专利名称：有机el显示器的反射阳极电极及布线膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在有机EL显示器(特别是顶部发射型)中使用的反射阳极电极及布线膜、薄膜晶体管基板、还有溅射靶。
背景技术：
作为自发光型平板显示器之一的有机电致发光(以下有时简称为“有机EL”)显示器，是在玻璃板等基板上以矩阵状排列有机EL元件而形成的全固体型的平板显示器。在有机EL显示器中，阳极(anode)和阴极(cathode)形成条纹状，它们彼此交叉的部分相当于像素(有机EL元件)。从外部对该有机EL元件施加数V的电压，流过电流，由此提升有机分子为激励状态，当其向原来的基态(稳定状态)恢复时，其多余的能量以光的形式释放。 该发光颜色是有机材料所固有的。有机EL元件是自己发光型及电流驱动型的元件，其驱动型有无源矩阵型和有源矩阵型。无源矩阵型结构简单，不过很难全色化。另一方面，有源矩阵型能够大型化，也适于全色化，却需要TFT基板。该TFT基板使用低温多结晶Si (p-Si)或非晶形Si (a-Si)等的 TFT。采用有源矩阵型的有机EL显示器时，多个TFT、布线等形成阻碍，使能够用于有机 EL像素的面积变小。若驱动电路变得复杂，TFT增加，则其影响变大。近年来，通过形成为不是从玻璃基板取出光而是从上面侧取出光的结构(顶部发射方式)来改善数值孔径的方法倍受瞩目。在顶部发射方式中，下面的阳极使用的是空穴注入性优异的氧化铟锡(ΙΤ0 Indium Tin Oxide)。另外，上面的阴极也需要使用透明导电膜，但ITO的功函数大，不适于电子注入。再有，ITO是用喷溅法、离子束蒸镀法等成膜的，从而，成膜时的等离子体离子、 二次电子会导致电子输送层(构成有机EL元件的有机材料)受损。为此，通过在电子输送层上形成薄的Mg层、铜酞菁层等，来改善电子注入和避免损伤。在这种有源矩阵型的顶部发射有机EL显示器中使用的阳极电极，兼有对有机EL 元件放射的光进行反射的目的，形成以上述的ΙΤ0、氧化铟锌(IZO=Indium Zinc Oxide)等为代表的透明氧化物导电膜和反射膜的层叠结构。在此使用的反射膜多使用钼、铬、铝系 (专利文献1)或银系(专利文献2)等反射性高的金属膜。还有，本申请人迄今为止提出了用于液晶显示器的Ag合金(专利文献3)和用于液晶显示器的Ag合金(专利文献4)。专利文献1 日本国特开2005-259695号公报专利文献2 日本国特开2006-310317号公报专利文献3 日本国特开2005-187937号公报专利文献4 日本国特开2002-323611号公报然而，具有高反射率的纯Ag、Ag合金等，即使低温加热，原子也容易移动，特别是在湿润气氛中更容易凝集。由于它们加热就容易凝集，所以需要在Ag薄膜的上下设置保护膜。即使在设置保护膜的情况下，发现有很多情况是以膜缺陷等为起点而容易发生变质 (白点化、白浊化)。若有机电致发光元件中发生这些现象，则发光亮度变得不均勻，成为图像斑。再有，由于有机电致发光元件中作为发光层的有机层非常薄，因而若下部膜的表面平滑性差，则会在有机层上发生针孔。如果发生Ag薄膜的凝集，还会发生更多的针孔。该针孔会导致一种被称为黑点的器件特性不良。如此，特别是在有机电致发光显示器中采用纯 Ag、Ag合金等的情况下，在器件的制造工序和器件的特性方面存在很多课题。例如，上述专利文献2中，作为有机EL显示器用途的反射膜，公开有Ag-Sm合金、 Ag-Tb合金等，不过，这些合金并不足以用来防止Ag薄膜的凝集。另一方面，上述专利文献3 4中，作为液晶显示装置的反射膜，公开有Ag-Nd合金、Ag-Bi合金等。不过，就所谓用于有机EL显示器的特殊状况而言，尚没有对所谓不会发生上述Ag薄膜的白点化、白浊化及有机EL器件的针孔、黑点等问题的验证。另外，如上所述，纯Ag (或Ag基合金)具有即使低温加热(例如200 400°C)Ag 原子也容易移动、容易凝集的性质。因此，并不限于反射膜的用途，在用作布线膜时，也存在如下问题，即由于Ag的凝集而造成膜的表面变化大，布线膜的电阻率上升，最差的情况是发生布线的短路、断线等。
发明内容
鉴于该课题，本发明的目的在于，提供通过对难以发生加热所致的Ag原子凝集的组成的Ag基合金进行确定来抑制加热引起的反射率降低的反射膜和抑制电阻率增大的布线膜。能够解决上述课题的本发明的反射阳极电极，是在基板上形成的用于有机EL显示器的反射阳极电极，包括含有0. 01 (优选是0. 1) 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜和与所述Ag基合金膜直接接触的氧化物导电膜。上述反射阳极电极中，优选所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge中选择的 1种以上元素总计0.01 1.5原子％。能够解决上述课题的本发明的其他反射阳极电极，是在基板上形成的用于有机EL 显示器的反射阳极电极，包括含有0.01 4原子％ Bi的Ag基合金膜和与所述Ag基合金膜直接接触的氧化物导电膜。上述反射阳极电极中，优选所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Ge中选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％。上述反射阳极电极中，推荐采用的方式是所述^Vg基合金膜的表面组成为Bi203。上述反射阳极电极中，优选所述^Vg基合金膜还含有从稀土类元素选择的1种以上总计0.01 2原子％。上述反射阳极电极中，优选所述Ag基合金膜还含有Nd及/或Y总计0. 01 2原子％。上述反射阳极电极中，优选所述Ag基合金膜含有从由Au、Cu、Pt、Pd及1 组成的组中选择的1种以上元素总计3原子％以下(不包括0原子％)。上述反射阳极电极中，优选所述^Vg基合金膜表面的十点平均粗糙度Rz为20nm以下。
上述反射阳极电极中，优选所述^Vg基合金膜利用溅射法或真空蒸镀法形成。能够解决上述课题的本发明的薄膜晶体管基板，上述反射阳极的所述Ag基合金膜与在所述基板上形成的薄膜晶体管的源/漏电极电连接。能够解决上述课题的本发明的有机EL显示器，具备所述薄膜晶体管基板。能够解决上述课题的本发明的溅射靶，是用于形成上述反射阳极电极的溅射靶。能够解决上述课题的本发明的布线膜，是在基板上形成的用于有机EL显示器的布线膜，包括含有0. 01 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜。上述布线膜，优选使Nd的含量为0. 1 1. 5原子％。上述布线膜，优选所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge中选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％。能够解决上述课题的本发明的其他布线膜，是在基板上形成的用于有机EL显示器的布线膜，包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜。上述布线膜，优选所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Ge中选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％。能够解决上述课题的本发明的溅射靶，是用于形成上述布线膜的溅射靶。根据本发明，反射阳极电极的Ag基合金，耐热性、耐湿性优异，同时平滑性高，因而，尽管在其上层叠了直接接触的ITO等的氧化物导电膜，还是具有高平滑性。从而，不会在构成有机EL层的有机材料中形成针孔，能够避免黑点等有机EL显示器特有的劣化现象。 另外，该Ag基合金在电阻率方面也很优异，因而作为有机EL显示器的布线膜也有优势。
图1是具备本发明实施方式的反射阳极电极的薄膜晶体管基板的剖视图。图2是本发明的实施例的Ag基合金膜的原子间力显微镜像。图3是表示本发明的实施例的Ag基合金膜反射率的曲线图，(a)对应于ITO膜成膜前，(b)对应于ITO膜成膜后。图4是本发明的实施例的Ag基合金膜的原子间力显微镜像。图5是表示本发明的实施例的Ag基合金膜的反射率的变化(环境试验前后)的图。图6是本发明的比较例的Ag基合金膜的表面SEM像。图7是本发明的实施例的Ag基合金膜的表面SEM像。
具体实施例方式以下，对本发明实施方式的反射阳极电极进行说明。首先，为了说明反射阳极电极在薄膜晶体管基板上的配置关系，对有机EL显示器中采用的薄膜晶体管基板的截面进行说明。图1是薄膜晶体管基板的剖视图。图1中，在基板1上形成薄膜晶体管(TFT)2及钝化膜3，还在其上形成平坦化层 4。在TFT2上形成接触孔5，TFT2的源漏电极(无图示)和Ag基合金膜6借助接触孔5电连接。在Ag基合金膜6上形成有氧化物导电膜7。该Ag基合金膜6及氧化物导电膜7构成本发明的反射阳极电极。把它称为反射阳极电极，是因为^Vg基合金膜6及氧化物导电膜7作为有机EL元件的反射电极发挥作用，且因与TFT2的源漏电极电连接从而作为阳极电极工作。在氧化物导电膜7上形成有机发光层8，再在其上形成阴极电极9 (氧化物导电膜等)。这样的有机EL显示器，从有机发光层8放射的光经由本发明的反射阳极电极被高效地反射，因此能够实现优异的发光亮度。反射率越高越好，优选是85%以上，更优选是87% 以上。本实施方式的反射阳极电极中，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及不可避免的杂质构成。Nd具有防止Ag凝集的作用。为了发挥充分避免有机EL器件中的黑点现象的效果，需要添加0.01原子％以上(优选0. 05原子％以上，更优选0. 1原子％以上，进一步优选0. 15原子％以上，更进一步优选 0.2原子％)的Nd。另一方面，即便Nd的添加量过多，其效果也饱和，因而，Nd添加量的上限为1. 5原子％以下(优选是1. 3原子％以下，进一步优选1. 0原子％以下)。含有Nd的Ag基合金膜6，优选还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge中选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％。这是因为，Cu、Au、Pd、Bi、Ge具有使形成初期的Ag基合金膜6 的结晶组织更微细化的效果。Bi的添加也具有防止細凝集的作用。为了发挥充分避免有机EL器件中的黑点现象的效果，需要添加0. 01原子％以上(更优选0. 02原子％以上，进一步优选0. 03原子％ 以上)的Bi。另一方面，即便Bi的添加量过多，其效果也饱和，因而，Bi添加量的上限为4 原子％以下(更优选2原子％以下，进一步优选1原子％以下)。含有Bi的Ag基合金膜6优选还含有从Cu、Au、Pd、Ge中选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％。这是因为，Cu、Au、Pd、Ge具有使形成初期的Ag基合金膜6的结晶组织更微细化的效果。含有Bi的Ag合金膜6优选还含有1种以上的稀土类元素总计0. 01 2原子％。 稀土类元素的含量更优选总计0. 1 1.5原子％。这是因为，稀土类元素具有抑制结晶粒加热所致的生长、扩散、防止凝集的效果。稀土类元素中，就Nd、Y而言，该效果尤其显著，含有Bi的Ag基合金膜6优选含有 Nd及/或Y总计0. 01 2原子％。更优选的含量是0. 03 1原子％。含有Bi的Ag基合金膜6优选还含有从由Au、Cu、Pt、Pd及1 组成中的组中选择的1种以上元素总计3原子％以下(更优选2原子％以下)(不包括0原子％ )。由此，耐热性、耐湿性优异，平坦度高，因而具有高反射率，即使再直接层叠氧化物导电膜7时，也能够维持反射率。这是因为，通过防止Ag凝集，来维持Ag基合金膜6表面的平滑性，因而，从抑制氧化物导电膜7的表面凹凸、抑制含有IruSn等的晶须这个意义上讲，能够抑制氧化导电膜7的劣化。Ag基合金膜6不管是含有Nd还是含有Bi的情况，都是在Ag基合金膜6表面的十点平均粗糙度Rz为20nm以下(更优选IOnm以下)时，能够有效抑制在上层的有机发光层 8上发生针孔，能够避免黑点等特性劣化。采用了这种氧化物导电膜7(IT0)和Ag基合金膜6的层叠膜的有机EL显示器的反射阳极电极，具有与纯Ag相匹敌的反射率，即使在层叠了氧化物导电膜7(ΙΤ0)的情况下，也不会引起反射率降低。还有，采用这种反射阳极电极时，能够保持低的氧化物导电膜7和Ag基合金膜6 的接触电阻，因此能够获得具有高发光亮度的有机EL显示器。上述Ag基合金膜6，能够利用成分组成被调整为规定值的溅射靶来制造。以上，对本发明的实施方式的Ag基合金膜6的构成进行了说明，而本发明的原理大致如下所示。纯Ag膜的耐热性低，从而，通过加热而引起原子的移动，发生从连续的均勻膜变成岛状的凝集。还有，在纯^Vg膜中，即使是低温加热也会引起原子移动，特别是在湿润气氛中发生显著凝集。本发明中，从Ag的凝集起因于Ag的移动度这一观点出发，以组织变化为指标，分析添加元素所致的Ag基合金膜的耐热性提高，结果发现Nd的添加对于提高耐热性非常有效，还发现Cu、或者Bi的添加对于提高耐热性都非常有效。另外，对下述现象进行研究，即在Ag基合金膜6的溅射成膜中，合金元素向Ag基合金膜6的表面扩散，在表面(上层)形成合金元素浓化层的现象(被称作“自二层膜”) 进行了分析。其结果判明，由于Bi的添加，在靠近氧化物导电膜7的一侧的上层形成Bi2O3 层，从而具有耐热性、耐湿性出色且下层的Ag-Bi合金层发挥高反射率的作用的效果，直至完成本发明。因而判明，通过实施本发明可以得到如下的Ag基合金膜，所述Ag基合金膜在热处理前具有优异的表面平滑性，在形成氧化物导电膜7以后，即使在通常所必需的200°C以上的热处理后也具有优异的表面平滑性和高耐热性，进而即便在低温的湿润气氛下也不会发生凝集，具有优异的表面平滑性。因而^g基合金膜6具有优异的耐热性、耐湿性和高平滑性，因此，即使在层叠了氧化物导电膜7的情况下，也能够维持高平滑性，不会在有机发光层8上形成针孔，能够避免黑点等显示器特性的劣化。以上对将本发明的Ag基合金膜6作为有机EL器件的反射电极使用的情况进行了说明。Ag基合金膜6即便在200°C以上的热处理后也不会发生凝集，表面平滑性优异，且电阻率低，因此作为有机EL器件的布线膜也是非常有效的材料。还有，Ag基合金膜含有0. 01 1. 5原子％的Nd，优选Nd的含量为0. 1 1. 5原子％，进而优选还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge选择的1种以上元素总计0.01 1.5原子％， 以及这些合金元素的更优选含量范围都与将^Vg基合金膜6作为反射电极使用的情况相同， 因此省略其记载。另外，Ag基合金膜可以含有0.01 4原子％的Bi，优选还含有从Cu、Au、Pd、Ge 选择的1种以上元素总计0. 01 1. 5原子％，以及这些合金元素的更优选含量范围与将Ag 基合金膜6作为反射电极使用的情况相同，因此省略其记载。实施例以下举出实施例对本发明进行更具体的说明。本发明并不受下述实施例限制，当然能在符合前述、后述宗旨的范围内适当加以变更进行实施，这些均含在本发明的技术范围内。(实施例1)采用圆盘状的玻璃(康宁公司的无碱玻璃#1737、直径50mm、厚度0.7mm)作为基板1的材料，作为钝化膜3的SiN膜在基板温度280°C、厚度300nm的条件下成膜。还有，采用DC磁控管溅射装置，在钝化膜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。关于此时的成膜条件，基板温度室温、Ar气压1 3mTorr、极距55mm、成膜速度7. 0 8. Onm/sec。另外，Ag基合金膜6成膜前达到的真空度为 1. OXlO^5Torr 以下。 以下，将完成了 Ag基合金膜6成膜的试样分成3个组(A C)，对A组试样实施了热处理。热处理在200°C的温度、氧气氛下进行。表1及表2示出对热处理前的试样和热处理后的试样分别进行反射率测定的结果。[表1]
权利要求
1.一种用于有机EL显示器的反射阳极电极，是在基板上形成的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于，包括含有0. 01 1. 5原子％ Nd的Ag基合金膜和与所述Ag基合金膜直接接触的氧化物导电膜。
2.根据权利要求1所述的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于， Nd的含量是0.1 1.5原子％。
3.根据权利要求1或2所述的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于， 所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge中选择的1种以上元素总计0. 01 1. 5原子％。
4.一种用于有机EL显示器的反射阳极电极，是在基板上形成的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于，包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜和与所述Ag基合金膜直接接触的氧化物导电膜。
5.根据权利要求4所述的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于，所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Ge中选择的1种以上元素总计0. 01 1. 5原子％。
6.根据权利要求4或5所述的用于有机EL显示器的反射阳极电极，其特征在于， 所述Ag基合金膜的表面组成为Bi203。
7.根据权利要求4或5所述的反射阳极电极，其特征在于，所述^Vg基合金膜还含有从稀土类元素选择的1种以上总计0. 01 2原子％。
8.根据权利要求4或5所述的反射阳极电极，其特征在于， 所述Ag基合金膜还含有Nd及/或Y总计0. 01 2原子％。
9.根据权利要求4或5所述的反射阳极电极，其特征在于，所述Ag基合金膜还含有从由Au、Cu、Pt、Pd及1 组成的组中选择的1种以上元素总计3原子％以下，且不包括0原子％。
10.根据权利要求1或4所述的反射阳极电极，其特征在于， 所述Ag基合金膜表面的十点平均粗糙度Rz为20nm以下。
11.根据权利要求1或4所述的反射阳极电极，其特征在于， 所述Ag基合金膜利用溅射法或真空蒸镀法形成。
12.一种薄膜晶体管基板，具备权利要求1或4所述的反射阳极电极，所述^Vg基合金膜与在所述基板上形成的薄膜晶体管的源/漏电极电连接。
13.一种有机EL显示器，具备权利要求12所述的薄膜晶体管基板。
14.一种溅射靶，用于形成权利要求1或4所述的反射阳极电极。
15.一种用于有机EL显示器的布线膜，是在基板上形成的用于有机EL显示器的布线膜，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.根据权利要求15所述的布线膜，其特征在于， Nd的含量为0. 1 1.5原子％。
17.根据权利要求15或16所述的布线膜，其特征在于，所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Bi、Ge中选择的1种以上元素总计0. 01 1.5原子％。
18.一种用于有机EL显示器的布线膜，是在基板上形成的用于有机EL显示器的布线膜，其特征在于，至少包括含有0. 01 4原子％ Bi的Ag基合金膜。
19.根据权利要求18所述的布线膜，其特征在于，所述Ag基合金膜还含有从Cu、Au、Pd、Ge中选择的1种以上元素总计0. 01 1. 5原子％。
20.一种溅射靶，用于形成权利要求15或18所述的布线膜。
全文摘要
本发明的目的在于，不会在构成有机EL层的有机材料中形成针孔，能够避免黑点等有机EL显示器特有的劣化现象。本发明的用于有机EL显示器的反射阳极电极在基板(1)上形成，包括含有0.01～1.5原子％Nd的Ag基合金膜(6)和与该Ag基合金膜(6)上直接接触的氧化物导电膜(7)。
文档编号H05B33/26GK102165846SQ200980137599
公开日2011年8月24日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月10日
发明者佐藤俊树, 田内裕基, 越智元隆 申请人:株式会社神户制钢所