JP2001076887A - 透明導電膜の形成方法及びこれを用いた有機el装置の製造方法 - Google Patents
透明導電膜の形成方法及びこれを用いた有機el装置の製造方法Info
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Abstract
用透明導電膜を形成しうる技術を提供する。 【解決手段】真空中でスパッタリング法により成膜対象
物の表面に透明導電膜を形成する有機EL装置用透明導
電膜の形成方法であって、非加熱下において所定量の酸
素を含む物質を導入してスパッタリングを行う。スパッ
タリングの後に、所定の温度で所定時間アニールを行う
ようにすれば、透明導電膜の抵抗値をより小さくするこ
とができる。
Description
透明導電膜の形成方法に関し、特に有機EL装置のアノ
ード電極に好適な透明導電膜の形成方法に関する。
プレイ用の素子として、有機EL装置が注目されてい
る。有機EL装置は、蛍光性有機化合物を電気的に励起
して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面
発光、薄型で多色発光が可能であり、しかも数Vという
低電圧の直流印加で発光する全固体素子で、かつ低温に
おいてもその特性の変化が少ないという特徴を有してい
る。
すものである。図5に示すように、この有機EL装置1
00は、例えばガラス基板101上に形成された透明導
電膜(アノード電極)102の上に、それぞれ有機材料
からなる正孔注入輸送層103及び発光層104が形成
され、さらに、その上にカソード電極105が形成され
ている。そして、アノード電極102とカソード電極1
05との間に約8V程度の低電圧を印加するように構成
されている。
は、電気抵抗の低い金属であるITO(Indium
Tin Oxide)からなる膜が多く用いられてい
る。従来、このような透明導電膜は、ITO等の成膜材
料を用い、基板を加熱しながらスパッタリングを行うこ
とにより形成している。
置のアノード電極用の透明導電膜としては、低抵抗であ
ることに加え、表面が平坦で、しかも、仕事関数値の大
きな(5.2eV程度)ものであることが望まれる。
れた透明導電膜は、仕事関数の値が上記5.2eVに達
しない(小さい)。このため、従来は、透明導電膜に対
して200℃より高い温度で熱処理を行うことによって
所望の仕事関数値の透明導電膜を得るようにしている。
板を加熱しながら透明導電膜を形成する際に透明導電膜
の表面が粗くなってしまうという問題があった。
解決するためになされたもので、表面が平坦で所望の仕
事関数値の有機EL装置用透明導電膜を形成しうる方法
を提供することを目的とする。
になされた請求項1記載の発明は、真空中でスパッタリ
ング法により成膜対象物の表面に透明導電膜を形成する
有機EL装置用透明導電膜の形成方法であって、非加熱
下において所定量の酸素を含む物質を導入してスパッタ
リングを行うことを特徴とする。
いて所定量の酸素を含む物質を導入してスパッタリング
を行うことによって、有機薄膜に対する電気的整合性
(約5.2eV)を満足しうる所望の仕事関数の透明導
電膜が得られる。
うな高温の熱処理を行う必要がなくなることから、表面
が平坦で有機EL装置に最適の仕事関数を有する透明導
電膜を少ない工程数で容易に得ることができる。
項1記載の発明において、スパッタリングの後に、所定
の温度で所定時間アニールを行うようにすれば、透明導
電膜の抵抗値をより小さくすることが可能になる。
求項1又は2のいずれか1項記載の発明において、スパ
ッタリングによって形成する透明導電膜がITO膜であ
る場合に、特に低抵抗の透明導電膜が得られる。
に、基体上に請求項1乃至請求項3記載の方法によって
透明導電膜からなるアノード電極を形成する工程を含む
ようにすれば、表面が平坦で最適の仕事関数のアノード
電極を有する有機EL装置を得ることができる。
の実施の形態をその製造方法とともに詳細に説明する。
図1(a)〜(d)は、本発明の有機EL装置の製造方
法の第1の実施の形態を示す工程図、図2(a)〜
(e)は、本発明の有機EL装置の製造方法の第2の実
施の形態を示す工程図である。
(a)に示すように、例えばガラス基板10からなる透
明な基板(成膜対象物)10を用意する。そして、この
基板10を大気に曝さずにスパッタリング室(図示せ
ず)内に搬入し、図1(b)に示すように、基板10の
表面にスパッタリング法によりアノード電極として例え
ばITOからなる厚さ150nm程度の透明導電膜11
を形成する。
ずにスパッタリングを行う。これにより、アモルファス
状態の透明導電膜11aが得られる。
リング室内の圧力を0.3〜1.0Paとすることが好
ましい。
の際に、スパッタリングガスとしてアルゴン(Ar)
を、反応性ガスとして酸素(O2)を含むガスをスパッタ
リング室内に導入する。
び酸素からなるガスに、さらに適量の水(H2O)又は
水素(H2)を添加することが好ましい。
後述するアニールの有無によって異なり、この点につい
ては後に詳述する。
透明導電膜11が形成された基板10を、大気に曝さず
に有機蒸着装置(図示せず)内に搬入し、有機薄膜1
2、13を積層させることにより、本発明の有機ELパ
ネル(有機EL装置)1Aが得られる。
らなる電子注入層と、AlLi等からなる金属薄膜(図
示せず)を形成し、フォトリソグラフィ法等によって所
定のパターニングを行い、パターニングされた金属薄膜
をカソード電極とする。そして、このような構成におい
て、アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加す
ると、アノード電極とカソード電極の交差部分の有機薄
膜12、13中に電流が流れ、その部分を発光させるこ
とができる。
〜(e)に示すように、アモルファス状態の透明導電膜
11aに対して所定のアニールを行い、その後、上述し
た有機薄膜12、13を形成することもできる。
11aが形成された基板10を、例えば真空状態のアニ
ール室(図示せず)内に搬入し、温度200〜250℃
で所定時間アニールを行う。これにより、図1(c)に
示すように、結晶化した透明導電膜11が得られる。そ
して、上述した実施の形態と同様の工程によって透明導
電膜1の表面に有機薄膜12、13を積層させることに
より、図2(e)に示す有機ELパネル1Bが得られ
る。
導電膜(ITO膜)11の比抵抗との関係を示すグラフ
で、図3(a)は、真空中でアニールを行った場合を示
すもの、図3(b)は、大気中でアニールを行った場合
を示すものである。
中のいずれの雰囲気でも行うことができ、いずれの雰囲
気においても、アニールの時間に応じて透明導電膜11
の比抵抗が小さくなる。
ように、大気中でのアニールの場合は比抵抗の値が約2
×10-4Ω・cmまで低下するのに30分以上必要であ
るのに対し、真空中でのアニールの場合は5分以下の短
時間で比抵抗の値が約2×10-4Ω・cmまで低下す
る。
ールを行えば、プロセス時間を短縮することができ、生
産効率を向上させることができる。
ングの際に導入する酸素(O2)の量と透明導電膜(IT
O膜)の比抵抗との関係を示すグラフである。
ニールした透明導電膜11の方が、アニールしない透明
導電膜11より比抵抗の最小値を小さくすることができ
る。この場合、透明導電膜11の比抵抗が最小となる酸
素の導入量は、アニールしない透明導電膜11と、アニ
ールした透明導電膜11とで異なっている。
透明導電膜11の低抵抗化のためには、約0.6sccmの
酸素を導入することが好ましい。
て、透明導電膜11の低抵抗化のためには、約0.2sc
cmの酸素を導入することが好ましい。
たITO膜はアモルファスであるため、アニールを行っ
た後であっても膜の表面は平坦である。この場合、スパ
ッタリングガスに適量の水又は水素を添加することによ
り、as depoでより安定なアモルファス膜が得ら
れ、より平坦なITO膜が得られるようになる。
非加熱下において所定量の酸素を含むガスを導入してス
パッタリングを行うことによって、所望の仕事関数の透
明導電膜11が得られる。
術のような高温の熱処理を行う必要がなくなることか
ら、表面が平坦で有機EL装置に最適の仕事関数を有す
る透明導電膜11を容易に得ることができる。
態のようにアニールを行わない場合には、少ない工程数
で有機EL装置1Aが得られ、生産効率の向上に寄与す
ることができる。
は、透明導電膜11aの抵抗値がやや高いが、画素構成
が単純マトリクス型のものであれば十分に実用可能であ
る。
態のように、スパッタリングの後に、所定の温度で所定
時間アニールを行うようにすれば、透明導電膜11の抵
抗値をより小さくすることができる。
は、画素構成がアクティブマトリクス型のものに好適で
ある。
が平坦で最適の仕事関数のアノード電極を有する種々の
有機EL装置1を得ることができる。
れることなく、種々の変更を行うことができる。例え
ば、上述の実施の形態の場合は透明導電膜としてITO
を用いた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに
限られず、例えば、他のあらゆる酸化物透明導電膜(I
n、Sn、Zn、Cdなどをベースとし、Sn、Al、
Zn、Sbといった微量の添加物を一種類又は数種類組
み合わせたもの)に本発明を適用することも可能であ
る。
他の透明導電膜を用いる素子や装置に適用することがで
きる。ただし、上記実施の形態のような有機EL装置に
適用した場合に最も有効であることはもちろんである。
が平坦で最適の仕事関数を有する透明導電膜を少ない工
程数で容易に得ることができ、これにより最適のアノー
ド電極を有する種々の有機EL装置を得ることができ
る。
方法の第1の実施の形態を示す工程図
方法の第2の実施の形態を示す工程図
膜)の比抵抗との関係を示すグラフ(真空中でアニール
を行った場合) (b):アニール時間と透明導電膜(ITO膜)の比抵
抗との関係を示すグラフ(大気中でアニールを行った場
合)
入する酸素(O2)の量と透明導電膜(ITO膜)の比抵
抗との関係を示すグラフ
10……基板(成膜対象物) 11……透明導電膜
12、13……有機薄膜
Claims (4)
- 【請求項1】真空中でスパッタリング法により成膜対象
物の表面に透明導電膜を形成する有機EL装置用透明導
電膜の形成方法であって、 非加熱下において所定量の酸素を含む物質を導入してス
パッタリングを行うことを特徴とする有機EL装置用透
明導電膜の形成方法。 - 【請求項2】スパッタリングの後に、所定の温度で所定
時間アニールを行うことを特徴とする請求項1記載の有
機EL装置用透明導電膜の形成方法。 - 【請求項3】スパッタリングによって形成する透明導電
膜がITO膜であることを特徴とする請求項1又は2の
いずれか1項記載の有機EL装置用透明導電膜の形成方
法。 - 【請求項4】基体上に請求項1乃至請求項3記載の方法
によって透明導電膜からなるアノード電極を形成する工
程を含むことを特徴とする有機EL装置の製造方法。
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