JPWO2002098812A1 - 透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機エレクトロルミネッセンス(Electoroluminescence:電界発光、以下「EL」という。)素子に関し、特に、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機EL素子に関する。
背景技術
有機EL素子は、通常、ガラス基板等の透明基板表面上に陽極として用いられる透明導電膜が成膜された素子であり、平面光源や次世代のフラットパネルディスプレイ等に用いられる素子として注目されている。透明導電膜には、光の透過率が高く低抵抗特性を有する材料が用いられ、この材料としては、酸化インジウム(In2O3)にスズ(Sn)を添加した酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:以下「ITO」という。)等が知られている。この種の有機EL素子においては、陽極から注入された正孔が正孔輸送層を介して発光層に到達し、また陰極から注入された電子が電子輸送層を介して発光層に到達し、該発光層でこれら正孔と電子とが再結合することにより、発光動作が実現される。
ところで、従来の有機EL素子では、陽極の表面高低差(表面凹凸)が大きいと、その凸部(突起)に電界が集中してEL素子が破壊されたり、該凸部が陰極と短絡したりして、非発光点(EL素子表面上で発光しない点)が発生することがある。これらの現象が起こると、有機EL素子の耐久性が著しく低下するので、陽極である透明導電膜(ITO膜)が成膜された透明基板には優れた平滑性が求められている。
透明基板としてのガラス基板は、通常、製造時に発生するうねり等を除去するために表面が研磨剤を用いて研磨パッド等により研磨されており、その際、ガラス基板表面に研磨剤や研磨クズ等の異物による傷が発生したり、研磨剤が残存したりする。このような傷入りガラス基板や研磨剤が残存したガラス基板にITO膜が成膜されると、傷や研磨剤がITO膜の平滑性に影響して局所的な凸部を発生させるので、ITO膜には表面の研磨が必要となっている。
しかしながら、ITO膜の表面を研磨剤を用いて研磨パッド等により研磨する場合、研磨剤やガラス基板と研磨パッドの間に混入した異物によりITO膜表面上に傷が発生するので、有機EL素子を製造する際に非発光点等が発生し、有機EL素子に歩留まりが低下するという問題があった。また、ITO膜の表面を研磨する研磨工程が必要となるため、コストアップの原因ともなっていた。
本発明の目的は、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機EL素子を提供することである。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明の第1の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御する透明基板の製造方法が提供される。
本第1の形態において、前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより行うことが好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがより好ましい。
本第1の形態において、前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことがさらに好ましい。
本第1の形態において、前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を主として研磨することにより行うことが好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行い、当該透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、当該透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがより好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行うことがより好ましい。
本形態において、前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄することがさらに好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことがさらに好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがさらに好ましい。
本第1の形態において、前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがさらに好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第2の形態によれば、本発明の第1の形態の透明基板の製造方法によって製造された透明基板が提供される。
本第2の形態において、透明導電膜が表面上に成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであることが好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第3の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板であって、前記透明基板の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦4nmである透明基板が提供される。
本第3の形態において、前記表面を研磨するが省略されていることが好ましい。
本第3の形態において、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがより好ましい。
本第3の形態において、前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことがさらに好ましい。
本第3の形態において、前記表面が研磨されていることが好ましい。
本第3の形態において、前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われ、当該表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により洗浄され、当該透明基板の表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがより好ましい。
本第3の形態において、前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われた後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われたことがより好ましい。
本第3の形態において、前記表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸により洗浄されていることがさらに好ましい。
本第3の形態において、前記表面が洗浄された後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことがさらに好ましい。
本第3の形態において、前記表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがさらに好ましい。
本第3の形態において、前記表面の研磨が行われた後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがさらに好ましい。
本第3の形態において、透明導電膜が表面上に成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであることがさらに好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第4の形態によれば、本発明の第2及び第3の形態の透明基板を有するエレクトロルミネッセンス素子が提供される。
発明を実施するための最良の形態
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御すると、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのを見出した。
また、本発明者は、好ましくは、前記表面平滑性を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより制御すると、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができ、前記表面平滑性を前記透明基板の表面を主として研磨することにより制御すると、透明基板の表面における表面平滑性を確実に制御することができるのを見出した。
さらに、本発明者は、前記透明基板の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦4nmに制御された透明基板表面上に透明導電膜が成膜された透明基板であって、前記成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであると、非発光点がなく耐久性がより高い有機EL素子に用いることができるのを見出した。
本発明は、上記研究結果に基づいてなされたものである。
以下、本発明の実施の形態に係る透明基板の製造方法を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る有機EL素子の構成を示す概略断面図である。
図1において、有機EL素子10は、ソーダライム等から成るガラス基板1(透明基板)、該ガラス基板1の表面に成膜されたアルカリパッシベーションのためのSiO2膜(酸化珪素膜)2、及びSiO2膜2の表面に成膜されたITO膜3(透明導電膜)から成るITO膜付き基板4(透明導電膜が成膜されている透明基板)と、ITO膜3の表面に成膜され発光層6に効率よく正孔を注入するための正孔輸送層5と、正孔輸送層5の表面に成膜され発光層6に電子を注入するための金属薄膜層7と、注入された正孔と電子とが再結合することを利用して光を放出する発光層6とで構成され、ITO膜3と金属薄膜層7との間に可変直流電源により直流電圧が印加される。
正孔輸送層5及び発光層6はいずれも有機材料で形成され、正孔輸送層5を構成する有機材料としては、TPD(トリフェニルジアミン)やm−MTDATA(例えば、4,4’,4”−トリス−(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン)が使用される。また、発光層6は母材にドーパントが含有されており、母材を構成する有機材料としては、キノリノールアルミニウム錯体(Alq3)やDPVBi(例えば、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル)を使用することができる。金属薄膜層7を構成する金属材料としては、Al,Mg,In,Ag,In−Li,Mg−Sr,Al−Sr等の金属材料を使用することができる。
このように構成された有機EL素子10は、ITO膜3を陽極とし、金属薄膜層7を陰極としてITO膜3と金属薄膜層7との間に直流電圧を印加すると、ITO膜3からの正孔が正孔輸送層5を介して発光層6に到達する一方、金属薄膜層7からの電子が発光層6に到達すると、該発光層6で正孔と電子が再結合し、図1中の矢印A方向に大部分の光が放出される。
ところが、陽極であるITO膜付き基板4の表面凹凸が顕著で表面高低差が大きいと、その凸部に集中して電界がかかり、微小な放電が生じて有機EL素子10自体が破壊されたり、非発光点が発生して該有機EL素子10の耐久性を著しく低下させる。したがって、良好な発光状態を維持して耐久性を向上させるためには、ITO膜付き基板4の表面に表面高低差が極力小さい優れた表面平滑性としてのRz(10点平均粗さ)が求められる。表面平滑性としての10点平均粗さRzとは、基準高さに対応する抜き取り部分の最高値から5番目までの山頂の標高の平均値と、基準高さに対応する抜き取り部分の最深から5番目までの谷底の標高の平均値との差である。
本発明の第1の実施の形態では、まず、ガラス基板1の表面平滑性が予め0nm≦Rz≦4nmのものを用いる。これは、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzがガラス基板1の表面平滑性としてのRzに大きく影響するからである。これにより、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzを向上させることができる。
そして、0nm≦Rz≦4nmのガラス基板1に表面を研磨する研磨処理を施すことを省略する。これは、該研磨処理後に残存する研磨剤(例えば、酸化セリウム粉)や研磨クズ、研磨により表面に発生した傷等により、ガラス基板1の表面に局所的な突起等が発生するからである。これにより、ガラス基板1、ひいてはITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzが低下するのを防止することができる。
その後、必要に応じて表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液(酸性水溶液)によるエッチング処理を行い、ガラス基板1の表面平滑性としてのRzを制御し、ガラス基板1の表面平滑性としてのRzをさらに改善させるのが好ましい。このエッチング処理を行った場合には、所定のアルカリ性液により表面の洗浄を行うこと(以下、「アルカリ洗浄」という。)がより好ましく、これにより、エッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
こうして、第1の実施の形態において用いるべきガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmとすることができる。
また、第2の実施の形態では、0nm≦Rz≦4nmのガラス基板1の表面に主として研磨処理を施し、ガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに改善させたものを用いる。これは、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzがガラス基板1の表面平滑性としてのRzに大きく影響するからである。これにより、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzを向上させることができる。
この研磨処理を施した場合には、硫酸及びアスコルビン酸の混合液により表面を洗浄すること(以下、「混合液洗浄」という。)や上記エッチング処理を行うのが好ましく、混合液洗浄に次いでエッチング処理を行うのがより好ましい。混合液洗浄により、研磨処理後に残存するガラス基板1表面の研磨剤を効果的に除去することができる。また、この混合液洗浄を行った後には、アルカリ洗浄を行うのがより好ましく、これにより、混合液により荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
なお、上記研磨処理を施す場合には、研磨剤として、例えば平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いる(1段研磨)。但し、この1段研磨のみを行った場合には、研磨されたガラス基板1の表面に混合液洗浄、次いでエッチング処理を行うことが必須となる。そして、この1段研磨に次いで仕上げ研磨処理を施すときは、研磨剤として、例えば平均粒径の小さい約0.6μmの酸化セリウム粉を用いることができる(2段研磨)。仕上げ研磨処理を施すことにより、より確実にガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御することができる。
こうして、第2の実施の形態において用いるべきガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmとすることができる。
上述したように表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御したガラス基板1を用いてITO膜付き基板4を作製すると、その表面には局所的な凸部(突起)等が全く見られず、ITO膜の表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmで非常に平滑なITO膜付き基板4とすることができる。
ガラス基板1の母材ガラスは、シート状ガラスであれば、どのような製法で作製されたシート状ガラスでもよく、例えば、溶融金属の上で所定の厚さに成形されるフロート法によって作製されたものが好ましい。
フロート法は、所定の組成になるように原料を調合して、溶融炉に投入し、溶融炉の中で長時間を掛けて高温で溶融・均質化を実施する。次に、密閉構造で還元雰囲気にしてある成形槽の溶融金属(例えば、錫(Sn))の上に溶融ガラスを流し込み、所定の厚さに成形する。その後、徐冷炉で歪みの発生を防ぎながら、常温まで冷却する。このシート状ガラスの生産方式は、溶融金属の上で所定の厚さに成形するので厚さの均一性とガラスの平滑性に優れた高品質で、且つ、大量のガラスを連続して生産する方式であるので生産性が非常に高いシート状ガラスの生産方式である。
次に、図1のITO膜付き基板4の製造方法について説明する。
図2は、図1のITO膜付き基板4の製造に使用されるイオンプレーティング装置の内部構造図である。
図2において、11はソーダライム等から成るガラス基板である。成膜室となる真空容器18の一方の側壁には排気口19が設けられ、他方の側壁には筒状部20が設けられている。そして、該筒状部20には圧力勾配型のプラズマガン22が装着されると共に該筒状部20の周囲には収束コイル21が配設されている。
プラズマガン22は、電磁石コイル23が内蔵されて筒状部20に接続された第2の中間電極24と、環状永久磁石25が内蔵されて前記第2の中間電極24と並設された第1の中間電極26と、陰極27と、該陰極27と前記第1の中間電極26との間に介在された円筒状のガラス管28とを備えている。
電磁石コイル23は電源29により励磁され、収束コイル21は電源30により励磁される。なお、電源29及び電源30は、共に可変電源とされている。
第2の中間電極24及び第1の中間電極26は、夫々垂下抵抗器31,32を介して可変電圧型の主電源33の一端(正側)に接続され、該主電源33の他端(負側)は陰極27に接続されている。また、主電源33にはスイッチ36を介して補助放電電源34及び垂下抵抗器35が並列接続されている。
また、ガラス管28の内部には陰極27に固着されたMo(モリブデン)からなる円筒部材37と、Ta(タンタル)からなるパイプ38と、該パイプ38の先方であって前記円筒部材37に固着されたLaB6からなる円盤状部材39とが設けられ、放電ガス(例えば、所定量の酸素を含有したArガス)が矢印B方向からパイプ38を介しプラズマガン22の内部に供給される。
真空容器18の底部には、タブレット(被蒸発物質)としてのITO焼結体40を収容する主ハース41が配設され、また主ハース41には補助ハース42が周設されている。主ハース41は熱伝導率の良好な導電性材料、例えば銅で形成されると共にプラズマガン22からのプラズマビームが入射する凹部を有し、さらに主電源33の正側に接続されて陽極を形成し、プラズマビームを吸引する。
補助ハース42も主ハース41と同様、熱伝導率の良好な銅等の導電性材料で形成されると共に、環状永久磁石43及び電磁石44が収容され、該電磁石44は可変電源であるハースコイル電源45により励磁される。すなわち、補助ハース42は、主ハース41を囲む環状容器内に環状永久磁石43と電磁石44とを同軸上に積層して配設されると共に、電磁石44はハースコイル電源45に接続され、環状永久磁石43によって形成される磁界と電磁石44によって形成される磁界とが重畳するように構成されている。この場合、環状永久磁石43により発生する中心側の磁界の向きと電磁石44の中心側の磁界の向きとが同一方向とされ、ハースコイル電源45の電圧を変化させることにより、電磁石44に供給される電流を変化可能にしている。
また、補助ハース42も垂下抵抗器46を介して主ハース41と同様、主電源33の正側に接続されて陽極を構成している。
なお、真空容器18の上部には加熱ヒータ47が配設され、該加熱ヒータ47により、ガラス基板10は所定温度に加熱される。
このように構成されたイオンプレーティング装置においては、酸化スズ(SnO2)の含有率が4〜6質量%とされたITO焼結体40を主ハース41の凹部に収容し、プラズマガン22の陰極27側から放電ガスがパイプ38に供給されると、主ハース41との間で放電が生じ、これによりプラズマビームが生成される。このプラズマビームは、環状永久磁石25及び電磁石コイル23により収束され、収束コイル21と補助ハース42内の環状永久磁石43及び電磁石44により決定される磁界に案内されて主ハース41に到達する。
そして、主ハース41に収容されているITO焼結体40はプラズマビームにより加熱されて蒸発し、蒸発粒子はプラズマビームによりイオン化され、加熱ヒータ47により加熱されているガラス基板11にITO膜が成膜される。
上記実施の形態によれば、有機EL素子10は、ガラス基板1、該ガラス基板1の表面に成膜されたアルカリパッシベーションのためのSiO2膜2、及びSiO2膜2の表面に成膜されたITO膜3から成るITO膜付き基板4と、ITO膜3の表面に成膜され発光層6に効率よく正孔を注入するための正孔輸送層5と、正孔輸送層5の表面に成膜され発光層6に電子を注入するための金属薄膜層7と、注入された正孔と電子とが再結合することを利用して光を放出する発光層6とで構成され、ガラス基板1の表面平滑性が0≦Rz≦4nmであるので、非発光点を発生させることなく耐久性が向上させることができ、且つコストダウンさせることができる。さらに、有機EL素子10は、表面平滑性が0≦Rz≦4nmであるガラス基板1、ひいては表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであるITO膜付き基板4を有するので、製造上の歩留まりの低下を防止すると共に耐久性を向上させ、且つコストダウンすることができる。
上記実施の形態では、混合液洗浄とエッチング処理とを別工程としたが、混合液洗浄における混合液とエッチング処理におけるエッチャントとを混合した水溶液を用いることにより同一工程としてもよい。これにより、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができる。
また、上記実施の形態では、混合液洗浄において用いられる混合液を硫酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としてもよい。また、エッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としてもよい。
実施例
以下、本発明の第1の実施例を説明する。
本発明者等は、表面平滑性としてのRz及び作製条件が異なるガラス基板1を用いてITO膜付き基板4を作製すると共に、作製されたITO膜付き基板4から有機EL素子10を作製した(実施例1〜7,比較例1〜4)。
すなわち、表面平滑性としてのRz及び作製条件が異なるガラス基板1をディップ式の超音波洗浄機でアルカリ洗剤を用いて洗浄し温風乾燥した。次に、ガラス基板1をインライン型の真空成膜装置に投入し、約220℃になるまで加熱排気した後、Arガスを導入し、圧力が0.4〜0.7Paになるように調節して、高周波マグネトロンスパッタリング法によりアルカリパッシベーションのためのSiO2膜2を成膜した。SiO2膜2が成膜されたガラス基板1を大気に曝露させることなく、図2のイオンプレーティング装置を用いて引き続きITO膜3を成膜した。このようにしてガラス基板1を用いたITO膜付き基板4を作製した。
次に、作製されたITO膜付き基板4を真空蒸着装置内に配し、1.3×10−4Pa以下の圧力になるまで排気した後、正孔輸送層5であるトリフェニルジアミン(TPD)と発光層6であるキノリノールアルミニウム錯体(Alq3)を成膜した。続いて、これら有機層上に金属薄膜層7であるMgAg合金膜(Mg:Ag=10:1)を陰極として成膜した。成膜されたITO膜付き基板4を大気に曝露させることなく、真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。このようにして作製されたITO膜付き基板4から有機EL素子10を作製した。
そして、表面平滑性としてのRz及び作製条件が異なるガラス基板1及び作製されたITO膜付き基板4のITO膜3の表面平滑性Rzを原子間力顕微鏡を用いて測定すると共に、作製された有機EL素子10に直流電流を印加して有機EL素子10の発光特性を評価した。表1にその結果を示す。
なお、表1において、ガラス基板1の作製条件における「1段研磨」は、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、同「混合液洗浄」は、ガラス基板1の表面に硫酸及びアスコルビン酸の混合液による洗浄を行ったことを意味し、同「エッチング」は、ガラス基板1の表面にフッ酸水溶液によるエッチング処理を行ったことを意味し、同「アルカリ洗浄」は、ガラス基板1の表面に混合液洗浄やエッチング処理の後にガラス基板1の表面に所定のアルカリ性液により洗浄を行ったことを意味する。また、有機EL素子10の発光特性については、有機EL素子10に非発光点が確認されたか否かによって、非発光点の有無として評価した。
実施例1
フロート法で作製した表面平滑性がRz=4nmのソーダライム製ガラス基板1を用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=7nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例2
フロート法で作製した表面平滑性がRz=8nmのソーダライム製ガラス基板1をフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をRz=3nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例3
フロート法で作製した表面平滑性がRz=4nmのソーダライム製ガラス基板1をフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=4nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例4
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をRz=4nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=8nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例5
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=4nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例6
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=3nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=7nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例7
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板1を浸漬した後に、ガラス基板1の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=3nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
比較例1
フロート法で作製した表面平滑性がRz=8nmのソーダライム製ガラス基板1を用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=14nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
比較例2
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨することにより表面平滑性をRz=10nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=17nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
比較例3
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行った後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=5nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=9nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
比較例4
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去した後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=8nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=15nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
上記実施例1〜7及び比較例1〜4によれば、表面平滑性が0nm≦Rz≦4nmのガラス基板1、又はガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御したものを用いると、ITO膜3の表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmのITO膜付き基板4を作製することができ、有機EL素子10の表面上に非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのが判った。さらに比較例1〜4によれば、ガラス基板1の表面平滑性をRz>4nmに制御したものを用いると、ITO膜3の表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmのITO膜付き基板4を作製することができないことが判った。
また、実施例1〜3によれば、ガラス基板1の表面を研磨するのを省略すると、ガラス基板1の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に生産効率を向上させることができるのが判った。さらに、実施例2,3によれば、ガラス基板1の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板1の傷等を除去することができ、好ましくは当該エッチング処理の後にガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、エッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、ガラス基板1の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例4〜6によれば、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨した場合でも、ガラス基板1の表面に硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、その後、ガラス基板1の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板1の傷等を除去することができ、好ましくは当該エッチング処理の後にガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、エッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、ガラス基板1の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例7によれば、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨した場合でも、ガラス基板1を硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、ガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例4〜6による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記第1の実施例では、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第1の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
以下、本発明の第2の実施例を説明する。
本発明者等は、表面平滑性としてのRz及び作製条件が異なるガラス基板1を用いてITO膜付き基板4を作製すると共に、作製されたITO膜付き基板4から有機EL素子10を作製した(実施例8〜16,比較例5〜7)。
すなわち、作製条件が異なるガラス基板1をディップ式の超音波洗浄機でアルカリ洗剤を用いて洗浄し温風乾燥した。次に、ガラス基板1をインライン型の真空成膜装置に投入し、約220℃になるまで加熱排気した後、Arガスを導入し、圧力が0.4〜0.7Paになるように調節して、高周波マグネトロンスパッタリング法によりアルカリパッシベーションのためのSiO2膜2を成膜した。SiO2膜2が成膜されたガラス基板1を大気に暴露することなく、図2のイオンプレーティング装置を用いて引き続きITO膜3を成膜した。これにより、ガラス基板1を用いたITO膜付き基板4を作製した。
次に、作製されたITO膜付き基板4を真空蒸着装置内に配し、1.3×10−4Pa以下の圧力になるまで排気した後、正孔輸送層5であるトリフェニルジアミン(TPD)と発光層6であるキノリノールアルミニウム錯体(Alq3)を成膜した。続いて、これら有機層上に金属薄膜層7であるMgAg合金膜(Mg:Ag=10:1)を陰極として成膜した。成膜されたITO膜付き基板4を大気に曝露させることなく、真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。これにより、作製されたITO膜付き基板4から有機EL素子10を作製した。
そして、表面平滑性としてのRz作製条件が異なるガラス基板1及び作製されたITO膜付き基板4のITO膜3の表面平滑性Rzを原子間力顕微鏡で測定すると共に、作製された有機EL素子10に直流電流を印加して有機EL素子10の発光特性を評価した。表2にその結果を示す。
なお、表2において、ガラス基板1の作製条件における「1段研磨」は、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、「2段研磨」は、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨したことを意味し、同「混合液洗浄」は、ガラス基板1の表面に硫酸及びアスコルビン酸の混合液による洗浄を行ったことを意味し、同「エッチング」は、ガラス基板1の表面にフッ酸水溶液によるエッチング処理を行ったことを意味し、同「アルカリ洗浄」は、混合液洗浄やエッチング処理の後にガラス基板1の表面に所定のアルカリ性液により洗浄を行ったことを意味する。また、有機EL素子10の発光特性については、有機EL素子10に非発光点が確認されたか否かによって、非発光点の有無として評価した。
実施例8
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後、平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨(2段研磨)を行うことにより表面平滑性をRz=4nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=8nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例9
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後、平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらに硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去して表面平滑性をRz=3nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例10
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後、平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらに硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、アルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=5nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例11
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後、平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をRz=3nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=7nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例12
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後、平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより、表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO成膜後の表面平滑性はRz=5nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例13
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに、硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去した後に、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例14
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=4nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例15
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板1を浸漬することにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例16
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板1を浸漬した後に、ガラス基板1の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=5nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
比較例5
フロート法で作製した表面平滑性がRz=6nmのソーダライム製ガラス基板1を用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=10nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
比較例6
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨することにより表面平滑性をRz=10nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=19nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
比較例7
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後アルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=7nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=12nmで、有機EL素子10には非発光点が確認された。
上記実施例8〜16及び比較例5〜7によれば、ガラス基板1の表面に2段研磨を行うことによりガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御したものを用いると、ITO膜3の表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmのITO膜付き基板4を作製することができ、有機EL素子10の表面上に非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのが判った。さらに比較例5〜7によれば、ガラス基板1の表面平滑性をRz>4nmに制御したものを用いると、ITO膜3の表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmのITO膜付き基板4を作製することができないことが判った。
また、実施例8〜14によれば、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨(2段研磨)すると、ガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに確実に制御することができるのが判った。
そして、好ましくは2段研磨を行った後にガラス基板1の表面に硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、同様に、2段研磨を行った後にガラス基板1の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板1の傷等を除去することができるのが判った。さらに、2段研磨を行った後にガラス基板1の表面に、上記混合液洗浄を行い、次いでエッチング処理を行うとより好ましいのが判った。さらに好ましくは、当該混合液洗浄又はエッチング処理の後にガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、混合液又はエッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、ガラス基板1の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例15,16によれば、2段研磨を行った後にガラス基板1を硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、好ましくはガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例13,14による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記第2の実施例では、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第2の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
上記実施例では、用いるエッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、ITO膜3をイオンプレーティング法によりガラス基板1に成膜したが、これに限られず、スパッタリング法や電子線(EB)蒸着法等により成膜しても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としたが、硝酸、硫酸、アスコルビン酸、及び水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムからなる混合水溶液、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液、硝酸、アスコルビン酸、及び水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムからなる混合水溶液としても上記第1の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
産業上の利用性
以上詳細に説明したように、本発明の第1及び第3の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の表面における表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御する透明基板の製造方法及び透明基板が提供されるので、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる。
また、本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を研磨するのを省略するので、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面の研磨工程を確実になくすことができる。
本第1及び第3の形態では、エッチング処理を行った後に透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、エッチャントにより荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を研磨するので、透明基板の表面における表面平滑性を確実に制御することができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて研磨し、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面における表面平滑性をより確実に制御することができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後に当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて研磨するので、透明基板の表面における表面平滑性をより確実に制御することができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面の研磨を行った後に、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄するので、透明基板上の研磨剤等を効果的に除去することができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を洗浄した後に、透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を洗浄した後に透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、研磨剤等が除去された透明基板上の傷等を効果的に除去することができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面の研磨を行った後に透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、研磨された透明基板上の傷等を効果的に除去することができる。
以上詳細に説明したように、本発明の第2の形態によれば、本発明の第1の形態の透明基板の製造方法によって製造された透明基板が提供されるので、非発光点がなく耐久性が高い有機EL素子に用いることができる。
本第2及び第3の形態では、表面上に成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmである透明基板が提供されるので、非発光点がなく耐久性がより高い有機EL素子に用いることができる。
以上詳細に説明したように、本発明の第4の形態によれば、本発明の第2又は3の形態の透明基板を有するエレクトロルミネッセンス素子が提供されるので、非発光点がなく耐久性がより高い有機EL素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の実施の形態に係る有機EL素子の構成を示す概略断面図である。
図2は、図1のITO膜付き基板4の製造に使用されるイオンプレーティング装置の内部構造図である。
してのRzが低下するのを防止することができる。
その後、必要に応じて表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液(酸性水溶液)によるエッチング処理を行い、ガラス基板1の表面平滑性としてのRzを制御し、ガラス基板1の表面平滑性としてのRzをさらに改善させるのが好ましい。このエッチング処理を行った場合には、所定のアルカリ性液により表面の洗浄を行うこと(以下、「アルカリ洗浄」という。)がより好ましく、これにより、エッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
こうして、第1の実施の形態において用いるべきガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmとすることができる。
また、第2の実施の形態では、ガラス基板1の表面に主として研磨処理を施し、ガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに改善させたものを用いる。これは、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzがガラス基板1の表面平滑性としてのRzに大きく影響するからである。これにより、ITO膜付き基板4の表面平滑性としてのRzを向上させることができる。
この研磨処理を施した場合には、硫酸及びアスコルビン酸の混合液により表面を洗浄すること(以下、「混合液洗浄」という。)や上記エッチング処理を行うのが好ましく、混合液洗浄に次いでエッチング処理を行うのがより好ましい。混合液洗浄により、研磨処理後に残存するガラス基板1表面の研磨剤を効果的に除去することができる。また、この混合液洗浄を行った後には、アルカリ洗浄を行うのがより好ましく、これにより、混合液により荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
なお、上記研磨処理を施す場合には、研磨剤として、例えば平均粒径
真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。これにより、作製されたITO膜付き基板4から有機EL素子10を作製した。
そして、表面平滑性としてのRz作製条件が異なるガラス基板1及び作製されたITO膜付き基板4のITO膜3の表面平滑性Rzを原子間力顕微鏡で測定すると共に、作製された有機EL素子10に直流電流を印加して有機EL素子10の発光特性を評価した。表2にその結果を示す。
なお、表2において、ガラス基板1の作製条件における「1段研磨」は、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、「2段研磨」は、ガラス基板1の表面を平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に平均粒径約0.6μ
実施例14
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、硝酸及びアスコルピン酸による混合洗浄を行って、酸化セリウム粉を除去し、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=4nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例15
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板1を浸漬することにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=6nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
実施例16
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板1の表面を、平均粒径約1μmの酸化セリウム粉を用いて1段研磨した後に平均粒径約0.6μmの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板1を浸漬した後に、ガラス基板1の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をRz=2nmに制御したものを用いた。ITO膜3の表面平滑性はRz=5nmで、有機EL素子10には非発光点が確認されなかった。
比較例5
フロート法で作製した表面平滑性がRz=6nmのソーダライム製ガ
のが判った。
そして、好ましくは2段研磨を行った後にガラス基板1の表面に硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、同様に、2段研磨を行った後にガラス基板1の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板1の表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板1の傷等を除去することができるのが判った。さらに、2段研磨を行った後にガラス基板1の表面に、上記混合液洗浄を行い、次いでエッチング処理を行うとより好ましいのが判った。さらに好ましくは、当該混合液洗浄又はエッチング処理の後にガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、混合液又はエッチャントにより荒れたガラス基板1の表面を修復することができ、ガラス基板1の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例15,16によれば、2段研磨を行った後にガラス基板1を硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、好ましくはガラス基板1の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例13,14による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記実施例9,10,13及び14では、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第2の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
上記実施例では、用いるエッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、ITO膜3をイオンプレーティング法により
ガラス基板1に成膜したが、これに限られず、スパッタリング法や電子線(EB)蒸着法等により成膜しても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例15,16では、硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としたが、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸、又は硝酸、硫酸、アスコルピン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としても上記第1の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
産業上の利用性
以上詳細に説明したように、本発明の第1及び第3の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の表面における表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御する透明基板の製造方法及び透明基板が提供されるので、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる。
また、本第1及び第3の形態では、透明基板の表面を研磨するのを省略するので、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができる。
本第1及び第3の形態では、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面の研磨工程を確実になくすことができる。
本第1及び第3の形態では、エッチング処理を行った後に透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、エッチャントにより荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。
Claims (30)
- 透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を0nm≦Rz≦4nmに制御することを特徴とする透明基板の製造方法。
- 前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより行うことを特徴とする請求の範囲第1項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第2項記載の透明基板の製造方法。
- 前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第3項記載の透明基板の製造方法。
- 前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を主として研磨することにより行うことを特徴とする請求の範囲第1項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行い、当該透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、当該透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第5項記載の透明基板の製造方法。
- 前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第6項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行うことを特徴とする請求の範囲第5項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄することを特徴とする請求の範囲第8項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第9項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第9項記載の透明基板の製造方法。
- 前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第8項記載の透明基板の製造方法。
- 前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第11項又は第12項記載の透明基板の製造方法。
- 請求の範囲第1項乃至第13項のいずれか1項に記載の透明基板の製造方法によって製造されたことを特徴とする透明基板。
- 表面上に透明導電膜が成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであることを特徴とする請求の範囲第14項記載の透明基板。
- 透明導電膜が表面上に成膜される透明基板であって、前記透明基板の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦4nmであることを特徴とする透明基板。
- 前記表面が研磨されるのが省略されていることを特徴とする請求の範囲第16項記載の透明基板。
- 前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第17項記載の透明基板。
- 前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第18項記載の透明基板。
- 前記表面が研磨されていることを特徴とする請求の範囲第16項記載の透明基板。
- 前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われ、当該表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により洗浄され、当該透明基板の表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第20項記載の透明基板。
- 前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第21項記載の透明基板。
- 前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われた後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われたことを特徴とする請求の範囲第20項記載の透明基板。
- 前記表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸により洗浄されていることを特徴とする請求の範囲第23項記載の透明基板。
- 前記表面が洗浄された後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第24項記載の透明基板。
- 前記表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第24項記載の透明基板。
- 前記表面の研磨が行われた後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第23項記載の透明基板。
- 前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第26項又は第27項記載の透明基板。
- 表面上に透明導電膜が成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が0nm≦Rz≦8nmであることを特徴とする請求の範囲第16項乃至第28項のいずれか1項に記載の透明基板。
- 請求の範囲第14項乃至第29項のいずれか1項に記載の透明基板を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
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