(57)【要約】【課題】アルカリ金属を含有する化学的安定性の高い電子注入性電極を組成を容易に制御しつつ製造することが可能な電子注入性電極の製造方法、及び有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】真空雰囲気内でＬｉ合金４を第１のＬｉ用蒸着源５とし、第１のＬｉ用蒸着源５をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源５から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源７に凝集させ、第２のＬｉ用蒸着源７を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源１０を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板１２上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成する。【選択図】      図１
2004164992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配し、
Ｌｉ合金を第１のＬｉ用蒸着源とし、該第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源に凝集させ、
第２のＬｉ用蒸着源を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成することを特徴とする電子注入性電極の製造方法。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、少なくとも有機発光材料からなる発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配し、
Ｌｉ合金を第１のＬｉ用蒸着源とし、該第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源に凝集させ、
第２のＬｉ用蒸着源を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成し、
該電子注入性電極を対向する電極の陰極とすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源やディスプレイ、その他の発光光源に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光材料からなる発光層に電子を供給する電子注入性電極の形成方法、及びこの方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）には、陰極から電子注入層を介して有機発光材料からなる発光層へと注入された電子と、陽極から正孔注入層を介して発光層へと注入された正孔とが、発光層内で再結合するときに生じる発光現象を利用する形式の素子が存在する。この種の有機ＥＬ素子では、陰極として電子注入性電極が好ましく利用されており、様々なものが提案されている。一般には、発光層への電子注入効率を高めて発光効率を向上させることを目的として、仕事関数の小さい電気伝導性の金属、合金または金属間化合物等からなるものが多用されている。
【０００３】
例えば、米国特許第４，５３９，５０７号明細書（特許文献１）には、陰極にＩｎを用いた有機ＥＬ素子が開示されている。また、欧州特許第０２７８７５７号明細書（特許文献２）や特開平３−２３１９７０号公報（特許文献３）には、陰極としてＭｇ系電極を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。すなわち、特許文献２には、アルカリ金属以外の複数の金属を含有する層からなり、且つこれらの金属のうち少なくとも１種の金属の仕事関数が４ｅＶ以下である層からなる陰極（例えば、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、ＭｎのいずれかとＭｇとからなるＭｇ系電極）を用いた有機ＥＬ素子が開示されており、特許文献３にはＭｇ−Ｉｎ合金を陰極に用いた有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００４】
ところで、仕事関数の小ささという点からすれば、Ｉｎや上記Ｍｇ系化合物よりもアルカリ金属の方が好ましいものであり、実際に、米国特許第３，１７３，０５０号明細書（特許文献４）や同第３，３８２，３９４号明細書（特許文献５）には、アルカリ金属、例えばＮａ−Ｋ合金を陰極に用いた有機ＥＬ素子が開示されている。これらの明細書に開示されている素子は、量子効率が高い（ＲＣＡＲｅｖｉｅｗ  ｖｏｌ．３０，Ｐ３２２、非特許文献１）という点では好ましいが、アルカリ金属やアルカリ金属同士の合金は活性が高く、化学的に不安定であるという難点を有しているため、陰極の化学的安定性という点ではＩｎや上記Ｍｇ系化合物よりも劣る。
【０００５】
このため、仕事関数が小さいというアルカリ金属の利点を活かしつつ、化学的に不安定であるというアルカリ金属の難点を解消した電子注入性電極の研究・開発も進められている。例えば、特開昭６０−１６５７７０号公報（特許文献６）には、反応性蒸着法で成膜（Ｌｉ３Ｎを蒸着源として用いて窒素ガス雰囲気中で成膜）した窒化リチウム薄膜からなる電子注入性電極を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。また、特開昭６０−１６５７７１号公報（特許文献７）には、Ａｌ−Ｌｉ合金またはＭｇ−Ｌｉ合金を蒸着源として用いた直接蒸着法により成膜したＡｌ−Ｌｉ合金またはＭｇ−Ｌｉ合金からなる電子注入性電極を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。
【０００６】
特許文献６や特許文献７に開示されている有機ＥＬ素子の電子注入性電極は、アルカリ金属を用いた仕事関数の小さい電極であり、且つ化学的安定性を向上させた電極ではあるが、これらの公報に開示されている反応性蒸着法および直接蒸着法により電子注入性電極を製造した場合には、蒸着膜（電子注入性電極）の組成の制御がし難いという難点がある。また有機ＥＬ素子においては、電子注入性電極の緻密さが低かったり、この電子注入性電極の下地となる層（発光層または電子注入層）と当該電極との付着性が低かったりすると、均一な発光が得られないという問題が生じる。
【０００７】
また、特開平０５−１５９８８２号公報（特許文献８）に開示されているように、Ｌｉ合金および／またはＬｉ化合物をＬｉ用蒸着源とし、他に短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属を第２蒸着源とする多元蒸着法により、前記Ｌｉ用蒸着源から実質的にＬｉのみを、そして前記第２蒸着源から前記第２金属を蒸着させて、Ｌｉ含有膜からなる電極を得るといった方法では前記Ｌｉ用蒸着源から実質的にＬｉのみを取り出すことは可能である。しかし、前記Ｌｉ用蒸着源を昇温していくと、Ｌｉ用蒸着源の材料に固有のある温度からＬｉの蒸発が始まり、前記Ｌｉ用蒸着源中におけるＬｉ以外の材料の融点付近でＬｉが爆発的に蒸発し、その後急激に蒸発量が減少するといった現象が発生して安定したＬｉの蒸発速度を得られない。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第４，５３９，５０７号明細書
【特許文献２】
欧州特許第０２７８７５７号明細書
【特許文献３】
特開平３−２３１９７０号公報
【特許文献４】
米国特許第３，１７３，０５０号明細書
【特許文献５】
米国特許第３，３８２，３９４号明細書
【特許文献６】
特開昭６０−１６５７７０号公報
【特許文献７】
特開昭６０−１６５７７１号公報
【特許文献８】
特開平０５−１５９８８２号公報
【非特許文献１】
ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｖｏｌ．３０，Ｐ３２２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、アルカリ金属を含有する化学的安定性の高い電子注入性電極を当該電極の組成を容易に制御しつつ製造することが可能な電子注入性電極の製造方法、及びこの方法を用いた有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る電子注入性電極の製造方法は、真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配し、
Ｌｉ合金を第１のＬｉ用蒸着源とし、該第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源に凝集させ、
第２のＬｉ用蒸着源を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成することを特徴とする。
【００１１】
上記電子注入性電極の製造方法において、Ｌｉ合金がＡｌ−Ｌｉ合金であり、第２金属がＡｌであることが好ましい。
【００１２】
一方、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極と陰極との間に、少なくとも有機発光材料からなる発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配し、
Ｌｉ合金を第１のＬｉ用蒸着源とし、該第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源に凝集させ、
第２のＬｉ用蒸着源を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成し、
該電子注入性電極を対向する電極の陰極とすることを特徴とする。
【００１３】
上記有機ＥＬ素子の製造方法において、Ｌｉ合金がＡｌ−Ｌｉ合金であり、第２金属がＡｌであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限るものではない。
【００１５】
まず本発明に係る電子注入性電極の製造方法について説明する。この製造方法では、真空チャンバー等の真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配して、電子注入性電極の製造を行う。
【００１６】
第１のＬｉ用蒸着源としてはＬｉ合金を用いるが、Ｌｉ合金はＬｉを含有する合金であれば良く、具体例にはＡｌ−Ｌｉ、Ｍｇ−Ｌｉ、Ｚｎ−Ｌｉ等が挙げられるが、電子注入性電極に用いられる金属と同種である方が好ましいのは当然である。これらの合金におけるＬｉの含有量は、おおよそ８５ａｔ％以下であることが望ましい。Ｌｉの含有量がそれ以上の場合、Ｌｉ合金が大気中で酸素・水蒸気に触れるので、Ｌｉ合金中のＬｉが酸化してしまい、保管等実用上不便である。Ｌｉ用蒸着源として無機または有機のＬｉ化合物を用いると、その化合物を形成するＬｉ以外の元素も熱分解により蒸発することになるので、好ましくない。
【００１７】
第２のＬｉ用蒸着源としても、第１のＬｉ用蒸着源と同様にＬｉ合金を用いることができるが、後述するように、第２のＬｉ用蒸着源には第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを凝集させ、この凝集させたＬｉの脱離温度まで第２のＬｉ用蒸着源を加熱するので、Ｌｉの脱離温度において他の金属元素の蒸気を発生させない材料であることが好ましい。
【００１８】
第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源とともに用いられる第２金属用蒸着源は、上述したように、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の金属である。ここで第２金属とは、Ｌｉと合金を形成する金属やＬｉと化合物を形成する金属を意味し、具体的には、Ｉｂ族としてＣｕ、Ａｇ、Ａｕが、ＩＩａ族としてＭｇが、ＩＩｂ族としてＺｎ、Ｈｇが、ＩＩＩａ族としてＡｌ、Ｉｎ、Ｔｌが、ＩＩＩｂ族としてＹ、Ｙｂが、ＩＶａ族としてＳｉ、Ｓｎ、Ｐｂが、ＩＶｂ族としてＴｉ、Ｚｒが、Ｖａ族としてＳｂ、Ｂｉが、Ｖｂ族としてＮｂ、Ｔａが、ＶＩｂ族としてＳｅ、Ｔｅが、ＶＩＩｂ族としてＭｎ、Ｒｅが、およびＶＩＩＩ族としてＦｅ、Ｐｔが挙げられる。これらの中でも特に好ましい金属は、仕事関数４．０ｅＶ以上の金属であり、具体例としてはＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｐｔ等が挙げられる。
【００１９】
本発明に係る電子注入性電極の製造方法においては、第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源となる母材に凝集させることで、ＬｉのみをＬｉ用蒸着源から取り出す。そして、第２のＬｉ用蒸着源をＬｉの脱離温度まで加熱し、Ｌｉの蒸発速度が一定になるように温度制御し、さらに第２金属用蒸着源を第２金属の蒸発温度まで加熱し、同様に第２金属の蒸発温度が一定になるように温度制御する。この状態を維持しつつ被成膜基板にＬｉと第２金属とを合金として成膜することで、被成膜基板上に任意の組成比を有するＬｉを含有する合金薄膜を得る。
【００２０】
第１のＬｉ用蒸着源からＬｉのみを蒸着させる方法は、蒸着源を加熱して蒸気を発生させる方法であれば特に制限されないが、第１のＬｉ用蒸着源の加熱温度は、第１のＬｉ用蒸着源からＬｉのみが蒸着する温度とする。Ｌｉ以外の成分をも蒸発する温度まで加熱すると、得られる電子注入性電極の組成の制御ができなくなるため好ましくない。したがって、第１のＬｉ用蒸着源における加熱温度の上限は、このＬｉ用蒸着源中に含まれるＬｉ以外の金属の蒸発が実質的に起き始める直前の温度である。
【００２１】
第２のＬｉ用蒸着源から凝集したＬｉを離脱させる方法は、蒸着源を加熱してＬｉが離脱する方法であれば特に制限されないが、第２のＬｉ用蒸着源の加熱温度は、第２のＬｉ用蒸着源からＬｉのみが離脱する温度とする。第２のＬｉ用蒸着源の母材に含有されたＬｉ以外の成分も蒸発する温度まで加熱すると、得られる電子注入性電極の組成の制御ができなくなるため好ましくない。したがって、第２のＬｉ用蒸着源の加熱温度の上限は、このＬｉ用蒸着源の母材中に含まれるＬｉ以外の金属の蒸発が実質的に起き始める直前の温度である。
【００２２】
なお、Ｌｉの蒸着速度と第２金属の蒸着速度とは、本発明の製造方法により得られる電子注入性電極の組成（原子数比）がＬｉの蒸着速度と第２金属の蒸着速度との比より算出される値に実質的に一致することから、目的とする電子注入性電極の組成（原子数比）に応じて適宜選択される。
【００２３】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。対向する一対の電極間に、少なくとも有機発光材料からなる発光層を含む有機層を有する有機ＥＬ素子を製造するにあたって、上述した電子注入性電極の製造方法を用いて被成膜基板上にＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成し、この電子注入性電極を対向する電極の陰極とする。
【００２４】
有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に１層以上の有機層を有する有機ＥＬ素子であり、例えば、以下の▲１▼から▲７▼の構造等を挙げることができる。
▲１▼陽極／発光層／陰極
▲２▼陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
▲３▼陽極／正孔注入層／発光層／陰極
▲４▼陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
▲５▼陽極／発光層／電子輸送層／陰極
▲６▼陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
▲７▼陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
また、上記の▲１▼〜▲７▼の構造において、それぞれの層は１層からなるものとしてもよいし、２層以上からなるものでもよい。本発明の製造方法は、いかなる構成の有機ＥＬ素子を製造する場合にも適用することができる。また、本発明の製造方法により有機ＥＬ素子を製造する場合、陰極以外の材料および陰極以外の形成方法は特に限定されるものではなく、種々の材料を用いて種々の方法により形成することができる。
【００２５】
基板には、透光性を有するガラス基板や合成樹脂からなる平滑な基板を用いることができる。ガラス基板としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラスなどが挙げられる。合成樹脂基板としては、例えば、耐溶剤性樹脂であるポリサルフォン樹脂などが挙げられる。
【００２６】
陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を採用することが好ましく、具体的にはＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどが挙げられる。この透明電極は、有機層からの発光を取り出すために、可視光透過率が１０％以上であることが望ましい。シート抵抗は５００Ω／□以下であるのが望ましく、さらに膜厚は材料にもよるが、通常５ｎｍ〜１μｍの範囲で選択される。
【００２７】
有機層としては、材料の種類、構成、膜厚、色素のドーピング形態などについて特に限定されるものではなく、１種類または多種類の有機発光材料のみからなる薄膜や、１種類または多種類の有機発光材料と正孔輸送材料、電子注入材料との混合物からなる薄膜などの有機ＥＬ素子の発光層として機能する単層構造でもよく、発光層以外に正孔輸送材料、電子注入材料を個別に有する２層以上の積層構造であってもよい。
【００２８】
これら有機層の構成材料は、高分子系、低分子系に関わらず、従来から有機ＥＬ素子で用いられている正孔注入・輸送材料、有機発光材料、電子注入・輸送材料をそのまま使用することができる。正孔注入及び輸送材料としては、例えば、可溶性のフタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が挙げられる。有機発光材料としては、例えば、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等、及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等が挙げられる。電子注入及び輸送材料としては、例えば、８−キノリノール・アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等が挙げられる。高分子系材料としては、例えば、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−パラ−フェニレンビニレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）等が挙げられる。
【００２９】
上記有機層は、真空蒸着法、スパッタ法、分子積層法、スピンコートなどにより形成することができる。
【００３０】
陰極には、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物を電極物質として用いることができる。陰極の作製は、上述したように、真空雰囲気内に被成膜基板と、第１のＬｉ用蒸着源および第２のＬｉ用蒸着源と、短周期律表のＩｂ族、ＩＩａ族、ＩＩｂ族、ＩＩＩａ族、ＩＩＩｂ族、ＩＶａ族、ＩＶｂ族、Ｖａ族、Ｖｂ族、ＶＩａ族、ＶＩｂ族、ＶＩＩｂ族、およびＶＩＩＩ族のいずれかの族に属する少なくとも１種の第２金属用蒸着源とを配し、まず、Ｌｉ合金を第１のＬｉ用蒸着源とし、該第１のＬｉ用蒸着源をＬｉのみが蒸発する温度に加熱して、第１のＬｉ用蒸着源から蒸発したＬｉを第２のＬｉ用蒸着源に凝集させる。次に、第２のＬｉ用蒸着源を凝集したＬｉが離脱する温度に加熱するとともに、第２金属用蒸着源を第２金属が蒸発する温度に加熱してＬｉと第２金属とを同時に蒸発させ、被成膜基板上に任意の成分組成のＬｉを含有する合金薄膜からなる電子注入性電極を形成し、この電子注入性電極を対向する電極の陰極とする。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【００３２】
〔実施例１〕
実施例１は、ＡｌとＬｉの膜内組成比が均一であるものを作成することを目的とした。
【００３３】
図１は、本実施例に用いた実験装置の概略構成とＡｌ−Ｌｉ合金からＬｉのみを取り出す工程を示す説明図である。図示するように、真空雰囲気を区画する真空チャンバー３にはメインバルブ１が接続されており、このメインバルブ１を介して真空ポンプ２により真空チャンバー３内が高真空領域まで真空排気される。この真空チャンバー３内には、Ｌｉ用の第１の蒸着源であるＡｌ−Ｌｉ合金４を搭載したヒーターボード５と、Ａｌ−Ｌｉ合金４から取り出したＬｉを吸着凝集する面（Ｌｉ凝集面６）をもつＬｉ用の第２蒸着源７と、このＬｉ用の第２蒸着源７を支持する回転可能な第２蒸着源支持軸８と、外周壁にヒーター９を配したルツボ１０に搭載されたＡｌ１１と、ＬｉとＡｌとを成膜する被成膜基板１２、この被成膜基板１２を覆うシャッター板１３とが配されている。
【００３４】
図１において、まず、真空ポンプ２により、真空チャンバー３内を５×１０−５Ｐａの圧力に真空排気する。そいて、Ｌｉ用の第２蒸着源７を３５０℃まで加熱し、表面に付着している水分を脱離させる。その後、１００℃まで温度を下げ、１００℃のまま保持する。
【００３５】
次に、ヒーターボード５を通電加熱し、Ａｌ−Ｌｉ合金４を加熱すると、約１５０℃付近でＬｉが溶解してＬｉの蒸発が始まる。しかしながら、この段階では蒸発量は少なく、５００℃付近から少し増加する。その後、約６５０℃付近でＡｌが溶解しＡｌ−Ｌｉ合金中のＬｉが解放されて大量に蒸発し、対向して配置されているＬｉ用の第２蒸着源７のＬｉ凝集面６に凝集する。そして、さらに温度を増し、９００℃まで昇温してＬｉを蒸発させきる。９００℃を過ぎるとＡｌの蒸発が始まるため、ヒーターボード５の加熱を止めてＡｌ−Ｌｉ合金４を冷却する。
【００３６】
次に、回転可能なＬｉ用の第２蒸着源支持軸８を回転させて、Ｌｉ凝集面６を被成膜基板１２に対向する位置に移動させる。そして、ルツボ１０をその周囲に配したヒーター９で加熱し、ルツボ１０内に設置したＡｌ１１を昇温する。このとき、Ｌｉ用の第２蒸着源７にも通電して昇温する。
【００３７】
Ａｌ１１が１２００℃に達し、またＬｉ用の第２蒸着源７が６００℃に達したらこれらの温度を一定に保ち、シャッター板１３を開けて被成膜基板１２を露出させる。この状態で３００秒程維持してシャッター板１３を閉じ、被成膜基板１２を覆い隠す。
【００３８】
その後、ルツボ１０とＬｉ用の第２蒸着源７の温度を下げ、Ａｌ−Ｌｉ薄膜の成膜が終了した。
【００３９】
成膜後基板を取り出して膜厚を測定すると、約１００ｎｍであった。ＳＩＭＳを用いて深さ方向の元素分布を測定したところ、表面の大気に触れた部分を除いて、おおよそＡｌ：Ｌｉ≒３：１の組成比で推移した。
【００４０】
〔実施例２〕
実施例２はＡｌとＬｉの膜内組成比が膜厚方向で変化する傾斜材を作成することを目的とした。図２に示すように、実験装置は実施例１と同じ構成のものを使用した。
【００４１】
図２において、まず、真空ポンプ２により、真空チャンバー３内を５Ｅ−５Ｐａの圧力に真空排気する。そして、Ｌｉ用の第２蒸着源７を３５０℃まで通電加熱し、表面に付着している水分を脱離させる。その後、１００℃まで温度を下げ、１００℃のままで保持する。
【００４２】
次に、ヒーターボード５を通電加熱し、Ａｌ−Ｌｉ合金４を加熱する。実施例１と同様に約６５０℃付近でＡｌが溶解し、Ａｌ−Ｌｉ合金４中のＬｉが解放されて大量に蒸発し、対向して配置されているＬｉ用の第２蒸着源７のＬｉ凝集面６に凝集する。そして、さらに温度を増し、９００℃まで昇温してＬｉを蒸発させきる。９００℃を過ぎるとＡｌの蒸発が始まるため、ヒーターボード５の加熱を止めてＡｌ−Ｌｉ合金４を冷却する。
【００４３】
次に、回転可能なＬｉ用の第２蒸着源支持軸８を回転させて、Ｌｉ凝集面６を被成膜基板１２に対向する位置に移動させる。そして、ルツボ１０をその周囲に配したヒーター９で加熱し、ルツボ内に設置したＡｌ１１を昇温する。このとき、Ｌｉ用の第２蒸着源７にも通電して昇温する。
【００４４】
Ａｌ１１が１０００℃に達し、またＬｉ用の第２蒸着源７が６００℃に達したら、Ｌｉ用の第２蒸着源７の温度を一定に保ち、シャッター板１３を開けて被成膜基板１２を露出させる。そして、Ａｌ１１を１℃／ｓｅｃの温度勾配で昇温し、約３００秒後にシャッター板１３を閉じて被成膜基板を覆い隠す。
【００４５】
その後、ルツボ１０とＬｉ用の第２蒸着源７の温度を下げＡｌ−Ｌｉ薄膜の成膜が終了した。
【００４６】
成膜後基板を取り出して膜厚を測定すると、およそ１２０ｎｍであった。ＳＩＭＳを用いて深さ方向の元素分布を測定したところ、表面付近でＡｌ：Ｌｉ≒５：１の組成比であった。また、深さ方向に組成比を測定すると、８０ｎｍ付近ではＡｌ：Ｌｉ≒３：１であり、４０ｎｍ付近ではＡｌ：Ｌｉ≒１：１という組成比であった。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アルカリ金属を含有する化学的安定性の高い電子注入性電極を当該電極の組成を容易に制御しつつ製造することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に用いた実験装置の概略構成とＡｌ−Ｌｉ合金からＬｉのみを取り出す工程を示す説明図である。
【図２】実施例２に用いた実験装置の概略構成とＡｌ−Ｌｉ合金を成膜する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  メインバルブ
２  真空ポンプ
３  真空チャンバー
４  Ａｌ−Ｌｉ合金
５  ヒーターボード
６  Ｌｉ凝集面
７  Ｌｉ用の第２蒸着源
８  Ｌｉ用の第２蒸着源支持軸
９  ヒーター
１０  ルツボ
１１  Ａｌ
１２  被成膜基板
１３  シャッター板
【図１】
2004164992.tif 000003
【図２】
2004164992.tif 000004