JP5906159B2 - 有機ＥＬ素子のアノード電極用Ａｌ合金膜、有機ＥＬ素子およびＡｌ合金スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
本発明は、有機ＥＬ素子のアノード電極用Ａｌ合金膜、有機ＥＬ素子およびＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものであり、例えば、有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明において使用される有機ＥＬ素子のアノード電極を構成するＡｌ合金膜、該Ａｌ合金膜をアノード電極に用いた有機ＥＬ素子、および前記Ａｌ合金膜形成用のＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものである。
有機ＥＬ材料は自発光体である。有機ＥＬ材料の発光を利用して、表示装置や発光装置が設計されている。
図１に典型的な有機ＥＬ素子の構造を示す。この図１に示す通り、有機ＥＬ素子は、基板上にカソード電極とアノード電極に挟まれた有機層（有機発光層）を有しており、酸素や水などの外的要因から上記積層体を保護するため、封止された構造となっている。
上記有機ＥＬ素子の発光は、カソード電極とアノード電極から印加された、電子とホールが有機層（有機発光層）中で再結合し、エネルギーが光として放出されることにより生じる。
上記発光現象を生じさせるには、カソード電極として、有機層を構成する材料のＬＵＭＯ軌道に電子を注入させる必要があるため、仕事関数の小さい材料が利用されるのが一般的である。他方、アノード電極には、有機層を構成する材料のＨＯＭＯ軌道にホールを注入させる必要があるため、仕事関数の大きい材料を用いる必要がある。
上記アノード電極として、特許文献１では、ＡｇやＰｄやＣｕを含む貴金属の合金膜、またはＩＴＯ膜やＩＺＯ膜などの透明導電膜（酸化物導電膜）が利用されている。しかし、上記ＡｇやＰｄは貴金属であるため材料コストが高い。また、透明導電膜であるＩＴＯ膜やＩＺＯ膜も希少金属であるＩｎを含むためコストが高い。よって、有機ＥＬ素子の製造コストを低減すべく、安価な材料でアノード電極を実現することが求められている。
上記安価な材料としてＡｌ系材料が挙げられる。例えば特許文献２には、アノード電極としてＡｌ−Ｎｄ合金が用いられている。しかしながら、特許文献２に開示の構造は、有機層として発光に関わる層以外の層（正孔注入層）が更に必要となる。よって、製造コストが高くなると予想する。
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、有機ＥＬ素子のアノード電極として、生産性の点から、低コストのＡｌ系材料を用い、従来の有機層の構成を採用でき（即ち、有機層として、前記特許文献２の様に余分な層を必要とせず）、かつＩＴＯ等の透明導電膜（酸化物導電膜）を用いずとも、十分な正孔注入特性（高い仕事関数）と電極としての特性（低電気抵抗率）の備わった膜が求められている。
上記課題を解決し得た本発明のＡｌ合金膜は、有機ＥＬ素子において、有機層と直接接続するアノード電極を構成するＡｌ合金膜であって、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上の元素を含むと共に、希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含み、かつ仕事関数が４．５ｅＶ以上であるところに特徴を有する。
好ましい実施形態において、前記希土類元素および／または高融点金属は、Ｎｄ、ＴｉおよびＴａよりなる群から選択される１種以上の元素（より好ましくはＮｄ）である。
本発明には、前記Ａｌ合金膜をアノード電極に用いた点に特徴を有する有機ＥＬ素子も含まれる。また、前記有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイや、前記有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ照明も本発明に含まれる。
更に本発明には、前記Ａｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットも含まれる。該Ａｌ合金スパッタリングターゲットは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上の元素を含むと共に、希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含む点に特徴を有する。
本発明によれば、安価なＡｌ系材料を用いて、有機ＥＬ素子のアノード電極に適したＡｌ合金膜を提供することができる。その結果、アノード電極として従来用いられてきた酸化物導電膜（ＩＴＯ膜等）を使用する必要がなくなり、また、上記特許文献２のように、余分な有機層を追加せずに安価な有機ＥＬ素子を実現できる。よって、発光輝度特性に優れた有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明等を、安価に製造することができる。
本発明者らは、前記課題を解決するため、有機ＥＬ素子において有機層と直接接続する、高い仕事関数と高反射率を示すアノード電極を、材料コストの安いＡｌ系材料で実現すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、上記アノード電極を構成するＡｌ合金膜として、（１）Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上の元素を含むと共に、（２）希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含み、かつ（３）仕事関数が４．５ｅＶ以上を満たすものがよいことを見出し、本発明を完成した。
以下、まずＡｌ合金膜の成分組成について説明する。
上記（１）のＳｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ（以下、これらの元素を「Ｘ群元素」と総称することがある）は、Ａｌ合金膜の表面に拡散し濃化する。Ａｌ合金膜の表面に濃化したＸ群元素は、酸化され、その結果、Ａｌ合金膜表面が上記Ｘ群元素の酸化物で覆われることにより、仕事関数が大きくなる。
上記効果を発揮させるには、Ｘ群元素としてＢｉを含む場合、Ｂｉ量を、０．１原子％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．５原子％以上、更に好ましくは１．０原子％以上である。一方、Ｂｉが過剰に含まれていると、膜の剥離が生じ易くなることから、２原子％未満であることが好ましく、より好ましくは１．５原子％以下である。
また、上記Ｘ群元素として、Ｂｉ以外の元素（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ）を含む場合、上記効果を発揮させるには、その含有量（単独で含むときは単独の量であり、二種類以上を含むときは合計量を意味する。以下同じ）を、１原子％以上とすることが好ましく、より好ましくは３原子％以上である。一方、これらの元素が過剰に含まれていると、電気抵抗率が増加するため、電極としての特性が悪くなる。よって、これらの元素の含有量の上限は、各元素により多少の相違はあるが、２５原子％未満であることが好ましく、より好ましくは２０原子％未満である。
上記（２）の希土類元素および／または高融点金属（以下、「希土類元素等」ということがある。）は、Ａｌ粒の微細化に寄与する元素である。Ａｌ粒が微細化するとＡｌ粒の粒界が増加し、上記Ｘ群元素の移動経路が増加する。その結果、Ｘ群元素がＡｌ合金膜表面に効率的に移動し、Ｘ群元素の濃化が促進されると考えられる。
この様な効果を発揮させるため、希土類元素等の含有量を０．２原子％以上とする。好ましくは０．５原子％以上である。一方、希土類元素等の含有量が５．０原子％を超えると、電気抵抗率が増加し電極としての特性が悪くなる。よって、希土類元素等の含有量は５．０原子％以下とする。好ましくは３．０原子％以下である。
ここで「希土類元素等の含有量」とは、好ましくは下記元素よりなる群から選択される少なくとも一種の高融点金属、および／または、好ましくは下記元素よりなる群から選択される少なくとも一種の希土類元素を、単独で含むときは単独の量であり、二種類以上を含むときは合計量を意味する。
本発明に用いられる好ましい高融点金属として、Ｔｉ、Ｆｅ、ＴａおよびＭｎよりなる群から選択される少なくとも一種の元素が挙げられる。また、本発明に用いられる希土類元素として、ランタノイド元素（ＬａからＬｕまでの１５元素）、Ｓｃ（スカンジウム）およびＹ（イットリウム）よりなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。
上記希土類元素等の中でも、Ｎｄ、ＴｉおよびＴａよりなる群から選択される１種以上の元素が、スパッタリングターゲットの製造が容易である点で好ましく、より好ましくはＮｄである。
本発明のＡｌ合金膜は、上記の通り、Ｘ群元素を含むと共に、所定量の希土類元素等を含み、残部はＡｌおよび不可避的不純物である。該不可避的不純物としては、Ａｌ合金膜の製造過程で不可避的に混入し得る元素が挙げられる。
上記希土類元素等としてＮｄを用いる場合、即ち、Ａｌ−Ｘ群元素−Ｎｄ膜の場合の、各Ｘ群元素量の好ましい範囲は、下記の通りである。
まず、Ｘ群元素＝Ｓｉ、即ちＡｌ−Ｓｉ−Ｎｄ膜の場合、Ｓｉ量は、１原子％以上２０原子％未満であることが好ましい。Ｓｉ量が１原子％以上であれば、表面にＳｉを十分拡散させて仕事関数を大きくすることができる。より好ましくは２原子％以上であり、更に好ましくは４原子％以上である。一方、Ｓｉ量が過剰になると、電気抵抗率が増加するため、電極としての特性が悪くなる。よって、Ｓｉ量は２０原子％未満であることが好ましく、より好ましくは１５原子％以下である。
Ｘ群元素＝Ｇｅ、即ち、Ａｌ−Ｇｅ−Ｎｄ膜の場合、Ｇｅ量は、１原子％以上２５原子％未満であることが好ましい。Ｇｅ量が１原子％以上であれば、表面にＧｅを十分拡散させて仕事関数を大きくすることができる。より好ましくは３原子％以上である。一方、Ｇｅ量が過剰になると、電気抵抗率が増加するため、電極としての特性が悪くなる。よって、Ｇｅ量は２５原子％未満であることが好ましく、より好ましくは１５原子％以下、さらに好ましくは１０原子％以下である。
Ｘ群元素＝Ｂｉ、即ち、Ａｌ−Ｂｉ−Ｎｄ膜の場合、Ｂｉ量は、０．３原子％以上２原子％未満であることが好ましい。Ｂｉ量が０．３原子％以上であれば、表面にＢｉを十分拡散させて仕事関数を大きくすることができる。一方、Ｂｉ量が過剰になると、膜が剥離しやすくなる。よって、Ｂｉ量は２原子％未満であることが好ましく、より好ましくは１．５原子％以下である。
Ｘ群元素＝Ｚｎ、即ち、Ａｌ−Ｚｎ−Ｎｄ膜の場合、Ｚｎ量は、１原子％以上２０原子％未満が好ましい。Ｚｎ量が１原子％以上であれば、表面にＺｎを十分拡散させて仕事関数を大きくすることができる。より好ましくは３原子％以上である。一方、Ｚｎ量が過剰になると、電気抵抗率が増加するため、電極としての特性が悪くなる。よって、Ｚｎ量は、２０原子％未満であることが好ましく、より好ましくは１５原子％以下である。
Ｉｎ、Ｓｎは、Ａｌ中の粒界に拡散しやすく、また低融点であることからＺｎと同様の挙動を示すことが予測される。そのため、Ｉｎ量、Ｓｎ量それぞれの好ましい範囲は上記Ｚｎと同様の値とする。即ち、Ａｌ−Ｉｎ−Ｎｄ膜の場合、Ｉｎ量は、１原子％以上（より好ましくは３原子％以上）、２０原子％未満（より好ましくは１５原子％以下）が好ましい。また、Ａｌ−Ｓｎ−Ｎｄ膜の場合、Ｓｎ量は、１原子％以上（より好ましくは３原子％以上）、２０原子％未満（より好ましくは１５原子％以下）が好ましい。
また、希土類元素等がＮｄであり、かつＸ群元素を二種類以上含む場合、即ち、Ａｌ−（複数のＸ群元素）−Ｎｄ膜の場合、複数のＸ群元素のうちいずれかのＸ群元素が、上述した、Ａｌ−Ｘ群元素−Ｎｄ膜の場合のＸ群元素量の範囲を満たしていればよい。
本発明において、有機層と直接接続するアノード電極は、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いず、上記Ａｌ合金膜からなるものであり、上記（３）の通り該Ａｌ合金膜は、有機層との電気的接続の観点から仕事関数が４．５ｅＶ以上を示すものである。該仕事関数は好ましくは４．８ｅＶ以上である。
本発明のＡｌ合金膜は、規定の元素（特に、Ｘ群元素）を含むことにより、上述の通り、Ｘ群元素がＡｌ合金膜の表面に拡散して酸化され、Ａｌ合金膜表面に酸化物が形成されることにより仕事関数が高まる。
上記Ｘ群元素の酸化の方法は特に限定されず、自然酸化でもよいが、上記Ａｌ合金膜表面への拡散や酸化を促進させるには、下記の条件で熱処理を行うことが好ましい。即ち、雰囲気：窒素雰囲気または大気雰囲気、加熱温度：１５０℃〜３５０℃、加熱時間：３０分〜１．５時間の条件で行うことが好ましい。上記窒素雰囲気で熱処理する場合、Ｘ群元素のうち例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｚｎは、該熱処理によりＡｌ合金膜表面への拡散が特に促進されると考える。
上記加熱温度は、上記拡散や酸化を促進させるには、上記の通り１５０℃以上とすることが好ましく、より好ましくは２００℃以上である。一方、加熱温度が高すぎてもＡｌのマイグレーションが生じるため、上記の通り３５０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは３００℃以下、更に好ましくは２５０℃以下である。また上記加熱温度は、上記拡散や酸化を促進させるには、上記の通り３０分以上とすることが好ましく、より好ましくは４５分以上である。一方、加熱時間が長すぎても生産性が低下するため、上記の通り１．５時間（９０分）以下とすることが好ましく、より好ましくは７５分以下である。
前記Ａｌ合金膜の熱処理は、前記拡散や酸化を目的に行うものであってもよいし、前記Ａｌ合金膜形成後の熱履歴が、前記雰囲気、前記加熱温度および前記加熱時間を満たすものであってもよい。
前記Ａｌ合金膜の形成方法として、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などが挙げられる。本発明では、膜厚が均一となり、かつ組成均一性よく成膜できることや、添加元素量を容易にコントロールできるなどの観点から、Ａｌ合金膜をスパッタリング法で形成することが好ましい。
前記スパッタリング法の条件（成膜条件）は特に限定されない。例えば、以下のような条件を採用することが挙げられる。
・基板温度：室温〜５０℃
・到達真空度：１×１０-5Ｔｏｒｒ以下（１．３×１０-3Ｐａ以下）
・成膜時の（Ａｒ）ガス圧：１〜４ｍＴｏｒｒ
・ＤＣスパッタリングパワー密度（ターゲットの単位面積当たりのＤＣスパッタリングパワー）：１．０〜２０Ｗ／ｃｍ2
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スパッタリング法で前記Ａｌ合金膜を形成するには、該スパッタリング法で用いるスパッタリングターゲットとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上の元素を含むと共に、希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である、所望のＡｌ合金組成と同一組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いるのがよい。該Ａｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレの恐れがなく、所望の成分組成のＡｌ合金膜を形成できる。
前記Ａｌ合金スパッタリングターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
前記Ａｌ合金スパッタリングターゲットの製造方法は特に限定されない。例えば、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレーフォーミング法で製造することができる。
本発明のＡｌ合金膜は、前記成分組成・仕事関数を満たせばよく、Ａｌ合金膜の膜厚は特に問わない。Ａｌ合金膜の膜厚は、例えば５０ｎｍ以上（好ましくは１００ｎｍ以上）、５００ｎｍ以下（好ましくは３００ｎｍ以下）とすることが挙げられる。
以上、本発明の特徴部分であるアノード電極を構成するＡｌ合金膜について説明した。以下では、このＡｌ合金膜（アノード電極）を含む有機ＥＬ素子の構造について説明する。
図１に、一般的な有機ＥＬ素子の構造を示す。この図１では、基板１上にアノード電極２を有し、有機層３、カソード電極４が積層されている。基板１には、一般的にガラス基板が用いられているが、支持できるものであればよく、金属や樹脂材料も適用できる。有機層３には、有機発光層の他に、ホール移動層や電子移動層が含まれる（積層される）場合がある。この有機層３には、汎用材料からなるものを用いればよい。カソード電極４には、一般的に仕事関数の小さいＡｌ−アルカリ金属合金や、アルカリ金属膜とＡｌ系膜の積層膜（例えば、ＬｉＦとＡｌ系膜の積層膜）を用いることができる。上記図１では、基板１側から順に、アノード電極２（基板側の電極）、有機層３、カソード電極４の積層構造を示しているがこれに限定されない。素子の構造によっては、基板側から順に、カソード電極（基板側の電極）、有機層、アノード電極の積層構造であってもよい。
本発明には、上記有機ＥＬ素子を含む表示装置（有機ＥＬディスプレイ）および、有機ＥＬ照明も含まれる。上記ディスプレイや照明は、これらに用いられる有機ＥＬ素子が、基板を有し、本発明のＡｌ合金膜をアノード電極として利用し、かつこれに直接接続する有機層（有機発光層）を有し、更に、一般的な有機ＥＬ素子の構造の通り、カソード電極を備えたものであればよく、有機ＥＬ素子のその他の構造や、有機ＥＬ素子以外の構造は限定されない。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
（Ａｌ合金膜の成膜）
まずガラス基板（コーニング社製の無アルカリガラス＃１７３７、直径：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍ）上に、表１に示す成分組成のＡｌ合金膜（いずれも、膜厚：１００ｎｍ、かつ残部：Ａｌおよび不可避的不純物）を、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、スパッタリング法により成膜した。
まずガラス基板（コーニング社製の無アルカリガラス＃１７３７、直径：５０ｍｍ、厚さ：０．７ｍｍ）上に、表１に示す成分組成のＡｌ合金膜（いずれも、膜厚：１００ｎｍ、かつ残部：Ａｌおよび不可避的不純物）を、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、スパッタリング法により成膜した。
上記スパッタリング装置には、複数のターゲットの同時放電が可能な多元スパッタリング装置（（株）アルバック製 ＣＳ−２００）を用いた。スパッタリング条件（成膜条件）は、基板温度：室温、Ａｒガス流量：２０ｓｃｃｍ、Ａｒガス圧：約０．１Ｐａ、ＤＣスパッタリングパワー密度：２〜５Ｗ／ｃｍ2、到達真空度：２．０×１０-6Ｔｏｒｒ以下とした。
また上記成膜用のスパッタリングターゲットとして、真空溶解法により作製した下記表１に示す膜組成と同組成であるＡｌ合金スパッタリングターゲット、または、純Ａｌスパッタリングターゲットのスパッタリング面に、下記表１のＡｌ合金膜を構成する金属元素からなる金属チップを接着した複合ターゲットを用いた。
上記の通りＡｌ合金膜を成膜した後、窒素雰囲気中もしくは大気雰囲気中にて、２５０℃で１時間の熱処理を施して試料を得た。尚、後述する表１のＮｏ．２〜８のＡｌ合金膜には上記熱処理を施さなかった。
上記各試料について、仕事関数の測定と電気抵抗率の測定を下記に示す通り行った。尚、得られたＡｌ合金膜の組成は、ＩＣＰ発光分光分析装置（島津製作所製のＩＣＰ発光分光分析装置「ＩＣＰ−８０００型」）を用い、定量分析して確認した。
（仕事関数の測定）
Ａｌ合金膜表面（外気にさらされている面）の仕事関数は、理研計器製の仕事関数測定装置（型番：ＡＣ−２）を用いて測定した。尚、仕事関数はその表面状態（大気中の有機物汚染など）に敏感であるため、上記ＡＣ−２で測定する直前にＵＶ照射を行って、Ａｌ合金膜表面を洗浄した。上記ＵＶ照射は、ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製ＵＶ照射装置（型番：ＤＵＶ−８００−６）を使用し、ランプ電圧：３００ＶでＵＶを１分間照射した。そして、仕事関数が４．５ｅＶ以上の場合を合格とした。
Ａｌ合金膜表面（外気にさらされている面）の仕事関数は、理研計器製の仕事関数測定装置（型番：ＡＣ−２）を用いて測定した。尚、仕事関数はその表面状態（大気中の有機物汚染など）に敏感であるため、上記ＡＣ−２で測定する直前にＵＶ照射を行って、Ａｌ合金膜表面を洗浄した。上記ＵＶ照射は、ＧＳ ＹＵＡＳＡ社製ＵＶ照射装置（型番：ＤＵＶ−８００−６）を使用し、ランプ電圧：３００ＶでＵＶを１分間照射した。そして、仕事関数が４．５ｅＶ以上の場合を合格とした。
（電気抵抗率の測定）
上記試料を用いて電気抵抗率を測定した。詳細には、一般的に用いられる四探針法により、市販の測定器（日置電機株式会社製：３５４０ミリオームハイテスタ）を用いて測定した。そして下記式（１）に従い、積層体の電気抵抗率を算出した。尚、上記測定には、測定試料面積が探針間隔よりも十分に広い試料を利用し、かつ比例定数Ｆを下記数値とした。そして、電気抵抗率が２１．０μΩ・ｃｍ以下の場合を良好、電気抵抗率が２０．０μΩ・ｃｍ以下の場合を大変良好であると評価した。
電気抵抗率＝四探針法測定値×膜厚×Ｆ …（１）
[上記式（１）において、Ｆ（比例定数）＝π／ｌｎ２＝４．５３２]
上記試料を用いて電気抵抗率を測定した。詳細には、一般的に用いられる四探針法により、市販の測定器（日置電機株式会社製：３５４０ミリオームハイテスタ）を用いて測定した。そして下記式（１）に従い、積層体の電気抵抗率を算出した。尚、上記測定には、測定試料面積が探針間隔よりも十分に広い試料を利用し、かつ比例定数Ｆを下記数値とした。そして、電気抵抗率が２１．０μΩ・ｃｍ以下の場合を良好、電気抵抗率が２０．０μΩ・ｃｍ以下の場合を大変良好であると評価した。
電気抵抗率＝四探針法測定値×膜厚×Ｆ …（１）
[上記式（１）において、Ｆ（比例定数）＝π／ｌｎ２＝４．５３２]
これらの結果を表１に示す。尚、表１には、参考までに、基板−ＩＴＯ膜（膜厚：１０ｎｍ）−純Ａｇ膜（膜厚：１００ｎｍ）の順に積層させた、汎用のアノード電極（ＩＴＯ／Ａｇ積層膜）の、仕事関数と電気抵抗率（測定条件は、いずれも上記の通り）も示している。
表１では、仕事関数が４．５ｅＶ以上であり、かつ電気抵抗率が２１．０μΩ・ｃｍ以下である場合を、アノード電極に適している（〇）と評価し、上記仕事関数と上記電気抵抗率の少なくともいずれかが上記範囲を満たさない場合を、アノード電極に適していない(×)と評価した。
表１より次のように考察できる。
Ｎｏ．１は、アノード電極として一般的に利用されているＩＴＯ／Ａｇ積層膜の仕事関数と電気抵抗率を示している。Ｎｏ．１より、ＩＴＯ／Ａｇ積層膜の仕事関数は５ｅＶ以上であり、かつ電気抵抗率も十分低いことが分かる。
これに対しＮｏ．２〜６は、Ａｌ−Ｎｄ合金膜の例であり、Ｘ群元素を含んでいないため、仕事関数が小さい。
Ｎｏ．７〜９は、Ａｌ−Ｓｉ膜の例であり、希土類元素等を含んでいないため、仕事関数が小さい。特にＮｏ．８は、Ｓｉを多く含んでおり、かつ熱処理を行っていない例であり、電気抵抗率も高い。
Ｎｏ．１０〜１４は、Ａｌ−Ｎｄ材にＸ群元素としてＳｉを加えた、Ａｌ−Ｓｉ−Ｎｄ膜の例であり、Ｓｉ量を変化させている。これらの例から、より低い電気抵抗率を達成するには、Ｓｉ量を２０原子％未満とするのがよいことがわかる。
Ｎｏ．１５〜１９は、Ａｌ−Ｎｄ材にＸ群元素としてＧｅを加えた、Ａｌ−Ｇｅ−Ｎｄ膜の例であり、Ｇｅ量を変化させている。これらの例から、より低い電気抵抗率を達成するには、Ｇｅ量を２５原子％未満とするのがよいことがわかる。
Ｎｏ．２０〜２３は、Ａｌ−Ｎｄ材にＸ群元素としてＺｎを加えた、Ａｌ−Ｚｎ−Ｎｄ膜の例であり、Ｚｎ量を変化させている。これらの例から、より低い電気抵抗率を達成するには、Ｚｎ量を２０原子％未満とするのがよいことがわかる。
Ｎｏ．２４〜２６は、Ａｌ−Ｎｄ材にＸ群元素としてＢｉを加えた、Ａｌ−Ｂｉ−Ｎｄ膜の例であり、Ｂｉ量を変化させている。これらの例から、Ｂｉ量が２原子％以上では膜が剥離してしまうため、アノード電極に適さないことがわかる。
Ｎｏ．２７〜３１は、Ａｌ−Ｎｄ材にＸ群元素としてＳｉとＧｅを加えた、Ａｌ−Ｓｉ−Ｇｅ−Ｎｄ膜の例であり、Ｓｉ量とＧｅ量を変化させている。これらの結果から、Ｘ群元素を複数含む場合も、アノード電極として良好な特性を示すことがわかる。
１ 基板
２ アノード電極（Ａｌ合金膜）
３ 有機層（有機発光層）
４ カソード電極
５ 封止材
２ アノード電極（Ａｌ合金膜）
３ 有機層（有機発光層）
４ カソード電極
５ 封止材
Claims (9)
- 有機ＥＬ素子において、有機層と直接接続するアノード電極を構成するＡｌ合金膜であって、
Ｓｉ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上のＸ群元素を含むと共に、希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含み、かつ仕事関数が４．５ｅＶ以上であることを特徴とする有機ＥＬ素子のアノード電極用Ａｌ合金膜。 - 前記Ｘ群元素、ならびに前記希土類元素および／または高融点金属を含み、残部はＡｌおよび不可避的不純物である請求項１に記載のＡｌ合金膜。
- 前記Ｘ群元素としてＢｉを含む場合、Ｂｉ量は０．１原子％以上２原子％未満であり、前記Ｘ群元素としてＢｉ以外の元素を含む場合、その含有量は合計で１原子％以上２５原子％未満である請求項１または２に記載のＡｌ合金膜。
- 前記希土類元素および／または高融点金属は、Ｎｄ、ＴｉおよびＴａよりなる群から選択される１種以上の元素である請求項１〜３のいずれかに記載のＡｌ合金膜。
- 前記希土類元素および／または高融点金属は、Ｎｄである請求項４に記載のＡｌ合金膜。
- 請求項１〜５のいずれかに記載のＡｌ合金膜をアノード電極に用いたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
- 請求項６に記載の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイ。
- 請求項６に記載の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ照明。
- 請求項１〜５のいずれかに記載のＡｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、
Ｓｉ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎよりなる群から選択される１種以上のＸ群元素を含むと共に、希土類元素および／または高融点金属を０．２原子％以上５．０原子％以下含むことを特徴とするＡｌ合金スパッタリングターゲット。
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