(57)【要約】【課題】導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】ボトムエミッション型有機ＥＬ素子１は、板状の基板１０と、基板１０の上側表面に形成された反射型液晶用凹凸散乱膜２０（以下「光散乱膜」という）と、光散乱膜２０の上側表面に形成されたＩＴＯ膜３０と、ＩＴＯ膜３０の上側表面に形成された有機ＥＬ積層膜４０と、有機ＥＬ積層膜４０の上側表面に形成された金属膜から成る上部金属電極５０とを備える。ＩＴＯ膜３０、有機ＥＬ積層膜４０、及び上部金属電極５０は、夫々、光散乱膜２０の上側表面の凹凸形状に沿って凹凸形状を有するように積層されている。光散乱機能を有する光散乱膜２０は、膜成分Ｄから成る平坦な平坦層４０４と、膜成分Ｃから成る複数の凸状部４０５とから成る。この光散乱膜２０の上側表面にイオンプレーティング法を用いてＩＴＯ膜３０を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成されると共に凸状部を有する光散乱膜と、前記光散乱膜上に形成された導電膜と、前記導電膜上に形成されると共に発光体を有する有機ＥＬ発光膜と、前記発光膜上に形成された上部電極とを有する有機ＥＬ素子において、前記光散乱膜は主骨格が無機材料から成ることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記光散乱膜は、ゲル化した上層の第１の膜と、ゲル化した下層の第２の膜とから成ることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成ることを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
基板上に、凸状部を有する光散乱膜を形成する光散乱膜形成ステップと、前記光散乱膜上に導電膜を形成する導電膜形成ステップと、前記導電膜上に発光体を有する有機ＥＬ発光膜を形成する発光膜形成ステップと、前記発光膜上に上部電極を形成する上部電極形成ステップとを有する有機ＥＬ素子の製造方法において、前記光散乱膜は主骨格が無機材料から成ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記光散乱膜形成ステップは、２つの膜成分及び前記各膜成分の２つの貧溶媒から成るゾル状塗布液を前記基板上に塗布し、該塗布された塗布層から前記貧溶媒の一方を選択的に除去して複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜を形成し、前記塗布層から前記貧溶媒の他方を選択的に除去してゲル化した下層の第２の膜を形成することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成ることを特徴とする請求項６又は７記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成ることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成ることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子は、視野角、応答速度に優れ薄型軽量な自発光型の表示素子として注目されている。一般に、有機ＥＬ素子は、透明基板と、前面に蛍光を取り出すためのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜から成る導電膜と、背面側の金属電極と、前面側の透明電極と背面側の金属電極の間に配設された有機ＥＬ積層膜とを備える。さらに、有機ＥＬ積層膜は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から成る複数の薄膜を備える。有機ＥＬ素子は、透明基板上に導電膜、有機ＥＬ層及び金属電極を順次蒸着法又はスパッタ法で成膜・積層することによって作製される。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ積層膜で発光した光が透明基板と外気との界面で全反射されて表示面以外の面から外部へ逃げてしまうので、有機ＥＬ素子の光取出し効率が低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、透明基板上に光散乱膜としてのドット状の凹凸膜を形成し、このドット状の凹凸膜上にＩＴＯ膜から成る導電膜、有機ＥＬ積層膜、及び金属電極を順次積層した有機ＥＬ素子が提案されている。この有機ＥＬ素子によれば、ドット状の凹凸膜に入射した光が散乱することによって透明基板と外気との界面での全反射を免れることができ、もって有機ＥＬ積層膜で発光した光の取出し効率を高めることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４０５８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子は、光散乱膜が感光性樹脂から成るため、導電膜の成膜の加熱の際に透明基板温度が所定値以上に増大させることができないので、導電膜を低抵抗にすることができず、且つ光散乱膜との密着性が劣化するという問題点がある。また、蒸着法又はスパッタ法による導電膜の成膜の際に、導電膜に突起が発生することにより有機ＥＬ素子が点灯しない場合があるという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の有機ＥＬ素子は、基板と、前記基板上に形成されると共に凸状部を有する光散乱膜と、前記光散乱膜上に形成された導電膜と、前記導電膜上に形成されると共に発光体を有する有機ＥＬ発光膜と、前記発光膜上に形成された上部電極とを有する有機ＥＬ素子において、前記光散乱膜は主骨格が無機材料から成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の有機ＥＬ素子によれば、光散乱膜は主骨格が無機材料から成るので、導電膜の成膜の加熱の際に基板の温度を所定値以上に増大させることができ、もって導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２記載の有機ＥＬ素子は、請求項１記載の有機ＥＬ素子において、前記光散乱膜は、複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜と、ゲル化した下層の第２の膜とから成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の有機ＥＬ素子によれば、光散乱膜は、複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜と、ゲル化した下層の第２の膜とから成るので、複数の凸状部によって形成された表面の凹凸により有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上させることができる。
【００１２】
請求項３記載の有機ＥＬ素子は、請求項１又は２記載の有機ＥＬ素子において、前記第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の有機ＥＬ素子によれば、第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成るので、入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜の製造工程を容易にして製造コストを下げることができ、加えて、可視光域において光学的吸収の発生を防止することができるので、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状部を形成することができる。
【００１４】
請求項４記載の有機ＥＬ素子は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子において、前記第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の有機ＥＬ素子によれば、第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成るので、基板と複数の凸状部との接着性を向上させることができる。
【００１６】
請求項５記載の有機ＥＬ素子は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子において、前記導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成ることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の有機ＥＬ素子によれば、導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成るので、導電膜に突起が発生するのを防止することができ、もって有機ＥＬ素子の非点灯を防止することができる。
【００１８】
請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に、凸状部を有する光散乱膜を形成する光散乱膜形成ステップと、前記光散乱膜上に導電膜を形成する導電膜形成ステップと、前記導電膜上に発光体を有する有機ＥＬ発光膜を形成する発光膜形成ステップと、前記発光膜上に上部電極を形成する上部電極形成ステップとを有する有機ＥＬ素子の製造方法において、前記光散乱膜は主骨格が無機材料から成ることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、光散乱膜は主骨格が無機材料から成るので、導電膜の成膜の加熱の際に基板の温度を所定値以上に増大させることができ、もって導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる。
【００２０】
請求項７記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記光散乱膜形成ステップは、２つの膜成分及び前記各膜成分の２つの貧溶媒から成るゾル状塗布液を前記基板上に塗布し、該塗布された塗布層から前記貧溶媒の一方を選択的に除去して複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜を形成し、前記塗布層から前記貧溶媒の他方を選択的に除去してゲル化した下層の第２の膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、光散乱膜形成ステップは、２つの膜成分及び各膜成分の２つの貧溶媒から成るゾル状塗布液を基板上に塗布し、該塗布された塗布層から貧溶媒の一方を選択的に除去して複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜を形成し、塗布層から貧溶媒の他方を選択的に除去してゲル化した下層の第２の膜を形成するので、複数の凸状部によって形成された表面の凹凸により有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上させることができる。
【００２２】
請求項８記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、請求項６又は７記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成ることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成るので、入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜の製造工程を容易にして製造コストを下げることができることに加え、可視光域において光学的吸収を生ずることが無いため、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状部を形成することができる。
【００２４】
請求項９記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成ることを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成るので、基板と複数の凸状部との接着性を向上させることができる。
【００２６】
請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成ることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成るので、導電膜に突起が発生するのを防止することができ、もって有機ＥＬ素子の非点灯を防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子及びその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【００３０】
図１において、有機ＥＬ素子としてのボトムエミッション型有機ＥＬ素子１は、パッシブ構造をとり、大きさ７．０ｃｍ角、厚さ１．０ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製の基板１０と、基板１０の上側表面に形成された反射型液晶用凹凸散乱膜２０（以下「光散乱膜」という）と、光散乱膜２０の上側表面に形成されたＩＴＯ膜３０（導電膜）と、ＩＴＯ膜３０の上側表面に形成された有機ＥＬ積層膜４０（発光膜）と、有機ＥＬ積層膜４０の上側表面に形成された金属膜から成る上部金属電極５０（上部電極）とを備える。
【００３１】
光散乱膜２０は基板１０の上側表面に複数の凸状部を有しており、その表面粗さは、例えばＲｍａｘが１０μｍ以下、Ｒａが０．３２μｍである。ＩＴＯ膜３０、有機ＥＬ積層膜４０、及び上部金属電極５０は、夫々、光散乱膜２０の上側表面の凹凸形状に沿って凹凸形状を有するように積層されている。
【００３２】
有機ＥＬ積層膜３２は、導電膜３１側に配されたトリフェニルジアミンから成る高さ７０ｎｍの正孔輸送層と、この正孔輸送層の上面に形成されたキノリノールアルミ錯体から成る高さ７０ｎｍの発光層とから成る。さらには、上部金属電極３３と発光層との間に、さらにトリアゾールやオキサジアゾールから成る透明な電子輸送層が配されて構成されていてもよい。
【００３３】
図２は、図１の有機ＥＬ素子１の製造方法を示すフローチャートである。
【００３４】
図２において、まず、大きさ７．０ｃｍ角、厚さ１．０ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製の基板１０を作製し（ステップＳ２０１）、この基板１０の上側表面に後述する図３のゾルゲル法を用いた光散乱膜形成処理を実行して光散乱膜２０を形成する（ステップＳ２０２）。
【００３５】
ここで、一般に、ゾルゲル法とは金属の有機又は無機化合物溶液とし、溶液中で化合物の加水分解・縮重合反応を進ませてゾルをゲル化反応させてゲルとして固化し、ゲルの加熱によって酸化物固体を作製する方法である。
【００３６】
尚、ゲル化反応とは、１種類又は複数種類の金属化合物が脱水縮重合反応により、金属−酸素−金属からなるネットワークを形成してポリマー化することである。
【００３７】
次に、ステップＳ２０３では、後述する図５の薄膜形成装置を用いてイオンプレーティング法により光散乱膜２０の上側表面にＩＴＯ膜３０を形成する。
【００３８】
続くステップＳ２０４で、ＩＴＯ膜３０の上側表面に有機ＥＬ積層膜４０を形成する。有機ＥＬ積層膜４０は、ＩＴＯ膜３０側に配されたトリフェニルジアミンから成る厚さ７０ｎｍの正孔輸送層と、この正孔輸送層の上面の形成されたキノリノールアルミ錯体から成る厚さ７０ｎｍの発光層とから成る。さらには、発光層の上面にトリアゾールやオキサジアゾールから成る透明な電子輸送層が配されて構成されていてもよい。
【００３９】
さらに、ステップＳ２０５において、有機ＥＬ積層膜４０の上側表面に厚さ５００ｎｍの上部金属電極５０を形成する。これにより、基板１０、光散乱膜２０、ＩＴＯ膜３０、有機ＥＬ積層膜４０、及び上部金属電極５０の組み合わせは有機ＥＬ素子１となる。
【００４０】
図３は、図２のステップＳ２０２で実行されるゾルゲル法を用いた光散乱膜形成処理を示すフローチャートである。
【００４１】
図３において、まず、溶媒Ａ（溶媒）、溶媒Ｂ（他の溶媒）、膜成分Ｃ（膜成分）、及び膜成分Ｄ（他の溶媒）を混合したゾル状塗布液αを作製する（ステップＳ３０１）。
【００４２】
溶媒Ａは、溶媒Ｂ及び膜成分Ｃを均一に溶かす溶媒であり、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、アセチルアセトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等から成る単溶媒又は混合溶媒が用いられる。
【００４３】
溶媒Ｂは、溶媒Ａより沸点が高く蒸発速度が低い溶媒であり、膜成分Ｃの貧溶媒である。これにより、溶媒Ａが優先的に蒸発してゾル状塗布液α中の溶媒Ｂの濃度が相対的に高まり、互いに相溶しない溶媒Ｂと膜成分Ｃの相分離が促進される。具体的には、ＨＯ−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨで一般化される直鎖状で両端末に水酸基がついたグリコール、又はＨＯ−（ＣＨ２）ｎ（ＣＨＯＨ）ｍ−ＯＨで一般化される多価アルコール等からなる単溶媒又は混合溶媒が有効である。このとき、ｎが１０以上では融点が高くなり過ぎコーティング液とすることが困難であるので、ｎ＝２〜１０までのグリコールを使用するのが好ましい。また、同じグリコールであっても、１，２プロパンジオール（通称プロピレングリコール（ＨＯＣＨＯＨＣＨ３））や、２−メチル−２，４−ペンタンジオール（通称へキシレングリコール（ＣＨ３ＣＯＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３））等、表面張力が小さい溶媒（例えば３０ｄｙｎ／ｃｍ以下）を溶媒Ｂとして使用した場合は相分離が起こらないことが経験的に知られている。
【００４４】
尚、蒸発速度とは、２５℃において酢酸ｎ−ブチル（ＣＨ３ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３）の蒸発時間を１００として求められる比較蒸発速度であり、以下の式により求められる。
【００４５】
比較蒸発速度
＝（酢酸ｎ−ブチルの蒸発時間）／（求める溶剤の蒸発時間）×１００
膜成分Ｃは主骨格が無機材料で形成される化合物であり、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液である。これらの金属のアルコキシドは入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜の製造工程を容易にして製造コストを下げることができることに加え、可視光域において光学的吸収の発生を防止し、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状部を有する光散乱膜を形成することができる。
【００４６】
膜成分Ｄは、溶媒Ａ及び溶媒Ｂに相溶する無機系材料であり、本実施の形態においては、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混同し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物である。これらのチタン化合物によって基板と膜成分Ｃとの接着性を向上させることができる。
【００４７】
次いで、ステップＳ３０２において、ゾル状塗布液αをガラス基板１０に塗布し、ガラス基板１０上に塗布層４０１を形成した後（図４（ａ））、塗布層４０１が形成されたガラス基板１０を室温放置することにより、塗布層４０１から溶媒Ａを蒸発させて、塗布層４０１を溶媒Ｂが主として成る下側の下層４０２と、膜成分Ｃが主として成る上側の上層４０３とに相分離する（ステップＳ３０３、図４（ｂ））。この相分離の結果、下層４０２は膜成分Ｄがリッチとなるが、上層４０３に多少の膜成分Ｄが含まれていてもよい。
【００４８】
ステップＳ３０３における塗布層４０１の乾燥は、塗布層４０１に含まれている溶媒Ａが蒸発すればよく、塗布層４０１の乾燥は、室温放置によるものだけではなく、加圧乾燥や減圧乾燥等を用いて行われればよい。
【００４９】
塗布層４０１の相分離は、ゾル状塗布液αに含有される溶媒Ａが優先的に蒸発することにより促進される。また、この相分離は、上層４０３と下層４０２との極性（表面張力）及び比重の差を利用している。すなわち、本実施の形態のように、基板が表面エネルギーの大きいガラスから成る場合、膜成分Ｃから成る上層４０３より極性が大きい溶媒Ｂから成る下層４０２がガラス基板１０の表面を覆う方がその濡れ性からエネルギー的に有利であり、また、溶媒Ｂは膜成分Ｃより比重が大きいため、図４（ｂ）のように相分離が行われ、下層４０２が平坦になる。
【００５０】
膜成分Ｃは溶媒Ｂに対する濡れ性が悪いため、膜成分Ｃから成る上層４０３は、下層４０２の表面に分散する。この分散された上層４０３の形状は、各々凸状を呈する。尚、上層４０３は下層４０２の表面に分散するのでなく、上層４０３に下層４０２の表面が全て覆われるような凹凸形状であってもよい。
【００５１】
この凸状部の形状の制御は上層４０３の表面粗さ、すなわち上層４０３の表面の最大表面粗さ（Ｒｍａｘ）及び平均表面粗さ（Ｒａ）を制御することにより行われる。表面粗さの制御は、膜成分Ｃ及び溶媒Ｂの極性、ゾル状塗布液α中の膜成分Ｃの単位面積あたりの重量を調整することにより行われる。即ち、膜成分Ｃの極性が低く、溶媒Ｂの極性が高く、ゾル状塗布液α中の膜成分Ｃの単位面積当たりの重量が大きいほど、膜成分Ｃの濡れ性が悪くなるため表面粗さは大きくなる。
【００５２】
これらのパラメータの中で、ゾル状塗布液α中の膜成分Ｃの単位面積当たりの重量が表面粗さに最も強い影響を与えることが経験上知られている。
【００５３】
上層４０３の表面粗さは、ゾル状塗布液α中の膜成分Ｃの単位面積当たりの重量を０．１ｎｇ〜１０μｇより好ましくは１ｎｇ〜１μｇの範囲にすることにより、Ｒｍａｘを１０μｍ以下、Ｒａを３０〜１０００ｎｍの範囲に制御することが望ましい。上層４０３のＲａが３０ｎｍ未満では光散乱膜２０の光の散乱がほとんど起こらなくなり、またＲｍａｘが１０μｍを越え、Ｒａが１０００ｎｍを越えると、ガラス基板２００との密着性の低下や光散乱膜２０の黄変を生じる。
【００５４】
さらに、上層４０３の表面粗さは、Ｒｍａｘを３μｍ以下、Ｒａを４５〜３００ｎｍの範囲に制御することが好ましい。これにより、凸部の径が可視光波長以上となり、可視光の散乱を行うことができる。また、可視光の散乱を確実に行うためには、Ｒｍａｘを１．５μｍ以下、Ｒａを６０〜２００ｎｍの範囲に制御することがより好ましい。
【００５５】
続くステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で相分離された上層４０３及び下層４０２を加熱することにより、ガラス基板１０の上側表面に積層され、Ｒｍａｘが、例えば１〜１０μｍであり、膜成分Ｄから成る平坦な平坦層４０４と、平坦層４０４の上側表面に凸状に形成され、Ｒａが、例えば４５〜３００ｎｍであり、膜成分Ｃから成る複数の凸状部４０５とから成り、光散乱機能を有する光散乱膜２０を形成し（図４（ｃ））、本処理を終了する。
【００５６】
この加熱処理では、下層４０２において、溶媒Ｂを蒸発させて膜成分Ｄをゲル化させることにより、平坦層４０４（第２の膜）が形成され、次いで、上層４０３において、膜成分Ｃがゲル化することにより固化して、凸状部４０５（第１の膜）が形成される（図４（ｃ））。このとき、上層４０３に膜成分Ｄが含まれている場合は、膜成分Ｃ，Ｄの共重合化合物がゲル化することにより固化し、凸状部４０５が形成される。
【００５７】
この加熱処理では、溶媒Ｂ及び膜成分Ｄから成る下層４０２を蒸発させる一方、凸状の上層４０３は膜成分Ｃがゲル化することにより固化する。このため、上述した表面粗さの制御ではなく、膜成分Ｃのゲル化反応速度を制御することによっても、所望の凸状部４０５を形成することができる。このゲル化反応速度は、酸触媒の濃度や反応時間等により制御することができる。
【００５８】
このゲル化反応が進行すると、膜成分Ｃから成る光散乱膜２０の組織が緻密化して強固な相となる一方で膜成分Ｃの体積収縮が進行し、光散乱膜２０の内部に膜応力が発生する。この膜応力は、光散乱膜２０が凸状部４０５を形成することに起因するものであり、膜厚に比例して大きくなる。
【００５９】
上層４０３中に膜応力が発生すると、上層４０３中にクラックが発生し、ガラス基板１０との密着力が低下する等の問題が生じる。そのため、この膜応力を緩和する有機修飾された金属アルコキシドが膜成分Ｃとして好適に用いられる。
【００６０】
一般に、膜応力を有効に緩和する有機官能基としては、アリル基、アルキル基、ビニル基、グリシジル基、フェニル基、メタクリロキシ基、メルカプト基、若しくはアミノ基等が知られており、これらの有機官能基と金属とが直接結合した金属化合物としては、シラン化合物に類する金属化合物が数多く知られている。特に、シラン化合物に類する金属化合物は安価、且つ入手しやすいものが多いので、膜成分Ｃとして好適に用いてもよい。
【００６１】
また、膜成分Ｃは無機材料を主骨格とし、その側鎖には耐熱性に優れる有機官能基が有機修飾されたものが好ましい。耐熱性の乏しい有機官能基は熱分解より黄変したり脱離しやすいため、このような有機官能基で有機修飾された膜成分Ｃがゲル化したときにその内部にクラックが発生する可能性がある。
【００６２】
一般に、耐熱性が最も優れる有機官能基としては、アルキル基、フェニル基であるが（例えば、３００℃以上）、塗布する厚みによっては、その他の官能基、例えば、アリル基、ビニル基、グリシジル基、メタクリロキシ基、メルカプト基、若しくはアミノ基など、又はこれらを複数混合したもの好適に用いてもよい。
【００６３】
尚、ゲル化した膜成分Ｄを主成分とする平坦層４０４は、ゲル化した膜成分Ｃを主成分とする凸状部４０５と異なり凸状を呈しない。このため平坦層４０４内には大きな膜応力が発生しないので、クラックが発生しない。また、膜成分Ｃと膜成分Ｄとの相分離を確実に行うため、膜成分Ｄとしては、表面張力に最も影響する有機成分を含まないものが好ましい。従って、膜成分Ｃと違い、膜成分Ｄには有機修飾された化合物を用いる必要は必ずしもない。
【００６４】
図５は、図２のステップＳ２０３で用いられる薄膜形成装置の概略構成図である。
【００６５】
図５の薄膜形成装置において、真空容器５０８の一方の側壁には排気口５０９が、他方の側壁には筒状部５１０が設けられている。そして、該筒状部５１０には圧力勾配型のプラズマガン５１２が装着されると共に該筒状部５１０の周囲には収束コイル５１１が配設されている。
【００６６】
プラズマガン５１２は、環状永久磁石５１５が内蔵されて筒状部５１０に接続された第１の中間電極５１６と、電磁石コイル５１３が内蔵されて第１の中間電極５１６と並設された第２の中間電極５１４と、陰極５１７と、該陰極５１７と前記第１の中間電極５１６との間に介在された円筒状のガラス管５１８とを備えている。
【００６７】
電磁石コイル５１３は電源５１９により励磁され、収束コイル５１１は電源５２０により励磁される。尚、電源５１９及び電源５２０は、共に可変電源とされている。
【００６８】
第１及び第２の中間電極５１６，５１４は夫々垂下抵抗器５２１，５２２を介して可変電圧型の主電源５２３の一端（正側）に接続され、該主電源５２３の他端（負側）は陰極５１７に接続されている。また、主電源５２３にはスイッチ５２６を介して補助放電電源５２４及び垂下抵抗器５２５が並列接続されている。
【００６９】
また、ガラス管５１８の内部には陰極５１７に固着されたＭｏ（モリブデン）からなる円筒部材５２７と、Ｔａ（タンタル）からなるパイプ５２８と、該パイプ５２８の先方であって前記円筒部材５２７に固着されたＬａＢ６からなる円盤状部材５２９とが設けられ、放電ガス（例えば、所定量の酸素を含有したアルゴンガス）が矢印Ｂ方向からパイプ５２８を介しプラズマガン５１２の内部に供給される。
【００７０】
真空容器８の底部には、タブレット（被蒸発物質）としてのＩＴＯ焼結体５３０を収容する主ハース５３１が配設され、また主ハース５３１には補助ハース５３２が周設されている。主ハース５３１は熱伝導率の良好な導電性材料、例えば、銅で形成されると共にプラズマガン５１２からのプラズマビームが入射する凹部を有し、さらに主電源５２３の正側に接続されて陽極を形成し、プラズマビームを吸引する。
【００７１】
補助ハース５３２も主ハース５３１と同様、熱伝導率の良好な銅等の導電性材料で形成されると共に、環状永久磁石５３３及び電磁石５３４が収容され、該電磁石５３４は可変電源であるハースコイル電源５３５により励磁される。すなわち、補助ハース５３２は、主ハース５３１を囲む環状容器内に環状永久磁石５３３と電磁石５３４とを同軸上に積層して配設されると共に、電磁石５３４はハースコイル電源５３５に接続され、環状永久磁石５３３によって形成される磁界と電磁石５３４によって形成される磁界とが重畳するように構成されている。この場合、環状永久磁石５３３により発生する中心側の磁界の向きと電磁石５３４の中心側の磁界の向きとが同一方向とされ、ハースコイル電源５３５の電圧を変化させることにより、電磁石５３４に供給される電流を変化可能にしている。
【００７２】
また、補助ハース５３２も垂下抵抗器５３６を介して主ハース５３１と同様、主電源５２３の正側に接続されて陽極を構成している。
【００７３】
ステップＳ２０２の処理によって光散乱膜２０が形成された基板１０を導電膜製造装置内の所定の位置に固定し、真空容器８の上部に配設された加熱ヒータ３７によりガラス基板１０及び光散乱膜２０を所定温度、例えば２００℃以上に加熱する。その後、所定温度まで加熱された基板１０は、ＩＴＯ焼結体５３０がプラズマビームにより加熱されて蒸発又はイオン化されたＩＴＯ蒸発粒子５３９によって基板１０の光散乱膜２０上にＩＴＯ膜３０が形成される。
【００７４】
ＩＴＯ膜３０は、基板１０の光散乱膜２０上に、平坦であり且つ厚みが均一となるように形成され、その厚みは、例えば１５０ｎｍである。
【００７５】
ＩＴＯ膜３０はイオンプレーティング法により形成されるので、ＩＴＯ膜３０に突起が発生するのを防止することができ、もって有機ＥＬ素子１の非点灯を防止することができる。
【００７６】
本実施の形態によれば、光散乱膜２０は主骨格が無機材料から成るので、ＩＴＯ膜３０の成膜の加熱の際に基板１０の温度を所定値以上に増大させることができ、もってＩＴＯ膜３０を低抵抗にし且つ光散乱膜２０との密着性を向上させることができる。
【００７７】
光散乱膜２０は、膜成分Ｃ，Ｄ及び膜成分Ｃ，Ｄの貧溶媒である溶媒Ａ，Ｂから成るゾル状塗布液を基板１０上に塗布し、塗布された塗布層４０１から溶媒Ａを選択的に除去すると共に上層４０３の膜成分Ｃをゲル化した複数の凸状部４０５と、塗布層４０１から溶媒Ｂを選択的に除去すると共に下層４０２の膜成分Ｄをゲル化した平坦層４０４とを基板１０上に有するので、複数の凸状部４０５によって形成された表面の凹凸により有機ＥＬ素子１の光取出し効率を向上させることができる。
【００７８】
複数の凸状部４０５は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成されるので、入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜２０の製造工程を容易にして製造コストを下げることができ、加えて、可視光域において光学的吸収の発生を防止することができるので、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状膜を形成することができる。
【００７９】
平坦層４０４は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混同し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成されるので、基板１０と複数の凸状部４０５との接着性を向上させることができる。
【００８０】
本実施の形態では、有機ＥＬ素子１は、光散乱膜２０の上側表面に形成されたＩＴＯ膜３０を有するものとしたが、これに限るものではなく、他の材料から成る導電膜を有するものであってもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の有機ＥＬ素子によれば、光散乱膜は主骨格が無機材料から成るので、導電膜の成膜の加熱の際に基板の温度を所定値以上に増大させることができ、もって導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる。
【００８２】
請求項２記載の有機ＥＬ素子によれば、光散乱膜は、複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜と、ゲル化した下層の第２の膜とから成るので、複数の凸状部によって形成された表面の凹凸により有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上させることができる。
【００８３】
請求項３記載の有機ＥＬ素子によれば、第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成るので、入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜の製造工程を容易にして製造コストを下げることができ、加えて、可視光域において光学的吸収の発生を防止することができるので、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状部を形成することができる。
【００８４】
請求項４記載の有機ＥＬ素子によれば、第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成るので、基板と複数の凸状部との接着性を向上させることができる。
【００８５】
請求項５記載の有機ＥＬ素子によれば、導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成るので、導電膜に突起が発生するのを防止することができ、もって有機ＥＬ素子の非点灯を防止することができる。
【００８６】
請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、光散乱膜は主骨格が無機材料から成るので、導電膜の成膜の加熱の際に基板の温度を所定値以上に増大させることができ、もって導電膜を低抵抗にし且つ光散乱膜との密着性を向上させることができる。
【００８７】
請求項７記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、光散乱膜形成ステップは、２つの膜成分及び各膜成分の２つの貧溶媒から成るゾル状塗布液を基板上に塗布し、該塗布された塗布層から貧溶媒の一方を選択的に除去して複数の凸状部を有するゲル化した上層の第１の膜を形成し、塗布層から貧溶媒の他方を選択的に除去してゲル化した下層の第２の膜を形成するので、複数の凸状部によって形成された表面の凹凸により有機ＥＬ素子の光取出し効率を向上させることができる。
【００８８】
請求項８記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、第１の膜は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タンタルの群から選択された金属アルコキシドを加水分解又は縮重合反応させたゾル溶液から生成された膜から成るので、入手が容易であり、常温・常圧で安定し、且つ毒性がなく、もって光散乱膜の製造工程を容易にして製造コストを下げることができることに加え、可視光域において光学的吸収の発生を防止し、透過光が着色されることがなく、透過モードで使用するのに最適な凸状部を形成することができる。
【００８９】
請求項９記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、第２の膜は、テトライソプロポキシチタンとアセチルアセトンを混合し、キレート配位させて安定化させたチタン化合物から生成された膜から成るので、基板と複数の凸状部との接着性を向上させることができる。
【００９０】
請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、導電膜はイオンプレーティング法により形成されたＩＴＯから成るので、導電膜に突起が発生するのを防止することができ、もって有機ＥＬ素子の非点灯を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ素子１の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２０２で実行されるゾルゲル法を用いた光散乱膜形成処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の光散乱膜形成処理の処理行程を説明する図である。
【図５】図２のステップＳ２０３で用いられる薄膜形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  有機ＥＬ素子
２０  光散乱膜
３０  ＩＴＯ膜
４０  有機ＥＬ積層膜
５０  上部金属電極
４０１  塗布層
４０２  上層
４０３  下層
４０４  平坦層
４０５  凸状部
５０８  真空容器
５０９  排気口
５１２  プラズマガン
５１５  環状永久磁石
５３０  ＩＴＯ焼結体
５３１  主ハース
５３５  ハースコイル電源
【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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