JPH08167479A - 透明導電膜及びその製造方法 - Google Patents
透明導電膜及びその製造方法Info
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- JPH08167479A JPH08167479A JP6310452A JP31045294A JPH08167479A JP H08167479 A JPH08167479 A JP H08167479A JP 6310452 A JP6310452 A JP 6310452A JP 31045294 A JP31045294 A JP 31045294A JP H08167479 A JPH08167479 A JP H08167479A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
- H10K50/816—Multilayers, e.g. transparent multilayers
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】平滑性、透明性、表面の仕事関数が高く、低抵
抗な透明導電膜及びその製造方法を提供すること。 【構成】１〜１００℃の基板温度でＸ線回折的に非晶質
なまたは微結晶からなる非晶質に近いＩＴＯ薄膜を、減
圧下または非酸化性下１００〜５００℃でアニールした
後、酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールする
か、フラズマ照射するかして、表面の高低差を１〜１０
ｎｍにし、表面の仕事関数を５．１〜６．０ｅＶに高め
る。
抗な透明導電膜及びその製造方法を提供すること。 【構成】１〜１００℃の基板温度でＸ線回折的に非晶質
なまたは微結晶からなる非晶質に近いＩＴＯ薄膜を、減
圧下または非酸化性下１００〜５００℃でアニールした
後、酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールする
か、フラズマ照射するかして、表面の高低差を１〜１０
ｎｍにし、表面の仕事関数を５．１〜６．０ｅＶに高め
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機薄膜ＥＬ素子等の面
発光薄膜ＬＥＤに利用できる透明導電膜に関し、特に表
面平滑性、光透過性が優れ、低抵抗で表面の仕事関数が
大きい透明導電膜の製造方法に関する。
発光薄膜ＬＥＤに利用できる透明導電膜に関し、特に表
面平滑性、光透過性が優れ、低抵抗で表面の仕事関数が
大きい透明導電膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＴＯ（インジウムと錫の複合酸
化物）透明導電膜は液晶表示デバイス用として低抵抗化
が要求され、そのため、膜の結晶性を向上させる目的
で、基板を２００℃以上に加熱して成膜することが多か
った。
化物）透明導電膜は液晶表示デバイス用として低抵抗化
が要求され、そのため、膜の結晶性を向上させる目的
で、基板を２００℃以上に加熱して成膜することが多か
った。
【０００３】有機薄膜ＥＬ素子は、一般にＩＴＯ膜や半
透明金属蒸着膜からなる透明陽極上に正孔輸送層、発光
層、電子注入層、金属陰極の順に形成されている。Ｓｉ
Ｃ等の無機半導体からなる面発光薄膜ＬＥＤは、一般に
透明陽極上にｐ型半導体、ｉ型発光層、ｎ型半導体、金
属陰極の順に構成されている。陽極と陰極の間隔は１０
０ｍ程度である。発光層等は膜厚５ｎｍ程度に形成する
場合もあり、層を乱さず形成するためには、ＩＴＯ透明
陽極の凹凸が１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下の平
滑性が望まれる。また、透明陽極の凹凸が大きいと凸部
にかかる電界が大きくなり、その部分で微小な放電が生
じて素子を破壊し、非発光点を生じさせて素子の寿命を
低下させるため、できるだけ平滑な透明陽極が望まれ
る。
透明金属蒸着膜からなる透明陽極上に正孔輸送層、発光
層、電子注入層、金属陰極の順に形成されている。Ｓｉ
Ｃ等の無機半導体からなる面発光薄膜ＬＥＤは、一般に
透明陽極上にｐ型半導体、ｉ型発光層、ｎ型半導体、金
属陰極の順に構成されている。陽極と陰極の間隔は１０
０ｍ程度である。発光層等は膜厚５ｎｍ程度に形成する
場合もあり、層を乱さず形成するためには、ＩＴＯ透明
陽極の凹凸が１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下の平
滑性が望まれる。また、透明陽極の凹凸が大きいと凸部
にかかる電界が大きくなり、その部分で微小な放電が生
じて素子を破壊し、非発光点を生じさせて素子の寿命を
低下させるため、できるだけ平滑な透明陽極が望まれ
る。
【０００４】しかし、例えばスパッタリングによる成膜
中に基板加熱を行うと、１２０ｎｍ程度の膜厚に成膜し
た場合においても結晶成長により２０〜３０ｎｍの凹凸
が表面に生じ、平滑性が損なわれる問題があった。これ
は、電子ビーム蒸着等の他の成膜方法においても同様で
ある。
中に基板加熱を行うと、１２０ｎｍ程度の膜厚に成膜し
た場合においても結晶成長により２０〜３０ｎｍの凹凸
が表面に生じ、平滑性が損なわれる問題があった。これ
は、電子ビーム蒸着等の他の成膜方法においても同様で
ある。
【０００５】また、市販のＩＴＯ膜や、基板加熱し１０
０〜１５０ｎｍ程度の厚さで３０Ω/ □以下の低抵抗に
成膜したＩＴＯ膜の仕事関数は４. ６〜４. ８ｅＶ（理
研計器（株）製：「表面分析装置ＡＣ−１」で光量約８
００ｎＷで測定）であり、金属材料で最も仕事関数が大
きい白金蒸着膜においても仕事関数４. ９ｅＶ（理研計
器（株）製：「表面分析装置ＡＣ−１」で光量１５ｎＷ
で測定）である。透明陽極から発光層への正孔注入効率
をより上げるためには、発光層材料の値（良く用いられ
るＡｌオキシン錯体では５. ８ｅＶ程度）に近い５ｅＶ
以上の仕事関数を持つ材料が望まれている。
０〜１５０ｎｍ程度の厚さで３０Ω/ □以下の低抵抗に
成膜したＩＴＯ膜の仕事関数は４. ６〜４. ８ｅＶ（理
研計器（株）製：「表面分析装置ＡＣ−１」で光量約８
００ｎＷで測定）であり、金属材料で最も仕事関数が大
きい白金蒸着膜においても仕事関数４. ９ｅＶ（理研計
器（株）製：「表面分析装置ＡＣ−１」で光量１５ｎＷ
で測定）である。透明陽極から発光層への正孔注入効率
をより上げるためには、発光層材料の値（良く用いられ
るＡｌオキシン錯体では５. ８ｅＶ程度）に近い５ｅＶ
以上の仕事関数を持つ材料が望まれている。
【０００６】その他、液晶ディスプレイで用いられるＩ
ＴＯと同様に、場所による発光の不均一をできるだけ少
なくするため低抵抗で、発光の外部取り出し効率を高め
るため光透過率が高いことが要求される。
ＴＯと同様に、場所による発光の不均一をできるだけ少
なくするため低抵抗で、発光の外部取り出し効率を高め
るため光透過率が高いことが要求される。
【０００７】低抵抗のＩＴＯ透明導電膜を得るために
は、結晶性を良くし、膜中の電子の散乱を防ぐと共に、
酸素空孔や錫に起因するキャリア電子の密度を増やす必
要がある。しかし、結晶性を良くするために基板加熱を
行ったり、高い入射エネルギーの粒子を用いて成膜する
と、基板上に付着した粒子が安定な場所まで移動しやす
くなる結果、大きな結晶粒が成長し表面の平滑性が悪化
する。
は、結晶性を良くし、膜中の電子の散乱を防ぐと共に、
酸素空孔や錫に起因するキャリア電子の密度を増やす必
要がある。しかし、結晶性を良くするために基板加熱を
行ったり、高い入射エネルギーの粒子を用いて成膜する
と、基板上に付着した粒子が安定な場所まで移動しやす
くなる結果、大きな結晶粒が成長し表面の平滑性が悪化
する。
【０００８】また、膜中の酸素空孔を増やしキャリア密
度を増やそうとすると、電子の散乱中心も増え電子の移
動度は減少するため、成膜中の酸素分圧を変化させる
と、適当な酸素分圧において膜の抵抗は極大となる。さ
らに、膜の透過率は酸素空孔が増えると低級酸化物が膜
中に増え悪化する。
度を増やそうとすると、電子の散乱中心も増え電子の移
動度は減少するため、成膜中の酸素分圧を変化させる
と、適当な酸素分圧において膜の抵抗は極大となる。さ
らに、膜の透過率は酸素空孔が増えると低級酸化物が膜
中に増え悪化する。
【０００９】このことより、成膜中およびアニール中の
酸素分圧、成膜粒子のエネルギーをコントロールするこ
とで、低抵抗で平滑で透明な透明導電膜を得られると考
えられた。しかし、空気中でアニールした後に最も低抵
抗となる酸素分圧でＩＴＯを成膜した場合には、アニー
ル後でも低級酸化物が膜中に残り透明性が低くなる問題
がある。逆に、酸素分圧を高めにして成膜すると空気中
でアニール後には酸素過剰となりキャリア密度が低下し
高抵抗となる問題があった。
酸素分圧、成膜粒子のエネルギーをコントロールするこ
とで、低抵抗で平滑で透明な透明導電膜を得られると考
えられた。しかし、空気中でアニールした後に最も低抵
抗となる酸素分圧でＩＴＯを成膜した場合には、アニー
ル後でも低級酸化物が膜中に残り透明性が低くなる問題
がある。逆に、酸素分圧を高めにして成膜すると空気中
でアニール後には酸素過剰となりキャリア密度が低下し
高抵抗となる問題があった。
【００１０】そこで、成膜プロセス後のアニールにより
最も低抵抗となる成膜プロセス中の成膜装置内の酸素分
圧より２割程高めの酸素分圧で成膜した後、不活性ガ
ス、窒素ガス、水素ガス等の非酸化性雰囲気や減圧雰囲
気でアニールし、結晶成長させる事により低抵抗化を行
った。しかし、このままでは、仕事関数が大きくならな
い問題が残った。
最も低抵抗となる成膜プロセス中の成膜装置内の酸素分
圧より２割程高めの酸素分圧で成膜した後、不活性ガ
ス、窒素ガス、水素ガス等の非酸化性雰囲気や減圧雰囲
気でアニールし、結晶成長させる事により低抵抗化を行
った。しかし、このままでは、仕事関数が大きくならな
い問題が残った。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの問題点を
解決するためになされたものであり、その課題とすると
ころは、表面平滑性に優れ、かつ表面の仕事関数が高い
値を持ち、表面抵抗率が低く、基板を含めた４５０〜８
００ｎｍにおける可視光線透過率が高い透明導電膜及び
その製造方法を提供することにある。
解決するためになされたものであり、その課題とすると
ころは、表面平滑性に優れ、かつ表面の仕事関数が高い
値を持ち、表面抵抗率が低く、基板を含めた４５０〜８
００ｎｍにおける可視光線透過率が高い透明導電膜及び
その製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するため、絶縁基板上に、基板温度を０〜１００℃に保
ち、Ｘ線回折的に非晶質なまたは微結晶からなる非晶質
に近いＩＴＯ薄膜を作製し、その後、減圧下または非酸
化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールし平板状に結
晶成長させ、その後、酸化性雰囲気１００〜５００℃で
アニールするかまたはプラズマ照射により、表面高低差
が１μｍ平方の範囲で１ｎｍ〜１０ｎｍ、表面の仕事関
数が５．１〜６．０ｅＶ、表面抵抗率が３〜５０Ω／
□、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにおける可視光透
過率が７５〜９０％である透明導電膜を提供する。
するため、絶縁基板上に、基板温度を０〜１００℃に保
ち、Ｘ線回折的に非晶質なまたは微結晶からなる非晶質
に近いＩＴＯ薄膜を作製し、その後、減圧下または非酸
化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールし平板状に結
晶成長させ、その後、酸化性雰囲気１００〜５００℃で
アニールするかまたはプラズマ照射により、表面高低差
が１μｍ平方の範囲で１ｎｍ〜１０ｎｍ、表面の仕事関
数が５．１〜６．０ｅＶ、表面抵抗率が３〜５０Ω／
□、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにおける可視光透
過率が７５〜９０％である透明導電膜を提供する。
【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
は、鋭意研究を重ねた結果、基板加熱をせずにＸ線回折
的に非晶質な微粒子を基板上に成膜した後、１００〜５
００℃の温度、好ましくは２００〜４００℃の温度で結
晶化させると、微粒子が平面方向に焼結しモザイク状に
結晶成長するため、原子間力顕微鏡で測定した凹凸が３
ｎｍ以下の極めて平滑な表面が得られることを見いだ
し、さらに、空気中等の酸化性雰囲気１００℃〜５００
℃でアニールするか、または酸素やアルゴン等のプラズ
マを照射することにより、４. ６〜４. ８ｅＶであった
仕事関数が５．１ｅＶ以上になることを見いだした。
は、鋭意研究を重ねた結果、基板加熱をせずにＸ線回折
的に非晶質な微粒子を基板上に成膜した後、１００〜５
００℃の温度、好ましくは２００〜４００℃の温度で結
晶化させると、微粒子が平面方向に焼結しモザイク状に
結晶成長するため、原子間力顕微鏡で測定した凹凸が３
ｎｍ以下の極めて平滑な表面が得られることを見いだ
し、さらに、空気中等の酸化性雰囲気１００℃〜５００
℃でアニールするか、または酸素やアルゴン等のプラズ
マを照射することにより、４. ６〜４. ８ｅＶであった
仕事関数が５．１ｅＶ以上になることを見いだした。
【００１４】本発明におけるＸ線回折的に非晶質な微粒
子を基板上に成膜する方法としては、スパッタ法、電子
ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法等がある。
子を基板上に成膜する方法としては、スパッタ法、電子
ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法等がある。
【００１５】
【作用】本発明では、成膜後、空気中等の酸化性雰囲気
でアニール、または、酸素やアルゴン等のプラズマを照
射することにより表面の仕事関数を５．１ｅＶ以上に大
きくすることを行った。この際、膜の内部はすでに結晶
化し緻密になっているため、酸素がほとんど入り込め
ず、抵抗率が大きく増大することは無い。
でアニール、または、酸素やアルゴン等のプラズマを照
射することにより表面の仕事関数を５．１ｅＶ以上に大
きくすることを行った。この際、膜の内部はすでに結晶
化し緻密になっているため、酸素がほとんど入り込め
ず、抵抗率が大きく増大することは無い。
【００１６】また、本発明の方法により、従来の５. １
ｅＶ以上の高仕事関数ではないが低抵抗、高透過率のＩ
ＴＯ膜が得られる条件で成膜し下地とした上に、本発明
の製造方法による高仕事関数が得られる条件または材料
で成膜し、多層構造の透明電極とすることも可能であ
る。
ｅＶ以上の高仕事関数ではないが低抵抗、高透過率のＩ
ＴＯ膜が得られる条件で成膜し下地とした上に、本発明
の製造方法による高仕事関数が得られる条件または材料
で成膜し、多層構造の透明電極とすることも可能であ
る。
【００１７】例えば、蒸着またはスパッタ等の方法で基
板温度１００℃以下でＩＴＯを非晶質に成膜した後、非
酸化性雰囲気や減圧雰囲気でアニールし結晶成長して得
た表面の高低差が１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下、か
つ、表面抵抗率４０Ω／□以下、基板を含めた４５０〜
８００ｎｍにおける可視光線透過率が８０％以上である
ＩＴＯ膜を下地とし、その上に５．１ｅＶ以上の仕事関
数の透明導電層を積層し２層構造の透明電極とする。
板温度１００℃以下でＩＴＯを非晶質に成膜した後、非
酸化性雰囲気や減圧雰囲気でアニールし結晶成長して得
た表面の高低差が１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下、か
つ、表面抵抗率４０Ω／□以下、基板を含めた４５０〜
８００ｎｍにおける可視光線透過率が８０％以上である
ＩＴＯ膜を下地とし、その上に５．１ｅＶ以上の仕事関
数の透明導電層を積層し２層構造の透明電極とする。
【００１８】上層に用いる５．１ｅＶ以上の仕事関数の
透明導電層は、下地と同じ成膜装置を用いて高仕事関数
のＩＴＯを成膜する場合には、下地の低抵抗を優先して
成膜したＩＴＯ膜の成膜条件よりも高い酸素分圧（本発
明の実施例の場合、２倍程度だが、用いる装置にもよる
ので特に限定せず）で、基板温度室温で１００ｎｍ以
下、好ましくは５〜２０ｎｍの厚さに成膜した後、空気
中等の酸化性雰囲気下でアニール、または酸素やアルゴ
ン等のプラズマを照射することで成膜される。
透明導電層は、下地と同じ成膜装置を用いて高仕事関数
のＩＴＯを成膜する場合には、下地の低抵抗を優先して
成膜したＩＴＯ膜の成膜条件よりも高い酸素分圧（本発
明の実施例の場合、２倍程度だが、用いる装置にもよる
ので特に限定せず）で、基板温度室温で１００ｎｍ以
下、好ましくは５〜２０ｎｍの厚さに成膜した後、空気
中等の酸化性雰囲気下でアニール、または酸素やアルゴ
ン等のプラズマを照射することで成膜される。
【００１９】ＩＴＯ以外の５．１ｅＶ以上の仕事関数を
持つ物質を上層に用いる場合には、例えばアモルファス
シリコンカーバイト、セレン等のカルコゲナイト族の単
体および化合物等の非晶質半導体等を２０ｎｍ程度以下
の厚さで下地ＩＴＯ上に成膜する。
持つ物質を上層に用いる場合には、例えばアモルファス
シリコンカーバイト、セレン等のカルコゲナイト族の単
体および化合物等の非晶質半導体等を２０ｎｍ程度以下
の厚さで下地ＩＴＯ上に成膜する。
【００２０】得られたＩＴＯ膜を湿式のエッチングでパ
ターニングする場合は、成膜後に行うアニール前後のど
ちらでも行うことができるが、アニールによる結晶化に
より膜が安定化する前に行うと、より速くエッチングを
行うことができる。
ターニングする場合は、成膜後に行うアニール前後のど
ちらでも行うことができるが、アニールによる結晶化に
より膜が安定化する前に行うと、より速くエッチングを
行うことができる。
【００２１】また、より低抵抗な透明導電膜とするた
め、透光性金属薄膜層をＩＴＯ膜の層と重ねて設けるこ
ともできる。
め、透光性金属薄膜層をＩＴＯ膜の層と重ねて設けるこ
ともできる。
【００２２】透光性金属薄膜層は、厚さは２０ｎｍ以
下、好ましくは５〜１０ｎｍ程度の金属層を、蒸着、イ
オンプレーティング、スパッタリング、または湿式メッ
キなどの方法により成膜する。
下、好ましくは５〜１０ｎｍ程度の金属層を、蒸着、イ
オンプレーティング、スパッタリング、または湿式メッ
キなどの方法により成膜する。
【００２３】金属材料としては、銅、銀、錫、ニッケ
ル、プラチナ、パラジウム、クロム等の金属単体または
合金を用いることができるが、上記例に特に限定される
わけでわない。
ル、プラチナ、パラジウム、クロム等の金属単体または
合金を用いることができるが、上記例に特に限定される
わけでわない。
【００２４】
【実施例】以下、ＲＦマグネトロンスパッタリングによ
り行った場合の本発明の実施例について説明する。
り行った場合の本発明の実施例について説明する。
【００２５】＜実施例１＞スッパタリング装置は徳田製
作所（株）製：「ＴＯＫＵＤＡ ＣＦＳ- １0 ＥＰ−７
０」を用い、基板はダウ・コーニング（株）製：「コー
ニング７０５９（厚さ１. １ｍｍ、5 インチ角）」を回
転式ジグの中心に固定し、直径５インチのＩＴＯターゲ
ット（酸化錫１０ｗｔ％）とジグ面との距離を１７．５
ｃｍとした。スパッタリングはアルゴン／酸素＝３４０
／１の流量比（圧力０．３１Ｐａ）でＲＦ出力３００Ｗ
で基板温度は室温で30分間行った。その結果、５００ｎ
ｍでの光透過率７１％、表面抵抗７５Ω／□、仕事関数
４．６ｅＶ、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜が得られた。膜
の表面のＳＥＭ写真を図１に、Ｘ線回折図を図２に示す
が、平滑な微結晶からなるほとんど非晶質に近い膜であ
ることが分かる。
作所（株）製：「ＴＯＫＵＤＡ ＣＦＳ- １0 ＥＰ−７
０」を用い、基板はダウ・コーニング（株）製：「コー
ニング７０５９（厚さ１. １ｍｍ、5 インチ角）」を回
転式ジグの中心に固定し、直径５インチのＩＴＯターゲ
ット（酸化錫１０ｗｔ％）とジグ面との距離を１７．５
ｃｍとした。スパッタリングはアルゴン／酸素＝３４０
／１の流量比（圧力０．３１Ｐａ）でＲＦ出力３００Ｗ
で基板温度は室温で30分間行った。その結果、５００ｎ
ｍでの光透過率７１％、表面抵抗７５Ω／□、仕事関数
４．６ｅＶ、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜が得られた。膜
の表面のＳＥＭ写真を図１に、Ｘ線回折図を図２に示す
が、平滑な微結晶からなるほとんど非晶質に近い膜であ
ることが分かる。
【００２６】つぎに、このＩＴＯ膜を３００℃、２７Ｐ
ａの減圧下で１０分間アニールすると、５００ｎｍでの
光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにお
ける可視光線透過率が８０％以上であり、表面抵抗率27
Ω／□、仕事関数４．６ｅＶのＩＴＯ膜となった。ＳＥ
Ｍ写真を図３に、Ｘ線回折図を図４の示すが、平板状に
結晶成長していることが分かる。
ａの減圧下で１０分間アニールすると、５００ｎｍでの
光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにお
ける可視光線透過率が８０％以上であり、表面抵抗率27
Ω／□、仕事関数４．６ｅＶのＩＴＯ膜となった。ＳＥ
Ｍ写真を図３に、Ｘ線回折図を図４の示すが、平板状に
結晶成長していることが分かる。
【００２７】さらに、このＩＴＯ膜を空気中で３００
℃、１０分間アニールすると、５００ｎｍでの光透過率
８６％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにおける可視
光線透過率が８０％以上であり、表面抵抗率３２Ω／
□、仕事関数５．２ｅＶの高光透過率、低抵抗のＩＴＯ
膜となった。セイコー電子工業（株）製「ＳＰＭ３７０
０」原子間力顕微鏡で１μｍ四方の表面の凹凸を測定し
たところ、最大３ｎｍ以下の高平滑面であった。ＳＥＭ
写真を図５に示すが、平板状に結晶成長していることが
分かる。
℃、１０分間アニールすると、５００ｎｍでの光透過率
８６％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍにおける可視
光線透過率が８０％以上であり、表面抵抗率３２Ω／
□、仕事関数５．２ｅＶの高光透過率、低抵抗のＩＴＯ
膜となった。セイコー電子工業（株）製「ＳＰＭ３７０
０」原子間力顕微鏡で１μｍ四方の表面の凹凸を測定し
たところ、最大３ｎｍ以下の高平滑面であった。ＳＥＭ
写真を図５に示すが、平板状に結晶成長していることが
分かる。
【００２８】＜実施例２＞実施例１で空気中で３００
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、圧力２7 Ｐ
ａでＲＦ１００Ｗの出力のアルゴンプラズマを１５分間
さらした。表面の仕事関数は５．２ｅＶとなった。
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、圧力２7 Ｐ
ａでＲＦ１００Ｗの出力のアルゴンプラズマを１５分間
さらした。表面の仕事関数は５．２ｅＶとなった。
【００２９】＜実施例３＞実施例１で空気中で３００
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、圧力２７Ｐ
ａでＲＦ１００Ｗの出力の酸素プラズマを１５分間さら
した。表面の仕事関数は５．２ｅＶとなった。
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、圧力２７Ｐ
ａでＲＦ１００Ｗの出力の酸素プラズマを１５分間さら
した。表面の仕事関数は５．２ｅＶとなった。
【００３０】＜比較例１＞実施例１で３００℃、２７Ｐ
ａの減圧下で１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、空
気中、３００℃で１０分間アニールすると、５００ｎｍ
での光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍ
における可視光線透過率が８０％以上であり、仕事関数
５．２ｅＶ、ＳＥＭ写真図６に示すように平板状に結晶
成長し、平滑な面が得られたが、表面抵抗率１00Ω／□
の高抵抗なＩＴＯ膜となった。
ａの減圧下で１０分間アニールする前のＩＴＯ膜を、空
気中、３００℃で１０分間アニールすると、５００ｎｍ
での光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００ｎｍ
における可視光線透過率が８０％以上であり、仕事関数
５．２ｅＶ、ＳＥＭ写真図６に示すように平板状に結晶
成長し、平滑な面が得られたが、表面抵抗率１00Ω／□
の高抵抗なＩＴＯ膜となった。
【００３１】＜比較例２＞実施例１と同じ装置を用い
て、同じ基板上にアルゴン／酸素流量比を４２５／１
（圧力０．３１Ｐａ）としてスパッタを行った。その結
果、５００ｎｍでの光透過率４９％、表面抵抗率２１４
Ω／□、仕事関数４．７ｅＶ、の低光透過率の非晶質Ｉ
ＴＯ膜が得られた。さらに、このＩＴＯ膜を空気中で２
５０℃、１時間アニールしたが、５００ｎｍでの光透過
率６８％、表面抵抗率１６Ω／□、仕事関数５．０ｅＶ
の低抵抗だが、低光透過率のＩＴＯ膜となった。
て、同じ基板上にアルゴン／酸素流量比を４２５／１
（圧力０．３１Ｐａ）としてスパッタを行った。その結
果、５００ｎｍでの光透過率４９％、表面抵抗率２１４
Ω／□、仕事関数４．７ｅＶ、の低光透過率の非晶質Ｉ
ＴＯ膜が得られた。さらに、このＩＴＯ膜を空気中で２
５０℃、１時間アニールしたが、５００ｎｍでの光透過
率６８％、表面抵抗率１６Ω／□、仕事関数５．０ｅＶ
の低抵抗だが、低光透過率のＩＴＯ膜となった。
【００３２】＜実施例４＞実施例１において、空気中で
３００℃、１０分間アニールし表面を高仕事関数化する
代わりに、以下に示すように高仕事関数のＩＴＯを数１
０ｎｍ以下の厚さで積層する。実施例１の３００℃、２
７Ｐａの減圧下で１０分間アニールしたＩＴＯ膜上に、
実施例１と同じ装置を用いて、アルゴン／酸素流量比を
１７０／１（圧力０．３１Ｐａ）、ＲＦ出力３００Ｗ、
基板温度室温で３分間スパッタを行い膜厚１５ｎｍの非
晶質ＩＴＯ膜を堆積する。さらに、このＩＴＯ膜を空気
中で２５０℃、１時間アニールし結晶化すると、５００
ｎｍでの光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００
ｎｍにおける可視光線透過率が８０％以上であり、表面
抵抗率３３Ω／□、仕事関数５．５ｅＶの高光透過率、
高仕事関数で、原子間力顕微鏡で計った表面の高低差が
１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下の平滑なＩＴＯ膜が得
られる。
３００℃、１０分間アニールし表面を高仕事関数化する
代わりに、以下に示すように高仕事関数のＩＴＯを数１
０ｎｍ以下の厚さで積層する。実施例１の３００℃、２
７Ｐａの減圧下で１０分間アニールしたＩＴＯ膜上に、
実施例１と同じ装置を用いて、アルゴン／酸素流量比を
１７０／１（圧力０．３１Ｐａ）、ＲＦ出力３００Ｗ、
基板温度室温で３分間スパッタを行い膜厚１５ｎｍの非
晶質ＩＴＯ膜を堆積する。さらに、このＩＴＯ膜を空気
中で２５０℃、１時間アニールし結晶化すると、５００
ｎｍでの光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８００
ｎｍにおける可視光線透過率が８０％以上であり、表面
抵抗率３３Ω／□、仕事関数５．５ｅＶの高光透過率、
高仕事関数で、原子間力顕微鏡で計った表面の高低差が
１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下の平滑なＩＴＯ膜が得
られる。
【００３３】＜比較例３＞実施例１と同じ装置で、基板
温度２００℃、アルゴン／酸素＝３４０／１の流量比
（圧力０．３１Ｐａ）、ＲＦ出力３００Ｗで３０分間ス
パッタリングしＩＴＯの成膜を行った。その結果、５０
０ｎｍでの光透過率８８％、基板を含めた４５０〜８０
０ｎｍにおける可視光線透過率が７５％以上であり、表
面抵抗１６Ω／□、仕事関数４．７ｅＶ、膜厚１５０ｎ
ｍのＩＴＯ膜が得られた。膜の表面のＳＥＭ写真を図７
に示す。低抵抗で光透過率が高いが、結晶成長し表面の
凹凸が激しい。
温度２００℃、アルゴン／酸素＝３４０／１の流量比
（圧力０．３１Ｐａ）、ＲＦ出力３００Ｗで３０分間ス
パッタリングしＩＴＯの成膜を行った。その結果、５０
０ｎｍでの光透過率８８％、基板を含めた４５０〜８０
０ｎｍにおける可視光線透過率が７５％以上であり、表
面抵抗１６Ω／□、仕事関数４．７ｅＶ、膜厚１５０ｎ
ｍのＩＴＯ膜が得られた。膜の表面のＳＥＭ写真を図７
に示す。低抵抗で光透過率が高いが、結晶成長し表面の
凹凸が激しい。
【００３４】＜実施例５＞実施例１で空気中で３００
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜上に、シラン、
エタン、ジボラン、水素ガスを原料とし、ガスの原子比
がＳｉ：Ｃ：Ｂ：Ｈ= １０：２０：０. ８：４４２とな
るように混合し、基板温度１６０ ℃、圧力０. １５Ｔ
ｏｒｒ、ＲＦ出力２０Ｗの条件でプラズマＣＶＤ法を行
いｐ型アモルファスシリコンカーバイトを１５ｎｍ堆積
し、２層構造の透明導電膜を作製した。その結果、５０
０ｎｍでの光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８０
０ｎｍにおける可視光線透過率が７５％以上であり、表
面抵抗率２７Ω／□、仕事関数５．２ｅＶ（測定光量１
ｎＷ）の高光透過率、高仕事関数で、原子間力顕微鏡で
計った表面の高低差が１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下
の平滑な透明導電膜が得られた。
℃、１０分間アニールする前のＩＴＯ膜上に、シラン、
エタン、ジボラン、水素ガスを原料とし、ガスの原子比
がＳｉ：Ｃ：Ｂ：Ｈ= １０：２０：０. ８：４４２とな
るように混合し、基板温度１６０ ℃、圧力０. １５Ｔ
ｏｒｒ、ＲＦ出力２０Ｗの条件でプラズマＣＶＤ法を行
いｐ型アモルファスシリコンカーバイトを１５ｎｍ堆積
し、２層構造の透明導電膜を作製した。その結果、５０
０ｎｍでの光透過率８５％、基板を含めた４５０〜８０
０ｎｍにおける可視光線透過率が７５％以上であり、表
面抵抗率２７Ω／□、仕事関数５．２ｅＶ（測定光量１
ｎＷ）の高光透過率、高仕事関数で、原子間力顕微鏡で
計った表面の高低差が１μｍ四方の範囲で１０ｎｍ以下
の平滑な透明導電膜が得られた。
【００３５】＜実施例６＞実施例２で作製したＩＴＯ膜
を透明陽極とし、その上に順に、第一正孔輸送層として
銅フタロシアニンを約１５ｎｍ蒸着し、第２正孔輸送層
として
を透明陽極とし、その上に順に、第一正孔輸送層として
銅フタロシアニンを約１５ｎｍ蒸着し、第２正孔輸送層
として
【００３６】
【化１】
【００３７】を４８ｎｍスピンコートし、さらに第３正
孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−パラ
−トリル−ベンジジンを５ｎｍ蒸着し、発光層としてキ
ナクリドンを約０. ５％添加したＡｌオキシン錯体を５
ｎｍ蒸着し、電子輸送層としてＡｌオキシン錯体のみを
４５ｎｍ蒸着し、陰極としてＡｌＬｉ合金を２７ｎｍ共
蒸着した後、Ａｌのみを１８０ｎｍ積層（発光部面積８
ｍｍ2 ）し、封止層としてＧｅＯを素子上全面に蒸着し
た後カバーガラスを感光性樹脂で接着した。この素子を
１０ｍＡ／ｃｍ2 で駆動すると、初期輝度５８７ｃｄ／
ｍ2 （８.６Ｖ）、千時間後でも１８４ｃｄ／ｍ2 （１
１. ２Ｖ）と従来になく高輝度を保ち、目視観察で非発
光点の発生が無く安定な発光をした。
孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−パラ
−トリル−ベンジジンを５ｎｍ蒸着し、発光層としてキ
ナクリドンを約０. ５％添加したＡｌオキシン錯体を５
ｎｍ蒸着し、電子輸送層としてＡｌオキシン錯体のみを
４５ｎｍ蒸着し、陰極としてＡｌＬｉ合金を２７ｎｍ共
蒸着した後、Ａｌのみを１８０ｎｍ積層（発光部面積８
ｍｍ2 ）し、封止層としてＧｅＯを素子上全面に蒸着し
た後カバーガラスを感光性樹脂で接着した。この素子を
１０ｍＡ／ｃｍ2 で駆動すると、初期輝度５８７ｃｄ／
ｍ2 （８.６Ｖ）、千時間後でも１８４ｃｄ／ｍ2 （１
１. ２Ｖ）と従来になく高輝度を保ち、目視観察で非発
光点の発生が無く安定な発光をした。
【００３８】
【発明の効果】以上により明らかなように、本発明の製
造方法により、表面平滑性が高く、低抵抗率で光透過率
が高い透明導電膜が得ることが可能となった。この透明
導電膜を有機薄膜ＥＬ素子等の面発光薄膜ＬＥＤ素子の
透明陽極に用いると、素子の長寿命化に大きな効果があ
るものとなる。
造方法により、表面平滑性が高く、低抵抗率で光透過率
が高い透明導電膜が得ることが可能となった。この透明
導電膜を有機薄膜ＥＬ素子等の面発光薄膜ＬＥＤ素子の
透明陽極に用いると、素子の長寿命化に大きな効果があ
るものとなる。
【００３９】
【図１】実施例１における、基板温度室温で成膜した非
晶質なＩＴＯ膜の表面ＳＥＭ写真である。
晶質なＩＴＯ膜の表面ＳＥＭ写真である。
【図２】図１と同じ試料のＸ線回折の図である。
【図３】図１の試料を減圧下アニールした実施例２の試
料表面のＳＥＭ写真である。
料表面のＳＥＭ写真である。
【図４】図３と同じ試料のＸ線回折の図である。
【図５】図３の試料を空気中でアニールした実施例３の
試料の表面のＳＥＭ写真である。
試料の表面のＳＥＭ写真である。
【図６】図１の試料を空気中でアニールした実施例２の
試料の表面のＳＥＭ写真である。
試料の表面のＳＥＭ写真である。
【図７】比較例３の試料表面のＳＥＭ写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】表面高低差が１μｍ平方の範囲で１ｎｍ〜
１０ｎｍ、表面の仕事関数が５．１〜６．０ｅＶ、表面
抵抗率が３〜５０Ω／□、基板を含めた４５０〜８００
ｎｍにおける可視光透過率が７５〜９０％であることを
特徴とする透明導電膜。 - 【請求項２】絶縁基板上に、基板温度を０〜１００℃に
保ち、Ｘ線回折的に非晶質なまたは微結晶からなる非晶
質に近いＩＴＯ薄膜を作製し、その後、減圧下または非
酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールし平板状に
結晶成長させ、その後、酸化性雰囲気１００〜５００℃
でアニールして、表面高低差を１μｍ平方の範囲で１ｎ
ｍ〜１０ｎｍ、表面の仕事関数を５．１〜６．０ｅＶに
することを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 【請求項３】絶縁基板上に、基板温度を０〜１００℃に
保ち、Ｘ線回折的に非晶質なまたは微結晶からなる非晶
質に近いＩＴＯ薄膜を作製し、その後、減圧下または非
酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニールし平板状に
結晶成長させ、その後、プラズマ照射により、表面高低
差を１μｍ平方の範囲で１ｎｍ〜１０ｎｍ、表面の仕事
関数を５．１ｅＶ以上にすることを特徴とする透明導電
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31045294A JP3586906B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 透明導電膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31045294A JP3586906B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 透明導電膜の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004189360A Division JP3849698B2 (ja) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | 透明導電膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167479A true JPH08167479A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3586906B2 JP3586906B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=18005426
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31045294A Expired - Fee Related JP3586906B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 透明導電膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3586906B2 (ja) |
Cited By (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11288786A (ja) * | 1998-02-04 | 1999-10-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光共振型有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US6188176B1 (en) | 1997-07-15 | 2001-02-13 | Tdk Corporation | Organic electroluminescent device and preparation method with ITO electrode (111) orientation |
| JP2001284059A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Honda Motor Co Ltd | 透明電極、有機エレクトロルミネッセンス素子、透明電極処理装置および透明電極の処理方法 |
| JP2002083693A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-03-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 透明導電膜付き基板及び該透明導電膜付き基板を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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