JPH1161398A

JPH1161398A - 電極の製造方法および電極

Info

Publication number: JPH1161398A
Application number: JP9230410A
Authority: JP
Inventors: Masami Mori; 匡見森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】有機層界面での物性を改善して有機層へのダ
メージも少なく、リーク電流の発生等を抑制し、電荷注
入効率が良好で、発光特性を向上させ、ダークスポット
の発生を抑制し、性能劣化の少ない陽電極を有する有機
ＥＬ素子を実現する。【解決手段】スパッタ法を用い、かつ少なくとも基板
の成膜面の温度を１０℃以下とする電極の製造方法によ
り、有機ＥＬ素子等の電極を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子や正孔（ホー
ル）を供給する電極の製造方法に関し、さらには、有機
化合物を用いた有機ＥＬ発光素子（以下、有機ＥＬ素子
という）の発光層に電子や正孔を供給する電極に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。これは、陽電極上にトリフェニルジアミン（ＴＰ
Ｄ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜とし、さら
にアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの蛍光物質
を発光層として積層し、さらにＭｇなどの仕事関数の小
さな金属電極（陰電極）を形成した基本構成を有する素
子で、１０Ｖ前後の電圧で数１００から数１０，０００
cd/m²ときわめて高い輝度が得られることで注目されて
いる。

【０００３】このような有機ＥＬ素子の陽電極として用
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で
ある。

【０００４】このような有機ＥＬ素子の陰電極として用
いられる材料は、発光層へ電子を多く注入するものが有
効であると考えられている。電子注入効率の高い電極材
料として、仕事関数の小さい材料が適している。仕事関
数の小さい材料としては種々のものがあるが、ＥＬ発光
素子の陰極として用いられるものとしては、例えば特開
平４−２３３１９４号公報に記載されているＭｇＡｇ、
ＡｌＬｉが一般的である。この理由として、有機ＥＬ発
光素子の製造プロセスが、抵抗加熱を用いた蒸着を主と
しているため、蒸着源は低温で蒸気圧の高いものに自ず
と制限されてしまうという事情がある。

【０００５】また、真空蒸着法以外でも、例えばスパッ
タ法を用いて陰電極を成膜する検討も種々なされている
が、スパッタ法を用いて成膜した場合、成膜される薄膜
中で異常粒成長を起こしたり、表面の凹凸を生じたりし
てリーク電流を生じる場合があった。

【０００６】一方、有機ＥＬ素子の陽電極は、陽電極側
から発光光を取り出す構成が一般的であるため、通常透
明電極を使用する。このような透明電極として、ＩＴＯ
（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化
インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等が知ら
れている。中でもＩＴＯ電極は、８０％以上の可視光透
過率と、１０Ω／□以下のシート抵抗を併せ持つ透明電
極として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、調光ガラス、
太陽電池等の透明電極として幅広く使用されており、有
機ＥＬ素子の陽電極としても有望視されている。

【０００７】しかしながら、このような透明電極をスパ
ッタ法で成膜した場合、上記陰電極と同様に成膜される
薄膜中で異常粒成長を起こしたり、表面の凹凸を生じた
りしてリーク電流を生じたり、輝度の低下やダークスポ
ットの発生などの発光不良を生じる場合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
ＥＬ素子等のディスプレイに応用した場合、電極界面で
の物性を改善して、リーク電流の発生等を抑制し、電子
または正孔注入効率が良好で、発光特性を向上させ、ダ
ークスポットの発生を抑制し、性能劣化の少ない電極の
製造方法および電極を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は以
下の構成により達成される。（１）スパッタ法を用い、かつ少なくとも基板の成膜
面の温度を１０℃以下とする電極の製造方法。（２）前記スパッタ法はＤＣスパッタ法である上記
（１）の電極の製造方法。（３）上記（１）または（２）の電極の製造方法によ
り成膜された電極。（４）前記電極は、酸化物透明導電薄膜または金属薄
膜のいずれかである上記（３）の電極。（５）前記酸化物透明導電薄膜は、酸化インジウム、
酸化スズおよび酸化亜鉛を１種または２種以上含有する
上記（４）の電極。（６）前記金属薄膜は、仕事関数が４．０eV以下の金
属または合金である上記（４）の電極。（７）ディスプレイの電極である上記（３）〜（６）
の電極。（８）前記ディスプレイは有機ＥＬ素子である上記
（７）の電極。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。

【００１１】本発明の電極の製造方法は、スパッタ法を
用い、かつ少なくとも基板の成膜面の温度を１０℃以下
とする。基板成膜面の温度を１０℃以下に管理すること
で、成膜される電極が、よりアモルファス状態に近くな
り、膜界面での物性が改善され、ディスプレイに応用し
た場合に良好な結果を得ることができる。

【００１２】基板は、少なくとも電極が成膜される面の
温度を安定に管理する必要がある。成膜される電極の温
度は、基板成膜面の温度とほぼ等しいからである。基板
成膜面の温度は１０℃以下であればよく、その下限は特
に規制されるものではないが、基板温度を低くしすぎる
と成膜される材料によっては特性の調整が困難となった
り、超低温を実現するための高価な装置を必要とするた
め、好ましくは−３０〜１０℃、特に−２０〜５℃、さ
らには−２０〜０℃程度の範囲が好ましい。

【００１３】基板温度は電極成膜中上記温度範囲に保持
されることが好ましいが、例えば、成膜過程の後半部分
のみ上記の温度範囲としたり、成膜工程中に基板温度を
低下させて行き電極の上層部分が上記温度範囲内で成膜
されるようにしてもよい。その場合、少なくとも電極成
膜時間の５０％以上、特に７５％以上が上記温度範囲に
管理されていることが好ましい。

【００１４】基板の温度は安定に制御されることが好ま
しい。基板の温度を安定に制御する手段として、好まし
くは有機物等を含有する液体冷媒を基板ホルダー内に循
環させ、所望の温度に冷却すればよい。用いる有機溶媒
としては、基板ホルダー内を効率よく循環させるため、
上記の温度範囲で安定に液体状態を保ち、粘性の低いも
のが好ましい。このような液体冷媒としては、例えばガ
ルデン（ＧＡＬＤＥＮ）等を好ましく挙げることができ
る。

【００１５】成膜される電極としては、酸化物透明導電
薄膜または金属薄膜が好ましい。

【００１６】酸化物透明導電薄膜としては、錫ドープ酸
化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム
（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃ ）、酸化スズ
（ＳｎＯ₂ ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主
組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学
量論組成から多少偏倚していてもよい。ＩＴＯでは、通
常Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯ₂ とを化学量論組成で含有する
が、酸素量は多少これから偏倚していてもよい。ＩｎＯ
_X・ＳｎＯ_Yとすると、Ｘは１．０〜２．０、Ｙは１．
６〜２．４の範囲が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＳｎＯ
₂ の混合比は、１〜２０wt％が好ましく、さらには５〜
１２wt％が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＺｎＯの混合比
は、１〜２０wt％が好ましく、さらには５〜１２wt％が
好ましい。

【００１７】成膜される金属薄膜電極の構成材料として
は、電子注入を効果的に行う低仕事関数の物質が好まし
く、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚ
ｒ、Ｃｓ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｎｄ、Ｒｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｍ、Ｔａ、Ｙ、Ｙｂ等の金属元素単体、あるい
は、ＢａＯ、ＢａＳ、ＣａＯ、ＨｆＣ、ＬａＢ₆、Ｍｇ
Ｏ、ＭｏＣ、ＮｂＣ、ＰｂＳ、ＳｒＯ、ＴａＣ、Ｔｈ
Ｃ、ＴｈＯ₂、ＴｈＳ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＵＣ、ＵＮ、
ＵＯ₂、Ｗ₂Ｃ、Ｙ₂Ｏ₃、ＺｒＣ、ＺｒＮ、ＺｒＯ₂等の
化合物を用いると良い。または安定性を向上させるため
には、金属元素を含む２成分、３成分の合金系を用いる
ことが好ましい。合金系としては、例えばＡｌ・Ｃａ
（Ｃａ：５〜２０at％）、Ａｌ・Ｉｎ（Ｉｎ：１〜１０
at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．１〜２０at％未満）、
Ａｌ・Ｒ〔ＲはＹ，Ｓｃを含む希土類元素を表す〕等の
アルミニウム系合金やＩｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at
％）等が好ましい。これらの中でも、特にＡｌ単体やＡ
ｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．４〜６．５（ただし６．５を含ま
ず）at％）または（Ｌｉ：６．５〜１４at％）、Ａｌ・
Ｒ（Ｒ：０．１〜２５、特に０．５〜２０at％）等のア
ルミニウム系合金が圧縮応力が発生しにくく好ましい。
したがって、スパッタターゲットとしては、通常このよ
うな電極構成金属、合金を用いる。これらの仕事関数は
４．５eV以下であり、特に仕事関数が４．０eV以下の金
属、合金が好ましい。

【００１８】電極の成膜にスパッタ法を用いることによ
り、形成された電極は緻密な膜となり、粗な蒸着膜に比
較して膜中への水分の侵入が非常に少なく、化学的安定
性が高く、有機ＥＬ素子などに応用した場合、長寿命の
素子が得られる。また、プレスパッタを行うことで、真
空中でターゲット表面の酸化物層を除去したり、逆スパ
ッタにより成膜面に吸着した水分、酸素および炭化水素
等の不純物を除去できるので、クリーンな電極−成膜面
界面や電極を形成でき、その結果、ディスプレイなどに
応用した場合、高品位で安定した電極ができる。ターゲ
ットとしては前記組成範囲の合金や、金属単独でも良
く、これらに加えて添加成分を含むターゲットを用いて
も良い。さらに、蒸気圧の大きく異なる材料の混合物を
ターゲットとして用いても、生成する膜とターゲットと
の組成のズレは少なく、蒸着法のように蒸気圧等による
使用材料の制限もない。また、蒸着法に比較して材料を
長時間供給する必要がなく、膜厚や膜質の均一性に優
れ、生産性の点で有利である。スパッタ時のスパッタガ
スの圧力は、好ましくは０．１〜５Paの範囲が好まし
い。

【００１９】スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周
波スパッタ法等も可能であるが、成膜レートの制御が容
易であり、有機ＥＬ素子等への応用を考えると、ＤＣス
パッタ法を用いることが好ましい。ＤＣスパッタ装置の
電力としては、好ましくは０．１〜１０Ｗ／cm²、特に
０．５〜７Ｗ／cm²の範囲である。また、成膜レートは
５〜１００nm／min 、特に１０〜５０nm／min の範囲が
好ましい。

【００２０】スパッタ法を用いて酸化物透明導電膜ない
し金属薄膜を成膜する際、スパッタガスにＡｒ、Ｋｒ、
Ｘｅのいずれか、あるいはこれらの少なくとも１種以上
のガスを含む混合ガスを用い、成膜ガス圧力と基板ター
ゲット間距離の積が２０〜６５Pa・cmを満たす成膜条件
にすることが好ましい。

【００２１】スパッタガスは、通常のスパッタ装置に使
用される不活性ガスや、反応性スパッタではこれに加え
てＮ₂、Ｈ₂、Ｏ₂、Ｃ₂Ｈ₄、ＮＨ₃等の反応性ガスが使用
可能であるが、好ましくは主スパッタガスにはＡｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいはこれらの少なくとも１種
以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。こ
れらは不活性ガスであり、かつ、比較的原子量が大きい
ため好ましく、特にＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅ単体が好ましい。
Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅガスを用いることにより、スパッタさ
れた原子が基板まで到達する途中、上記ガスと衝突を繰
り返し、運動エネルギーを減少させて、基板に到着す
る。このことからよりアモルファス性の強い電極を成膜
することが可能となり、粒成長が抑制され、膜表面がよ
りスムースになる。

【００２２】また、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも１種
以上のガスを含む混合ガスを用いても良く、この様な混
合ガスを用いる場合、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの分圧の合計は
５０％以上として主スパッタガスとして用いる。このよ
うにＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも１種と任意のガスを
組み合わせた混合ガスを用いることにより、上記の効果
を維持したまま、反応性スパッタを行うこともできる。

【００２３】スパッタガスにＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれ
かを主スパッタガスとして用いる場合、好ましくは上記
基板ターゲット間距離の積は、それぞれ、Ａｒを用いた場合：２５〜５５Pa・cm、特に３０〜５０
Pa・cm、Ｋｒを用いた場合：２０〜５０Pa・cm、特に２５〜４５
Pa・cm、Ｘｅを用いた場合：２０〜５０Pa・cm、特に２０〜４０
Pa・cm の範囲が好ましく、これらの条件であればいずれかのス
パッタガスを用いても好ましい結果を得ることができる
が、特にＡｒを用いることが好ましい。

【００２４】成膜される酸化物透明導電薄膜の厚さは、
正孔注入を十分行える一定以上の厚さとすれば良く、５
０nm以上、好ましくは１００nm以上とすればよい。ま
た、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は５０
〜２００nm程度とすればよい。また、金属薄膜電極の厚
さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすれば良
く、５０nm以上、好ましくは１００nm以上とすればよ
い。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚
は５０〜５００nm程度とすればよい。

【００２５】本発明の電極は、好ましくはディスプレイ
の電極、特に有機ＥＬ素子を有するディスプレイの電極
として用いる。この場合、酸化物透明導電薄膜は陽電極
として、金属薄膜は陰電極として好ましく用いることが
できる。

【００２６】酸化物透明導電薄膜を有機ＥＬ素子の陽電
極に応用する場合、添加元素として、好ましくはＣ，
Ｎ，Ｈ，Ｆ，Ｂ，Ｐ，Ｓ，ＡｓおよびＳｉ元素の１種ま
たは２種以上を含有させるとよい。これらの元素を添加
することにより、透明導電膜がよりアモルファス状態に
近くなり、陽電極としての膜界面の物性が改善され、リ
ーク電流等の素子不良の発生をさらに抑制できる。

【００２７】これらの添加元素を酸化物透明導電薄膜に
添加する手段としては、特に限定されるものではなく、
スパッタ法においては、ターゲット上にこれらを含有す
るチップ材を乗せたり、あらかじめこれら添加元素を含
有するターゲットを用いて添加する方法も考えられる
が、好ましくは反応性スパッタ法を用いて添加する方法
が好ましい。反応性スパッタ法を用いることにより、添
加元素の濃度や膜物性をコントロールしやすくなる。

【００２８】使用される反応性ガスとしては、Ｃ，Ｎ，
Ｈ，Ｆ，Ｂ，Ｓ，ＡｓおよびＳｉ元素を添加しうるもの
であれば特に限定されるものではないが、例えばＣＨ
₄ 、Ｃ₂Ｈ₂ ，Ｃ₂Ｈ₄ 等の各種炭化水素や、Ｎ₂ や、Ｎ
Ｈ₃ 等の窒化水素、ＮＯ，ＮＯ₂ ，Ｎ₂Ｏ等の窒素酸化
物、Ｈ₂ ，Ｈ₂Ｏや、ＳｉＦ₄ 等のフッ化ケイ素、Ｓｉ
Ｃｌ₄ 等の塩化ケイ素、ＳｉＨ₄ ，Ｓｉ₂Ｈ₆ ，Ｓｉ₃Ｈ
₈ ，ＳｉＨ₃Ｃｌ，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ ，ＳｉＨＣｌ₃ 等のシ
ラン類，ＡｓＨ₃ 等のアルシン類、ＰＨ₃ 等のフォスフ
ィン類、ＰＯＣｌ₃ 等のリン酸化合物、Ｂ₂Ｈ₆ 等のジ
ボラン類、Ｈ₂Ｓ等の硫化水素等を好ましく挙げること
ができる。これらの反応性ガスは単独で用いてもよい
し、２種以上を混合して用いてもよい。反応性ガスを２
種以上混合して用いる場合の混合比は任意である。

【００２９】添加元素の含有量は、透明導電膜の抵抗値
を上昇させることなく、素子の結晶化を制御できる程度
添加することが好ましく、添加する透明導電膜の全金属
元素に対して、総計で５at％以下、より好ましくは０．
１〜５at％、特に０．５〜３．０at％程度添加すること
が好ましい。反応性スパッタを行う場合、添加元素を上
記範囲で透明導電膜中に存在させるためには、反応性ガ
スをスパッタガスに対して０．５〜２０％程度の分圧と
なるように導入すればよい。なお、基板温度、スパッタ
ガス圧、ターゲット、基板間距離、投入パワー等の成膜
条件によって、反応性ガスを同一分圧条件で導入して
も、透明導電膜中に取り込まれる添加元素の量が異なる
ため、これらの条件に合わせて最適な分圧を適宜調整す
ればよい。

【００３０】さらに、前記酸化物透明導電薄膜に、添加
物として、Ｉｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｏｓ，Ｒｅ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｔｉ，ＷおよびＶの酸化
物を１種または２種以上含有させてもよい。これらの酸
化物を添加することによっても、透明導電膜がよりアモ
ルファス状態に近くなり、陽電極としての膜界面の物性
が改善され、リーク電流等の素子不良の発生をさらに抑
制できる。

【００３１】これらの添加物を酸化物透明導電薄膜に添
加する手段としては、特に限定されるものではないが、
例えば所定の組成比で酸化物を混入したターゲットを用
いればよい。その他、酸化物を含有するチップ材と透明
導電膜組成のターゲットを用いて添加する方法も考えら
れるが、前記混合ターゲットを用いて添加する方法が好
ましい。これにより、添加元素の濃度や膜物性をコント
ロールしやすくなる。あるいは、前記酸化物組成ターゲ
ットと透明電極組成ターゲットとを２元系で用いて、そ
れぞれのパワーを変えることで組成比をコントロールし
てもよい。

【００３２】好ましい酸化物原料としては、透明導電膜
の導電性を維持するため、電気抵抗率が小さく、金属伝
導するものが好ましい。このような金属伝導の酸化物と
して、ＣｒＯ₂ 等の酸化クロム、Ｆｅ₃Ｏ₄ 等の酸化
鉄、ＩｒＯ₂ 等の酸化イリジウム、ＭｎＯ₂ 等の酸化マ
ンガン、ＭｏＯ₂ 等の酸化モリブデン、ＮｂＯ，ＮｂＯ
₂ 等の酸化ニオブ、ＯｓＯ₂ 等の酸化オスミウム、Ｐｔ
Ｏ₂ 等の酸化プラチナ、ＲｅＯ₂ （β），ＲｅＯ₃ 等の
酸化レニウム、ＲｈＯ₂ 等の酸化ロジウム、ＲｕＯ₂ 等
の酸化ルテニウム、Ｔｉ₂Ｏ₃ ，Ｔｉ₃Ｏ₅ ，Ｔｉ₄Ｏ
₇ ，Ｔｉ₅Ｏ₉ 等の酸化チタン、ＷＯ₂ ，Ｗ₁₈Ｏ₄₉ 等の
酸化タングステン、Ｖ₂Ｏ₃ ，Ｖ₄Ｏ₇ ，Ｖ₅Ｏ₉ ，Ｖ₆Ｏ
₁₁ ，Ｖ₇Ｏ₁₃ ，Ｖ₈Ｏ₁₅ ，ＶＯ₂ ，Ｖ₆Ｏ₁₃等の酸化バ
ナジウム等を好ましく挙げることができる。これらの酸
化物は単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用い
てもよい。これらの酸化物を２種以上混合して用いる場
合の混合比は任意である。また、各酸化物は通常上記化
学量論組成で存在するが、これから多少偏倚していても
よい。

【００３３】また、上記金属伝導の酸化物に代え、ある
いはそれと共に、比較的抵抗率が高い半導体伝導の酸化
物を用いてもよい。このような半導体伝導の酸化物とし
て、Ｃｕ₂Ｏ等の酸化銅，Ｃｒ₂Ｏ₃ 等の酸化クロム，Ｍ
ｎＯ，Ｍｎ₂Ｏ₃ 等の酸化マンガン，ＦｅＯ等の酸化
鉄，ＣｏＯ，Ｃｏ₃Ｏ₄ 等の酸化コバルト，ＢａＯ等の
酸化バリウム，Ｐｒ₂Ｏ₃ 等の酸化プラセオジウム、Ａ
ｇ₂Ｏ等の酸化銀，Ｂｉ₂Ｏ₃ 等の酸化ビスマス、ＴｉＯ
₂ 等の酸化チタン，ＴｈＯ₂ 等の酸化トリウム，Ｖ₂Ｏ₅
等の酸化バナジウム，Ｎｂ₂Ｏ₅ 等の酸化ニオブ，Ｔａ
₂Ｏ₅ 等の酸化タンタル，ＭｏＯ₃ 等の酸化モリブデ
ン，ＷＯ₃ 等の酸化タングステン，ＬａＣｒＯ₃ 等のラ
ンタン・クロム合金酸化物，ＬａＭｎＯ₃ 等のランタン
・マンガン合金酸化物，ＢａＴｉＯ₃ 等のバリウム・チ
タン合金酸化物，ＮｉＯ等の酸化ニッケル等が挙げられ
る。これらの酸化物は単独で用いてもよいし、２種以上
を混合して用いてもよい。これらの酸化物を２種以上混
合して用いる場合の混合比は任意である。この酸化物半
導体の組成比は、上記化学量論組成から多少偏倚してい
てもよい。

【００３４】添加物の含有量は、透明導電膜の抵抗値を
上昇させることなく、素子の結晶化を制御できる程度添
加することが好ましく、好ましくは添加される透明導電
膜中の全金属元素に対して、金属元素比で総計で０．１
〜５ mol％、特に０．２〜３．０ mol％程度添加するこ
とが好ましい。添加物を上記範囲で透明導電膜中に存在
させるためには、スパッタ法であれば上記組成範囲で、
所望の組成のターゲットを用いる。これに、酸素欠損を
補うためスパッタガスに加えてＯ₂ 等の酸素ガスを混合
して用いればよい。酸素ガスの分圧はスパッタガスに対
して０．１〜３０％程度となるように導入すればよい。
なお、基板温度、スパッタガス圧、ターゲット、基板間
距離、投入パワー等の成膜条件によって、酸素ガスを同
一分圧条件で導入しても、透明導電膜中に取り込まれる
酸素の量が異なるため、これらの条件に合わせて最適な
分圧を適宜調整すればよい。

【００３５】このようにして得られた陽電極は、シート
抵抗が増大する傾向にある。このため、その膜厚は下地
となる透明電極と共に用いる場合には１０〜２０nmの比
較的薄いものとすることが好ましい。通常、陽電極のシ
ート抵抗は膜厚２００nmで、上記添加元素を含む陽電極
の場合、５０〜２ｋΩ／□、また、陽電極に上記の酸化
物を添加した場合で２０〜５０Ω／□程度である。陽電
極表面の最大表面粗さ（Ｒmax ）は、好ましくは１００
nm以下、より好ましくは５０nm以下、特に５〜３０nmが
好ましい。またその平均表面粗さ（Ｒa ）は、好ましく
は３０nm以下、より好ましくは２０nm以下、特に０．５
〜１０nmが好ましい。陽電極の表面をスムースにする
と、ダークスポットの発生等をより抑制することができ
好ましい。

【００３６】また、本発明を有機ＥＬ素子に応用する場
合、下地となる透明導電膜上に陽電極を成膜してもよ
い。このように下地透明導電膜と陽電極の２層構造とす
ることにより、電極抵抗を低く抑えることができ好まし
い。下地透明導電膜の膜厚としては、通常１００〜２０
０nm程度が好ましい。下地透明導電膜上に成膜される場
合の陽電極の膜厚は、好ましくは１０nm以上、より好ま
しくは２０nm以上が好ましく、その上限は特に規制され
るものではないが、光の透過性を重視する場合、透過率
を８０％以上とすることが好ましく、その場合の膜厚は
１００nm以下が好ましい。

【００３７】また、下地透明導電膜上に陽電極を成膜す
る場合、あらかじめ下地透明導電膜の表面をプラズマ処
理、より具体的には逆スパッタ等をすることが好まし
い。下地透明導電膜の表面をプラズマ処理することによ
り、下地透明導電膜表面が平坦化され、その後に成膜さ
れる陽電極も平坦化される。逆スパッタの条件として
は、好ましくは上記のスパッタガスを用い、ガス圧０．
５〜１．０ Pa、投入電力０．５〜３Ｗ／cm² 程度にて
１〜１０分程度行うことが好ましい。

【００３８】なお、ディスプレイのような大きなデバイ
スにおいては、ＩＴＯ等の陽電極の抵抗が大きく、電圧
降下が起きるので、Ａｌなどのメタル配線をしてもよ
い。

【００３９】本発明で使用される有機ＥＬ発光素子は、
基板上に陽電極と、その上に陰電極を有する。また、こ
れらの電極に挟まれて、それぞれ少なくとも１層の電荷
輸送層および発光層を有し、さらに最上層として保護電
極を有する。また、いわゆる逆積層構造の場合は基板側
に陰電極を成膜する構成となる。なお、電荷輸送層は省
略可能である。

【００４０】有機ＥＬ素子は、陰電極の上、つまり有機
層と反対側には保護電極を設けてもよい。保護電極を設
けることにより、陰電極が外気や水分等から保護され、
構成薄膜の劣化が防止され、電子注入効率が安定し、素
子寿命が飛躍的に向上する。また、この保護電極は、非
常に低抵抗であり、陰電極の抵抗が高い場合には配線電
極としての機能も有する。この保護電極は、Ａｌ、Ａｌ
および遷移金属（ただしＴｉを除く）、Ｔｉまたは窒化
チタン（ＴｉＮ）のいずれか１種または２種以上を含有
し、これらを単独で用いた場合、それぞれ保護電極中に
少なくとも、Ａｌ：９０〜１００at％、Ｔｉ：９０〜１
００at％、ＴｉＮ：９０〜１００ mol％程度含有されて
いることが好ましい。また、２種以上用いるときの混合
比は任意であるが、ＡｌとＴｉの混合では、Ｔｉの含有
量は１０at％以下が好ましい。また、これらを単独で含
有する層を積層してもよい。特にＡｌ、Ａｌおよび遷移
金属は、後述の配線電極として用いた場合、良好な効果
が得られ、ＴｉＮは耐腐食性が高く、封止膜としての効
果が大きい。ＴｉＮは、その化学量論組成から１０％程
度偏倚していてもよい。さらに、Ａｌおよび遷移金属の
合金は、遷移金属、特にＭｇ，Ｓｃ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｎｄ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎ
ｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｗ等を、好ましくはこれらの総計が１
０at％以下、特に５at％以下、特に２at％以下含有して
いてもよい。遷移金属の含有量は少ないほど、配線材と
して機能させた場合の薄膜抵抗は下げられる。

【００４１】保護電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらに１００nm以上、特に１００〜１０００nmの範
囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、本発明の効果
が得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなっ
てしまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一
方、保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大き
くなるため、ダークスポットの成長速度が高くなってし
まう。なお、配線電極として機能させる場合の厚さは、
陰電極の膜厚が薄いために膜抵抗が高く、これを補う場
合には、通常１００〜５００nm 程度、その他の配線電
極として機能される場合には１００〜３００nm程度であ
る。

【００４２】陰電極と保護電極とを併せた全体の厚さと
しては、特に制限はないが、通常１００〜１０００nm程
度とすればよい。

【００４３】本発明の電極を用いた有機ＥＬ素子の構成
例を図１に示す。図１に示されるＥＬ素子は、基板２１
上に、陽電極２２、ホール注入・輸送層２３、発光およ
び電子注入輸送層２４、陰電極２５、保護電極２６を順
次有する。

【００４４】本発明を使用した有機ＥＬ素子は、図示例
に限らず、種々の構成とすることができ、例えば発光層
を単独で設け、この発光層と陰電極との間に電子注入輸
送層を介在させた構造とすることもできる。また、必要
に応じ、ホール注入・輸送層と発光層とを混合しても良
い。

【００４５】陽電極、陰電極は前述のように成膜し、発
光層等の有機物層は真空蒸着等により成膜することがで
きるが、これらの膜のそれぞれは、必要に応じてマスク
蒸着または膜形成後にエッチングなどの方法によってパ
ターニングでき、これによって、所望の発光パターンを
得ることができる。さらには、基板が薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）であって、そのパターンに応じて各膜を形成
することでそのまま表示および駆動パターンとすること
もできる。

【００４６】電極成膜後に、前記保護電極に加えて、Ｓ
ｉＯ_X 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素
重合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよ
い。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の
厚さは５０〜１２００nm程度とする。保護膜は前記した
反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法
等により形成すればよい。

【００４７】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐ
ために素子上に封止層を形成することが好ましい。封止
層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化
性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架
橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着
性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封す
る。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用い
ることもできる。

【００４８】基板材料としては、基板側から発光した光
を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明な
いし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜
や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を
用いて発光色をコントロールしてもよい。

【００４９】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬの発光する光に合わせてカラーフィルターの特
性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよ
い。

【００５０】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示コントラストも向上
する。

【００５１】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【００５２】蛍光性物質を含む色変換膜は、ＥＬ発光の
光を吸収し、色変換膜中の蛍光体から光を放出させるこ
とで、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の３つから形成
される。

【００５３】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物、ペリレン系化合物、シアニン
系化合物、フタロシアニン系化合物（サブフタロ等も含
む）、ナフタロイミド系化合物、縮合環炭化水素系化合
物、縮合複合環系化合物、スチリル系化合物、クマリン
系化合物等を用いればよい。

【００５４】バインダーは基本的に蛍光を消光しないよ
うな材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷等
で微細なパターンニングが出来るようなものが好まし
い。また、ＩＴＯの成膜時にダメージを受けないような
材料が好ましい。

【００５５】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要の無い場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。

【００５６】次に、本発明のＥＬ素子に設けられる有機
層について述べる。

【００５７】発光層は、正孔（ホール）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により
励起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的電
子的にニュートラルな化合物を用いることが好ましい。

【００５８】電荷輸送層は、陽電極からの正孔の注入を
容易にする機能、正孔を輸送する機能および電子を妨げ
る機能を有し、正孔注入輸送層とも称される。

【００５９】このほか、必要に応じ、例えば発光層に用
いる化合物の電子注入輸送機能がさほど高くないときな
ど、前述のように、発光層と陰電極との間に、陰電極か
らの電子の注入を容易にする機能、電子を輸送する機能
および正孔を妨げる機能を有する電子注入輸送層を設け
てもよい。

【００６０】正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、
発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込めさせ、
再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【００６１】なお、正孔注入輸送層および電子注入輸送
層は、それぞれにおいて、注入機能を持つ層と輸送機能
を持つ層とに別個に設けてもよい。

【００６２】発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよ
び電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法に
よっても異なるが、通常、５〜１０００nm程度、特に１
０〜２００nmとすることが好ましい。

【００６３】正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送
層の厚さは、再結合・発光領域の設定にもよるが、発光
層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすれ
ばよい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を
分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は２０nm以上
とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ
の上限は、通常、注入層で１００nm程度、輸送層で１０
００nm程度である。このような膜厚については注入輸送
層を２層設けるときも同じである。

【００６４】また、組み合せる発光層や電子注入輸送層
や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度（イ
オン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を考慮
しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域
・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色
の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペ
クトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にでき
る。

【００６５】ＥＬ素子の発光層には発光機能を有する化
合物である蛍光性物質を含有させる。この蛍光性物質と
しては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報等に
開示されているようなトリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム〔Ａｌｑ３〕等の金属錯体色素が挙げられる。
この他、これに加え、あるいは単体で、キナクリドン、
クマリン、ルブレン、スチリル系色素、その他テトラフ
ェニルブタジエン、アントラセン、ベリレン、コロネ
ン、１２−フタロベリノン誘導体等を用いることもでき
る。発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであってもよ
く、このような場合はトリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム等を使用することが好ましい。これらの蛍光性
物質を蒸着すればよい。

【００６６】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等
の有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ベリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘
導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。
上述のように、電子注入輸送層は発光層を兼ね備えたも
のであってもよく、このような場合はトリス（８−キノ
リノラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。
電子注入輸送層の形成も発光層と同様に蒸着等によれば
よい。

【００６７】なお、電子注入輸送層を電子注入層と電子
輸送層とに分けて積層する場合は、電子注入輸送層用の
化合物の中から好ましい組合せを選択して用いることが
できる。このとき、陰電極側から電子親和力の値の大き
い化合物の層の順に積層することが好ましい。このよう
な積層順については電子注入輸送層を２層以上設けると
きも同様である。

【００６８】また、正孔注入輸送層には、例えば、特開
昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４
号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６
８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５
−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公
報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００
１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されて
いる各種有機化合物を用いることができる。例えば、テ
トラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミン
ないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級ア
ミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有する
オキサジアジール誘導体、ポリチオフェン等である。こ
れらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用すると
きは別層にして積層したり、混合したりすればよい。

【００６９】正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層
とに分けて積層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテ
ンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ま
しい。また陽電極表面には薄膜性の良好な化合物を用い
ることが好ましい。このような積層順については、正孔
注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このよ
うな積層順にすることによって、駆動電圧が低下し、電
流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐこ
とができる。また、素子化する場合、蒸着を用いている
ので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフ
リーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポ
テンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物
を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低
下を防ぐことができる。

【００７０】正孔注入輸送層は、発光層等と同様に上記
の化合物を蒸着すればよい。

【００７１】正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸
送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空
蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場
合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm以下
の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μmを超え
ていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高く
しなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下
する。

【００７２】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を成膜することが好ましい。真空中で連続して成
膜すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりするこ
とができる。

【００７３】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００７４】有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動型のＥＬ
素子として用いられるが、交流駆動またはパルス駆動と
することもできる。印加電圧は、通常、２〜２０Ｖ程度
とされる。

【００７５】以上、ディスプレイとして有機ＥＬ素子に
本発明の電極を応用した場合を中心にして説明したが、
本発明の電極はこのような用途に限定されるものではな
く、その他、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、無機ＥＬデ
ィスプレイ、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィー
ルドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）等のディスプレイに応用することも可能
である。また、太陽電池などの薄膜化したパネル素子の
陽極等としても応用可能である。

【００７６】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を比較例ととも
に示し、本発明をさらに詳細に説明する。

【００７７】〈実施例１〉ガラス基板を中性洗剤で十分
に洗浄・乾燥し、成膜用スパッタ装置の基板ホルダーに
セットした。予め成膜装置全体を１５０℃程度に十分加
熱し、槽内の水蒸気分圧を十分に低下させ、さらに、槽
内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。

【００７８】次いで、基板温度を室温（２５℃）から徐
々に下げ、成膜面温度で−１０℃まで約３０分かけて冷
却した。冷却方法は、ガルデンと呼ばれる有機物液体を
基板ホルダー内に循環させて行った。基板温度が安定に
保持されたことを確認した後、成膜を開始した。

【００７９】ＤＣスパッタ法にてＩＴＯ（Ｓｎ：１０wt
％）をターゲットとして、酸化物透明導電薄膜を１００
nmの厚さに成膜した。このときのスパッタガスにはＡｒ
を用い、スパッタ時の圧力は０．１５Pa、ターゲット−
基板間の距離（Ｔs ）は９．０cm、投入電力は１．２Ｗ
／cm² であった。

【００８０】得られた酸化物透明導電薄膜のシート抵抗
を測定したところ、６０Ω／□であり、この値は室温で
成膜したＩＴＯ薄膜のと同程度であり、基板温度の低下
によるシート抵抗の増加はなかった。さらに、薄膜の表
面粗さをＡＦＭを用いて測定したところ、最大表面粗さ
（Ｒmax ）＝２０nm、平均表面粗さ（Ｒa ）＝２nmであ
り、異常粒成長による表面突起は認められず、表面が非
常にスムースであることが確認された。

【００８１】このようにして得られた酸化物透明導電薄
膜が成膜された基板を用い、この薄膜を陽電極として以
下の手順で有機ＥＬ素子を作製した。

【００８２】陽電極が成膜された基板を大気中に取り出
し、電極を分離して取り出せるようにパターニングし
た。その後、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて
超音波洗浄し、次いで煮沸エタノール中から引き上げ乾
燥した。この透明電極表面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、真
空蒸着装置の基板ホルダーにて固定して、槽内を１×１
０^-4Pa以下まで減圧した。

【００８３】次いで減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’−
ジフェニル−ｍ−トリル−４，４’−ジアミン−１，
１’−ビフェニル（ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm/secで
５５nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。

【００８４】さらに、減圧を保ったまま、Ａｌｑ3 ：ト
リス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．
２nm/secで５０nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発
光層とした。

【００８５】次いで、真空蒸着装置からスパッタ装置に
移し、ＤＣスパッタ法にてＡｌ・Ｓｍ合金（Ｓｍ：１０
at％）をターゲットとして陰電極を２００nmの厚さに成
膜した。このときのスパッタガスにはＡｒを用い、ガス
圧３．５Pa、ターゲットと基板間距離（Ｔｓ）９．０cm
とした。また、投入電力は１．２Ｗ／cm² であった。

【００８６】最後にＳｉＯ₂ を２００nmの厚さにスパッ
タして保護層として、有機ＥＬ発光素子を得た。この有
機ＥＬ発光素子は、それぞれ２本ずつの平行ストライプ
状陰電極と、８本の平行ストライプ状陽電極を互いに直
交させ、２×２mm縦横の素子単体（画素）を互いに２mm
の間隔で配置し、８×２の１６画素の素子としたもので
ある。

【００８７】この有機薄膜発光素子にＮ₂ 雰囲気で直流
電圧を印加し、１０mA/cm² の一定電流密度で連続駆動
させた。初期には、９Ｖ、３５０cd/m² の緑色（発光極
大波長λmax ＝５２０nm）の発光が確認できた。輝度の
半減時間は８００時間で、その間の駆動電圧の上昇は２
Ｖであった。

【００８８】得られた有機ＥＬ素子について、１６０画
素（１０素子分）の初期平均発光輝度、電極間の電流リ
ーク個数、陽電極の最大表面粗さ（Ｒmax ）および平均
表面粗さ（Ｒa ）、発光半減期及びダークスポットの発
生有無（発光開始から２００時間経過後）について調
べ、その結果を表１に示した。ダークスポットの発生の
有無については、以下の基準により評価した。 ◎：ダークスポット全くなし ○：発光面の１０mm角領域に２個以下確認できる。 ×：発光面の１０mm角領域に３個以上確認できる。結果を表１に示す。

【００８９】〈実施例２〉実施例１の電極形成におい
て、基板成膜面温度を＋１０℃に設定した他は実施例１
と同様にして酸化物透明導電膜を形成した。得られた薄
膜のシート抵抗を測定したところ、実施例１と同様にシ
ート抵抗の増加は確認されなかった。さらに、実施例１
と同様にして薄膜の表面粗さをＡＦＭを用いて測定した
ところ、最大表面粗さ（Ｒmax ）＝３０nm、平均表面粗
さ（Ｒa ）＝３nmであり、異常粒成長による表面突起は
認められず、表面が非常にスムースであることが確認さ
れた。

【００９０】得られた電極薄膜の積層された基板を用い
て、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価
した。結果を表１に示す。

【００９１】〈実施例３〉実施例１の電極形成におい
て、ＩＴＯターゲットに代えてＡｌ・Ｓｍ合金（Ｓｍ：
１０at％）ターゲットを用いた他は実施例１と同様にし
て、金属薄膜を２００nm成膜した。さらに、実施例１と
同様にして薄膜の表面粗さをＡＦＭを用いて測定したと
ころ、最大表面粗さ（Ｒmax ）＝２０nm、平均表面粗さ
（Ｒa ）＝２nmであり、異常粒成長による表面突起は認
められず、表面が非常にスムースであることが確認され
た。

【００９２】このようにして得られた金属薄膜が成膜さ
れた基板を用い、この薄膜を陰電極として以下の手順で
いわゆる逆積層構造の有機ＥＬ素子を作製した。

【００９３】電極が成膜された基板を大気中に取り出
し、電極を分離して取り出せるようにパターニングし
た。その後、スパッタ装置の基板ホルダーに固定して、
槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。次いで、電極を
大気中に曝したことにより形成された酸化物等を除去す
るため、表面を逆スパッタし、汚染された表面層を除去
した。

【００９４】次いで、減圧を保ったまま、有機層積層用
の蒸着装置に移し、Ａｌｑ3 ：トリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚
さに蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。

【００９５】さらに、減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−ｍ−トリル−４，４’−ジアミン−１，
１’−ビフェニル（ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm/secで
５５nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。

【００９６】次いで、真空蒸着装置からスパッタ装置に
移し、ＤＣスパッタ法にてＩＴＯ（Ｓｎ：１０wt％）を
ターゲットとして陽電極を総計１００nmの厚さに成膜し
た。このときのスパッタガスにはＡｒを用い、ガス圧
３．５Pa、ターゲットと基板間距離（Ｔｓ）９．０cmの
条件で２０nm成膜し、続けてガス圧を０．１５Paに変え
て８０nm成膜した。このときの投入電力は１．２Ｗ／cm
² であった。

【００９７】最後にＳｉＯ₂ を２００nmの厚さにスパッ
タして保護層として、有機ＥＬ発光素子を得た。この有
機ＥＬ発光素子は、それぞれ２本ずつの平行ストライプ
状陰電極と、８本の平行ストライプ状陽電極を互いに直
交させ、２×２mm縦横の素子単体（画素）を互いに２mm
の間隔で配置し、８×２の１６画素の素子としたもので
ある。

【００９８】得られた有機ＥＬ素子について、実施例１
と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を
表１に示す。

【００９９】〈実施例４〉実施例１の電極形成におい
て、ＩＴＯターゲットにかえて、亜鉛ドープ酸化インジ
ウム（ＩＺＯ：Ｚｎ：８wt％）、Ｉｎ₂Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂
およびＺｎＯ：Ａｌ（Ａｌ：２wt％）ターゲットをそれ
ぞれ用いた他は実施例１と同様にしてそれぞれ陽電極薄
膜を形成した。

【０１００】得られた各陽電極薄膜の積層された基板を
用いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、
評価したところ、陽電極材料によるシート抵抗の違いに
より、発光時の駆動電圧や発光輝度が僅かに異なるもの
の、実施例１とほぼ同様の結果を得ることができた。

【０１０１】〈実施例５〉実施例３の電極形成におい
て、Ａｌ・Ｓｍ合金ターゲットにかえて、Ａｌ・Ｌｉ
（Ｌｉ：５at％）、Ｍｇ・Ａｇ（Ａｇ：１０wt％）、Ｍ
ｇ・Ｉｎ（Ｉｎ：１０wt％）、Ａｌ・Ｙ（Ｙ：１０wt
％）の仕事関数が４eV以下の合金とした他は実施例３と
同様にして、それぞれ陰電極薄膜を得た。

【０１０２】得られた各陰電極薄膜の積層された基板を
用いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、
評価したところ、陰電極材料の違いによる発光時の駆動
電圧や発光輝度等が僅かに異なるものの、実施例３とほ
ぼ同様の結果を得ることができた。

【０１０３】〈比較例１〉実施例１の電極形成におい
て、基板温度を室温（２５℃）としたほかは実施例１と
同様にしてＩＴＯ陽電極薄膜を形成した。得られた陽電
極薄膜の表面をＡＦＭを用いて評価したところ、部分的
に粒子状の異物が認められ、表面に多数突起が存在する
ことが確認された。このときの最大表面粗さ（Ｒmax ）
＝１００nm以上、平均表面粗さ（Ｒa ）＝３０nm程度で
あった。

【０１０４】この陽電極薄膜の積層された基板を用い
て、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得
られた有機ＥＬ素子を実施例と同様にして連続駆動させ
た。初期には、９Ｖ、３５０cd/m² の緑色（発光極大波
長λmax ＝５２０nm）の発光が確認できた。輝度の半減
時間は７５０時間で、その間の駆動電圧の上昇は２Ｖ
で、実施例１の発光特性と同様であった。

【０１０５】この有機ＥＬ素子について、実施例１と同
様にして評価した。結果を表１に示す。

【０１０６】表１から明らかなように、発光輝度、駆動
電圧は実施例１と同様であるものの、電極間のリーク発
生個数がかなり多く、またダークスポットの発生も顕著
であった。これは陽電極表面での異常粒成長が生じ、表
面に突起が発生したり、表面の平坦さが損なわれること
で、発光特性に影響を及ぼしているためと考えられる。

【０１０７】〈比較例２〉実施例３の電極形成におい
て、基板温度を室温（２５℃）としたほかは実施例１と
同様にしてＡｌ・Ｓｍ陰電極薄膜を形成した。得られた
陰電極薄膜の表面をＡＦＭを用いて評価したところ、部
分的に粒子状の異物が認められ、表面に多数突起が存在
することが確認された。このときの最大表面粗さ（Ｒma
x ）＝１００nm以上、平均表面粗さ（Ｒa ）＝３０nm程
度であった。

【０１０８】この陰電極薄膜の積層された基板を用い
て、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得
られた有機ＥＬ素子を実施例３と同様にして連続駆動さ
せた。初期には、９Ｖ、３４０cd/m² の緑色（発光極大
波長λmax ＝５２０nm）の発光が確認できた。輝度の半
減時間は６５０時間で、その間の駆動電圧の上昇は２Ｖ
で、実施例３の発光特性と同様であった。

【０１０９】この有機ＥＬ素子について、実施例１と同
様にして評価した。結果を表１に示す。

【０１１０】表１から明らかなように、発光輝度、駆動
電圧は実施例１と同様であるものの、電極間のリーク発
生個数がかなり多く、またダークスポットの発生も顕著
であった。これは陰電極表面での異常粒成長が生じ、表
面に突起が発生したり、表面の平坦さが損なわれること
で、発光特性に影響を及ぼしているためと考えられる。

【０１１１】

【表１】

【０１１２】

【発明の効果】有機層界面での密着性、電子注入効率が
良好で、発光特性を向上させ、有機層へのダメージも少
なく、ダークスポットの発生を抑制し、性能劣化の少な
い陰電極を有する有機ＥＬ素子を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の構成例を示す概念図である。

【符号の説明】

２１基板２２陽電極２３正孔注入・輸送層２４発光層２５陰電極２６保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スパッタ法を用い、かつ少なくとも基板
の成膜面の温度を１０℃以下とする電極の製造方法。
【請求項２】前記スパッタ法はＤＣスパッタ法である
請求項１の電極の製造方法。
【請求項３】請求項１または２の電極の製造方法によ
り成膜された電極。
【請求項４】前記電極は、酸化物透明導電薄膜または
金属薄膜のいずれかである請求項３の電極。
【請求項５】前記酸化物透明導電薄膜は、酸化インジ
ウム、酸化スズおよび酸化亜鉛を１種または２種以上含
有する請求項４の電極。
【請求項６】前記金属薄膜は、仕事関数が４．０eV以
下の金属または合金である請求項４の電極。
【請求項７】ディスプレイの電極である請求項３〜６
の電極。
【請求項８】前記ディスプレイは有機ＥＬ素子である
請求項７の電極。