[go: up one dir, main page]

JP2010027524A - Organic el element, and manufacturing method thereof - Google Patents

Organic el element, and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2010027524A
JP2010027524A JP2008190424A JP2008190424A JP2010027524A JP 2010027524 A JP2010027524 A JP 2010027524A JP 2008190424 A JP2008190424 A JP 2008190424A JP 2008190424 A JP2008190424 A JP 2008190424A JP 2010027524 A JP2010027524 A JP 2010027524A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic
anode
zno
transparent conductive
conductive film
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.)
Pending
Application number
JP2008190424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nakagawara
修 中川原
Tomoaki Onoe
智章 尾上
Kanako Fukabori
奏子 深堀
Seiya Miyata
晴哉 宮田
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2008190424A priority Critical patent/JP2010027524A/en
Publication of JP2010027524A publication Critical patent/JP2010027524A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element which is excellent in light-emitting characteristics and low-voltage light-emitting characteristics and can achieve high reliability and is excellent in economical efficiency, and to provide a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: In the organic EL element 10 having an anode 2 arranged on a substrate (Base body) 1, an organic light-emitting layer 3 arranged on the anode 2 and a cathode 4 arranged on the organic light-emitting layer 3 so as to face the anode 2 via the organic light-emitting layer 3, the anode 2 includes a first ZnO transparent conductive film layer 2a doped with a group III element and having a crystal structure where C-axes are oriented in mutually different directions, and the first ZnO transparent conductive film layer 2a forms an interface between the organic light-emitting layer 3. A doping amount of the group III element to ZnO is set to be 6-40 at%. The anode 2 is formed with a double-layered structure having the first ZnO transparent conductive film layer 2a and a second ZnO transparent conductive film layer 2b where 3-8 at% group III element is doped into the ZnO. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本願発明は、有機EL素子およびその製造方法に関し、詳しくは、陽極にZnO透明導電膜を用いた有機EL素子において、電流密度に対する発光効率の向上や、発光輝度ピークの低電圧側へシフト(すなわち低電圧発光)などを可能にすることを意図した有機EL素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic EL element and a method for manufacturing the same, and more specifically, in an organic EL element using a ZnO transparent conductive film as an anode, the emission efficiency with respect to current density is improved and the emission luminance peak is shifted to a lower voltage side (that is, The present invention relates to an organic EL element intended to enable low voltage light emission and the like and a method for manufacturing the same.

近年、例えば、10V前後の低い電圧で、数100から数10,000cd/m2と高い発光輝度を得ることが可能な有機EL素子が注目されている。
この有機EL素子は、通常、基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、有機発光層の陽極と接合した主面とは逆の主面側に、前記有機発光層と接合するように配設された陰極とを備えた構成を有している。なお、有機発光層としては、一般にトリフェニルジアミン(TPD)などのホール輸送材料層と、アルミキノリノール錯体(Alq3)などの蛍光物質やイリジウム錯体(Ir(ppy)3)などのりん光性物質からなる発光層を積層したものが用いられている。
In recent years, attention has been focused on organic EL elements capable of obtaining high emission luminance of several hundreds to several 10,000 cd / m 2 at a low voltage of about 10 V, for example.
This organic EL element usually has an anode disposed on a substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a principal surface opposite to a principal surface bonded to the anode of the organic light emitting layer. And a cathode provided to be joined to the organic light emitting layer. The organic light emitting layer is generally composed of a hole transport material layer such as triphenyldiamine (TPD), a fluorescent material such as an aluminum quinolinol complex (Alq3), or a phosphorescent material such as an iridium complex (Ir (ppy) 3 ). A layered light emitting layer is used.

ところで、このような有機EL素子の陽極として用いられる材料は、発光層やホール注入輸送層等へ正孔(ホール)を多く注入するものが有効であると考えられている。また、通常基板側から発光光を取り出す構成とすることが多く、透明な導電性材料であることが必要となる。   By the way, as a material used as an anode of such an organic EL element, it is considered effective to inject a large number of holes into a light emitting layer, a hole injection transport layer, or the like. Further, it is often configured to take out emitted light from the substrate side, and it is necessary to be a transparent conductive material.

そして、従来は、このような透明電極の材料として、ITO(スズ添加インジウム酸化物)が広く用いられている。   Conventionally, ITO (tin-added indium oxide) has been widely used as a material for such transparent electrodes.

しかしながら、インジウム(In)は高価で、資源の枯渇も懸念される物質であることから、他の材料を用いた透明電極への要求が高まっており、ZnO(酸化亜鉛)が代替材料として期待されている。   However, since indium (In) is expensive and is a substance that may be depleted of resources, there is an increasing demand for transparent electrodes using other materials, and ZnO (zinc oxide) is expected as an alternative material. ing.

そして、ZnO透明導電膜を陽極として用いるようにした有機EL素子も提案されるに至っている(特許文献1)。
しかし、従来のZnO透明導電膜の仕事関数は、4.5eV程度であり、さらに特性を高め、電流密度に対する発光効率を向上させるために、さらなる改良が求められているのが実情である。
特開平11−067459号公報
And the organic EL element which used the ZnO transparent conductive film as an anode has also been proposed (patent document 1).
However, the work function of the conventional ZnO transparent conductive film is about 4.5 eV, and the actual situation is that further improvement is required in order to further improve the characteristics and improve the light emission efficiency with respect to the current density.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-067459

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ITOを用いることなく、電流密度に対する発光効率が高く、発光輝度ピークを低電圧側へシフトさせることが可能な、ZnO透明導電膜を陽極に用いた有機EL素子およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a ZnO transparent conductive film that has high light emission efficiency with respect to current density and can shift a light emission luminance peak to a low voltage side without using ITO is an anode. An object of the present invention is to provide an organic EL device used in the above and a method for producing the same.

上記課題を解決するために、本発明の有機EL素子は、
基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素がドープされ、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴としている。
In order to solve the above problems, the organic EL device of the present invention is
An anode disposed on a substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer. In the organic EL element provided,
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a crystal structure in which c-axis is oriented in a plurality of different directions,
The first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.

また、基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素がドープされ、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上である第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴としている。
Also, an anode disposed on the substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer In an organic EL device comprising:
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a ZnO (002) rocking curve half-width of 13.5 ° or more,
The first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.

また、基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素が6〜40at%ドープされた第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴としている。
Also, an anode disposed on the substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer In an organic EL device comprising:
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with 6 to 40 at% of a group III element,
The first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.

本発明の有機EL素子において、前記第1のZnO透明導電膜層は、III族元素が6〜20at%ドープされたものであることが望ましい。   In the organic EL device of the present invention, it is preferable that the first ZnO transparent conductive film layer is doped with a group III element of 6 to 20 at%.

また、前記陽極は、III族元素が3〜8at%ドープされた第2のZnO透明導電膜層をさらに備えていることが望ましい。   The anode preferably further includes a second ZnO transparent conductive film layer doped with 3 to 8 at% of a group III element.

また、前記III族元素は、Ga,Al、およびInからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。   The group III element is preferably at least one selected from the group consisting of Ga, Al, and In.

また、前記陽極が配設されている基体は、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマー、およびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものであることが望ましい。   The substrate on which the anode is disposed is made of glass, quartz, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin polymer, It is preferable that at least one selected from the group consisting of polycarbonate and the main component is used.

また、本発明の有機EL素子の製造方法は、
基体上に陽極を形成する工程と、
前記陽極上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に陰極を形成する工程とを備える有機EL素子の製造方法において、
前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により成膜することにより、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有し、前記有機発光層との間に界面を形成する第1のZnO透明導電膜層を形成する工程を備えていること
を特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the organic EL element of this invention is as follows.
Forming an anode on a substrate;
Forming an organic light emitting layer on the anode;
In the manufacturing method of an organic EL device comprising a step of forming a cathode on the organic light emitting layer,
The step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and forms a film by a thin film formation method so that the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. And a step of forming a first ZnO transparent conductive film layer having a crystal structure in which the c-axis is directed to a plurality of different directions and forming an interface with the organic light emitting layer. Yes.

また、本発明の有機EL素子の製造方法は、
基体上に陽極を形成する工程と、
前記陽極上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に陰極を形成する工程とを備える有機EL素子の製造方法において、
前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により成膜することにより、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上であり、前記有機発光層との間に界面を形成する第1のZnO透明導電膜層を形成する工程を備えていること
を特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the organic EL element of this invention is as follows.
Forming an anode on a substrate;
Forming an organic light emitting layer on the anode;
In the manufacturing method of an organic EL device comprising a step of forming a cathode on the organic light emitting layer,
The step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and forms a film by a thin film formation method so that the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. ZnO (002) has a step of forming a first ZnO transparent conductive film layer having a rocking curve half-width of 13.5 ° or more and forming an interface with the organic light emitting layer. Yes.

また、前記第1のZnO透明導電膜層を形成する工程における、前記薄膜形成方法が、スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法であり、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する組成物からなる焼結体ターゲットを用いるものであることが望ましい。   In the step of forming the first ZnO transparent conductive film layer, the thin film forming method is selected from the group consisting of sputtering, vapor deposition, vapor deposition ion plating, laser ablation, and arc plasma vapor deposition. This is one type of method, and it is desirable to use a sintered body target made of a composition containing ZnO and a group III element oxide.

また、前記第1のZnO透明導電膜層を形成する工程における、前記薄膜形成方法は、スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法であるとともに、成膜中に前記基体にバイアス電圧を印加するものであることが望ましい。   Further, the thin film forming method in the step of forming the first ZnO transparent conductive film layer is selected from the group consisting of a sputtering method, a vapor deposition method, a vapor deposition ion plating method, a laser ablation method, and an arc plasma vapor deposition method. It is desirable to use one method and to apply a bias voltage to the substrate during film formation.

また、前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が3〜8at%の範囲になるように、薄膜形成方法により第2のZnO透明導電膜層を形成する工程をさらに含み、
前記第2の透明導電膜層上に、前記第1のZnO透明導電膜層が形成されることにより、前記陽極が複数層構造となるように構成されていること
が望ましい。
Further, the step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and a second thin film forming method is used so that the doping amount of the group III element is in the range of 3 to 8 at%. A step of forming a ZnO transparent conductive film layer;
It is desirable that the first ZnO transparent conductive film layer is formed on the second transparent conductive film layer so that the anode has a multi-layer structure.

前記III族元素は、Ga,Al、およびInからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。 The group III element is preferably at least one selected from the group consisting of Ga, Al, and In.

前記基体は、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマー、およびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものであることが好ましい。   The substrate is at least selected from the group consisting of glass, quartz, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin-based polymer, and polycarbonate. It is preferable that one type is a main component.

本発明のように、陽極として、III族元素がドープされ、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する第1のZnO透明導電膜層を備え、第1のZnO透明導電膜層が、有機発光層との間に界面を形成するものを用いることにより、陽極の仕事関数を高めて、電流密度に対する発光効率を向上させたり、発光輝度ピークを低電圧側へシフトさせたりすることが可能になる。その結果、ITOを用いることなく、特性の高い有機EL素子を得ることが可能になる。   As in the present invention, the first ZnO transparent conductive film layer is provided with a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a crystal structure oriented in a plurality of directions different from each other as the c-axis. However, by using a material that forms an interface with the organic light emitting layer, the work function of the anode is increased, the light emission efficiency with respect to the current density is improved, and the light emission luminance peak is shifted to the low voltage side. Is possible. As a result, an organic EL element having high characteristics can be obtained without using ITO.

有機EL素子においては、ホールと電子が再結合したエキシトンにより有機発光層が励起され、基底状態に戻る際に発光する。波長は材料に依存する。ホール輸送層と界面を形成する陽極として、n型導電性のITO膜やZnO膜を用いる場合、陽極が電子を出しにくい、すなわち仕事関数が高い方が、ホール注入効率が向上し、発光効率や、低電圧発光などの特性向上につながる。
そして、陽極として、III族元素がドープされ、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する第1のZnO透明導電膜層は、高い仕事関数を有しており、このZnO膜を陽極に用いることにより、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を提供することが可能になる。
なお、第1のZnO透明導電膜層において、仕事関数が向上する理由は、必ずしも明確ではないが、GaなどのIII族元素の高濃度ドープにより、結晶配向が乱れるとともに、アモルファスと結晶相が混在する膜構造となり、深い局在準位が形成されてフェルミ準位が下がるためであると推測される。
In the organic EL element, the organic light emitting layer is excited by exciton in which holes and electrons are recombined, and emits light when returning to the ground state. The wavelength depends on the material. When an n-type conductive ITO film or ZnO film is used as the anode forming the interface with the hole transport layer, the hole injection efficiency is improved when the anode is less likely to emit electrons, that is, the work function is higher. , Leading to improved characteristics such as low-voltage light emission.
The first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a crystal structure oriented in a plurality of directions different from each other as the anode has a high work function. By using it as the anode, it is possible to provide an organic EL element excellent in characteristics such as light emission efficiency and low voltage light emission.
The reason why the work function is improved in the first ZnO transparent conductive film layer is not necessarily clear, but the crystal orientation is disturbed by the high concentration doping of group III elements such as Ga, and the amorphous and crystalline phases are mixed. It is presumed that this is because a deep localized level is formed and the Fermi level is lowered.

また、上述の要件を備えた第1のZnO透明導電膜層は、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、原料も安価であるため、優れた信頼性、経済性を実現することができる。
また、上記の第1のZnO透明導電膜層において、優れた耐湿性が得られるのは、従来のように、結晶が柱状成長し、c軸が同一方向を向いた単一配向構造を有する透明導電膜層の場合、粒界(バウンダリー)を通って、水分が内部に浸入し、耐湿性を劣化させるのに対し、本願発明の、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する領域を備えた透明導電膜層においては、膜構造の変化が水分による酸素欠損の再酸化を抑制することによるものと考えられる。
なお、本願発明の有機EL素子において陽極を構成する透明導電膜層においては、有機発光層に接する部分である主要部がc軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有していればよく、その他の領域においては、アモルファス領域や、アモルファスと結晶質の中間のようないわゆる準結晶構造を有する領域などが存在してもよい。
Moreover, since the first ZnO transparent conductive film layer having the above-mentioned requirements has a practical level of moisture resistance and the raw material is inexpensive, it can realize excellent reliability and economy.
Further, in the first ZnO transparent conductive film layer, excellent moisture resistance can be obtained because, as in the prior art, crystals have a columnar growth and have a single orientation structure in which the c-axis is directed in the same direction. In the case of the conductive film layer, moisture enters the inside through the grain boundary (boundary) and deteriorates the moisture resistance, whereas the present invention has a crystal structure in which the c-axis is directed to a plurality of different directions. In the transparent conductive film layer having a region, it is considered that the change in the film structure is due to suppressing reoxidation of oxygen deficiency due to moisture.
In addition, in the transparent conductive film layer constituting the anode in the organic EL element of the present invention, the main part, which is a part in contact with the organic light emitting layer, has a crystal structure in which the c-axis is directed to a plurality of different directions. In other regions, there may be an amorphous region, a region having a so-called quasicrystalline structure such as an intermediate between amorphous and crystalline, and the like.

また、陽極を、III族元素がドープされ、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上である第1のZnO透明導電膜層を備え、第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成するような構成とした場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、本願発明において、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上であることを要件としたのは、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上のZnO膜層においては、c軸が同一方向に向く度合いが、酸素欠損の再酸化を抑制、防止できる程度にまで十分に低くなることによる。
Further, the anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a half width of ZnO (002) rocking curve of 13.5 ° or more, and the first ZnO transparent conductive film layer includes: Even when the interface is formed with the organic light emitting layer, the same effect as described above can be obtained.
In the present invention, the requirement that the ZnO (002) rocking curve half-value width is 13.5 ° or more is the requirement for a ZnO film layer having a ZnO (002) rocking curve half-value width of 13.5 ° or more. This is because the degree to which the c-axis is directed in the same direction is sufficiently low to suppress or prevent reoxidation of oxygen deficiency.

また、陽極が、ZnOにIII族元素を6〜40at%ドープした第1のZnO透明導電膜層を備えた構成とした場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、III族元素を6〜40at%ドープした第1のZnO透明導電膜層は、通常、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有し、また、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上となる。
Further, when the anode is configured to include the first ZnO transparent conductive film layer obtained by doping ZnO with a group III element of 6 to 40 at%, the same effect as described above can be obtained.
Note that the first ZnO transparent conductive film layer doped with 6 to 40 at% of a group III element usually has a crystal structure in which the c-axis is oriented in a plurality of different directions, and a ZnO (002) rocking curve half The value width is 13.5 ° or more.

また、ZnOにIII族元素を6〜20at%ドープした第1のZnO透明導電膜層は、ドープ濃度が比較的低いため、イオン化不純物散乱が抑制される。したがって、仕事関数が高いという効果が得られることに加え、抵抗値が低いという効果が得られる。   In addition, since the first ZnO transparent conductive film layer obtained by doping ZnO with a group III element at 6 to 20 at% has a relatively low doping concentration, ionized impurity scattering is suppressed. Therefore, in addition to the effect that the work function is high, the effect that the resistance value is low is obtained.

また、前記陽極が、III族元素が3〜8at%ドープされた第2のZnO透明導電膜層をさらに備えた構成とした場合、第1のZnO透明導電膜層により、発光効率や、低電圧発光などの所望の特性の向上を促し、この第2のZnO透明導電膜層により、陽極の低抵抗化を実現することが可能になり、有意義である。   Further, when the anode further includes a second ZnO transparent conductive film layer doped with 3 to 8 at% of a group III element, the first ZnO transparent conductive film layer allows light emission efficiency and low voltage. The improvement of desired characteristics such as light emission is promoted, and this second ZnO transparent conductive film layer makes it possible to reduce the resistance of the anode, which is significant.

また、III族元素として、Ga、AlおよびInからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることにより、発光効率や、低電圧発光などの特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極をより確実に形成することができる。
なお、III族元素(ドープ元素)の種類としては、酸化物の蒸気圧が高く、高濃度ドープが容易なGaを用いることが最も好ましいが、その他のIII族元素であるAlあるいはInを用いた場合も、Gaを用いた場合に準じる効果を得ることができる。
In addition, by using at least one selected from the group consisting of Ga, Al and In as a group III element, it has high characteristics such as light emission efficiency and low voltage light emission, has a practical level of moisture resistance, and is economical. An anode having excellent properties can be formed more reliably.
As the type of group III element (doping element), it is most preferable to use Ga which has a high vapor pressure of oxide and can be easily doped at a high concentration, but other group III elements Al or In were used. Even in this case, an effect equivalent to that obtained when Ga is used can be obtained.

また、前記陽極が配設される基体として、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマーおよびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものを用いることにより、発光効率や、低電圧発光などの特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極をより確実に形成することが可能になる。   In addition, as a substrate on which the anode is disposed, glass, crystal, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin polymer, and polycarbonate By using a material mainly comprising at least one selected from the group consisting of: an anode having high characteristics such as luminous efficiency and low voltage light emission, practical level of moisture resistance, and excellent economy Can be formed more reliably.

また、本発明の有機EL素子の製造方法は、陽極を形成する工程において、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により成膜するようにしているので、特に複雑な工程を必要とすることなく、容易かつ確実に、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する領域を備えた第1のZnO透明導電膜層を基体上に形成することが可能になり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することが可能になる。
なお、第1のZnO透明導電膜層の形成方法として、オフアクシス型のスパッタリングを用いることにより、高エネルギー粒子のZnO膜への衝突が避けられ、低抵抗率の透明導電膜層を得ることが可能になる。
In addition, the organic EL device manufacturing method of the present invention uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide in the step of forming the anode, and the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. As described above, since the film is formed by the thin film forming method, a region having a crystal structure in which the c-axis is oriented in a plurality of directions different from each other easily and reliably without requiring a complicated process is provided. The first ZnO transparent conductive film layer can be formed on the substrate, has a high characteristic, has a practical level of moisture resistance, and has an economically efficient anode. An organic EL element having excellent characteristics such as voltage emission can be efficiently manufactured.
As a method for forming the first ZnO transparent conductive film layer, by using off-axis sputtering, collision of high energy particles with the ZnO film can be avoided, and a transparent conductive film layer having a low resistivity can be obtained. It becomes possible.

また、前記陽極を形成する工程で、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により薄膜形成方法により成膜するようにした場合、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上であり、有機発光層との間に界面を形成する第1のZnO透明導電膜層を基体上に形成することが可能になり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することができる。   Further, in the step of forming the anode, a thin film forming method is performed by using a raw material containing ZnO and a group III element oxide so that the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. When the film is formed by the above, a ZnO (002) rocking curve half-width is 13.5 ° or more, and a first ZnO transparent conductive film layer that forms an interface with the organic light emitting layer is formed on the substrate. Organic EL elements with excellent characteristics such as light emission efficiency and low voltage light emission that have high characteristics, high levels of moisture resistance, practical use, and excellent economic efficiency. Can be manufactured.

また、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する組成物からなる焼結体ターゲットを用い、III族元素酸化物のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法により基体上に成膜することにより、特に複雑な工程を必要とすることなく、容易かつ確実に、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する領域を備えた透明導電膜層を基体上に形成することが可能になり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することができる。   Moreover, using a sintered compact target made of a composition containing ZnO and a group III element oxide, a sputtering method, a vapor deposition method, and so on so that the doping amount of the group III element oxide is in the range of 6 to 40 at%. By forming a film on a substrate by one method selected from the group consisting of vapor deposition ion plating method, laser ablation method, and arc plasma vapor deposition method, it is easy and reliable without requiring any complicated process. , It becomes possible to form a transparent conductive film layer having a region having a crystal structure in which the c-axis is directed in a plurality of directions different from each other on the substrate, has high characteristics, has a practical level of moisture resistance, and It is possible to efficiently produce an organic EL device having an anode that is excellent in economic efficiency and excellent in characteristics such as light emission efficiency and low voltage light emission.

また、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する組成物からなる焼結体ターゲットを用い、III族元素酸化物のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法により基体上に成膜するようにした場合にも、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上で、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する領域を備えた第1のZnO透明導電膜層を基体上に形成することが可能になり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することができる。   Moreover, using a sintered compact target made of a composition containing ZnO and a group III element oxide, a sputtering method, a vapor deposition method, and so on so that the doping amount of the group III element oxide is in the range of 6 to 40 at%. Even when the film is formed on the substrate by one method selected from the group consisting of vapor deposition ion plating, laser ablation, and arc plasma vapor deposition, the ZnO (002) rocking curve half width is 13. It becomes possible to form a first ZnO transparent conductive film layer having a region having a crystal structure in which the c-axis is oriented in a plurality of directions different from each other at 5 ° or more on the substrate, and has high characteristics and practical level. It is possible to efficiently produce an organic EL device having an anode having excellent moisture resistance and excellent economy, and having excellent characteristics such as light emission efficiency and low voltage light emission.

陽極を形成する工程において、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が3〜8at%の範囲になるように、薄膜形成方法により第2のZnO透明導電膜層を形成する工程をさらに含み、この第2の透明導電膜層上に、第1のZnO透明導電膜層を形成することにより、陽極を複数層構造とするようにした場合、陽極の特性、すなわち低抵抗で仕事関数が高いという特性を十分に発揮させることが可能になり、特性の良好な有機EL素子を効率よく製造することが可能になる。   In the step of forming the anode, a second ZnO transparent conductive film is formed by a thin film forming method using a raw material containing ZnO and a group III element oxide so that the group III element doping amount is in the range of 3 to 8 at%. A step of forming a film layer, and when the first ZnO transparent conductive film layer is formed on the second transparent conductive film layer so that the anode has a multi-layer structure, the characteristics of the anode That is, it is possible to sufficiently exhibit the characteristics of low resistance and high work function, and it becomes possible to efficiently manufacture an organic EL element having good characteristics.

III族元素として、Ga,Al、およびInからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることにより、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れたZnO系の透明導電膜層を効率よく形成することが可能になり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することができる。
なお、III族元素(ドープ元素)の種類としては、酸化物の蒸気圧が高く、高濃度ドープが容易なGaを用いることが最も好ましい。ただし、その他のIII族元素であるAlあるいはInを用いた場合も、Gaを用いた場合に準じる効果を得ることが可能である。
By using at least one selected from the group consisting of Ga, Al, and In as a group III element, a ZnO-based transparent conductive film layer having a practical level of moisture resistance and excellent in economic efficiency can be efficiently obtained. An organic EL device that can be formed well, has high characteristics, has a practical level of moisture resistance, has an anode that is economical, and has excellent characteristics such as luminous efficiency and low-voltage light emission. It can be manufactured efficiently.
As the type of group III element (doping element), it is most preferable to use Ga which has a high vapor pressure of oxide and can be easily doped at high concentration. However, when Al or In, which is another group III element, is used, it is possible to obtain the same effect as when Ga is used.

基体として、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマーおよびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものを用いることが可能であり、特性が高く、実用レベルの耐湿性を備え、かつ、経済性にも優れた陽極を備え、発光効率や、低電圧発光などの特性に優れた有機EL素子を効率よく製造することができる。   As the substrate, at least one selected from the group consisting of glass, quartz, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin polymer, and polycarbonate. Can be used as the main component, has high characteristics, has a practical level of moisture resistance, and has an economically efficient anode, and has excellent characteristics such as luminous efficiency and low voltage light emission. The organic EL element can be efficiently manufactured.

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。   The features of the present invention will be described in more detail below with reference to examples of the present invention.

基板(基体)として、無アルカリガラスからなるガラス基板を用意し、前処理としてイソプロピルアルコールおよびUV照射による洗浄を行い、清浄表面を得た。
また、スパッタリングターゲットとして、Gaを5〜37at%含有する、焼結密度80%以上のZnO混合焼結体ターゲットを用意した。
A glass substrate made of non-alkali glass was prepared as a substrate (base), and cleaning with isopropyl alcohol and UV irradiation was performed as a pretreatment to obtain a clean surface.
Moreover, a ZnO mixed sintered body target containing 5 to 37 at% Ga and having a sintering density of 80% or more was prepared as a sputtering target.

そして、上記ガラス基板をスパッタリングの真空チャンバにセッティングし、5.5×10-5Paまで真空引きを行った後、スパッタリングを行い、ZnO膜(第1のZnO透明導電膜層)の成膜を行った。
ZnO膜の設定膜厚は400nmとした。そして、成膜されたZnO膜にウェットエッチングによるパターニングを行った後、膜厚が設定膜厚に対して±15%となっていることを、触針式段差計を用いて確認した。
また、このZnO膜について、4探針測定により抵抗率を調べた。その結果、Gaのドープ量5.0at%の場合抵抗率は、5.0×10-4Ωcmであった。そして、抵抗率は、Gaドープ量が増えるほど高くなり、Gaドープ量が37at%になると抵抗率が5.0×10-2Ωcmになることが確認された。
また、このZnO膜について、組成分析を行った結果、Gaドープ量はターゲット組成と同じであることが確認された。また可視領域での平均光透過率は80%以上であった。
Then, the glass substrate is set in a sputtering vacuum chamber, evacuated to 5.5 × 10 −5 Pa, and then subjected to sputtering to form a ZnO film (first ZnO transparent conductive film layer). went.
The set film thickness of the ZnO film was 400 nm. Then, after patterning by wet etching on the formed ZnO film, it was confirmed by using a stylus type step gauge that the film thickness was ± 15% with respect to the set film thickness.
Further, the resistivity of this ZnO film was examined by four-probe measurement. As a result, when the Ga doping amount was 5.0 at%, the resistivity was 5.0 × 10 −4 Ωcm. The resistivity increased as the Ga doping amount increased, and it was confirmed that the resistivity became 5.0 × 10 −2 Ωcm when the Ga doping amount reached 37 at%.
Moreover, as a result of conducting a composition analysis about this ZnO film, it was confirmed that the Ga doping amount was the same as the target composition. The average light transmittance in the visible region was 80% or more.

さらに、大気中光電子分光測定装置を用いて、仕事関数を測定した。測定結果を図1に示す。
図1に示すように、Gaドープ量が多いほど仕事関数が高くなることが確認された。なお、特に図示していないが、Gaを20at%以上ドープしても仕事関数は飽和し、37at%までほぼ一定であることが確認された。
Furthermore, the work function was measured using an atmospheric photoelectron spectrometer. The measurement results are shown in FIG.
As shown in FIG. 1, it was confirmed that the work function increased as the Ga doping amount increased. Although not particularly shown, it was confirmed that the work function was saturated even when Ga was doped at 20 at% or more and was almost constant up to 37 at%.

Gaドープ量を増やすと結晶構造が乱れ、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が大きくなることが知られている。
この実施例2では、上記実施例1の場合に準じる方法で、Gaドープ量の異なる種々のZnO膜(第1のZnO透明導電膜層)を作製し、各ZnO膜について(002)ロッキングカーブ半値幅と仕事関数の関係を調べた。その関係を図2に示す。
図2に示すように、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が大きくなるほど仕事関数は高くなり、半値幅13.5°以上で、ITOの仕事関数4.8eVを超えることが確認された。
It is known that increasing the Ga doping amount disturbs the crystal structure and increases the ZnO (002) rocking curve half width.
In this Example 2, various ZnO films (first ZnO transparent conductive film layers) having different Ga doping amounts were prepared by the method according to the above Example 1, and (002) rocking curve half for each ZnO film. The relationship between price range and work function was investigated. The relationship is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, it was confirmed that the work function increased as the ZnO (002) rocking curve half-width increased, and exceeded the ITO work function of 4.8 eV at a half-width of 13.5 ° or more.

実施例1で用いたガラス基板と同じガラス基板上に、Gaドープ量5.0at%、厚み300nmの第2のZnO膜(第2のZnO透明導電膜層)を形成し、さらにその上に、Gaドープ量13.3at%、厚み5nmの第1のZnO膜(第1のZnO透明導電膜層)を成膜して、図3に示すように、ガラス基板1上に形成された第2のZnO透明導電膜層2b、その上に形成された第1のZnO透明導電膜層2aを備えた、2層構造を有する陽極2を形成した。   A second ZnO film (second ZnO transparent conductive film layer) having a Ga doping amount of 5.0 at% and a thickness of 300 nm is formed on the same glass substrate as that used in Example 1, and further, A first ZnO film (first ZnO transparent conductive film layer) having a Ga doping amount of 13.3 at% and a thickness of 5 nm was formed to form a second ZnO film formed on the glass substrate 1 as shown in FIG. An anode 2 having a two-layer structure including the ZnO transparent conductive film layer 2b and the first ZnO transparent conductive film layer 2a formed thereon was formed.

Gaドープ量5.0at%の第2のZnO透明導電膜層2bの厚み(300nm)の方が、Gaドープ量13.3at%の第1のZnO透明導電膜層2aの厚み(5nm)よりもが圧倒的に厚いので、上記2層構造の陽極2の抵抗率は、Gaドープ量5.0at%の第2のZnO透明導電膜層2bだけの場合とほぼ同じであった。一方、仕事関数は、Gaドープ量13.3at%の第1のZnO透明導電膜層2aだけの場合と同じであった。
すなわち、この実施例2のように、陽極2を2層構造にすることによって低い抵抗率と高い仕事関数の両方を同時に実現できることが確認された。
なお、陽極を上述のように、第2のZnO透明導電膜層と第1のZnO透明導電膜層の2層構造とする場合、第2のZnO透明導電膜層は、低抵抗を実現する見地から、その膜厚は、50〜300nm程度とすることが好ましく、また、第1のZnO透明導電膜層は、高い仕事関数を実現する見地から、1〜5nm程度とすることが望ましい。
The thickness (300 nm) of the second ZnO transparent conductive film layer 2b with Ga doping amount of 5.0 at% is larger than the thickness (5 nm) of the first ZnO transparent conductive film layer 2a with Ga doping amount of 13.3 at%. Therefore, the resistivity of the two-layered anode 2 was almost the same as that of the second ZnO transparent conductive film layer 2b having a Ga doping amount of 5.0 at%. On the other hand, the work function was the same as in the case of only the first ZnO transparent conductive film layer 2a having a Ga doping amount of 13.3 at%.
That is, it was confirmed that both the low resistivity and the high work function can be realized simultaneously by forming the anode 2 in a two-layer structure as in Example 2.
When the anode has a two-layer structure of the second ZnO transparent conductive film layer and the first ZnO transparent conductive film layer as described above, the second ZnO transparent conductive film layer has a viewpoint of realizing low resistance. Therefore, the film thickness is preferably about 50 to 300 nm, and the first ZnO transparent conductive film layer is preferably about 1 to 5 nm from the viewpoint of realizing a high work function.

図4は本発明の実施例4にかかる有機EL素子の構成を模式的に示す図である。
この有機EL素子10は、図4に示すように、ガラス基板1と、ガラス基板1上に形成された陽極2と、陽極2上に形成された有機発光層3と、有機発光層3上に形成された陰極4とを備えている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an organic EL element according to Example 4 of the present invention.
As shown in FIG. 4, the organic EL element 10 includes a glass substrate 1, an anode 2 formed on the glass substrate 1, an organic light emitting layer 3 formed on the anode 2, and an organic light emitting layer 3. And a formed cathode 4.

次に、この有機EL素子の製造方法について説明する。
(1)まず、上記実施例1に準じる方法により、Gaドープ量8.8at%、厚み400nmの陽極(第1のZnO透明導電膜層からなる一層構造の陽極)2を、無アルカリガラスからなるガラス基板1上に形成した。
(2)そして、以下の方法で、上記陽極2上に有機物層(有機発光層)を形成した。
(a)発光層材料として、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVCz:Aldrich製)、
(b)電子輸送材料として、2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD:Aldrich製)、
(c)緑色りん光発光材料として、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3:同仁化学製)
を重量比50:40:3の割合で、2.0重量%含有する1,2−ジクロロエタン溶液(発光層用溶液)を調製した。
(3)それから、上記(1)で、GaをドープしたZnO膜を成膜したガラス基板を洗浄した後、基板表面に残留する微量の有機物を取り除くため、UVオゾン処理を施した。
そして、UVオゾン処理後、直ちに上記の溶液(発光層用溶液)を、回転数3500rpm、回転時間60sの条件でスピンコートし、110℃で10分間乾燥して90nmの有機発光層3を形成した。
(4)次に、この有機発光層3上に、
(a)電子注入層(CsF:厚み3nm)(図示せず)、
(b)陰極(Mg:Ag合金膜:厚み250nm、およびAg膜:厚み50nm)4
を真空度2.8×10-4Paの条件下で、CsF膜:0.1nm/s、Mg:Ag合金膜1nm/s、Ag膜0.1nm/sの速度で蒸着した。
Next, the manufacturing method of this organic EL element is demonstrated.
(1) First, by a method according to Example 1 described above, an anode (a single-layered anode made of the first ZnO transparent conductive film layer) 2 having a Ga doping amount of 8.8 at% and a thickness of 400 nm is made of alkali-free glass. It formed on the glass substrate 1.
(2) Then, an organic layer (organic light emitting layer) was formed on the anode 2 by the following method.
(a) As a light emitting layer material, poly (N-vinylcarbazole) (PVCz: made by Aldrich),
(b) As an electron transport material, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (PBD: manufactured by Aldrich),
(c) Tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 : manufactured by Dojindo) as a green phosphorescent material
1,2-dichloroethane solution (light emitting layer solution) containing 2.0% by weight in a weight ratio of 50: 40: 3 was prepared.
(3) Then, after washing the glass substrate on which the Ga-doped ZnO film was formed in (1) above, UV ozone treatment was performed to remove trace amounts of organic substances remaining on the substrate surface.
Then, immediately after the UV ozone treatment, the above solution (light emitting layer solution) was spin-coated under the conditions of a rotation speed of 3500 rpm and a rotation time of 60 s, and dried at 110 ° C. for 10 minutes to form a 90 nm organic light emitting layer 3. .
(4) Next, on this organic light emitting layer 3,
(a) an electron injection layer (CsF: thickness 3 nm) (not shown),
(b) Cathode (Mg: Ag alloy film: thickness 250 nm, and Ag film: thickness 50 nm) 4
Was deposited at a rate of CsF film: 0.1 nm / s, Mg: Ag alloy film 1 nm / s, and Ag film 0.1 nm / s under conditions of a vacuum degree of 2.8 × 10 −4 Pa.

これにより、図4に示すように、ガラス基板1上に、Gaドープ量8.8at%、厚み400nmのZnO膜が陽極(第1のZnO透明導電膜層からなる一層構造の陽極)2として形成され、その上に有機発光層3と陰極4が順次形成された構造を有する有機EL素子10を得た。
そして、作製した有機EL素子を蒸着装置から取り出しグローブボックス中で封止した後、発光特性を評価した。
また、比較のため、上記ZnO膜に変えて、厚み150nmのITO膜を陽極とする有機EL素子を作製した。この比較例の有機EL素子についても、蒸着装置から取り出しグローブボックス中で封止した後、発光特性を評価した。
As a result, as shown in FIG. 4, a ZnO film having a Ga doping amount of 8.8 at% and a thickness of 400 nm is formed on the glass substrate 1 as the anode (a single-layered anode composed of the first ZnO transparent conductive film layer) 2. Thus, an organic EL element 10 having a structure in which the organic light emitting layer 3 and the cathode 4 were sequentially formed thereon was obtained.
And the produced organic EL element was taken out from the vapor deposition apparatus and sealed in a glove box, and then the light emission characteristics were evaluated.
For comparison, an organic EL element having an anode of an ITO film having a thickness of 150 nm was fabricated instead of the ZnO film. The organic EL element of this comparative example was also taken out of the vapor deposition apparatus and sealed in a glove box, and then the light emission characteristics were evaluated.

この実施例4で作製した有機EL素子と、比較例の有機EL素子の発光特性を図5,図6に示す。なお、図5は電圧と発光輝度の関係を示し、図6は電流密度と発光効率の関係を示す。
図5,図6に示すように、c軸が複数の方向に成長し、高仕事関数を有する第1のZnO透明導電膜層を陽極に用いることにより、発光輝度のピークトップが低電圧側にシフトすることが確認された。また、電流密度に対する発光効率も向上することが確認された。
The light emission characteristics of the organic EL device produced in Example 4 and the organic EL device of the comparative example are shown in FIGS. 5 shows the relationship between voltage and light emission luminance, and FIG. 6 shows the relationship between current density and light emission efficiency.
As shown in FIGS. 5 and 6, by using the first ZnO transparent conductive film layer having the c-axis grown in a plurality of directions and having a high work function as the anode, the peak top of the light emission luminance is on the low voltage side. It was confirmed to shift. It was also confirmed that the luminous efficiency with respect to the current density was also improved.

この実施例5では、有機発光層として、上記実施例4の有機EL素子とは異なる有機発光層を有する有機EL素子を作製した。
以下に、この実施例5の有機EL素子の製造方法について説明する。
In Example 5, an organic EL element having an organic light emitting layer different from the organic EL element of Example 4 was prepared as the organic light emitting layer.
Below, the manufacturing method of the organic EL element of this Example 5 is demonstrated.

(1)まず、上記実施例1に準じる方法により、Gaドープ量8.8at%、厚み400nmのZnO膜(陽極)(第1のZnO透明導電膜層からなる一層構造の陽極)を、無アルカリガラスからなるガラス基板1上に形成した。
ZnO膜を成膜したガラス基板を洗浄した後、基板表面に残留する微量の有機物を取り除くため、UVオゾン処理を施した。
(2)それから、上述のようにして、UVオゾン処理を行った基板を直ちに真空蒸着装置に設置し、第1のZnO透明導電膜層からなる単層構造の陽極上に、
(a)正孔注入層N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニルベンジジン(a−NPD:同仁化学製、昇華精製品)、厚み:50nm、および
(b)発光層トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3:同仁化学製、昇華精製品)、厚み:50nm
を真空度1.0×10-4Paの条件で、上記の順に0.1nm/sの速度で積層して有機発光層を形成した。
(3)次に、 この有機発光層上に、
(a)電子注入層(LiF):厚み:0.5nm、
(b)陰極(Al膜:厚み50nmおよびAg膜:厚み100nm)
を、真空度2.4×10-4Paの条件下で、それぞれ0.1nm/sの速度で蒸着した。
(1) First, a ZnO film (anode) having a Ga doping amount of 8.8 at% and a thickness of 400 nm (a single-layered anode made of the first ZnO transparent conductive film layer) is made alkali-free by the method according to Example 1 above. It formed on the glass substrate 1 which consists of glass.
After cleaning the glass substrate on which the ZnO film was formed, UV ozone treatment was performed in order to remove a trace amount of organic substances remaining on the substrate surface.
(2) Then, as described above, the substrate that has been subjected to the UV ozone treatment is immediately placed in a vacuum deposition apparatus, and on the anode having a single-layer structure composed of the first ZnO transparent conductive film layer,
(a) hole injection layer N, N′-di-1-naphthyl-N, N′-diphenylbenzidine (a-NPD: manufactured by Dojin Chemical Co., Ltd., sublimation purified product), thickness: 50 nm, and
(b) Light-emitting layer Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3: manufactured by Dojin Chemical Co., Ltd., sublimation product), thickness: 50 nm
Were stacked in the above order at a rate of 0.1 nm / s under the condition of a vacuum degree of 1.0 × 10 −4 Pa to form an organic light emitting layer.
(3) Next, on this organic light emitting layer,
(a) Electron injection layer (LiF): thickness: 0.5 nm,
(b) Cathode (Al film: thickness 50 nm and Ag film: thickness 100 nm)
Were vapor-deposited at a rate of 0.1 nm / s under conditions of a degree of vacuum of 2.4 × 10 −4 Pa.

これにより、図4に示すように、ガラス基板1上に、第1のZnO透明導電膜層からなる一層構造の陽極2が形成され、その上に有機発光層3と陰極4が順次形成された構造を有する有機EL素子10を得た。
そして、作製した有機EL素子を蒸着装置から取り出しグローブボックス中で封止した後、発光特性を評価した。
また、比較のため、上記ZnO膜に変えて、厚み150nmのITO膜を陽極とする有機EL素子を作製した。この比較例の有機EL素子についても、蒸着装置から取り出しグローブボックス中で封止した後、発光特性を評価した。
As a result, as shown in FIG. 4, a single-layered anode 2 made of the first ZnO transparent conductive film layer was formed on the glass substrate 1, and the organic light emitting layer 3 and the cathode 4 were sequentially formed thereon. The organic EL element 10 having a structure was obtained.
And the produced organic EL element was taken out from the vapor deposition apparatus and sealed in a glove box, and then the light emission characteristics were evaluated.
For comparison, an organic EL element having an anode of an ITO film having a thickness of 150 nm was fabricated instead of the ZnO film. The organic EL element of this comparative example was also taken out of the vapor deposition apparatus and sealed in a glove box, and then the light emission characteristics were evaluated.

この実施例5の有機EL素子と、比較例の有機EL素子の発光特性を図7,図8に示す。なお、図7は電圧と発光輝度の関係を示し、図8は電流密度と発光効率の関係を示す。
図7,図8に示すように、この実施例5の有機EL素子は、発光効率に関しては、ITO膜を陽極とした比較例に及ばなかったが、発光輝度のピークトップは低電圧側にシフトすることが確認された。
The light emission characteristics of the organic EL element of Example 5 and the organic EL element of the comparative example are shown in FIGS. 7 shows the relationship between voltage and light emission luminance, and FIG. 8 shows the relationship between current density and light emission efficiency.
As shown in FIGS. 7 and 8, the organic EL device of Example 5 did not reach the comparative example in which the ITO film was used as the anode in terms of the luminous efficiency, but the peak top of the luminous luminance shifted to the low voltage side. Confirmed to do.

この実施例6では、下記の(1),(2),(3)の3種類の有機EL素子を作製した。
(1)Gaドープ量5.0at%の第1のZnO透明導電膜層(厚み:300nm)からなる単層構造の陽極を有する有機EL素子(構造については図4参照)、
(2)上記(1)のGaドープ量5.0at%のZnO膜(厚み:300nm)(抵抗率の低い第2のZnO透明導電膜層)上に、さらに、Gaドープ量13.3at%のZnO膜(仕事関数の大きい第1のZnO透明導電膜層)を、厚み:5nmの条件で形成した2層構造の陽極を有する有機EL素子。
この有機EL素子は、図9に示すように、ガラス基板1と、ガラス基板1上に形成された、抵抗率の低い第2のZnO透明導電膜層2b,仕事関数の大きい第1のZnO透明導電膜層2aからなる2層構造の陽極2と、その上に第1のZnO膜2aに接するように形成された有機発光層3、および有機発光層3上に形成された陰極4を備えている。、
(3)上記(1)のGaドープ量5.0at%のZnO膜(厚み:300nm)(抵抗率の低い第2のZnO透明導電膜層)上に、Gaドープ量13.3at%のZnO膜(仕事関数の大きい第1のZnO透明導電膜層)を、厚み:1nmの条件で形成した2層構造の陽極を有する有機EL素子。この有機EL素子も、図9に示した、上記(2)の有機EL素子と同様の構成となる。ただし、仕事関数の大きい第1のZnO透明導電膜層2aの厚みが異なる。
In Example 6, the following three types of organic EL elements (1), (2), and (3) were produced.
(1) An organic EL device having a single-layered anode composed of a first ZnO transparent conductive film layer (thickness: 300 nm) having a Ga doping amount of 5.0 at% (see FIG. 4 for the structure),
(2) On the ZnO film (thickness: 300 nm) (second ZnO transparent conductive film having a low resistivity) of Ga doping amount of 5.0 at% (1) above, further, Ga doping amount of 13.3 at% An organic EL element having a two-layered anode in which a ZnO film (first ZnO transparent conductive film layer having a high work function) is formed under the condition of thickness: 5 nm.
As shown in FIG. 9, the organic EL element includes a glass substrate 1, a second ZnO transparent conductive film layer 2 b formed on the glass substrate 1 having a low resistivity, and a first ZnO transparent film having a high work function. A two-layered anode 2 composed of a conductive layer 2a, an organic light emitting layer 3 formed on the first ZnO film 2a on the anode 2, and a cathode 4 formed on the organic light emitting layer 3 are provided. Yes. ,
(3) On the ZnO film (thickness: 300 nm) (second ZnO transparent conductive film having a low resistivity) of the Ga doping amount of 5.0 at% (1) above, a ZnO film having a Ga doping amount of 13.3 at% An organic EL device having a two-layered anode in which (a first ZnO transparent conductive film layer having a high work function) is formed under the condition of a thickness of 1 nm. This organic EL element also has the same configuration as the organic EL element (2) shown in FIG. However, the thickness of the first ZnO transparent conductive film layer 2a having a large work function is different.

なお、上記(2)および(3)の各有機EL素子は、具体的には、以下に説明する方法により作製した。
(1)まず、基板として、無アルカリガラスからなるガラス基板を用意し、前処理としてイソプロピルアルコールおよびUV照射による洗浄を行い、清浄表面を得た。
In addition, each organic EL element of said (2) and (3) was specifically produced by the method demonstrated below.
(1) First, a glass substrate made of non-alkali glass was prepared as a substrate, and cleaning by isopropyl alcohol and UV irradiation was performed as a pretreatment to obtain a clean surface.

(2)また、スパッタリングターゲットとして、Gaを5.0at%含有する、焼結密度80%以上のZnO混合焼結体ターゲット、および、Gaを13.3at%含有する、焼結密度80%以上のZnO混合焼結体ターゲットを用意した。   (2) Further, as a sputtering target, a ZnO mixed sintered body target containing 5.0 at% Ga and having a sintering density of 80% or more, and a sintering density 80% or more containing 13.3 at% Ga. A ZnO mixed sintered body target was prepared.

(3)そして、ガラス基板をスパッタリングの真空チャンバにセッティングし、5.5×10-5Paまで真空引きを行った後、スパッタリングを行い、ZnO膜の成膜を行った。
スパッタリング装置としては、複数のターゲットを同一チャンバ内に設置可能な、マルチターゲットタイプのスパッタリング装置を用いた。Ga含有量5.0at%のZnOターゲットを用い、設定膜厚300nmとして成膜を行い、低抵抗率層である第2のZnO透明導電膜層を形成した。
さらに、真空中で酸素流量を1sccmに設定し、Ga濃度13.3at%のターゲットを用いて、設定膜厚5nm(または1nm)で成膜を行い、高仕事関数層である第1のZnO透明導電膜層を形成した。
なお、上述のように、第1のZnO透明導電膜層の成膜時に酸素ガスを導入することにより、形成されるZnO膜層の仕事関数を高くすることが可能になる。これは、酸素導入によってZnO膜層中の酸素欠損が減少し、薄い絶縁層が界面に形成されることで界面のバンドベンディングが生起し、価電子帯、伝導帯のバンドが高エネルギー側にベンディングし、フェルミ準位がシフトすることにより仕事関数が向上するものと推測される。
(3) Then, the glass substrate was set in a sputtering vacuum chamber, and after evacuation to 5.5 × 10 −5 Pa, sputtering was performed to form a ZnO film.
As the sputtering apparatus, a multi-target type sputtering apparatus capable of installing a plurality of targets in the same chamber was used. A ZnO target having a Ga content of 5.0 at% was used to form a film with a set film thickness of 300 nm to form a second ZnO transparent conductive film layer which is a low resistivity layer.
Further, the oxygen flow rate was set to 1 sccm in vacuum, and a film was formed with a set film thickness of 5 nm (or 1 nm) using a target with a Ga concentration of 13.3 at%, and the first ZnO transparent, which is a high work function layer, was formed. A conductive layer was formed.
As described above, it is possible to increase the work function of the formed ZnO film layer by introducing oxygen gas when forming the first ZnO transparent conductive film layer. This is because oxygen vacancies in the ZnO film layer are reduced by introducing oxygen, and a thin insulating layer is formed at the interface, causing band bending at the interface, and banding of the valence band and conduction band bends to the high energy side. It is estimated that the work function is improved by shifting the Fermi level.

(4)次にウェットエッチングによるパターニングを行った後、触針式段差計を用いて膜厚を実測し、膜厚が設定膜厚に対して±15%となっていることを確認した。
また、第1および第2のZnO透明導電膜層を備えた2層構造の陽極について、4探針測定で求めた抵抗率は5.9×10-4Ωcm、また可視領域での平均光透過率は83%であった、また、組成分析の結果、Gaドープ量は第1および第2のZnO透明導電膜層のいずれもが、ターゲット組成と同様であることが確認された。
(4) Next, after patterning by wet etching, the film thickness was measured using a stylus-type step gauge, and it was confirmed that the film thickness was ± 15% with respect to the set film thickness.
The resistivity of the two-layered anode provided with the first and second ZnO transparent conductive film layers was 5.9 × 10 −4 Ωcm, and the average light transmission in the visible region was obtained by four-probe measurement. The rate was 83%. As a result of the composition analysis, it was confirmed that the Ga doping amount was the same as that of the target composition in both the first and second ZnO transparent conductive film layers.

(5)次に、上述のようにして2層構造を有する陽極を形成したガラス基板を洗浄した後、基板表面に残留する微量の有機物を取り除くため、UVオゾン処理を施した。   (5) Next, the glass substrate on which the anode having the two-layer structure was formed as described above was washed, and then UV ozone treatment was performed to remove a trace amount of organic substances remaining on the substrate surface.

(6)そして、UVオゾン処理後、直ちに真空蒸着装置に設置し、2層構造を有する陽極上に
(a)正孔注入層N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニルベンジジン(a−NPD:東京化成工業製、昇華精製品)、厚み:50nm、および
(b)発光層トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3:東京化成工業製、昇華精製品)、厚み:50nm
を真空度1.0×10-4Paの条件で、上記の順に0.1nm/sの速度で積層して有機発光層を形成した。
(6) Then, after UV ozone treatment, immediately install it in a vacuum evaporation system and place it on the anode with a two-layer structure.
(a) Hole injection layer N, N′-di-1-naphthyl-N, N′-diphenylbenzidine (a-NPD: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., sublimation product), thickness: 50 nm, and
(b) Light emitting layer tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., sublimation product), thickness: 50 nm
Were stacked in the above order at a rate of 0.1 nm / s under the condition of a vacuum degree of 1.0 × 10 −4 Pa to form an organic light emitting layer.

(7)それから、上記のようにして形成した発光層(有機発光層)上に、
(a)電子注入層(LiF):厚み:0.5nm、
(b)陰極(Al膜:厚み100nm)
真空度2.4×10-4Paの条件下で、それぞれ0.1nm/s、0.5nm/sの速度で蒸着して、GaをドープしたZnO膜を陽極とする有機EL素子を作製した。
(7) Then, on the light emitting layer (organic light emitting layer) formed as described above,
(a) Electron injection layer (LiF): thickness: 0.5 nm,
(b) Cathode (Al film: thickness 100 nm)
Vapor deposition was performed at a rate of 0.1 nm / s and 0.5 nm / s under conditions of a vacuum degree of 2.4 × 10 −4 Pa, respectively, and an organic EL device having a Ga-doped ZnO film as an anode was produced. .

そして、作製した有機EL素子を蒸着装置から取り出しグローブボックス中で封止した後、発光特性を評価した。
この実施例6の有機EL素子の発光特性を図10に示す。
And the produced organic EL element was taken out from the vapor deposition apparatus and sealed in a glove box, and then the light emission characteristics were evaluated.
The light emission characteristics of the organic EL device of Example 6 are shown in FIG.

図10に示すように、Gaドープ量5.0at%の第2のZnO透明導電膜層上に、Gaドープ量13.3at%の第1のZnO透明導電膜層を付加して2層構造の陽極を形成することにより、発光輝度プロファイルが低電圧側にシフトすることが確認された。
この実施例6から、高仕事関数層を最表面に成膜して有機発光層に接するように配置することにより、電極としての機能(低抵抗)と発光特性の改善を両立できることが確認された。
As shown in FIG. 10, a first ZnO transparent conductive film layer with a Ga doping amount of 13.3 at% is added on a second ZnO transparent conductive film layer with a Ga doping amount of 5.0 at% to form a two-layer structure. It was confirmed that the emission luminance profile shifted to the low voltage side by forming the anode.
From Example 6, it was confirmed that a high work function layer was formed on the outermost surface and disposed so as to be in contact with the organic light emitting layer, so that both the function as electrode (low resistance) and the improvement of the light emitting characteristics can be achieved. .

なお、上記実施例では示していないが、陽極となるZnO膜の成膜工程において、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜を行うようにした場合、III族元素酸化物のドープ量を少なく抑えつつ、耐湿性を向上させることが可能になり、低抵抗で耐湿性に優れた陽極を確実に製造することができる。   Although not shown in the above embodiment, when the film is formed while applying a bias voltage to the substrate in the step of forming the ZnO film serving as the anode, the doping amount of the group III element oxide is reduced. However, it becomes possible to improve moisture resistance, and an anode having low resistance and excellent moisture resistance can be reliably manufactured.

なお、上記の各実施例では、基板として、ガラス基板を用いた場合について説明したが、PEN基板、およびPET基板等を用いることも可能であり、また、水晶、サファイヤ、Siなどの単結晶基板を用いることも可能である。   In each of the above embodiments, the case where a glass substrate is used as the substrate has been described. However, it is also possible to use a PEN substrate, a PET substrate, or the like, and a single crystal substrate such as crystal, sapphire, or Si. It is also possible to use.

また、上記の各実施例では、基板上に直接にZnO膜を形成するようにした場合について説明したが、フレキシブル基板のように水分を透過させる基板上にZnO膜を形成する場合には、SiNx薄膜を介して、基板上にZnO膜を形成することにより、形成されるZnO膜の耐湿性をさらに向上させることができる。
なお、上記実施例では示していないが、抵抗率の低い透明導電膜層としてITO膜を用い、このITO膜と、III族元素のドープ量が多く、仕事関数の大きいZnO透明導電膜層(第1のZnO透明導電膜層)を組み合わせて複数層構造の陽極を構成した場合にも、低い抵抗率と高い仕事関数の両方の特性を備えた陽極に実現することができる。
In each of the above-described embodiments, the case where the ZnO film is formed directly on the substrate has been described. However, when the ZnO film is formed on a substrate that allows moisture to pass therethrough such as a flexible substrate, SiNx is used. By forming the ZnO film on the substrate through the thin film, the moisture resistance of the formed ZnO film can be further improved.
Although not shown in the above embodiment, an ITO film is used as a transparent conductive film layer having a low resistivity, and this ITO film and a ZnO transparent conductive film layer having a large work function and a large amount of doping of a group III element (first film) are used. Even when an anode having a multi-layer structure is configured by combining a single ZnO transparent conductive film layer), an anode having both low resistivity and high work function characteristics can be realized.

本願発明はさらにその他の点においても上記の各実施例に限定されるものではなく、発光層に用いられる材料の種類、ZnO膜にドープされるIII族元素の種類やドープ量、ZnO膜の具体的な成膜条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments in other respects as well. The type of material used for the light emitting layer, the type and amount of group III element doped in the ZnO film, and the specifics of the ZnO film Various film forming conditions and the like can be applied within the scope of the invention.

上述のように、本願発明によれば、有機EL素子の陽極として、III族元素がドープされ、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する第1のZnO透明導電膜層を備え、第1のZnO透明導電膜層が、有機発光層との間に界面を形成するものを用いるようにしているので、ITOを用いることなく、特性及び信頼性が高く、しかも経済性に優れた有機EL素子を提供することが可能になる。
また、陽極を、ZnOにIII族元素を3〜8at%ドープした第2のZnO透明導電膜層をさらに備えた2層構造とすることにより、低い抵抗率と高い仕事関数の両方を同時に実現することが可能になる。
したがって、本発明は、高い発光効率や、低抵抗であることが求められる有機EL素子に広く適用することができる。
As described above, according to the present invention, as the anode of the organic EL element, the first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a crystal structure in which the c-axis is directed to a plurality of different directions is provided. Since the first ZnO transparent conductive film layer is used to form an interface with the organic light emitting layer, it has high characteristics and reliability without using ITO, and is excellent in economic efficiency. An organic EL element can be provided.
Moreover, by forming the anode into a two-layer structure further including a second ZnO transparent conductive film layer in which ZnO is doped with 3 to 8 at% of a group III element, both a low resistivity and a high work function are realized simultaneously. It becomes possible.
Therefore, the present invention can be widely applied to organic EL elements that are required to have high luminous efficiency and low resistance.

ZnO透明導電膜における、Gaのドープ濃度と仕事関数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the doping concentration of Ga and a work function in a ZnO transparent conductive film. ZnO透明導電膜における、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅と仕事関数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a ZnO (002) rocking curve half value width, and a work function in a ZnO transparent conductive film. 第1および第2のZnO透明導電膜層を備えた二層構造を有する陽極の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the anode which has a 2 layer structure provided with the 1st and 2nd ZnO transparent conductive film layer. 本発明の実施例(実施例4)にかかる、有機EL素子の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the organic EL element concerning the Example (Example 4) of this invention. 図4の有機EL素子の、電圧と発光輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a voltage and light emission luminance of the organic EL element of FIG. 図4の有機EL素子の、電流密度と発光効率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the current density of the organic EL element of FIG. 4, and luminous efficiency. 実施例5にかかる有機EL素子の、電圧と発光輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage of the organic EL element concerning Example 5, and light emission luminance. 実施例5にかかる有機EL素子の、電流密度と発光効率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the current density of the organic EL element concerning Example 5, and luminous efficiency. 実施例6の有機EL素子の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the organic EL element of Example 6 typically. 実施例6の有機EL素子の、電圧と発光輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage of the organic EL element of Example 6, and light emission luminance.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2a 第1のZnO透明導電膜層
2b 第2のZnO透明導電膜層
2 陽極
3 有機発光層
4 陰極
10 有機EL素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2a 1st ZnO transparent conductive film layer 2b 2nd ZnO transparent conductive film layer 2 Anode 3 Organic light emitting layer 4 Cathode 10 Organic EL element

Claims (14)

基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素がドープされ、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有する第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴とする有機EL素子。
An anode disposed on a substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer. In the organic EL element provided,
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a crystal structure in which c-axis is oriented in a plurality of different directions,
An organic EL element, wherein the first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.
基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素がドープされ、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上である第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴とする有機EL素子。
An anode disposed on a substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer. In the organic EL element provided,
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with a group III element and having a ZnO (002) rocking curve half-width of 13.5 ° or more,
An organic EL element, wherein the first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.
基体上に配設された陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層を介して前記陽極と対向するように前記有機発光層上に配設された陰極とを備える有機EL素子において、
前記陽極が、III族元素が6〜40at%ドープされた第1のZnO透明導電膜層を備え、
前記第1のZnO透明導電膜層が、前記有機発光層との間に界面を形成すること
を特徴とする有機EL素子。
An anode disposed on a substrate, an organic light emitting layer disposed on the anode, and a cathode disposed on the organic light emitting layer so as to face the anode through the organic light emitting layer. In the organic EL element provided,
The anode includes a first ZnO transparent conductive film layer doped with 6 to 40 at% of a group III element,
An organic EL element, wherein the first ZnO transparent conductive film layer forms an interface with the organic light emitting layer.
前記第1のZnO透明導電膜層が、III族元素が6〜20at%ドープされたものであることを特徴とする、請求項3記載の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 3, wherein the first ZnO transparent conductive film layer is doped with a group III element of 6 to 20 at%. 前記陽極が、III族元素が3〜8at%ドープされた第2のZnO透明導電膜層をさらに備えていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の有機EL素子。   5. The organic EL device according to claim 1, wherein the anode further includes a second ZnO transparent conductive film layer doped with 3 to 8 at% of a group III element. 前記III族元素が、Ga,Al、およびInからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の有機EL素子。   6. The organic EL element according to claim 1, wherein the group III element is at least one selected from the group consisting of Ga, Al, and In. 前記陽極が配設されている基体が、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマー、およびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の有機EL素子。   The substrate on which the anode is disposed is glass, quartz, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin-based polymer, and polycarbonate. The organic EL device according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of: 基体上に陽極を形成する工程と、
前記陽極上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に陰極を形成する工程とを備える有機EL素子の製造方法において、
前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により成膜することにより、c軸が互いに異なる複数の方向に向いた結晶構造を有し、前記有機発光層との間に界面を形成する第1のZnO透明導電膜層を形成する工程を備えていること
を特徴とする有機EL素子の製造方法。
Forming an anode on a substrate;
Forming an organic light emitting layer on the anode;
In the manufacturing method of an organic EL device comprising a step of forming a cathode on the organic light emitting layer,
The step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and forms a film by a thin film formation method so that the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. And a step of forming a first ZnO transparent conductive film layer having a crystal structure in which the c-axis is directed in a plurality of different directions and forming an interface with the organic light emitting layer. A method for manufacturing an organic EL element.
基体上に陽極を形成する工程と、
前記陽極上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に陰極を形成する工程とを備える有機EL素子の製造方法において、
前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が6〜40at%の範囲になるように、薄膜形成方法により成膜することにより、ZnO(002)ロッキングカーブ半値幅が13.5°以上であり、前記有機発光層との間に界面を形成する第1のZnO透明導電膜層を形成する工程を備えていること
を特徴とする有機EL素子の製造方法。
Forming an anode on a substrate;
Forming an organic light emitting layer on the anode;
In the manufacturing method of an organic EL device comprising a step of forming a cathode on the organic light emitting layer,
The step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and forms a film by a thin film formation method so that the doping amount of the group III element is in the range of 6 to 40 at%. ZnO (002) has a step of forming a first ZnO transparent conductive film layer having a rocking curve half width of 13.5 ° or more and forming an interface with the organic light emitting layer. A method for manufacturing an organic EL element.
前記第1のZnO透明導電膜層を形成する工程における、前記薄膜形成方法が、スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法であり、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する組成物からなる焼結体ターゲットを用いるものであることを特徴とする請求項8または9記載の有機EL素子の製造方法。   In the step of forming the first ZnO transparent conductive film layer, the thin film forming method is selected from the group consisting of sputtering, vapor deposition, vapor deposition ion plating, laser ablation, and arc plasma vapor deposition 10. The method for producing an organic EL device according to claim 8, wherein a sintered compact target comprising a composition containing ZnO and a group III element oxide is used. 前記第1のZnO透明導電膜層を形成する工程における、前記薄膜形成方法が、前記スパッタリング法、蒸着法、蒸着イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、およびアークプラズマ蒸着法からなる群より選ばれる1種の方法であるとともに、成膜中に前記基体にバイアス電圧を印加するものであることを特徴とする請求項10記載の有機EL素子の製造方法。   In the step of forming the first ZnO transparent conductive film layer, the thin film forming method is selected from the group consisting of the sputtering method, vapor deposition method, vapor deposition ion plating method, laser ablation method, and arc plasma vapor deposition method. 11. The method of manufacturing an organic EL element according to claim 10, wherein a bias voltage is applied to the substrate during film formation. 前記陽極を形成する工程が、ZnOとIII族元素酸化物とを含有する原料を用い、III族元素のドープ量が3〜8at%の範囲になるように、薄膜形成方法により第2のZnO透明導電膜層を形成する工程をさらに含み、
前記第2の透明導電膜層上に、前記第1のZnO透明導電膜層が形成されることにより、前記陽極が複数層構造となるように構成されていること
を特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の有機EL素子の製造方法。
The step of forming the anode uses a raw material containing ZnO and a group III element oxide, and a second ZnO transparent film is formed by a thin film forming method so that the doping amount of the group III element is in the range of 3 to 8 at%. Further comprising forming a conductive film layer,
9. The anode is configured to have a multi-layer structure by forming the first ZnO transparent conductive film layer on the second transparent conductive film layer. The manufacturing method of the organic EL element in any one of 11.
前記III族元素が、Ga,Al、およびInからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8〜12のいずれかに記載の有機EL素子の製造方法。   The method for producing an organic EL element according to claim 8, wherein the group III element is at least one selected from the group consisting of Ga, Al, and In. 前記基体が、ガラス、水晶、サファイヤ、Si、SiC、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド、シクロオレフィン系ポリマー、およびポリカーボネイトからなる群より選ばれる少なくとも1種を主たる成分とするものであることを特徴とする、請求項8〜13のいずれかに記載の有機EL素子の製造方法。   The substrate is at least selected from the group consisting of glass, quartz, sapphire, Si, SiC, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyimide, cycloolefin-based polymer, and polycarbonate. The method for producing an organic EL element according to any one of claims 8 to 13, wherein one type is a main component.
JP2008190424A 2008-07-24 2008-07-24 Organic el element, and manufacturing method thereof Pending JP2010027524A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008190424A JP2010027524A (en) 2008-07-24 2008-07-24 Organic el element, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008190424A JP2010027524A (en) 2008-07-24 2008-07-24 Organic el element, and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010027524A true JP2010027524A (en) 2010-02-04

Family

ID=41733143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008190424A Pending JP2010027524A (en) 2008-07-24 2008-07-24 Organic el element, and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010027524A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007080738A1 (en) * 2006-01-11 2007-07-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transparent electroconductive film and process for producing transparent electroconductive film
JP2007253505A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light emitting device, exposure device, and display device
JP2009057605A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Hitachi Ltd Zinc oxide thin film, transparent conductive film using the same, and display element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007080738A1 (en) * 2006-01-11 2007-07-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transparent electroconductive film and process for producing transparent electroconductive film
JP2007253505A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light emitting device, exposure device, and display device
JP2009057605A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Hitachi Ltd Zinc oxide thin film, transparent conductive film using the same, and display element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5465825B2 (en) Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method, and display device
US10811631B2 (en) Thin film transistor element substrate, method of producing the substrate, and organic EL display device including the thin film transistor element substrate
US11152587B2 (en) Light transmissive electrode for light emitting devices
KR101903056B1 (en) Organic light emitting display apparatus and the method for manufacturing the same
CN1481656A (en) Organic electroluminescence element and its manufacturing method
KR19980024082A (en) Organic light emitting device
TW200913344A (en) Method for applying a thin-film encapsulation layer assembly to an organic device, and an organic device provided with a thin-film encapsulation layer assembly preferably applied with such a method
JPH11297478A (en) Organic electroluminescence device
KR20100022713A (en) Organic light emitting device
KR100844788B1 (en) Fabrication method for organic light emitting device and organic light emitting device fabricated by the same method
CN101438627A (en) Fabrication method for organic electronic device and organic electronic device fabricated by the same method
JP2005353589A (en) Organic electroluminescent display device and manufacturing method thereof
KR20110107447A (en) Flexible organic light emitting diode and method of manufacturing same
KR20150044721A (en) An organic light emtting device and a method for preparing the same
JP5017820B2 (en) ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
CN103165825B (en) Organic electroluminescence device and preparation method thereof
CN1784102A (en) Organic electroluminescent display device and its manufacturing method
JP2005353577A (en) Organic electroluminescent display device and manufacturing method thereof
JP2010027524A (en) Organic el element, and manufacturing method thereof
CN109473565A (en) A high-transparency self-encapsulating top-emitting electrode based on ultra-thin low-work-function metal and its preparation method
JP3891435B2 (en) Organic EL device and method for manufacturing the same
JP2010135841A (en) Inorganic nondegenerate semiconductor
KR100903486B1 (en) Method for forming organic light emitting device and protective film for organic light emitting device
JP2006100857A (en) Inorganic non-degenerate semiconductor layer and method for producing the same
JP2003234194A (en) Organic el element and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120417

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130917