專利名稱：有機el顯示器的反射陽極電極及布線膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在有機EL顯示器(特別是頂部發(fā)射型)中使用的反射陽極電極及布線膜、薄膜晶體管基板、還有濺射靶。
背景技術(shù)：
作為自發(fā)光型平板顯示器之一的有機電致發(fā)光(以下有時簡稱為“有機EL”)顯示器，是在玻璃板等基板上以矩陣狀排列有機EL元件而形成的全固體型的平板顯示器。在有機EL顯示器中，陽極(anode)和陰極(cathode)形成條紋狀，它們彼此交叉的部分相當于像素(有機EL元件)。從外部對該有機EL元件施加數(shù)V的電壓，流過電流，由此提升有機分子為激勵狀態(tài)，當其向原來的基態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài))恢復時，其多余的能量以光的形式釋放。 該發(fā)光顏色是有機材料所固有的。有機EL元件是自己發(fā)光型及電流驅(qū)動型的元件，其驅(qū)動型有無源矩陣型和有源矩陣型。無源矩陣型結(jié)構(gòu)簡單，不過很難全色化。另一方面，有源矩陣型能夠大型化，也適于全色化，卻需要TFT基板。該TFT基板使用低溫多結(jié)晶Si (p-Si)或非晶形Si (a-Si)等的 TFT。采用有源矩陣型的有機EL顯示器時，多個TFT、布線等形成阻礙，使能夠用于有機 EL像素的面積變小。若驅(qū)動電路變得復雜，TFT增加，則其影響變大。近年來，通過形成為不是從玻璃基板取出光而是從上面?zhèn)热〕龉獾慕Y(jié)構(gòu)(頂部發(fā)射方式)來改善數(shù)值孔徑的方法倍受矚目。在頂部發(fā)射方式中，下面的陽極使用的是空穴注入性優(yōu)異的氧化銦錫(ΙΤ0 Indium Tin Oxide)。另外，上面的陰極也需要使用透明導電膜，但ITO的功函數(shù)大，不適于電子注入。再有，ITO是用噴濺法、離子束蒸鍍法等成膜的，從而，成膜時的等離子體離子、 二次電子會導致電子輸送層(構(gòu)成有機EL元件的有機材料)受損。為此，通過在電子輸送層上形成薄的Mg層、銅酞菁層等，來改善電子注入和避免損傷。在這種有源矩陣型的頂部發(fā)射有機EL顯示器中使用的陽極電極，兼有對有機EL 元件放射的光進行反射的目的，形成以上述的ΙΤ0、氧化銦鋅(IZO=Indium Zinc Oxide)等為代表的透明氧化物導電膜和反射膜的層疊結(jié)構(gòu)。在此使用的反射膜多使用鉬、鉻、鋁系 (專利文獻1)或銀系(專利文獻2)等反射性高的金屬膜。還有，本申請人迄今為止提出了用于液晶顯示器的Ag合金(專利文獻3)和用于液晶顯示器的Ag合金(專利文獻4)。專利文獻1 日本國特開2005-259695號公報專利文獻2 日本國特開2006-310317號公報專利文獻3 日本國特開2005-187937號公報專利文獻4 日本國特開2002-323611號公報然而，具有高反射率的純Ag、Ag合金等，即使低溫加熱，原子也容易移動，特別是在濕潤氣氛中更容易凝集。由于它們加熱就容易凝集，所以需要在Ag薄膜的上下設(shè)置保護膜。即使在設(shè)置保護膜的情況下，發(fā)現(xiàn)有很多情況是以膜缺陷等為起點而容易發(fā)生變質(zhì) (白點化、白濁化)。若有機電致發(fā)光元件中發(fā)生這些現(xiàn)象，則發(fā)光亮度變得不均勻，成為圖像斑。再有，由于有機電致發(fā)光元件中作為發(fā)光層的有機層非常薄，因而若下部膜的表面平滑性差，則會在有機層上發(fā)生針孔。如果發(fā)生Ag薄膜的凝集，還會發(fā)生更多的針孔。該針孔會導致一種被稱為黑點的器件特性不良。如此，特別是在有機電致發(fā)光顯示器中采用純 Ag、Ag合金等的情況下，在器件的制造工序和器件的特性方面存在很多課題。例如，上述專利文獻2中，作為有機EL顯示器用途的反射膜，公開有Ag-Sm合金、 Ag-Tb合金等，不過，這些合金并不足以用來防止Ag薄膜的凝集。另一方面，上述專利文獻3 4中，作為液晶顯示裝置的反射膜，公開有Ag-Nd合金、Ag-Bi合金等。不過，就所謂用于有機EL顯示器的特殊狀況而言，尚沒有對所謂不會發(fā)生上述Ag薄膜的白點化、白濁化及有機EL器件的針孔、黑點等問題的驗證。另外，如上所述，純Ag (或Ag基合金)具有即使低溫加熱(例如200 400°C)Ag 原子也容易移動、容易凝集的性質(zhì)。因此，并不限于反射膜的用途，在用作布線膜時，也存在如下問題，即由于Ag的凝集而造成膜的表面變化大，布線膜的電阻率上升，最差的情況是發(fā)生布線的短路、斷線等。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于該課題，本發(fā)明的目的在于，提供通過對難以發(fā)生加熱所致的Ag原子凝集的組成的Ag基合金進行確定來抑制加熱引起的反射率降低的反射膜和抑制電阻率增大的布線膜。能夠解決上述課題的本發(fā)明的反射陽極電極，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，包括含有0. 01 (優(yōu)選是0. 1) 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜和與所述Ag基合金膜直接接觸的氧化物導電膜。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge中選擇的 1種以上元素總計0.01 1.5原子％。能夠解決上述課題的本發(fā)明的其他反射陽極電極，是在基板上形成的用于有機EL 顯示器的反射陽極電極，包括含有0.01 4原子％ Bi的Ag基合金膜和與所述Ag基合金膜直接接觸的氧化物導電膜。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Ge中選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％。上述反射陽極電極中，推薦采用的方式是所述^Vg基合金膜的表面組成為Bi203。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述^Vg基合金膜還含有從稀土類元素選擇的1種以上總計0.01 2原子％。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述Ag基合金膜還含有Nd及/或Y總計0. 01 2原子％。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述Ag基合金膜含有從由Au、Cu、Pt、Pd及1 組成的組中選擇的1種以上元素總計3原子％以下(不包括0原子％)。上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述^Vg基合金膜表面的十點平均粗糙度Rz為20nm以下。
上述反射陽極電極中，優(yōu)選所述^Vg基合金膜利用濺射法或真空蒸鍍法形成。能夠解決上述課題的本發(fā)明的薄膜晶體管基板，上述反射陽極的所述Ag基合金膜與在所述基板上形成的薄膜晶體管的源/漏電極電連接。能夠解決上述課題的本發(fā)明的有機EL顯示器，具備所述薄膜晶體管基板。能夠解決上述課題的本發(fā)明的濺射靶，是用于形成上述反射陽極電極的濺射靶。能夠解決上述課題的本發(fā)明的布線膜，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的布線膜，包括含有0. 01 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜。上述布線膜，優(yōu)選使Nd的含量為0. 1 1. 5原子％。上述布線膜，優(yōu)選所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge中選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％。能夠解決上述課題的本發(fā)明的其他布線膜，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的布線膜，包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜。上述布線膜，優(yōu)選所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Ge中選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％。能夠解決上述課題的本發(fā)明的濺射靶，是用于形成上述布線膜的濺射靶。根據(jù)本發(fā)明，反射陽極電極的Ag基合金，耐熱性、耐濕性優(yōu)異，同時平滑性高，因而，盡管在其上層疊了直接接觸的ITO等的氧化物導電膜，還是具有高平滑性。從而，不會在構(gòu)成有機EL層的有機材料中形成針孔，能夠避免黑點等有機EL顯示器特有的劣化現(xiàn)象。 另外，該Ag基合金在電阻率方面也很優(yōu)異，因而作為有機EL顯示器的布線膜也有優(yōu)勢。


圖1是具備本發(fā)明實施方式的反射陽極電極的薄膜晶體管基板的剖視圖。圖2是本發(fā)明的實施例的Ag基合金膜的原子間力顯微鏡像。圖3是表示本發(fā)明的實施例的Ag基合金膜反射率的曲線圖，(a)對應(yīng)于ITO膜成膜前，(b)對應(yīng)于ITO膜成膜后。圖4是本發(fā)明的實施例的Ag基合金膜的原子間力顯微鏡像。圖5是表示本發(fā)明的實施例的Ag基合金膜的反射率的變化(環(huán)境試驗前后)的圖。圖6是本發(fā)明的比較例的Ag基合金膜的表面SEM像。圖7是本發(fā)明的實施例的Ag基合金膜的表面SEM像。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明實施方式的反射陽極電極進行說明。首先，為了說明反射陽極電極在薄膜晶體管基板上的配置關(guān)系，對有機EL顯示器中采用的薄膜晶體管基板的截面進行說明。圖1是薄膜晶體管基板的剖視圖。圖1中，在基板1上形成薄膜晶體管(TFT)2及鈍化膜3，還在其上形成平坦化層 4。在TFT2上形成接觸孔5，TFT2的源漏電極(無圖示)和Ag基合金膜6借助接觸孔5電連接。在Ag基合金膜6上形成有氧化物導電膜7。該Ag基合金膜6及氧化物導電膜7構(gòu)成本發(fā)明的反射陽極電極。把它稱為反射陽極電極，是因為^Vg基合金膜6及氧化物導電膜7作為有機EL元件的反射電極發(fā)揮作用，且因與TFT2的源漏電極電連接從而作為陽極電極工作。在氧化物導電膜7上形成有機發(fā)光層8，再在其上形成陰極電極9 (氧化物導電膜等)。這樣的有機EL顯示器，從有機發(fā)光層8放射的光經(jīng)由本發(fā)明的反射陽極電極被高效地反射，因此能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的發(fā)光亮度。反射率越高越好，優(yōu)選是85%以上，更優(yōu)選是87% 以上。本實施方式的反射陽極電極中，Ag基合金膜6含有0.01 1.5原子％的Nd或 0. 01 4原子％的Bi，剩余部分由Ag及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。Nd具有防止Ag凝集的作用。為了發(fā)揮充分避免有機EL器件中的黑點現(xiàn)象的效果，需要添加0.01原子％以上(優(yōu)選0. 05原子％以上，更優(yōu)選0. 1原子％以上，進一步優(yōu)選0. 15原子％以上，更進一步優(yōu)選 0.2原子％)的Nd。另一方面，即便Nd的添加量過多，其效果也飽和，因而，Nd添加量的上限為1. 5原子％以下(優(yōu)選是1. 3原子％以下，進一步優(yōu)選1. 0原子％以下)。含有Nd的Ag基合金膜6，優(yōu)選還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge中選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％。這是因為，Cu、Au、Pd、Bi、Ge具有使形成初期的Ag基合金膜6 的結(jié)晶組織更微細化的效果。Bi的添加也具有防止細凝集的作用。為了發(fā)揮充分避免有機EL器件中的黑點現(xiàn)象的效果，需要添加0. 01原子％以上(更優(yōu)選0. 02原子％以上，進一步優(yōu)選0. 03原子％ 以上)的Bi。另一方面，即便Bi的添加量過多，其效果也飽和，因而，Bi添加量的上限為4 原子％以下(更優(yōu)選2原子％以下，進一步優(yōu)選1原子％以下)。含有Bi的Ag基合金膜6優(yōu)選還含有從Cu、Au、Pd、Ge中選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％。這是因為，Cu、Au、Pd、Ge具有使形成初期的Ag基合金膜6的結(jié)晶組織更微細化的效果。含有Bi的Ag合金膜6優(yōu)選還含有1種以上的稀土類元素總計0. 01 2原子％。 稀土類元素的含量更優(yōu)選總計0. 1 1.5原子％。這是因為，稀土類元素具有抑制結(jié)晶粒加熱所致的生長、擴散、防止凝集的效果。稀土類元素中，就Nd、Y而言，該效果尤其顯著，含有Bi的Ag基合金膜6優(yōu)選含有 Nd及/或Y總計0. 01 2原子％。更優(yōu)選的含量是0. 03 1原子％。含有Bi的Ag基合金膜6優(yōu)選還含有從由Au、Cu、Pt、Pd及1 組成中的組中選擇的1種以上元素總計3原子％以下(更優(yōu)選2原子％以下)(不包括0原子％ )。由此，耐熱性、耐濕性優(yōu)異，平坦度高，因而具有高反射率，即使再直接層疊氧化物導電膜7時，也能夠維持反射率。這是因為，通過防止Ag凝集，來維持Ag基合金膜6表面的平滑性，因而，從抑制氧化物導電膜7的表面凹凸、抑制含有IruSn等的晶須這個意義上講，能夠抑制氧化導電膜7的劣化。Ag基合金膜6不管是含有Nd還是含有Bi的情況，都是在Ag基合金膜6表面的十點平均粗糙度Rz為20nm以下(更優(yōu)選IOnm以下)時，能夠有效抑制在上層的有機發(fā)光層 8上發(fā)生針孔，能夠避免黑點等特性劣化。采用了這種氧化物導電膜7(IT0)和Ag基合金膜6的層疊膜的有機EL顯示器的反射陽極電極，具有與純Ag相匹敵的反射率，即使在層疊了氧化物導電膜7(ΙΤ0)的情況下，也不會引起反射率降低。還有，采用這種反射陽極電極時，能夠保持低的氧化物導電膜7和Ag基合金膜6 的接觸電阻，因此能夠獲得具有高發(fā)光亮度的有機EL顯示器。上述Ag基合金膜6，能夠利用成分組成被調(diào)整為規(guī)定值的濺射靶來制造。以上，對本發(fā)明的實施方式的Ag基合金膜6的構(gòu)成進行了說明，而本發(fā)明的原理大致如下所示。純Ag膜的耐熱性低，從而，通過加熱而引起原子的移動，發(fā)生從連續(xù)的均勻膜變成島狀的凝集。還有，在純^Vg膜中，即使是低溫加熱也會引起原子移動，特別是在濕潤氣氛中發(fā)生顯著凝集。本發(fā)明中，從Ag的凝集起因于Ag的移動度這一觀點出發(fā)，以組織變化為指標，分析添加元素所致的Ag基合金膜的耐熱性提高，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Nd的添加對于提高耐熱性非常有效，還發(fā)現(xiàn)Cu、或者Bi的添加對于提高耐熱性都非常有效。另外，對下述現(xiàn)象進行研究，即在Ag基合金膜6的濺射成膜中，合金元素向Ag基合金膜6的表面擴散，在表面(上層)形成合金元素濃化層的現(xiàn)象(被稱作“自二層膜”) 進行了分析。其結(jié)果判明，由于Bi的添加，在靠近氧化物導電膜7的一側(cè)的上層形成Bi2O3 層，從而具有耐熱性、耐濕性出色且下層的Ag-Bi合金層發(fā)揮高反射率的作用的效果，直至完成本發(fā)明。因而判明，通過實施本發(fā)明可以得到如下的Ag基合金膜，所述Ag基合金膜在熱處理前具有優(yōu)異的表面平滑性，在形成氧化物導電膜7以后，即使在通常所必需的200°C以上的熱處理后也具有優(yōu)異的表面平滑性和高耐熱性，進而即便在低溫的濕潤氣氛下也不會發(fā)生凝集，具有優(yōu)異的表面平滑性。因而^g基合金膜6具有優(yōu)異的耐熱性、耐濕性和高平滑性，因此，即使在層疊了氧化物導電膜7的情況下，也能夠維持高平滑性，不會在有機發(fā)光層8上形成針孔，能夠避免黑點等顯示器特性的劣化。以上對將本發(fā)明的Ag基合金膜6作為有機EL器件的反射電極使用的情況進行了說明。Ag基合金膜6即便在200°C以上的熱處理后也不會發(fā)生凝集，表面平滑性優(yōu)異，且電阻率低，因此作為有機EL器件的布線膜也是非常有效的材料。還有，Ag基合金膜含有0. 01 1. 5原子％的Nd，優(yōu)選Nd的含量為0. 1 1. 5原子％，進而優(yōu)選還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge選擇的1種以上元素總計0.01 1.5原子％， 以及這些合金元素的更優(yōu)選含量范圍都與將^Vg基合金膜6作為反射電極使用的情況相同， 因此省略其記載。另外，Ag基合金膜可以含有0.01 4原子％的Bi，優(yōu)選還含有從Cu、Au、Pd、Ge 選擇的1種以上元素總計0. 01 1. 5原子％，以及這些合金元素的更優(yōu)選含量范圍與將Ag 基合金膜6作為反射電極使用的情況相同，因此省略其記載。實施例以下舉出實施例對本發(fā)明進行更具體的說明。本發(fā)明并不受下述實施例限制，當然能在符合前述、后述宗旨的范圍內(nèi)適當加以變更進行實施，這些均含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。(實施例1)采用圓盤狀的玻璃(康寧公司的無堿玻璃#1737、直徑50mm、厚度0.7mm)作為基板1的材料，作為鈍化膜3的SiN膜在基板溫度280°C、厚度300nm的條件下成膜。還有，采用DC磁控管濺射裝置，在鈍化膜3的表面上，形成厚度1000 A的Ag-(X)Nd-(Y)Cu 的Ag基合金膜6(X :0. 2 0.7原子％、Y :0. 3 0.9原子％ )及Ag-(X)Bi的Ag基合金膜6(X :0. 1 1. 0原子％ )薄膜。關(guān)于此時的成膜條件，基板溫度室溫、Ar氣壓1 3mTorr、極距55mm、成膜速度7. 0 8. Onm/sec。另外，Ag基合金膜6成膜前達到的真空度為 1. OXlO^5Torr 以下。 以下，將完成了 Ag基合金膜6成膜的試樣分成3個組(A C)，對A組試樣實施了熱處理。熱處理在200°C的溫度、氧氣氛下進行。表1及表2示出對熱處理前的試樣和熱處理后的試樣分別進行反射率測定的結(jié)果。[表1]
權(quán)利要求
1.一種用于有機EL顯示器的反射陽極電極，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于，包括含有0. 01 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜和與所述Ag基合金膜直接接觸的氧化物導電膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于， Nd的含量是0.1 1.5原子％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于， 所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge中選擇的1種以上元素總計0. 01 1. 5原子％。
4.一種用于有機EL顯示器的反射陽極電極，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于，包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜和與所述Ag基合金膜直接接觸的氧化物導電膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于，所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Ge中選擇的1種以上元素總計0. 01 1. 5原子％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于有機EL顯示器的反射陽極電極，其特征在于， 所述Ag基合金膜的表面組成為Bi203。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的反射陽極電極，其特征在于，所述^Vg基合金膜還含有從稀土類元素選擇的1種以上總計0. 01 2原子％。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的反射陽極電極，其特征在于， 所述Ag基合金膜還含有Nd及/或Y總計0. 01 2原子％。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的反射陽極電極，其特征在于，所述Ag基合金膜還含有從由Au、Cu、Pt、Pd及1 組成的組中選擇的1種以上元素總計3原子％以下，且不包括0原子％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的反射陽極電極，其特征在于， 所述Ag基合金膜表面的十點平均粗糙度Rz為20nm以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的反射陽極電極，其特征在于， 所述Ag基合金膜利用濺射法或真空蒸鍍法形成。
12.一種薄膜晶體管基板，具備權(quán)利要求1或4所述的反射陽極電極，所述^Vg基合金膜與在所述基板上形成的薄膜晶體管的源/漏電極電連接。
13.一種有機EL顯示器，具備權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管基板。
14.一種濺射靶，用于形成權(quán)利要求1或4所述的反射陽極電極。
15.一種用于有機EL顯示器的布線膜，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的布線膜，其特征在于，至少包括含有0. 01 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的布線膜，其特征在于， Nd的含量為0. 1 1.5原子％。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的布線膜，其特征在于，所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Bi、Ge中選擇的1種以上元素總計0. 01 1.5原子％。
18.一種用于有機EL顯示器的布線膜，是在基板上形成的用于有機EL顯示器的布線膜，其特征在于，至少包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的布線膜，其特征在于，所述Ag基合金膜還含有從Cu、Au、Pd、Ge中選擇的1種以上元素總計0. 01 1. 5原子％。
20.一種濺射靶，用于形成權(quán)利要求15或18所述的布線膜。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，不會在構(gòu)成有機EL層的有機材料中形成針孔，能夠避免黑點等有機EL顯示器特有的劣化現(xiàn)象。本發(fā)明的用于有機EL顯示器的反射陽極電極在基板(1)上形成，包括含有0.01～1.5原子％Nd的Ag基合金膜(6)和與該Ag基合金膜(6)上直接接觸的氧化物導電膜(7)。
文檔編號H05B33/26GK102165846SQ200980137599
公開日2011年8月24日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者佐藤俊樹, 田內(nèi)裕基, 越智元隆 申請人:株式會社神戶制鋼所