(57)【要約】有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１、該ガラス基板１の表面に成膜されたアルカリパッシベーションのためのＳｉＯ２膜２、及びＳｉＯ２膜２の表面に成膜されたＩＴＯ膜３から成るＩＴＯ膜付き基板４と、ＩＴＯ膜３の表面に成膜され発光層６に効率よく正孔を注入するための正孔輸送層５と、正孔輸送層５の表面に成膜され発光層６に電子を注入するための金属薄膜層７と、注入された正孔と電子を再結合して光を放出する発光層６とで構成されている。このガラス基板１の表面平滑性を０≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御する。これにより、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる。
2002098812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御することを特徴とする透明基板の製造方法。
【請求項２】
前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の透明基板の製造方法。
【請求項３】
前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第２項記載の透明基板の製造方法。
【請求項４】
前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第３項記載の透明基板の製造方法。
【請求項５】
前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を主として研磨することにより行うことを特徴とする請求の範囲第１項記載の透明基板の製造方法。
【請求項６】
前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行い、当該透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、当該透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第５項記載の透明基板の製造方法。
【請求項７】
前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第６項記載の透明基板の製造方法。
【請求項８】
前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行うことを特徴とする請求の範囲第５項記載の透明基板の製造方法。
【請求項９】
前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄することを特徴とする請求の範囲第８項記載の透明基板の製造方法。
【請求項１０】
前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第９項記載の透明基板の製造方法。
【請求項１１】
前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第９項記載の透明基板の製造方法。
【請求項１２】
前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことを特徴とする請求の範囲第８項記載の透明基板の製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことを特徴とする請求の範囲第１１項又は第１２項記載の透明基板の製造方法。
【請求項１４】
請求の範囲第１項乃至第１３項のいずれか１項に記載の透明基板の製造方法によって製造されたことを特徴とする透明基板。
【請求項１５】
表面上に透明導電膜が成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであることを特徴とする請求の範囲第１４項記載の透明基板。
【請求項１６】
透明導電膜が表面上に成膜される透明基板であって、前記透明基板の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍであることを特徴とする透明基板。
【請求項１７】
前記表面が研磨されるのが省略されていることを特徴とする請求の範囲第１６項記載の透明基板。
【請求項１８】
前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第１７項記載の透明基板。
【請求項１９】
前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の透明基板。
【請求項２０】
前記表面が研磨されていることを特徴とする請求の範囲第１６項記載の透明基板。
【請求項２１】
前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われ、当該表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により洗浄され、当該透明基板の表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第２０項記載の透明基板。
【請求項２２】
前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の透明基板。
【請求項２３】
前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われた後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われたことを特徴とする請求の範囲第２０項記載の透明基板。
【請求項２４】
前記表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸により洗浄されていることを特徴とする請求の範囲第２３項記載の透明基板。
【請求項２５】
前記表面が洗浄された後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第２４項記載の透明基板。
【請求項２６】
前記表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第２４項記載の透明基板。
【請求項２７】
前記表面の研磨が行われた後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことを特徴とする請求の範囲第２３項記載の透明基板。
【請求項２８】
前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことを特徴とする請求の範囲第２６項又は第２７項記載の透明基板。
【請求項２９】
表面上に透明導電膜が成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであることを特徴とする請求の範囲第１６項乃至第２８項のいずれか１項に記載の透明基板。
【請求項３０】
請求の範囲第１４項乃至第２９項のいずれか１項に記載の透明基板を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：電界発光、以下「ＥＬ」という。）素子に関し、特に、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機ＥＬ素子に関する。
背景技術
有機ＥＬ素子は、通常、ガラス基板等の透明基板表面上に陽極として用いられる透明導電膜が成膜された素子であり、平面光源や次世代のフラットパネルディスプレイ等に用いられる素子として注目されている。透明導電膜には、光の透過率が高く低抵抗特性を有する材料が用いられ、この材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）にスズ（Ｓｎ）を添加した酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：以下「ＩＴＯ」という。）等が知られている。この種の有機ＥＬ素子においては、陽極から注入された正孔が正孔輸送層を介して発光層に到達し、また陰極から注入された電子が電子輸送層を介して発光層に到達し、該発光層でこれら正孔と電子とが再結合することにより、発光動作が実現される。
ところで、従来の有機ＥＬ素子では、陽極の表面高低差（表面凹凸）が大きいと、その凸部（突起）に電界が集中してＥＬ素子が破壊されたり、該凸部が陰極と短絡したりして、非発光点（ＥＬ素子表面上で発光しない点）が発生することがある。これらの現象が起こると、有機ＥＬ素子の耐久性が著しく低下するので、陽極である透明導電膜（ＩＴＯ膜）が成膜された透明基板には優れた平滑性が求められている。
透明基板としてのガラス基板は、通常、製造時に発生するうねり等を除去するために表面が研磨剤を用いて研磨パッド等により研磨されており、その際、ガラス基板表面に研磨剤や研磨クズ等の異物による傷が発生したり、研磨剤が残存したりする。このような傷入りガラス基板や研磨剤が残存したガラス基板にＩＴＯ膜が成膜されると、傷や研磨剤がＩＴＯ膜の平滑性に影響して局所的な凸部を発生させるので、ＩＴＯ膜には表面の研磨が必要となっている。
しかしながら、ＩＴＯ膜の表面を研磨剤を用いて研磨パッド等により研磨する場合、研磨剤やガラス基板と研磨パッドの間に混入した異物によりＩＴＯ膜表面上に傷が発生するので、有機ＥＬ素子を製造する際に非発光点等が発生し、有機ＥＬ素子に歩留まりが低下するという問題があった。また、ＩＴＯ膜の表面を研磨する研磨工程が必要となるため、コストアップの原因ともなっていた。
本発明の目的は、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる透明基板の製造方法及び透明基板、並びに該透明基板を有する有機ＥＬ素子を提供することである。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明の第１の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御する透明基板の製造方法が提供される。
本第１の形態において、前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより行うことが好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがより好ましい。
本第１の形態において、前記エッチング処理を行った後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことがさらに好ましい。
本第１の形態において、前記表面平滑性の制御を前記透明基板の表面を主として研磨することにより行うことが好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行い、当該透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、当該透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがより好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面の研磨を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行うことがより好ましい。
本形態において、前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄することがさらに好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うことがさらに好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面を洗浄した後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがさらに好ましい。
本第１の形態において、前記透明基板の表面の研磨を行った後に、前記透明基板の表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うことがさらに好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第２の形態によれば、本発明の第１の形態の透明基板の製造方法によって製造された透明基板が提供される。
本第２の形態において、透明導電膜が表面上に成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであることが好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第３の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板であって、前記透明基板の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍである透明基板が提供される。
本第３の形態において、前記表面を研磨するが省略されていることが好ましい。
本第３の形態において、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがより好ましい。
本第３の形態において、前記エッチング処理が行われた後に、前記表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことがさらに好ましい。
本第３の形態において、前記表面が研磨されていることが好ましい。
本第３の形態において、前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われ、当該表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により洗浄され、当該透明基板の表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがより好ましい。
本第３の形態において、前記表面の研磨が所定の平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われた後さらに当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉が用いられることにより行われたことがより好ましい。
本第３の形態において、前記表面の研磨が行われた後に、前記表面が硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸により洗浄されていることがさらに好ましい。
本第３の形態において、前記表面が洗浄された後に、前記透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄が行われたことがさらに好ましい。
本第３の形態において、前記表面が洗浄された後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがさらに好ましい。
本第３の形態において、前記表面の研磨が行われた後に、前記表面に、フッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理が行われたことがさらに好ましい。
本第３の形態において、透明導電膜が表面上に成膜され、当該成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであることがさらに好ましい。
上記目的を達成するために、本発明の第４の形態によれば、本発明の第２及び第３の形態の透明基板を有するエレクトロルミネッセンス素子が提供される。
発明を実施するための最良の形態
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の製造方法であって、前記透明基板の表面における表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御すると、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのを見出した。
また、本発明者は、好ましくは、前記表面平滑性を前記透明基板の表面を研磨するのを省略することにより制御すると、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができ、前記表面平滑性を前記透明基板の表面を主として研磨することにより制御すると、透明基板の表面における表面平滑性を確実に制御することができるのを見出した。
さらに、本発明者は、前記透明基板の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御された透明基板表面上に透明導電膜が成膜された透明基板であって、前記成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであると、非発光点がなく耐久性がより高い有機ＥＬ素子に用いることができるのを見出した。
本発明は、上記研究結果に基づいてなされたものである。
以下、本発明の実施の形態に係る透明基板の製造方法を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す概略断面図である。
図１において、有機ＥＬ素子１０は、ソーダライム等から成るガラス基板１（透明基板）、該ガラス基板１の表面に成膜されたアルカリパッシベーションのためのＳｉＯ２膜（酸化珪素膜）２、及びＳｉＯ２膜２の表面に成膜されたＩＴＯ膜３（透明導電膜）から成るＩＴＯ膜付き基板４（透明導電膜が成膜されている透明基板）と、ＩＴＯ膜３の表面に成膜され発光層６に効率よく正孔を注入するための正孔輸送層５と、正孔輸送層５の表面に成膜され発光層６に電子を注入するための金属薄膜層７と、注入された正孔と電子とが再結合することを利用して光を放出する発光層６とで構成され、ＩＴＯ膜３と金属薄膜層７との間に可変直流電源により直流電圧が印加される。
正孔輸送層５及び発光層６はいずれも有機材料で形成され、正孔輸送層５を構成する有機材料としては、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）やｍ−ＭＴＤＡＴＡ（例えば、４，４’，４”−トリス−（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン）が使用される。また、発光層６は母材にドーパントが含有されており、母材を構成する有機材料としては、キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）やＤＰＶＢｉ（例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル）を使用することができる。金属薄膜層７を構成する金属材料としては、Ａｌ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｉｎ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ｓｒ，Ａｌ−Ｓｒ等の金属材料を使用することができる。
このように構成された有機ＥＬ素子１０は、ＩＴＯ膜３を陽極とし、金属薄膜層７を陰極としてＩＴＯ膜３と金属薄膜層７との間に直流電圧を印加すると、ＩＴＯ膜３からの正孔が正孔輸送層５を介して発光層６に到達する一方、金属薄膜層７からの電子が発光層６に到達すると、該発光層６で正孔と電子が再結合し、図１中の矢印Ａ方向に大部分の光が放出される。
ところが、陽極であるＩＴＯ膜付き基板４の表面凹凸が顕著で表面高低差が大きいと、その凸部に集中して電界がかかり、微小な放電が生じて有機ＥＬ素子１０自体が破壊されたり、非発光点が発生して該有機ＥＬ素子１０の耐久性を著しく低下させる。したがって、良好な発光状態を維持して耐久性を向上させるためには、ＩＴＯ膜付き基板４の表面に表面高低差が極力小さい優れた表面平滑性としてのＲｚ（１０点平均粗さ）が求められる。表面平滑性としての１０点平均粗さＲｚとは、基準高さに対応する抜き取り部分の最高値から５番目までの山頂の標高の平均値と、基準高さに対応する抜き取り部分の最深から５番目までの谷底の標高の平均値との差である。
本発明の第１の実施の形態では、まず、ガラス基板１の表面平滑性が予め０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍのものを用いる。これは、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚがガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚに大きく影響するからである。これにより、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚを向上させることができる。
そして、０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍのガラス基板１に表面を研磨する研磨処理を施すことを省略する。これは、該研磨処理後に残存する研磨剤（例えば、酸化セリウム粉）や研磨クズ、研磨により表面に発生した傷等により、ガラス基板１の表面に局所的な突起等が発生するからである。これにより、ガラス基板１、ひいてはＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚが低下するのを防止することができる。
その後、必要に応じて表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液（酸性水溶液）によるエッチング処理を行い、ガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚを制御し、ガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚをさらに改善させるのが好ましい。このエッチング処理を行った場合には、所定のアルカリ性液により表面の洗浄を行うこと（以下、「アルカリ洗浄」という。）がより好ましく、これにより、エッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
こうして、第１の実施の形態において用いるべきガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍとすることができる。
また、第２の実施の形態では、０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍのガラス基板１の表面に主として研磨処理を施し、ガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに改善させたものを用いる。これは、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚがガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚに大きく影響するからである。これにより、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚを向上させることができる。
この研磨処理を施した場合には、硫酸及びアスコルビン酸の混合液により表面を洗浄すること（以下、「混合液洗浄」という。）や上記エッチング処理を行うのが好ましく、混合液洗浄に次いでエッチング処理を行うのがより好ましい。混合液洗浄により、研磨処理後に残存するガラス基板１表面の研磨剤を効果的に除去することができる。また、この混合液洗浄を行った後には、アルカリ洗浄を行うのがより好ましく、これにより、混合液により荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
なお、上記研磨処理を施す場合には、研磨剤として、例えば平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いる（１段研磨）。但し、この１段研磨のみを行った場合には、研磨されたガラス基板１の表面に混合液洗浄、次いでエッチング処理を行うことが必須となる。そして、この１段研磨に次いで仕上げ研磨処理を施すときは、研磨剤として、例えば平均粒径の小さい約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いることができる（２段研磨）。仕上げ研磨処理を施すことにより、より確実にガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御することができる。
こうして、第２の実施の形態において用いるべきガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍとすることができる。
上述したように表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御したガラス基板１を用いてＩＴＯ膜付き基板４を作製すると、その表面には局所的な凸部（突起）等が全く見られず、ＩＴＯ膜の表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍで非常に平滑なＩＴＯ膜付き基板４とすることができる。
ガラス基板１の母材ガラスは、シート状ガラスであれば、どのような製法で作製されたシート状ガラスでもよく、例えば、溶融金属の上で所定の厚さに成形されるフロート法によって作製されたものが好ましい。
フロート法は、所定の組成になるように原料を調合して、溶融炉に投入し、溶融炉の中で長時間を掛けて高温で溶融・均質化を実施する。次に、密閉構造で還元雰囲気にしてある成形槽の溶融金属（例えば、錫（Ｓｎ））の上に溶融ガラスを流し込み、所定の厚さに成形する。その後、徐冷炉で歪みの発生を防ぎながら、常温まで冷却する。このシート状ガラスの生産方式は、溶融金属の上で所定の厚さに成形するので厚さの均一性とガラスの平滑性に優れた高品質で、且つ、大量のガラスを連続して生産する方式であるので生産性が非常に高いシート状ガラスの生産方式である。
次に、図１のＩＴＯ膜付き基板４の製造方法について説明する。
図２は、図１のＩＴＯ膜付き基板４の製造に使用されるイオンプレーティング装置の内部構造図である。
図２において、１１はソーダライム等から成るガラス基板である。成膜室となる真空容器１８の一方の側壁には排気口１９が設けられ、他方の側壁には筒状部２０が設けられている。そして、該筒状部２０には圧力勾配型のプラズマガン２２が装着されると共に該筒状部２０の周囲には収束コイル２１が配設されている。
プラズマガン２２は、電磁石コイル２３が内蔵されて筒状部２０に接続された第２の中間電極２４と、環状永久磁石２５が内蔵されて前記第２の中間電極２４と並設された第１の中間電極２６と、陰極２７と、該陰極２７と前記第１の中間電極２６との間に介在された円筒状のガラス管２８とを備えている。
電磁石コイル２３は電源２９により励磁され、収束コイル２１は電源３０により励磁される。なお、電源２９及び電源３０は、共に可変電源とされている。
第２の中間電極２４及び第１の中間電極２６は、夫々垂下抵抗器３１，３２を介して可変電圧型の主電源３３の一端（正側）に接続され、該主電源３３の他端（負側）は陰極２７に接続されている。また、主電源３３にはスイッチ３６を介して補助放電電源３４及び垂下抵抗器３５が並列接続されている。
また、ガラス管２８の内部には陰極２７に固着されたＭｏ（モリブデン）からなる円筒部材３７と、Ｔａ（タンタル）からなるパイプ３８と、該パイプ３８の先方であって前記円筒部材３７に固着されたＬａＢ６からなる円盤状部材３９とが設けられ、放電ガス（例えば、所定量の酸素を含有したＡｒガス）が矢印Ｂ方向からパイプ３８を介しプラズマガン２２の内部に供給される。
真空容器１８の底部には、タブレット（被蒸発物質）としてのＩＴＯ焼結体４０を収容する主ハース４１が配設され、また主ハース４１には補助ハース４２が周設されている。主ハース４１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２２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３３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。
補助ハース４２も主ハース４１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４３及び電磁石４４が収容され、該電磁石４４は可変電源であるハースコイル電源４５により励磁される。すなわち、補助ハース４２は、主ハース４１を囲む環状容器内に環状永久磁石４３と電磁石４４とを同軸上に積層して配設されると共に、電磁石４４はハースコイル電源４５に接続され、環状永久磁石４３によって形成される磁界と電磁石４４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４３により発生する中心側の磁界の向きと電磁石４４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４５の電圧を変化させることにより、電磁石４４に供給される電流を変化可能にしている。
また、補助ハース４２も垂下抵抗器４６を介して主ハース４１と同様、主電源３３の正側に接続されて陽極を構成している。
なお、真空容器１８の上部には加熱ヒータ４７が配設され、該加熱ヒータ４７により、ガラス基板１０は所定温度に加熱される。
このように構成されたイオンプレーティング装置においては、酸化スズ（ＳｎＯ２）の含有率が４〜６質量％とされたＩＴＯ焼結体４０を主ハース４１の凹部に収容し、プラズマガン２２の陰極２７側から放電ガスがパイプ３８に供給されると、主ハース４１との間で放電が生じ、これによりプラズマビームが生成される。このプラズマビームは、環状永久磁石２５及び電磁石コイル２３により収束され、収束コイル２１と補助ハース４２内の環状永久磁石４３及び電磁石４４により決定される磁界に案内されて主ハース４１に到達する。
そして、主ハース４１に収容されているＩＴＯ焼結体４０はプラズマビームにより加熱されて蒸発し、蒸発粒子はプラズマビームによりイオン化され、加熱ヒータ４７により加熱されているガラス基板１１にＩＴＯ膜が成膜される。
上記実施の形態によれば、有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１、該ガラス基板１の表面に成膜されたアルカリパッシベーションのためのＳｉＯ２膜２、及びＳｉＯ２膜２の表面に成膜されたＩＴＯ膜３から成るＩＴＯ膜付き基板４と、ＩＴＯ膜３の表面に成膜され発光層６に効率よく正孔を注入するための正孔輸送層５と、正孔輸送層５の表面に成膜され発光層６に電子を注入するための金属薄膜層７と、注入された正孔と電子とが再結合することを利用して光を放出する発光層６とで構成され、ガラス基板１の表面平滑性が０≦Ｒｚ≦４ｎｍであるので、非発光点を発生させることなく耐久性が向上させることができ、且つコストダウンさせることができる。さらに、有機ＥＬ素子１０は、表面平滑性が０≦Ｒｚ≦４ｎｍであるガラス基板１、ひいては表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍであるＩＴＯ膜付き基板４を有するので、製造上の歩留まりの低下を防止すると共に耐久性を向上させ、且つコストダウンすることができる。
上記実施の形態では、混合液洗浄とエッチング処理とを別工程としたが、混合液洗浄における混合液とエッチング処理におけるエッチャントとを混合した水溶液を用いることにより同一工程としてもよい。これにより、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができる。
また、上記実施の形態では、混合液洗浄において用いられる混合液を硫酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としてもよい。また、エッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としてもよい。
実施例
以下、本発明の第１の実施例を説明する。
本発明者等は、表面平滑性としてのＲｚ及び作製条件が異なるガラス基板１を用いてＩＴＯ膜付き基板４を作製すると共に、作製されたＩＴＯ膜付き基板４から有機ＥＬ素子１０を作製した（実施例１〜７，比較例１〜４）。
すなわち、表面平滑性としてのＲｚ及び作製条件が異なるガラス基板１をディップ式の超音波洗浄機でアルカリ洗剤を用いて洗浄し温風乾燥した。次に、ガラス基板１をインライン型の真空成膜装置に投入し、約２２０℃になるまで加熱排気した後、Ａｒガスを導入し、圧力が０．４〜０．７Ｐａになるように調節して、高周波マグネトロンスパッタリング法によりアルカリパッシベーションのためのＳｉＯ２膜２を成膜した。ＳｉＯ２膜２が成膜されたガラス基板１を大気に曝露させることなく、図２のイオンプレーティング装置を用いて引き続きＩＴＯ膜３を成膜した。このようにしてガラス基板１を用いたＩＴＯ膜付き基板４を作製した。
次に、作製されたＩＴＯ膜付き基板４を真空蒸着装置内に配し、１．３×１０−４Ｐａ以下の圧力になるまで排気した後、正孔輸送層５であるトリフェニルジアミン（ＴＰＤ）と発光層６であるキノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を成膜した。続いて、これら有機層上に金属薄膜層７であるＭｇＡｇ合金膜（Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）を陰極として成膜した。成膜されたＩＴＯ膜付き基板４を大気に曝露させることなく、真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。このようにして作製されたＩＴＯ膜付き基板４から有機ＥＬ素子１０を作製した。
そして、表面平滑性としてのＲｚ及び作製条件が異なるガラス基板１及び作製されたＩＴＯ膜付き基板４のＩＴＯ膜３の表面平滑性Ｒｚを原子間力顕微鏡を用いて測定すると共に、作製された有機ＥＬ素子１０に直流電流を印加して有機ＥＬ素子１０の発光特性を評価した。表１にその結果を示す。
2002098812.tif 000003
なお、表１において、ガラス基板１の作製条件における「１段研磨」は、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、同「混合液洗浄」は、ガラス基板１の表面に硫酸及びアスコルビン酸の混合液による洗浄を行ったことを意味し、同「エッチング」は、ガラス基板１の表面にフッ酸水溶液によるエッチング処理を行ったことを意味し、同「アルカリ洗浄」は、ガラス基板１の表面に混合液洗浄やエッチング処理の後にガラス基板１の表面に所定のアルカリ性液により洗浄を行ったことを意味する。また、有機ＥＬ素子１０の発光特性については、有機ＥＬ素子１０に非発光点が確認されたか否かによって、非発光点の有無として評価した。
実施例１
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝４ｎｍのソーダライム製ガラス基板１を用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝７ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例２
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝８ｎｍのソーダライム製ガラス基板１をフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝３ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例３
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝４ｎｍのソーダライム製ガラス基板１をフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝４ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例４
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝４ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝８ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例５
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝４ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例６
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝３ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝７ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例７
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板１を浸漬した後に、ガラス基板１の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝３ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
比較例１
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝８ｎｍのソーダライム製ガラス基板１を用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１４ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
比較例２
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨することにより表面平滑性をＲｚ＝１０ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１７ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
比較例３
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行った後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝５ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝９ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
比較例４
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨し、硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去した後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝８ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１５ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
上記実施例１〜７及び比較例１〜４によれば、表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍのガラス基板１、又はガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御したものを用いると、ＩＴＯ膜３の表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍのＩＴＯ膜付き基板４を作製することができ、有機ＥＬ素子１０の表面上に非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのが判った。さらに比較例１〜４によれば、ガラス基板１の表面平滑性をＲｚ＞４ｎｍに制御したものを用いると、ＩＴＯ膜３の表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍのＩＴＯ膜付き基板４を作製することができないことが判った。
また、実施例１〜３によれば、ガラス基板１の表面を研磨するのを省略すると、ガラス基板１の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に生産効率を向上させることができるのが判った。さらに、実施例２，３によれば、ガラス基板１の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板１の傷等を除去することができ、好ましくは当該エッチング処理の後にガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、エッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、ガラス基板１の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例４〜６によれば、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨した場合でも、ガラス基板１の表面に硫酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、その後、ガラス基板１の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板１の傷等を除去することができ、好ましくは当該エッチング処理の後にガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、エッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、ガラス基板１の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例７によれば、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨した場合でも、ガラス基板１を硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、ガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例４〜６による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記第１の実施例では、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第１の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
以下、本発明の第２の実施例を説明する。
本発明者等は、表面平滑性としてのＲｚ及び作製条件が異なるガラス基板１を用いてＩＴＯ膜付き基板４を作製すると共に、作製されたＩＴＯ膜付き基板４から有機ＥＬ素子１０を作製した（実施例８〜１６，比較例５〜７）。
すなわち、作製条件が異なるガラス基板１をディップ式の超音波洗浄機でアルカリ洗剤を用いて洗浄し温風乾燥した。次に、ガラス基板１をインライン型の真空成膜装置に投入し、約２２０℃になるまで加熱排気した後、Ａｒガスを導入し、圧力が０．４〜０．７Ｐａになるように調節して、高周波マグネトロンスパッタリング法によりアルカリパッシベーションのためのＳｉＯ２膜２を成膜した。ＳｉＯ２膜２が成膜されたガラス基板１を大気に暴露することなく、図２のイオンプレーティング装置を用いて引き続きＩＴＯ膜３を成膜した。これにより、ガラス基板１を用いたＩＴＯ膜付き基板４を作製した。
次に、作製されたＩＴＯ膜付き基板４を真空蒸着装置内に配し、１．３×１０−４Ｐａ以下の圧力になるまで排気した後、正孔輸送層５であるトリフェニルジアミン（ＴＰＤ）と発光層６であるキノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を成膜した。続いて、これら有機層上に金属薄膜層７であるＭｇＡｇ合金膜（Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）を陰極として成膜した。成膜されたＩＴＯ膜付き基板４を大気に曝露させることなく、真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。これにより、作製されたＩＴＯ膜付き基板４から有機ＥＬ素子１０を作製した。
そして、表面平滑性としてのＲｚ作製条件が異なるガラス基板１及び作製されたＩＴＯ膜付き基板４のＩＴＯ膜３の表面平滑性Ｒｚを原子間力顕微鏡で測定すると共に、作製された有機ＥＬ素子１０に直流電流を印加して有機ＥＬ素子１０の発光特性を評価した。表２にその結果を示す。
2002098812.tif 000004
なお、表２において、ガラス基板１の作製条件における「１段研磨」は、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、「２段研磨」は、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨したことを意味し、同「混合液洗浄」は、ガラス基板１の表面に硫酸及びアスコルビン酸の混合液による洗浄を行ったことを意味し、同「エッチング」は、ガラス基板１の表面にフッ酸水溶液によるエッチング処理を行ったことを意味し、同「アルカリ洗浄」は、混合液洗浄やエッチング処理の後にガラス基板１の表面に所定のアルカリ性液により洗浄を行ったことを意味する。また、有機ＥＬ素子１０の発光特性については、有機ＥＬ素子１０に非発光点が確認されたか否かによって、非発光点の有無として評価した。
実施例８
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後、平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨（２段研磨）を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝４ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝８ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例９
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後、平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらに硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去して表面平滑性をＲｚ＝３ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１０
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後、平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらに硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去し、アルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝５ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１１
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後、平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝３ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝７ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１２
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後、平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨を行い、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより、表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ成膜後の表面平滑性はＲｚ＝５ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１３
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに、硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行って酸化セリウム粉を除去した後に、フッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１４
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝４ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１５
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板１を浸漬することにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１６
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板１を浸漬した後に、ガラス基板１の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝５ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
比較例５
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝６ｎｍのソーダライム製ガラス基板１を用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１０ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
比較例６
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨することにより表面平滑性をＲｚ＝１０ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１９ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
比較例７
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に、フッ酸水溶液によるエッチング処理の後アルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝７ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝１２ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認された。
上記実施例８〜１６及び比較例５〜７によれば、ガラス基板１の表面に２段研磨を行うことによりガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御したものを用いると、ＩＴＯ膜３の表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍのＩＴＯ膜付き基板４を作製することができ、有機ＥＬ素子１０の表面上に非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができるのが判った。さらに比較例５〜７によれば、ガラス基板１の表面平滑性をＲｚ＞４ｎｍに制御したものを用いると、ＩＴＯ膜３の表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍのＩＴＯ膜付き基板４を作製することができないことが判った。
また、実施例８〜１４によれば、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨（２段研磨）すると、ガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに確実に制御することができるのが判った。
そして、好ましくは２段研磨を行った後にガラス基板１の表面に硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、同様に、２段研磨を行った後にガラス基板１の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板１の傷等を除去することができるのが判った。さらに、２段研磨を行った後にガラス基板１の表面に、上記混合液洗浄を行い、次いでエッチング処理を行うとより好ましいのが判った。さらに好ましくは、当該混合液洗浄又はエッチング処理の後にガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、混合液又はエッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、ガラス基板１の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例１５，１６によれば、２段研磨を行った後にガラス基板１を硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、好ましくはガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例１３，１４による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記第２の実施例では、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第２の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
上記実施例では、用いるエッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、ＩＴＯ膜３をイオンプレーティング法によりガラス基板１に成膜したが、これに限られず、スパッタリング法や電子線（ＥＢ）蒸着法等により成膜しても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としたが、硝酸、硫酸、アスコルビン酸、及び水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムからなる混合水溶液、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液、硝酸、アスコルビン酸、及び水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムからなる混合水溶液としても上記第１の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
産業上の利用性
以上詳細に説明したように、本発明の第１及び第３の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の表面における表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御する透明基板の製造方法及び透明基板が提供されるので、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる。
また、本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を研磨するのを省略するので、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面の研磨工程を確実になくすことができる。
本第１及び第３の形態では、エッチング処理を行った後に透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、エッチャントにより荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を研磨するので、透明基板の表面における表面平滑性を確実に制御することができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて研磨し、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄し、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面における表面平滑性をより確実に制御することができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を所定の平均粒径の酸化セリウム粉を用いて行った後に当該所定の平均粒径よりも小さい平均粒径の酸化セリウム粉を用いて研磨するので、透明基板の表面における表面平滑性をより確実に制御することができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面の研磨を行った後に、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液で洗浄するので、透明基板上の研磨剤等を効果的に除去することができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を洗浄した後に、透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、透明基板の表面を硫酸及びアスコルビン酸の混合液又は硝酸及びアスコルビン酸の混合液により荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を洗浄した後に透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、研磨剤等が除去された透明基板上の傷等を効果的に除去することができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面の研磨を行った後に透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、研磨された透明基板上の傷等を効果的に除去することができる。
以上詳細に説明したように、本発明の第２の形態によれば、本発明の第１の形態の透明基板の製造方法によって製造された透明基板が提供されるので、非発光点がなく耐久性が高い有機ＥＬ素子に用いることができる。
本第２及び第３の形態では、表面上に成膜されている透明導電膜の表面における表面平滑性が０ｎｍ≦Ｒｚ≦８ｎｍである透明基板が提供されるので、非発光点がなく耐久性がより高い有機ＥＬ素子に用いることができる。
以上詳細に説明したように、本発明の第４の形態によれば、本発明の第２又は３の形態の透明基板を有するエレクトロルミネッセンス素子が提供されるので、非発光点がなく耐久性がより高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す概略断面図である。
図２は、図１のＩＴＯ膜付き基板４の製造に使用されるイオンプレーティング装置の内部構造図である。
【図１】
2002098812.tif 000005
【図２】
2002098812.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月22日(2002.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
してのＲｚが低下するのを防止することができる。
その後、必要に応じて表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液（酸性水溶液）によるエッチング処理を行い、ガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚを制御し、ガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚをさらに改善させるのが好ましい。このエッチング処理を行った場合には、所定のアルカリ性液により表面の洗浄を行うこと（以下、「アルカリ洗浄」という。）がより好ましく、これにより、エッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
こうして、第１の実施の形態において用いるべきガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍとすることができる。
また、第２の実施の形態では、ガラス基板１の表面に主として研磨処理を施し、ガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに改善させたものを用いる。これは、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚがガラス基板１の表面平滑性としてのＲｚに大きく影響するからである。これにより、ＩＴＯ膜付き基板４の表面平滑性としてのＲｚを向上させることができる。
この研磨処理を施した場合には、硫酸及びアスコルビン酸の混合液により表面を洗浄すること（以下、「混合液洗浄」という。）や上記エッチング処理を行うのが好ましく、混合液洗浄に次いでエッチング処理を行うのがより好ましい。混合液洗浄により、研磨処理後に残存するガラス基板１表面の研磨剤を効果的に除去することができる。また、この混合液洗浄を行った後には、アルカリ洗浄を行うのがより好ましく、これにより、混合液により荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、もって透明度を高くすることができる。
なお、上記研磨処理を施す場合には、研磨剤として、例えば平均粒径


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
真空チャンバ内に窒素ガスを導入し、ガラス基板とエポキシ樹脂で固めて封止した。これにより、作製されたＩＴＯ膜付き基板４から有機ＥＬ素子１０を作製した。
そして、表面平滑性としてのＲｚ作製条件が異なるガラス基板１及び作製されたＩＴＯ膜付き基板４のＩＴＯ膜３の表面平滑性Ｒｚを原子間力顕微鏡で測定すると共に、作製された有機ＥＬ素子１０に直流電流を印加して有機ＥＬ素子１０の発光特性を評価した。表２にその結果を示す。
2002098812.tif 000007
なお、表２において、ガラス基板１の作製条件における「１段研磨」は、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨したことを意味し、「２段研磨」は、ガラス基板１の表面を平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて研磨した後に平均粒径約０．６μ


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
実施例１４
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、硝酸及びアスコルピン酸による混合洗浄を行って、酸化セリウム粉を除去し、さらにフッ酸水溶液によるエッチング処理の後にアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝４ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１５
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板１を浸漬することにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝６ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
実施例１６
フロート法で作製したソーダライム製ガラス基板１の表面を、平均粒径約１μｍの酸化セリウム粉を用いて１段研磨した後に平均粒径約０．６μｍの酸化セリウム粉を用いて仕上げ研磨し、さらに硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に研磨されたガラス基板１を浸漬した後に、ガラス基板１の表面をアルカリ洗浄を行うことにより表面平滑性をＲｚ＝２ｎｍに制御したものを用いた。ＩＴＯ膜３の表面平滑性はＲｚ＝５ｎｍで、有機ＥＬ素子１０には非発光点が確認されなかった。
比較例５
フロート法で作製した表面平滑性がＲｚ＝６ｎｍのソーダライム製ガ


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
のが判った。
そして、好ましくは２段研磨を行った後にガラス基板１の表面に硝酸及びアスコルビン酸による混合液洗浄を行うと研磨剤としての酸化セリウム粉等を除去することができ、同様に、２段研磨を行った後にガラス基板１の表面にエッチャントとしてのフッ酸水溶液によるエッチング処理を行うことによりガラス基板１の表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御すると、研磨工程時に発生するガラス基板１の傷等を除去することができるのが判った。さらに、２段研磨を行った後にガラス基板１の表面に、上記混合液洗浄を行い、次いでエッチング処理を行うとより好ましいのが判った。さらに好ましくは、当該混合液洗浄又はエッチング処理の後にガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、混合液又はエッチャントにより荒れたガラス基板１の表面を修復することができ、ガラス基板１の透明度を高くすることができるのが判った。
実施例１５，１６によれば、２段研磨を行った後にガラス基板１を硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液に浸漬した後に、好ましくはガラス基板１の表面にアルカリ洗浄を行うと、研磨剤を除去すること、及びエッチング処理を同時に行うことができ、実施例１３，１４による効果と同等の効果を奏することができるのが判った。
なお、上記実施例９，１０，１３及び１４では、硝酸及びアスコルビン酸の混合液としたが、硫酸及びアスコルビン酸の混合液としても上記第２の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
上記実施例では、用いるエッチャントとしてフッ酸等の強酸を含有する酸性水溶液としたが、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム等の強アルカリを含有するアルカリ性水溶液としても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例では、ＩＴＯ膜３をイオンプレーティング法により


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ガラス基板１に成膜したが、これに限られず、スパッタリング法や電子線（ＥＢ）蒸着法等により成膜しても上記実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
また、上記実施例１５，１６では、硝酸、アスコルビン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としたが、硫酸、アスコルビン酸、及びフッ酸、又は硝酸、硫酸、アスコルピン酸、及びフッ酸からなる混合水溶液としても上記第１の実施例と同様の結果を得ることができるのが判った。
産業上の利用性
以上詳細に説明したように、本発明の第１及び第３の形態によれば、透明導電膜が表面上に成膜される透明基板の表面における表面平滑性を０ｎｍ≦Ｒｚ≦４ｎｍに制御する透明基板の製造方法及び透明基板が提供されるので、非発光点を発生させることなく耐久性を向上させることができる。
また、本第１及び第３の形態では、透明基板の表面を研磨するのを省略するので、透明基板の表面の研磨が不要となり、コストダウンさせることができると共に透明基板の生産効率を向上させることができる。
本第１及び第３の形態では、透明基板の表面にフッ酸を含有する酸性水溶液又は水酸化カリウム若しくは水酸化ナトリウムを含有するアルカリ性水溶液によるエッチング処理を行うので、透明基板の表面の研磨工程を確実になくすことができる。
本第１及び第３の形態では、エッチング処理を行った後に透明基板の表面をアルカリ性液により洗浄するアルカリ洗浄を行うので、エッチャントにより荒れた透明基板の表面の透明度を高くすることができる。




【国際調査報告】
2002098812.tif 000008
2002098812.tif 000009
2002098812.tif 000010
2002098812.tif 000011