JPH02251429A - 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ｔｉ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、６
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
なとで分散させる、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　：Ａｐｐ　Ｉ、　　Ｐｈｙｓ
、Ｌｅｔｔ、５１．（１２）、１９３．（１９Ｂ？））
　　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、量産性に冨み、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、しかも可とう性を有し、大面積に均一な薄
膜の製造が可能で、しかも量産性に冨み、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、インジウムを主成分とし錫およびアンチモン
をインジウムに対して２〜２５ａｔ％含む酸化膜をポリ
マーフィルム上に薄膜形成した透明導電性フィルムであ
り、特にＥＬ素子基板として適したものである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、ゾル−ゲル法、スプレー法、蒸着法、スパッ
タ法、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。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およびアンチモンを含む複合酸化物
からなり、インジウムに対して錫とアンチモンを加えた
ものの割合が２〜２５ａｔ％であることが重要であり、
さらに好ましくは、錫に対してアンチモンの割合が５〜
５０ａｔ％である電極層である。この透明電極層の厚み
は３００人〜１００００人で、その表面抵抗は１〜３０
０Ω／口である。より好ましくは５００人〜２０００人
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。

このようなを機化合物としては、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、１．　４−ｂ　ｉｓ　−（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位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
造を存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所
すると、錯体を形成する金属としては、ＡＩ、Ｇａ、Ｉ
ｒ、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、■−ニトロ
ソー２−ナフトール、クフエロン、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　ｊ　ＩＯｘで示
す）、チオオキシン錯体（以下Ｔｈ　ｉ　ｏｏｘで示す
）、セレノオキシン錯体（以下Ｓｅ　ｆｏｘ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）ｓ、　　Ｚｎ　（Ｏｘ）ｚ、　　Ｚｎ　（
ｄｉＢｒｏｘ）ｚ、Ｚｎ　（ｄｉｌｏｘ）ｚ、Ｚｎ（Ｔ
ｈｉｏＯｘ）ｘ、Ｚｎ　（ＳｅｌＯｘ）ｔ、Ｂｉ（Ｍｅ
Ｏｘ）ｚ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、真空曹着法
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ト（ＰＥ
Ｔ）　、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスル
フォン（ＰＢＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ
ＥＫ）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Ｅ　Ｌ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ｍｌ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、この電橋材料として、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Ｎ薄膜などが用いられる、さ
らにより具体的にはＭｇ、Ｌｉ、Ｎａ、に、Ｃａ、Ｒｂ
、Ｓｒ、Ｃｅなどの金属、Ｍｇ−Ａｇなどの合金、’　
ＣＣｓ−０−Ａ、　　Ｃｓｉ　ｓｂ、Ｎａｇ　ＫＳｂ、
　　（Ｃｓ）Ｎａｇ　ＫＳｂなどの金属化合物薄膜、ま
たそれらの積層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／光機能を発現する層／電極Ｎ／発光機能を発現する
層／を極・・・と多段かさねでもよい。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−アンチモンターゲットを用いたＤ
Ｃマグネトロンスバンタ法により透明導電膜２を１００
０人形成し７第一の電極層とした。この透明導電膜中の
インジウム、錫、アンチモンの組成比は８７／１１／２
であった。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（ＡＩ（ＯＸ）３）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、電子ビーム蒸着法によりＭｇ
ｍ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。Ｍ
ｇ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２図にその特性を示す。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１２Ｖ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撓性を利用し円筒状
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撓性を有する高性能な発
光素子に適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図は本発明の導電性フィルムを用いた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
０図中、ｌ　　　　ＰＥＴ、２・−・・・・−・透明導
電膜からなる電極層、３・・・−・−−−−一有機化合
物薄膜層、４　　　第二電極層、を示す。 特許出願人　　三井東圧化学株式会社 第１図

Claims (1)

【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およびアンチモンをインジウム
   に対して２〜２５ａｔ％含む酸化膜であることを特徴と
   する透明導電性フィルム。