JP2008159347A - 透明導電膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、およびプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初期的な仕事関数を大きくでき、かつ、かかる大きな仕事関数を長期間にわたって維持することのできる透明導電膜の製造方法、この透明導電膜を陽極として用いた有機ＥＬ装置の製造方法、およびかかる透明導電膜の製造に適したプラズマ処理装置を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ装置を製造するにあたっては、素子基板２にＩＴＯ膜からなる画素電極４を形成した後、画素電極４に対する表面改質工程を行う。表面改質工程では、酸素を含むガスを用いてプラズマ処理装置１００の真空チャンバ１０１内に酸素プラズマを発生させ、画素電極４に酸素イオン（Ｏ^-）を照射する酸素イオン照射工程と、画素電極４に酸素ラジカル（Ｏ^*）を照射する酸素ラジカル照射工程とを行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属酸化物からなる透明導電膜の製造方法、この透明導電膜を陽極として用いた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）の製造方法、当該透明導電膜の製造方法に使用可能なプラズマ処理装置に関するものである。

有機ＥＬ装置や太陽電池では、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの金属酸化膜からなる透明導電膜が用いられている。例えば、有機ＥＬ装置では、ＩＴＯ膜などからなる透明導電膜が陽極として用いられ、この陽極の上層に、発光層ＥＭＬ（Emissive Layer）を含む有機機能層、および陰極層（Cathode）が形成されている。また、陽極と発光層との間に正孔輸送層ＨＴＬ（Hole Transport Layer）を配置した構成、陽極と発光層との間に正孔注入層ＨＩＬ（Hole Injection Layer）および正孔輸送層を配置した構成が採用されることがある。陰極側でも同様であり、陰極と発光層との間に電子輸送層ＥＴＬ（Electron Transport Layer）を配置した構成、陰極と発光層との間に電子注入層ＥＩＬ（Electron Injection Layer）および電子輸送層を配置した構成が採用されることがある。このような有機ＥＬ装置では、陽極と陰極との間に電圧が印加されたときに、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが発光層で再結合することにより発光する。従って、図６に示す有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）のエネルギーダイヤグラムにおいて、各層間のエネルギー障壁を小さくすれば、発光効率および信頼性を向上することができる。例えば、成膜後のＩＴＯ膜の仕事関数は４．８ｅＶであり、これ以上のイオン化ポテンシャルを有する正孔注入層を形成すると、ＩＴＯ膜と正孔注入層との層間にエネルギー障壁ΔＥhが生じる。

そこで、電子ビーム励起プラズマなどを利用して、陽極を構成するＩＴＯ膜（透明導電膜）に酸素イオンを照射し、ＩＴＯ膜の仕事関数を大きくすることにより、エネルギー障壁ΔＥhを小さくすることが提案されている（特許文献１、２参照）。
特開２００１−２８４０５９号公報 特開２００２−２３７２１５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術のように、酸素イオンを陽極としてのＩＴＯ膜に照射して仕事関数を大きくしても、時間経過とともにＩＴＯ膜の仕事関数が低下するため、図４に実線Ｌ２で示すように、初期的には、有機ＥＬ素子を所定輝度で発光させるのに必要な電圧（駆動電圧）を低減できるものの、時間経過とともに、駆動電圧が増大するという問題点がある。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、初期的な仕事関数を大きくでき、かつ、かかる大きな仕事関数を長期間にわたって維持することのできる透明導電膜の製造方法、この透明導電膜を陽極として用いた有機ＥＬ装置の製造方法、およびかかる透明導電膜の製造に適したプラズマ処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る透明導電膜の製造方法では、導電性を有する透明な金属酸化物を基板上に成膜する成膜工程と、酸素を含むガスを用いてプラズマを発生させて前記金属酸化膜に酸素イオンを照射する酸素イオン照射工程と、該酸素イオン照射工程の後、酸素を含むガスを用いてプラズマを発生させて前記金属酸化膜に酸素ラジカルを照射する酸素ラジカル照射工程と、を有することを特徴とする。

本発明では、金属酸化物からなる透明導電膜に酸素イオン照射工程を行った後、酸素ラジカル照射工程を行う。このため、透明導電膜の仕事関数を大きくすることができるとともに、かかる透明導電膜では、仕事関数が大きい状態を長期間にわたって維持することができる。従って、本発明を適用した透明導電膜を陽極として用いて有機ＥＬ素子を形成すると、有機ＥＬ素子の初期的な駆動電圧を低くでき、かつ、駆動電圧が低い状態を長期間にわたって維持することができる。それ故、有機ＥＬ素子の発光効率および信頼性を向上することができる。かかる現象が発生する理由としては、酸素イオン照射により、透明導電膜を構成する金属酸化物の表面が清浄化されるとともに酸化されるので、仕事関数が大きくなるためと考えられる。また、酸素イオン照射によって、分子間同士の結合が切断され、切断された結合手に電子がトラップされるが、切断された結合手を酸素ラジカル照射により酸化させるので、電子のトラップを防止することができるためと考えられる。

本発明では、接地された第１の電極と、該第１の電極に対向し、高周波電圧が印加される第２の電極とを備えたプラズマ処理装置を用いて前記酸素イオン照射工程および前記酸素ラジカル照射工程を行うにあたっては、前記酸素イオン照射工程では、前記第１の電極側に前記基板を保持させて前記金属酸化膜に酸素イオンを照射し、前記酸素ラジカル照射工程では、前記第２の電極側に前記基板を保持させて前記金属酸化膜に酸素プラズマを照射すればよい。このように構成すると、１台のプラズマ処理装置によって、酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程を行うことができる。

このような方法を実施するためのプラズマ処理装置においては、接地された第１の電極、および高周波電圧が印加される第２の電極が対向配置されたプラズマ発生室と、該プラズマ発生室で開口するガス導入口と、基板を前記第１の電極に保持された状態と前記第２の電極に保持された状態とに切り換える基板ハンドリング装置と、を有することが好ましい。

本発明において、前記基板を保持する第１の電極と、該第１の電極に対向する第２の電極とを備えたプラズマ処理装置を用いて前記酸素イオン照射工程および前記酸素ラジカル照射工程を行うにあたって、前記酸素イオン照射工程では、前記第１の電極を接地し、前記第２の電極に高周波電圧を印加して前記金属酸化膜に酸素イオンを照射し、前記酸素ラジカル照射工程では、前記第１の電極に高周波電圧を印加し、前記第２の電極を接地して前記金属酸化膜に酸素ラジカルを照射することが好ましい。このように構成すると、１台のプラズマ処理装置によって、酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程を行うことができる。また、酸素イオン照射工程から酸素ラジカル照射工程に移行する際、基板を移動させなくてよい分、スループットが向上するという利点がある。

このような方法を実施するためのプラズマ処理装置においては、基板が保持された第１の電極、および第２の電極が対向配置されたプラズマ発生室と、該プラズマ発生室で開口するガス導入口と、前記第１の電極を接地し、前記第２の電極に高周波電圧を印加した状態と、前記第２の電極を接地し、前記第１の電極に高周波電圧を印加した状態とに切り換える通電切り換え装置と、を有することを特徴とする。

本発明において、前記金属酸化物は、例えば、ＩＴＯ膜である。

本発明に係る透明導電膜の製造方法は、有機ＥＬ装置の製造に適用することができ、かかる有機ＥＬ装置の製造方法では、前記透明導電膜を形成した後、当該透明導電膜の上層に、少なくとも、発光層を含む有機機能層を形成する。

以下に、図面を参照して、有機ＥＬ装置の製造方法を例示しながら、本発明を適用した透明導電膜の製造方法、およびこの方法の実施に適したプラズマ処理装置を説明する。

［実施の形態１］
（有機ＥＬ装置の構成）
図１は、本発明を適用した有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１に示す有機ＥＬ装置１は、表示装置や、電子写真方式を利用したプリンタに使用されるラインヘッドとして用いられるものであり、複数の有機ＥＬ素子３を配列してなる発光素子群３Ａを素子基板２上に備えている。有機ＥＬ素子３は、基本的には、陽極として機能する画素電極４、発光層８を含む有機機能層、および陰極１１がこの順に積層された構造を有している。本形態では、画素電極４と発光層８との間には正孔注入層６および正孔輸送層７がこの順に配置され、発光層８と陰極１１との間には電子輸送層９および電子注入層１０がこの順に配置されている。また、素子基板２上には、画素電極４に電気的に接続された駆動用トランジスタ５ａ（薄膜トランジスタ）などを含む回路部５が、発光素子群３Ａの下層側に形成されている。

本形態において、画素電極４はＩＴＯ膜によって形成されている。正孔注入層６は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などにより形成されている。正孔輸送層７は、Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−［１、１−ビフェニル］−４、４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１、１’−ビフェニル）−４、４’−ジアミン（ＮＰＢ）などにより形成されている。発光層８は、アルミノウムキノリノール錯体（Ａｌｑ₃）などをホスト材料とし、ルブレンなどをドーパントとして用いることによって形成されている。電子輸送層９は、Ａｌｑ₃などによって形成されている。電子注入層１０は、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ₂Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑなどにより形成されている。陰極１１は、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、カルシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−銀合金などにより形成されている。

有機ＥＬ装置１がボトムエミッション方式である場合は、発光層８で発光した光を画素電極４の側から出射するため、素子基板２としては、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）などの透明基板が用いられる。その際、陰極１１を光反射膜によって構成すれば、発光層８で発光した光を陰極１１で反射して透明基板の側から出射することができる。これに対して、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合は、発光層８で発光した光を陰極１１の側から出射するため、素子基板２は透明である必要はない。但し、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合でも、素子基板２に対して光出射側とは反対側の面に反射層（図示せず）を配置して、発光層８で発光した光を陰極１１の側から出射する場合には、素子基板２として透明基板を用いること必要がある。また、有機ＥＬ装置１がトップエミッション方式である場合において、素子基板２と発光層８との間に反射層を形成して、発光層８で発光した光を陰極１１の側から出射する場合には、素子基板２は透明である必要はない。

なお、本形態では、隣接する画素電極４の境界領域に沿って、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機絶縁膜によって下層側隔壁１７が形成され、下層側隔壁１７の上層には、感光性樹脂などによって上層側隔壁１８が形成されている。

（有機ＥＬ装置１の製造方法の概要）
図２（ａ）〜（ｃ）は各々、本発明を適用した有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。

図１に示す有機ＥＬ装置１を製造するには、まず、素子基板２に対して半導体プロセスを利用して回路部５を形成する。

次に、図２（ａ）に示すように、成膜工程において、スパッタ法などによりＩＴＯ膜を成膜した後、パターニングし、画素電極４を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、隣接する画素電極４の境界領域に沿って、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機絶縁膜によって下層側隔壁１７を形成した後、図２（ｃ）に示すように、感光性樹脂などによって上層側隔壁１８を形成する。

次に、図１に示すように、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、陰極１１を形成する。このような層を形成する際、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８などの有機機能層は、水分や酸素により劣化しやすいため、発光層８などの有機機能層を形成する際、さらには、発光層８の上層に電子輸送層９、電子注入層１０、陰極１１を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層が水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、電子輸送層を形成する工程以降は、マスク蒸着法を利用して、素子基板２に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。かかるマスク蒸着法では、素子基板２（被処理基板）の所定位置にマスクを重ねた状態で蒸着を行う。発光層８を形成する場合には、低分子有機ＥＬ材料を加熱、蒸発させ、マスクの開口部を介して大型基板の下面に発光層８をストライプ状に形成する。正孔注入層６、正孔輸送層７、電子輸送層９、電子注入層１０、陰極１１などを形成する際にも、基本的には同様な工程を行う。

このような製造方法によって有機ＥＬ装置１を形成するにあたって、本形態では、画素電極４を形成した後、図２（ａ）に示すように、画素電極４を形成した後、下層側隔壁１７を形成する前に、図３を参照して説明する表面改質工程を行う。また、図３を参照して説明する表面改質工程については、図２（ｂ）に示すように、画素電極４および下層側隔壁１７を形成した後、上層側隔壁１８を形成する前に行ってもよい。さらに、図３を参照して説明する表面改質工程については、図２（ｃ）に示すように、画素電極４、下層側隔壁１７および上層側隔壁１８を形成した後、正孔注入層６を形成する前に行ってもよい。いずれの場合も、画素電極４を形成した後、正孔注入層６を形成する前において、画素電極４が露出している状態で表面改質工程を行う。

（画素電極の表面改質工程）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置１の製造工程のうち、画素電極４に対する表面改質工程（酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程）を模式的に示す説明図である。

本形態では、成膜工程によって画素電極４を形成した後、正孔注入層６を形成する前の素子基板２を、図３（ａ）に示すプラズマ処理装置１００の真空チャンバ１０１内に搬入する。プラズマ処理装置１００は、第１の電極１０３と第２の電極１０４が上下平行に対向した平行平板型プラズマ処理装置として構成されている。真空チャンバ１０１には、例えば、その上面にガス導入口１０１ａが開口し、底面には排気口１０１ｂが開口している。真空チャンバ１０１の内部において、下方位置には平板状の第１の電極１０３が配置され、真空チャンバ１０１の上方位置には、第１の電極１０３に対向するように平板状の第２の電極１０４が配置されている。

本形態において、第１の電極１０３は接地されている一方、第２の電極１０４には高周波電源１０９が接続されている。従って、プラズマ処理装置１００において、ガス導入口１０１ａより第１の電極１０３と第２の電極１０４との間に酸素を含むガスを導入するとともに、高周波電源１０９によって第２の電極１０４に高周波電圧を印加することにより、第１の電極１０３と第２の電極１０４との間に酸素プラズマを発生させることが可能である。

また、プラズマ処理装置１００は、真空チャンバ１０１のシャッタ１０１ｄ近傍に、素子基板２を第１の電極１０３に保持された状態と第２の電極１０４に保持された状態とに切り換えるロボットアーム１０７（基板ハンドリング装置）を備えている。

このように構成したプラズマ処理装置１００を用いて画素電極４に表面改質工程を行うには、まず、酸素イオン照射工程において、図３（ａ）に示すように、画素電極４が露出している素子基板２をロボットアーム１０７によって、真空チャンバ１０１の内部に入れ、第１の電極１０３に保持させる。この状態で、画素電極４は、第２の電極１０４に対向した状態となる。次に、真空チャンバ１０１内を真空排気し、所望の圧力とした後、ガス導入口１０１ａより酸素を含むガスを導入するとともに、高周波電源１０９から第２の電極１０４に高周波電圧を印加する。その結果、真空チャンバ１０１内にプラズマが発生し、酸素イオン（Ｏ^-）が画素電極４に照射される。酸素イオン照射工程では、例えば、ガス導入口１０１ａより導入される酸素ガスの流量は２０〜５０ｓｃｃｍ（standard cc/min：常温常圧（例えば、１atm、２５℃）に換算した流量）であり、高周波電源１０９の出力は２０〜１００Ｗ程度の低パワー、処理時間は２〜２０分である。

次に、酸素ラジカル照射工程において、ロボットアーム１０７によって、酸素イオン照射工程の際に第１の電極１０３に保持されていた素子基板２を、図３（ｂ）に示すように、第２の電極１０４に保持された状態とする。この状態で、画素電極４は、第１の電極１０３に対向した状態となる。次に、酸素イオン照射工程時と同様の方法で真空チャンバ１０１内に酸素プラズマ（Ｏ^＊）を発生させ、酸素プラズマを画素電極４に照射する。

次に、ロボットアーム１０７によって、真空チャンバ１０１から素子基板２を搬出し、画素電極４上に正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、および陰極１１をこの順で順次、形成することにより、図１に示す有機ＥＬ装置１を得る。

（本形態の主な効果）
図４を参照して本発明の効果を説明する。図４は、本発明を適用した有機ＥＬ装置、および従来技術（酸素イオン照射工程のみ）を適用した有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の駆動電圧の初期レベルおよびその経時変化を比較して示すグラフである。図４において、実線Ｌ１は、本発明を適用した有機ＥＬ素子を定電流駆動した際の電圧値（駆動電圧値）を示し、実線Ｌ２は、従来技術を適用した有機ＥＬ素子を定電流駆動した際の電圧値を示してある。

本形態では、画素電極４を構成するＩＴＯ膜（透明導電膜／金属酸化膜）に対して酸素イオン照射工程を行うため、画素電極４表面の清浄度が高い。また、画素電極４の表面が酸素リッチになることから、画素電極４の仕事関数を大きくすることができる。従って、画素電極４と正孔注入層６との間のエネルギー障壁を小さくすることができる。それ故、本発明を適用した有機ＥＬ装置１においては、図４に実線Ｌ１で示すように、駆動電圧の低電圧化を図ることができる。

また、図４に実線Ｌ２で示すように、従来技術を適用した有機ＥＬ装置でも、酸素イオン照射工程を行うため、本形態を適用した有機ＥＬ装置１と同様、初期的な駆動電圧値を低下させることができる。但し、従来技術を適用した有機ＥＬ装置では、時間経過とともに駆動電圧が急激に上昇している。

これに対して、本発明を適用した有機ＥＬ装置１では、図４に実線Ｌ１で示すように、駆動電圧の急激な上昇は見られず、低いレベルで推移している。従って、本形態のように、画素電極４に対して酸素イオン照射工程と酸素ラジカル照射工程をこの順に行えば、有機ＥＬ装置１の駆動電圧を初期的にも経時的にも低いレベルに抑えることができることがわかる。それ故、本発明を適用した有機ＥＬ装置１では、所定の電流を有機ＥＬ素子３に流して発光させた際の駆動電圧が低いので、発光効率が高く、かつ、信頼性を向上することができる。

また、本形態では、第１の電極１０３および第２の電極１０４の双方において素子基板２を保持できるように改造し、かつ、ロボットアーム１０７における素子基板２のハンドリング動作を変更するだけで、一台のプラズマ処理装置１００で酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程の両方を同一の真空チャンバ１０１内で連続して行うことができるという利点がある。

なお、画素電極４に酸素イオン照射のみを施した有機ＥＬ装置では、図４のＬ２に示すように、定電流駆動していくうちに駆動電圧値が急上昇してしまう。この現象の原因はまだ明確にはなっていないが、本願発明者の知見では、酸素イオン照射によりＩＴＯ膜の表面が酸化されるのと同時に、分子間同士の結合が切断され、切断された結合手に電子がトラップされることが一因であると推測できる。これに対して、本形態では、酸素イオン照射後、画素電極４を構成するＩＴＯ膜に酸素ラジカル照射を施すため、切断された結合手を酸素ラジカル照射により酸化させるので、電子のトラップを防止することができるためと考えられる。

［実施の形態２］
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造工程のうち、画素電極に対する表面改質工程（酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程）を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

本形態でも、実施の形態１と同様、成膜工程によって画素電極４を形成した後、正孔注入層６を形成する前の素子基板２を、図５（ａ）に示すプラズマ処理装置１００Ａの真空チャンバ１０１内に搬入し、表面改質工程を行う。プラズマ処理装置１００Ａも、実施の形態１と同様、平板状の第１の電極１０３と平板状の第２の電極１０４とが上下平行に対向した平行平板型プラズマ処理装置として構成されている。真空チャンバ１０１には、例えば、その上面にガス導入口１０１ａが開口し、底面には排気口１０１ｂが開口している。従って、プラズマ処理装置１００において、ガス導入口１０１ａより第１の電極１０３と第２の電極１０４との間に酸素を含むガスを導入するとともに、第１の電極１０３と第２の電極１０４との間に高周波電圧を印加することにより、第１の電極１０３と第２の電極１０４との間に酸素プラズマを発生させることが可能である。

本形態において、第１の電極１０３には素子基板２が保持されており、素子基板２に形成された画素電極４は、第２の電極１０４に対向している。

また、プラズマ処理装置１００Ａには、第１の電極１０３からの引き出し線１０３ａと、第２の電極１０４からの引き出し線１０４ａと、接地された配線１０５ａと、高周波電源１０９に接続する配線１０９ａとに対して、通電状態を切り換える通電切り換え装置１０８が構成されている。このため、本形態のプラズマ処理装置１００Ａでは、通電切り換え装置１０８によって、第１の電極１０３を接地し、第２の電極１０４に高周波電圧を印加した第１の状態と、第２の電極１０４を接地し、第２の電極１０４に高周波電圧を印加した第２の状態とに切り換えることができる。

このように構成されたプラズマ処理装置１００Ａを用いて画素電極４に表面改質工程を行う際は、まず、酸素イオン照射工程において、図５（ａ）に示すように、画素電極４を形成し終えた素子基板２をロボットアーム（図示せず）によって、真空チャンバ１０１の内部に入れ、第１の電極１０３に保持させる。この状態で、画素電極４は、第２の電極１０４に対向した状態となる。次に、真空チャンバ１０１内を真空排気し、所望の圧力とした後、ガス導入口１０１ａより酸素を含むガスを導入する。また、第１の電極１０３を接地する一方、高周波電源１０９から第２の電極１０４に高周波電圧を印加する。その結果、真空チャンバ１０１内に酸素プラズマが発生し、酸素イオン（Ｏ^-）が画素電極４に照射される。酸素イオン照射工程では、例えば、ガス導入口１０１ａより導入される酸素ガスの流量は２０〜５０ｓｃｃｍ（standard cc/min：常温常圧（例えば、１atm、２５℃）に換算した流量）であり、高周波電源１０９の出力は２０〜１００Ｗ、処理時間は２〜２０分である。

次に、酸素ラジカル照射工程においては、図５（ｂ）に示すように、素子基板２を第１の電極１０３に保持させた状態のまま、通電切り換え装置１０８によって、第２の電極１０４を接地する一方、高周波電源１０９から第１の電極１０３に高周波電圧を印加した状態に切り換える。その結果、真空チャンバ１０１内に酸素プラズマが発生し、酸素ラジカル（Ｏ^*）が画素電極４に照射される。

次に、ロボットアームによって、真空チャンバ１０１から素子基板２を搬出し、画素電極４上に正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、および陰極１１をこの順で順次、形成することにより、図１に示す有機ＥＬ装置１を得る。

このように本形態でも、実施の形態１と同様、画素電極４を構成するＩＴＯ膜に対して酸素イオン照射工程を行うため、画素電極表面の清浄度が高い。また、画素電極４の表面が酸素リッチになることから、画素電極４の仕事関数を大きくすることができる。従って、画素電極４と正孔注入層６との間のエネルギー障壁を小さくすることができる。

また、本形態でも、実施の形態１と同様、画素電極４に対して酸素イオン照射工程と酸素ラジカル照射工程をこの順に行うので、駆動電圧の急激な上昇は見られず、低いレベルで推移している。従って、本形態によれば、有機ＥＬ装置１の駆動電圧を初期的にも経時的にも低いレベルに抑えることができる。

さらに、本形態では、通電切り換え装置１０８によって、第１の電極１０３を接地し、第２の電極１０４に高周波電圧を印加した第１の状態と、第２の電極１０４を接地し、第２の電極１０４に高周波電圧を印加した第２の状態とに切り換える。このため、一台のプラズマ処理装置１００Ａで、途中で真空チャンバ１０１を開閉することなく、酸素イオン照射工程および酸素ラジカル照射工程の両方を連続して行うことができるので、スループットが高いという利点がある。

［その他の実施の形態］
上記形態では、有機ＥＬ装置１の画素電極４（陽極）を構成するＩＴＯ膜を改質するにあたって本発明を適用したが、その他の装置、例えば、太陽電池などに用いるＩＴＯ膜の改質に本発明を適用してもよい。また、ＩＴＯ膜の限らず、その他の金属酸化膜、例えば、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜などの改質に本発明を適用してもよい。

さらに、上記形態では、画素電極４、下層側隔壁１７および上層側隔壁１８を形成した後、正孔注入層６を形成する構成であったが、下層側隔壁１７および上層側隔壁１８については省略してもよい。

さらにまた、上記形態では、画素電極４、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０および陰極１１がこの順に積層されている構成を採用したが、画素電極４、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９および陰極１１をこの順に積層されている構成などを採用した場合に本発明を適用してもよい。また、上記構成では、低分子材料で有機ＥＬ素子３を構成したが、高分子材料で有機ＥＬ素子３を構成した有機ＥＬ装置の製造に本発明を適用してもよい。

本発明を適用した有機ＥＬ装置の要部断面図である。 本発明を適用した有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造工程のうち、画素電極に対する酸素イオン照射工程、および酸素ラジカル照射工程を示す説明図である。 本発明を適用した有機ＥＬ装置、および従来技術（酸素イオン照射工程のみ）を適用した有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の駆動電圧の初期レベルおよびその経時変化を比較して示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造工程のうち、画素電極に対する酸素イオン照射工程、および酸素ラジカル照射工程を示す説明図である。 有機ＥＬ素子の各層のエネルギー準位を示す説明図である。

符号の説明

１・・有機ＥＬ装置、４・・画素電極、６・・正孔注入層、７・・正孔輸送層、８・・発光層、９・・電子注入層、１０・・電子輸送層、１１・・陰極、１００、１００Ａ・・プラズマ処理装置、１０１・・真空チャンバ（プラズマ発生室）、１０７・・ロボットアーム（基板ハンドリング装置）、１０８・・通電切り換え装置、１０９・・高周波電源

Claims (7)

1. 導電性を有する透明な金属酸化物を基板上に成膜する成膜工程と、
   酸素を含むガスを用いてプラズマを発生させて前記金属酸化膜に酸素イオンを照射する酸素イオン照射工程と、
   該酸素イオン照射工程の後、酸素を含むガスを用いてプラズマを発生させて前記金属酸化膜に酸素ラジカルを照射する酸素ラジカル照射工程と、
   を有することを特徴とする透明導電膜の製造方法。
2. 接地された第１の電極と、該第１の電極に対向し、高周波電圧が印加される第２の電極とを備えたプラズマ処理装置を用いて前記酸素イオン照射工程および前記酸素ラジカル照射工程を行うにあたって、
   前記酸素イオン照射工程では、前記第１の電極側に前記基板を保持させて前記金属酸化膜に酸素イオンを照射し、
   前記酸素ラジカル照射工程では、前記第２の電極側に前記基板を保持させて前記金属酸化膜に酸素ラジカルを照射することを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜の製造方法。
3. 前記基板を保持する第１の電極と、該第１の電極に対向する第２の電極とを備えたプラズマ処理装置を用いて前記酸素イオン照射工程および前記酸素ラジカル照射工程を行うにあたって、
   前記酸素イオン照射工程では、前記第１の電極を接地する一方、前記第２の電極に高周波電圧を印加して前記金属酸化膜に酸素イオンを照射し、
   前記酸素ラジカル照射工程では、前記第１の電極に高周波電圧を印加する一方、前記第２の電極を接地して前記金属酸化膜に酸素ラジカルを照射することを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜の製造方法。
4. 前記金属酸化物は、ＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の透明導電膜の製造方法。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の透明導電膜の製造方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
   前記透明導電膜を形成した後、当該透明導電膜の上層に、少なくとも、発光層を含む有機機能層を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
6. 接地された第１の電極、および高周波電圧が印加される第２の電極が対向配置されたプラズマ発生室と、
   該プラズマ発生室で開口するガス導入口と、
   基板を前記第１の電極側に保持された状態と前記第２の電極側に保持された状態とに切り換える基板ハンドリング装置と、
   を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 基板が保持された第１の電極、および第２の電極が対向配置されたプラズマ発生室と、
   該プラズマ発生室で開口するガス導入口と、
   前記第１の電極を接地し、前記第２の電極に高周波電圧を印加した状態と、前記第２の電極を接地し、前記第１の電極に高周波電圧を印加した状態とに切り換える通電切り換え装置と、
   を有することを特徴とするプラズマ処理装置。

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