(57)【要約】【課題】下地膜を酸素や水分と反応させずに、下地膜の表面に光が透過できる金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法を提供する。【解決手段】  気体分子を前記気体分子の凝縮温度以下の凝縮面に凝縮させて捕捉する第一の真空ポンプ１２1を用いて第一の真空雰囲気を形成し、第一の真空雰囲気中に配置された成膜対象物３０の下地膜の表面に金属酸化物の粒子を付着させて第一の金属酸化物膜を形成し、気体分子を大気中に移動させる第二の真空ポンプ１２2を用いて第二の真空雰囲気を形成し、化学構造中に酸素を有する反応性ガスの第二の真空雰囲気中の分圧を第一の真空雰囲気中の分圧より大きくし、第二の真空雰囲気中に配置された成膜対象物の第一の金属酸化物膜の表面に金属又は金属酸化物の粒子を付着させて第二の金属酸化物膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の前記下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、
気体分子を前記気体分子の凝縮温度以下の凝縮面に凝縮させて捕捉する第一の真空ポンプを用いて第一の真空雰囲気を形成し、前記第一の真空雰囲気中に配置された前記成膜対象物の前記下地膜の表面に金属酸化物の粒子を付着させて第一の金属酸化物膜を形成し、
気体分子を大気中に移動させる第二の真空ポンプを用いて第二の真空雰囲気を形成し、化学構造中に酸素を有する反応性ガスの前記第二の真空雰囲気中の分圧を前記第一の真空雰囲気中の分圧より大きくし、前記第二の真空雰囲気中に配置された前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方の粒子を付着させて第二の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項２】
前記第一、第二の真空雰囲気を互いに異なる真空槽内にそれぞれ形成する請求項１記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項３】
前記第一、第二の真空雰囲気を同一の真空槽内にそれぞれ形成する請求項１記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項４】
前記第一の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第一の真空雰囲気中に不活性ガスを有する第一のスパッタガスを導入し、前記第一のスパッタガスをプラズマ化し、前記第一の真空雰囲気中に配置された金属酸化物からなる第一のターゲットに電圧を印加してスパッタさせ、前記第一のターゲットから放出された粒子を前記成膜対象物の前記下地膜の表面に到達させて前記第一の金属酸化物膜を形成する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項５】
前記第一の金属酸化物膜を形成する工程では、金属酸化物からなる第一の蒸着材料を加熱して前記第一の真空雰囲気中に蒸気を発生させ、前記第一の蒸着材料から放出された粒子を前記成膜対象物の前記下地膜の表面に到達させて前記第一の金属酸化物膜を形成する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項６】
前記第二の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第二の真空雰囲気中に前記反応性ガスと不活性ガスを有する第二のスパッタガスを導入し、前記第二のスパッタガスをプラズマ化し、前記第二の真空雰囲気中に配置された金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方からなる第二のターゲットに電圧を印加してスパッタさせ、前記第二のターゲットから放出された粒子を前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に到達させて前記第二の金属酸化物膜を形成する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項７】
前記第二の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第二の真空雰囲気中に前記反応性ガスを導入し、金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方からなる第二の蒸着材料を加熱して前記第二の真空雰囲気中に蒸気を発生させ、前記第二の蒸着材料から放出された粒子を前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に到達させて前記第二の金属酸化物膜を形成する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項８】
前記下地膜は、Ｌｉと、Ｍｇと、Ｂａと、Ｃａと、Ｃｓのいずれか一種類の金属原子又は二種類以上の金属原子を含有する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項９】
前記第一の金属酸化物膜は、ＩＴＯと、ＩＺＯと、ＡＺＯと、ＺｎＯと、ＳｎＯ2と、Ｉｎ2Ｏ3からなる金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有し、
前記第二の金属酸化物膜は、前記金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有する請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【請求項１０】
前記反応性ガスは、Ｏ2と、Ｈ2Ｏと、ＣＯ2と、ＣＯのいずれか一種類のガス又は二種類以上のガスを含有する請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の光透過性金属酸化物膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性金属酸化物膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、薄い発光装置を組み立てることができることから、近年では、表示装置や照明機器の用途に注目されている。また、有機太陽電池は、軽量でかつ折り曲げが可能であり、盛んに研究開発が行われている。
図８は従来の有機ＥＬ素子の一例の内部側面図である。
【０００３】
有機ＥＬ素子１３０は、基板１７１と、反射層１７２と、陽極１７３と、ホール注入層１７４と、ホール輸送層１７５と、有機発光層１７６と、電子輸送層１７７と、電子注入層１７８と、陰極１３１とを有しており、各層１７２〜１７８、１３１は基板１７１上にこの順に積層されている。
【０００４】
陽極１７３と陰極１３１は光を透過できる光透過性の導電性金属酸化物膜であり、ＩＴＯなどが用いられている。ホール注入層１７４と、ホール輸送層１７５と、有機発光層１７６と、電子輸送層１７７と、電子注入層１７８はいずれも有機物からなる薄膜であり、特に陰極１３１と接触する電子注入層１７８には、仕事関数の小さいＬｉなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属が有機物中に分散された状態で含有された構造が用いられる。
【０００５】
特許文献１、２には有機物からなる薄膜の形成方法が開示されている。
従来の陰極１３１の形成方法を説明すると、真空槽内に成膜対象物を電子注入層１７８を露出させた状態で配置し、真空槽内に化学構造中に酸素を含有する反応性ガスを導入し、金属酸化物のターゲットをスパッタし、スパッタされた金属酸化物の粒子を導入された反応性ガスと反応させ、電子注入層１７８の表面に到達させて、金属酸化物の薄膜である陰極１３１を形成していた。
【０００６】
しかしながら、従来の陰極１３１の形成方法では、反応性ガスに含まれる酸素、特に反応性ガスから生じた酸素イオンや酸素ラジカルが、電子注入層１７８に含まれる金属や有機物と反応し、電子注入層１７８が損傷するという問題があった。
【０００７】
また、陰極１３１を形成する際に、気体分子を凝縮面に凝縮させて捕捉する溜め込み式の真空ポンプ（クライオポンプ）を用いて真空槽内の真空排気を行うと、凝縮面に捕捉された反応性ガスが爆発を起こす危険があるため、気体分子を大気中に移動させる気体輸送式の真空ポンプ（分子ポンプ）を用いる必要があったが、気体輸送式の真空ポンプは水分（Ｈ2Ｏ）等の気体分子に対する排気速度が溜め込み式の真空ポンプより低いため、真空槽内の水分の分圧が高くなり、真空槽内に残留する水分が電子注入層１７８の有機物にダメージを与えるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４６２１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、下地膜を酸素や水分と反応させずに、下地膜の表面に光が透過できる金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の前記下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、気体分子を前記気体分子の凝縮温度以下の凝縮面に凝縮させて捕捉する第一の真空ポンプを用いて第一の真空雰囲気を形成し、前記第一の真空雰囲気中に配置された前記成膜対象物の前記下地膜の表面に金属酸化物の粒子を付着させて第一の金属酸化物膜を形成し、気体分子を大気中に移動させる第二の真空ポンプを用いて第二の真空雰囲気を形成し、化学構造中に酸素を有する反応性ガスの前記第二の真空雰囲気中の分圧を前記第一の真空雰囲気中の分圧より大きくし、前記第二の真空雰囲気中に配置された前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方の粒子を付着させて第二の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第一、第二の真空雰囲気を互いに異なる真空槽内にそれぞれ形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第一、第二の真空雰囲気を同一の真空槽内にそれぞれ形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第一の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第一の真空雰囲気中に不活性ガスを有する第一のスパッタガスを導入し、前記第一のスパッタガスをプラズマ化し、前記第一の真空雰囲気中に配置された金属酸化物からなる第一のターゲットに電圧を印加してスパッタさせ、前記第一のターゲットから放出された粒子を前記成膜対象物の前記下地膜の表面に到達させて前記第一の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第一の金属酸化物膜を形成する工程では、金属酸化物からなる第一の蒸着材料を加熱して前記第一の真空雰囲気中に蒸気を発生させ、前記第一の蒸着材料から放出された粒子を前記成膜対象物の前記下地膜の表面に到達させて前記第一の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第二の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第二の真空雰囲気中に前記反応性ガスと不活性ガスを有する第二のスパッタガスを導入し、前記第二のスパッタガスをプラズマ化し、前記第二の真空雰囲気中に配置された金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方からなる第二のターゲットに電圧を印加してスパッタさせ、前記第二のターゲットから放出された粒子を前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に到達させて前記第二の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第二の金属酸化物膜を形成する工程では、前記第二の真空雰囲気中に前記反応性ガスを導入し、金属又は金属酸化物のいずれか一方又は両方からなる第二の蒸着材料を加熱して前記第二の真空雰囲気中に蒸気を発生させ、前記第二の蒸着材料から放出された粒子を前記成膜対象物の前記第一の金属酸化物膜の表面に到達させて前記第二の金属酸化物膜を形成する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記下地膜は、Ｌｉと、Ｍｇと、Ｂａと、Ｃａと、Ｃｓのいずれか一種類の金属原子又は二種類以上の金属原子を含有する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記第一の金属酸化物膜は、ＩＴＯと、ＩＺＯと、ＡＺＯと、ＺｎＯと、ＳｎＯ2と、Ｉｎ2Ｏ3からなる金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有し、前記第二の金属酸化物膜は、前記金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
本発明は光透過性金属酸化物膜の形成方法であって、前記反応性ガスは、Ｏ2と、Ｈ2Ｏと、ＣＯ2と、ＣＯのいずれか一種類のガス又は二種類以上のガスを含有する光透過性金属酸化物膜の形成方法である。
【発明の効果】
【００１１】
下地膜を酸素や水分と反応させずに、下地膜の表面に光が透過できる金属酸化物膜を形成することができるので、有機光デバイスの光電効率や寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一例のスパッタ装置の内部構成図
【図２】第一例の真空蒸着装置の内部構成図
【図３】第一の真空ポンプの内部構成図
【図４】第一の真空ポンプの内部構成図
【図５】隣り合う一組の動翼部と静翼部を立体的に示した模式図
【図６】有機光デバイス製造装置の内部構成図
【図７】（ａ）〜（ｆ）：有機光デバイスの製造方法を説明するための図
【図８】従来の有機ＥＬ素子の内部側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第一例のスパッタ装置の構造＞
本発明に用いる第一例のスパッタ装置の構造を説明する。
図１は第一例のスパッタ装置１０ａの内部構成図を示している。
第一例のスパッタ装置１０ａは、真空槽１１と、真空槽１１内を真空排気する第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2と、真空槽１１内に反応性ガスと不活性ガスをそれぞれ導入する反応性ガス源１４ａと不活性ガス源１４ｂと、金属酸化物のターゲット２１を真空槽１１内に露出させて保持するカソード電極２２と、カソード電極２２に電気的に接続された電源装置２３とを有している。
【００１４】
図３は第一の真空ポンプ１２1の内部構成図を示している。
第一の真空ポンプ１２1は、第一の筐体４１と、第一の筐体４１の壁面に設けられた第一の吸気口４２と、第一の筐体４１の内部に配置された凝縮パネル４３と、凝縮パネル４３を冷却する冷凍機４４とを有している。第一の筐体４１の内部に露出する凝縮パネル４３の表面を凝縮面と呼び、符号４５を付して示す。
【００１５】
第一の真空ポンプ１２1の第一の吸気口４２が真空槽１１内に接続された状態で、冷凍機４４により凝縮パネル４３の温度を真空槽１１内の気体分子の凝縮温度以下に冷却すると、真空槽１１内の気体分子は第一の吸気口４２から第一の筐体４１内に入り込み、凝縮面４５に凝縮して捕捉され、真空槽１１内が真空排気されるようになっている。
第二の真空ポンプ１２2は、ここでは主真空ポンプ１２ａと、主真空ポンプ１２ａで圧縮された気体分子を大気圧まで圧縮する補助真空ポンプ１２ｂとを有している。
【００１６】
図４は主真空ポンプ１２ａの内部構成図を示している。
主真空ポンプ１２ａは、筒形状の第二の筐体５１と、第二の筐体５１の一端と他端にそれぞれ設けられた第二の吸気口５２と排気口５５と、第二の筐体５１の内部に配置された複数の動翼部５３と静翼部５４と、第二の筐体５１の中心軸線を中心として回転可能に構成された回転軸５６とを有している。
【００１７】
回転軸５６は、第二の筐体５１内で中心軸線が第二の筐体５１の中心軸線と一致するように配置され、回転軸５６にはモーター５７が接続されている。モーター５７から回転軸５６に動力が伝達されると、回転軸５６は中心軸線を中心として回転するようになっている。
【００１８】
動翼部５３と静翼部５４は第二の筐体５１の中心軸線に沿って一列に交互に並んで配置されている。
各動翼部５３は複数の動翼羽根５３ａをそれぞれ有しており、一の動翼部５３の各動翼羽根５３ａは、回転軸５６を中心に放射状に配置され、第二の筐体５１の内壁面に向かって伸びるように向けられた状態で、回転軸５６に対して垂直に固定されている。また、各静翼部５４は複数の静翼羽根５４ａをそれぞれ有しており、一の静翼部５４の各静翼羽根５４ａは、回転軸５６を中心に放射状に配置され、回転軸５６に向かって伸びるように向けられた状態で、第二の筐体５１の内壁面に対して垂直に固定されている。
【００１９】
図５は動翼羽根５３ａと静翼羽根５４ａの外観を説明するために、隣り合う一組の動翼部５３と静翼部５４を立体的に示した模式図である。符号５８は、第二の真空ポンプ１２2による真空排気時の、回転軸５６の回転方向を示している。また、符号５９は第二の吸気口５２から排気口５５へと向かう方向を示している。
【００２０】
各動翼羽根５３ａと各静翼羽根５４ａは、それぞれ第二の吸気口５２に近い辺と排気口５５に近い辺の二辺を有している。各動翼羽根５３ａでは、第二の吸気口５２に近い辺は、排気口５５に近い辺に対して回転方向５８に前進するように傾けられ、各静翼羽根５４ａでは、第二の吸気口５２に近い辺は、排気口５５に近い辺に対して回転方向５８とは逆向きに前進するように傾けられている。
【００２１】
回転軸５６が回転方向５８に回転すると、各動翼羽根５３ａの排気口５５側を向いた面が前進して気体分子を排気口５５側に押しやり、排気口５５側から第二の吸気口５２側に移動しようとする気体分子は各静翼羽根５４ａの排気口５５側を向いた面で排気口５５側に跳ね返される。図４を参照し、気体分子は交互に設けられた動翼部５３と静翼部５４により、第二の筐体５１内を第二の吸気口５２側から排気口５５側への一方向に移動されるので、排気口５５側に近づくにつれて次第に圧縮されていく。
【００２２】
補助真空ポンプ１２ｂはドライポンプ又はロータリーポンプであり、主真空ポンプ１２ａで圧縮された気体分子を機械的に押しやって大気圧まで圧縮できるように構成されている。
主真空ポンプ１２ａの第二の吸気口５２が真空槽１１内に接続され、補助真空ポンプ１２ｂが排気口５５に接続された状態で、主真空ポンプ１２ａと補助真空ポンプ１２ｂとを動作させると、真空槽１１内の気体分子は第二の吸気口５２から吸入されて排気口５５から補助真空ポンプ１２ｂを介して大気中に移動され、真空槽１１内が真空排気されるようになっている。
【００２３】
図１を参照し、第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2の第一、第二の吸気口４２、５２は、開閉可能な第一、第二の真空バルブ１３1、１３2を介して真空槽１１内にそれぞれ接続されている。
第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2を動作させながら、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2をそれぞれ開状態にすると、第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2による真空槽１１内の真空排気がそれぞれ開始され、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2をそれぞれ閉状態にすると、第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2による真空槽１１内の真空排気がそれぞれ停止されるようになっている。
真空槽１１内には真空計１８が接続され、真空槽１１内の圧力を計測できるようになっている。
【００２４】
ターゲット２１は平板形状の導電性の光透過性金属酸化物であり、本実施例では錫添加酸化インジウム（ＩＴＯ）が用いられる。
カソード電極２２の一面は平坦にされ、ターゲット２１はカソード電極２２の平坦な一面に密着して固定された状態で、真空槽１１内に露出されている。ターゲット２１はカソード電極２２に電気的に接続されている。真空槽１１は接地電位におかれており、カソード電極２２と真空槽１１とは電気的に絶縁されている。
電源装置２３はカソード電極２２に電気的に接続され、カソード電極２２に電圧を印加できるように構成されている。
【００２５】
反応性ガス源１４ａは化学構造中に酸素を有する反応性ガスを放出できるように構成され、不活性ガス源１４ｂは不活性ガスを放出できるように構成されている。
本実施例では反応性ガスにＯ2ガスが用いられるが、化学構造中に酸素を有する反応性ガスであればＯ2ガスに限定されず、Ｏ2と、Ｈ2Ｏと、ＣＯ2と、ＣＯのいずれか一種類のガス又は二種類以上の混合ガスを用いることができる。
【００２６】
また本実施例では不活性ガスにＡｒガスが用いられるが、不活性ガスであればＡｒガスに限定されず、Ａｒと、Ｈｅと、Ｋｒと、Ｘｅのいずれか一種類のガス又は二種類以上の混合ガスを用いることができる。
【００２７】
反応性ガス源１４ａは反応性ガス流量制御装置１５ａを介して真空槽１１内に接続され、不活性ガス源１４ｂは不活性ガス流量制御装置１５ｂを介して真空槽１１内に接続されている。
反応性ガス流量制御装置１５ａと不活性ガス流量制御装置１５ｂは、反応性ガス源１４ａと不活性ガス源１４ｂからそれぞれ放出され、真空槽１１内に導入される反応性ガスと不活性ガスの流量をそれぞれ制御できるように構成されている。
【００２８】
真空槽１１内には膜厚センサ１７が配置されている。膜厚センサ１７は、金属酸化物の粒子が付着すると、付着した粒子からなる薄膜の膜厚を検出できるように構成されている。
膜厚センサ１７に形成される薄膜の膜厚と、ターゲット２１と対面する位置に配置された成膜対象物３０の表面に形成される薄膜の膜厚の対応関係を予め求めておくと、膜厚センサ１７の検出結果から成膜対象物３０の表面に形成される薄膜の膜厚が分かるようになっている。
【００２９】
膜厚センサ１７には第一の制御装置１６ａが接続されている。第一の制御装置１６ａは膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、反応性ガス流量制御装置１５ａと不活性ガス流量制御装置１５ｂに制御信号を送って反応性ガスと不活性ガスの流量を制御し、また電源装置２３に制御信号を送ってカソード電極２２に印加する電圧を制御できるように構成されている。
【００３０】
また第一の制御装置１６ａは第一、第二の真空バルブ１３1、１３2に接続され、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2にそれぞれ制御信号を送って、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2の開状態と閉状態をそれぞれ変更できるように構成されている。
【００３１】
＜第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
上述の第一例のスパッタ装置１０ａを用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
【００３２】
成膜対象物の下地膜は本実施例ではＬｉが分散された状態で含有されたＡｌｑ3の薄膜であるが、酸素と反応する薄膜であればこれに限定されず、Ｌｉと、Ｍｇと、Ｂａと、Ｃａと、Ｃｓのいずれか一種類の金属原子又は二種類以上の金属原子を含有する薄膜を用いることができる。Ｌｉと、Ｍｇと、Ｂａと、Ｃａと、Ｃｓはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、仕事関数が小さく、酸素と反応して酸化しやすいという性質がある。
【００３３】
（第一の成膜工程）
下地膜の表面に形成する第一の金属酸化物膜の膜厚を、光が透過でき、かつ反応性ガスが透過できない範囲であらかじめ定めておく。本実施例では、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲で定めておく。
第一の真空バルブ１３1を開状態にして第一の真空ポンプ１２1により真空槽１１内を真空排気し、第一の真空雰囲気を形成する。以後、第一の真空ポンプ１２1による真空排気を継続して真空槽１１内の第一の真空雰囲気を維持する。
【００３４】
本実施例では第二の真空バルブ１３2は閉状態にしておくが、第二の真空バルブ１３2を開状態にして、第一の真空ポンプ１２1と一緒に、第二の真空ポンプ１２2により真空槽１１内を真空排気して、第一の真空雰囲気を形成してもよい。
【００３５】
第一の真空ポンプ１２1は第二の真空ポンプ１２2よりも水分に対する排気速度が大きく、第一の真空ポンプ１２1を用いて真空槽１１内を真空排気することにより、第二の真空ポンプ１２2を用いるよりも真空槽１１内から水分を除去できる。すなわち、水分の第一の真空雰囲気中の分圧は後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さくなる。
【００３６】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽１１内に成膜対象物３０を搬入し、ターゲット２１と対面する位置に配置し、成膜対象物３０の下地膜をターゲット２１と対面させる。
真空槽１１内は第一の真空ポンプ１２1で真空排気されており、真空槽１１内に残留する水分が下地膜の有機物に付着して損傷させることを防止できる。
【００３７】
不活性ガス流量制御装置１５ｂを制御して、不活性ガス源１４ｂから真空槽１１内に不活性ガスを導入する。本実施例では、反応性ガス源１４ａから真空槽１１内に反応性ガスは導入しない。従って、成膜対象物３０の下地膜が反応性ガスと反応して損傷することはない。
【００３８】
電源装置２３からカソード電極２２に電圧を印加させると、導入された不活性ガスを有する第一のスパッタガスは電離されてプラズマ化され、カソード電極２２が真空槽１１に対して負電位におかれているとき、プラズマ中のイオンはターゲット２１に衝突して、ターゲット２１からスパッタ粒子が放出される。
【００３９】
放出されたスパッタ粒子は成膜対象物３０の下地膜の表面に到達して付着し、成膜対象物３０の下地膜の表面には第一の金属酸化物膜が形成される。
第一の金属酸化物膜の膜厚が所定の膜厚になったら、第一の制御装置１６ａは、膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、電源装置２３に制御信号を送信してカソード電極２２への電圧の印加を停止させる。
第一の金属酸化物膜の膜厚は５０ｎｍ以下の膜厚であり、光を透過できるようになっている。
【００４０】
上記第一の成膜工程では、第一のスパッタガスに反応性ガスを含有させなかったが、反応性ガスの第一の真空雰囲気中の分圧が後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さい限りでは、第一のスパッタガスに反応性ガスを含有させてもよい。反応性ガスの第一の真空雰囲気中の分圧が後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さいならば、下地膜の反応性ガスとの反応は抑制され、一方、第一の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントが増加して光透過性が向上する。
【００４１】
（第二の成膜工程）
第一の金属酸化物膜の表面に形成する第二の金属酸化物膜の膜厚をあらかじめ定めておく。
第一の真空バルブ１３1を閉状態にして、第一の真空ポンプ１２1による真空排気を停止させる。また第二の真空バルブ１３2が閉状態の場合には、第二の真空バルブ１３2を開状態にして、第二の真空ポンプ１２2による真空排気を開始する。第二の真空ポンプ１２2により真空槽１１内に第二の真空雰囲気を形成する。以後、第二の真空ポンプ１２2による真空槽１１内の真空排気を継続して、真空槽１１内の第二の真空雰囲気を維持する。
【００４２】
反応性ガス流量制御装置１５ａを制御して、反応性ガス源１４ａから真空槽１１内に反応性ガスを導入し、反応性ガスの第二の真空雰囲気中の分圧を第一の真空雰囲気中の分圧より大きくする。反応性ガスの流量は不活性ガスの流量の０．１％〜１０％が好ましい。
【００４３】
成膜対象物３０の下地膜の表面には１ｎｍ以上の所定の膜厚の第一の金属酸化物膜が形成されており、導入された反応性ガスが下地膜と反応して損傷させることが防止される。
また第一の真空ポンプ１２1による真空排気は停止されており、反応性ガスが第一の真空ポンプ１２1内に凝縮して捕捉され、第一の真空ポンプ１２1内で反応を起こす危険がない。
【００４４】
電源装置２３からカソード電極２２に電圧を印加させ、導入された反応性ガスと不活性ガスを有する第二のスパッタガスをプラズマ化し、ターゲット２１をスパッタさせる。ターゲット２１から放出されたスパッタ粒子は、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に到達して付着し、第一の金属酸化物膜の表面に第二の金属酸化物膜が形成される。
【００４５】
ターゲット２１の表面は反応性ガスと反応して酸素を含有する。又はターゲット２１から放出されたスパッタ粒子は第一の金属酸化物膜の表面に到達するまでの間に反応性ガスと反応して酸素を含有する。又はスパッタ粒子は第一の金属酸化物膜の表面に到達したのち反応性ガスと反応して酸素を含有する。
【００４６】
いずれにしても、第一、第二の金属酸化物膜が同一種類の金属酸化物の膜の場合には、第二の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントは第一の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントより大きくなる。
成膜対象物３０の下地膜の表面には１ｎｍ以上の所定の膜厚の第一の金属酸化物膜が形成されており、反応性ガスから生じた酸素イオンや酸素ラジカルが下地膜と反応して損傷させることが防止される。
【００４７】
第二の金属酸化物膜の膜厚が所定の膜厚になったら、第一の制御装置１６ａは、膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、電源装置２３に制御信号を送信してカソード電極２２への電圧の印加を停止させる。
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
【００４８】
反応性ガス流量制御装置１５ａと不活性ガス流量制御装置１５ｂを制御して、反応性ガス源１４ａと不活性ガス源１４ｂから真空槽１１内への反応性ガスと不活性ガスの導入を停止する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物３０を真空槽１１の外側に搬出し、後工程に送る。
【００４９】
次いで、真空槽１１内から反応性ガスが除去され、真空槽１１内の圧力が所定の圧力になったら、第一の真空ポンプ１２1による真空槽１１内の真空排気を再開し、第一の真空雰囲気を形成する。真空槽１１内の第一の真空雰囲気を維持しながら、酸素と反応する下地膜が表面に露出した別の成膜対象物３０を真空槽１１内に搬入し、上述の第一、第二の成膜工程を順に繰り返して、下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜を形成する。
【００５０】
＜第一例の真空蒸着装置の構造＞
本発明に用いる第一例の真空蒸着装置の構造を説明する。
図２は第一例の真空蒸着装置１０ｂの内部構成図を示している。第一例の真空蒸着装置１０ｂのうち、第一例のスパッタ装置１０ａと同じ構造の部分には、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００５１】
第一例の真空蒸着装置１０ｂは、真空槽１１と、真空槽１１内を真空排気する第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2と、真空槽１１内に反応性ガスを導入する反応性ガス源１４ａと、蒸着材料２６が収容される坩堝２７と、蒸着材料２６に電子線を照射できる電子銃２８とを有している。
【００５２】
真空槽１１と、第一、第二の真空ポンプ１２1、１２2と、反応性ガス源１４ａの構造は、第一例のスパッタ装置１０ａと同様であり、説明を省略する。
蒸着材料２６は導電性の光透過性金属酸化物であり、本実施例ではＩＴＯが用いられる。
【００５３】
坩堝２７は真空槽１１内に配置され、内側に蒸着材料２６を収容できるように構成されている。
電子銃２８は真空槽１１内に配置され、坩堝２７内に収容された蒸着材料２６に電子線を照射して加熱できるようになっている。符号２９は電子線の電子の飛行経路を示している。
蒸着材料２６に電子線が照射されて加熱されると、蒸着材料２６から金属酸化物の蒸気が放出される。
【００５４】
第一例の真空蒸着装置１０ｂは、第一例のスパッタ装置１０ａの第一の制御装置１６ａの代わりに、第二の制御装置１６ｂを有している。
第二の制御装置１６ｂは膜厚センサ１７に接続されており、膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、反応性ガス流量制御装置１５ａに制御信号を送って反応性ガスの流量を制御し、また電子銃２８に制御信号を送って電子線の出力を制御できるように構成されている。
【００５５】
また第二の制御装置１６ｂは第一、第二の真空バルブ１３1、１３2に接続され、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2にそれぞれ制御信号を送って、第一、第二の真空バルブ１３1、１３2の開状態と閉状態をそれぞれ変更できるように構成されている。
【００５６】
＜第二例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
上述の第一例の真空蒸着装置１０ｂを用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第二例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
成膜対象物は、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に用いる成膜対象物と同様であり、説明を省略する。
【００５７】
（第三の成膜工程）
下地膜の表面に形成する第一の金属酸化物膜の膜厚を、光が透過でき、かつ反応性ガスが透過できない範囲であらかじめ定めておく。本実施例では、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲で定めておく。
第一の真空バルブ１３1を開状態にして第一の真空ポンプ１２1により真空槽１１内を真空排気し、第一の真空雰囲気を形成する。以後、第一の真空ポンプ１２1による真空排気を継続して真空槽１１内の第一の真空雰囲気を維持する。
【００５８】
本実施例では第二の真空バルブ１３2は閉状態にしておくが、第二の真空バルブ１３2を開状態にして、第一の真空ポンプ１２1と一緒に、第二の真空ポンプ１２2により真空槽１１内を真空排気して、第一の真空雰囲気を形成してもよい。
【００５９】
第一の真空ポンプ１２1は第二の真空ポンプ１２2よりも水分に対する排気速度が大きく、第一の真空ポンプ１２1を用いて真空槽１１内を真空排気することにより、第二の真空ポンプ１２2を用いるよりも真空槽１１内から水分を除去できる。すなわち、水分の第一の真空雰囲気中の分圧は後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さくなる。
【００６０】
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽１１内に成膜対象物３０を搬入し、下地膜が蒸着材料２６と対面する向きで真空槽１１内に配置する。
真空槽１１内は第一の真空ポンプ１２1で真空排気されており、真空槽１１内に残留する水分が下地膜の有機物に付着して損傷させることを防止できる。
【００６１】
電子銃２８から坩堝２７内の蒸着材料２６に電子線を照射して蒸着材料２６を加熱し、蒸着材料２６から金属酸化物の蒸気を放出させる。
放出された金属酸化物の蒸気は成膜対象物３０の下地膜の表面に到達して付着し、成膜対象物３０の下地膜の表面には第一の金属酸化物膜が形成される。
【００６２】
第一の金属酸化物膜の膜厚が所定の膜厚になったら、第二の制御装置１６ｂは、膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、電子銃２８に制御信号を送信して電子線の照射を停止させる。
第一の金属酸化物膜の膜厚は５０ｎｍ以下の所定の膜厚であり、光を透過できるようになっている。
【００６３】
上述の工程では、真空槽１１内に反応性ガスを導入しなかったが、反応性ガスの第一の真空雰囲気中の分圧が後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さい限りでは、真空槽１１内に反応性ガスを導入してもよい。反応性ガスの第一の真空雰囲気中の分圧が後述する第二の真空雰囲気中の分圧より小さいならば、下地膜の反応性ガスとの反応は抑制され、一方、第一の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントが増加して光透過性が向上する。
【００６４】
（第四の成膜工程）
第一の金属酸化物膜の表面に形成する第二の金属酸化物膜の膜厚をあらかじめ定めておく。
第一の真空バルブ１３1を閉状態にして、第一の真空ポンプ１２1による真空排気を停止させる。また第二の真空バルブ１３2が閉状態の場合には、第二の真空バルブ１３2を開状態にして、第二の真空ポンプ１２2による真空排気を開始する。第二の真空ポンプ１２2により真空槽１１内に第二の真空雰囲気を形成する。以後、第二の真空ポンプ１２2による真空槽１１内の真空排気を継続して、真空槽１１内の第二の真空雰囲気を維持する。
反応性ガス流量制御装置１５ａを制御して、反応性ガス源１４ａから真空槽１１内に反応性ガスを導入し、反応性ガスの第二の真空雰囲気中の分圧を第一の真空雰囲気中の分圧より大きくする。
【００６５】
成膜対象物３０の下地膜の表面には１ｎｍ以上の所定の膜厚の第一の金属酸化物膜が形成されており、導入された反応性ガスが下地膜と反応して損傷させることが防止される。
また第一の真空ポンプ１２1による真空排気は停止されており、反応性ガスが第一の真空ポンプ１２1内に凝縮して捕捉され、第一の真空ポンプ１２1内で反応を起こす危険がない。
【００６６】
電子銃２８から坩堝２７内の蒸着材料２６に電子線を照射して加熱し、蒸着材料２６から蒸気を放出させる。蒸着材料２６から放出された蒸気は、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に到達して付着し、第一の金属酸化物膜の表面に第二の金属酸化物膜が形成される。
【００６７】
蒸着材料２６の表面は反応性ガスと反応して酸素を含有する。又は蒸着材料２６から放出された蒸気は第一の金属酸化物膜の表面に到達するまでの間に反応性ガスと反応して酸素を含有する。又は蒸気は第一の金属酸化物膜の表面に到達したのち反応性ガスと反応して酸素を含有する。
【００６８】
いずれにしても、第一、第二の金属酸化物膜が同一種類の金属酸化物の膜の場合には、第二の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントは第一の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントより大きくなる。
【００６９】
第二の金属酸化物膜の膜厚が所定の膜厚になったら、第二の制御装置１６ｂは、膜厚センサ１７の検出結果に基づいて、電子銃２８に制御信号を送信して電子線の照射を停止させる。
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
【００７０】
反応性ガス流量制御装置１５ａを制御して、反応性ガス源１４ａから真空槽１１内への反応性ガスの導入を停止する。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの成膜対象物３０を真空槽１１の外側に搬出し、後工程に送る。
【００７１】
次いで、真空槽１１内から反応性ガスが除去され、真空槽１１内の圧力が所定の圧力になったら、第一の真空ポンプ１２1による真空槽１１内の真空排気を再開し、第一の真空雰囲気を形成する。真空槽１１内の第一の真空雰囲気を維持しながら、酸素と反応する下地膜が表面に露出した別の成膜対象物３０を真空槽１１内に搬入し、上述の第三、第四の成膜工程を順に繰り返して、下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜を形成する。
【００７２】
＜第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
以下では、第一例のスパッタ装置１０ａから反応性ガス源１４ａと反応性ガス流量制御装置１５ａを省略した装置を第二例のスパッタ装置と呼び、第一例のスパッタ装置１０ａから第一の真空ポンプ１２1と第一の真空バルブ１３1を省略した装置を第三例のスパッタ装置と呼ぶ。
【００７３】
第二例、第三例のスパッタ装置を用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
成膜対象物は、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に用いる成膜対象物と同様であり、説明を省略する。
【００７４】
まず、成膜対象物３０を第二例のスパッタ装置の真空槽内に搬入し、上述の第一の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一の金属酸化物膜を形成する。
次いで、成膜対象物３０を大気に曝さないで第二例のスパッタ装置の真空槽から第三例のスパッタ装置の真空槽内に搬送し、上述の第二の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に、第一の金属酸化物膜より酸素を多く含有する第二の金属酸化物膜を形成する。
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
【００７５】
第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法では、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法と異なり、第一、第二の金属酸化物膜を互いに異なる真空槽内で形成するため、第一の金属酸化物膜を形成した後、第二の金属酸化物膜の形成を開始する前に、第一の真空ポンプ１２1による真空排気を停止する工程が不要になる。
【００７６】
また、第二例のスパッタ装置の真空槽内には反応性ガスを導入しないので、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物３０を真空槽内に搬入したときに、真空槽内に残留する反応性ガスにより下地膜が損傷するおそれがないし、第一の真空ポンプ１２1内に反応性ガスが凝縮して反応を起こす危険もない。
【００７７】
第三例のスパッタ装置の真空槽内は第一の真空ポンプ１２1では真空排気されないため、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に比べて真空槽内の水分の分圧が高くなるが、真空槽内に搬入する成膜対象物３０の下地膜の表面には既に第一の金属酸化物膜が形成されており、水分により下地膜が損傷されることはない。
【００７８】
また、第三例のスパッタ装置で一の成膜対象物の第一の金属酸化物膜の表面に第二の金属酸化物膜を形成しながら、第二例のスパッタ装置で別の成膜対象物の下地膜の表面に第一の金属酸化物膜を形成できるので、生産効率を向上できる。
【００７９】
＜第四例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
以下では、第一例の真空蒸着装置１０ｂから反応性ガス源１４ａと反応性ガス流量制御装置１５ａを省略した装置を第二例の真空蒸着装置と呼び、第一例の真空蒸着装置１０ｂから第一の真空ポンプ１２1と第一の真空バルブ１３1を省略した装置を第三例の真空蒸着装置と呼ぶ。
【００８０】
第二例、第三例の真空蒸着装置を用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
成膜対象物は、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に用いる成膜対象物と同様であり、説明を省略する。
【００８１】
まず、成膜対象物３０を第二例の真空蒸着装置の真空槽内に搬入し、上述の第三の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一の金属酸化物膜を形成する。
次いで、成膜対象物３０を大気に曝さないで第二例の真空蒸着装置の真空槽から第三例の真空蒸着装置の真空槽内に搬送し、上述の第四の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に、第一の金属酸化物膜より酸素を多く含有する第二の金属酸化物膜を形成する。
【００８２】
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
第四例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点は、第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点と同様であり、説明を省略する。
【００８３】
＜第五例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
第二例のスパッタ装置と第三例の真空蒸着装置を用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第五例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
成膜対象物は、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に用いる成膜対象物と同様であり、説明を省略する。
【００８４】
まず、成膜対象物３０を第二例のスパッタ装置の真空槽内に搬入し、上述の第一の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一の金属酸化物膜を形成する。
次いで、成膜対象物３０を大気に曝さないで第二例のスパッタ装置の真空槽から第三例の真空蒸着装置の真空槽内に搬送し、上述の第四の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に、第一の金属酸化物膜より酸素を多く含有する第二の金属酸化物膜を形成する。
【００８５】
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
第五例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点は、第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点と同様であり、説明を省略する。
【００８６】
＜第六例の光透過性金属酸化物膜の形成方法＞
第二例の真空蒸着装置と第三例のスパッタ装置を用いて、酸素と反応する下地膜が表面に露出する成膜対象物の下地膜の表面に、光が透過できる金属酸化物膜を形成する第五例の光透過性金属酸化物膜の形成方法を説明する。
成膜対象物は、第一例の光透過性金属酸化物膜の形成方法に用いる成膜対象物と同様であり、説明を省略する。
【００８７】
まず、成膜対象物３０を第二例の真空蒸着装置の真空槽内に搬入し、上述の第三の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一の金属酸化物膜を形成する。
次いで、成膜対象物３０を大気に曝さないで第二例の真空蒸着装置の真空槽から第三例のスパッタ装置の真空槽内に搬送し、上述の第二の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜の表面に、第一の金属酸化物膜より酸素を多く含有する第二の金属酸化物膜を形成する。
【００８８】
このようにして、成膜対象物３０の下地膜の表面に第一、第二の金属酸化物膜を有する光透過性金属酸化物膜が形成される。
第六例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点は、第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法の利点と同様であり、説明を省略する。
【００８９】
上述の第一例〜第六例の光透過性金属酸化物膜の形成方法では、第一、第二の金属酸化物膜としてＩＴＯの薄膜を形成したが、第一、第二の金属酸化物膜は導電性の光透過性金属酸化物の膜であればＩＴＯに限定されず、第一の金属酸化物膜はＩＴＯと、亜鉛添加酸化インジウム（ＩＺＯ）と、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）と、ＺｎＯと、ＳｎＯ2と、Ｉｎ2Ｏ3とからなる金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有する膜であり、第二の金属酸化物膜は前記金属酸化物群のうちいずれか一種類の金属酸化物を含有する膜であってもよい。第一、第二の金属酸化物膜は同一種類の金属酸化物を含有する膜であってもよいし、互いに異なる種類の金属酸化物を含有する膜であってもよい。第一、第二の金属酸化物膜が同一種類の金属酸化物を含有する膜の場合には、第二の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントは第一の金属酸化物膜中の酸素原子の原子パーセントより大きい。
【００９０】
また、第二の金属酸化物膜を形成する際には、ターゲット又は蒸着材料に金属酸化物を用いたが、第一の金属酸化物膜の表面に金属酸化物の膜を形成できるならば、ターゲット又は蒸着材料に金属を用いてもよい。
【００９１】
＜有機光デバイスの製造方法＞
上述の第三例の光透過性金属酸化物膜形成方法を用いた有機光デバイスの製造方法を、有機光デバイスとして有機ＥＬ表示装置を例に説明する。
図７（ａ）は本実施例で用いる成膜対象物３０の内部側面図を示している。成膜対象物３０は基板７１と、基板７１の表面に配置された反射層７２と、反射層７２の表面に配置された所定のパターン形状の陽極７３とを有している。
【００９２】
基板７１には本実施例ではガラス基板が用いられる。
反射層７２は本実施例では基板７１の表面に密着されたＣｒ膜と、Ｃｒ膜の表面に密着されたＡｇ膜とを有し、基板７１とは逆側、すなわちＡｇ膜側から入射する光を反射できるようになっている。
陽極７３は透明導電膜であり、本実施例ではＩＴＯが用いられている。隣り合う二つの陽極７３は互いに離間されている。
【００９３】
図６は本実施例で用いる有機光デバイス製造装置６０の内部構成図を示している。
有機光デバイス製造装置６０は、上述の第二例、第三例のスパッタ装置と、搬送室６７と、搬入出室６１と、ホール注入層とホール輸送層の成膜を行う第一の成膜室６２と、光電変換層の成膜を行う第二の成膜室６３と、電子輸送層と電子注入層の成膜を行う第三の成膜室６４と、アニール室６５と、封止層の成膜を行う封止室６６とを有している。第二例、第三例のスパッタ装置に符号１０ｃ、１０ｄを付して示す。
【００９４】
第二例、第三例のスパッタ装置１０ｃ、１０ｄの真空槽と、搬入出室６１と、第一〜第三の成膜室６２〜６４と、アニール室６５と、封止室６６は、搬送室６７にそれぞれ気密に接続されている。各室６１〜６７にはそれぞれ不図示の真空排気装置が接続され、各室６１〜６７内を真空排気できるように構成されている。
【００９５】
搬送室６７内には、搬送装置６８が配置されている。搬送装置６８は、成膜対象物３０を、大気に曝さずに、搬送室６７を経由して、搬送室６７に接続された各室６１〜６６内と第二例、第三例のスパッタ装置１０ｃ、１０ｄの真空槽内に搬入・搬出できるように構成されている。
【００９６】
まず、各室６１〜６７内と第二例、第三例のスパッタ装置１０ｃ、１０ｄの真空槽内をそれぞれ真空排気する。以後真空排気を継続して各室６１〜６７内と第二例、第三例のスパッタ装置１０ｃ、１０ｄの真空槽内の真空雰囲気を維持する。
【００９７】
搬入出室６１内の真空雰囲気を維持しながら、搬入出室６１内に成膜対象物３０を搬入する。次いで、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、搬入出室６１内から第一の成膜室６２内に移動させる。
【００９８】
（ホール注入層・ホール輸送層成膜工程）
第一の成膜室６２は、ホール注入層とホール輸送層の有機材料をそれぞれ加熱して、各有機材料の蒸気を室内にそれぞれ放出できるように構成されている。
【００９９】
成膜対象物３０を陽極７３を露出させた状態で第一の成膜室６２内に配置した後、室内にホール注入層の有機材料の蒸気を放出させ、図７（ｂ）を参照し、成膜対象物３０の陽極７３の表面にホール注入層７４を形成する。所定の膜厚のホール注入層７４を形成した後、ホール注入層の有機材料の蒸気の放出を停止する。
【０１００】
次いで、室内にホール輸送層の有機材料の蒸気を放出させ、成膜対象物３０のホール注入層７４の表面にホール輸送層７５を形成する。所定の膜厚のホール輸送層７５を形成した後、ホール輸送層の有機材料の蒸気の放出を停止する。
図６を参照し、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、第一の成膜室６２から取り出し、第二の成膜室６３内に搬入する。
【０１０１】
（光電変換層成膜工程）
第二の成膜室６３内には、所定のパターン形状の開口が設けられたマスク板３９が配置されている。また、第二の成膜室６３は、赤色、緑色、青色発光層の有機材料をそれぞれ加熱して、各有機材料の蒸気を室内にそれぞれ放出できるように構成されている。
【０１０２】
成膜対象物３０のホール輸送層７５の表面のうち、陽極７３の膜厚方向の延長線上に赤色、緑色、青色発光層を成膜すべき部分をそれぞれ定めておく。
成膜対象物３０をホール輸送層７５を露出させた状態で第二の成膜室６３内に配置した後、成膜対象物３０とマスク板３９とを位置合わせして、ホール輸送層７５の表面のうち赤色発光層を成膜すべき部分をマスク板３９の開口から露出させる。
【０１０３】
次いで、室内に赤色発光層の有機材料の蒸気を放出させ、図７（ｃ）を参照し、成膜対象物３０のホール輸送層７５の表面に所定のパターン形状の赤色発光層７６Ｒを形成する。所定の膜厚の赤色発光層７６Ｒを形成した後、赤色発光層の有機材料の蒸気の放出を停止する。
【０１０４】
赤色発光層の成膜方法と同様にして、ホール輸送層７５の表面のうち緑色発光層を成膜すべき部分をマスク板３９の開口から露出させ、成膜対象物３０のホール輸送層７５の表面に緑色発光層７６Ｇを形成し、ホール輸送層７５の表面のうち青色発光層を成膜すべき部分をマスク板３９の開口から露出させ、成膜対象物３０のホール輸送層７５の表面に青色発光層７６Ｂを形成する。
【０１０５】
成膜対象物３０のホール輸送層７５の表面に赤色、緑色、青色発光層７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂをそれぞれ形成した後、図６を参照し、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、第二の成膜室６３から取り出し、第三の成膜室６４内に搬入する。
【０１０６】
（電子輸送層・電子注入層成膜工程）
第三の成膜室６４は、電子注入層と電子輸送層の成膜材料をそれぞれ加熱して、各成膜材料の蒸気を室内にそれぞれ放出できるように構成されている。
【０１０７】
成膜対象物３０を赤色、緑色、青色発光層７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂを露出させた状態で第三の成膜室６４内に配置した後、室内に電子輸送層の成膜材料の蒸気を放出させ、図７（ｄ）を参照し、成膜対象物３０の赤色、緑色、青色発光層７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂの表面に電子輸送層７７を形成する。所定の膜厚の電子輸送層７７を形成した後、電子輸送層の成膜材料の蒸気の放出を停止する。
【０１０８】
次いで、ホール注入層の成膜材料として本実施例ではＡｌｑ3とＬｉを加熱して、室内にＡｌｑ3とＬｉの蒸気を放出させ、成膜対象物３０の電子輸送層７７の表面にＡｌｑ3とＬｉの蒸気を一緒に到達させ、電子輸送層７７の表面にＬｉが分散された状態で含有されたＡｌｑ3の薄膜からなる電子注入層７８を形成する。
【０１０９】
本実施例では、Ａｌｑ3とＬｉを加熱して蒸気を生成し、電子輸送層７７の表面にＬｉが分散された状態で含有されたＡｌｑ3の薄膜からなる電子注入層７８を形成したが、Ｌｉの代わりにＢａ、Ｃａ又はＣｓを加熱して蒸気を生成し、電子輸送層７７の表面にＢａ、Ｃａ又はＣｓが分散された状態で含有されたＡｌｑ3の薄膜からなる電子注入層７８を形成してもよい。
【０１１０】
また、ＡｇとＭｇを加熱して蒸気を生成し、電子輸送層７７の表面にＡｇとＭｇの蒸気を一緒に到達させ、電子輸送層７７の表面にＭｇが分散された状態で含有されたＡｇの薄膜からなる電子注入層７８を形成してもよい。
電子輸送層７７の表面に、光を透過できる所定の膜厚の電子注入層７８を形成した後、電子注入層の成膜材料の蒸気の放出を停止する。
図６を参照し、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、第三の成膜室６４から取り出し、第二例のスパッタ装置１０ｃの真空槽内に搬入する。
【０１１１】
（陰極成膜工程）
図７（ｅ）を参照し、上述の第三例の光透過性金属酸化物膜の形成方法と同様にして、電子注入層７８の表面に光透過性金属酸化物膜である陰極３３を形成する。
具体的には、まず上述の第一の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の電子注入層７８の表面に、第一の酸素含有量の第一の金属酸化物膜３１を形成する。
【０１１２】
図６を参照し、第一の金属酸化物膜３１を形成した後、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、第二例のスパッタ装置１０ｃの真空槽から取り出し、第三例のスパッタ装置１０ｄの真空槽内に搬入する。
【０１１３】
図７（ｅ）を参照し、上述の第二の成膜工程と同様にして、成膜対象物３０の第一の金属酸化物膜３１の表面に、第一の酸素含有量より多い第二の酸素含有量の第二の金属酸化物膜３２を形成する。
このようにして第一、第二の金属酸化物膜３１、３２を有する光透過性金属酸化物である陰極３３が形成される。
【０１１４】
図６を参照し、第二の金属酸化物膜３２を形成した後、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、第三例のスパッタ装置１０ｄの真空槽から取り出し、アニール室６５に搬入する。
【０１１５】
（アニール工程）
アニール室６５は、内部に配置された成膜対象物３０に赤外線を照射して加熱できるように構成されている。
【０１１６】
成膜対象物３０を陰極３３を露出させた状態でアニール室６５内に配置した後、成膜対象物３０の陰極３３に赤外線を照射して、有機物を含有する各層７４〜７８のガラス転移温度未満の温度に加熱する。本実施例では５０℃〜２００℃の温度範囲に加熱する。
【０１１７】
陰極３３の金属酸化物膜は加熱されると、結晶性が向上し、導電性と光透過性が向上する。
陰極３３の加熱を終了した後、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、アニール室６５から取り出し、封止室６６に搬入する。
【０１１８】
（封止膜形成工程）
封止室６６は、内部に封止材料ガスを導入できるように構成されている。本実施例では、封止材料ガスにＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガスが用いられる。
【０１１９】
成膜対象物３０を第二の金属酸化物膜３２を露出させた状態で封止室６６内に配置した後、室内にＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガスを導入し、図７（ｆ）を参照し、成膜対象物３０の第二の金属酸化物膜３２の表面でＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガスを化学反応させ、第二の金属酸化物膜３２の表面にＳｉＮxの薄膜である光透過性の封止膜７９を形成する。所定の膜厚の封止膜７９を形成した後、封止材料ガスの導入を停止する。
【０１２０】
封止膜７９を形成した後、搬送装置６８により、成膜対象物３０を、大気に曝さないで、封止室６６から取り出し、搬入出室６１内に搬入する。搬入出室６１内の真空雰囲気を維持しながら、搬入出室６１から成膜対象物３０を搬出し、後工程に送る。
このようにして、有機ＥＬ表示装置が形成される。
【０１２１】
第一、第二の金属酸化物膜３１、３２を有する陰極３３と、陽極７３との間に直流電圧を印加すると、陰極３３と陽極７３からそれぞれ注入された電子とホール（正孔）が赤色、緑色、青色発光層７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂ内で結合し、光が発生する。電子輸送層７７側に進行する光は、電子輸送層７７と電子注入層７８と第一、第二の金属酸化物膜３１、３２と、封止膜７９を順に透過して外部に放出される。ホール輸送層７５側に進行する光は、ホール輸送層７５とホール注入層７４と陽極７３とを順に透過した後、反射層７２で反射され、次いで、反射層７２上の各層７３〜７９を順に透過して外部に放出される。
【０１２２】
上述の有機光デバイスの製造方法では、有機光デバイスとして有機ＥＬ表示装置を例に説明したが、有機光デバイスは有機ＥＬ表示装置に限定されず、上述の方法と同様にして、封止膜側から光を放出する有機ＥＬ照明装置や、封止膜側から入射する光を吸収して電力に変換する有機太陽電池、イメージセンサのようなデバイスを製造することもできる。
【０１２３】
また、上述の有機光デバイスの製造方法の陰極成膜工程では、第三例の光透過性金属酸化物膜形成方法と同様にして第一、第二の金属酸化物膜３１、３２を有する陰極３３を形成したが、第一例、第二例、第四例〜第六例の光透過性金属酸化物膜形成方法と同様にして第一、第二の金属酸化物膜３１、３２を有する陰極３３を形成してもよい。
【０１２４】
第一例、第二例の光透過性金属酸化物膜形成方法と同様にして陰極３３を形成する場合には、第一、第二の金属酸化物膜３１、３２を同一の真空槽内で形成するため、有機光デバイス製造装置６０の大きさをコンパクトにできる。
【符号の説明】
【０１２５】
１１……真空槽
１２1……第一の真空ポンプ
１２2……第二の真空ポンプ
２１……ターゲット
３０……成膜対象物
３１……第一の金属酸化物膜
３２……第二の金属酸化物膜
４５……凝縮面
【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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