of the film characteristics can be suppressed, and the deterioration of the element characteristics can be prevented.

ここで、本発明の有機EL用透明導電膜中のGa成分の含有割合を上記のごとく限定した理由は、以下のとおりである。
Ga:
透明導電膜中の金属成分元素としてGaを0.015原子%以上含有させることによって、膜の透明性を損なうことなく且つバンドギャップを維持しつつ、高温高湿使用環境下での導電性劣化を抑制することができるが、Ga含有量が0.085%を超えると、膜の導電性(成膜直後、高温高湿試験前)が低下し、透明導電膜としての導電性が不足することから、透明導電膜中に含まれる全金属成分元素に占めるGaの含有割合をGa:0.015〜0.085原子%と定めた。
Here, the reason which limited the content rate of the Ga component in the transparent conductive film for organic EL of this invention as mentioned above is as follows.
Ga:
By containing 0.015 atomic% or more of Ga as a metal component element in the transparent conductive film, the deterioration of the conductivity in a high temperature and high humidity use environment is maintained while maintaining the band gap without impairing the transparency of the film. However, if the Ga content exceeds 0.085%, the conductivity of the film (immediately after the film formation and before the high temperature and high humidity test) is lowered, and the conductivity as a transparent conductive film is insufficient. The content ratio of Ga in all metal component elements contained in the transparent conductive film was determined to be Ga: 0.015 to 0.085 atomic%.

本発明の有機EL素子は、アノードと、該アノード上に形成された有機EL層を含む電界発光層と、該電界発光層上に形成されたカソードと、を備えた有機EL素子であって、前記アノードが、AlまたはAl合金の金属膜と、該金属膜と前記電界発光層との間に形成された上記本発明の有機EL用透明導電膜と、を有していることを特徴とする。
すなわち、この有機EL素子では、AlまたはAl合金の金属膜と電界発光層との間に上記本発明の有機EL用透明導電膜が形成されているので、低コンタクト抵抗により低電圧で駆動可能であると共に、高透明性により短波長領域を含む広い範囲で高い輝度を得ることができる。
The organic EL device of the present invention is an organic EL device comprising an anode, an electroluminescent layer including an organic EL layer formed on the anode, and a cathode formed on the electroluminescent layer, The anode includes an Al or Al alloy metal film, and the organic EL transparent conductive film of the present invention formed between the metal film and the electroluminescent layer. .
That is, in this organic EL element, since the transparent conductive film for organic EL of the present invention is formed between the Al or Al alloy metal film and the electroluminescent layer, it can be driven at a low voltage with a low contact resistance. In addition, high brightness can be obtained in a wide range including a short wavelength region due to high transparency.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る有機EL用透明導電膜によれば、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなるので、低いコンタクト抵抗を得ることができると共に、短波長領域で高い透過率が得られる。さらに、金属成分元素として、微量のGaを含有させ、Al−Mg―Ga―Zn系酸化物透明導電膜として構成することにより、Gaを含まないAl−Mg―Zn系酸化物透明導電膜に比して、格段に優れた耐湿性を備え、その結果として、使用環境下で水分、酸素の存在による比抵抗の増大が少ない。
したがって、本発明の透明導電膜を使用した有機EL素子によれば、良好な電気特性が得られると共に高い輝度を広い波長領域で得ることができ、さらにGa含有によって膜の劣化を抑制して長期間にわたって発光効率の低下を抑制することができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the transparent electroconductive film for organic EL according to the present invention, the content ratio of the metal component elements is Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn—Al— Since it is made of an Mg—Zn-based oxide, low contact resistance can be obtained and high transmittance can be obtained in a short wavelength region. Furthermore, a trace amount of Ga is contained as a metal component element, and it is configured as an Al—Mg—Ga—Zn-based oxide transparent conductive film. As a result, it has extremely excellent moisture resistance, and as a result, there is little increase in specific resistance due to the presence of moisture and oxygen in the use environment.
Therefore, according to the organic EL device using the transparent conductive film of the present invention, it is possible to obtain good electric characteristics and high luminance in a wide wavelength region, and further suppress the deterioration of the film by containing Ga for a long time. A decrease in light emission efficiency can be suppressed over a period.

本発明に係る有機EL用透明導電膜およびこれを備えた有機EL素子の実施形態において、有機EL素子の構造を示す模式的な断面図である。In embodiment of the transparent conductive film for organic EL which concerns on this invention, and an organic EL element provided with the same, it is typical sectional drawing which shows the structure of an organic EL element.

以下、本発明に係る有機EL用透明導電膜およびこれを備えた有機EL素子の一実施形態を、図1を参照して説明する。
本実施形態の有機EL用透明導電膜1は、図1に示すように、有機EL素子10の電界発光層2とAlまたはAl合金の金属膜3との間に形成される透明導電膜であって、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなる膜である。
また、この有機EL用透明導電膜1は、さらに、原子比で、Ga:0.015〜0.085%を含有し、Al−Mg−Ga−Zn系酸化物からなる膜である。
Hereinafter, an embodiment of a transparent conductive film for organic EL according to the present invention and an organic EL element including the same will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the organic EL transparent conductive film 1 of the present embodiment is a transparent conductive film formed between an electroluminescent layer 2 of an organic EL element 10 and an Al or Al alloy metal film 3. Thus, the metal component element is a film made of an Al—Mg—Zn-based oxide having an atomic ratio of Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn.
Moreover, this transparent electroconductive film 1 for organic EL is a film | membrane which further contains Ga: 0.015-0.085% by atomic ratio, and consists of an Al-Mg-Ga-Zn type oxide.

また、本実施形態の有機EL素子10は、成膜基板4上に形成されたアノード5と、該アノード5上に形成された有機EL層2bを含む電界発光層2と、該電界発光層2上に形成されたカソード6と、を備えた有機EL素子であって、アノード5が、AlまたはAl合金の金属膜3と、該金属膜3と電界発光層2との間に形成された上記有機EL用透明導電膜1と、を有している。   In addition, the organic EL element 10 of the present embodiment includes an anode 5 formed on the film formation substrate 4, an electroluminescent layer 2 including the organic EL layer 2 b formed on the anode 5, and the electroluminescent layer 2. An organic EL device having a cathode 6 formed thereon, wherein the anode 5 is formed between an Al or Al alloy metal film 3 and the metal film 3 and the electroluminescent layer 2. And a transparent conductive film 1 for organic EL.

上記各層および膜の厚さは、例えば電界発光層2が100〜200nm、有機EL用透明導電膜1が10〜20nm、金属膜3が100nmである。
上記電界発光層2は、アノード5上にホール(正孔)輸送層2a、有機EL層2b、電子輸送層2cの順に積層された三層構造を有している。
For example, the electroluminescent layer 2 has a thickness of 100 to 200 nm, the organic EL transparent conductive film 1 has a thickness of 10 to 20 nm, and the metal film 3 has a thickness of 100 nm.
The electroluminescent layer 2 has a three-layer structure in which a hole (hole) transport layer 2a, an organic EL layer 2b, and an electron transport layer 2c are stacked in this order on the anode 5.

なお、ホール輸送層2aを構成する有機高分子材料(正孔注入・輸送材料)としては、正孔を輸送する能力を持ち、アノード5からの正孔注入効果、有機EL層2b又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、有機EL層2bで生成した励起子の電子輸送層2cへの移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。
具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等及びこれらの誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン等の高分子、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(PANI/CSA)等に代表される導電性高分子等の高分子材料が挙げられる。
In addition, as an organic polymer material (hole injection / transport material) constituting the hole transport layer 2a, it has the ability to transport holes, and the hole injection effect from the anode 5, the organic EL layer 2b or the light emitting material. On the other hand, a compound that has an excellent hole injection effect, prevents excitons generated in the organic EL layer 2b from moving to the electron transport layer 2c, and has an excellent thin film forming ability is preferable.
Specifically, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, imidazolethione, pyrazoline, pyrazolone, tetrahydroimidazole, oxazole, oxadiazole, hydrazone, acylhydrazone, polyaryl Alkane, stilbene, butadiene, benzidine type triphenylamine, styrylamine type triphenylamine, diamine type triphenylamine, and their derivatives, polyvinylcarbazole, polymers such as polysilane, polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), polymer materials such as polyaniline / camphorsulfonic acid (PANI / CSA) and other conductive polymers And the like.

有機EL層2bに用いる発光材料としては、例えば、4,4’−(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル等のオレフィン系発光材料、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン、9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレニル)アントラセン、9,10−(4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル)アントラセン、9,10’−ビス(2−ビフェニリル)−9,9’−ビスアントラセン、9,10,9’,10’−テトラフェニル−2,2’−ビアントリル、1,4−ビス(9−フェニル−10−アントラセニル)ベンゼン等のアントラセン系発光材料、2,7,2’,7’−テトラキス(2,2−ジフェニルビニル)スピロビフルオレン等のスピロ系発光材料、4,4’−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、1,3,5−トリピレニルベンゼン等のピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類等に代表される高分子発光材料等が挙げられる。
有機EL層2bには、蛍光色素をドーピングしてもよく、燐光色素をドーピングしてもよい。
Examples of the light emitting material used for the organic EL layer 2b include olefin-based light emitting materials such as 4,4 ′-(2,2-diphenylvinyl) biphenyl, 9,10-di (2-naphthyl) anthracene, and 9,10−. Bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene, 9,10-bis (9,9-dimethylfluorenyl) anthracene, 9,10- (4- (2,2-diphenylvinyl) phenyl) anthracene, 9,10 '-Bis (2-biphenylyl) -9,9'-bisanthracene, 9,10,9', 10'-tetraphenyl-2,2'-bianthryl, 1,4-bis (9-phenyl-10-anthracenyl) ) Anthracene-based luminescent materials such as benzene, spiro-based luminescent materials such as 2,7,2 ′, 7′-tetrakis (2,2-diphenylvinyl) spirobifluorene, 4,4′-dica Carbazole-based light-emitting materials such as bazolylbiphenyl and 1,3-dicarbazolylbenzene, low-molecular light-emitting materials represented by pyrene-based light-emitting materials such as 1,3,5-tripyrenylbenzene, polyphenylene vinylenes, Examples thereof include polymer light-emitting materials such as polyfluorenes and polyvinylcarbazoles.
The organic EL layer 2b may be doped with a fluorescent dye or a phosphorescent dye.

電子輸送層2cに用いる電子注入・輸送材料としては、電子を輸送する能力を持ち、カソード6からの電子注入効果、有機EL層2b又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、有機EL層2bで生成した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、例えば、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等及びこれらの誘導体が挙げられる。   The electron injecting / transporting material used for the electron transporting layer 2c has the ability to transport electrons, has an electron injecting effect from the cathode 6, and has an excellent electron injecting effect with respect to the organic EL layer 2b or the light emitting material. A compound that prevents migration of excitons generated in the EL layer 2b to the hole injection layer and that has an excellent thin film forming ability is preferable. Specifically, for example, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidenemethane, anthraquinodimethane, anthrone and the like And derivatives thereof.

上記有機EL用透明導電膜1は、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部Znからなる酸化物スパッタリングターゲットまたはAl:0.7〜7%、Mg:10〜25%、Ga:0.015〜0.085%、残部Znからなる酸化物スパッタリングターゲットを、DCスパッタリングまたはパルスDCスパッタリングすることにより、成膜することができる。
この有機EL用透明導電膜1は、比抵抗が約1×10−3Ω・cmである。
The organic EL transparent conductive film 1 has an atomic ratio of an oxide sputtering target composed of Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn in terms of atomic ratio, or Al: 0. A film can be formed by DC sputtering or pulse DC sputtering of an oxide sputtering target composed of 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, Ga: 0.015 to 0.085%, and the balance Zn. .
The organic EL transparent conductive film 1 has a specific resistance of about 1 × 10 −3 Ω · cm.

ここで、スパッタリングターゲットの成分組成を上記のごとく定めた技術的な理由は、以下のとおりである。
Al:
Alは、スパッタリングすることにより得られた透明導電膜のキャリア密度とホール移動量を向上させ、膜の導電性を向上させる作用を有するので0.7原子%以上含有させるが、その含有量が0.7原子%未満であっても、また、7原子%を超えても透明導電膜の導電性が低くなるので好ましくない。したがって、この透明導電膜形成用スパッタリングターゲットに含まれるAlは、0.7〜7原子%に設定される。
Here, the technical reason for determining the component composition of the sputtering target as described above is as follows.
Al:
Al has an effect of improving the carrier density and hole movement amount of the transparent conductive film obtained by sputtering and improving the conductivity of the film, so it is contained in an amount of 0.7 atomic% or more, but the content is 0. Even if it is less than 7 atomic% or more than 7 atomic%, it is not preferable because the conductivity of the transparent conductive film is lowered. Therefore, Al contained in this transparent conductive film forming sputtering target is set to 0.7 to 7 atomic%.

Mg:
Mgは、スパッタリングすることにより得られた透明導電膜のバンドギャップを調整し、短波長の光に対する透明性の向上及び近赤外波長の光に対する透明性向上に有効である。Mgの含有量が10原子%未満であると、バンドギャップの調整効果が十分に得られず、短波長に対する膜の透明性向上効果が不十分となる。Mg含有量が25原子%を超えると膜の導電性が著しく低下する。したがって、この透明導電膜形成用スパッタリングターゲットに含まれるMgは、10〜25原子%に設定される。
Mg:
Mg is effective in adjusting the band gap of the transparent conductive film obtained by sputtering and improving the transparency with respect to light having a short wavelength and the transparency with respect to light having a near infrared wavelength. If the Mg content is less than 10 atomic%, the effect of adjusting the band gap cannot be obtained sufficiently, and the effect of improving the transparency of the film for short wavelengths is insufficient. When the Mg content exceeds 25 atomic%, the conductivity of the film is significantly lowered. Therefore, Mg contained in the sputtering target for forming a transparent conductive film is set to 10 to 25 atomic%.

Ga:
Gaは、透明導電膜の耐湿性の向上に有効である。Ga含有量が0.015原子%未満であると、膜の耐湿性改善が不十分であり、一方、Gaの含有量が0.085原子%を超えると、膜の電気抵抗が顕著に増大する。したがって、この透明導電膜形成用スパッタリングターゲットに含まれるGaは、0.015〜0.085原子%に設定される。
Ga:
Ga is effective in improving the moisture resistance of the transparent conductive film. When the Ga content is less than 0.015 atomic%, the moisture resistance of the film is insufficiently improved. On the other hand, when the Ga content exceeds 0.085 atomic%, the electrical resistance of the film is remarkably increased. . Therefore, Ga contained in this transparent conductive film forming sputtering target is set to 0.015 to 0.085 atomic%.

なお、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、Ga:0.015〜0.085%、残部Znからなる酸化物スパッタリングターゲットは、ターゲットのバルク抵抗を0.1Ω・cm以下に抑えることが可能であることから、DCまたはパルスDCスパッタによって高速で高品質な透明導電膜を成膜することができる。   In addition, the oxide sputtering target which the content rate of a metal component element consists of Al: 0.7-7%, Mg: 10-25%, Ga: 0.015-0.085%, and remainder Zn is atomic ratio. Since the bulk resistance of the target can be suppressed to 0.1 Ω · cm or less, a high-quality transparent conductive film can be formed at high speed by DC or pulse DC sputtering.

この透明導電膜形成用スパッタリングターゲットは、例えば、以下の方法によって作製することができる。なお、ここでは一例としてGaを含有させた場合の酸化物スパッタリングターゲットの製法例について説明する。   This transparent conductive film-forming sputtering target can be produced, for example, by the following method. Here, as an example, an example of a method for manufacturing an oxide sputtering target in the case of containing Ga will be described.

まず、原料粉末として、純度99.9%以上、平均一次粒子径5μm以下のAl粉、MgO粉、Ga粉およびZnO粉を所定の組成となるように秤量・配合し、湿式のボールミルにて平均粒子径を0.1〜3.0μmに粉砕した後、80℃で5時間真空乾燥させる。次に、この乾燥した混合粉を黒鉛のモールドに充填し、700〜1300℃の温度で0.5〜5時間、加圧力:100〜350kgf/cmの条件で真空中にてホットプレスすることにより、透明導電膜形成用スパッタリングターゲットを作製することができる。 First, as a raw material powder, a purity of 99.9% or more and an average primary particle diameter of 5 μm or less of Al 2 O 3 powder, MgO powder, Ga 2 O 3 powder and ZnO powder are weighed and blended to have a predetermined composition, After the average particle size is pulverized to 0.1 to 3.0 μm by a wet ball mill, it is vacuum dried at 80 ° C. for 5 hours. Next, the dried mixed powder is filled into a graphite mold and hot pressed in a vacuum at a temperature of 700 to 1300 ° C. for 0.5 to 5 hours under a pressure of 100 to 350 kgf / cm 2. Thus, a sputtering target for forming a transparent conductive film can be produced.

スパッタリングを行う際の好ましいスパッタ条件は、例えば、以下のとおりである。
まず、スパッタリングターゲットの相対密度は90%以上であることが好ましく、相対密度が90%未満では、成膜速度が低下する他、得られる膜の膜質が低下する。スパッタリングターゲットの相対密度は95%以上であることがより好ましく、97%以上であることが特に好ましい。
なお、上記のスパッタリングターゲットの純度は、99%以上であることが好ましい。純度が99%未満では、不純物により、得られる膜の導電性や化学的安定性が低下する。さらに、スパッタリングターゲットの純度は99.9%以上であることがより好ましく、99.99%以上であることが特に好ましい。
Preferred sputtering conditions for performing sputtering are, for example, as follows.
First, the relative density of the sputtering target is preferably 90% or more. When the relative density is less than 90%, the film formation rate is lowered and the film quality of the obtained film is lowered. The relative density of the sputtering target is more preferably 95% or more, and particularly preferably 97% or more.
Note that the purity of the sputtering target is preferably 99% or more. If the purity is less than 99%, the conductivity and chemical stability of the resulting film are reduced due to impurities. Furthermore, the purity of the sputtering target is more preferably 99.9% or more, and particularly preferably 99.99% or more.

さらに、上述したスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うにあたっては、まず、スパッタリング装置の真空槽内に成膜用の基板(以下「成膜基板」という。)およびスパッタリングターゲットを装着し、装置,成膜基板,スパッタリングターゲット等に吸着されている水分の除去を行うことが望ましい。   Further, in performing sputtering using the above-described sputtering target, first, a film-forming substrate (hereinafter referred to as “film-forming substrate”) and a sputtering target are mounted in a vacuum chamber of the sputtering apparatus, and the apparatus and film-forming are performed. It is desirable to remove moisture adsorbed on the substrate, sputtering target, and the like.

上記水分の除去は、例えば、真空槽の到達真空圧力が5×10−4Pa以下になるまで真空引きすることによって行うことができる。真空引きの間は加熱することが好ましく、この加熱によって、水分の除去をより確実に行うことが可能になると共に、真空引きの時間を短縮することが可能になる。このときの到達真空圧力が5×10−4Pa以下に達しない場合、装置,成膜基板,スパッタリングターゲット等に吸着されている水分の除去が不十分となり易いことから、得られる膜の緻密性が低下し、膜の導電性および耐湿性に影響を与える。なお、使用するスパッタリング装置の排気系は、水分を除去するためのトラップまたはゲッタを有していることが好ましい。 The removal of the water can be performed, for example, by evacuating until the ultimate vacuum pressure of the vacuum chamber is 5 × 10 −4 Pa or less. Heating is preferably performed during evacuation, and this heating makes it possible to more reliably remove moisture and shorten the time for evacuation. If the ultimate vacuum pressure at this time does not reach 5 × 10 −4 Pa or less, the removal of moisture adsorbed on the apparatus, the film formation substrate, the sputtering target, etc. tends to be insufficient. Lowers and affects the conductivity and moisture resistance of the film. Note that the exhaust system of the sputtering apparatus to be used preferably has a trap or getter for removing moisture.

上記の真空排気を行った後、透明導電膜の成膜を行うが、成膜時の真空度は1×10−2〜1×10Paとすることが好ましい。このスパッタガス圧が1×10−2Pa未満(1×10−2Paより低圧)では成膜時の放電安定性が低下し、1×10Paを超えるとスパッタリングターゲットへの印加電圧を高くすることが困難になる。成膜時のスパッタガス圧は0.1〜1×10Paとすることが特に好ましい。
また、成膜時の直流出力は1W/cm以上10W/cm以下にすることが好ましい。この出力が10W/cmを超えると、得られる膜の緻密性が低下し、高耐湿性透明導電膜を得ることが困難になる。そして、成膜時の出力は3〜8W/cmとすることがより好ましい。また、成膜時の電圧は100〜400Vとすることが好ましい。
After performing the above-described vacuum evacuation, a transparent conductive film is formed. The degree of vacuum during film formation is preferably 1 × 10 −2 to 1 × 10 0 Pa. When the sputtering gas pressure is less than 1 × 10 −2 Pa (lower than 1 × 10 −2 Pa), the discharge stability during film formation is reduced, and when it exceeds 1 × 10 0 Pa, the voltage applied to the sputtering target is increased. It becomes difficult to do. The sputtering gas pressure during film formation is particularly preferably 0.1 to 1 × 10 0 Pa.
The direct current output during film formation is preferably 1 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less. If this output exceeds 10 W / cm 2 , the denseness of the resulting film will be reduced, making it difficult to obtain a highly moisture-resistant transparent conductive film. The output during film formation is more preferably 3 to 8 W / cm 2 . The voltage during film formation is preferably 100 to 400V.

成膜時の雰囲気ガスとしては、通常、アルゴンガス(Arガス)のみでも十分な高透明性膜が得られるが、アルゴンガス(Arガス)と酸素ガス(Oガス)との混合ガスを用いることも可能である。ArガスとOガスの混合比は、用いるスパッタリングターゲットの酸化状態や成膜時の真空度および出力により異なってくるが、雰囲気ガスに占めるOガスの体積濃度が5%を超えると、得られる膜の導電性が低下し易くなる。したがって、成膜時の雰囲気ガスに占めるOガスの体積濃度は5%以下とすることが好ましく、3%以下とすることがより好ましい。 As the atmospheric gas during the film formation, a sufficient highly transparent film is usually obtained only with argon gas (Ar gas), but a mixed gas of argon gas (Ar gas) and oxygen gas (O 2 gas) is used. It is also possible. The mixing ratio of Ar gas and O 2 gas varies depending on the oxidation state of the sputtering target to be used, the degree of vacuum at the time of film formation, and the output, but when the volume concentration of O 2 gas in the atmospheric gas exceeds 5%, it is obtained. The conductivity of the resulting film tends to decrease. Therefore, the volume concentration of O 2 gas in the atmospheric gas during film formation is preferably 5% or less, and more preferably 3% or less.

成膜時の基板温度は、50℃〜成膜基板の耐熱温度の範囲内で適宜選択可能であるが、基板温度が200℃を超えると、多くの樹脂基板ではその耐熱温度を超えるため、使用できる基板の種類が強く制限される。また、基板温度が50℃未満では、得られる膜の緻密性が低下し、高耐湿性透明導電膜を得ることが困難になるので、成膜時の基板温度は50〜200℃とすることが好ましく、80〜200℃とすることがより好ましく、100〜200℃とすることが特に好ましい。   The substrate temperature at the time of film formation can be appropriately selected within the range of 50 ° C. to the heat resistant temperature of the film formed substrate, but if the substrate temperature exceeds 200 ° C., many resin substrates will exceed the heat resistant temperature. The types of substrates that can be made are severely limited. Further, if the substrate temperature is less than 50 ° C., the denseness of the resulting film is lowered and it becomes difficult to obtain a highly moisture-resistant transparent conductive film. Therefore, the substrate temperature during film formation should be 50 to 200 ° C. Preferably, it is 80-200 degreeC, It is more preferable to set it as 100-200 degreeC.

成膜基板4は、例えばTFT基板上に有機EL用素子を形成する場合、SiN膜やゲート絶縁膜となるSiO膜等の複数の絶縁膜が上部に積層されたガラス基板や耐熱性樹脂基板等の絶縁性基板が用いられる。 For example, when an organic EL element is formed on a TFT substrate, the film formation substrate 4 is a glass substrate or a heat resistant resin substrate on which a plurality of insulating films such as a SiN film or a SiO 2 film serving as a gate insulating film are stacked. An insulating substrate such as is used.

このように本実施形態の有機EL用透明導電膜1では、金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなるので、Alを含有することでITOに比べてAlまたはAl合金の金属膜3に対して低いコンタクト抵抗を得ることができると共に、AZOに比べて短波長領域で高い透過率が得られる。
また、本実施形態の有機EL素子10では、AlまたはAl合金の金属膜3と電界発光層2との間に上記有機EL用透明導電膜1が形成されているので、低コンタクト抵抗により低電圧で駆動可能であると共に、高透明性により短波長領域を含む広い範囲で高い輝度を得ることができる。
Thus, in the transparent electroconductive film 1 for organic EL of this embodiment, the content ratio of the metal component elements is Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn—Al— Since it is made of an Mg-Zn-based oxide, it can have a lower contact resistance with respect to the metal film 3 of Al or Al alloy than ITO by containing Al, and is higher in a short wavelength region than AZO. Transmittance is obtained.
In the organic EL element 10 of the present embodiment, since the organic EL transparent conductive film 1 is formed between the Al or Al alloy metal film 3 and the electroluminescent layer 2, a low voltage due to a low contact resistance. And can be driven at a high luminance in a wide range including a short wavelength region due to high transparency.

上記本実施形態に基づいて実際に成膜した有機EL用透明導電膜の実施例について以下に説明する。   Examples of the transparent conductive film for organic EL actually formed on the basis of the present embodiment will be described below.

まず、Gaを含有する本発明の有機EL用透明導電膜を成膜するスパッタリングターゲットの作製について説明する。
原料粉末として、純度99.9%以上平均粒子径0.4μmのAl原料粉、純度99.9%以上平均粒子径1μmのMgO原料粉、純度99.9%以上平均粒子径0.3μmのGa原料粉および純度99.9%以上平均粒子径0.4μmのZnO原料粉を表1に示す所定の組成となるように秤量・配合する。この配合した粉末を、ポリエチレン製ポットに投入し、直径3mmのジルコニアボールを使用してボールミルを行い、混合粉の平均一次粒子径を0.3μm以下に粉砕(なお、ボールミルに使用する溶媒はエタノールであり、分散剤や他の助剤は添加せず)し、目標平均粒子径に到達したスラリーを大気乾燥した後、80℃で5時間真空乾燥する。
First, preparation of a sputtering target for forming a transparent conductive film for organic EL of the present invention containing Ga will be described.
As the raw material powder, an Al 2 O 3 raw material powder having a purity of 99.9% or more and an average particle size of 0.4 μm, an MgO raw material powder having a purity of 99.9% or more and an average particle size of 1 μm, a purity of 99.9% or more and an average particle size of 0.003. A 3 μm Ga 2 O 3 raw material powder and a ZnO raw material powder having a purity of 99.9% or more and an average particle diameter of 0.4 μm are weighed and blended so as to have a predetermined composition shown in Table 1. The blended powder is put into a polyethylene pot and ball milled using zirconia balls having a diameter of 3 mm, and the average primary particle size of the mixed powder is pulverized to 0.3 μm or less (note that the solvent used in the ball mill is ethanol) The slurry having reached the target average particle size is air-dried and then vacuum-dried at 80 ° C. for 5 hours.

この乾燥した混合粉を黒鉛のモールドに充填し、表1に示す所定の焼結温度および焼結時間、加圧力:350kgf/cmの条件で真空ホットプレスすることにより直径165mm×厚み9mmの焼結体を作製し、その後、機械加工により、直径152.4mm×厚み6mmのサイズの表1に示す透明導電膜形成用スパッタリングターゲット(以下、実施例1〜6として示す。)を作製した。
次に、表1に示す原料粉の配合により、Ga成分を含有しない原料粉を調製し、上記実施例1〜実施例6と同様な方法で、実施例7〜10のスパッタリングターゲットを作製した。
また、表1に示すように、AlおよびMgの少なくともいずれかの含有量が本発明範囲外となるように原料粉を調製し、上記実施例1〜実施例6と同様な方法で比較例1〜4のスパッタリングターゲットを作製した。
This dried mixed powder is filled into a graphite mold and subjected to sintering with a diameter of 165 mm and a thickness of 9 mm by vacuum hot pressing under the conditions of the predetermined sintering temperature and sintering time shown in Table 1 and pressing force: 350 kgf / cm 2. A bonded body was prepared, and then a sputtering target for forming a transparent conductive film shown in Table 1 having a diameter of 152.4 mm × thickness of 6 mm (hereinafter, shown as Examples 1 to 6) was manufactured by machining.
Next, the formulation of the raw material powder shown in Table 1, to prepare a raw material powder containing no Ga 2 O 3 component, in the same manner as in Example 1 to Example 6, a sputtering target of Examples 7 to 10 Produced.
Moreover, as shown in Table 1, the raw material powder was prepared so that the content of at least one of Al and Mg was outside the scope of the present invention, and Comparative Example 1 was performed in the same manner as in Examples 1 to 6 above. ˜4 sputtering targets were prepared.

さらに、比較のため、従来のITOおよびAZOの有機EL用透明導電膜を成膜するのに用いる従来例1〜3のスパッタリングターゲットを作製した。
従来例1,2のAZOターゲットは、上記実施例と同様の原料粉を用い、表1に示す所定の組成となるように秤量・配合する。この配合した粉末を、ボールミル(ビーズミル)に投入し、直径1mmのジルコニアボールを使用してボールミルを行い、混合粉の平均一次粒子径を0.3μm以下に粉砕する。使用する溶媒は水である。目標平均一次粒子径に到達したら、スラリーにバインダ(PVA)を添加し、スプレードライヤーで乾燥造粒を行い、さらに金型による加圧成形により成形体を作製する。得られた成形体を酸素雰囲気中で表1の条件にて焼結し、機械研磨を経てターゲットを作成した。
For comparison, sputtering targets of Conventional Examples 1 to 3 used for forming a conventional ITO and AZO transparent conductive film for organic EL were prepared.
The AZO targets of Conventional Examples 1 and 2 are weighed and blended so as to have a predetermined composition shown in Table 1 using the same raw material powder as in the above Examples. The blended powder is put into a ball mill (bead mill) and ball milled using zirconia balls having a diameter of 1 mm, and the average primary particle diameter of the mixed powder is pulverized to 0.3 μm or less. The solvent used is water. When the target average primary particle size is reached, a binder (PVA) is added to the slurry, dry granulation is performed with a spray dryer, and a compact is produced by pressure molding with a mold. The obtained molded body was sintered in an oxygen atmosphere under the conditions shown in Table 1, and a target was prepared through mechanical polishing.

従来例3のITOターゲットは、純度99.9%以上平均粒子径0.3μmのSnO原料粉、純度99.9%以上平均粒子径0.4μmのIn原料粉を表1に示す所定の組成となるように秤量・配合する。粒子の粉砕、混合、成形は従来例1、2と同様で行った。得られた成形体を酸素雰囲気中で表1の条件にて焼結し、機械研磨を経てターゲットを作成した。 The ITO target of Conventional Example 3 shows SnO 2 raw material powder having a purity of 99.9% or more and an average particle size of 0.3 μm, and In 2 O 3 raw material powder having a purity of 99.9% or more and an average particle size of 0.4 μm as shown in Table 1. Weigh and blend so as to have a predetermined composition. The pulverization, mixing, and shaping of the particles were performed in the same manner as in Examples 1 and 2. The obtained molded body was sintered in an oxygen atmosphere under the conditions shown in Table 1, and a target was prepared through mechanical polishing.

上記で得た実施例1〜10,比較例1〜4,従来例1〜3の夫々のスパッタリングターゲットについて、理論密度比、比抵抗および金属元素の含有量を求めた。理論密度比とは、酸化物焼結体密度と理論密度との比をいい、理論密度とは焼結体原料の組成及びその結晶構造のデータから、空孔等の欠陥が全くない場合に導かれる密度をいう。焼結体密度は、重量と寸法とを測定し、計算によって求めた。
また、比抵抗は、三菱ガス化学製四探針抵抗測定計ロレスターで測定することによって求めた。さらに、金属元素の含有量は、ターゲットから分析用試料を採取し、ICP法(高周波誘導結合プラズマ法)によって定量測定することにより求めた。
上記それぞれの値を、表1に示す。
About each sputtering target of Examples 1-10 obtained above, Comparative Examples 1-4, and Conventional Examples 1-3, theoretical density ratio, specific resistance, and metal element content were calculated | required. The theoretical density ratio is the ratio between the oxide sintered body density and the theoretical density. The theoretical density is derived from the composition of the sintered body raw material and its crystal structure data when there are no defects such as vacancies. It refers to the density to be burned. The sintered body density was calculated by measuring the weight and dimensions.
Moreover, the specific resistance was calculated | required by measuring with Mitsubishi Gas Chemical's four-probe resistance measuring device Lorester. Further, the content of the metal element was obtained by collecting an analytical sample from the target and quantitatively measuring it by the ICP method (high frequency inductively coupled plasma method).
The respective values are shown in Table 1.

Figure 2012256553
Figure 2012256553

次に、有機EL用透明導電膜の作製について説明する。
実施例1〜10,比較例1〜4,従来例1〜3の夫々のスパッタリングターゲットを、Inを用いて銅製バッキングプレートにボンディングし、スパッタ装置を用いてスパッタし、表2に示す有機EL用透明導電膜を成膜した。
表2の本実施例、比較例、従来例のスパッタ条件はすべて同様である。スパッタ時の到達真空圧力は、5×10−4Pa、スパッタ時のArガス圧は0.67Pa、基板温度は室温〜250℃の範囲内で行った。なお、スパッタに用いた電源は、日本エム・ケー・エス社製直流(DC)電源RPG−50である。投入電力密度は8W/cm2である。また、基板は、無アルカリガラス(コーニング社1737♯)を使用した。スパッタ時の異常放電およびスパッタ後のターゲットの状態を表2に示した。
Next, production of a transparent conductive film for organic EL will be described.
Each of the sputtering targets of Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 4, and Conventional Examples 1 to 3 was bonded to a copper backing plate using In and sputtered using a sputtering apparatus, and the organic EL materials shown in Table 2 were used. A transparent conductive film was formed.
The sputtering conditions of this example, comparative example, and conventional example in Table 2 are all the same. The ultimate vacuum pressure during sputtering was 5 × 10 −4 Pa, the Ar gas pressure during sputtering was 0.67 Pa, and the substrate temperature was within the range of room temperature to 250 ° C. In addition, the power supply used for sputtering is a direct current (DC) power supply RPG-50 manufactured by Nippon KS Corporation. The input power density is 8 W / cm 2 . The substrate used was alkali-free glass (Corning 1737 #). Table 2 shows the abnormal discharge during sputtering and the state of the target after sputtering.

膜中の金属成分元素の含有量は、スパッタ膜を分析用試料として採取し誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP法)[使用機器:SPS−1500VR(セイコー電子工業社製)]によって求めた。表2に、金属成分元素の含有量を示す。   The content of the metal component element in the film was obtained by collecting the sputtered film as a sample for analysis and using inductively coupled plasma emission spectroscopic analysis (ICP method) [device used: SPS-1500VR (manufactured by Seiko Electronics Industry)]. Table 2 shows the content of metal component elements.

Figure 2012256553
Figure 2012256553

さらに、実施例、比較例、従来例の各透明導電膜の膜特性(光透過率、耐湿性)を調査した。
得られた有機EL用透明導電膜について、膜厚は触針法[使用機器:DEKTAK3030(Sloan社製)]によって求め、比抵抗は、三菱ガス化学製四探針抵抗測定計ロレスターで測定することによって求めた。膜の光透過率は、分光法[使用機器:U−3210(日立製作所社製)]によって求めた。表2に光波長350nm、900nmの光透過率を示している。
Furthermore, the film characteristics (light transmittance, moisture resistance) of each of the transparent conductive films of Examples, Comparative Examples, and Conventional Examples were investigated.
About the obtained transparent electroconductive film for organic EL, the film thickness is determined by a stylus method [use device: DEKTAK3030 (manufactured by Sloan)], and the specific resistance is measured by a four-probe resistance meter Lorester manufactured by Mitsubishi Gas Chemical. Sought by. The light transmittance of the film was determined by spectroscopy [applied equipment: U-3210 (manufactured by Hitachi, Ltd.)]. Table 2 shows the light transmittance at light wavelengths of 350 nm and 900 nm.

膜の耐湿性評価は、有機EL素子の評価に準ずる耐湿試験基準に従い、80℃、85%R.Hの高温高湿大気環境にて1000時間放置したのちの膜の比抵抗を、三菱ガス化学社製四探針抵抗測定器ロレスターで測定することにより行った。
表3に、各特性値を示す。
The moisture resistance of the film was evaluated in accordance with a moisture resistance test standard according to the evaluation of the organic EL element at 80 ° C. and 85% R.D. The specific resistance of the film after being left for 1000 hours in a high-temperature, high-humidity atmosphere of H was measured by measuring with a four-probe resistance measuring instrument Lorester manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company.
Table 3 shows each characteristic value.

Figure 2012256553
Figure 2012256553

次に、コンタクト抵抗を測定するため、Al膜をスパッタ法にてガラス基板に150nm成膜し、さらにその上に実施例、比較例、従来例のターゲットを用いて100nmの透明導電膜を形成した。さらに、この積層膜を真空中で150℃30分間熱処理した後、下記のTLM(Transmission Line Model)法によりコンタクト抵抗を測定し、表4に記載した。コンタクト抵抗は0.01Ω・cm以上か否かで評価を行った。0.01Ω・cm以上のコンタクト抵抗は、有機ELデバイスとして好ましくないためである。
TLM法では、先ず、半導体基板上に電極間隔が異なる複数のオーミック電極の電極対を形成して、それぞれの電極対について、電気抵抗を測定する。その後、電極間隔を横軸、電気抵抗を縦軸とした座標上に、測定された電気抵抗をプロットし、このプロットされた点から得られた近似的な1次直線の傾き、及び、切片からコンタクト抵抗を求める。
Next, in order to measure contact resistance, an Al film was formed on a glass substrate by a sputtering method to a thickness of 150 nm, and a transparent conductive film having a thickness of 100 nm was formed thereon using the targets of Examples, Comparative Examples, and Conventional Examples. . Further, this laminated film was heat-treated in vacuum at 150 ° C. for 30 minutes, and then contact resistance was measured by the following TLM (Transmission Line Model) method. The contact resistance was evaluated based on whether it was 0.01 Ω · cm or more. This is because a contact resistance of 0.01 Ω · cm or more is not preferable for an organic EL device.
In the TLM method, first, electrode pairs of a plurality of ohmic electrodes having different electrode intervals are formed on a semiconductor substrate, and the electrical resistance of each electrode pair is measured. Thereafter, the measured electric resistance is plotted on the coordinates with the electrode interval as the horizontal axis and the electric resistance as the vertical axis, and from the slope of the approximate linear straight line obtained from the plotted points and the intercept. Find contact resistance.

Figure 2012256553
Figure 2012256553

表3〜4の膜特性の比較からわかるように、実施例1〜10は350nmの短波長における透過率がすべて90%以上であるのに対して、比較例1,2および従来例1〜3は90%未満である。さらに、膜の比抵抗についても、耐湿試験前の実施例1〜10はすべて10mΩ・cm以下であるのに対し、比較例はすべて100mΩ・cm以上である。100mΩ・cm以上の比抵抗では有機EL用の透明導電膜として好ましくない。また、耐湿試験について、実施例1〜10のすべての膜が350mΩ・cm以下であるのに対し、比較例1,2と従来例1、2は1000mΩ・cm以上を示し、比較例2,3も高めの比抵抗を示した。
Al膜とのコンタクト抵抗について、実施例1〜10はすべて10−2Ω・cm未満の値を示しているのに対し、比較例1〜4、従来例3が10−2Ω・cm以上の値になっている。10−2Ω・cm以上のコンタクト抵抗特性では、有機EL用の透明導電膜として好ましくない。
As can be seen from the comparison of the film properties shown in Tables 3-4, Examples 1-10 all have transmittances of 90% or more at a short wavelength of 350 nm, whereas Comparative Examples 1, 2 and Conventional Examples 1-3 Is less than 90%. Furthermore, regarding the specific resistance of the film, all of Examples 1 to 10 before the moisture resistance test are 10 mΩ · cm or less, whereas all the comparative examples are 100 mΩ · cm or more. A specific resistance of 100 mΩ · cm or more is not preferable as a transparent conductive film for organic EL. Further, regarding the moisture resistance test, all the films of Examples 1 to 10 were 350 mΩ · cm or less, whereas Comparative Examples 1 and 2 and Conventional Examples 1 and 2 showed 1000 mΩ · cm or more. Also showed a higher specific resistance.
Regarding the contact resistance with the Al film, Examples 1 to 10 all show values of less than 10 −2 Ω · cm, whereas Comparative Examples 1 to 4 and Conventional Example 3 have values of 10 −2 Ω · cm or more. It is a value. A contact resistance characteristic of 10 −2 Ω · cm or more is not preferable as a transparent conductive film for organic EL.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以上のとおり、本発明の有機EL用透明導電膜は、ITOに比べて低いコンタクト抵抗を得ることができると共に、AZOに比べて短波長領域で高い透過率が得られるため、有機EL素子におけるAlまたはAl合金の金属膜上の透明導電膜として好適である。すなわち、本発明の有機EL用透明導電膜を有機EL素子に使用すれば、良好な電気特性が得られると共に高い輝度を広い波長領域で得ることができことから、低電力で高輝度な有機ELディスプレイ装置の画素を構成する素子として期待される。   As described above, the transparent electroconductive film for organic EL of the present invention can obtain a low contact resistance as compared with ITO and a high transmittance in a short wavelength region as compared with AZO. Or it is suitable as a transparent conductive film on the metal film of Al alloy. That is, if the transparent electroconductive film for organic EL of the present invention is used for an organic EL element, good electric characteristics can be obtained and high luminance can be obtained in a wide wavelength region. It is expected as an element constituting a pixel of a display device.

1…有機EL用透明導電膜、2…電界発光層、3…AlまたはAl合金の金属膜、4…成膜基板、5…アノード、6…カソード、10…有機EL素子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent electroconductive film for organic EL, 2 ... Electroluminescent layer, 3 ... Metal film of Al or Al alloy, 4 ... Deposition substrate, 5 ... Anode, 6 ... Cathode, 10 ... Organic EL element

Claims (3)

有機EL素子の有機EL層を含む電界発光層とAlまたはAl合金の金属膜との間に形成される透明導電膜であって、
金属成分元素の含有割合が、原子比で、Al:0.7〜7%、Mg:10〜25%、残部ZnであるAl−Mg−Zn系酸化物からなることを特徴とする有機EL用透明導電膜。
A transparent conductive film formed between an electroluminescent layer including an organic EL layer of an organic EL element and a metal film of Al or Al alloy,
For organic EL, characterized in that the content ratio of metal component elements is an atomic ratio of Al: 0.7 to 7%, Mg: 10 to 25%, and the balance Zn: Al—Mg—Zn-based oxide. Transparent conductive film.
請求項1に記載の有機EL用透明導電膜において、
さらに、原子比で、Ga:0.015〜0.085%を含有し、Al−Mg−Ga−Zn系酸化物からなることを特徴とする有機EL用透明導電膜。
The transparent conductive film for organic EL according to claim 1,
Furthermore, it contains Ga: 0.015-0.085% by atomic ratio, and consists of an Al-Mg-Ga-Zn type oxide, The transparent conductive film for organic EL characterized by the above-mentioned.
アノードと、
該アノード上に形成された有機EL層を含む電界発光層と、
該電界発光層上に形成されたカソードと、を備えた有機EL素子であって、
前記アノードが、AlまたはAl合金の金属膜と、該金属膜と前記電界発光層との間に形成された前記請求項1または2に記載された有機EL用透明導電膜と、を有していることを特徴とする有機EL素子。
An anode,
An electroluminescent layer including an organic EL layer formed on the anode;
An organic EL device comprising a cathode formed on the electroluminescent layer,
The anode includes a metal film of Al or an Al alloy, and the organic EL transparent conductive film according to claim 1 or 2 formed between the metal film and the electroluminescent layer. An organic EL element characterized by comprising:
JP2011129712A 2011-06-10 2011-06-10 Transparent conductive film for organic EL and organic EL element using this transparent conductive film Expired - Fee Related JP5141794B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011129712A JP5141794B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Transparent conductive film for organic EL and organic EL element using this transparent conductive film
KR1020137032270A KR101437808B1 (en) 2011-06-10 2012-05-21 Transparent conductive film for organic el applications, and organic el element equipped with said transparent conductive film
PCT/JP2012/003306 WO2012169126A1 (en) 2011-06-10 2012-05-21 Transparent conductive film for organic el applications, and organic el element equipped with said transparent conductive film
CN201280025462.8A CN103583085A (en) 2011-06-10 2012-05-21 Transparent conductive film for organic EL applications, and organic EL element equipped with said transparent conductive film
TW101118993A TWI460853B (en) 2011-06-10 2012-05-28 A transparent conductive film for organic EL and an organic EL element using the transparent conductive film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011129712A JP5141794B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Transparent conductive film for organic EL and organic EL element using this transparent conductive film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012256553A true JP2012256553A (en) 2012-12-27
JP5141794B2 JP5141794B2 (en) 2013-02-13

Family

ID=47295719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011129712A Expired - Fee Related JP5141794B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Transparent conductive film for organic EL and organic EL element using this transparent conductive film

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5141794B2 (en)
KR (1) KR101437808B1 (en)
CN (1) CN103583085A (en)
TW (1) TWI460853B (en)
WO (1) WO2012169126A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10386950B2 (en) * 2015-07-22 2019-08-20 Sharp Kabushiki Kaisha Touch-panel-equipped display device and method for manufacturing touch-panel-equipped display device
JP2018032601A (en) * 2016-08-26 2018-03-01 株式会社神戸製鋼所 REFLECTION ELECTRODE AND Al ALLOY SPUTTERING TARGET

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06188074A (en) * 1992-12-15 1994-07-08 Canon Inc Electroluminescent element
JP2008077843A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd Organic el device
JP2010135300A (en) * 2008-11-10 2010-06-17 Kobe Steel Ltd Reflecting anodic electrode for organic el display, and manufacturing method thereof
WO2011016312A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 三井金属鉱業株式会社 Anode structure to be used in organic el element, manufacturing method thereof, and organic el element
JP2011108459A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Kobe Steel Ltd Reflective anode electrode for organic el display

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1104030A3 (en) * 1999-11-29 2001-09-05 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Manufacturing method of photovoltaic device
JP4188672B2 (en) * 2002-05-31 2008-11-26 篠田プラズマ株式会社 Photochromic body, photochromic material and method for producing the same
JP2004127719A (en) * 2002-10-02 2004-04-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Transparent conductive film and display device
JP2006236839A (en) 2005-02-25 2006-09-07 Mitsubishi Electric Corp Organic electroluminescent display device
WO2006129410A1 (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Sputtering target and process for producing the same
CN101263744A (en) * 2005-09-12 2008-09-10 出光兴产株式会社 Conductive laminate and organic EL element
KR101313327B1 (en) * 2006-06-08 2013-09-27 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 Oxide sinter, target, transparent conductive film obtained from the same, and transparent conductive base

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06188074A (en) * 1992-12-15 1994-07-08 Canon Inc Electroluminescent element
JP2008077843A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd Organic el device
JP2010135300A (en) * 2008-11-10 2010-06-17 Kobe Steel Ltd Reflecting anodic electrode for organic el display, and manufacturing method thereof
WO2011016312A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 三井金属鉱業株式会社 Anode structure to be used in organic el element, manufacturing method thereof, and organic el element
JP2011108459A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Kobe Steel Ltd Reflective anode electrode for organic el display

Also Published As

Publication number Publication date
TWI460853B (en) 2014-11-11
KR101437808B1 (en) 2014-10-30
KR20140019837A (en) 2014-02-17
JP5141794B2 (en) 2013-02-13
WO2012169126A1 (en) 2012-12-13
TW201308591A (en) 2013-02-16
CN103583085A (en) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI404810B (en) A sputtering target and a sintered body, and a conductive film produced by using the same, and an organic EL element and a substrate for the same
TWI651433B (en) Metal oxide film, organic electroluminescence device having the film, solar cell and organic solar cell
TWI532856B (en) A conductive film and a method for producing the same, and a sputtering target used therefor
TWI514925B (en) Organic light emitting device
WO2013191212A1 (en) Organic electroluminescence element
KR100922756B1 (en) An electrode, a method for preparing the same and a electrical device comprising the same
TW200307757A (en) Transparent conductive thin film, process for producing the same, sintered target for producing the same, and transparent, electroconductive substrate for display panel, and organic electroluminescence device
CN106687616A (en) Metal oxide thin film, organic electroluminescent element provided with said thin film, solar cell, and method for producing thin film
Xia et al. Reduced Confinement Effect by Isocyanate Passivation for Efficient Sky‐Blue Perovskite Light‐Emitting Diodes
Pang et al. ZnS/Ag/ZnS coating as transparent anode for organic light emitting diodes
JP3918721B2 (en) Transparent conductive thin film, its production method and sintered compact target for production, organic electroluminescence element and its production method
JP5141794B2 (en) Transparent conductive film for organic EL and organic EL element using this transparent conductive film
Zhou et al. The effects of compressive stress on the performance of organic light-emitting diodes
JP2013077547A (en) Conductive film and manufacturing method thereof, and silver alloy sputtering target for conductive film formation and manufacturing method thereof
JP5720816B2 (en) Conductive film
JP2011223001A (en) Organic light-emitting device and manufacturing method thereof
Li et al. Efficient and Stable OLEDs with Inverted Device Structure Utilizing Solution‐Processed ZnO‐Based Electron Injection Layer
Peng et al. Efficient and chromaticity-stable flexible white organic light-emitting devices based on organic–inorganic hybrid color-conversion electrodes
CN207977352U (en) A kind of Organic Light Emitting Diode
JP5742615B2 (en) Conductive film, method for producing the same, silver alloy sputtering target for forming conductive film, and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20121018

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121023

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121105

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5141794

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees