成膜方法、スパッタリング装置、スパッタリングターゲットおよび有機電界発光装置の製造方法
【課題】被堆積面がダメージを受け難くかつ膜組成の変更が容易なマグネトロンスパッタリング技術を提供する。
【解決手段】本発明の成膜方法は、各々が方向５１に延びた形状を有するターゲット部２１および２２を方向５２に並べてなりかつターゲット部２１および２２は組成が異なるスパッタリングターゲット２と、カソードマグネット１１と、基板３と、枠体１４１とこれに支持されたトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂとを備えたスパッタリングトラップ１４とを、ターゲット２と基板３とが枠体１４１の開口部１４２を挟んで向き合いかつターゲット２がカソードマグネット１１と基板３との間に介在するように配置し、カソードマグネット１１がターゲット部２１および２２と順次向き合うようにカソードマグネット１１をターゲット２に対して方向５２に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により基板３上に膜を形成することを含む。
【解決手段】本発明の成膜方法は、各々が方向５１に延びた形状を有するターゲット部２１および２２を方向５２に並べてなりかつターゲット部２１および２２は組成が異なるスパッタリングターゲット２と、カソードマグネット１１と、基板３と、枠体１４１とこれに支持されたトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂとを備えたスパッタリングトラップ１４とを、ターゲット２と基板３とが枠体１４１の開口部１４２を挟んで向き合いかつターゲット２がカソードマグネット１１と基板３との間に介在するように配置し、カソードマグネット１１がターゲット部２１および２２と順次向き合うようにカソードマグネット１１をターゲット２に対して方向５２に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により基板３上に膜を形成することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、スパッタリング装置、スパッタリングターゲットおよび有機電界発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、透明導電膜の応用分野は、広範囲に広がっている。例えば、特許文献１および２には、有機電界発光素子の電極として、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明導電膜を使用することが記載されている。
【０００３】
有機電界発光素子は、２つの電極間に有機発光層を挟持した構造を有しており、電極間に電流を流すことにより有機発光層で発光を生じる。有機電界発光素子では、この発光を取り出すために、少なくとも一方の電極を光透過性にする必要がある。そこで、この有機電界発光素子の電極またはその一部として、透明導電膜を使用することがある。
【０００４】
上部光取り出し（トップエミッション）型の有機電界発光素子では、上部電極を光透過性電極とする。トップエミッション型の有機電界発光素子では、光透過性を有する金属薄膜を上部電極とすることもできるが、この金属薄膜を透明導電膜で被覆することにより、金属薄膜の保護と配線抵抗の低減とを図ることができる。また、透明導電膜を上部電極とした場合には、下地の有機発光層の保護や電子注入障壁の低減を目的として、有機発光層と透明導電膜との間にバッファ層を介在させることもある。
【０００５】
ところで、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、電子部品などの製造では、薄膜の形成に、量産性に優れたスパッタリング法が広く利用されている。なかでも、マグネトロンスパッタリング法は、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉなどからなる金属膜、酸化膜、窒化膜などの形成に広く利用されている。このマグネトロンスパッタリング法によると、膜厚、導電性および透明性の均一性に優れた透明導電膜を安定した成膜速度および膜組成で形成することができる。
【０００６】
マグネトロンスパッタリング装置の構成は、陰極（スパッタリングターゲット）の裏面側に複数の磁石を設置すること以外は、直流二極スパッタリング装置や高周波スパッタリング装置などの装置とほぼ同様である。マグネトロンスパッタリング装置では、これら磁石によりターゲットの上方にトロイダル型のトンネルをつくり、放電プラズマをそのトンネルの中に拘束する。これにより、例えば、ターゲットから数ｍｍ離れた位置に、明るく輝くドーナツ形状の高密度プラズマ（≒１０18ｍ-3）を生じさせる。なお、磁石材料としては、Ｂａ−フェライト、アルニコ合金、Ｃｏ−希土類合金、Ｎｄ系合金などが用いられる。
【０００７】
このようにして生成したマグネトロンプラズマは、電流密度が高く、６００ｅＶもの高エネルギーでイオンが電子をたたくので、ターゲットを高速でスパッタする。また、低圧力なので、スパッタされた粒子の平均自由行程は長い。それゆえ、陰極と対向して設置された基板上に、効率的にスパッタ粒子を堆積させることができる。
【０００８】
しかし、マグネトロンスパッタリング法を用いて薄膜を形成すると、下地がダメージを受けることがある。
【０００９】
例えば、蒸着法により透明導電膜を形成する場合、熱エネルギーのみを利用して下地に粒子を堆積させるため、下地に入射する粒子のエネルギーは０．１ｅＶ程度である。これに対し、スパッタリング法により透明導電膜を形成する場合、下地に入射する粒子のエネルギーは６００ｅＶ程度と非常に高い。一般的に、基板に入射する粒子のエネルギーが５０ｅＶ程度以上になると、粒子が下地内に入り込む、下地を構成する原子が叩き出される、または下地に欠陥が生じるという問題が発生する。特に、下地が有機発光層である場合には、非特許文献１に記載されているように、高エネルギー粒子である反跳Ａｒイオンやγ電子が衝突により有機発光材料の分子構造が破壊され（結合が断裂され）、発光ポテンシャルが低下するという問題があった。
【００１０】
また、マグネトロンスパッタリング法によると、ＩＴＯターゲットを用いて金属薄膜上にＩＴＯ薄膜を形成する場合に金属薄膜の劣化を生じることがある。
【００１１】
ＩＴＯは、その母結晶である酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）が化学量論組成を有している単結晶である場合には、絶対零度では伝導体に電子が存在せず、荷電子帯が完全に電子で満たされているため絶縁性を示す。この単結晶は、立方晶に属するｂｉｘｂｙｉｔｅと呼ばれる結晶構造を有している。この単結晶は、格子定数が１．０１１８ｎｍであり、単位格子は、３２個のＩｎ3+と４８個のＯ2-とを含み、電気的に中性を保っている。そして、Ｉｎイオンには、酸素イオンが６配位するとともに、２つの酸素欠陥（quasi-anion site）が配位している。スパッタリングによりＩＴＯ膜を形成する際には、この酸素欠陥に酸素を置換型固溶させて、膜抵抗値および光線透過率を制御する必要がある。実際には、スパッタリング成膜時に酸素ドープを行って、膜の低抵抗化および光線透過率の最適化を図っている。
【００１２】
上記の通り、トップエミッション型の有機電界発光素子では、上部電極である透明電極と有機発光層との間に光透過性の金属薄膜を介在させることがある。この金属薄膜の材料としては、例えば、電子注入層として有用なＣａやＢａなどの金属を使用する。しかし、これら金属は活性が高いため、酸素ドープを行いながら金属薄膜上に透明電極を形成すると、金属薄膜が劣化してしまう。
【００１３】
このように、マグネトロンスパッタリング法には、被堆積面がダメージを受け易いという問題がある。
【００１４】
また、一般的に、マグネトロンスパッタリング法では、形成すべき薄膜の組成を変更するには、スパッタリングターゲットを交換するしかない。ターゲットの交換による膜組成の変更は、必ずしも容易ではない。
【特許文献１】特開２００１−２５０６７８号公報
【特許文献２】特許第２８５０９０６号公報
【非特許文献１】「色変換方式有機ＥＬによるフルカラー化の実現」 工業材料Ｖｏｌ．５２ Ｎｏ．４（２００４．４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、被堆積面がダメージを受け難くかつ膜組成の変更が容易なマグネトロンスパッタリング技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットと、カソードマグネットと、基板と、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えたスパッタリングトラップとを、スパッタリングターゲットと基板とが枠体の開口部を挟んで向き合いかつスパッタリングターゲットがカソードマグネットと基板との間に介在するように配置し、カソードマグネットが複数のスパッタリングターゲット部と順次向き合うようにカソードマグネットをスパッタリングターゲットに対して第２方向に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成することを含んだ成膜方法が提供される。
【００１７】
本発明の第２態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットを使用してマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成するスパッタリング装置であって、スパッタリングターゲットの裏面と向き合うように設置され、第１方向に延びた形状を有するカソードマグネットと、スパッタリングターゲットの表面と対向するように基板を支持するホルダと、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えかつスパッタリングターゲットと基板との間に設置されるスパッタリングトラップと、カソードマグネットをスパッタリングターゲットに対して第２方向に相対的に移動させる駆動機構と、カソードマグネットが、複数のスパッタリングターゲット部の上記一部と向き合っている時間と、複数のスパッタリングターゲット部の上記他の一部と向き合っている時間とを、互いから独立して設定可能に駆動機構の動作を制御するコントローラとを含んだことを特徴とするスパッタリング装置が提供される。
【００１８】
本発明の第３態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なることを特徴とするスパッタリングターゲットが提供される。
【００１９】
本発明の第４側面によると、基材と、基材上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだ有機電界発光装置の製造方法であって、第１電極および／または第２電極を、第１態様に係る成膜方法により形成することを含んだことを特徴とする有機電界発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、被堆積面がダメージを受け難くかつ膜組成の変更が容易なマグネトロンスパッタリング技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の概略斜視図である。図２は、図１のスパッタリング装置で使用可能なホルダの拡大概略図である。図３は、図２のホルダで使用可能なペルチェ素子の一例の概略断面図である。
【００２３】
図１のスパッタリング装置１は、真空チャンバ１０を含んでいる。
真空チャンバ１０には、図示しない排気系が接続されている。排気系は、真空ポンプを含んでおり、真空チャンバ１０内を真空に排気する。
【００２４】
真空チャンバ１０には、図示しないガス供給源がさらに接続されている。ガス供給源は、真空チャンバ１０内に、プラズマイオン源としてアルゴンなどの希ガスまたは不活性ガスを供給する。
【００２５】
真空チャンバ１０内には、カソードマグネット１１と、バッキングプレート１２と、ホルダ１３と、スパッタリングトラップ１４とが設置されている。また、このスパッタリング装置１は、図示しない駆動機構と図示しないコントローラとをさらに含んでいる。
【００２６】
カソードマグネット１１は、一対のカソードマグネット部１１ａおよび１１ｂを含んでいる。カソードマグネット部１１ａおよび１１ｂは、各々が第１方向５１に延びた角柱形状を有しており、極性の異なる磁極が向き合うように第２方向５２に並んでカソードマグネット１１を形成している。
【００２７】
なお、図１では、第１方向５１と第２方向５２とは直交しているが、それらは直交していなくてもよい。但し、典型的には、第１方向５１と第２方向５２とがなす角度は約９０°とする。
【００２８】
カソードマグネット１１は、複数のカソードマグネット部１１ａと複数のカソードマグネット部１１ｂとを含んでいてもよい。例えば、カソードマグネット１１ａおよび１１ｂを極性が異なる磁極同士が向き合うように第２方向５２に並べてなることにより各マグネット対を構成し、これらマグネット対を第１方向５１に並べることによりカソードマグネット１１を構成してもよい。あるいは、複数のカソードマグネット１１ａとそれらとはＮ極の向きが逆向きの複数のカソードマグネット１１ｂとを第１方向５１に交互に並べてカソードマグネット１１を構成してよい。
【００２９】
カソードマグネット１１が発生する磁場は、プラズマを、後述するスパッタリングターゲット２の近傍であって、カソードマグネット１１の上方に拘束する。
【００３０】
カソードマグネット１１の上方には、バッキングプレート１２が設置されている。バッキングプレート１２は、スパッタリングターゲット２を支持する。図１ではカソードマグネット１１とバッキングプレート１２との間に隙間を設けていないが、それらは互いから離間させてもよい。この隙間に冷却液を流すことにより、カソードマグネット１１とバッキングプレート１２とを冷却するとともに、バッキングプレート１２を介してスパッタリングターゲット２を冷却することができる。
【００３１】
スパッタリングターゲット２は、複数のスパッタリングターゲット部２１および２２を含んでいる。図１に示す例では、スパッタリングターゲット部２１および２２は、各々が第１方向５１に延びた角柱形状を有し、第２方向５２に交互に並んでいる。スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第１方向５１についての寸法は、例えば、カソードマグネット１１の第１方向５１についての寸法と等しい。また、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法は、例えば、カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法と等しい。
【００３２】
スパッタリングターゲット部２１および２２は、互いに異なる組成を有している。図１の例では、スパッタリングターゲット部２１はＩｎ2Ｏ3からなる焼結体であり、スパッタリングターゲット部２２はＳｎＯ2からなる焼結体である。
【００３３】
ホルダ１３は、支持体１３１と、マスクフレーム１３２と、ペルチェ素子１３３とを含んでいる。
【００３４】
図１および図２に示すように、ホルダ１３は、基板３を、支持体１３１とマスクフレーム１３２とで上下から挟み込むことで、スパッタリングターゲット２と対向させるように着脱可能に支持している。支持体１３１とマスクフレーム１３２とによる基板３の支持には、例えば磁力を利用する。ホルダ１３は、所望の薄膜パターンを形成するために、例えば、マスク４を基板３とマスクフレーム１３２との間に介在させて、基板３を支持することができる。
【００３５】
支持体１３１の基板３との対向面の裏面には、ペルチェ素子１３３が設置されている。ペルチェ素子１３３の機能については後述する。
【００３６】
図１に示すように、スパッタリングトラップ１４は、スパッタリングターゲット２と基板３との間に設置されている。
【００３７】
スパッタリングトラップ１４は、枠体１４１を有している。枠体１４１には、開口１４２が設けられている。枠体１４１は、例えば、１辺が５００〜８００ｎｍ、板厚１〜２ｍｍ程度の四角形状の板に、１辺が４５０〜７５０ｍｍの四角形状の開口１４２を形成したものである。図１の例では、枠体１４１の内周面は、第１方向５１と平行な一対の面と、第２方向と平行な一対の面とで構成されている。また、開口１４２は、スパッタリングターゲット２に対応した領域内に位置している。
【００３８】
枠体１４２は、表面積が小さいことが好ましい。また、枠体１４２の材料としては、例えば、導電体である低熱膨張率材料を用いることができる。
【００３９】
スパッタリングトラップ１４は、２つのトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂをさらに含んでいる。トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、第１方向５１に延びた形状を有し、かつ極性の異なる磁極同士が開口１４２に対応した領域を挟んで向き合うように枠体１４１に支持されている。トラップマグネット１４３ａは、例えば、第１方向５１についての寸法が５００〜８００ｍｍ、第２方向５２についての寸法と第１方向５１および第２方向５２と直交する方向についての寸法とが共に１０〜２０ｍｍの角柱形状の磁石である。
【００４０】
駆動機構は、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して相対的に移動させる。図１の例では、移動方向は第２方向５２である。この相対的な移動に伴い、カソードマグネット１１が形成る磁場の位置は、スパッタリングターゲット部２１および２２の１つの上方からその隣りの１つの上方へと順次移動する。
【００４１】
コントローラは、駆動機構に接続されている。コントローラは、駆動機構の動作を制御する。コントローラは、カソードマグネット１１が、スパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、スパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とを、互いから独立して設定することができる。例えば、コントローラは、先の移動と停止とが交互に繰り返されるように駆動機構の動作を制御する場合、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている時間とを互いから独立して設定可能であってもよい。あるいは、コントローラは、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている期間とで互いから独立して設定可能であってもよい。
【００４２】
コントローラは、スパッタリングトラップ１４にさらに接続されている。コントローラは、スパッタリングトラップ１４の電位を、例えば、基板３またはその近傍のアノードの電位よりも低く設定することができる。なお、図１の例では、メタルマスク４をアノードとして利用している。
【００４３】
図１に示すように、スパッタリング装置１は、例えばスパッタリングターゲット２と基板３との間に電圧を印加する電圧印加手段１５をさらに含んでいる。電圧印加手段１５は、スパッタリングターゲット２と基板３との間に電圧を印加できれば、どこに接続されていてもよい。例えば、マスク４がメタルマスクである場合には、正電極をメタルマスク４に接続することができる。また、負電極を、例えば、バッキングプレート１２に接続することもできる。
【００４４】
ここで、ペルチェ素子１３３について、図面を参照しながら説明する。
図３に示すように、ペルチェ素子１３３は、２枚のセラミック基板１３３１と、複数の金属電極１３３２と、複数のｐ型半導体１３３３と、複数のｎ型半導体１３３４とを含んでいる。
【００４５】
２枚のセラミック基板１３３１は、間隙をおいて対向している。これらのセラミック基板１３３１の各対向面上では、金属電極１３３２が配列している。各金属電極１３３２の両端は隣り合う２つの金属電極１３３２の近接した端とそれぞれ対向している。
【００４６】
ｎ型半導体１３３３およびｐ型半導体１３３４は、各々が金属電極１３３２の向き合った端部間に介在しており、金属電極１３３２の配列方向に沿って交互に配列している。
【００４７】
図３に示した構成を有する素子は、電流を流すことによりペルチェ（Peltier）効果が起きるので冷却または吸熱の能力を持つ。
【００４８】
ここで、ペルチェ効果について説明する。物質の両端に温度差を与えると、超伝導体以外であれば必ず起電力が生じる。この現象をゼーベック（Seebeck）効果と呼び、これらを身近に利用しているのが、温度測定に用いられる熱電対（thermocouple）である。物質の高温端と低温端とに外部回路を接続すれば、この熱起電力により電流を発生させ、電力として取り出すことができる。これとは逆に、２種の物質を接合して電流を流すと、接合点で電流の向きに応じて熱が発生または吸収される。この現象がペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）効果と呼ばれているものであり、先述のゼーベック効果とは表裏一体の熱電現象である。ゼーベック効果およびペルチェ効果の２つの熱−電気の変換過程を総称し、熱電変換（thermoelectric conversion）と呼ぶ。
【００４９】
ペルチェ現象は、電流を反転させるだけで加熱と冷却とを切り替えることが可能で、応答速度も極めて速いので、熱電冷却や電子冷熱として、半導体レーザーや高感度の赤外線検出器やＣＣＤなどの冷却、更には半導体製造プロセスや医療機器など精密な温度制御や局所的な急速冷却が要求される分野に広く利用されている。
【００５０】
ペルチェ素子１３３は、プラスの熱電能を持つＰ型半導体１３３３とマイナスの熱電能を持つＮ型半導体１３３４とを有している。Ｐ型半導体１３３３とＮ型半導体１３３４とはその相対熱電能が非常に大きいため、ペルチェ素子１３３を用いると、大きなペルチェ効果を活用できる。
【００５１】
したがって、ペルチェ素子１３３を支持体１３１の上部に設けることで、真空下で容易に基板３およびマスク４を冷却することが可能である。さらに、ペルチェ素子１３３を設けるにあたっては、装置の大幅改良が必要ないという利点もある。
【００５２】
上述したスパッタリング装置は、様々な層の形成に利用可能である。このスパッタリング装置は、透明導電膜の形成，特には有機物層上への透明導電膜の形成，に適している。ここでは、まず、透明導電膜について説明する。
【００５３】
透明導電膜の用途は、多岐にわたる。例えば、透明導電膜は、発光ダイオード、半導体レーザー、フラットパネルディスプレイなどの様々な物品で使用されている。
【００５４】
透明導電膜は、オプトエレクトロニクスデバイスの電極として使用する場合、各々のデバイスの使用条件に応じた要求を満たさなければならない。例えば、透明導電膜の材料には、電気的特性と可視光領域の光学的特性との双方に優れていることが要求される。そのような材料としては、例えば、Ｉｎ2Ｏ3にＳｎをドーパントとして添加してなるＩＴＯなどの酸化インジウム系材料、ＳｎＯ2にドーパントを添加してなる酸化スズ系材料、ＺｎＯにＡｌをドーパントとして添加してなるアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ＺｎＯにＧａをドーパントとして添加してなるガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、およびＺｎＯにＩｎをドーパントとして添加してなるインジウム亜鉛酸化物などの酸化亜鉛系材料を挙げることができる。
【００５５】
透明導電膜の材料としては、ＣｄＯ系材料および酸化ガリウム系材料を用いることも可能である。但し、ＣｄＯ系材料に関しては、Ｃｄが毒性を有するという問題がある。また、酸化ガリウム系材料からなる透明導電膜は、ワイドバンドギャップを持つなど数々の特徴を有しているが、ガリウムは豊富に産出される材料とは言い難い。このように、透明導電膜に使用可能な材料の中には、環境および資源の観点から使用が制約されるものがある。
【００５６】
ここで、ＩＴＯについて説明する。
ＩＴＯの母結晶はＩｎ2Ｏ3である。酸化物換算で５から１０質量％の錫を含有したＩＴＯは、絶縁体のように透明でありながら、導電性が高く（１×１０3Ｓ／ｃｍ）、吸収も少ない。
【００５７】
透明性に優れたＩＴＯでは、Ｉｎ2Ｏ3結晶の構造的な完全性が高く、バンドギャップ内の電子捕獲準位が非常に少ない。すなわち、透明性に優れたＩＴＯでは、結晶内で原子が正しく且つ過不足なく位置している。
【００５８】
Ｉｎ2Ｏ3試薬は、黄白色である。酸素を僅かに含んだ雰囲気（分圧で１×１０-1Ｐａ以下）中でＩｎ2Ｏ3を蒸着またはスパッタ成膜すると、透明導電膜が得られる。しかし、この化合物は酸素を手放しやすく、例えば真空中での加熱や数％の水素を含んだ還元雰囲気中での加熱によって容易に還元され、これに伴い、青黒、黒、茶褐色へとこの順に変色する。Ｉｎ2Ｏ3系材料の導電性は、母結晶のＩｎ原子をＳｎ原子で置換するか、または、酸素欠損が生じる条件の下で成膜することで発現する。
【００５９】
ＩＴＯの透明性は、ＩＴＯのバンドギャップが可視光波長域内の最短波長である４００ｎｍ付近にあることに由来している。しかし、これだけでは不十分で、高い透明性を達成するには、バンドギャップ内に常温で電子が常駐するような準位が少ないかまたは無視できることが必要である。このようなバンドギャップ内準位は、酸素欠損や、インジウム原子、錫原子または原子集団（クラスター）による格子欠陥に由来するものである。したがって、優れた透明性を達成するためには、母結晶自体が良質の結晶格子を形成しやすいものでなくてはならない。Ｉｎ2Ｏ3は、酸化性が極度に弱い雰囲気で成膜しない限り、この要件を満足する。実際、Ｉｎ2Ｏ3は、基板温度を３００℃程度にしておけば、酸素がやや不足した雰囲気条件であっても、厚さが数１０ｎｍの段階から半値幅の狭いＸ線回折パターンを示す。このＩｎ2Ｏ3の結晶化しやすい特徴は、Ｓｎの添加量が数１０％程度以下の範囲内であれば失われない。これは、ＳｎＯ2膜やＺｎＯ膜とは大きく異なる特徴である。
【００６０】
透明導電膜の形成には、真空蒸着法、プラズマまたはイオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などが主に利用されている。透明導電膜の形成に、ゾル−ゲル法およびスプレー法などの湿式法を利用することもある。
【００６１】
その中で、スパッタリング法は、量産化に適した方法として、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、その他の電子部品などが含む薄膜の形成に広く利用されている。
【００６２】
ここで、スパッタリング法による成膜の原理などについて説明する。
スパッタリング法は、高速粒子をターゲットに入射、衝突させることで薄膜を形成する方法である。高速粒子としては、スパッタリング現象が放電管中で発見されたという歴史的背景と、さらには簡便であることなどから、グロー放電で発生した正イオンを用いることが多い。直流二極スパッタリング法は、グロー放電を利用したもっとも簡便な薄膜作製法である。
【００６３】
直流グロー放電は、１０〜１０×１０-2Ｔｏｒｒ程度の低圧力気体中に２枚の対向電極をおき、数百Ｖ以上の高電圧を印加したときに両電極間に生ずる冷陰極放電であって、そのときの電流密度は１０×１０-1〜１０×１０2Ａ／ｍ2である。気体中には宇宙線などで自然発生した正イオンや電子が存在しており、これらの荷電粒子は印加された電圧により加速されて電極に衝突する。ここで正イオンに着目する。正イオンは、電圧が高ければ、電極に衝突することにより二次電子を放出させる。放出された二次電子は、電圧により加速されて陽極に向かう。加速された二次電子のエネルギーが十分大きくなり、しかも気体分子の密度がある程度以上大きければ、それらは気体分子と衝突してイオン化を生じさせ、イオンと電子とが次々に生成する。これは、アバランシェ（avalanche）効果と呼ばれる現象である。正イオンおよび電子は、放電空間や電極中で再結合して中和するので、この現象はある状態で定常に達する。このような二次電子の冷陰極放出を基本とする放電がグロー放電と呼ばれ、熱電子放出を基本とするアーク放電とは区別される。
【００６４】
直流グロー放電をマクロ的に見ると、生成した正イオンは、陰極の周辺に正の空間電荷層を形成している。さらに、この正の電荷層に隣接して、陽極側に負の空間電荷層が生じている。電圧降下の大部分は、正の空間電荷層において生ずる。正イオンの１個１個を見ると、それらは陰極に向かって加速され、さらに定常的に陰極に衝突している。陰極に衝突する際、陰極は二次電子だけでなく、その他に二次イオン、中性粒子などの陰極（ターゲット）物質を放出する。この現象を利用した方法が、直流二極スパッタリング法である。二次イオンの量は中性粒子の１０-2程度なので、薄膜形成だけを考えるときは通常無視される。陰極から飛び出した中性粒子が基板上で凝縮して薄膜を形成する。
【００６５】
マグネトロンスパッタリング法は、スパッタリング法の１つの形態であり、平板状陰極面に磁場をかけて放電するマグネトロン放電により膜形成を行うスパッタリング法である。マグネトロンスパッタリング法では、典型的には圧力≒５ｍＴｏｒｒ（Ａｒ）において、電圧Ｖd≒６００Ｖで２０ｍＡ／ｃｍ2程度の高電流密度の放電が得られる。このとき、陰極面上に、数ｍｍの薄い暗部を隔てて明るく輝くドーナツ状の高密度プラズマ（≒１×１０18ｍ-3）が生成される。
【００６６】
ここで、プラズマ発生の原理を概略的に説明する。
【００６７】
気体を構成している原子や分子は、原子核の周りに電子が捕まえられた準中性状態にある。このような気体中に放電などによって外部からエネルギーを与えてやると、電子は原子核の引力を振り切り自由になり、気体は電子と原子核（正イオン）とがバラバラになった状態になる。これが、固体、液体、気体に並ぶ第４の状態といわれるプラズマである。
【００６８】
物質の第４状態であるプラズマは、特異な物理的性質および化学的性質を有している。第１に、高温なので、粒子の運動エネルギーが大きい。第２に、電荷を持つ粒子の集団なので、導電性があり、金属のように振舞う。第３に、化学的に活性であって、反応性が高い。例えば、メタンガスと水素ガスとを混ぜて放電を生じさせ、壁温を適度に設定すると、壁面にダイヤモンドが析出してくる。第４に、プラズマは発光するので、光源として利用することができる。例えば、夜の街を彩るネオンサインやナトリウム・水銀などの放電を用いる照明はよく目にするところである。このようなプラズマの性質は、プラズマ内の電子と気体分子との衝突に由来している。
【００６９】
プラズマ中の粒子は電場やローレンツ力（電荷ｑをもつ粒子が磁界Ｂ中を運動するときに受ける力：−ｑｖ×Ｂ）、圧力勾配、粘性力などが存在するときに加速を受ける。プラズマは準中性条件を満たすため、１価の正イオンの場合、電子とイオンとは密度が等しい。従って、プラズマの密度を求めるにはどちらかの密度を調べれば良い。
【００７０】
イオン密度（Ｎｉ）は、例えば、静電短針法，すなわち、ラングミューアプローブ法，を用いて測定することができる。ラングミューアプローブ法によると、分光計測を行うことができない荷電粒子などのプラズマの物理諸量を測定することができる。ラングミューアプローブ法で計測可能なプラズマの物理諸量は、イオン密度の他に、電子温度（Ｔe）、電子エネルギー分布関数（ＥＥＤＦ）、電子密度（Ｎe）、フローティングポテンシャル（Ｖf）、プラズマポテンシャル（Ｖp）などである。
【００７１】
この方法は簡便であり、プラズマ中に挿入したプローブユニット先端のプローブチップで電圧−電流特性を計測することによりこれらの物理緒量を求めることができる。ただし、得られた電子エネルギー分布関数（ＥＥＤＦ）がＭａｘｗｅｌｌ−Ｂｏｌｚｍａｎｎ分布であることが前提となっている。プローブ電流，すなわち、プラズマ電子電流（Ｉe），は、熱平衡状態のＥＥＤＦがＭａｘｗｅｌｌ−Ｂｏｌｚｍａｎｎ分布であることを仮定すると、以下の式で表される。
【００７２】
Ｉe＝１／４（ｅ・Ｓ・Ｎe・Ｃ）ｅｘｐ［（Ｖ−Ｖp）／Ｔe］
（ｅ：電荷素量、Ｓ：プローブチップ表面積、Ｃ：電子熱運動平均速度、Ｖ：プローブ電圧）
上記の式の係数部は、プローブシース表面に達する電子の熱拡散電流を示し、指数部は障壁電界を飛び越えてプローブチップの表面に到達する電子の割合を示す。
【００７３】
マグネトロンスパッタリング法において、発生するドーナツ状の高密度プラズマの大半径Ｒ（≒４ｃｍ）は、陰極背面に設けられた磁石が発生する磁力線の形状でほぼ決まるが、ドーナツの厚さａは半径Ｒの位置の磁場（≒２００Ｇｓ）と加速電圧Ｖｄによって、電子のラーモア半径（ρe≒０．５ｃｍ）程度になる。なお、イオンは重くてラーモア半径が大きいので磁場は効かないと考えてよい。このように低い圧力でも高密度のプラズマが生成するのは、次のような二次電子のＥ×Ｂドリフトによる周回運動の効果（マグネトロン効果）による。
【００７４】
プラズマ内の正イオンは、陰極暗部の電圧降下で加速されて陰極面をたたき、そこから二次電子を放出させる。この二次電子は、暗部の電場で加速されてｅＶd（例えば６００ｅＶ）程度の高いエネルギーを得る。この高エネルギー電子は無磁場では電極間の距離だけ走って陽極に吸収されて消滅するので、その寿命は短く、電離効率が悪い。しかし、マグネトロン放電では陰極面に平行に磁場があるので、二次電子は、陰極面上をＥ×Ｂドリフトをしながらサイクロイドを描いて、ドーナツに沿う方位角方向に周回する。その結果、二次電子が最終的に陽極に吸われて消滅するまでの寿命が長くなり、数多くの電離を起こしてドーナツ状の高密度プラズマができる。
【００７５】
陽極は電子を捕集して電流を流す働きをするだけなので、陰極と対向させて平板状陽極をおく方式の他に、リング状の陽極面を陰極面と同じ平面上におく方式もよく用いられている。
【００７６】
直流マグネトロンプラズマは直流電流を流す必要があるので、陰極材料（スパッタ材料）は導電性でなければならない。そこで、絶縁性の薄膜をスパッタリング法で形成する場合には、ＲＦマグネトロンプラズマが用いられる。すなわち、陰極にＲＦ電圧をフローティングの状態で印加すると正イオンのチャージアップが打ち消され、陰極表面には直流の自己バイアス電圧が発生する。この電圧によってイオンが加速され、絶縁性の陰極材料もスパッタすることが可能になる。
【００７７】
さて、透明導電膜は、有機電界発光素子の一形態であるトップエミッション型有機電界発光素子における上部電極として使用される場合がある。この場合、この透明導電膜は、有機電界発光素子の製造工程で一般的に使用される蒸着法によって形成することができず、上述のスパッタリング法で形成される。
【００７８】
しかし、スパッタリング法はプラズマ（Ｏ2-、Ａｒ+）を発生させる高エネルギープロセスのため、有機薄膜上へ透明導電膜を形成する場合、下地の有機薄膜に、反跳Ａｒイオン（準中性状態の気体Ａｒを放電などによりプラズマ化させたときに生成する正イオン）やγ電子（二次電子であり、プラズマ電子が気体Ａｒやターゲット粒子に衝突した際に放出される高エネルギー電子）、更には加速されたターゲット粒子が衝突して大きなダメージを与えるという問題を有している。スパッタリング法によって有機層が受けるダメージを実際に分析したところ、主に、スパッタリングによる高エネルギー粒子の衝突、プラズマや紫外線の基板への照射などがダメージの原因であることがわかった。有機電界発光素子がダメージを受けると、駆動電圧の上昇、発光効率の低下、低寿命化などの様々な問題が生じる。そのため、トップエミッション型有機電界発光素子では、いかに有機電界発光層にダメージを与えずに透明導電膜を作製するかが１つの技術課題となっている。
【００７９】
また、従来のスパッタリング法は、有機電界発光素子の透明導電膜として適切な特性を有するＩＴＯ薄膜を形成するために、酸素ドープを必要とするという問題があった。
【００８０】
透明導電膜は、一般的に電子注入層上に形成される。この電子注入層は、例えば、ＣａやＢａなどの活性が高い希土類元素を含んでいる。有機電界発光素子の透明導電膜としてＩＴＯ薄膜をスパッタリング法で形成する場合、ＩＴＯ薄膜の低抵抗化や光線透過率の向上のために酸素ドープが必要であった。この酸素ドープは金属薄膜を劣化させしてしまう。したがって、従来のスパッタリング法による形成方法では、金属薄膜の劣化を防ぐための保護層を形成する工程が必要である。
【００８１】
ここで、図１に示すスパッタリング装置を用いた薄膜の形成方法を、有機電界発光装置の透明導電膜の形成方法を例に説明する。
【００８２】
まず、図１に示すように、バッキングプレート１２上にスパッタリングターゲット２を載置して固定し、ホルダ１３に基板３とメタルマスク４とを取り付ける。
【００８３】
その後、真空チャンバを真空にしてスパッタリングを行い、基板３上に薄膜を形成する。
【００８４】
スパッタリング時には、ターゲット粒子だけでなく、反跳Ａｒイオンやγ電子もスパッタリングトラップ１４に向けて進行する。
【００８５】
図１のスパッタリング装置１のスパッタリングトラップ１４は、上で説明したように、一対のトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂが、極性の異なる磁極同士が開口１４２に対応した領域を挟んで対向するように配置されている。すなわち、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、枠体１４１に設けた開口１４２の両脇に配置されている。そして、トラップマグネット１４３ａのＮ極およびＳ極は、それぞれ、トラップマグネット１４３ｂのＳ極およびＮ極と向き合っている。
【００８６】
これらトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、磁場を形成している。なお、トラップマグネット１４３ａのＮ極とトラップマグネット１４３ｂのＳ極との間に形成される磁場の向きは、トラップマグネット１４３ａのＳ極とトラップマグネット１４３ｂのＮ極との間に形成される磁場の向きとは異なっている。これら磁場に、開口１４２を通過するγ電子（リーク荷電粒子）を捕捉させることができる。
【００８７】
また、上記の通り、枠体１４１の電位はメタルマスク４の電位よりも低く設定することができる。この場合、開口１４２を通過する反跳Ａｒイオンを枠体１４１に捕捉させることができる。
【００８８】
つまり、スパッタリングトラップ１４に、開口１４２を通過する反跳Ａｒイオンやγ電子を捕捉させることができる。したがって、これら荷電粒子の基板３への入射、飛散を大幅に抑制することができ、基板３へのダメージを軽減することができる。
【００８９】
一方、ターゲット粒子は、電気的に中性であるため、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂが形成する磁場の影響を受けず、枠体１４１とメタルマスク４との間に設定された電位差の影響も受けない。ターゲット粒子は開口１４２を通って基板３に達するので、スパッタリングトラップ１４を設置したことによる成膜レートおよび面内膜厚分布の悪化はない。
【００９０】
なお、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂの長手方向は、第１方向５１に対して平行でなくてもよい。例えば、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂの長手方向は、第２方向５２に対して平行であってもよい。
【００９１】
カソードマグネット１１に対するスパッタリングトラップ１４の相対位置を固定してもよい。例えば、カソードマグネット１１を第２方向５２に移動させる場合には、これに対応してスパッタリングトラップ１４を第２方向５２に移動させてもよい。こうすると、スパッタリングトラップ１４が荷電粒子を捕捉する効率を、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対位置に依存することなく一定とすることができる。
【００９２】
スパッタリングトラップ１４には、他の構造を採用することもできる。例えば、開口を設けた遮蔽板と、一方の磁極が開口の中心を向くように開口に沿って放射線状に配置された複数のマグネットとを含んだスパッタリングトラップを使用してもよい。このようなトラップは、広角側に進行する荷電粒子を遮蔽板で遮るとともに、低角側に進行する荷電粒子を複数のマグネットが発生する開放磁場で捕捉することによって、荷電粒子の基板３への入射、飛散を大幅に抑制することができる。もちろん、スパッタリングトラップ１４と、メッシュ式のトラップなどの他のトラップとを併用することもできる。
【００９３】
本実施形態では、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して第２方向５２に相対的に移動させスパッタリングを行う。カソードマグネット１１はスパッタリングターゲット部２１および２２の直下に順次位置するので、カソードマグネット１１が形成する磁場もスパッタリングターゲット部２１および２２の上方に順次位置することとなる。すなわち、プラズマをスパッタリングターゲット部２１および２２の上方に順次位置させ、これにより、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングする。
【００９４】
図１のスパッタリング装置１では、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングして、組成がＩｎ2Ｏ3の薄膜と組成がＳｎＯ2の薄膜とを交互に基板３上に形成する。組成がＩｎ2Ｏ3の薄膜と組成がＳｎＯ2の薄膜とを交互に基板３上に形成すると、ＩＴＯターゲットをスパッタリングした場合と比較して有機電界発光素子の透明導電膜として優れた特性を有するＩＴＯ薄膜が容易に得られる。つまり、スパッタリング装置１を用いてスパッタリングを行うと、酸素ドープを必要とせずに、有機電界発光素子の透明電極としての利用に適したＩＴＯ薄膜を形成することができる。それゆえ、図１のスパッタリング装置１を用いてトップエミッション型有機電界素子の透明導電膜を形成した場合、金属薄膜上に保護層を形成する必要がない。したがって、図１のスパッタリング装置を用いると、有機電界発光素子の製造コストを抑えることができる。
【００９５】
図１のスパッタリング装置１は、トップエミッション型有機電界発光素子の上部電極の形成だけでなく、ボトムエミッション型有機電界発光素子などの他の有機電界発光素子の透明導電膜の形成にも用いることもできる。もちろん、この装置１は、有機電界発光素子の製造以外にも使用できる。
【００９６】
この成膜方法には、さらに他の利点がある。
【００９７】
図１のスパッタリング装置１では、互いに同数でありかつ交互に並んだスパッタリングターゲット部２１および２２から構成されたスパッタリングターゲット２を用いている。
【００９８】
しかし、数が互いに異なるスパッタリングターゲット部２１および２２を並べてなるスパッタリングターゲット２を用いることもできるし、それらを交互でなくランダムに並べたものを用いることもできる。数および並べ方を変えることによる効果は後述する。
【００９９】
一部または全部のスパッタリングターゲット部２１および／または２２を、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＺｎＯなどの組成をそれぞれ有する焼結体などと交換してスパッタリングターゲット２とすることもできる。そのようなスパッタリングターゲット２を用いることで、例えば、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯなどの薄膜を、酸素ドープを必要とせずに基板３上に形成することができる。
【０１００】
スパッタリングターゲット２は、組成が互いに異なる３種類以上のスパッタリングターゲット部を含むこともできる。この場合、それらを規則的に並べることもできるし、ランダムに並べることもできる。
【０１０１】
このように、スパッタリングターゲット２が含んでいるスパッタリングターゲット部の一部または全ての組成を変更することにより、基板３上に形成する薄膜の組成を変更することができる。また、スパッタリング部の配列を変更することにより、基板３上に形成する薄膜の組成の均一性等を変更することができる。
【０１０２】
また、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングすると、共蒸着を起さずに薄膜を形成できるので、組成が異なる複数のスパッタリングターゲットを同時にスパッタリングした場合と比較して、均一性に優れた薄膜が得られる。したがって、この方法は、膜組成の制御が容易である。
【０１０３】
図１に示した例では、スパッタリングターゲット部２１および２２の第２方向５２についての寸法は互いに等しく、カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法はスパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法と同じである。
【０１０４】
カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法は、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法よりも小さくてもよい。カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法が、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法と同じであるかまたはそれよりも小さければ、カソードマグネット１１を複数のスパッタリングターゲット２１の１つのみと向き合わせることおよびスパッタリングターゲット２２のみと向き合わせることができる。
【０１０５】
また、スパッタリングターゲット部２１および２２は、第２方向５２についての寸法が互いに異なっていてもよい。
【０１０６】
この方法によると、形成すべき薄膜の組成を比較的自由に変更することができる。
【０１０７】
図１では第２の方向５２についての寸法が同じでありかつ同じ数のスパッタリングターゲット部２１および２２を交互に並べてなるスパッタリングターゲット２を用いている。この場合、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対移動の速度を一定とすると、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とは等しい。カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対移動の速度を一定とした場合に、スパッタリングターゲット２を構成しているスパッタリングターゲット部２１および２２の数および／またはそれらの第２方向５２についての寸法を異ならしめると、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とを異ならしめることができる。それにより、薄膜の組成を変更することができる。
【０１０８】
あるいは、先の移動と停止とが交互に繰り返されるように駆動機構の動作を制御する場合、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている時間との少なくとも一方を変更してもよい。この場合も、薄膜の組成を変更することができる。
【０１０９】
あるいは、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている期間との少なくとも一方で変更してもよい。この場合も、薄膜の組成を変更することができる。
【０１１０】
この方法によると、膜厚均一性も比較的自由に変更することができる。たとえば、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット２のある部分と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット２の他の部分と向き合っている期間との少なくとも一方で変更する。こうすると、より厚い部分とより薄い部分とを含んだ薄膜が得られる。
【０１１１】
また、この方法は、高いターゲット利用効率を達成可能である。
【０１１２】
すなわち、この方法では、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して相対的に移動させる。したがって、スパッタリングターゲット２の局所的な侵食が生じ難い。
【０１１３】
また、ターゲット部２１および２２の一部が破損したかまたは過剰に侵食された場合には、そのターゲット部のみを交換することができる。すなわち、ターゲット２の一部が破損したかまたは過剰に侵食された場合であっても、ターゲット２の全体を交換する必要がない。
【０１１４】
次に、図１のスパッタリング装置１を製造に使用することが可能な有機電界発光装置について説明する。
【０１１５】
有機電界発光装置の主要部は有機電界発光素子である。有機電界発光素子は、基材上に、第１電極と、有機発光層と、第２電極とがこの順で設けられた構成を有し、電極間に電流を流すことにより有機発光層を発光させるものである。ここで、第１電極および第２電極のうち、一方は陽極、他方は陰極として働く。また、第１電極と第２電極との間には、発光補助層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層などが必要に応じて設けられる。
【０１１６】
有機電界発光素子は、これを大気中の水分から保護することを目的として封止される。有機電界発光素子は、例えば、ガラスキャップまたは金属キャップを基材と貼り合わせる方法や、有機電界発光素子をバリア層などにより被覆する方法を用いて封止することができる。
【０１１７】
有機電界発光素子から光を取り出す方法としては、例えば、発光した光を基材側から取り出すボトムエミッション方式と、基材と反対側から光を取り出すトップエミッション方式とが挙げられる。
【０１１８】
ボトムエミッション型の有機電界発光素子では、有機発光層を基準として基材側の層は、発光した光を透過させるために透明である必要がある。すなわち、基材および第１電極は透明である必要がある。
【０１１９】
一方、トップエミッション型の有機電界発光素子では、有機発光層を基準として第２電極側の層は、発光した光を透過させるために透明である必要がある。すなわち、第２電極は透明である必要があり、また、封止によって光が遮断されないようにする必要がある。
【０１２０】
また、一般的なトップエミッション型では、第１電極として反射電極を用い、発光層と反射電極との間に正孔注入層と正孔輸送層とが設けられているため、ボトムエミッション型有機電界発光素子と比べて、第１および第２電極間の距離が大きくなる。これら電極間の光学距離が発光波長４６０ｎｍ（青緑の励起光）の半波長程度になると、光学的な干渉を強く受けるため、各層の膜厚を最適化しないと、スペクトルや効率など、発光特性を制御できない。そのため、光学設計も非常に重要になる。
【０１２１】
次に、図面を参照しながら、図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能なトップエミッション型の有機電界発光素子を含んだ有機電界発光装置を、その製造方法とともに説明する。
【０１２２】
図４は、トップエミッション型の有機電界発光素子を含んだ有機電界発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１２３】
図４に示すトップエミッション型有機電界発光装置１００は、基材１０１と、有機電界発光素子２００と、絶縁性隔壁１０２と、封止基材１０５とを含んでいる。各有機電界発光素子２００は、反射電極２０１と、正孔輸送層２０２と、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと、電子注入層２０４と、透明電極２０５とを含んでいる。
【０１２４】
基材１０１としては、ガラス基材やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。プラスチックフィルムを採用すると、巻き取りにより有機電界発光素子の製造が可能となるため、安価に素子を提供できるという利点がある。プラスチックフィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートなどを用いることができる。なお、有機電界発光装置をアクティブマトリクス駆動方式の有機電界発光装置とする場合は、基材１０１として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたＴＦＴ基材を用いる必要がある。
【０１２５】
基材１０１上には、例えばストライプ形状にパターニングされた反射電極２０１が形成されている。反射電極２０１は、第１電極であり、有機電界発光素子の陽極として働く。反射電極２０１の材料としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒなどの金属材料を用いることができる。なお、反射電極２０１は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒなどの反射電極とＩＴＯなどの透明電極とを含んだ２層構成であってもよい。このとき、ＩＴＯ層は、陽極界面層として設けられる。反射電極２０１の形成方法としては、例えば、蒸着法やスパッタリング法などの真空成膜法を用いることができる。
【０１２６】
基材１０１上には、絶縁性隔壁１０２がさらに形成されている。絶縁性隔壁１０２は、反射電極２０１のパターンの間隙に形成され、反射電極２０１の縁部を覆っている。絶縁性隔壁１０２は、反射電極２０１と、正孔輸送層２０２と、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと、電子注入層２０４とを含んだ１つの積層体を、隣り合う他の積層体から隔離している。それにより、絶縁性隔壁１０２は、これら積層体の間での短絡を防いでいる。絶縁性隔壁１０２の材料としては、例えば、感光性材料を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、例えば、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。絶縁性隔壁１０２は、例えば、パターン露光および現像などを含んだフォトリソグラフィー法によって形成することができる。
【０１２７】
正孔輸送層２０２は、反射電極２０１上に形成されている。正孔輸送層２０２の材料としては、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などを用いることができる。正孔輸送層２０２は、例えば、上記材料を水に溶かして塗工液とし、この塗工液をスピンコート法などにより塗工し、その後乾燥させることで形成することができる。
【０１２８】
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃは、正孔輸送層２０２上に形成されている。有機電界発光装置１００にフルカラー画像を表示させる場合には、有機電界発光装置１００は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光色をそれぞれ有する有機発光層を含む必要がある。図４において、有機電界発光装置１００は、赤色有機発光層２０３ａを含んだ有機電界発光素子２００と、緑色有機発光層２０３ｂを含んだ有機電界発光素子２００と、青色有機発光層２０３ｃを含んだ有機電界発光素子２００とを含んでいる。有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）やポリフルオレン（ＰＦ）を用いることができる。
【０１２９】
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃは、例えば、レリーフ印刷を用いて形成することができる。レリーフ印刷については、後述する。
【０１３０】
電子注入層２０４は、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの上に形成されている。電子注入層２０４の材料としては、例えば、ＣａやＢａなどの低仕事関数の希土類元素を用いることができる。電子注入層２０４は、蒸着法を用いて形成することができる。
【０１３１】
透明電極２０５は、電子注入層２０４および絶縁性隔壁１０２上に形成されている。この装置１００にパッシブマトリックス駆動方式を採用する場合には、透明電極２０５は、ストライプ状のパターンを形成するように配置する。また、この装置１００にアクティブマトリックス駆動方式を採用する場合は、透明電極２０５は連続膜とする。透明導電膜２０５は、有機電界発光素子２００の陰極として働く。透明電極２０５としては、例えば、上で説明した透明導電膜を用いることができる。
【０１３２】
透明導電膜を含む透明電極２０５は、図１のスパッタリング装置を用いて形成することができる。図１のスパッタリング装置を用いて透明電極２０５を形成することにより、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃへのダメージを低減させることができるとともに、電子注入層２０４の劣化を防ぐことができる。そして、組成の均一性に優れた透明電極２０５を形成することができる。そのため、発光特性の優れた有機電界発光素子を製造することができる。また、図１のスパッタリング装置を用いたスパッタリング法では、成膜中のマスク４の温度上昇も抑えることができる。したがって、マスクの熱膨張や熱変形を抑えることができ、透明電極２０５を正確にパターニングすることができる。
【０１３３】
有機電界発光素子２００は、バリア層１０３で被覆されている。バリア層１０３は、光透過性を有している必要がある。バリア層１０３の材料としては、例えば、窒化珪素層、酸化珪素層、窒化酸化珪素層を用いることができる。バリア層１０３は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）法により形成することができる。なお、ＣＶＤ法は、形成すべき膜が含有している元素を含んだ化合物を気化させてなるガス、または、このガスと水素および／または窒素などのキャリアガスとの混合ガスを、高温に加熱した基板表面に供給し、基板表面で分解、還元、酸化、置換などの化学反応を起こさせ、基材上に薄膜を形成する方法である。
【０１３４】
有機電界発光素子２００などが形成された基材１０１は、樹脂層１０４を介して、封止基材１０５に貼り合わされている。
【０１３５】
樹脂層１０４の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を使用することができる。
【０１３６】
封止基材１０５の材料としては、例えば、無アルカリガラスおよびアルカリガラスなどのガラスやプラスチック材料を用いることができる。封止基材１０５は、ガラスまたはプラスチック材料からなる層と、その上に形成されたＣａＯ層とを含んだ多層構造を有していてもよい。有機電界発光素子２００などが形成された基材１０１と封止基材１０５とを、ＣａＯ層とバリア層１０３とが向き合うように貼り合わせると、ＣａＯ層を乾燥剤として利用することができる。ＣａＯ層は、透明であるので、画像表示を妨げることがない。したがって、ＣａＯ層は、表示領域の全体に亘って形成することができる。
【０１３７】
基材１０１と封止基材１０５との貼り合わせには、例えば、ロールを用いた熱圧着を利用することができる。また、樹脂層１０４の材料として光硬化型接着性樹脂を使用する場合には、紫外光等を照射することにより貼り合わせることができる。
【０１３８】
基材１０１と封止基材１０５との貼り合わせた有機電界発光装置１００は、上で説明したように、透明電極２０５を形成した際の有機発光層２０３ａ〜２０３ｃなどへのダメージが小さく、発光特性に優れている。
【０１３９】
なお、トップエミッション型の有機電界発光素子２００には、上で説明した構成だけでなく、様々な構成を採用することができる。例えば、反射電極２０１を陰極とし、透明電極２０５を陽極としてもよい。また、図４では、反射電極２０１と透明電極２０５との間に、正孔輸送層２０２と有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと電子注入層２０４とが介在しているが、正孔輸送層２０２および電子注入層２０４の一方または双方を省略してもよい。有機電界発光素子２００は、正孔注入層、電子輸送層、電荷発生層などの発光補助層をさらに含んでいてもよい。
【０１４０】
基板１０１の電極を成膜しない側に、セラミック蒸着フィルムやポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物等の他のガスバリア性フィルムを積層しても良い。また、基材１０１および封止基材１０５として、可撓性を有しているプラスチック基材を使用してもよい。こうすると、フレキシブル有機電界発光装置が得られる。
【０１４１】
図５は、図１に示すスパッタリング装置１を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の他の例の概略断面図である。
【０１４２】
図５に示す有機電界発光装置３００は、両面発光型の有機電界発光装置である。有機電界発光装置３００は、第１電極を反射電極２０１ではなく透明電極２０６とした以外は、図４に示す有機電界発光装置１００とほぼ同様の構造を有している。この有機電界発光装置３００は、上面と下面との双方で画像を表示可能である。
【０１４３】
有機電界発光装置３００の製造では、透明電極２０５および透明電極２０６が含んでいる透明導電膜の形成に、図１に示すスパッタリング装置を使用することができる。
【０１４４】
次に、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの形成に利用可能な印刷法について説明する。
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃを印刷法により形成する場合、その印刷法としては、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、レリーフ印刷法等を利用することができる。
【０１４５】
図６は、レリーフ印刷機を概略的に示す図である。
このレリーフ印刷機４００は、インキ４０１を収容しているインキ溜め４０２と、アニロックスロール４０３と、ドクターブレード４０４と、版胴４０５と、版胴４０５に巻き付けられたレリーフ刷版４０６と、圧胴４０７とを含んでいる。ここで、インキ４０１は、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかの材料を、トルエンなどの芳香族系溶媒に溶解させたものである。レリーフ印刷法では、アニロックスロール４０３を回転させて、インキ溜め４０２に収容されているインキ４０１を、アニロックスロール４０３の表面に付着させ、次いで、アニロックスロール４０３の表面に付着した過剰量のインキ４０１をドクターブレード４０４により掻き落とす。次に、アニロックスロール４０３の表面からレリーフ刷版４０６上にインキ４０１を供給し、このインキ４０１をアニロックスロール４０３と圧胴４０７とにより被転写基板４０８上に転写する。
【０１４６】
レリーフ印刷法では、アニロックスロール４０３により、厚みのある高弾性の樹脂凸版４０６に水性インキまたはＵＶインキ４０１を付着させ、このインキ４０１を樹脂凸版４０６から被印刷体４０８へと直接に転写する。そのため、レリーフ印刷法によると、平滑性の低い面や、フィルムおよび布等のフレキシブル基材への印刷も可能である。また、非常に薄く均一なベタ印刷を得意とし、様々な樹脂や薬品を塗り重ねることにより、更に精度を高めることも可能である。近年、レリーフ印刷の技術革新により、高精緻で精巧な多色表現が可能となっている。また、水性インキがレリーフ印刷に適応していることから、環境性が高いとされ、特に食品、医薬品のパッケージ分野において広く利用されている。更にインキの塗布量が少ないことから、残留溶剤も少ない。
【０１４７】
ここで、有機電界発光装置の駆動方式について説明する。
有機電界発光装置の駆動方式としては、例えば、パッシブマトリクス駆動方式とアクティブマトリクス駆動方式とが挙げられる。パッシブマトリクス駆動方式は、有機発光層を挟んでストライプ状の電極を直交させるように対向させ、その交点で発光させる駆動方式である。他方、アクティブマトリクス駆動方式は、画素毎にトランジスタを設けたアレイ基板を使用して、映像信号を書き込むべき画素と表示動作を行うべき画素とを互いから電気的に切り離す駆動方式である。
【０１４８】
パッシブマトリクス駆動方式では、走査するストライプ状の電極数が大きくなるほど各画素における点灯時間は短くなるため、ＯＮ状態では瞬間発光輝度を大きくする必要がある。瞬間発光輝度を大きくした場合には、素子寿命が低下するので、走査するストライプ状の電極数が数１００本を超える高精細ディスプレイには適さない。パッシブマトリクス駆動方式の表示エリアは、陽極と陰極とによる単純マトリクスで構成されており、陰極と陽極とが交差した部分で発光可能である。パッシブマトリクス駆動方式は、Ｒｏｗライン、すなわち、陰極、が選択された時のみ点灯するデューティ駆動であり、また、駆動用ドライバＩＣは外付け実装する必要がある。
【０１４９】
アクティブマトリクス駆動方式の有機電界発光装置では、各画素はスイッチング素子とメモリ素子とを含んでいる。アクティブマトリクス駆動方式によると、各画素は、その書込期間において映像信号を記憶し、書込期間に続く表示期間では先の映像信号の大きさに対応した輝度で発光し続ける。ディスプレイを大型化した場合であっても、瞬間発光輝度は小さくてよく、寿命の観点で有利である。また、パッシブマトリクス駆動方式に比べ、低電圧駆動が可能であるので、消費電力も小さくすることができる。したがって、ディスプレイの大面積化や高精細化の観点では、アクティブマトリクス駆動方式がより優れているといえる。
【０１５０】
有機電界発光素子は電流で駆動するため、有機電界発光装置にアクティブマトリクス駆動方式を採用した場合には、比較的大きな電流を流すことができるＴＦＴが必要である。このため、多くの場合、ＴＦＴとして、移動度が高い低温ポリシリコンＴＦＴを使用している。低温ポリシリコンＴＦＴは、安価なガラス基板上に形成することができ、また、このガラス基板上には、低温ポリシリコンＴＦＴを含んだ周辺ドライバ回路を形成することができる。したがって、コンパクトな装置を実現可能である。アクティブマトリクス型有機電界発光装置の応用分野は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶装置の応用分野と重なっている。したがって、市場規模は巨大であり、将来的に、液晶装置の置き換えや有機電界発光素子に特有の新しい市場の開拓などが大いに期待されている。
【実施例】
【０１５１】
以下に、本発明の例を記載する。
【０１５２】
（実施例）
本例では、以下の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑の有機発光層とした。
【０１５３】
まず、スパッタリング法により、ガラス基板１０１上にクロム層およびＩＴＯ層を順次形成した。次いで、フォトリソグラフィー技術を用いて、クロム層とＩＴＯ層との積層体をストライプ状にパターニングした。これにより、クロム層とＩＴＯ層との積層体からなる陽極２０１を得た。
【０１５４】
次に、フォトリソグラフィー技術を利用して、先のストライプパターンの間隙にポリイミドからなる絶縁性隔壁１０２を形成した。
【０１５５】
次いで、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとを水に溶解させて塗工液を調製した。この塗工液を基板１０１の絶縁性隔壁１０２側の主面にスピンコート法により塗布して、正孔輸送層２０２を得た。
【０１５６】
その後、緑色有機発光材料であるポリフルオレン（ＰＦ）をトルエンに溶解させてインキを調製した。このインキを正孔輸送層２０２上にレリーフ印刷法により印刷して、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃを得た。
【０１５７】
次に、マスクを用いた蒸着法により、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃ上に、バリウムとアルミニウムとからなる電子注入層２０４をストライプ状に形成した。電子注入層２０４は、そのストライプパターンが陽極２０１のストライプパターンと直交するように形成した。
【０１５８】
次に、図１に示すスパッタリング装置１を用いて、電子注入層２０４および絶縁性隔壁１０２上に、ＩＴＯからなる厚さが１５０ｎｍの陰極２０５を形成した。ここで使用したカソードマグネット１１は、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであった。
【０１５９】
スパッタリングトラップ１４としては、枠体１４１がステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３１６）からなるものを使用した。枠体１４１は、第１方向５１についての寸法が５００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が７００ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が１０ｍｍであった。開口１４２は、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が６００ｍｍであった。２個のトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が５０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が５０ｍｍであった。スパッタリングトラップ１４は、スパッタリングターゲット２から６０ｍｍ離間させた。
【０１６０】
スパッタリングターゲット２としては、Ｉｎ2Ｏ3からなる２７個のスパッタリングターゲット部２１と、ＳｎＯ2からなる３個のスパッタリングターゲット部２２とを、９個のスパッタリングターゲット部２１からなる部分と１個のスパッタリングターゲット部２２からなる部分とが交互となるように第２方向５２に並べてなるものを用いた。スパッタリングターゲット部２１としては、第１方向についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであるものを用いた。スパッタリングターゲット部２２としては、第１方向についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであるものを用いた。
【０１６１】
本例では、カソードマグネット１１を第２方向に移動させて、カソードマグネット１１を、スパッタリングターゲット部２１および２２と順次向き合わせて、以下の条件でスパッタリングを行った。すなわち、真空チャンバ内の圧力を１．０Ｐａに保ちつつ、真空チャンバ内に、アルゴンガスと酸素ガスとを、それぞれ１５０ｓｃｃｍおよび０．２ｓｃｃｍの流量で供給した。放電パワーは１．５ｋＷとし、スパッタリングターゲット２と基板３との距離は２００ｍｍとした。また、ペルチェ素子１３３でマスク４を冷却することにより、マスク４の温度を５０℃以下に維持した。
【０１６２】
形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、式｛（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）｝×１００から算出される膜厚面内均一性は４％であった。なお、ここで、「Ｍａｘ」および「Ｍｉｎ」は、それぞれ、陰極２０５の膜厚の最大値および最小値を示している。
【０１６３】
次に、ＣＶＤ法により、陰極２０５上に酸化珪素からなるバリア層１０３を形成した。さらに、ガラス基板とその一方の主面に形成されたＣａＯ層とを含む封止基材１０５を、ＣａＯ層がバリア層１０３と向き合うように樹脂層１０４を介して貼り合せた。
【０１６４】
以上のようにして、図４に示す有機電界発光装置１００を完成した。
【０１６５】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は５０００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は２．６ｃｄ／Ａであった。
【０１６６】
（比較例１）
本例では、実施例で説明したのとほぼ同様の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、実施例と同様、有機電界発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑色の有機発光層とした。また、本例では、スパッタリングトラップ１４とペルチェ素子１３３とを省略した。スパッタリング中のマスク４の温度は６０℃であった。
【０１６７】
形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、膜厚面内均一性は１０％であった。
【０１６８】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は２００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は０．０５ｃｄ／Ａであった。
【０１６９】
（比較例２）
本例では、実施例で説明したのとほぼ同様の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、実施例と同様、有機電界発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑色の有機発光層とした。また、カソードマグネット１１の代わりに、直径が６００ｍｍの円盤形状の支持プレートに直径が２ｍｍのピンカソードマグネットを６０００本挿入してなるマグネットプレートを用いた。ピンカソードマグネットは、一辺が２００ｍｍの正六角形状の配列を形成するように配置した。さらに、スパッタリングターゲット２として、ＩＴＯからなり、直径が６００ｍｍの円盤形状のものを用いた。スパッタリングは、カソードマグネット２をスパッタリングターゲット２に対して固定させ、酸素をドープしながら行った。
【０１７０】
本例で形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、膜厚面内均一性は７％であった。
【０１７１】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は１０００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は０．２ｃｄ／Ａであった。
【０１７２】
このように、本例では、実施例と比べて、最高輝度および最大電流効率が劣化した。これは、酸素をドープしたことにより電子注入層が劣化したためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の概略斜視図。
【図２】図１のスパッタリング装置で使用可能なホルダの拡大概略図。
【図３】図２のスパッタリング装置のホルダで使用可能なペルチェ素子の一例の概略断面図。
【図４】図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の一例の概略断面図。
【図５】図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の他の例の概略断面図。
【図６】レリーフ印刷機を概略的に示す図。
【符号の説明】
【０１７４】
１…スパッタリング装置、２…スパッタリングターゲット、３…基板、４…マスク、１０…真空チャンバ、１１…カソードマグネット、１１ａ…カソードマグネット部、１１ｂ…カソードマグネット部、１２…バッキングプレート、１３…ホルダ、１４…スパッタリングトラップ、１５…電圧印加手段、２１…スパッタリングターゲット部、２２…スパッタリングターゲット部、５１…第１方向、５２…第２方向、１００…トップエミッション型有機電界発光装置、１０１…基材、１０２…絶縁性隔壁、１０３…バリア層、１０４…樹脂層、１０５…封止基材、１３１…支持体、１３２…マスクフレーム、１３３…ペルチェ素子、１４１・・・枠体、１４２…開口部、１４３ａ…トラップマグネット、１４３ｂ…トラップマグネット、２００…有機電界発光素子、２０１…反射電極、２０２…正孔輸送層、２０３…有機発光層、２０４…電子注入性保護層、２０５、２０６…透明電極、３００…両面発光型有機電界発光装置、４００…レリーフ印刷機、４０１…インキ、４０２…インキ溜め、４０３…アニロックスロール、４０４…ドクターブレード、４０５…版胴、４０６…レリーフ刷版、４０７…圧胴、４０８…被転写基板、１３３１…セラミック基板、１３３２…金属電極、１３３３…ｐ型半導体、１３３４…ｎ型半導体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、スパッタリング装置、スパッタリングターゲットおよび有機電界発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、透明導電膜の応用分野は、広範囲に広がっている。例えば、特許文献１および２には、有機電界発光素子の電極として、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明導電膜を使用することが記載されている。
【０００３】
有機電界発光素子は、２つの電極間に有機発光層を挟持した構造を有しており、電極間に電流を流すことにより有機発光層で発光を生じる。有機電界発光素子では、この発光を取り出すために、少なくとも一方の電極を光透過性にする必要がある。そこで、この有機電界発光素子の電極またはその一部として、透明導電膜を使用することがある。
【０００４】
上部光取り出し（トップエミッション）型の有機電界発光素子では、上部電極を光透過性電極とする。トップエミッション型の有機電界発光素子では、光透過性を有する金属薄膜を上部電極とすることもできるが、この金属薄膜を透明導電膜で被覆することにより、金属薄膜の保護と配線抵抗の低減とを図ることができる。また、透明導電膜を上部電極とした場合には、下地の有機発光層の保護や電子注入障壁の低減を目的として、有機発光層と透明導電膜との間にバッファ層を介在させることもある。
【０００５】
ところで、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、電子部品などの製造では、薄膜の形成に、量産性に優れたスパッタリング法が広く利用されている。なかでも、マグネトロンスパッタリング法は、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉなどからなる金属膜、酸化膜、窒化膜などの形成に広く利用されている。このマグネトロンスパッタリング法によると、膜厚、導電性および透明性の均一性に優れた透明導電膜を安定した成膜速度および膜組成で形成することができる。
【０００６】
マグネトロンスパッタリング装置の構成は、陰極（スパッタリングターゲット）の裏面側に複数の磁石を設置すること以外は、直流二極スパッタリング装置や高周波スパッタリング装置などの装置とほぼ同様である。マグネトロンスパッタリング装置では、これら磁石によりターゲットの上方にトロイダル型のトンネルをつくり、放電プラズマをそのトンネルの中に拘束する。これにより、例えば、ターゲットから数ｍｍ離れた位置に、明るく輝くドーナツ形状の高密度プラズマ（≒１０18ｍ-3）を生じさせる。なお、磁石材料としては、Ｂａ−フェライト、アルニコ合金、Ｃｏ−希土類合金、Ｎｄ系合金などが用いられる。
【０００７】
このようにして生成したマグネトロンプラズマは、電流密度が高く、６００ｅＶもの高エネルギーでイオンが電子をたたくので、ターゲットを高速でスパッタする。また、低圧力なので、スパッタされた粒子の平均自由行程は長い。それゆえ、陰極と対向して設置された基板上に、効率的にスパッタ粒子を堆積させることができる。
【０００８】
しかし、マグネトロンスパッタリング法を用いて薄膜を形成すると、下地がダメージを受けることがある。
【０００９】
例えば、蒸着法により透明導電膜を形成する場合、熱エネルギーのみを利用して下地に粒子を堆積させるため、下地に入射する粒子のエネルギーは０．１ｅＶ程度である。これに対し、スパッタリング法により透明導電膜を形成する場合、下地に入射する粒子のエネルギーは６００ｅＶ程度と非常に高い。一般的に、基板に入射する粒子のエネルギーが５０ｅＶ程度以上になると、粒子が下地内に入り込む、下地を構成する原子が叩き出される、または下地に欠陥が生じるという問題が発生する。特に、下地が有機発光層である場合には、非特許文献１に記載されているように、高エネルギー粒子である反跳Ａｒイオンやγ電子が衝突により有機発光材料の分子構造が破壊され（結合が断裂され）、発光ポテンシャルが低下するという問題があった。
【００１０】
また、マグネトロンスパッタリング法によると、ＩＴＯターゲットを用いて金属薄膜上にＩＴＯ薄膜を形成する場合に金属薄膜の劣化を生じることがある。
【００１１】
ＩＴＯは、その母結晶である酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）が化学量論組成を有している単結晶である場合には、絶対零度では伝導体に電子が存在せず、荷電子帯が完全に電子で満たされているため絶縁性を示す。この単結晶は、立方晶に属するｂｉｘｂｙｉｔｅと呼ばれる結晶構造を有している。この単結晶は、格子定数が１．０１１８ｎｍであり、単位格子は、３２個のＩｎ3+と４８個のＯ2-とを含み、電気的に中性を保っている。そして、Ｉｎイオンには、酸素イオンが６配位するとともに、２つの酸素欠陥（quasi-anion site）が配位している。スパッタリングによりＩＴＯ膜を形成する際には、この酸素欠陥に酸素を置換型固溶させて、膜抵抗値および光線透過率を制御する必要がある。実際には、スパッタリング成膜時に酸素ドープを行って、膜の低抵抗化および光線透過率の最適化を図っている。
【００１２】
上記の通り、トップエミッション型の有機電界発光素子では、上部電極である透明電極と有機発光層との間に光透過性の金属薄膜を介在させることがある。この金属薄膜の材料としては、例えば、電子注入層として有用なＣａやＢａなどの金属を使用する。しかし、これら金属は活性が高いため、酸素ドープを行いながら金属薄膜上に透明電極を形成すると、金属薄膜が劣化してしまう。
【００１３】
このように、マグネトロンスパッタリング法には、被堆積面がダメージを受け易いという問題がある。
【００１４】
また、一般的に、マグネトロンスパッタリング法では、形成すべき薄膜の組成を変更するには、スパッタリングターゲットを交換するしかない。ターゲットの交換による膜組成の変更は、必ずしも容易ではない。
【特許文献１】特開２００１−２５０６７８号公報
【特許文献２】特許第２８５０９０６号公報
【非特許文献１】「色変換方式有機ＥＬによるフルカラー化の実現」 工業材料Ｖｏｌ．５２ Ｎｏ．４（２００４．４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、被堆積面がダメージを受け難くかつ膜組成の変更が容易なマグネトロンスパッタリング技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットと、カソードマグネットと、基板と、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えたスパッタリングトラップとを、スパッタリングターゲットと基板とが枠体の開口部を挟んで向き合いかつスパッタリングターゲットがカソードマグネットと基板との間に介在するように配置し、カソードマグネットが複数のスパッタリングターゲット部と順次向き合うようにカソードマグネットをスパッタリングターゲットに対して第２方向に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成することを含んだ成膜方法が提供される。
【００１７】
本発明の第２態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットを使用してマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成するスパッタリング装置であって、スパッタリングターゲットの裏面と向き合うように設置され、第１方向に延びた形状を有するカソードマグネットと、スパッタリングターゲットの表面と対向するように基板を支持するホルダと、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えかつスパッタリングターゲットと基板との間に設置されるスパッタリングトラップと、カソードマグネットをスパッタリングターゲットに対して第２方向に相対的に移動させる駆動機構と、カソードマグネットが、複数のスパッタリングターゲット部の上記一部と向き合っている時間と、複数のスパッタリングターゲット部の上記他の一部と向き合っている時間とを、互いから独立して設定可能に駆動機構の動作を制御するコントローラとを含んだことを特徴とするスパッタリング装置が提供される。
【００１８】
本発明の第３態様によると、各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なることを特徴とするスパッタリングターゲットが提供される。
【００１９】
本発明の第４側面によると、基材と、基材上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだ有機電界発光装置の製造方法であって、第１電極および／または第２電極を、第１態様に係る成膜方法により形成することを含んだことを特徴とする有機電界発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、被堆積面がダメージを受け難くかつ膜組成の変更が容易なマグネトロンスパッタリング技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の概略斜視図である。図２は、図１のスパッタリング装置で使用可能なホルダの拡大概略図である。図３は、図２のホルダで使用可能なペルチェ素子の一例の概略断面図である。
【００２３】
図１のスパッタリング装置１は、真空チャンバ１０を含んでいる。
真空チャンバ１０には、図示しない排気系が接続されている。排気系は、真空ポンプを含んでおり、真空チャンバ１０内を真空に排気する。
【００２４】
真空チャンバ１０には、図示しないガス供給源がさらに接続されている。ガス供給源は、真空チャンバ１０内に、プラズマイオン源としてアルゴンなどの希ガスまたは不活性ガスを供給する。
【００２５】
真空チャンバ１０内には、カソードマグネット１１と、バッキングプレート１２と、ホルダ１３と、スパッタリングトラップ１４とが設置されている。また、このスパッタリング装置１は、図示しない駆動機構と図示しないコントローラとをさらに含んでいる。
【００２６】
カソードマグネット１１は、一対のカソードマグネット部１１ａおよび１１ｂを含んでいる。カソードマグネット部１１ａおよび１１ｂは、各々が第１方向５１に延びた角柱形状を有しており、極性の異なる磁極が向き合うように第２方向５２に並んでカソードマグネット１１を形成している。
【００２７】
なお、図１では、第１方向５１と第２方向５２とは直交しているが、それらは直交していなくてもよい。但し、典型的には、第１方向５１と第２方向５２とがなす角度は約９０°とする。
【００２８】
カソードマグネット１１は、複数のカソードマグネット部１１ａと複数のカソードマグネット部１１ｂとを含んでいてもよい。例えば、カソードマグネット１１ａおよび１１ｂを極性が異なる磁極同士が向き合うように第２方向５２に並べてなることにより各マグネット対を構成し、これらマグネット対を第１方向５１に並べることによりカソードマグネット１１を構成してもよい。あるいは、複数のカソードマグネット１１ａとそれらとはＮ極の向きが逆向きの複数のカソードマグネット１１ｂとを第１方向５１に交互に並べてカソードマグネット１１を構成してよい。
【００２９】
カソードマグネット１１が発生する磁場は、プラズマを、後述するスパッタリングターゲット２の近傍であって、カソードマグネット１１の上方に拘束する。
【００３０】
カソードマグネット１１の上方には、バッキングプレート１２が設置されている。バッキングプレート１２は、スパッタリングターゲット２を支持する。図１ではカソードマグネット１１とバッキングプレート１２との間に隙間を設けていないが、それらは互いから離間させてもよい。この隙間に冷却液を流すことにより、カソードマグネット１１とバッキングプレート１２とを冷却するとともに、バッキングプレート１２を介してスパッタリングターゲット２を冷却することができる。
【００３１】
スパッタリングターゲット２は、複数のスパッタリングターゲット部２１および２２を含んでいる。図１に示す例では、スパッタリングターゲット部２１および２２は、各々が第１方向５１に延びた角柱形状を有し、第２方向５２に交互に並んでいる。スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第１方向５１についての寸法は、例えば、カソードマグネット１１の第１方向５１についての寸法と等しい。また、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法は、例えば、カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法と等しい。
【００３２】
スパッタリングターゲット部２１および２２は、互いに異なる組成を有している。図１の例では、スパッタリングターゲット部２１はＩｎ2Ｏ3からなる焼結体であり、スパッタリングターゲット部２２はＳｎＯ2からなる焼結体である。
【００３３】
ホルダ１３は、支持体１３１と、マスクフレーム１３２と、ペルチェ素子１３３とを含んでいる。
【００３４】
図１および図２に示すように、ホルダ１３は、基板３を、支持体１３１とマスクフレーム１３２とで上下から挟み込むことで、スパッタリングターゲット２と対向させるように着脱可能に支持している。支持体１３１とマスクフレーム１３２とによる基板３の支持には、例えば磁力を利用する。ホルダ１３は、所望の薄膜パターンを形成するために、例えば、マスク４を基板３とマスクフレーム１３２との間に介在させて、基板３を支持することができる。
【００３５】
支持体１３１の基板３との対向面の裏面には、ペルチェ素子１３３が設置されている。ペルチェ素子１３３の機能については後述する。
【００３６】
図１に示すように、スパッタリングトラップ１４は、スパッタリングターゲット２と基板３との間に設置されている。
【００３７】
スパッタリングトラップ１４は、枠体１４１を有している。枠体１４１には、開口１４２が設けられている。枠体１４１は、例えば、１辺が５００〜８００ｎｍ、板厚１〜２ｍｍ程度の四角形状の板に、１辺が４５０〜７５０ｍｍの四角形状の開口１４２を形成したものである。図１の例では、枠体１４１の内周面は、第１方向５１と平行な一対の面と、第２方向と平行な一対の面とで構成されている。また、開口１４２は、スパッタリングターゲット２に対応した領域内に位置している。
【００３８】
枠体１４２は、表面積が小さいことが好ましい。また、枠体１４２の材料としては、例えば、導電体である低熱膨張率材料を用いることができる。
【００３９】
スパッタリングトラップ１４は、２つのトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂをさらに含んでいる。トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、第１方向５１に延びた形状を有し、かつ極性の異なる磁極同士が開口１４２に対応した領域を挟んで向き合うように枠体１４１に支持されている。トラップマグネット１４３ａは、例えば、第１方向５１についての寸法が５００〜８００ｍｍ、第２方向５２についての寸法と第１方向５１および第２方向５２と直交する方向についての寸法とが共に１０〜２０ｍｍの角柱形状の磁石である。
【００４０】
駆動機構は、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して相対的に移動させる。図１の例では、移動方向は第２方向５２である。この相対的な移動に伴い、カソードマグネット１１が形成る磁場の位置は、スパッタリングターゲット部２１および２２の１つの上方からその隣りの１つの上方へと順次移動する。
【００４１】
コントローラは、駆動機構に接続されている。コントローラは、駆動機構の動作を制御する。コントローラは、カソードマグネット１１が、スパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、スパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とを、互いから独立して設定することができる。例えば、コントローラは、先の移動と停止とが交互に繰り返されるように駆動機構の動作を制御する場合、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている時間とを互いから独立して設定可能であってもよい。あるいは、コントローラは、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている期間とで互いから独立して設定可能であってもよい。
【００４２】
コントローラは、スパッタリングトラップ１４にさらに接続されている。コントローラは、スパッタリングトラップ１４の電位を、例えば、基板３またはその近傍のアノードの電位よりも低く設定することができる。なお、図１の例では、メタルマスク４をアノードとして利用している。
【００４３】
図１に示すように、スパッタリング装置１は、例えばスパッタリングターゲット２と基板３との間に電圧を印加する電圧印加手段１５をさらに含んでいる。電圧印加手段１５は、スパッタリングターゲット２と基板３との間に電圧を印加できれば、どこに接続されていてもよい。例えば、マスク４がメタルマスクである場合には、正電極をメタルマスク４に接続することができる。また、負電極を、例えば、バッキングプレート１２に接続することもできる。
【００４４】
ここで、ペルチェ素子１３３について、図面を参照しながら説明する。
図３に示すように、ペルチェ素子１３３は、２枚のセラミック基板１３３１と、複数の金属電極１３３２と、複数のｐ型半導体１３３３と、複数のｎ型半導体１３３４とを含んでいる。
【００４５】
２枚のセラミック基板１３３１は、間隙をおいて対向している。これらのセラミック基板１３３１の各対向面上では、金属電極１３３２が配列している。各金属電極１３３２の両端は隣り合う２つの金属電極１３３２の近接した端とそれぞれ対向している。
【００４６】
ｎ型半導体１３３３およびｐ型半導体１３３４は、各々が金属電極１３３２の向き合った端部間に介在しており、金属電極１３３２の配列方向に沿って交互に配列している。
【００４７】
図３に示した構成を有する素子は、電流を流すことによりペルチェ（Peltier）効果が起きるので冷却または吸熱の能力を持つ。
【００４８】
ここで、ペルチェ効果について説明する。物質の両端に温度差を与えると、超伝導体以外であれば必ず起電力が生じる。この現象をゼーベック（Seebeck）効果と呼び、これらを身近に利用しているのが、温度測定に用いられる熱電対（thermocouple）である。物質の高温端と低温端とに外部回路を接続すれば、この熱起電力により電流を発生させ、電力として取り出すことができる。これとは逆に、２種の物質を接合して電流を流すと、接合点で電流の向きに応じて熱が発生または吸収される。この現象がペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）効果と呼ばれているものであり、先述のゼーベック効果とは表裏一体の熱電現象である。ゼーベック効果およびペルチェ効果の２つの熱−電気の変換過程を総称し、熱電変換（thermoelectric conversion）と呼ぶ。
【００４９】
ペルチェ現象は、電流を反転させるだけで加熱と冷却とを切り替えることが可能で、応答速度も極めて速いので、熱電冷却や電子冷熱として、半導体レーザーや高感度の赤外線検出器やＣＣＤなどの冷却、更には半導体製造プロセスや医療機器など精密な温度制御や局所的な急速冷却が要求される分野に広く利用されている。
【００５０】
ペルチェ素子１３３は、プラスの熱電能を持つＰ型半導体１３３３とマイナスの熱電能を持つＮ型半導体１３３４とを有している。Ｐ型半導体１３３３とＮ型半導体１３３４とはその相対熱電能が非常に大きいため、ペルチェ素子１３３を用いると、大きなペルチェ効果を活用できる。
【００５１】
したがって、ペルチェ素子１３３を支持体１３１の上部に設けることで、真空下で容易に基板３およびマスク４を冷却することが可能である。さらに、ペルチェ素子１３３を設けるにあたっては、装置の大幅改良が必要ないという利点もある。
【００５２】
上述したスパッタリング装置は、様々な層の形成に利用可能である。このスパッタリング装置は、透明導電膜の形成，特には有機物層上への透明導電膜の形成，に適している。ここでは、まず、透明導電膜について説明する。
【００５３】
透明導電膜の用途は、多岐にわたる。例えば、透明導電膜は、発光ダイオード、半導体レーザー、フラットパネルディスプレイなどの様々な物品で使用されている。
【００５４】
透明導電膜は、オプトエレクトロニクスデバイスの電極として使用する場合、各々のデバイスの使用条件に応じた要求を満たさなければならない。例えば、透明導電膜の材料には、電気的特性と可視光領域の光学的特性との双方に優れていることが要求される。そのような材料としては、例えば、Ｉｎ2Ｏ3にＳｎをドーパントとして添加してなるＩＴＯなどの酸化インジウム系材料、ＳｎＯ2にドーパントを添加してなる酸化スズ系材料、ＺｎＯにＡｌをドーパントとして添加してなるアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ＺｎＯにＧａをドーパントとして添加してなるガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、およびＺｎＯにＩｎをドーパントとして添加してなるインジウム亜鉛酸化物などの酸化亜鉛系材料を挙げることができる。
【００５５】
透明導電膜の材料としては、ＣｄＯ系材料および酸化ガリウム系材料を用いることも可能である。但し、ＣｄＯ系材料に関しては、Ｃｄが毒性を有するという問題がある。また、酸化ガリウム系材料からなる透明導電膜は、ワイドバンドギャップを持つなど数々の特徴を有しているが、ガリウムは豊富に産出される材料とは言い難い。このように、透明導電膜に使用可能な材料の中には、環境および資源の観点から使用が制約されるものがある。
【００５６】
ここで、ＩＴＯについて説明する。
ＩＴＯの母結晶はＩｎ2Ｏ3である。酸化物換算で５から１０質量％の錫を含有したＩＴＯは、絶縁体のように透明でありながら、導電性が高く（１×１０3Ｓ／ｃｍ）、吸収も少ない。
【００５７】
透明性に優れたＩＴＯでは、Ｉｎ2Ｏ3結晶の構造的な完全性が高く、バンドギャップ内の電子捕獲準位が非常に少ない。すなわち、透明性に優れたＩＴＯでは、結晶内で原子が正しく且つ過不足なく位置している。
【００５８】
Ｉｎ2Ｏ3試薬は、黄白色である。酸素を僅かに含んだ雰囲気（分圧で１×１０-1Ｐａ以下）中でＩｎ2Ｏ3を蒸着またはスパッタ成膜すると、透明導電膜が得られる。しかし、この化合物は酸素を手放しやすく、例えば真空中での加熱や数％の水素を含んだ還元雰囲気中での加熱によって容易に還元され、これに伴い、青黒、黒、茶褐色へとこの順に変色する。Ｉｎ2Ｏ3系材料の導電性は、母結晶のＩｎ原子をＳｎ原子で置換するか、または、酸素欠損が生じる条件の下で成膜することで発現する。
【００５９】
ＩＴＯの透明性は、ＩＴＯのバンドギャップが可視光波長域内の最短波長である４００ｎｍ付近にあることに由来している。しかし、これだけでは不十分で、高い透明性を達成するには、バンドギャップ内に常温で電子が常駐するような準位が少ないかまたは無視できることが必要である。このようなバンドギャップ内準位は、酸素欠損や、インジウム原子、錫原子または原子集団（クラスター）による格子欠陥に由来するものである。したがって、優れた透明性を達成するためには、母結晶自体が良質の結晶格子を形成しやすいものでなくてはならない。Ｉｎ2Ｏ3は、酸化性が極度に弱い雰囲気で成膜しない限り、この要件を満足する。実際、Ｉｎ2Ｏ3は、基板温度を３００℃程度にしておけば、酸素がやや不足した雰囲気条件であっても、厚さが数１０ｎｍの段階から半値幅の狭いＸ線回折パターンを示す。このＩｎ2Ｏ3の結晶化しやすい特徴は、Ｓｎの添加量が数１０％程度以下の範囲内であれば失われない。これは、ＳｎＯ2膜やＺｎＯ膜とは大きく異なる特徴である。
【００６０】
透明導電膜の形成には、真空蒸着法、プラズマまたはイオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などが主に利用されている。透明導電膜の形成に、ゾル−ゲル法およびスプレー法などの湿式法を利用することもある。
【００６１】
その中で、スパッタリング法は、量産化に適した方法として、半導体装置、フラットパネルディスプレイ、その他の電子部品などが含む薄膜の形成に広く利用されている。
【００６２】
ここで、スパッタリング法による成膜の原理などについて説明する。
スパッタリング法は、高速粒子をターゲットに入射、衝突させることで薄膜を形成する方法である。高速粒子としては、スパッタリング現象が放電管中で発見されたという歴史的背景と、さらには簡便であることなどから、グロー放電で発生した正イオンを用いることが多い。直流二極スパッタリング法は、グロー放電を利用したもっとも簡便な薄膜作製法である。
【００６３】
直流グロー放電は、１０〜１０×１０-2Ｔｏｒｒ程度の低圧力気体中に２枚の対向電極をおき、数百Ｖ以上の高電圧を印加したときに両電極間に生ずる冷陰極放電であって、そのときの電流密度は１０×１０-1〜１０×１０2Ａ／ｍ2である。気体中には宇宙線などで自然発生した正イオンや電子が存在しており、これらの荷電粒子は印加された電圧により加速されて電極に衝突する。ここで正イオンに着目する。正イオンは、電圧が高ければ、電極に衝突することにより二次電子を放出させる。放出された二次電子は、電圧により加速されて陽極に向かう。加速された二次電子のエネルギーが十分大きくなり、しかも気体分子の密度がある程度以上大きければ、それらは気体分子と衝突してイオン化を生じさせ、イオンと電子とが次々に生成する。これは、アバランシェ（avalanche）効果と呼ばれる現象である。正イオンおよび電子は、放電空間や電極中で再結合して中和するので、この現象はある状態で定常に達する。このような二次電子の冷陰極放出を基本とする放電がグロー放電と呼ばれ、熱電子放出を基本とするアーク放電とは区別される。
【００６４】
直流グロー放電をマクロ的に見ると、生成した正イオンは、陰極の周辺に正の空間電荷層を形成している。さらに、この正の電荷層に隣接して、陽極側に負の空間電荷層が生じている。電圧降下の大部分は、正の空間電荷層において生ずる。正イオンの１個１個を見ると、それらは陰極に向かって加速され、さらに定常的に陰極に衝突している。陰極に衝突する際、陰極は二次電子だけでなく、その他に二次イオン、中性粒子などの陰極（ターゲット）物質を放出する。この現象を利用した方法が、直流二極スパッタリング法である。二次イオンの量は中性粒子の１０-2程度なので、薄膜形成だけを考えるときは通常無視される。陰極から飛び出した中性粒子が基板上で凝縮して薄膜を形成する。
【００６５】
マグネトロンスパッタリング法は、スパッタリング法の１つの形態であり、平板状陰極面に磁場をかけて放電するマグネトロン放電により膜形成を行うスパッタリング法である。マグネトロンスパッタリング法では、典型的には圧力≒５ｍＴｏｒｒ（Ａｒ）において、電圧Ｖd≒６００Ｖで２０ｍＡ／ｃｍ2程度の高電流密度の放電が得られる。このとき、陰極面上に、数ｍｍの薄い暗部を隔てて明るく輝くドーナツ状の高密度プラズマ（≒１×１０18ｍ-3）が生成される。
【００６６】
ここで、プラズマ発生の原理を概略的に説明する。
【００６７】
気体を構成している原子や分子は、原子核の周りに電子が捕まえられた準中性状態にある。このような気体中に放電などによって外部からエネルギーを与えてやると、電子は原子核の引力を振り切り自由になり、気体は電子と原子核（正イオン）とがバラバラになった状態になる。これが、固体、液体、気体に並ぶ第４の状態といわれるプラズマである。
【００６８】
物質の第４状態であるプラズマは、特異な物理的性質および化学的性質を有している。第１に、高温なので、粒子の運動エネルギーが大きい。第２に、電荷を持つ粒子の集団なので、導電性があり、金属のように振舞う。第３に、化学的に活性であって、反応性が高い。例えば、メタンガスと水素ガスとを混ぜて放電を生じさせ、壁温を適度に設定すると、壁面にダイヤモンドが析出してくる。第４に、プラズマは発光するので、光源として利用することができる。例えば、夜の街を彩るネオンサインやナトリウム・水銀などの放電を用いる照明はよく目にするところである。このようなプラズマの性質は、プラズマ内の電子と気体分子との衝突に由来している。
【００６９】
プラズマ中の粒子は電場やローレンツ力（電荷ｑをもつ粒子が磁界Ｂ中を運動するときに受ける力：−ｑｖ×Ｂ）、圧力勾配、粘性力などが存在するときに加速を受ける。プラズマは準中性条件を満たすため、１価の正イオンの場合、電子とイオンとは密度が等しい。従って、プラズマの密度を求めるにはどちらかの密度を調べれば良い。
【００７０】
イオン密度（Ｎｉ）は、例えば、静電短針法，すなわち、ラングミューアプローブ法，を用いて測定することができる。ラングミューアプローブ法によると、分光計測を行うことができない荷電粒子などのプラズマの物理諸量を測定することができる。ラングミューアプローブ法で計測可能なプラズマの物理諸量は、イオン密度の他に、電子温度（Ｔe）、電子エネルギー分布関数（ＥＥＤＦ）、電子密度（Ｎe）、フローティングポテンシャル（Ｖf）、プラズマポテンシャル（Ｖp）などである。
【００７１】
この方法は簡便であり、プラズマ中に挿入したプローブユニット先端のプローブチップで電圧−電流特性を計測することによりこれらの物理緒量を求めることができる。ただし、得られた電子エネルギー分布関数（ＥＥＤＦ）がＭａｘｗｅｌｌ−Ｂｏｌｚｍａｎｎ分布であることが前提となっている。プローブ電流，すなわち、プラズマ電子電流（Ｉe），は、熱平衡状態のＥＥＤＦがＭａｘｗｅｌｌ−Ｂｏｌｚｍａｎｎ分布であることを仮定すると、以下の式で表される。
【００７２】
Ｉe＝１／４（ｅ・Ｓ・Ｎe・Ｃ）ｅｘｐ［（Ｖ−Ｖp）／Ｔe］
（ｅ：電荷素量、Ｓ：プローブチップ表面積、Ｃ：電子熱運動平均速度、Ｖ：プローブ電圧）
上記の式の係数部は、プローブシース表面に達する電子の熱拡散電流を示し、指数部は障壁電界を飛び越えてプローブチップの表面に到達する電子の割合を示す。
【００７３】
マグネトロンスパッタリング法において、発生するドーナツ状の高密度プラズマの大半径Ｒ（≒４ｃｍ）は、陰極背面に設けられた磁石が発生する磁力線の形状でほぼ決まるが、ドーナツの厚さａは半径Ｒの位置の磁場（≒２００Ｇｓ）と加速電圧Ｖｄによって、電子のラーモア半径（ρe≒０．５ｃｍ）程度になる。なお、イオンは重くてラーモア半径が大きいので磁場は効かないと考えてよい。このように低い圧力でも高密度のプラズマが生成するのは、次のような二次電子のＥ×Ｂドリフトによる周回運動の効果（マグネトロン効果）による。
【００７４】
プラズマ内の正イオンは、陰極暗部の電圧降下で加速されて陰極面をたたき、そこから二次電子を放出させる。この二次電子は、暗部の電場で加速されてｅＶd（例えば６００ｅＶ）程度の高いエネルギーを得る。この高エネルギー電子は無磁場では電極間の距離だけ走って陽極に吸収されて消滅するので、その寿命は短く、電離効率が悪い。しかし、マグネトロン放電では陰極面に平行に磁場があるので、二次電子は、陰極面上をＥ×Ｂドリフトをしながらサイクロイドを描いて、ドーナツに沿う方位角方向に周回する。その結果、二次電子が最終的に陽極に吸われて消滅するまでの寿命が長くなり、数多くの電離を起こしてドーナツ状の高密度プラズマができる。
【００７５】
陽極は電子を捕集して電流を流す働きをするだけなので、陰極と対向させて平板状陽極をおく方式の他に、リング状の陽極面を陰極面と同じ平面上におく方式もよく用いられている。
【００７６】
直流マグネトロンプラズマは直流電流を流す必要があるので、陰極材料（スパッタ材料）は導電性でなければならない。そこで、絶縁性の薄膜をスパッタリング法で形成する場合には、ＲＦマグネトロンプラズマが用いられる。すなわち、陰極にＲＦ電圧をフローティングの状態で印加すると正イオンのチャージアップが打ち消され、陰極表面には直流の自己バイアス電圧が発生する。この電圧によってイオンが加速され、絶縁性の陰極材料もスパッタすることが可能になる。
【００７７】
さて、透明導電膜は、有機電界発光素子の一形態であるトップエミッション型有機電界発光素子における上部電極として使用される場合がある。この場合、この透明導電膜は、有機電界発光素子の製造工程で一般的に使用される蒸着法によって形成することができず、上述のスパッタリング法で形成される。
【００７８】
しかし、スパッタリング法はプラズマ（Ｏ2-、Ａｒ+）を発生させる高エネルギープロセスのため、有機薄膜上へ透明導電膜を形成する場合、下地の有機薄膜に、反跳Ａｒイオン（準中性状態の気体Ａｒを放電などによりプラズマ化させたときに生成する正イオン）やγ電子（二次電子であり、プラズマ電子が気体Ａｒやターゲット粒子に衝突した際に放出される高エネルギー電子）、更には加速されたターゲット粒子が衝突して大きなダメージを与えるという問題を有している。スパッタリング法によって有機層が受けるダメージを実際に分析したところ、主に、スパッタリングによる高エネルギー粒子の衝突、プラズマや紫外線の基板への照射などがダメージの原因であることがわかった。有機電界発光素子がダメージを受けると、駆動電圧の上昇、発光効率の低下、低寿命化などの様々な問題が生じる。そのため、トップエミッション型有機電界発光素子では、いかに有機電界発光層にダメージを与えずに透明導電膜を作製するかが１つの技術課題となっている。
【００７９】
また、従来のスパッタリング法は、有機電界発光素子の透明導電膜として適切な特性を有するＩＴＯ薄膜を形成するために、酸素ドープを必要とするという問題があった。
【００８０】
透明導電膜は、一般的に電子注入層上に形成される。この電子注入層は、例えば、ＣａやＢａなどの活性が高い希土類元素を含んでいる。有機電界発光素子の透明導電膜としてＩＴＯ薄膜をスパッタリング法で形成する場合、ＩＴＯ薄膜の低抵抗化や光線透過率の向上のために酸素ドープが必要であった。この酸素ドープは金属薄膜を劣化させしてしまう。したがって、従来のスパッタリング法による形成方法では、金属薄膜の劣化を防ぐための保護層を形成する工程が必要である。
【００８１】
ここで、図１に示すスパッタリング装置を用いた薄膜の形成方法を、有機電界発光装置の透明導電膜の形成方法を例に説明する。
【００８２】
まず、図１に示すように、バッキングプレート１２上にスパッタリングターゲット２を載置して固定し、ホルダ１３に基板３とメタルマスク４とを取り付ける。
【００８３】
その後、真空チャンバを真空にしてスパッタリングを行い、基板３上に薄膜を形成する。
【００８４】
スパッタリング時には、ターゲット粒子だけでなく、反跳Ａｒイオンやγ電子もスパッタリングトラップ１４に向けて進行する。
【００８５】
図１のスパッタリング装置１のスパッタリングトラップ１４は、上で説明したように、一対のトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂが、極性の異なる磁極同士が開口１４２に対応した領域を挟んで対向するように配置されている。すなわち、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、枠体１４１に設けた開口１４２の両脇に配置されている。そして、トラップマグネット１４３ａのＮ極およびＳ極は、それぞれ、トラップマグネット１４３ｂのＳ極およびＮ極と向き合っている。
【００８６】
これらトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、磁場を形成している。なお、トラップマグネット１４３ａのＮ極とトラップマグネット１４３ｂのＳ極との間に形成される磁場の向きは、トラップマグネット１４３ａのＳ極とトラップマグネット１４３ｂのＮ極との間に形成される磁場の向きとは異なっている。これら磁場に、開口１４２を通過するγ電子（リーク荷電粒子）を捕捉させることができる。
【００８７】
また、上記の通り、枠体１４１の電位はメタルマスク４の電位よりも低く設定することができる。この場合、開口１４２を通過する反跳Ａｒイオンを枠体１４１に捕捉させることができる。
【００８８】
つまり、スパッタリングトラップ１４に、開口１４２を通過する反跳Ａｒイオンやγ電子を捕捉させることができる。したがって、これら荷電粒子の基板３への入射、飛散を大幅に抑制することができ、基板３へのダメージを軽減することができる。
【００８９】
一方、ターゲット粒子は、電気的に中性であるため、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂが形成する磁場の影響を受けず、枠体１４１とメタルマスク４との間に設定された電位差の影響も受けない。ターゲット粒子は開口１４２を通って基板３に達するので、スパッタリングトラップ１４を設置したことによる成膜レートおよび面内膜厚分布の悪化はない。
【００９０】
なお、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂの長手方向は、第１方向５１に対して平行でなくてもよい。例えば、トラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂの長手方向は、第２方向５２に対して平行であってもよい。
【００９１】
カソードマグネット１１に対するスパッタリングトラップ１４の相対位置を固定してもよい。例えば、カソードマグネット１１を第２方向５２に移動させる場合には、これに対応してスパッタリングトラップ１４を第２方向５２に移動させてもよい。こうすると、スパッタリングトラップ１４が荷電粒子を捕捉する効率を、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対位置に依存することなく一定とすることができる。
【００９２】
スパッタリングトラップ１４には、他の構造を採用することもできる。例えば、開口を設けた遮蔽板と、一方の磁極が開口の中心を向くように開口に沿って放射線状に配置された複数のマグネットとを含んだスパッタリングトラップを使用してもよい。このようなトラップは、広角側に進行する荷電粒子を遮蔽板で遮るとともに、低角側に進行する荷電粒子を複数のマグネットが発生する開放磁場で捕捉することによって、荷電粒子の基板３への入射、飛散を大幅に抑制することができる。もちろん、スパッタリングトラップ１４と、メッシュ式のトラップなどの他のトラップとを併用することもできる。
【００９３】
本実施形態では、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して第２方向５２に相対的に移動させスパッタリングを行う。カソードマグネット１１はスパッタリングターゲット部２１および２２の直下に順次位置するので、カソードマグネット１１が形成する磁場もスパッタリングターゲット部２１および２２の上方に順次位置することとなる。すなわち、プラズマをスパッタリングターゲット部２１および２２の上方に順次位置させ、これにより、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングする。
【００９４】
図１のスパッタリング装置１では、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングして、組成がＩｎ2Ｏ3の薄膜と組成がＳｎＯ2の薄膜とを交互に基板３上に形成する。組成がＩｎ2Ｏ3の薄膜と組成がＳｎＯ2の薄膜とを交互に基板３上に形成すると、ＩＴＯターゲットをスパッタリングした場合と比較して有機電界発光素子の透明導電膜として優れた特性を有するＩＴＯ薄膜が容易に得られる。つまり、スパッタリング装置１を用いてスパッタリングを行うと、酸素ドープを必要とせずに、有機電界発光素子の透明電極としての利用に適したＩＴＯ薄膜を形成することができる。それゆえ、図１のスパッタリング装置１を用いてトップエミッション型有機電界素子の透明導電膜を形成した場合、金属薄膜上に保護層を形成する必要がない。したがって、図１のスパッタリング装置を用いると、有機電界発光素子の製造コストを抑えることができる。
【００９５】
図１のスパッタリング装置１は、トップエミッション型有機電界発光素子の上部電極の形成だけでなく、ボトムエミッション型有機電界発光素子などの他の有機電界発光素子の透明導電膜の形成にも用いることもできる。もちろん、この装置１は、有機電界発光素子の製造以外にも使用できる。
【００９６】
この成膜方法には、さらに他の利点がある。
【００９７】
図１のスパッタリング装置１では、互いに同数でありかつ交互に並んだスパッタリングターゲット部２１および２２から構成されたスパッタリングターゲット２を用いている。
【００９８】
しかし、数が互いに異なるスパッタリングターゲット部２１および２２を並べてなるスパッタリングターゲット２を用いることもできるし、それらを交互でなくランダムに並べたものを用いることもできる。数および並べ方を変えることによる効果は後述する。
【００９９】
一部または全部のスパッタリングターゲット部２１および／または２２を、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＺｎＯなどの組成をそれぞれ有する焼結体などと交換してスパッタリングターゲット２とすることもできる。そのようなスパッタリングターゲット２を用いることで、例えば、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯなどの薄膜を、酸素ドープを必要とせずに基板３上に形成することができる。
【０１００】
スパッタリングターゲット２は、組成が互いに異なる３種類以上のスパッタリングターゲット部を含むこともできる。この場合、それらを規則的に並べることもできるし、ランダムに並べることもできる。
【０１０１】
このように、スパッタリングターゲット２が含んでいるスパッタリングターゲット部の一部または全ての組成を変更することにより、基板３上に形成する薄膜の組成を変更することができる。また、スパッタリング部の配列を変更することにより、基板３上に形成する薄膜の組成の均一性等を変更することができる。
【０１０２】
また、スパッタリングターゲット部２１および２２を交互にスパッタリングすると、共蒸着を起さずに薄膜を形成できるので、組成が異なる複数のスパッタリングターゲットを同時にスパッタリングした場合と比較して、均一性に優れた薄膜が得られる。したがって、この方法は、膜組成の制御が容易である。
【０１０３】
図１に示した例では、スパッタリングターゲット部２１および２２の第２方向５２についての寸法は互いに等しく、カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法はスパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法と同じである。
【０１０４】
カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法は、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法よりも小さくてもよい。カソードマグネット１１の第２方向５２についての寸法が、スパッタリングターゲット部２１および２２の各々の第２方向５２についての寸法と同じであるかまたはそれよりも小さければ、カソードマグネット１１を複数のスパッタリングターゲット２１の１つのみと向き合わせることおよびスパッタリングターゲット２２のみと向き合わせることができる。
【０１０５】
また、スパッタリングターゲット部２１および２２は、第２方向５２についての寸法が互いに異なっていてもよい。
【０１０６】
この方法によると、形成すべき薄膜の組成を比較的自由に変更することができる。
【０１０７】
図１では第２の方向５２についての寸法が同じでありかつ同じ数のスパッタリングターゲット部２１および２２を交互に並べてなるスパッタリングターゲット２を用いている。この場合、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対移動の速度を一定とすると、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とは等しい。カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対移動の速度を一定とした場合に、スパッタリングターゲット２を構成しているスパッタリングターゲット部２１および２２の数および／またはそれらの第２方向５２についての寸法を異ならしめると、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２と向き合っている時間とを異ならしめることができる。それにより、薄膜の組成を変更することができる。
【０１０８】
あるいは、先の移動と停止とが交互に繰り返されるように駆動機構の動作を制御する場合、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている時間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている時間との少なくとも一方を変更してもよい。この場合も、薄膜の組成を変更することができる。
【０１０９】
あるいは、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２１の背面と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット部２２の背面と向き合っている期間との少なくとも一方で変更してもよい。この場合も、薄膜の組成を変更することができる。
【０１１０】
この方法によると、膜厚均一性も比較的自由に変更することができる。たとえば、カソードマグネット１１のスパッタリングターゲット２に対する相対的な移動の速度を、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット２のある部分と向き合っている期間と、カソードマグネット１１がスパッタリングターゲット２の他の部分と向き合っている期間との少なくとも一方で変更する。こうすると、より厚い部分とより薄い部分とを含んだ薄膜が得られる。
【０１１１】
また、この方法は、高いターゲット利用効率を達成可能である。
【０１１２】
すなわち、この方法では、カソードマグネット１１をスパッタリングターゲット２に対して相対的に移動させる。したがって、スパッタリングターゲット２の局所的な侵食が生じ難い。
【０１１３】
また、ターゲット部２１および２２の一部が破損したかまたは過剰に侵食された場合には、そのターゲット部のみを交換することができる。すなわち、ターゲット２の一部が破損したかまたは過剰に侵食された場合であっても、ターゲット２の全体を交換する必要がない。
【０１１４】
次に、図１のスパッタリング装置１を製造に使用することが可能な有機電界発光装置について説明する。
【０１１５】
有機電界発光装置の主要部は有機電界発光素子である。有機電界発光素子は、基材上に、第１電極と、有機発光層と、第２電極とがこの順で設けられた構成を有し、電極間に電流を流すことにより有機発光層を発光させるものである。ここで、第１電極および第２電極のうち、一方は陽極、他方は陰極として働く。また、第１電極と第２電極との間には、発光補助層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層などが必要に応じて設けられる。
【０１１６】
有機電界発光素子は、これを大気中の水分から保護することを目的として封止される。有機電界発光素子は、例えば、ガラスキャップまたは金属キャップを基材と貼り合わせる方法や、有機電界発光素子をバリア層などにより被覆する方法を用いて封止することができる。
【０１１７】
有機電界発光素子から光を取り出す方法としては、例えば、発光した光を基材側から取り出すボトムエミッション方式と、基材と反対側から光を取り出すトップエミッション方式とが挙げられる。
【０１１８】
ボトムエミッション型の有機電界発光素子では、有機発光層を基準として基材側の層は、発光した光を透過させるために透明である必要がある。すなわち、基材および第１電極は透明である必要がある。
【０１１９】
一方、トップエミッション型の有機電界発光素子では、有機発光層を基準として第２電極側の層は、発光した光を透過させるために透明である必要がある。すなわち、第２電極は透明である必要があり、また、封止によって光が遮断されないようにする必要がある。
【０１２０】
また、一般的なトップエミッション型では、第１電極として反射電極を用い、発光層と反射電極との間に正孔注入層と正孔輸送層とが設けられているため、ボトムエミッション型有機電界発光素子と比べて、第１および第２電極間の距離が大きくなる。これら電極間の光学距離が発光波長４６０ｎｍ（青緑の励起光）の半波長程度になると、光学的な干渉を強く受けるため、各層の膜厚を最適化しないと、スペクトルや効率など、発光特性を制御できない。そのため、光学設計も非常に重要になる。
【０１２１】
次に、図面を参照しながら、図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能なトップエミッション型の有機電界発光素子を含んだ有機電界発光装置を、その製造方法とともに説明する。
【０１２２】
図４は、トップエミッション型の有機電界発光素子を含んだ有機電界発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１２３】
図４に示すトップエミッション型有機電界発光装置１００は、基材１０１と、有機電界発光素子２００と、絶縁性隔壁１０２と、封止基材１０５とを含んでいる。各有機電界発光素子２００は、反射電極２０１と、正孔輸送層２０２と、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと、電子注入層２０４と、透明電極２０５とを含んでいる。
【０１２４】
基材１０１としては、ガラス基材やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。プラスチックフィルムを採用すると、巻き取りにより有機電界発光素子の製造が可能となるため、安価に素子を提供できるという利点がある。プラスチックフィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートなどを用いることができる。なお、有機電界発光装置をアクティブマトリクス駆動方式の有機電界発光装置とする場合は、基材１０１として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたＴＦＴ基材を用いる必要がある。
【０１２５】
基材１０１上には、例えばストライプ形状にパターニングされた反射電極２０１が形成されている。反射電極２０１は、第１電極であり、有機電界発光素子の陽極として働く。反射電極２０１の材料としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒなどの金属材料を用いることができる。なお、反射電極２０１は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒなどの反射電極とＩＴＯなどの透明電極とを含んだ２層構成であってもよい。このとき、ＩＴＯ層は、陽極界面層として設けられる。反射電極２０１の形成方法としては、例えば、蒸着法やスパッタリング法などの真空成膜法を用いることができる。
【０１２６】
基材１０１上には、絶縁性隔壁１０２がさらに形成されている。絶縁性隔壁１０２は、反射電極２０１のパターンの間隙に形成され、反射電極２０１の縁部を覆っている。絶縁性隔壁１０２は、反射電極２０１と、正孔輸送層２０２と、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと、電子注入層２０４とを含んだ１つの積層体を、隣り合う他の積層体から隔離している。それにより、絶縁性隔壁１０２は、これら積層体の間での短絡を防いでいる。絶縁性隔壁１０２の材料としては、例えば、感光性材料を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、例えば、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。絶縁性隔壁１０２は、例えば、パターン露光および現像などを含んだフォトリソグラフィー法によって形成することができる。
【０１２７】
正孔輸送層２０２は、反射電極２０１上に形成されている。正孔輸送層２０２の材料としては、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などを用いることができる。正孔輸送層２０２は、例えば、上記材料を水に溶かして塗工液とし、この塗工液をスピンコート法などにより塗工し、その後乾燥させることで形成することができる。
【０１２８】
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃは、正孔輸送層２０２上に形成されている。有機電界発光装置１００にフルカラー画像を表示させる場合には、有機電界発光装置１００は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光色をそれぞれ有する有機発光層を含む必要がある。図４において、有機電界発光装置１００は、赤色有機発光層２０３ａを含んだ有機電界発光素子２００と、緑色有機発光層２０３ｂを含んだ有機電界発光素子２００と、青色有機発光層２０３ｃを含んだ有機電界発光素子２００とを含んでいる。有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）やポリフルオレン（ＰＦ）を用いることができる。
【０１２９】
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃは、例えば、レリーフ印刷を用いて形成することができる。レリーフ印刷については、後述する。
【０１３０】
電子注入層２０４は、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの上に形成されている。電子注入層２０４の材料としては、例えば、ＣａやＢａなどの低仕事関数の希土類元素を用いることができる。電子注入層２０４は、蒸着法を用いて形成することができる。
【０１３１】
透明電極２０５は、電子注入層２０４および絶縁性隔壁１０２上に形成されている。この装置１００にパッシブマトリックス駆動方式を採用する場合には、透明電極２０５は、ストライプ状のパターンを形成するように配置する。また、この装置１００にアクティブマトリックス駆動方式を採用する場合は、透明電極２０５は連続膜とする。透明導電膜２０５は、有機電界発光素子２００の陰極として働く。透明電極２０５としては、例えば、上で説明した透明導電膜を用いることができる。
【０１３２】
透明導電膜を含む透明電極２０５は、図１のスパッタリング装置を用いて形成することができる。図１のスパッタリング装置を用いて透明電極２０５を形成することにより、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃへのダメージを低減させることができるとともに、電子注入層２０４の劣化を防ぐことができる。そして、組成の均一性に優れた透明電極２０５を形成することができる。そのため、発光特性の優れた有機電界発光素子を製造することができる。また、図１のスパッタリング装置を用いたスパッタリング法では、成膜中のマスク４の温度上昇も抑えることができる。したがって、マスクの熱膨張や熱変形を抑えることができ、透明電極２０５を正確にパターニングすることができる。
【０１３３】
有機電界発光素子２００は、バリア層１０３で被覆されている。バリア層１０３は、光透過性を有している必要がある。バリア層１０３の材料としては、例えば、窒化珪素層、酸化珪素層、窒化酸化珪素層を用いることができる。バリア層１０３は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）法により形成することができる。なお、ＣＶＤ法は、形成すべき膜が含有している元素を含んだ化合物を気化させてなるガス、または、このガスと水素および／または窒素などのキャリアガスとの混合ガスを、高温に加熱した基板表面に供給し、基板表面で分解、還元、酸化、置換などの化学反応を起こさせ、基材上に薄膜を形成する方法である。
【０１３４】
有機電界発光素子２００などが形成された基材１０１は、樹脂層１０４を介して、封止基材１０５に貼り合わされている。
【０１３５】
樹脂層１０４の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を使用することができる。
【０１３６】
封止基材１０５の材料としては、例えば、無アルカリガラスおよびアルカリガラスなどのガラスやプラスチック材料を用いることができる。封止基材１０５は、ガラスまたはプラスチック材料からなる層と、その上に形成されたＣａＯ層とを含んだ多層構造を有していてもよい。有機電界発光素子２００などが形成された基材１０１と封止基材１０５とを、ＣａＯ層とバリア層１０３とが向き合うように貼り合わせると、ＣａＯ層を乾燥剤として利用することができる。ＣａＯ層は、透明であるので、画像表示を妨げることがない。したがって、ＣａＯ層は、表示領域の全体に亘って形成することができる。
【０１３７】
基材１０１と封止基材１０５との貼り合わせには、例えば、ロールを用いた熱圧着を利用することができる。また、樹脂層１０４の材料として光硬化型接着性樹脂を使用する場合には、紫外光等を照射することにより貼り合わせることができる。
【０１３８】
基材１０１と封止基材１０５との貼り合わせた有機電界発光装置１００は、上で説明したように、透明電極２０５を形成した際の有機発光層２０３ａ〜２０３ｃなどへのダメージが小さく、発光特性に優れている。
【０１３９】
なお、トップエミッション型の有機電界発光素子２００には、上で説明した構成だけでなく、様々な構成を採用することができる。例えば、反射電極２０１を陰極とし、透明電極２０５を陽極としてもよい。また、図４では、反射電極２０１と透明電極２０５との間に、正孔輸送層２０２と有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかと電子注入層２０４とが介在しているが、正孔輸送層２０２および電子注入層２０４の一方または双方を省略してもよい。有機電界発光素子２００は、正孔注入層、電子輸送層、電荷発生層などの発光補助層をさらに含んでいてもよい。
【０１４０】
基板１０１の電極を成膜しない側に、セラミック蒸着フィルムやポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物等の他のガスバリア性フィルムを積層しても良い。また、基材１０１および封止基材１０５として、可撓性を有しているプラスチック基材を使用してもよい。こうすると、フレキシブル有機電界発光装置が得られる。
【０１４１】
図５は、図１に示すスパッタリング装置１を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の他の例の概略断面図である。
【０１４２】
図５に示す有機電界発光装置３００は、両面発光型の有機電界発光装置である。有機電界発光装置３００は、第１電極を反射電極２０１ではなく透明電極２０６とした以外は、図４に示す有機電界発光装置１００とほぼ同様の構造を有している。この有機電界発光装置３００は、上面と下面との双方で画像を表示可能である。
【０１４３】
有機電界発光装置３００の製造では、透明電極２０５および透明電極２０６が含んでいる透明導電膜の形成に、図１に示すスパッタリング装置を使用することができる。
【０１４４】
次に、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの形成に利用可能な印刷法について説明する。
有機発光層２０３ａ〜２０３ｃを印刷法により形成する場合、その印刷法としては、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、レリーフ印刷法等を利用することができる。
【０１４５】
図６は、レリーフ印刷機を概略的に示す図である。
このレリーフ印刷機４００は、インキ４０１を収容しているインキ溜め４０２と、アニロックスロール４０３と、ドクターブレード４０４と、版胴４０５と、版胴４０５に巻き付けられたレリーフ刷版４０６と、圧胴４０７とを含んでいる。ここで、インキ４０１は、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃのいずれかの材料を、トルエンなどの芳香族系溶媒に溶解させたものである。レリーフ印刷法では、アニロックスロール４０３を回転させて、インキ溜め４０２に収容されているインキ４０１を、アニロックスロール４０３の表面に付着させ、次いで、アニロックスロール４０３の表面に付着した過剰量のインキ４０１をドクターブレード４０４により掻き落とす。次に、アニロックスロール４０３の表面からレリーフ刷版４０６上にインキ４０１を供給し、このインキ４０１をアニロックスロール４０３と圧胴４０７とにより被転写基板４０８上に転写する。
【０１４６】
レリーフ印刷法では、アニロックスロール４０３により、厚みのある高弾性の樹脂凸版４０６に水性インキまたはＵＶインキ４０１を付着させ、このインキ４０１を樹脂凸版４０６から被印刷体４０８へと直接に転写する。そのため、レリーフ印刷法によると、平滑性の低い面や、フィルムおよび布等のフレキシブル基材への印刷も可能である。また、非常に薄く均一なベタ印刷を得意とし、様々な樹脂や薬品を塗り重ねることにより、更に精度を高めることも可能である。近年、レリーフ印刷の技術革新により、高精緻で精巧な多色表現が可能となっている。また、水性インキがレリーフ印刷に適応していることから、環境性が高いとされ、特に食品、医薬品のパッケージ分野において広く利用されている。更にインキの塗布量が少ないことから、残留溶剤も少ない。
【０１４７】
ここで、有機電界発光装置の駆動方式について説明する。
有機電界発光装置の駆動方式としては、例えば、パッシブマトリクス駆動方式とアクティブマトリクス駆動方式とが挙げられる。パッシブマトリクス駆動方式は、有機発光層を挟んでストライプ状の電極を直交させるように対向させ、その交点で発光させる駆動方式である。他方、アクティブマトリクス駆動方式は、画素毎にトランジスタを設けたアレイ基板を使用して、映像信号を書き込むべき画素と表示動作を行うべき画素とを互いから電気的に切り離す駆動方式である。
【０１４８】
パッシブマトリクス駆動方式では、走査するストライプ状の電極数が大きくなるほど各画素における点灯時間は短くなるため、ＯＮ状態では瞬間発光輝度を大きくする必要がある。瞬間発光輝度を大きくした場合には、素子寿命が低下するので、走査するストライプ状の電極数が数１００本を超える高精細ディスプレイには適さない。パッシブマトリクス駆動方式の表示エリアは、陽極と陰極とによる単純マトリクスで構成されており、陰極と陽極とが交差した部分で発光可能である。パッシブマトリクス駆動方式は、Ｒｏｗライン、すなわち、陰極、が選択された時のみ点灯するデューティ駆動であり、また、駆動用ドライバＩＣは外付け実装する必要がある。
【０１４９】
アクティブマトリクス駆動方式の有機電界発光装置では、各画素はスイッチング素子とメモリ素子とを含んでいる。アクティブマトリクス駆動方式によると、各画素は、その書込期間において映像信号を記憶し、書込期間に続く表示期間では先の映像信号の大きさに対応した輝度で発光し続ける。ディスプレイを大型化した場合であっても、瞬間発光輝度は小さくてよく、寿命の観点で有利である。また、パッシブマトリクス駆動方式に比べ、低電圧駆動が可能であるので、消費電力も小さくすることができる。したがって、ディスプレイの大面積化や高精細化の観点では、アクティブマトリクス駆動方式がより優れているといえる。
【０１５０】
有機電界発光素子は電流で駆動するため、有機電界発光装置にアクティブマトリクス駆動方式を採用した場合には、比較的大きな電流を流すことができるＴＦＴが必要である。このため、多くの場合、ＴＦＴとして、移動度が高い低温ポリシリコンＴＦＴを使用している。低温ポリシリコンＴＦＴは、安価なガラス基板上に形成することができ、また、このガラス基板上には、低温ポリシリコンＴＦＴを含んだ周辺ドライバ回路を形成することができる。したがって、コンパクトな装置を実現可能である。アクティブマトリクス型有機電界発光装置の応用分野は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶装置の応用分野と重なっている。したがって、市場規模は巨大であり、将来的に、液晶装置の置き換えや有機電界発光素子に特有の新しい市場の開拓などが大いに期待されている。
【実施例】
【０１５１】
以下に、本発明の例を記載する。
【０１５２】
（実施例）
本例では、以下の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑の有機発光層とした。
【０１５３】
まず、スパッタリング法により、ガラス基板１０１上にクロム層およびＩＴＯ層を順次形成した。次いで、フォトリソグラフィー技術を用いて、クロム層とＩＴＯ層との積層体をストライプ状にパターニングした。これにより、クロム層とＩＴＯ層との積層体からなる陽極２０１を得た。
【０１５４】
次に、フォトリソグラフィー技術を利用して、先のストライプパターンの間隙にポリイミドからなる絶縁性隔壁１０２を形成した。
【０１５５】
次いで、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとを水に溶解させて塗工液を調製した。この塗工液を基板１０１の絶縁性隔壁１０２側の主面にスピンコート法により塗布して、正孔輸送層２０２を得た。
【０１５６】
その後、緑色有機発光材料であるポリフルオレン（ＰＦ）をトルエンに溶解させてインキを調製した。このインキを正孔輸送層２０２上にレリーフ印刷法により印刷して、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃを得た。
【０１５７】
次に、マスクを用いた蒸着法により、有機発光層２０３ａ〜２０３ｃ上に、バリウムとアルミニウムとからなる電子注入層２０４をストライプ状に形成した。電子注入層２０４は、そのストライプパターンが陽極２０１のストライプパターンと直交するように形成した。
【０１５８】
次に、図１に示すスパッタリング装置１を用いて、電子注入層２０４および絶縁性隔壁１０２上に、ＩＴＯからなる厚さが１５０ｎｍの陰極２０５を形成した。ここで使用したカソードマグネット１１は、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであった。
【０１５９】
スパッタリングトラップ１４としては、枠体１４１がステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３１６）からなるものを使用した。枠体１４１は、第１方向５１についての寸法が５００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が７００ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が１０ｍｍであった。開口１４２は、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が６００ｍｍであった。２個のトラップマグネット１４３ａおよび１４３ｂは、第１方向５１についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向５２についての寸法が５０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が５０ｍｍであった。スパッタリングトラップ１４は、スパッタリングターゲット２から６０ｍｍ離間させた。
【０１６０】
スパッタリングターゲット２としては、Ｉｎ2Ｏ3からなる２７個のスパッタリングターゲット部２１と、ＳｎＯ2からなる３個のスパッタリングターゲット部２２とを、９個のスパッタリングターゲット部２１からなる部分と１個のスパッタリングターゲット部２２からなる部分とが交互となるように第２方向５２に並べてなるものを用いた。スパッタリングターゲット部２１としては、第１方向についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであるものを用いた。スパッタリングターゲット部２２としては、第１方向についての寸法が４００ｍｍであり、第２方向についての寸法が２０ｍｍであり、これら２つの方向と直交する方向についての寸法が２０ｍｍであるものを用いた。
【０１６１】
本例では、カソードマグネット１１を第２方向に移動させて、カソードマグネット１１を、スパッタリングターゲット部２１および２２と順次向き合わせて、以下の条件でスパッタリングを行った。すなわち、真空チャンバ内の圧力を１．０Ｐａに保ちつつ、真空チャンバ内に、アルゴンガスと酸素ガスとを、それぞれ１５０ｓｃｃｍおよび０．２ｓｃｃｍの流量で供給した。放電パワーは１．５ｋＷとし、スパッタリングターゲット２と基板３との距離は２００ｍｍとした。また、ペルチェ素子１３３でマスク４を冷却することにより、マスク４の温度を５０℃以下に維持した。
【０１６２】
形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、式｛（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）｝×１００から算出される膜厚面内均一性は４％であった。なお、ここで、「Ｍａｘ」および「Ｍｉｎ」は、それぞれ、陰極２０５の膜厚の最大値および最小値を示している。
【０１６３】
次に、ＣＶＤ法により、陰極２０５上に酸化珪素からなるバリア層１０３を形成した。さらに、ガラス基板とその一方の主面に形成されたＣａＯ層とを含む封止基材１０５を、ＣａＯ層がバリア層１０３と向き合うように樹脂層１０４を介して貼り合せた。
【０１６４】
以上のようにして、図４に示す有機電界発光装置１００を完成した。
【０１６５】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は５０００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は２．６ｃｄ／Ａであった。
【０１６６】
（比較例１）
本例では、実施例で説明したのとほぼ同様の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、実施例と同様、有機電界発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑色の有機発光層とした。また、本例では、スパッタリングトラップ１４とペルチェ素子１３３とを省略した。スパッタリング中のマスク４の温度は６０℃であった。
【０１６７】
形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、膜厚面内均一性は１０％であった。
【０１６８】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は２００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は０．０５ｃｄ／Ａであった。
【０１６９】
（比較例２）
本例では、実施例で説明したのとほぼ同様の方法により、図４の有機電界発光装置を製造した。ただし、本例では、実施例と同様、有機電界発光層２０３ａ〜２０３ｃの全てを、発光色が緑色の有機発光層とした。また、カソードマグネット１１の代わりに、直径が６００ｍｍの円盤形状の支持プレートに直径が２ｍｍのピンカソードマグネットを６０００本挿入してなるマグネットプレートを用いた。ピンカソードマグネットは、一辺が２００ｍｍの正六角形状の配列を形成するように配置した。さらに、スパッタリングターゲット２として、ＩＴＯからなり、直径が６００ｍｍの円盤形状のものを用いた。スパッタリングは、カソードマグネット２をスパッタリングターゲット２に対して固定させ、酸素をドープしながら行った。
【０１７０】
本例で形成した陰極２０５の膜厚の均一性を、Ｍａｘ−Ｍｉｎ法で評価した。その結果、膜厚面内均一性は７％であった。
【０１７１】
次に、この有機電界発光装置の特性を調べた。その結果、最高輝度は１０００ｃｄ／ｍ2であり、最大電流効率は０．２ｃｄ／Ａであった。
【０１７２】
このように、本例では、実施例と比べて、最高輝度および最大電流効率が劣化した。これは、酸素をドープしたことにより電子注入層が劣化したためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の概略斜視図。
【図２】図１のスパッタリング装置で使用可能なホルダの拡大概略図。
【図３】図２のスパッタリング装置のホルダで使用可能なペルチェ素子の一例の概略断面図。
【図４】図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の一例の概略断面図。
【図５】図１に示すスパッタリング装置を製造に利用することが可能な有機電界発光装置の他の例の概略断面図。
【図６】レリーフ印刷機を概略的に示す図。
【符号の説明】
【０１７４】
１…スパッタリング装置、２…スパッタリングターゲット、３…基板、４…マスク、１０…真空チャンバ、１１…カソードマグネット、１１ａ…カソードマグネット部、１１ｂ…カソードマグネット部、１２…バッキングプレート、１３…ホルダ、１４…スパッタリングトラップ、１５…電圧印加手段、２１…スパッタリングターゲット部、２２…スパッタリングターゲット部、５１…第１方向、５２…第２方向、１００…トップエミッション型有機電界発光装置、１０１…基材、１０２…絶縁性隔壁、１０３…バリア層、１０４…樹脂層、１０５…封止基材、１３１…支持体、１３２…マスクフレーム、１３３…ペルチェ素子、１４１・・・枠体、１４２…開口部、１４３ａ…トラップマグネット、１４３ｂ…トラップマグネット、２００…有機電界発光素子、２０１…反射電極、２０２…正孔輸送層、２０３…有機発光層、２０４…電子注入性保護層、２０５、２０６…透明電極、３００…両面発光型有機電界発光装置、４００…レリーフ印刷機、４０１…インキ、４０２…インキ溜め、４０３…アニロックスロール、４０４…ドクターブレード、４０５…版胴、４０６…レリーフ刷版、４０７…圧胴、４０８…被転写基板、１３３１…セラミック基板、１３３２…金属電極、１３３３…ｐ型半導体、１３３４…ｎ型半導体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットと、カソードマグネットと、基板と、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えたスパッタリングトラップとを、前記スパッタリングターゲットと前記基板とが前記枠体の開口部を挟んで向き合いかつ前記スパッタリングターゲットが前記カソードマグネットと前記基板との間に介在するように配置し、前記カソードマグネットが前記複数のスパッタリングターゲット部と順次向き合うように前記カソードマグネットを前記スパッタリングターゲットに対して前記第２方向に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により前記基板上に膜を形成することを含んだことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記複数のスパッタリングターゲット部は互いに異なる組成を有する第１および第２スパッタリングターゲット部を含み、前記カソードマグネットが前記第１スパッタリングターゲット部と向き合っている時間と、前記カソードマグネットが前記第２スパッタリングターゲット部と向き合っている時間とを異ならしめることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１スパッタリングターゲット部の前記第２方向についての寸法と、前記第２スパッタリングターゲット部の前記第２方向についての寸法とを異ならしめることを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記カソードマグネットの前記スパッタリングターゲットに対する相対的な移動の速度を、前記カソードマグネットが前記第１スパッタリングターゲット部と向き合っている期間と、前記カソードマグネットが前記第２スパッタリングターゲット部と向き合っている期間とで異ならしめることを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項５】
前記枠体は導電体であり、前記複数のトラップマグネットは、極性が異なる磁極同士を前記枠体の開口に対応した領域を挟んで向き合わせた一対のトラップマグネットを含み、前記導電体を前記基板またはその近傍に設置するアノードと比較してより低電位に設定して前記基板上に前記膜を形成することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項６】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットを使用してマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成するスパッタリング装置であって、
前記スパッタリングターゲットの裏面と向き合うように設置され、前記第１方向に延びた形状を有するカソードマグネットと、
前記スパッタリングターゲットの表面と対向するように前記基板を支持するホルダと、
枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えかつ前記スパッタリングターゲットと前記基板との間に設置されるスパッタリングトラップと、
前記カソードマグネットを前記スパッタリングターゲットに対して前記第２方向に相対的に移動させる駆動機構と、
前記カソードマグネットが、前記複数のスパッタリングターゲット部の前記一部と向き合っている時間と、前記複数のスパッタリングターゲット部の前記他の一部と向き合っている時間とを、互いから独立して設定可能に前記駆動機構の動作を制御するコントローラと
を含んだことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
前記枠体は導電体であり、前記複数のトラップマグネットは、極性が異なる磁極同士を前記枠体の開口に対応した領域を挟んで向き合わせた一対のトラップマグネットを含み、前記コントローラは、前記枠体を前記基板またはその近傍に設置するアノードと比較してより低電位に設定することを特徴とする請求項６記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項９】
基材と、前記基材上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだ有機電界発光装置の製造方法であって、
前記第１電極および／または前記第２電極を、請求項１から５のいずれか１項記載の成膜方法により形成することを含んだことを特徴とする有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１０】
有機発光層材料を溶媒に溶解または分散させてインキを調製し、前記インキを用いたレリーフ印刷法により前記有機発光層を形成することをさらに含んだことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記基材と前記有機電界発光素子とを含んだ基板に、ガラス基板とその上に形成されたＣａＯ層とを含んだ封止基材を貼り合わせることをさらに含んだことを特徴とする請求項９または１０記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１２】
基材と、前記基材上に順次形成された反射電極と有機発光層と透明電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだトップエミッション型の有機電界発光装置の製造方法であって、
前記透明電極を、請求項１から５のいずれか１項記載の成膜方法により形成することを含んだことを特徴とするトップエミッション型有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１３】
有機発光層材料を溶媒に溶解または分散させてインキを調製し、前記インキを用いたレリーフ印刷法により前記有機発光層を形成することをさらに含んだことを特徴とする請求項１２記載のトップエミッション型有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記基材と前記有機電界発光素子とを含んだ基板に、ガラス基板とその上に形成されたＣａＯ層とを含んだ封止基材を貼り合わせる工程をさらに含んだことを特徴とする請求項１２または１３記載のトップエミッション型の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットと、カソードマグネットと、基板と、枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えたスパッタリングトラップとを、前記スパッタリングターゲットと前記基板とが前記枠体の開口部を挟んで向き合いかつ前記スパッタリングターゲットが前記カソードマグネットと前記基板との間に介在するように配置し、前記カソードマグネットが前記複数のスパッタリングターゲット部と順次向き合うように前記カソードマグネットを前記スパッタリングターゲットに対して前記第２方向に相対的に移動させながらマグネトロンスパッタリング法により前記基板上に膜を形成することを含んだことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記複数のスパッタリングターゲット部は互いに異なる組成を有する第１および第２スパッタリングターゲット部を含み、前記カソードマグネットが前記第１スパッタリングターゲット部と向き合っている時間と、前記カソードマグネットが前記第２スパッタリングターゲット部と向き合っている時間とを異ならしめることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１スパッタリングターゲット部の前記第２方向についての寸法と、前記第２スパッタリングターゲット部の前記第２方向についての寸法とを異ならしめることを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記カソードマグネットの前記スパッタリングターゲットに対する相対的な移動の速度を、前記カソードマグネットが前記第１スパッタリングターゲット部と向き合っている期間と、前記カソードマグネットが前記第２スパッタリングターゲット部と向き合っている期間とで異ならしめることを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項５】
前記枠体は導電体であり、前記複数のトラップマグネットは、極性が異なる磁極同士を前記枠体の開口に対応した領域を挟んで向き合わせた一対のトラップマグネットを含み、前記導電体を前記基板またはその近傍に設置するアノードと比較してより低電位に設定して前記基板上に前記膜を形成することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項６】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なるスパッタリングターゲットを使用してマグネトロンスパッタリング法により基板上に膜を形成するスパッタリング装置であって、
前記スパッタリングターゲットの裏面と向き合うように設置され、前記第１方向に延びた形状を有するカソードマグネットと、
前記スパッタリングターゲットの表面と対向するように前記基板を支持するホルダと、
枠体とこれに支持された複数のトラップマグネットとを備えかつ前記スパッタリングターゲットと前記基板との間に設置されるスパッタリングトラップと、
前記カソードマグネットを前記スパッタリングターゲットに対して前記第２方向に相対的に移動させる駆動機構と、
前記カソードマグネットが、前記複数のスパッタリングターゲット部の前記一部と向き合っている時間と、前記複数のスパッタリングターゲット部の前記他の一部と向き合っている時間とを、互いから独立して設定可能に前記駆動機構の動作を制御するコントローラと
を含んだことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
前記枠体は導電体であり、前記複数のトラップマグネットは、極性が異なる磁極同士を前記枠体の開口に対応した領域を挟んで向き合わせた一対のトラップマグネットを含み、前記コントローラは、前記枠体を前記基板またはその近傍に設置するアノードと比較してより低電位に設定することを特徴とする請求項６記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
各々が第１方向に延びた形状を有する複数のスパッタリングターゲット部を前記第１方向と交差する第２方向に並べてなりかつ前記複数のスパッタリングターゲット部の一部と他の一部とは組成が異なることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項９】
基材と、前記基材上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだ有機電界発光装置の製造方法であって、
前記第１電極および／または前記第２電極を、請求項１から５のいずれか１項記載の成膜方法により形成することを含んだことを特徴とする有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１０】
有機発光層材料を溶媒に溶解または分散させてインキを調製し、前記インキを用いたレリーフ印刷法により前記有機発光層を形成することをさらに含んだことを特徴とする請求項９記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記基材と前記有機電界発光素子とを含んだ基板に、ガラス基板とその上に形成されたＣａＯ層とを含んだ封止基材を貼り合わせることをさらに含んだことを特徴とする請求項９または１０記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１２】
基材と、前記基材上に順次形成された反射電極と有機発光層と透明電極とを備えた有機電界発光素子とを含んだトップエミッション型の有機電界発光装置の製造方法であって、
前記透明電極を、請求項１から５のいずれか１項記載の成膜方法により形成することを含んだことを特徴とするトップエミッション型有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１３】
有機発光層材料を溶媒に溶解または分散させてインキを調製し、前記インキを用いたレリーフ印刷法により前記有機発光層を形成することをさらに含んだことを特徴とする請求項１２記載のトップエミッション型有機電界発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記基材と前記有機電界発光素子とを含んだ基板に、ガラス基板とその上に形成されたＣａＯ層とを含んだ封止基材を貼り合わせる工程をさらに含んだことを特徴とする請求項１２または１３記載のトップエミッション型の有機電界発光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２１４６８７（Ｐ２００８−２１４６８７Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３０７４（Ｐ２００７−５３０７４）
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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