(57)【要約】【課題】マグネトロンスパッタリング法により成膜を行った場合に荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージを小さくする。【解決手段】本発明の成膜方法は、スパッタリングターゲット１６と基板１７との間に、前記スパッタリングターゲット１６が含んでいる元素からなる主面を備えると共に前記主面で開口した貫通孔が設けられた第１トラップ１５ｂを、前記主面が前記スパッタリングターゲット１６を向くように設置し、この状態でマグネトロンスパッタリング法により前記スパッタリングターゲット１６が含んでいる材料を前記基板１７上に堆積させることを特徴とする。【選択図】      図１
2008196023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲットと基板との間に、前記スパッタリングターゲットが含んでいる元素からなる主面を備えると共に前記主面で開口した貫通孔が設けられた第１トラップを、前記主面が前記スパッタリングターゲットを向くように設置し、この状態でマグネトロンスパッタリング法により前記スパッタリングターゲットが含んでいる材料を前記基板上に堆積させることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記主面を前記基板と比較してより低い電位に設定して、前記材料を前記基板上に堆積させることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記スパッタリングターゲットと前記第１トラップとの間に、放射状に配置された複数のマグネットを含んだ第２トラップを設置して、前記材料を前記基板上に堆積させることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
基材と、その上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを含んだ有機電界発光素子とを具備した有機電界発光装置の製造方法であって、前記第１及び第２電極の少なくとも一方を請求項１乃至３の何れか１項に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製造方法。
【請求項５】
前記有機電界発光装置は上面発光型であり、前記第２電極を前記成膜方法により形成することを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記有機発光層の材料を溶媒に溶解又は分散させてなるインキを用いてレリーフ印刷法により前記第１電極上に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４又は５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記基材と、一主面上にＣａＯ層が形成された基材とを、前記有機電界発光素子と前記ＣａＯ層とが向き合うように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４乃至６の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
スパッタリングターゲットを支持するバッキングプレートと、
前記バッキングプレートを挟んで前記スパッタリングターゲットと向き合って設置され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と向き合うように基板を支持する基板ホルダと、
前記スパッタリングターゲットが含んでいる元素からなる主面を備えると共に前記主面で開口した貫通孔が設けられた第１トラップを、前記第１トラップが前記スパッタリングターゲットと前記基板との間に位置し且つ前記主面が前記スパッタリングターゲットを向くように支持するトラップホルダとを具備したことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンスパッタリング法を用いた成膜技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンスパッタリング法には、比較的低温での成膜が可能である、消費電力当りのスパッタリング効率が高いなどの利点がある。そのため、マグネトロンスパッタリング法は、様々な物品の製造に利用されている。例えば、特許文献１に記載されているように、マグネトロンスパッタリング法により有機電界発光素子の電極を形成することがある。
【０００３】
しかしながら、例えば、マグネトロンスパッタリング法により成膜を行った場合、ターゲット粒子だけでなく、反跳イオン及びγ電子も基板の被堆積面に衝突する。反跳イオン及びγ電子は高エネルギー粒子であるため、これら荷電粒子の衝突に起因して被堆積面がダメージを受ける可能性がある。
【特許文献１】特開平１１−１２６６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、マグネトロンスパッタリング法により成膜を行った場合に荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージを小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１側面によると、スパッタリングターゲットと基板との間に、前記スパッタリングターゲットが含んでいる元素からなる主面を備えると共に前記主面で開口した貫通孔が設けられた第１トラップを、前記主面が前記スパッタリングターゲットを向くように設置し、この状態でマグネトロンスパッタリング法により前記スパッタリングターゲットが含んでいる材料を前記基板上に堆積させることを特徴とする成膜方法が提供される。
【０００６】
本発明の第２側面によると、基材と、その上に順次形成された第１電極と有機発光層と第２電極とを含んだ有機電界発光素子とを具備した有機電界発光装置の製造方法であって、前記第１及び第２電極の少なくとも一方を第１側面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製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の第３側面によると、スパッタリングターゲットを支持するバッキングプレートと、前記バッキングプレートを挟んで前記スパッタリングターゲットと向き合って設置され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と向き合うように基板を支持する基板ホルダと、前記スパッタリングターゲットが含んでいる元素からなる主面を備えると共に前記主面で開口した貫通孔が設けられた第１トラップを、前記第１トラップが前記スパッタリングターゲットと前記基板との間に位置し且つ前記主面が前記スパッタリングターゲットを向くように支持するトラップホルダとを具備したことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、マグネトロンスパッタリング法により成膜を行った場合に荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又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。
【００１０】
図１は、本発明の一態様に係るマグネトロンスパッタリング装置を概略的に示す図である。図２は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な基板ホルダの一例を概略的に示す断面図である。図３は、図２の基板ホルダで冷却素子として使用可能なペルチェ素子の一例を概略的に示す断面図である。図４は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なマグネットプレートの一例を概略的に示す平面図である。図５は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な磁場トラップの一例を概略的に示す平面図である。図６は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な電場トラップの一例を概略的に示す平面図である。なお、図１において、参照符号Ｐはプラズマ雲を示している。
【００１１】
図１に示すマグネトロンスパッタリング装置は、真空チャンバ１１を含んでいる。真空チャンバ１１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１１内を真空に排気する。
【００１２】
真空チャンバ１１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、真空チャンバ内に、プラズマイオン源としてアルゴンなどの希ガス又は不活性ガスを供給する。
【００１３】
真空チャンバ１１内には、バッキングプレート１２と基板ホルダ１３とマグネットプレート１４と磁場トラップ１５ａと電場トラップ１５ｂとが配置されている。
【００１４】
バッキングプレート１２は、スパッタリングターゲット１６を支持している。スパッタリングターゲット１６は、典型的には円盤形状を有している。スパッタリングターゲット１６は、例えば、バッキングプレート１２に接着される。
【００１５】
基板ホルダ１３は、基板１７とマスク１８とを着脱可能に支持している。基板１７は、例えばガラス板などの板状体であり、スパッタリングターゲット１６と向き合っている。マスク１８は、基板１７のスパッタリングターゲット１６と向き合った面を覆っている。基板１７が絶縁体からなる場合、マスク１８としては金属マスクなどの導電性を有するものを使用し、これをアノードとして利用する。
【００１６】
図２に示す例では、基板ホルダ１３は、ホルダ本体１３１とマスクフレーム１３２と冷却素子１３３とを含んでいる。ホルダ本体１３１とマスクフレーム１３２とは、基板１７及びマスク１８を挟持している。典型的には、ホルダ本体１３１及びマスクフレーム１３２は、金属からなる。例えば、ホルダ本体１３１及びマスクフレーム１３２の一方に強磁性体を使用し且つ他方に強磁性体又は常磁性体を使用した場合には、磁気引力を利用して基板１７及びマスク１８をホルダ１３に支持させることができる。
【００１７】
冷却素子１３３は、ホルダ本体１３１上に配置されている。冷却素子１３３は、ホルダ１３１を介して基板１７を冷却する。冷却素子１３３にペルチェ素子を使用した場合、装置を大幅に改造することなしに、基板１７を冷却することができる。
【００１８】
図３に示すペルチェ素子１３３は、互いに向き合うように配置された一対のセラミック基板１３３１を含んでいる。これらセラミック基板１３３１の各対向面上では、金属電極１３３４が配列している。一方のセラミック基板１３３１に支持された各金属電極の両端部は、それぞれ、他方のセラミック基板１３３１に支持され且つ隣り合っている２つの金属電極の近接した端部と向き合っている。向き合った一対の端部は、Ｐ型半導体部１３３２又はＮ型半導体部１３３３を挟持している。Ｐ型半導体部１３３２及びＮ型半導体部１３３３は、金属電極１３３４の配列方向に沿って交互に配列している。
【００１９】
このペルチェ素子１３３の端子１３３５ａ及び１３３５ｂをそれぞれ直流電源の陽極及び陰極に接続すると、一方のセラミック基板１３３１では吸熱が生じ、他方のセラミック基板１３３２では発熱を生じる。したがって、吸熱を生じるセラミック基板１３３１を図２のホルダ本体１３１に接触させれば、基板１７を冷却することができる。
【００２０】
マグネットプレート１４は、図１に示すように、バッキングプレート１２を間に挟んでスパッタリングターゲット１６と向き合っている。マグネットプレート１４は、図１及び図４に示すように、複数の貫通孔又は凹部が設けられた支持板１４１と、これら貫通孔又は凹部に嵌め込まれたピン形状のマグネット１４２とを含んでいる。これらマグネット１４２は、カソードマグネットを構成している。カソードマグネットは、ピン形状のマグネット１４２で構成する代わりに、リング形状のマグネットを入れ子状に組み合わせて構成してもよい。
【００２１】
マグネットプレート１４は、その法線の周りで、スパッタリングターゲット１６に対して相対的に回転可能である。典型的には、この回転の回転軸は、図１に示すスパッタリングターゲット１６の略中心を通る。カソードマグネット１４１の中心は、先の回転軸から離間している。
【００２２】
マグネットプレート１４は、図１に示すように、バッキングプレート１２から僅かな間隙を隔てて離間している。マグネットプレート１４とバッキングプレート１２との間には、冷却液を流すことができる。
【００２３】
磁場トラップ１５ａは、スパッタリングターゲット１６とマスク１８との間に介在している。トラップ１５ａは、図１及び図５に示すように、枠体１５１と、これに支持された複数のマグネット１５２とを含んでいる。
【００２４】
枠体１５１は、典型的には金属からなる。例えば、枠体１５１は、略円形の貫通孔が設けられた金属板である。マグネット１５２は、各々の一方の磁極が枠体１５１に設けた貫通孔の中心を向くように、及び、先の中心を向いた磁極が同極性となるように放射状に配列している。
【００２５】
枠体１５１は、例えば、外径が５００ｍｍ乃至８００ｍｍであり、内径が４５０ｍｍ乃至７５０ｍｍであり、厚さが１ｍｍ乃至２ｍｍのリング形状を有している。各マグネット１５２は、例えば、直径が５ｍｍ乃至１０ｍｍであり、高さが２０ｍｍ乃至３０ｍｍの円柱形状を有している２０本乃至３０本のマグネットピンを、マグネット１５２の一端側で磁極が同極性となるように１つに束ねてなる。磁場トラップ１５ａが形成する磁場の強度は、例えば、１００Ｇｓ乃至２００Ｇｓである。
【００２６】
枠体１５１の材料として、例えば、４２Ａｌｌｏｙ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４、インバー、コバール、及びスーパーアンバーなどの低熱膨張率材料を使用してもよい。枠体１５１の材料として低熱膨張率材料を使用すると、これに付着したターゲット材料が枠体１５１の熱膨張及び熱収縮に伴って枠体１５１から脱落するのを抑制できる。
【００２７】
トラップ１５ａは、省略することができる。但し、マグネット１５２が形成する磁界は、荷電粒子の進行方向を曲げる。したがって、トラップ１５ａを設置すると、荷電粒子が基板１７に与えるダメージを低減することができる。
【００２８】
磁場トラップ１５ａは、典型的には直流電源端子に接続する。例えば、磁場トラップ１５ａは接地する。こうすると、磁場トラップ１５ａの帯電に伴って、スパッタリングターゲット１６と基板１７との間の電場が変化するのを防止でき、それゆえ、成膜条件が変化するのを防止できる。
【００２９】
電場トラップ１５ｂは、磁場トラップ１５ａとマスク１８との間に介在している。トラップ１５ｂの一方の主面は、スパッタリングターゲット１６が含んでいる元素からなる。トラップ１５ｂは、この主面がスパッタリングターゲット１６を向くように設置されている。トラップ１５ｂには、図６に示すように、先の主面で開口した貫通孔が設けられている。
【００３０】
電場トラップは、例えば、一辺が７０ｍｍ乃至１００ｍｍであり、厚さが５ｍｍ乃至１０ｍｍの直角四辺形状を有している。トラップ１５ｂは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【００３１】
電場トラップ１５ｂは、典型的には直流電源端子に接続する。これにより、トラップ１５ｂの近傍に電場を形成し、荷電粒子を電場トラップ１５ｂに引き寄せる。
【００３２】
このマグネトロンスパッタリング装置は、図示しない駆動機構及びコントローラをさらに含んでいる。駆動機構は、成膜時に、マグネットプレート１４を、スパッタリングターゲット１６に対して相対的に回転させる。コントローラは、成膜時に、スパッタリングターゲット１６とマスク１８との間に印加する直流電圧の大きさ等を制御する。
【００３３】
なお、スパッタリングターゲット１６には、バッキングプレート１２を介して電圧を印加してもよい。また、マスク１８に電圧を印加する代わりにホルダ１３に電圧を印加してもよく、基板１７が導電体層を含んでいる場合には、マスク１８に電圧を印加する代わりに基板１７の導電体層に電圧を印加してもよい。
【００３４】
ここで、プラズマについて説明する。  
気体を構成している原子又は分子は、原子核の周りに電子が拘束されている準中性状態にある。気体原子又は分子に放電などによりエネルギーを与えると、電子は原子核の引力を振り切って自由になり、正イオンと電子とを生じる。プラズマは、これら荷電粒子が存在している状態であって、固体、液体、気体に並ぶ物質の第４状態といわれている。
【００３５】
なお、プラズマ中の荷電粒子は、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、粘性力などの存在下で加速を受ける。また、プラズマは準中性条件を満たしているため、正イオンの価数が一価である場合には、電子及び正イオンは数密度が等しい。したがって、プラズマ密度を求めるには、電子及び正イオンの一方の密度を調べればよい。
【００３６】
物質の第四状態であるプラズマは、物理的及び化学的に特異な性質を持っている。第１には、プラズマは高温であるので、粒子の運動エネルギーが大きい。第２には、プラズマは、電荷を持つ粒子の集団であるので、導電性があり、金属のように振舞う。第３には、プラズマは、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合してチャンバ内で放電を生じさせ、チャンバの壁温を適度に設定すると、壁面にダイヤモンドが析出する。第４には、プラズマは、光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。
【００３７】
次に、スパッタリング法による成膜の原理等について説明する。  
スパッタリングは、高速粒子をターゲットに衝突させることにより生じる現象である。この現象が放電管において発見されたという歴史的背景と簡便性などの観点とから、高速粒子としては、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最も簡便なスパッタリング法である。
【００３８】
直流グロー放電は、１０乃至１０×１０-2Ｔｏｒｒ程度の低圧力気体中に２枚の電極を向き合うように配置し、それらの間に数１００Ｖ以上の高電圧を印加したときに生ずる冷陰極放電であって、その電流密度は例えば１乃至１０×１０2Ａ／ｍ2の範囲内にある。この直流グロー放電について、以下に説明する。
【００３９】
気体中には、宇宙線などにより発生した正イオンや電子が存在している。これらの荷電粒子は、電場によって加速されて電極に衝突する。電極間電圧が高ければ、正イオンが陰極に衝突することにより、陰極は二次電子を放出する。この二次電子は、電場によって加速され、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且つ気体分子の密度が十分に高ければ、気体分子は二次電子との衝突によりイオン化し、このイオン化に伴って生じた電子は別の気体分子をイオン化させる。すなわち、電子なだれを生じる。なお、正イオンと電子とは放電空間や電極において再結合するので、電子及びイオンの密度は、定常状態に達する。このように、グロー放電は、二次電子の冷陰極放出を基本としており、熱電子放出を基本とするアーク放電とは区別される。
【００４０】
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。電圧降下の大部分は、この層において生ずる。この正の空間電荷層と陽極との間には、負の空間電荷層が介在している。正イオンの各々は、陰極に向かって加速され、陰極に定常的に衝突している。この衝突により、陰極は、二次電子を放出するのに加え、二次イオンや中性粒子などの陰極材料，すなわち、ターゲット材料，を放出する。これが直流二極スパッタリングである。陰極から飛び出した中性粒子は、基板上に堆積して薄膜を形成する。なお、二次イオンの量は、中性粒子の１０×１０-2倍程度である。したがって、薄膜形成のみを考慮する場合、通常、二次イオンの寄与は無視される。
【００４１】
直流二極スパッタリング法による成膜法の確立は、薄膜の応用範囲を広げ、新材料開発に拍車をかけた。マグネトロンスパッタリング法は、さらなる改善を図ったスパッタリング法である。
【００４２】
マグネトロンスパッタリング装置では、直流二極スパッタリング装置や高周波二極スパッタリング装置などと同様に電極を配置している。但し、マグネトロンスパッタリング装置では、陰極の裏面側に複数のマグネットを配置して、陰極の表面近傍に、少なくとも一部が陰極の主面と平行な閉じた磁力線を形成している。これらマグネットが形成する磁場は、陰極上でトロイダル型のトンネルをつくる。放電プラズマは、このトンネル近傍に拘束される。磁束密度は、２００乃至５００Ｇｓ程度とすることが多い。また、マグネットの材料としては、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。
【００４３】
マグネトロンスパッタリング法によると、例えば、スパッタガスとしてアルゴンを使用し、圧力を約５ｍＴｏｒｒとし、加速電圧を約６００Ｖとした場合に、２０ｍＡ／ｃｍ2程度の高電流密度の放電が得られる。このとき、陰極上には、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（≒１０×１０18ｍ-3）が生成される。このドーナツの最大半径Ｒ（≒４ｃｍ）は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とによって、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、磁場は作用しないと考えてよい。
【００４４】
このように低い圧力でも高密度のプラズマが生成されるのは、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）に起因している。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、陰極近傍で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。
【００４５】
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とする方式の他に、リング状の陽極を陰極と同じ平面上に設置する方式もよく用いられている。この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、陰極材料を高速でスパッタする。低圧力なのでスパッタされた粒子の平均自由行程が長く、陰極に対向して設置された基板上にスパッタ粒子を堆積させて、薄膜を形成することができる。
【００４６】
以上のような理由で、マグネトロン方式の放電は、スパッタリングによる種々の薄膜の形成に広く用いられている。例えば、マグネトロン方式の放電は、アルミニウム、タングステン、チタンなどの金属膜、酸化膜、窒化膜の形成に広く利用されている。
【００４７】
さて、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置は、磁場トラップ１５ａ及び電場トラップ１５ｂを含んでいる。以下に説明するように、トラップ１５ａ及び１５ｂは、荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージを小さくする。
【００４８】
上記の通り、磁場トラップ１５ａは、複数のマグネット１５２を含んでいる。これらマグネット１５２は、中心を向いた磁極が同極性となるように放射状に配列している。トラップ１５ａが形成する磁場は、反跳イオン及びγ電子などの荷電粒子の進行方向を曲げる。トラップ１５ａは、省略することができる。但し、マグネット１５２が形成する磁界は、荷電粒子の進行方向を曲げる。したがって、トラップ１５ａを設置すると、荷電粒子が基板１７に与えるダメージを低減することができる。
【００４９】
電場トラップ１５ｂは、磁場トラップ１５ａとマスク１８との間に介在している。電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６と向き合った主面は、例えば、基板１７と比較してより低い電位に設定する。この場合、典型的には、電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６と向き合った主面は、磁場トラップ１５ａと比較してより低い電位に設定する。これにより、スパッタリングターゲット１６と電場トラップ１５ｂとの間に電場を形成する。この電場は、反跳イオンなどの荷電粒子を電場トラップ１５ｂに引き寄せる。したがって、トラップ１５ｂを設置すると、荷電粒子が基板１７に与えるダメージを低減することができる。
【００５０】
また、上記の通り、電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６との対向面は、スパッタリングターゲット１６が含んでいる元素からなる。例えば、スパッタリングターゲット１６が元素Ａ乃至Ｃからなる場合、電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６との対向面は、元素Ａ乃至Ｃからなるか、元素Ａ及びＢからなるか、元素Ｂ及びＣからなるか、元素Ｃ及びＡからなるか、元素Ａからなるか、元素Ｂからなるか、又は元素Ｃからなる。
【００５１】
荷電粒子が電場トラップ１５ｂに衝突すると、電場トラップ１５ｂは、これを構成している元素を放出する。それゆえ、スパッタリングターゲット１６が含んでいない元素を電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６との対向面が含んでいる場合、この元素は、基板１７上に形成する膜中に不純物として含まれる可能性がある。
【００５２】
電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６との対向面をスパッタリングターゲット１６が含んでいる元素で構成した場合、荷電粒子の衝突により電場トラップ１５ｂが放出する元素は、基板１７上に形成する膜が含んでいる元素又はその一部と同一である。それゆえ、電場トラップ１５ｂのスパッタリングターゲット１６との対向面をスパッタリングターゲット１６が含んでいる元素で構成すると、基板１７上に形成する膜中に不所望な元素が含まれるのを防止できる。
【００５３】
このように、電場トラップ１５ｂは、スパッタリングターゲット１６が含んでいる元素又はその一部と同一の元素を放出する。電場トラップ１５ｂが放出した元素は、マグネトロンスパッタリング装置の構成部品上に薄膜を形成することがある。それゆえ、この薄膜が導電性である場合、先の構成部品と電場トラップ１５ｂとが短絡するおそれがある。そのような短絡を生じると、電場トラップ１５ｂの電位を所望値に設定することが難しくなる可能性がある。
【００５４】
図７は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なトラップホルダの一例を概略的に示す断面図である。  
このトラップホルダ１９は、スペーサ１９１と碍子１９２とシールド１９３とを含んでいる。
【００５５】
スペーサ１９１は、筒形状を有している。スペーサ１９１は、例えば金属材料からなる。スペーサ１９１は、例えば、バッキングプレート１２又は磁場トラップ１５ａの周縁部上に載置される。
【００５６】
碍子１９２は、スペーサ１９１の上側端面に取り付けられている。図７には、碍子１９２を１つのみ描いているが、通常は、複数の碍子１９２をスペーサ１９１の上側端面に配置する。
【００５７】
シールド１９３は、箱形状を有している。各碍子１９２には、シールド１９３が被せられている。電場トラップ１５ｂは、シールド１９３及び碍子１９２を介してスペーサ１９１に支持されている。
【００５８】
図７に示す構造を採用した場合、シールド１９３は、電場トラップ１５ｂが放出した元素が碍子１９２の側面上部に堆積するのを防止する。そのため、碍子１９２の側面上部に薄膜が形成されることはない。それゆえ、電場トラップ１５ｂとスペーサ１９１とが碍子１９２上に形成された薄膜を介して短絡することはない。したがって、この構造を採用すると、電場トラップ１５ｂの電位を所望値に設定することが容易である。
【００５９】
トラップホルダ１９には、他の構造を採用してもよい。  
図８は、図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なトラップホルダの他の例を概略的に示す断面図である。  
このトラップホルダ１９は、例えばクランプであり、電場トラップ１５ｂを上下から挟んで支持している。トラップホルダ１９の表面のうち、電場トラップ１５ｂとの接触面と下面とそれらを接続している端面とは絶縁体からなる。
【００６０】
このトラップホルダ１９を使用した場合、電場トラップ１５ｂが放出した元素は、トラップホルダ１９の下面には堆積しない。それゆえ、トラップホルダ１９を取り付けた構成部品と電場トラップ１５ｂとが、トラップホルダ１９上に形成された薄膜を介して短絡することはない。したがって、この構造を採用した場合も、電場トラップ１５ｂの電位を所望値に設定することが容易である。
【００６１】
このマグネトロンスパッタリング装置からは、磁場トラップ１５ａを省略してもよい。但し、磁場トラップ１５ａを使用すると、荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージを小さくするために、磁場と電場との双方を利用することができる。それゆえ、磁場トラップ１５ａを省略した場合と比較して、荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージをより小さくすることができる。
【００６２】
磁場トラップ１５ａを使用する場合、電場トラップ１５ｂは、スパッタリングターゲット１６と磁場トラップ１５ａとの間に設置することができる。但し、電場トラップ１５ｂをスパッタリングターゲット１６と磁場トラップ１５ａとの間に設置すると、電場トラップ１５ｂを磁場トラップ１５ａと基板１７との間に設置した場合と比較して、より多くの荷電粒子が電場トラップ１５ｂに衝突することとなる。すなわち、前者の場合、後者の場合と比較して、電場トラップ１５ｂはより多くの粒子を放出する。したがって、磁場トラップ１５ａを使用する場合、電場トラップ１５ｂは磁場トラップ１５ａと基板１７との間に設置することが有利である。
【００６３】
電場トラップ１５ｂに設ける貫通孔の径は、例えば、磁場トラップ１５ａの枠体１５１に設ける貫通孔の径と等しくするか、又は、それよりも小さくする。こうすると、電場トラップ１５ｂに設ける貫通孔の径を磁場トラップ１５ａの枠体１５１に設ける貫通孔の径よりも大きくした場合と比較して、荷電粒子の衝突に起因して被堆積面が受けるダメージをより小さくすることができる。
【００６４】
電場トラップ１５ｂとスパッタリングターゲット１６との間に磁場トラップ１５ａを設置する場合、磁場トラップ１５ａに以下の構成を採用してもよい。  
図９は、図５に示す磁場トラップに採用可能な構造の一例を概略的に示す斜視図である。
【００６５】
図９に示すマグネット１５２は、非磁性ホルダ１５２１とマグネットピン１５２２とを含んでいる。
【００６６】
非磁性ホルダ１５２１には、１つ以上の凹部又は貫通孔が設けられている。非磁性ホルダ１５２１は、例えば、アルミニウムなどの非磁性体からなる。
【００６７】
マグネットピン１５２２は、非磁性ホルダ１５２１に設けられた挿入されている。非磁性ホルダ１５２１に複数のマグネットピン１５２２を支持させる場合、典型的には、これらマグネットピン１５２２は、非磁性ホルダ１５２１の一端側に位置した磁極が同極性となるように挿入する。
【００６８】
図１及び図５に示す磁場トラップ１５ａにおいて、強磁性体のみからなるマグネット１５２の代わりに図９に示すマグネット１５２を使用した場合、電場トラップ１５ｂが放出した元素がマグネット１５２上に堆積したとしても、マグネット１５２が形成する磁場は、この堆積物の影響を殆ど受けない。すなわち、成膜条件が変化するのを抑制することができる。
【００６９】
上述したマグネトロン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。このマグネトロン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。
【００７０】
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、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。
【００７１】
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インジウム錫酸化物（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）、及び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。
【００７２】
透明導電膜の材料としては、ＣｄＯ系材料及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、環境及び資源の観点から使用が制約されるものがある。
【００７３】
上記の通り、ＩＴＯの母結晶はＩｎ2Ｏ3である。酸化物換算で５乃至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（１０3Ｓ／ｃｍ）、吸収も少ない。
【００７４】
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。
【００７５】
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１０×１０-1Ｐａ以下）中でＩｎ2Ｏ3を蒸着又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易く、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、又は、酸素欠損が生じる条件の下で成膜することで発現する。
【００７６】
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。但し、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又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、錫原子又は原子集団（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易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の結晶化し易い特徴は、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。
【００７７】
透明導電膜の形成には、真空蒸着法、プラズマ又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−ゲル法及びスプレー法などの湿式法を利用することもある。
【００７８】
スパッタリング法は、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。スパッタリング法によると、安定した成膜速度及び膜組成を達成でき、大面積基板への均一な成膜が可能である。そして、透明導電膜の形成にスパッタリング法を利用すると、膜厚、導電性及び透明性の均一性に優れた透明導電膜を得ることができる。そのため、スパッタリング法は、量産化に適した方式として広く利用されている。
【００７９】
次に、スパッタリング法による有機物層上への透明導電膜の形成について、有機電界発光装置の製造を例に説明する。
【００８０】
有機電界発光装置の主要部である有機電界発光素子は、一対の電極と、それらの間に介在した有機発光層とを含んでいる。これら電極間に電流を流すことにより有機発光層が放出する光を有機電界発光素子の外部へと取り出すために、少なくとも一方の電極は光透過性である必要がある。光透過性の電極又はその一部としては、例えば、透明導電膜を使用する。
【００８１】
上面発光（トップエミッション）型の有機電界発光装置では、有機電界発光素子が含む一対の電極のうち、有機発光層を間に挟んで基材と向き合った電極，すなわち、上部電極，は、光透過性を有している。この上部電極としては、電子注入の観点から金属層を形成することが多いが、この金属層は、化学的安定性が低く、また、十分な光透過性を達成するために極薄に形成される。そのため、電極の低抵抗化及び金属層の保護の目的で、先の金属層をＩＴＯなどからなる透明導電膜で被覆することがある。また、上面発光型の有機電界発光装置では、ＩＴＯなどからなる透明導電膜を上部電極として使用すると共に、上部電極と有機発光層との間にバッファ層を介在させることがある。このバッファ層は、電子注入障壁を低減すると共に、透明導電膜を形成することに伴って有機発光層がダメージを受けるのを防止する役割を果たす。
【００８２】
上記の通り、透明導電膜は、スパッタリング法により形成することができる。しかしながら、スパッタリング法により基板上に透明導電膜を形成する場合、基板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、粒子が基板内に入り込んだり、基板を構成する原子が叩き出されたり、基板に欠陥が発生するといった問題が生じる。
【００８３】
そのため、スパッタリング法により有機物層上に透明導電膜を形成すると、反跳イオンやγ電子などの高エネルギー荷電粒子が有機物層に衝突し、これにより、有機物層中の分子が破壊される。その結果、有機電界発光素子の性能が不十分となる。例えば、発光効率の低下、駆動電圧の上昇、寿命特性の劣化などを生じる。
【００８４】
図１に示すマグネトロンスパッタリング装置では、図４に示す支持板１４１の貫通孔又は凹部に嵌め込むマグネット１４２の数及び又は向きを変更することにより、カソードマグネットが形成する磁場を調整することができる。したがって、例えば、カソードマグネット１４２がスパッタリングターゲット１６の近傍に形成するトロイダル型磁場の磁束密度を高め、より多くの荷電粒子，特には二次電子，をトロイダル型磁場中に閉じ込めることができ、それゆえ、荷電粒子の基板１７への衝突を抑制することができる。
【００８５】
また、このマグネトロンスパッタリング装置は、上記の通り、電場トラップ１５ｂを含んでいる。したがって、電場を利用して、電場トラップ１５ｂに荷電粒子を捕捉させることができる。したがって、この構成を採用すると、荷電粒子の基板１７への衝突をさらに抑制することができる。
【００８６】
さらに、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置は、上記の通り、磁場トラップ１５ａを含んでいる。トラップ１５ａのマグネット１５２が形成する磁場は、荷電粒子の進行方向を曲げる。それゆえ、このマグネトロンスパッタリング装置によると、トラップ１５ａを省略した場合と比較して、荷電粒子の基板１７への衝突を抑制することができる。
【００８７】
次に、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を製造に利用可能な有機電界発光装置について説明する。
【００８８】
図１０は、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を製造に利用可能な有機電界発光装置の一例を概略的に示す断面図である。
【００８９】
図１０に示す有機電界発光装置は、上面発光型のディスプレイである。このディスプレイは、基材２１と有機電界発光素子２２と隔壁絶縁層２３とバリア層２４と樹脂層２５と封止基材２６とを含んでいる。また、有機電界発光素子２２は、第１電極２２１と第２電極２２２と有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃと正孔輸送層２２４と電子注入層２２５とを含んでいる。
【００９０】
基材２１としては、例えば、ガラス基板やプラスチック製のフィルム又はシートを用いることができる。基材２１としてプラスチックフィルム又はシートを用いた場合には、巻き取り式で有機電界発光装置を製造することができ、安価に装置を提供できる。プラスチックフィルム又はシートの材料としては、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、ポリカーボネート等を用いることができる。プラスチックフィルム又はシートには、後述する有機電界発光素子２２を形成する面の裏面に、セラミック蒸着層や、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からなるガスバリア性フィルムを積層してもよい。また、このディスプレイにアクティブマトリクス駆動方式を採用する場合、基材２１としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを備えたアレイ基板を使用する。
【００９１】
基材２１上では、第１電極２２１が配列している。このディスプレイにパッシブマトリクス駆動方式を採用する場合には、第１電極２２１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、このディスプレイにアクティブマトリクス駆動方式を採用する場合には、第１電極２２１は、マトリクス状のパターンを形成するように配置する。
【００９２】
第１電極２２１は、例えば、反射電極である。また、第１電極２２１は、例えば、陽極である。第１電極２２１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。単層構造の第１電極としては、例えば、マグネシウム、アルミニウム及びクロム等からなる金属層を使用することができる。多層構造の第１電極２２１としては、例えば、ＩＴＯなどからなる透明導電膜と先の金属層との積層体を使用することができる。この場合、金属層は、透明導電膜と基材２１との間に位置させる。
【００９３】
基材２１上には、隔壁絶縁層２３がさらに形成されている。隔壁絶縁層２３には、第１電極２２１に対応して開口が設けられている。隔壁絶縁層２３は、第１電極２２１の縁部を被覆している。
【００９４】
隔壁絶縁層２３は、例えば、感光性材料からなる膜を形成し、この膜をパターン露光及び現像等に供することにより得られる。この感光性材料は、ポジ型及びネガ型の何れであってもよい。この感光性材料としては、例えば、ノボラック樹脂又はポリイミド樹脂を用いることができる。
【００９５】
第１電極２２１上には、正孔輸送層２２４が形成されている。正孔輸送層２２４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）とポリスチレンスルホン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いることができる。正孔輸送層２２４は、例えば、この材料を水に溶解させてなる塗工液を、基材２１上にスピンコート法等により塗布し、塗膜を乾燥させることにより得られる。
【００９６】
正孔輸送層２２４上には、有機発光層が形成されている。このディスプレイがフルカラー画像を表示可能である場合、発光色が互いに異なる有機発光層，例えば、赤色有機発光層２２３ａ、緑色有機発光層２２３ｂ及び青色有機発光層２２３ｃ，を配置する。有機発光層の材料としては、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。有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃの各々は、例えば、先の材料をトルエン等の芳香族系有機溶媒に溶解させてインキを調製し、このインキを印刷することにより得られる。なお、この印刷法については、後で説明する。
【００９７】
有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃの各々の上には、電子注入層２２５が形成されている。電子注入層２２５の材料としては、例えば、ＣａやＢａ等の低仕事関数材料である希土類元素を用いることができる。電子注入層２２５は、例えば、真空蒸着法により形成することができる。
【００９８】
電子注入層２２５及び隔壁絶縁層２３は、第２電極２２２で被覆されている。このディスプレイにパッシブマトリクス駆動方式を採用する場合には、第２電極２２２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、このディスプレイにアクティブマトリクス駆動方式を採用する場合には、第２電極２２２は連続膜とする。
【００９９】
第２電極２２２は、光透過性を有しており、透明導電膜を含んでいる。この透明電極は、例えば、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を用いて形成することができる。このマグネトロンスパッタリング装置を使用すると、上記の通り、有機物層へのダメージを抑制することができる。また、このマグネトロンスパッタリング装置を使用した場合、成膜中にマスク１８の温度が上昇するのを抑制することができる。したがって、マスク１８の熱膨張や熱変形を抑えることができ、透明導電膜を高い位置精度で形成することができる。
【０１００】
第２電極２２２は、バリア層２４で被覆されている。バリア層２４は、光透過性を有している。バリア層２４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２４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、又は、このガスと水素及び／又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。
【０１０１】
バリア層２４等を形成した基材２１は、樹脂層２５を介して封止基材２６と貼り合わされている。樹脂層２５及び封止基材２６は、光透過性を有している。
【０１０２】
樹脂層２５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。
【０１０３】
封止基材２６の材料としては、例えば、無アルカリガラス及びアルカリガラス等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２６は、ガラス又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。基材２１と封止基材２６とを、ＣａＯ層と有機電界発光素子２２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。
【０１０４】
基材２１と封止基材２６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２５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。
【０１０５】
このディスプレイでは、バリア層２２２と封止基板２６との間の空間は樹脂層２５で満たされている。そのため、キャップ構造の封止基板を用いて中空封止（又は缶封止）を行った場合とは異なり、バリア層２２２と封止基板２６との間の光路長の変化は生じ難い。したがって、高い光取り出し効率を達成することができる。
【０１０６】
図１１は、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を製造に利用可能な有機電界発光装置の他の例を概略的に示す断面図である。
【０１０７】
図１１に示す有機電界発光装置は、両面発光型のディスプレイである。このディスプレイは、第１電極２２１が光透過性を有していること以外は、図１０に示すディスプレイとほぼ同様の構造を有している。このディスプレイは、上面と下面との双方で画像を表示可能である。
【０１０８】
このディスプレイの製造では、第１電極２２１及び／又は第２電極２２２が含んでいる透明導電膜の形成に、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を使用することができる。
【０１０９】
以上、上面発光型ディスプレイが含む透明導電膜の形成に、図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を使用することについて説明したが、このマグネトロンスパッタリング装置は、他のオプトエレクトロニクスデバイスが含む透明導電膜の形成にも使用可能である。例えば、このマグネトロンスパッタリング装置は、下面発光（ボトムエミッション）型ディスプレイが含む透明導電膜の形成に使用してもよい。
【０１１０】
図１０及び図１１に示すディスプレイでは、第１電極２２１と第２電極２２２との間に、正孔輸送層と有機発光層と電子注入層とを介在させたが、正孔輸送層及び電子注入層の一方又は双方を省略してもよい。有機電界発光素子２２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。
【０１１１】
図１０及び図１１に示すディスプレイでは、基材２１及び封止基材２６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ディスプレイが得られる。
【０１１２】
図１０及び図１１に示すディスプレイには、パッシブマトリクス駆動方式及びアクティブマトリクス駆動方式の何れを採用してもよい。なお、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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
有機電界発光素子は電流で駆動するため、有機電界発光ディスプレイ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、コンパクトなディスプレイを実現可能である。アクティブマトリクス型有機電界発光ディスプレイの応用分野は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ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、液晶ディスプレイ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。
【０１１６】
次に、有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃの形成に利用可能な印刷法について説明する。
【０１１７】
有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃ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。
【０１１８】
図１２及び図１３は、レリーフ印刷法の一例を概略的に示す断面図である。  
レリーフ印刷法では、図１２に示すように、アニロックスロール４３を回転させて、その表面に、インキ溜め４２に収容されているインキ４１を付着させる。アニックスロール４３の表面に付着した過剰量のインキ４１をドクターブレード４４で掻き落とした後、アニックスロール４３の表面から版胴４５に巻き付けられた樹脂凸版４６上にインキ４１を供給する。その後、図１３に示すように、このインキ４１を、樹脂凸版４６から被転写基板４８上に転写する。
【０１１９】
このレリーフ印刷法では、アニロックスロール４３により、厚みのある高弾性の樹脂凸版４６に水性インキ又はＵＶインキ４１を付着させ、このインキ４１を樹脂凸版４６から被印刷体４８へと直接に転写する。そのため、このレリーフ印刷法によると、平滑性の低い面や、フィルム及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。さらにインキの塗布量が少ないことから、残留溶剤も少ない。
【実施例】
【０１２０】
以下に、本発明の例を記載する。  
（実施例）
本例では、以下の方法により、図１０に示す有機電界発光ディスプレイを製造した。但し、本例では、有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃの全てを、発光色が緑色の有機発光層とした。
【０１２１】
まず、スパッタリング法により、ガラス基板２１上にクロム層及びＩＴＯ層を順次形成した。次いで、フォトリソグラフィ技術を用いて、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２２１を得た。
【０１２２】
次に、フォトリソグラフィ技術を利用して、先のストライプパターンの開口に対応した位置にポリイミドからなる隔壁絶縁層２３を形成した。
【０１２３】
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２１の隔壁絶縁層２３側の主面にスピンコート法により塗布して、正孔輸送層２２４を得た。
【０１２４】
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２２４上にレリーフ印刷法により印刷して、有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃを得た。
【０１２５】
次に、マスクを用いた蒸着法により、有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃ上に、バリウムとアルミニウムとからなる電子注入層２２５をストライプ状に形成した。電子注入層２２５は、そのストライプパターンが陽極２２１のストライプパターンと直交するように形成した。
【０１２６】
次いで、図１に示すＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、以下の条件のもとで、電子注入層２２５及び隔壁絶縁層２３上にＩＴＯからなる厚さが１５０ｎｍの陰極２２２を形成した。
【０１２７】
すなわち、磁場トラップ１５ａとしては、枠体１５１がオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）からなるものを使用した。枠体１５１の外径は７００ｍｍであり、内径は６００ｍｍであった。電場トラップ１５ｂとしては、円形の貫通孔を設けた金属板上にＩＴＯ層を形成してなるものを使用した。電場トラップ１５ｂに設けた貫通孔の径は６００ｍｍであった。電場トラップ１５ｂは、そのＩＴＯ層が磁場トラップ１５ａを挟んでスパッタリングターゲット１６と向き合うように設置した。スパッタリングターゲット１６としては、直径が６００ｍｍの円盤形状を有しているものを使用した。
【０１２８】
真空チャンバ１１内の圧力を１．０Ｐａに保ちつつ、真空チャンバ１１内にアルゴンガスと酸素ガスとをそれぞれ１５０ｓｃｃｍ及び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１６と基板１７との距離は２００ｍｍとした。また、ペルチェ素子１３３でマスク１８を冷却することにより、マスク１８の温度を５０℃以下に維持した。
【０１２９】
次に、ＣＶＤ法により、隔壁絶縁層２３と有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃと陰極２２２との上に酸化珪素からなるバリア層２４を形成した。さらに、一方の主面にＣａＯ層が形成されたガラス基板２６を、ＣａＯ層が隔壁絶縁層２３などと向き合うように樹脂層２５を介して貼り合せた。以上のようにして、図１０に示す有機電界発光ディスプレイを完成した。
【０１３０】
次に、このディスプレイの特性を調べた。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。
【０１３１】
（比較例）
本例では、例１で説明したのとほぼ同様の方法により、図１３に示す有機電界発光ディスプレイを製造した。但し、本例では、例１と同様、有機発光層２２３ａ乃至２２３ｃ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、トラップ１５ａ及び１５ｂとペルチェ素子１３３とを省略した。
【０１３２】
次に、このディスプレイの特性を調べた。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。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の一態様に係るマグネトロンスパッタリング装置を概略的に示す図。
【図２】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な基板ホルダの一例を概略的に示す断面図。
【図３】図２の基板ホルダで冷却素子として使用可能なペルチェ素子の一例を概略的に示す断面図。
【図４】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なマグネットプレートの一例を概略的に示す平面図。
【図５】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な磁場トラップの一例を概略的に示す平面図。
【図６】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能な電場トラップの一例を概略的に示す平面図。
【図７】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なトラップホルダの一例を概略的に示す断面図。
【図８】図１のマグネトロンスパッタリング装置で使用可能なトラップホルダの他の例を概略的に示す断面図。
【図９】図５に示す磁場トラップに採用可能な構造の一例を概略的に示す斜視図。
【図１０】図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を製造に利用可能な有機電界発光装置の一例を概略的に示す断面図。
【図１１】図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を製造に利用可能な有機電界発光装置の他の例を概略的に示す断面図。
【図１２】レリーフ印刷法の一例を概略的に示す断面図。
【図１３】レリーフ印刷法の一例を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【０１３４】
１１…真空チャンバ、１２…バッキングプレート、１３…基板ホルダ、１４…マグネットプレート、１５ａ…磁場トラップ、１５ｂ…電場トラップ、１６…スパッタリングターゲット、１７…基板、１８…マスク、１９…トラップホルダ、２１…基材、２２…有機電界発光素子、２３…隔壁絶縁層、２４…バリア層、２５…樹脂層、２６…封止基材、４１…インキ、４２…インキ溜め、４３…アニロックスロール、４４…ドクターブレード、４５…版胴、４６…樹脂凸版、４８…被転写基板、１３１…ホルダ本体、１３２…マスクフレーム、１３３…冷却素子、１４１…支持板、１４２…マグネット、１５１…枠体、１５２…マグネット、１９１…スペーサ、１９２…碍子、１９３…シールド、２２１…第１電極、２２２…第２電極、２２３ａ…有機発光層、２２３ｂ…有機発光層、２２３ｃ…有機発光層、２２４…正孔輸送層、２２５…電子注入層、１３３１…セラミック基板、１３３２…Ｐ型半導体部、１３３３…Ｎ型半導体部、１３３４…金属電極、１３３５ａ…端子、１３３５ｂ…端子、１５２１…非磁性ホルダ、１５２２…マグネットピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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