(57)【要約】      （修正有）【課題】従来より用いられている有機層の構成を採用でき、かつ、従来の反射電極（特には反射アノード電極）で使用されていた酸化物導電膜を省略しても高い正孔注入特性を示すと共に高反射率を示す反射電極を含んだ有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】基板１側から順に、反射電極６，７と有機層８の積層構造を含む有機ＥＬ素子であって、反射電極６，７は、基板１側から順に、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の薄膜６と、窒素含有Ａｌまたは窒素含有Ａｌ合金からなる第２の薄膜７とのＡｌ系積層膜で構成され、かつ、第２の薄膜７は有機層８と直接接続していることを特徴とする有機ＥＬ素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板側から順に、反射電極と有機層の積層構造を含む有機ＥＬ素子であって、
前記反射電極は、前記基板側から順に、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の薄膜と、窒素含有Ａｌまたは窒素含有Ａｌ合金からなる第２の薄膜とのＡｌ系積層膜で構成され、かつ、前記第２の薄膜は前記有機層と直接接続していることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第２の薄膜に含まれる窒素量は、３０原子％以上５０原子％以下である請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第２の薄膜の厚さは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記第１の薄膜および／または前記第２の薄膜は、合金元素として、希土類元素を０．０５〜５原子％含有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記希土類元素は、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される１種類以上の元素である請求項４に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の反射電極を製造する方法であって、
前記第１の薄膜は、不活性ガス中にてスパッタリング法で形成し、かつ前記第２の薄膜は、不活性ガスと窒素ガスの混合ガス中にてスパッタリング法で形成することを特徴とする有機ＥＬ素子用反射電極の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の反射電極を製造する方法であって、
前記第１の薄膜は、不活性ガス中にてスパッタリング法で形成し、かつ前記第２の薄膜は、前記第１の薄膜の表面に窒素プラズマ処理を行って形成することを特徴とする有機ＥＬ素子用反射電極の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の反射電極形成用Ａｌ合金スパッタリングターゲットであって、希土類元素を０．０５〜５原子％含有することを特徴とする有機ＥＬ素子の反射電極形成用Ａｌ合金スパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記希土類元素は、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される１種類以上の元素である請求項８に記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子用反射電極の製造方法、および有機ＥＬ素子の反射電極形成用Ａｌ合金スパッタリングターゲットに関するものであり、例えば、有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明において使用される有機ＥＬ素子と、この有機ＥＬ素子を構成する反射電極の製造方法、更には、有機ＥＬ素子の反射電極形成用Ａｌ合金スパッタリングターゲットに関するものである。
【０００２】
尚、以下では、有機ＥＬディスプレイを例に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
自発光型のフラットパネルディスプレイの１つである有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と記載する）ディスプレイは、ガラス板などの基板上に有機ＥＬ素子をマトリックス状に配列して形成した全固体型のフラットパネルディスプレイである。有機ＥＬディスプレイでは、陽極（アノード）と陰極（カソード）とがストライプ状に形成されており、それらが交差する部分が画素（有機ＥＬ素子）にあたる。この有機ＥＬ素子に外部から数Ｖの電圧を印加して電流を流すことで、有機分子が励起状態に押し上げられ、この励起状態の有機分子が元の基底状態（安定状態）へ戻るときに生じるエネルギーが光として放出される。この発光色は有機材料に固有のものである。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、自発光型かつ電流駆動型の素子であり、その駆動方式にはパッシブ型とアクティブ型がある。パッシブ型は構造が簡単であるが、フルカラー化が困難である。一方アクティブ型は大型化が可能であり、フルカラー化にも適しているが、ＴＦＴ基板が必要である。このＴＦＴ基板には低温多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）またはアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）などのＴＦＴが使われている。
【０００５】
このアクティブ型の有機ＥＬディスプレイの場合、複数のＴＦＴや配線が障害となって、有機ＥＬ画素に使用できる面積が小さくなる。駆動回路が複雑となりＴＦＴが増えてくると、さらにその影響は大きくなる。そこで最近では、ガラス基板から光を取り出すのではなく、上面側から光を取り出す構造（トップエミッション）にすることで、開口率を改善する方法が注目されている。
【０００６】
このようなアクティブ型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイでは、有機層の下面（ＴＦＴ基板側）の陽極（アノード電極）に、正孔注入に優れるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）に代表される透明酸化物導電膜が用いられる。また、発光層から放射された光を反射する目的を兼ねて、上記アノード電極は、上記透明酸化物導電膜と反射膜との積層構造とされる。該反射膜としては、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの反射性金属膜が用いられることが多い。例えば、既に量産されているトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイにおける反射アノード電極には、ＩＴＯとＡｇ合金膜との積層構造が採用されている。
【０００７】
反射率を考慮すれば、ＡｇまたはＡｇを主体として含むＡｇ合金膜が、反射率が高いため有用である。Ａｇ合金膜は、耐食性に劣るという特有の課題を抱えているが、その上に積層されるＩＴＯ膜で当該Ａｇ合金膜を被覆することにより、上記課題を解消することができる。しかしながら、Ａｇは材料コストが高いことに加え、成膜に必要なスパッタリングターゲットの大型化が難しいという問題がある。よって、例えば大型テレビなどのような、大型のアクティブマトリックス型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイの上記反射膜に、Ａｇ合金膜を適用するのは困難である。
【０００８】
一方、反射率のみを考慮すれば、Ａｌも反射膜として良好である。例えば特許文献１には、反射電極（反射膜）を構成する金属膜として、Ｎｉを０．１〜２原子％含有するＡｌ−Ｎｉ合金膜が提案されており、このＡｌ−Ｎｉ合金膜は、純Ａｌ並みの高い反射率を有し、且つ、上記Ａｌ−Ｎｉ合金膜をＩＴＯ膜やＩＺＯ膜などの酸化物導電膜と直接接続させても低い接触抵抗を実現できることが示されている。
【０００９】
上記特許文献１の技術では、上述の通り、反射電極の構成に上記ＩＴＯ等の酸化物導電膜が必要である。これに対し特許文献２では、反射アノード電極と一般的な積層構造の有機層の間に、更に別の有機層を追加挿入することにより、反射アノード電極に酸化物導電膜を用いないＡｌ合金単層の場合であっても、十分な正孔注入特性を実現できることが提案されている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２の技術では、有機層の蒸着工程が１段階増えることになる。よって生産性の点から、上記余分な有機層を追加させることなく従来の有機層の構成で、酸化物導電膜を必要とせずとも十分な正孔注入特性を示し、かつ反射電極として必要な高い反射率を実現できる、Ａｌ系反射電極が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１２２９４１号公報
【特許文献２】特開２００６−７９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、従来の有機層の構成を採用でき、かつ、従来の反射電極（特には反射アノード電極）で使用されていた酸化物導電膜を用いずに、高い正孔注入特性と高反射率を示す反射電極を含む、有機ＥＬ素子を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し得た本発明の有機ＥＬ素子は、基板側から順に、反射電極と有機層の積層構造を含む有機ＥＬ素子であって、前記反射電極は、前記基板側から順に、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の薄膜と、窒素含有Ａｌまたは窒素含有Ａｌ合金からなる第２の薄膜とのＡｌ系積層膜で構成され、かつ、前記第２の薄膜は前記有機層と直接接続しているところに特徴を有する。
【００１４】
前記第２の薄膜に含まれる窒素量は、３０原子％以上５０原子％以下であることが好ましい。また前記第２の薄膜の厚さは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
前記第１の薄膜および／または前記第２の薄膜は、合金元素として、希土類元素を０．０５〜５原子％含有するものが好ましい。前記希土類元素は、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される１種類以上の元素が好ましい。
【００１６】
本発明には、前記有機ＥＬ素子の反射電極を製造する方法も含まれる。該製造方法は、前記第１の薄膜を、不活性ガス中にてスパッタリング法で形成し、かつ前記第２の薄膜を、不活性ガスと窒素ガスの混合ガス中にてスパッタリング法で形成するところに特徴を有する。
【００１７】
また本発明には、前記有機ＥＬ素子の反射電極を製造する別の方法も含まれる。該製造方法は、前記第１の薄膜を、不活性ガス中にてスパッタリング法で形成し、かつ前記第２の薄膜を、前記第１の薄膜の表面に窒素プラズマ処理を行って形成するところに特徴を有する。
【００１８】
本発明には、前記有機ＥＬ素子の反射電極の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、希土類元素（好ましくは、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される１種類以上の元素）を０．０５〜５原子％含有するところに特徴を有するＡｌ合金スパッタリングターゲットも含まれる。
【００１９】
また本発明には、前記有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイや、前記有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ照明も含まれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の薄膜と、窒素含有Ａｌまたは窒素含有Ａｌ合金からなる第２の薄膜とのＡｌ系積層膜で構成される反射電極が、高い反射率を示すと共に高い正孔注入特性を示すため、従来用いられてきた酸化物導電膜を含む反射電極に代えて、有機ＥＬ素子の反射電極に適用することができる。
【００２１】
その結果、本発明に係る反射電極の製造方法において、従来の反射電極（酸化物導電膜と金属膜の積層膜）のように異質の材料を積層させるのではなく、同一組成の材料を用いて形成できることから、発光輝度特性に優れた有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明等を、生産性良く製造することができる。
【００２２】
以下、単に「純ＡｌまたはＡｌ合金（膜）」というときは、「窒素を含有しない純ＡｌまたはＡｌ合金（膜）」をいう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の反射電極を備えた有機ＥＬディスプレイを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、基板側から順に、反射電極と有機層の積層構造を含む有機ＥＬ素子において、特に反射電極を、前記基板側から順に、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる第１の薄膜（以下「Ａｌ系膜」ということがある）と、窒素含有Ａｌまたは窒素含有Ａｌ合金からなる第２の薄膜（前記有機層と直接接続している。以下「窒素含有Ａｌ系膜」ということがある）とのＡｌ系積層膜とすればよいことを見出し、本発明を完成した。
【００２５】
上記構成のＡｌ系積層膜とすることによって、該Ａｌ系積層膜を構成する第１の薄膜で高い反射率を確保できる。具体的には、有機層（有機発光層）から放射された光を効率よく反射できる。また、前記Ａｌ系積層膜を構成する第２の薄膜の仕事関数が、汎用されている反射電極（酸化物導電膜とＡｇ合金膜の積層構造）の、有機層と直接接続する酸化物導電膜と同程度に高いため、有機層（有機発光層）に効率よく正孔を注入できる（優れた正孔注入特性を発揮する）。
【００２６】
上記本発明によれば、汎用の反射電極で用いられている酸化物導電膜を省略できる。即ち、汎用の反射電極のように、Ａｇ合金膜と酸化物導電膜といった異なる材料を積層させる必要がなく、同一組成の材料を用い成膜ガスの種類のみを変更して形成することが可能である。よって、前記第１の薄膜と前記第２の薄膜の形成はスパッタリング工程で連続して行うことが可能である。その結果、本発明では反射電極を生産性良く形成することができ、ひいては、発光輝度特性に優れた有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明を生産性良く製造することができる。
【００２７】
前記第２の薄膜の正孔注入特性を十分に高める、即ち、前記第２の薄膜の仕事関数を十分に高めるには、該第２の薄膜中に含まれる窒素量、具体的には、第２の薄膜を構成する窒素原子と金属原子の合計に占める窒素原子の割合、即ち、Ｎ／[Ｎ＋（ＡｌまたはＡｌ合金）]を、３０原子％以上とすることが好ましい。前記窒素量はより好ましくは３５原子％以上である。一方、窒化Ａｌや窒化Ａｌ合金の場合、ＡｌとＮの定組成比は１：１であるので、前記窒素量の上限は約５０原子％となる。
【００２８】
（第１の薄膜の成分組成と第２の薄膜の金属成分組成）
本発明において、第１の薄膜の成分組成と第２の薄膜の金属成分組成（窒素を除いた組成をいう。以下同じ）は、純ＡｌまたはＡｌ合金であればよく、従来より用いられる組成を採用することができる。第１の薄膜の成分組成および／または第２の薄膜の金属成分組成は、好ましくは、希土類元素を０．０５〜５原子％（第２の薄膜においては、窒素を除く金属元素に占める割合をいう。以下同じ）含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物である。
【００２９】
希土類元素は、第１の薄膜や第２の薄膜の耐熱性向上に寄与する元素である。本発明では、上記の通り０．０５原子％以上（より好ましくは０．１原子％以上、更に好ましくは０．２原子％以上、希土類元素が複数の元素からなる場合は合計量をいう）含むことが好ましい。耐熱性向上の観点からは、希土類元素の含有量が高いほどよいが、その量が多すぎると、特に第１の薄膜（Ａｌ系膜）の反射率が低下しやすくなる。よって希土類元素の含有量は、５原子％以下（より好ましくは３．０原子％以下、更に好ましくは１．０原子％以下）であることが好ましい。
【００３０】
上記希土類元素とは、ランタノイド元素（周期表において、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでの合計１５元素）に、Ｓｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）とを加えた元素群を意味する。本発明に用いられる好ましい希土類元素は、Ｎｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される少なくとも１種（より好ましい希土類元素は、Ｎｄ、Ｌａ）である。これらの元素は、単独で添加しても良いし、二種以上を併用しても良い。
【００３１】
また第１の薄膜および／または第２の薄膜は、上記希土類元素に加えて更に、耐熱性向上に寄与するＮｉや、耐アルカリ腐食性向上に寄与するＧｅやＣｕを、合金元素として含んでいてもよい。
【００３２】
上記Ｎｉを含有させる場合は、Ｎｉ量を好ましくは０．１原子％以上（より好ましくは０．３原子％以上）とすることで耐熱性を向上させることができる。一方、Ｎｉ量が過剰になると、第１の薄膜の反射率が低下しやすくなるため、２．０原子％以下（より好ましくは１．５原子％以下）とすることが好ましい。
【００３３】
上記ＧｅやＣｕを含有させる場合は、Ｇｅおよび／またはＣｕの含有量を合計で、好ましくは０．１原子％以上（より好ましくは０．３原子％以上）とすることで優れた耐アルカリ腐食性を確保することができる。一方、Ｇｅおよび／またはＣｕの含有量が過剰になると、反射率がかえって低下しやすくなるため、合計で、２．０原子％以下（より好ましくは１．５原子％以下）とすることが好ましい。
【００３４】
前記第１の薄膜の組成と、前記第２の薄膜の金属成分組成は、同一または異なる。作製プロセス簡略化の観点からは同一であることが好ましい。また、Ａｌ系積層膜の特性の観点からは、第１の薄膜の組成と第２の薄膜の金属成分組成の、添加元素（合金元素）の種類や量が異なっていてもよい。
【００３５】
（第１の薄膜の膜厚）
第１の薄膜（Ａｌ系膜）は、反射電極における反射膜としての役割を担う。高い反射率を確保するため、第１の薄膜の膜厚は、５０ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以上であり、前記膜厚の上限は、６００ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５００ｎｍ以下である。
【００３６】
（第２の薄膜の膜厚）
第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）の膜厚は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。第２の薄膜の膜厚を０．５ｎｍ以上とすることによって、優れた正孔注入特性を確実に達成できる。より好ましくは１ｎｍ以上である。一方、第２の薄膜の膜厚が厚すぎると、反射電極の反射率が低下しやすくなるため、１０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５ｎｍ以下、更に好ましくは３ｎｍ以下、より更に好ましくは２ｎｍ以下である。
【００３７】
（第１の薄膜の形成方法）
反射電極を構成する第１の薄膜（Ａｌ系膜）の形成方法として、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などが挙げられる。本発明では、細線化や膜内の合金成分の均一化を図ることができ、かつ添加元素量を容易にコントロールできる等の観点から、第１の薄膜をスパッタリング法で形成することが好ましい。
【００３８】
前記スパッタリング法の好ましい条件（成膜条件）は以下の通りである。
・基板温度：２５℃以上、２００℃以下（より好ましくは１５０℃以下）
・成膜ガス：不活性ガス
・成膜時のガス圧：０．５〜１０ｍＴｏｒｒ
上記ガス圧が低すぎると放電が不安定になるため、ガス圧は、上記の通り０．５ｍＴｏｒｒ以上とすることが好ましい。また、上記ガス圧が高すぎると、形成される膜に表面荒れが生じ易くなるため、ガス圧は、上記の通り１０ｍＴｏｒｒ以下とすることが好ましい。
【００３９】
上記スパッタリング法で反射電極を形成、即ち、上記スパッタリング法で第１の薄膜を形成、および／または、後述する（Ａ）の方法で第２の薄膜を形成するには、該スパッタリング法で用いるスパッタリングターゲットとして、好ましくは希土類元素（より好ましくはＮｄ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｙ，Ｃｅ，ＰｒおよびＤｙよりなる群から選択される１種類以上の元素）を０．０５〜５原子％含むものであって、残部がＡｌおよび不可避不純物である、所望のＡｌ合金組成と同一組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いるのがよい。該Ａｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレの恐れがなく、所望の成分組成の第１の薄膜や第２の薄膜を形成できるのでよい。
【００４０】
上記Ａｌ合金スパッタリングターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
【００４１】
上記Ａｌ合金スパッタリングターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、Ａｌ基合金からなるインゴットを製造して得る方法や、Ａｌ基合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００４２】
（第２の薄膜の形成方法）
反射電極を構成する第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）は、前記第１の薄膜の直上に形成される。この第２の薄膜の形成方法として、下記（Ａ）または（Ｂ）の方法が好ましく用いられる。
【００４３】
（Ａ）第１の薄膜を上述の通り不活性ガス中にてスパッタリング法で形成後、続けて第２の薄膜をスパッタリング法（好ましくは下記の条件）で形成する。
【００４４】
好ましい実施形態として、前記第２の薄膜の形成を、第１の薄膜の形成に用いたＡｌ合金スパッタリングターゲットと同一のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いて行い、金属成分組成が、第１の薄膜の組成と同一の膜を形成することが挙げられる。
【００４５】
・基板温度：２５℃以上、１５０℃以下（より好ましくは１００℃以下）
・成膜ガス：不活性ガスと窒素ガスの混合ガス
・窒素ガス流量比率：２０〜３０％
・成膜時のガス圧：０．５〜１０ｍＴｏｒｒ
上記ガス圧が低すぎると放電が不安定になるため、ガス圧は、上記の通り０．５ｍＴｏｒｒ以上とすることが好ましい。また、上記ガス圧が高すぎると、形成される膜に表面荒れが生じ易くなるため、ガス圧は、上記の通り１０ｍＴｏｒｒ以下とすることが好ましい。
【００４６】
（Ｂ）第１の薄膜を上述の通り不活性ガス中にてスパッタリング法で形成後、該第１の薄膜の表面に窒素プラズマ処理（好ましくは下記の条件）を行って第２の薄膜を形成する。
【００４７】
スパッタリング装置で、ターゲット側に電圧を印加せずに、基板側にＲＦ電源を用いて電圧を印加し、イオンを基板側に衝突させることを「逆スパッタリング」という。下記条件は、４インチターゲットと対向して４インチ基板を設置し、逆スパッタリングによって窒素プラズマ処理を行った場合の条件である。
【００４８】
・パワー：１００Ｗ以上３００Ｗ以下
上記パワーが低すぎると窒素プラズマ処理が十分に行われず、第２の薄膜が形成されにくいため、１００Ｗ以上とするのがよい。一方、上記パワーが高すぎても表面荒れが生じて反射率が低下するため３００Ｗ以下とするのがよい。より好ましくは２５０Ｗ以下である。
【００４９】
・処理時間：１分以上１０分以下
上記処理時間が短すぎると窒素プラズマ処理が十分に行われず、第２の薄膜が形成されにくいため、１分以上とするのがよい。より好ましくは２分以上である。一方、処理時間が長すぎるとプロセスコストが高くなるため、１０分以下とするのがよい。より好ましくは８分以下、更に好ましくは５分以下である。
【００５０】
・基板温度：２５℃以上、１５０℃以下（より好ましくは１００℃以下）
・処理に用いるガス：窒素ガス
・処理時のガス圧：０．５〜１０ｍＴｏｒｒ
上記ガス圧が低すぎると放電が不安定になるため、ガス圧は、上記の通り０．５ｍＴｏｒｒ以上とすることが好ましい。また、上記ガス圧が高すぎると、薄膜表面の荒れが生じ易くなるため、ガス圧は、上記の通り１０ｍＴｏｒｒ以下とすることが好ましい。
【００５１】
以上、本発明の特徴部分である反射電極について説明した。以下では、この反射電極を含む有機ＥＬ素子の構造について説明する。
【００５２】
図１に示す有機ＥＬディスプレイを例に用いて、本発明の反射電極を含む積層構造を説明する。下記では、本発明の有機ＥＬ素子を、有機ＥＬディスプレイに適用する場合について説明するが、本発明の有機ＥＬ素子は、その適用が有機ＥＬディスプレイに限定されるものではなく、有機ＥＬ照明等にも適用することができる。また図１は、有機ＥＬディスプレイの一例を示すものである。本発明は、反射電極が前記第１の薄膜と第２の薄膜で構成され、かつ有機層と直接接続する膜が第２の薄膜（窒素を含有するＡｌ合金膜）である点に特徴があり、それ以外の構成は図１に限定されず、有機ＥＬディスプレイの分野で通常用いられる公知の構成を採用することができる。更に、本発明にかかる反射電極は、上記反射アノード電極に限定されず、その他の反射電極にも使用しうる。
【００５３】
まず図１に示す通り、基板１上にＴＦＴ２およびパシベーション膜３が形成され、さらにその上に平坦化層４が形成される。ＴＦＴ２上にはコンタクトホール５が形成され、コンタクトホール５を介してＴＦＴ２のソース・ドレイン電極（図示せず）と、本発明に係る反射電極を構成する第１の薄膜（Ａｌ系膜）６とは電気的に接続されている。
【００５４】
更に第１の薄膜６の直上に第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）７が形成される。上記第１の薄膜６と第２の薄膜７の形成は、上述した方法で行うことができる。
【００５５】
次いで、第２の薄膜７の上に、有機層８が形成される。上記有機層８には、有機発光層の他に例えば正孔輸送層や電子輸送層などが含まれうる。さらに有機層８の上にカソード電極９が形成される。この図１の場合、カソード電極９を構成する材料については特に問わず、従来より用いられているものを使用することができる。
【００５６】
上記有機ＥＬディスプレイでは、有機層８中の有機発光層から放射された光が本発明の反射アノード電極（特には第１の薄膜６）で効率よく反射されるので、優れた発光輝度を実現できる。なお反射電極（第１の薄膜６＋第２の薄膜７）の反射率は高いほどよく、一般的には８５％以上、好ましくは８７％以上の反射率が求められる。
【００５７】
また、反射アノード電極は有機層への正孔注入特性が高いほどよく、表面の仕事関数が４．９〜５．０ｅＶ以上であることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５９】
[実施例１]
本実施例では、反射電極を模擬した試料を種々の条件で形成し、仕事関数と反射率の評価を行った。
【００６０】
具体的にはまず、無アルカリ硝子板（板厚：０．７ｍｍ）を基板として、その表面にパシベーション膜であるＳｉＮ膜（膜厚：３００ｎｍ）をプラズマＣＶＤ装置によって成膜した。その成膜条件は、基板温度：２８０℃、ガス比：ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝１２５／６／１８５、圧力：１３７Ｐａ、ＲＦパワー：１００Ｗである。
【００６１】
さらにその表面に、第１の薄膜として、表１の組成のＡｌ系膜（膜厚：約１００ｎｍ）をスパッタリング法で成膜した。その後、上記（Ａ）の方法で、第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）を続けてスパッタリング法で成膜した。前記第１の薄膜と第２の薄膜の成膜条件は、成膜ガスの種類を除き、いずれも、基板温度：２５℃、成膜時のガス圧（圧力）：２ｍＴｏｒｒ、（ＤＣ）パワー：２００Ｗとした。成膜ガスは、第１の薄膜ではＡｒを用い、第２の薄膜では、Ａｒと窒素ガス（窒素ガス流量比率は５％〜３０％）を用いた。第１の薄膜の形成には、表１に示す各Ａｌ合金組成と同組成のＡｌ合金スパッタリングターゲット（サイズが直径４インチのスパッタリングターゲット）を用いた。また第２の薄膜の形成には、前記第１の薄膜形成と同じスパッタリングターゲットを用いた。得られた第１の薄膜の組成（＝第２の薄膜の金属成分組成）と、第２の薄膜の窒素量は表１に示すとおりである。
【００６２】
また比較例として、Ａｌ−０．２原子％Ｎｄ膜、Ａｌ−０．６原子％Ｎｉ−０．５原子％Ｃｕ−０．３原子％Ｌａ膜、またはＡｌ−０．６原子％Ｎｄ膜（いずれも膜厚：約１００ｎｍ）を上記と同様にスパッタリング法で成膜し、かつ第２の薄膜は形成しない試料も用意した。
【００６３】
第１の薄膜の組成（＝第２の薄膜の金属成分組成）は、ＩＣＰ発光分析で同定した。また第２の薄膜の窒素量は、装置名が「ハイルーペ」（Ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ＥＥＬＳ／ＵＰＳ／Ｐｌａｓｍｏｎ ｌｏｓｓ／ＥＳＣＡ：ＨｉＲＵＰＥ）である装置を用いて、ＸＰＳ分析で同定した。ＸＰＳ分析は、窒素ガス流量比率１０％で成膜した試料と窒素ガス流量比率２０％で成膜した試料について実施した。その結果、第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）の窒素量は、それぞれ２５原子％、４０原子％であった。また、前記窒素ガス流量比率と第２の薄膜の窒素量との関係から、窒素ガス流量比率が１０％と２０％以外の場合の、第２の薄膜の窒素量を求めた。尚、第２の薄膜にはＡｌ合金と窒素以外に酸素を含みうるが、本発明ではこの酸素を考慮せずに、第２の薄膜を構成する窒素原子と金属原子の合計に占める窒素原子の割合を、第２の薄膜の窒素量とした。
【００６４】
上記のように作製した各試料（反射電極）について、（１）仕事関数、および（２）反射率を、以下の通り測定して評価した。その結果を表１に示す。
【００６５】
（１）仕事関数
第２の薄膜の表面（第２の薄膜の外気にさらされている面）の仕事関数は、理研計器製ＡＣ−２を用いて測定した。なお、仕事関数は、第２の薄膜の表面状態（大気中の有機物汚染など）に敏感であるため、上記ＡＣ−２で測定する直前にＵＶオゾン照射を行った。そして、下記の通り５．０ｅＶを基準とし、５．０ｅＶ以上の場合を〇（仕事関数が高い。正孔注入特性に優れている）と評価した。
○：５．０ｅＶ以上
×：５．０ｅＶ未満
【００６６】
（２）反射率
反射率は、日本分光株式会社製の可視・紫外分光光度計「Ｖ−５７０」を用い、測定波長：８５０〜２５０ｎｍの範囲における分光反射率を測定した。具体的には、基準ミラーの反射光強度に対して、試料の反射光強度を測定した値を「反射率」とした。
そして本実施例では、λ＝４５０ｎｍにおける反射率を基準として以下のように評価し、○または△を合格と判定した。
○：８７％以上
△：８５％以上８７％未満
×：８５％未満
【００６７】
【表１】
2014053191.tif 000003
【００６８】
表１より次の様に考察することができる。Ｎｏ．１、９および１７は、本発明の第１の薄膜に該当するＡｌ合金膜のみで、第２の薄膜（窒素含有Ａｌ合金膜）を有していないため、仕事関数が小さくなった。
【００６９】
また、Ｎｏ．７、８、１４〜１６および２２の結果から、高い仕事関数を確保するには、第１の薄膜や第２の薄膜の合金組成によらず、第２の薄膜の窒素量を一定以上とするのがよいことがわかる。更に、Ｎｏ．５および２０の結果から、高い反射率を得るには、第２の薄膜の膜厚を１０ｎｍ以下とするのがよいことがわかる。
【００７０】
これらに対し、Ｎｏ．２〜４、６、１０〜１３、１８、１９および２１は、規定の第１の薄膜と第２の薄膜が形成されており、かつ第２の薄膜の窒素量と第２の薄膜の膜厚も好ましい範囲を満たしているため、十分高い仕事関数と反射率が得られた。
【００７１】
[実施例２]
本実施例では、実施例１と同様にして第１の薄膜まで形成した。次いで、第１の薄膜の表面（外気にさらされている面）に対し、窒素プラズマ処理を次に示す条件で行って第２の薄膜を形成した。窒素プラズマ処理は、スパッタ装置の逆スパッタ機能を用いて、第１の薄膜を成膜した直後に同じスパッタ装置で連続して実施した。処理条件は、基板温度：２５℃、ガス：Ｎ２ガス、圧力：２ｍＴｏｒｒ、表２に示すパワーと処理時間とした。
【００７２】
そして得られた試料を用い、実施例１と同様にして（１）仕事関数、および（２）反射率を測定して評価した。その結果を表２に示す。
【００７３】
尚、表２におけるＮｏ．４の第２の薄膜の膜厚を、理研計器製ＡＣ−２を用い検量線を作成して算出したところ、最も薄いところで０．８ｎｍとなった。他の試料の第２の薄膜の厚さも０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内にあった。また、本実施例のいずれの例も、第２の薄膜の窒素量は３０〜５０原子％の範囲であった。
【００７４】
【表２】
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【００７５】
表２より次のように考察することができる。Ｎｏ．１は、本発明の第１の薄膜に該当するＡｌ合金膜のみで、第２の薄膜（窒素含有Ａｌ合金膜）を有していないため、仕事関数が小さくなった。これに対しＮｏ．２〜８は、窒素プラズマ処理を行って第２の薄膜を形成したものであるが、いずれも所望の仕事関数と反射率が得られた。
【符号の説明】
【００７６】
１  基板
２  ＴＦＴ
３  パシベーション膜
４  平坦化層
５  コンタクトホール
６  第１の薄膜（Ａｌ系膜）
７  第２の薄膜（窒素含有Ａｌ系膜）
８  有機層（有機発光層）
９  カソード電極
【図１】
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