JPH02251428A - 透明導電性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電界発光素子（エレクトロルミネッセンス（
ＥＬ）素子）用の透明導電性フィルムに関する。くわし
くは一つの電極から電子を、もう−方の電極から正孔を
注入して動作する注入型ＥＬ素子において、発光機能を
発現する層として、有機化合物薄膜層を設けた十分な発
光輝度を有し、かつポリマーフィルムを基体とすること
から付与される可撓性を有するＥＬ素子に好適に利用さ
れる透明導電性フィルムに関する。

〔発明の背景〕

ＥＬ素子は、一般に注入型ＥＬ素子と真性型ＥＬ素子と
に分類される。このなかで注入型ＥＬ素子の動作機構は
、ダイオードなどのｐ　−ｎ接合に順方向バイアスを印
加して、両側の電極からそれぞれ電子と正孔を注入し、
その再結合により光を発生する。一般にこのＥＬ素子は
、上記の光発光機能を発現する層を、２つの電極間に配
置した構造を有し、これら電極間に電圧を印加すること
により、電気エネルギーを直接光に変換する発光素子で
ある。注入型ＥＬ素子の特徴としては、直流から交流ま
での広い駆動周波数範囲で動作し、しかも低電圧駆動が
可能であり、また電気から光への変換効率がよいなどの
可能性や、従来の発光素子、例えば白熱電球や、蛍光灯
などとは異なり、薄膜パネル、ベルト状、円筒状等の種
々の形状の例えば、線、図、画像等の表示用部料や、あ
るいは大面積のパネル等の面状の発光体を実現化できる
可能性を有することである。一方真性型ＥＬ素子は２つ
の電極間に誘電体層で挟む、あるいは高誘電性ポリマー
などで分散させる、などの方法で遷移金属や希土類金属
などをドープした硫化亜鉛などの発光材料を設け、画電
極に比較的高い交流電圧を印加することにより、電気エ
ネルギーを直接光に変換する発光素子である。これらの
真性型ＥＬ素子は薄膜パネルや液晶デイスプレィなどの
バックライトとして広く利用されているが低電圧駆動さ
せることができないなどの問題を抱えていた。

最近になり正孔伝導性と電子伝導性の有機化合物薄膜を
２層重ねた注入型発光ダイオード素子が報告された。（
Ｃ，Ｗ、Ｔａｎｇ：Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、５
１．（１２）、１９３．（１９８７））　　この有機材
料を用いた発光素子は、種々の薄膜形成方法が選択でき
、また精度よく大面積で薄膜の形成が可能である等の特
徴を有するため注目されている。

しかしながら、現在知られているＥＬ用の有機材料のみ
で素子を形成した時、発光の強度がある程度限られる、
また発光強度が不安定等の問題があり現実には実用化さ
れていない。

大面積に均一な薄膜の製造が可能で、量産性に富み、コ
スト的にも有利なＥＬ素子が求められている。しかも実
用性を考える時には素子形態に可とう性をもつことが重
要である０本発明者らは、鋭意検討の結果、上記の問題
点を解決し、しかも可撓性を有し、大面積に均一な薄膜
の製造が可能で、しかも量産性に富み、コスト的にも有
利なＥＬ素子を開発するに当たり、その基板材料とて極
めて適した透明導電性フィルムを発明した。

〔発明の開示〕

本発明は、ポリマーフィルム上に形成された透明導電膜
がインジウムを主成分とし錫あるいは錫およびアンチモ
ンをからなる複合酸化物層と金あるいは銀あるいはパラ
ジウムあるいはこれらの混合合金などの金属層との積層
膜からなる透明導電性フィルムであり、特にＥＬ素子基
板に適したものである０本発明の透明導電性フィルムを
少なくとも一方の電極とし、対向する２つの電極間に発
光機能を発現する層として、有機化合物薄膜層を設ける
ことにより形成される発光素子は可撓性を有し、大面積
に均一な薄膜の製造が可能で、しかも量産性に富みコス
ト的にも有利なものである。

上記の透明導電膜のポリマーフィルム上への形成方法と
しては、蒸着法、スバ７タ法、などの各種の薄膜形成法
が用いられる。特に好ましくは、ＤＣあるいはＲＦマグ
ネトロンスパッタ法で形成されたものは数１００人の薄
膜でありながらピンホールの少ない良好なものであった
。

本発明の導電性フィルムにおける透明電極層は、インジ
ウムを主成分とし錫あるいは錫およびアンチモンをから
なる複合酸化物層と金あるいは銀あるいはパラジウムあ
るいはこれらの混合合金などの金属層との積層膜である
電極層である。、該積層膜の好ましい構成は金属層を複
合酸化物層で挾み込んだ三層あるいは五層構造で、その
厚みは２００人〜１０００人で、その表面抵抗は１〜３
００Ω／口である。また透明性を向上させるためには金
属層を薄（することで達成されるが、表面抵抗は高抵抗
化することになる。透明性を保持し、低抵抗化させるた
めには各層の厚みをその光学定数から計算し、最適化で
きる。本発明の透明導電性フィルムの可視光に対する平
均透過率は４０％以上である。

本発明の透明導電性フィルムよりなるＥＬ素子を形成す
る際の発光機能発現層としての有機化合物薄膜層は、１
種類の有機化合物薄膜、または２種類以上の有機化合物
薄膜の積層膜よりなる。有機化合物は、高い発光量子効
率を持ち、外部摂動を受けやすいπ電子系を有し、容易
に励起されやすい有機化合物などが好適に用いられる。

このような有機化合物としては、例えば縮合多環芳香族
炭化水素、ｐ−ターフェニル、２．５−ジフェニルオキ
サゾール、ｌ、　　４−ｂ　ｉ　ｓ　−（２−メチルス
チリル）−ベンゼン、キサンチン、クマリン、アクリジ
ン、シアニン色素、ベンゾフェノン、フタロシアニン、
および金属と有機物の配電子とから形成される金属錯体
化合物、ならびに上記以外の複素環式化合物およびその
誘導体、芳香族アミン、芳香族ポリアミン、およびキノ
ン構造を有する化合物のなかで励起状態で錯体を形成す
る化合物、ポリアセチレン、ポリシランなど、またはこ
れらの化合物の混合されたものを用いる、より具体的に
金属と有機物の配位子から形成される金属錯体化合物を
説明すると、錯体を形成する金属としては、ＡＩ、Ｇａ
、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｔａなどが用いられ
る。有機物の配位子としては、ポルフィリン、クロロフ
ィル、８−ヒドロキシキノリン（オキシン（ＯＸ））、
フタロシアニン、サリチルアルデヒドオキシム、ｌ−ニ
トロソ−２−ナフトール、クフェロン、ジチゾン、アセ
チルアセトンなどが用いられる。さらにより具体的に説
明すると、オキシン錯体類では１、オキシン錯体、５．
７−ジブロムオキシン錯体（以下ｄｉＢｒｏｘで示す）
、５．７−ジヨードオキシン錯体（以下ｄ　ｉ　ＩＯｘ
で示す）、チオオキシン錯体（以下Ｔ　ｈ、　ｌ　ｏ　
Ｏｘで示す）、セレノオキシン錯体（以下Ｓｅ　ｌｏｘ
で示す）、メチルオキシン錯体（以下ＭｅＯｘで示す）
などが挙げられ、この金属錯体化合物をより具体的に示
すと、ＡＩ　　（ＯＸ）３．　　Ｚｎ　（ＯＸ）２．　
　Ｚｎ　（ｄｉＢｒｏｘ）ｚ、Ｚｎ　（ｄｉｌｏｘ）ｔ
、Ｚｎ（ＴｈｉｏＯｘ）ｔ　、Ｚｎ　（Ｓｅ　ｌ０ｘ）
、、Ｂｉ（ＭｅＯｘ）、などが用いられる。

上記の有機化合物薄膜の製造方法としては、真空蒸着法
などの各種の物理的または化学的な薄膜形成法などが用
いられるほか、昇華法や、塗布法、スピンコーティング
法、引き上げ法なども有効に用いられる。

本発明におけるポリマーフィルムとしては、透明性のよ
いものであれば特に限定する必要はないが、電極形成条
件によっては耐熱性を必要とすることがある。利用しや
すいものとしては、ポリエチレンテレフタレー）　（Ｐ
Ｆ、Ｔ）　、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテル
スルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（
ＰＥＥＫ）などであるが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ
プロピレン（ＰＰ）なども利用できる。さらにホモポリ
マーのみならず各種コポリマーも利用できる。

なお、本発明の導電性フィルムを利用してＥＬ素子を形
成する場合の対向電極には上記透明電極あるいは一般の
金属酸化物電極のみならず金属、合金、金属シリサイド
などの金属化合物等の薄膜、またはそれらの１種類また
は２種類以上の積層薄膜が用いられる。よりこの好まし
くは、接触している有機発光層への電子の注入効率のよ
い材料を用いるとよい、この電極材料として、より具体
的に説明すると、−船釣に電子の仕事関数の小さな金属
や合金薄膜、それらの積層薄膜などが用いられる、さら
により具体的にはＭｇ、Ｌｉ、Ｎδ、に、Ｃａ、Ｒｂ、
Ｓｒ、Ｃｅなどの金属、Ｍｇ−Ａｇなどの合金、ＣＣｓ
−０−Ａ、Ｃｓ、Ｓｂ、Ｎａｇ　ＫＳｂ、　　（Ｃｓ）
Ｎａｇ　ＫＳｂなどの金属化合物薄膜、またそれらの積
Ｎ薄膜などが好適である。

上記発光素子は、電極層／発光機能を発現する層／電極
層／光機能を発現するＮ／電極層／発光機能を発現する
層／電極・・・と多段がさねでもよい、この素子構造に
より、色調の調整や多色化なども可能である。また、こ
の素子を、平面上に多数ならべてもよい、この平面上に
並べられた素子では、それぞれの素子の発光色を変えて
、カラー表示用部材として用いてもよい。

〔適用例〕

第１図に示すように、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルム１
上にインジウム−錫（Ａ）ターゲットおよび金−１ｌｌ
　（Ｂ）ターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ
法によりＡ／Ｂ／Ａの構造を持つ積層型透明導電膜２−
１．２−２．２−３を１５０人１５０人／１５０人形成
し第一の電極層とした。この透明導電膜中Ａ層のインジ
ウム、錫の組成比は８７／１３であった。Ｂ層の金、銀
の組成比は９０／１０であった０次に本電極層上に、真
空抵抗加熱蒸着法により、アルミニュームオキシン（Ａ
Ｉ　　（Ｏｘ）２　）　の薄膜を膜厚４００Ａ堆積し、
有機化合物薄膜層３を形成した。さらに、この層の上に
、電子ビーム１着法により、Ｍｇ金属薄膜を堆積し、第
二電極層４を形成し、本発明で得られた透明導電性フィ
ルムを用いた発光素子を得た。Ｍｇ金属の蒸着膜の面積
は３ｍｍ角である。

本発光素子に、直流電圧を印加して、印加電圧に対する
電流特性を調べた。第２１！ｌにその特性を示す、透明
電極をプラス、Ｍｇ側をマイナスにすると、電流が電圧
の増加とともに増加し、この逆の極性では、電流が流れ
ない、所謂ダイオード特性を示した。また、このダイオ
ードの順方向に電圧１０Ｖを印加すると、１００ｍＡの
注入電流が観測された。この電流値を電流密度に換算す
ると、１．１Ａ／ｃｍ”にも達した。また、この素子は
、直流でも交流でも動作した。また、通常の室内の蛍光
灯の下で、明るく、しかもはっきりと緑色の面発光が観
測された。またポリマーフィルムの可とう性を利用し円
筒状にし、同様の通電試験を行ったところ同一の発光が
観測された。

〔発明の効果〕

以上の適用例から明らかなように、本発明は、従来技術
において、到達できなかった可とう性を有する高性能な
発光素子に通した透明導電性フィルムを提供するもので
あり、表示用部材等として工業的に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＥＬ素子への適用例を示す説明図であ
る。第２図は本発明の透明導電性フィルムを用いた発光
素子の特性を示すグラフである。 図において、 Ｉ　　　　ＰＥＴ、２・・・・−・〜・・−透明電極層
、２−１−・・・−・−金属酸化膜層、２−２・・・−
・−・・−・−金属膜層、２−３・・・−・−・・・・
金属酸化膜層、３　　　有機化合物情ｌｉ層、４　　　
第二電極層を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリマーフィルム上に形成された透明導電膜がイ
   ンジウムを主成分とし錫あるいは錫およびアンチモンを
   からなる複合酸化物層と金あるいは銀あるいはパラジウ
   ムあるいはこれらの混合合金などの金属層との積層膜か
   らなることを特徴とする透明導電性フィルム。
2. （２）ＥＬ素子用基板として適したものである請求項１
   記載のフィルム。