含有有機el顯示器用的反射陽極電極的配線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】提供一種配線結(jié)構(gòu)，其具有具備Al合金膜的有機EL顯示器用的反射陽極電極，該Al合金膜耐久性優(yōu)異，即便使Al反射膜直接與有機層連接，也能夠確保穩(wěn)定的發(fā)光性能，而且可以實現(xiàn)高成品率。本發(fā)明涉及在基板上具有構(gòu)成有機EL顯示器用的反射陽極電極的Al合金膜，和含發(fā)光層的有機層的配線結(jié)構(gòu)，其中，所述Al合金膜含有特定的稀土類元素為0.05～5原子％，在所述Al合金膜上直接連接有所述有機層。
【專利說明】含有有機EL顯示器用的反射陽極電極的配線結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含有在有機EL顯示器(特別是頂發(fā)光型)中所使用的反射陽極電極的配線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為自發(fā)光型的平板顯示器之一的有機電致發(fā)光(以下，記述為“有機EL”)顯示器，是在玻璃板等的基板上矩陣狀排列有機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)形成為條狀，其交叉的部分相當(dāng)于像素(有機EL元件)。從外部對該有機EL元件外加數(shù)V的電壓而使電流流通過，由此將有機分子推進(jìn)至激發(fā)狀態(tài)，其返回到本來的基態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài))時，讓其多余的能量作為光放出。
[0003]有機EL元件是自發(fā)光型和電流驅(qū)動型的元件，但在其驅(qū)動方式中有無源型和有源型。無源型其構(gòu)造簡單，但全彩化困難。另一方面，有源型可以大型化，也適于全彩化，但在有源型中需要TFT基板。在該TFT基板中使用的是低溫多晶Si (p—Si)或非晶Si (a—Si)等的 TFT。
[0004]該有源型的有機EL顯示器的情況下，多個TFT和配線成為障礙，有機EL像素能夠使用的面積變小。若驅(qū)動電路復(fù)雜，TFT增加，則其影響更大。最近，不從玻璃基板取出光，而是設(shè)置從上表面?zhèn)热〕龉獾臉?gòu)造(頂發(fā)光)，從而改善開口率的方法受到注目。
[0005]在頂發(fā)光中，下表面的陽極(anode)使用的是空穴注入優(yōu)異的ITO(氧化銦錫)。另外上表面的陰極(cathode)也需要使用透明導(dǎo)電膜，但I(xiàn)TO不適于功函數(shù)大的電子注入。此外ITO是以濺射法和離子束蒸鍍法成膜，因此成膜時的等離子區(qū)離子和二次電子有可能對電子傳輸層(構(gòu)成有機EL元件的有機材料)造成損害。因此將薄的Mg層和銅酞菁層形成于電子傳輸層上，以進(jìn)行避免損害和電子注入的改善。
[0006]這樣的有源矩陣型的頂發(fā)光有機EL顯示器所使用的陽極電極，兼顧對于從有機EL元件放射的光進(jìn)行反射的目的，而成為在ITO和IZO(氧化銦鋅)所代表的透明氧化物導(dǎo)電膜和反射膜的層疊構(gòu)造(反射陽極電極)。該反射陽極電極所用的反射膜，大多是鑰(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)和銀(Ag)等的反射性金屬膜。例如，在頂發(fā)光方式的有機EL顯示器的反射陽極電極中，采用的是ITO和Ag合金膜的層疊結(jié)構(gòu)。
[0007]如果考慮反射率，則含有Ag或Ag作為主體的Ag基合金，其反射率高，因此有用。還有，Ag基合金抱有耐腐蝕性差這一特有的課題，通過用層疊在其上的ITO膜被覆該Ag基合金膜，能夠消除上述課題。但是，因為Ag材料成本高，而且成膜所需要的濺射靶的大型化困難，所以將Ag基合金膜面向大型電視應(yīng)用于有源矩陣型的頂發(fā)光有機EL顯示器反射膜有困難。
[0008]另一方面，如果只考慮反射率，則Al作為反射膜也良好。例如專利文獻(xiàn)I作為反射膜公開Al膜或Al—Nd膜，記述了 Al—Nd膜反射效率優(yōu)秀而優(yōu)選的要旨。
[0009]但是，使Al反射膜與ITO和IZO等的氧化物導(dǎo)電膜直接接觸時，接觸電阻(contact resistance)高,不能向空穴對有機EL元件的注入供給充分的電流。為了對此加以避免，若反射膜不采用Al，而是采用Mo和Cr等的高熔點金屬，或在Al反射膜和氧化物導(dǎo)電膜之間設(shè)置Mo和Cr等的高熔點金屬作為阻擋金屬，則反射率大幅劣化，招致作為顯示器性能的發(fā)光亮度的降低。
[0010]因此專利文獻(xiàn)2作為能夠省略阻擋金屬的反射電極(反射膜)，提出有一種含有Ni為0.1?2原子％的Al—Ni合金膜。據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)與純Al具有一樣高的反射率，并且，即便使Al反射膜與ITO和IZO等的氧化物導(dǎo)電膜直接接觸，也能夠?qū)崿F(xiàn)低接觸電阻。
[0011]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005— 259695號公報
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008—122941號公報
[0015]可是，在頂發(fā)光的有機EL顯示器中，考慮從陽極(陽極)向作為上層的有機層的空穴注入時，因為空穴從陽極材料的最高占有分子軌道(HOMO)向有機層的HOMO移動，所以這些軌道的能量差成為注入障礙。目前，能量障礙低的ITO量產(chǎn)使用，但假如由于ITO的襯底層的影響等，ITO的功函數(shù)變小，則該能量障礙變高。例如，在頂發(fā)光方式有機EL顯示器用反射陽極電極中，ITO等的氧化物導(dǎo)電膜(以下，有以ITO代表的情況。)和Al反射膜(或Al合金反射膜)的層疊構(gòu)造(上層=ITO /下層=Al合金)的ITO膜表面的功函數(shù)，與目前量產(chǎn)的層疊構(gòu)造(上層=ITO /下層=Ag基合金)相比，有低0.1?0.2eV左右的問題。其原因詳情不明，但若ITO膜表面的功函數(shù)低0.1?0.2eV左右，則形成于該ITO膜的上層的有機發(fā)光層的發(fā)光起始電壓(閾值)移動至高電壓側(cè)約數(shù)V左右，在維持相同的發(fā)光強度的情況下，耗電提高。
[0016]另外，在有機EL顯示器中，由于ITO膜的針孔和ITO膜與Al反射膜的接觸特性的面內(nèi)偏差等，也會有發(fā)光強度產(chǎn)生不均勻這樣的問題。
[0017]針對這樣的問題，不使用ITO膜，而是可以使Al反射膜與有機層直接連接的有機層的開發(fā)被推進(jìn)。
[0018]但是，要沒有保持Al反射膜的ITO膜的狀況下，至有機層形成期間Al反射膜以暴露出的狀態(tài)存在，因此，例如，在搬運具備該Al反射膜的基板的過程中，由于來自上部的沖擊等而發(fā)生的縱向的變形(應(yīng)力)等，而導(dǎo)致局部性地發(fā)生凹陷，Al反射膜表面容易產(chǎn)生凹狀的形狀異常等。其結(jié)果是，不僅電場在凹陷部周邊集中而發(fā)生發(fā)光強度的不均，而且還會招致發(fā)光元件的壽命降低這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明鑒于上述情況而形成，其目的在于，提供一種含有具備Al合金反射膜的有機EL顯示器用的反射陽極電極的配線結(jié)構(gòu)，Al合金反射膜對于縱向的應(yīng)力的耐久性特別優(yōu)異，即便使Al反射膜與有機層直接連接，也不會有發(fā)光強度的不均勻，能夠確保穩(wěn)定的發(fā)光性能，而且可以實現(xiàn)高成品率。
[0020]本發(fā)明提供以下的配線構(gòu)造、薄膜晶體管及有機EL顯示器。
[0021](I) 一種配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，其為在基板上具有構(gòu)成有機EL顯示器用的反射陽極電極的Al合金膜，和含有發(fā)光層的有機層的配線結(jié)構(gòu)，
[0022]所述Al合金膜含有0.05?5原子％的從由Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy所構(gòu)成的組中選擇的一種以上的稀土類元素，
[0023]在所述Al合金膜之上直接連接有所述有機層。
[0024](2)根據(jù)⑴所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的硬度為2?3.5GPa，且存在于Al合金組織的晶界三相點的密度在2X IO8個/ mm2以上。
[0025](3)根據(jù)(I)或⑵所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的楊氏模量為80?200GPa，且晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(Feret徑)的最大值為100?350nm。
[0026](4)根據(jù)⑴?(3)中任一項所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的光澤度在800%以上。
[0027](5)根據(jù)(I)?(4)中任一項所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜與形成于所述基板上的薄膜晶體管的源.漏電極電連接。
[0028](6) 一種具備(I)?(5)中任一項所述的配線結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管基板。
[0029](7) 一種具備(6)所述的薄膜晶體管基板的有機EL顯示器。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，作為構(gòu)成有機EL顯示器用反射陽極電極的Al合金膜，是含有稀土類元素的Al合金膜，并且，使用該Al合金膜的硬度和晶界三相點密度得到適當(dāng)控制的Al合金膜，因此，特別是對于壓入載荷等這樣縱向的應(yīng)力的耐久性優(yōu)異。另外，并且，因為使用該Al合金膜的楊氏模量和晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(Feret徑)的最大值晶界得到適當(dāng)控制的Al合金膜，所以對于橫向的變形的耐久性也優(yōu)異。其結(jié)果是，即便使該Al反射膜與有機層直接連接，也能夠確保穩(wěn)定的發(fā)光性能，能夠提供可靠性高的有機EL顯示器用的反射陽極電極。此外，因為使用光澤度優(yōu)異的Al合金膜，所以能夠提供色彩的表現(xiàn)力優(yōu)異的有機EL顯示器用的反射陽極電極。本發(fā)明的有機EL顯示器，適合用于例如移動電話、手持游戲機、平板型電腦、電視機等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是表示具備本發(fā)明的反射陽極電極的現(xiàn)有的有機EL顯示器的概略圖?！揪唧w實施方式】
[0032]本
【發(fā)明者】們?yōu)榱颂峁┮环N作為有機EL顯示器用的反射陽極電極通用的電極材料，即，含有稀土類元素的Al合金膜(以下，有記述為Al—稀土類元素合金膜，或僅簡述為Al合金膜的情況。)而反復(fù)研究，其中，即便使該Al合金膜不經(jīng)由氧化物導(dǎo)電膜而直接與有機層連接，對于在搬運具備該Al合金膜的基板的等的過程中來自上部的沖擊等而發(fā)生的縱向和橫向的變形(應(yīng)力)也具有適度的耐性，能夠防止伴隨上述變形而來的凹陷的發(fā)生，可以防止發(fā)光性能和壽命的劣化。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為上述Al—稀土類元素合金膜，如果使用具有規(guī)定的硬度和晶界密度的Al合金膜，則可達(dá)成希望的目的。
[0033]S卩，本發(fā)明從使Al反射膜與有機層直接連接也能夠確保穩(wěn)定的發(fā)光性能，并確保高可靠性這一觀點出發(fā)，作為有機EL顯示器用的反射陽極電極所使用的Al合金膜，能夠采用含有稀土類元素的Al合金膜，并且，該Al合金膜的硬度為2?3.5GPa，并且，能夠采用存在于Al合金組織的晶界三相點的密度為2X108個/ mm2以上的Al—稀土類元素合金膜。
[0034]另外，還設(shè)有該Al合金膜的楊氏模量為80?200GPa，且晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(Feret徑)的最大值為100?350nm的Al—稀土類元素合金膜。另外也使光澤度在800%以上。
[0035]首先，優(yōu)選上述Al—稀土類合金膜的硬度為2?3.5GPa。如前述，本發(fā)明的Al合金膜，不是像以往一樣使ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊于其上，而是使之與有機發(fā)光層直接連接使用，為此，對于有機EL顯示器用的反射陽極電極，要求還具備即便應(yīng)力暫時集中而電極發(fā)生變形或劣化，電極也不會發(fā)生凹陷等程度的對于縱向的應(yīng)力的耐久性。上述硬度從這樣的觀點出發(fā)而設(shè)定，也考慮使Al合金膜與ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊時的硬度和與玻璃基板等的硬度的平衡而設(shè)定。
[0036]詳細(xì)地說，構(gòu)成電極的電極材料過軟時，由于應(yīng)力集中導(dǎo)致電極變形,有發(fā)生發(fā)光不均勻等問題的情況。另一方面，若電極材料過硬，則對于壓入載荷難以發(fā)生變形，因此會產(chǎn)生微小的裂紋或發(fā)生剝落等的劣化。另外，如本發(fā)明這樣沒有使Al合金膜與ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊，而是將其作為電極材料使用時，在設(shè)定Al合金膜的硬度時，還需要進(jìn)一步考慮與制成和氧化物導(dǎo)電膜的層疊物時的硬度的平衡，Al合金膜的硬度的上限，可以控制在與上述層疊物大致同程度的硬度，另一方面，Al合金膜的硬度的下限，可以與玻璃基板所代表的基板的硬度相差不太大?；谶@樣的觀點，在本發(fā)明中，Al合金膜的優(yōu)選的硬度設(shè)定為2GPa以上、3.5GPa以下。更優(yōu)選為2.5GPa以上、3.3GPa以下。需要說明的是，Al合金膜的硬度，是以后述的實施例所述的方法測定的值。
[0037]此外，本發(fā)明所用的Al合金膜，存在于Al合金組織的晶界三相點的密度(以下，有簡述為三相點密度的情況。)滿足2X108個/ mm2以上。如上所述在本發(fā)明中，優(yōu)選將Al合金膜的硬度控制在規(guī)定范圍，但通常，硬度與三相點密度具有密切的關(guān)系，稀土類元素的含量處于本發(fā)明的范圍內(nèi)(5原子％以下)時，三相點密度越大，硬度也處于越大的傾向。在本發(fā)明中，從確保Al合金膜的硬度的下限(2GPa)的觀點出發(fā)，將三相點密度定為2X IO8個/ mm2以上。優(yōu)選為2.4X108個/ mm2以上。三相點密度的上限，若考慮濺射成膜的效率性等，則優(yōu)選8.0父108個/ mm2。還有，Al合金膜的三相點密度如后述實施例中也有所記述的，是由以下這樣的方法測定的值。即，以倍率15萬倍對于Al合金膜進(jìn)行TEM觀察，測量在測量視野(一個視野為1.2 μ mX 1.6 μ m)中觀察到的、存在于晶界三相點的Al合金的密度(三相點密度)。測量合計在3個視野中進(jìn)行，其平均值為Al合金的三相點密度。
[0038]本發(fā)明所用的Al合金膜，含有稀土類元素0.05?5原子％，余量:A1和不可避免的雜質(zhì)。含有稀土類元素的Al合金膜具有耐熱性。從提供適合有機EL顯示器用的反射陽極電極的原材料的觀點出發(fā)，從而控制硬度和三相點密度的Al合金膜至今為止都沒有公開。稀土類元素的含量的下限和上限，為了確保本發(fā)明所規(guī)定的硬度和三相點密度的范圍而進(jìn)行設(shè)定。如后述的實施例所示，隨著稀土類元素的含量變少，硬度處于降低的傾向，稀土類元素的含量低于本發(fā)明所規(guī)定的下限的，硬度或三相點密度的至少一方脫離本發(fā)明的范圍。另一方面，隨著稀土類元素的含量變多，硬度也處于增加的傾向，稀土類元素的含量超出本發(fā)明所規(guī)定的上限的，硬度或三相點密度的至少一方脫離本發(fā)明的范圍。
[0039]作為不可避免的雜質(zhì)，可列舉Fe、S1、Cu，分別允許含有0.05重量％以下。這些雜質(zhì)的含量在上述范圍外時，耐腐蝕性有可能劣化。另外，作為不可避免的雜質(zhì)，還可列舉氧，允許含有0.1重量％以下。該氧的含量在上述范圍外時，電阻有可能變大。
[0040]另外，本發(fā)明從即便使Al反射膜與有機層直接連接，也能夠確保穩(wěn)定的發(fā)光性能，確保高可靠性這樣的觀點出發(fā)，作為有機EL顯示器用的反射陽極電極所使用的Al合金膜，能夠采用含有稀土類元素的Al合金膜，并且，該Al合金膜的楊氏模量為80?200GPa，是晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(Feret徑)的最大值為100?350nm的Al—稀土類元素合金膜。
[0041]首先，優(yōu)選上述Al—稀土類合金膜的楊氏模量為80?200GPa。如前述，本發(fā)明的Al合金膜，不是像以往一樣使ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊于其上，而是使之與有機發(fā)光層直接連接使用，但為此，對于有機EL顯示器用的反射陽極電極，就要求還具備即便應(yīng)力暫時集中而電極變形或劣化，電極中也不會發(fā)生凹凸等程度的對于橫向的耐久性。上述楊氏模量是從這樣的觀點出發(fā)而設(shè)定的，也考慮到使Al合金膜與ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊時的楊氏模量和與玻璃基板等的楊氏模量的平衡而設(shè)定。
[0042]詳細(xì)地說，構(gòu)成電極的電極材料的楊氏模量小(過軟)時，由于應(yīng)力集中導(dǎo)致電極變形，有產(chǎn)生發(fā)光不均勻等的問題的情況。另一方面，若電極材料的楊氏模量大(過硬)，則對于壓入載荷難以發(fā)生變形，因此會產(chǎn)生微小的裂紋或發(fā)生剝落等的劣化。另外，如本發(fā)明這樣不使Al合金膜與ITO等的氧化物導(dǎo)電膜層疊，而是作為電極材料使用時，在設(shè)定Al合金膜的楊氏模量時，還需要進(jìn)一步考慮與制成和氧化物導(dǎo)電膜的層疊物時的楊氏模量的平衡，Al合金膜的楊氏模量的上限，可以控制在與上述層疊物大致同程度的楊氏模量，另一方面,Al合金膜的楊氏模量的下限，可以與玻璃基板所代表的基板的楊氏模量相差不太大?；谶@樣的觀點，在本發(fā)明中，Al合金膜的優(yōu)選的楊氏模量定為80GPa以上、200GPa以下。更優(yōu)選為85GPa以上、180GPa以下。還有，Al合金膜的楊氏模量，如后述的實施例中也有所記述的，是以如下方法測量的值。即，由納米壓痕儀對膜進(jìn)行硬度試驗，測量楊氏模量。在該試驗中，使用 Agilent Technologies 社制 Nano Indenter G200 (分析用軟件:Test Works4),使用XP壓針進(jìn)行連續(xù)剛性測量。其是使壓入深度為500nm，測量15點，通過求得結(jié)果的平均值而取得的值。
[0043]此外本發(fā)明所使用的Al合金膜的最大粒徑[晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(Feret徑)的最大值]滿足100?350nm。如上述在本發(fā)明中，需要將Al合金膜的楊氏模量控制在規(guī)定范圍，但通常，楊氏模量與最大粒徑大體具有密切的關(guān)系，稀土類元素的含量處于本發(fā)明的范圍內(nèi)(5原子％以下)時，若最大粒徑變大，則楊氏模量處于變小的傾向。在本發(fā)明中，從確保Al合金膜的楊氏模量的下限(SOGPa)的觀點出發(fā)，將最大粒徑的上限定為350nm，從確保Al合金膜的楊氏模量的上限(200GPa)觀點出發(fā)，將最大粒徑的下限定為lOOnm。優(yōu)選的最大粒徑為130nm以上、320nm以下。
[0044]在此所謂最大粒徑，意思是晶粒的規(guī)定方向的切線直徑(也稱為Feret徑或Green徑)的最大值。具體來說，是夾持粒子的一定方向的兩條平行線的間隔(距離)，晶粒有凹陷時，是投影圖的平行外切線間距離，晶粒沒有凹陷時(球)，是使周長除以η的值。還有，最大粒徑，具體來說就是以如下方式取得的值。即，以倍率15萬倍對于Al合金膜進(jìn)行TEM觀察，測量在測量視野(一個視野為1.2μπιΧ1.6μπι)中觀察到的、晶粒的粒徑(規(guī)定方向的切線直徑，F(xiàn)eret徑)。測量合計在3個視野中進(jìn)行，將3個視野中的最大值作為最大粒徑。
[0045]以上，對于賦予本發(fā)明以特征的Al合金膜的楊氏模量和最大粒徑進(jìn)行了說明。本發(fā)明所用的Al合金膜，含有稀土類元素0.05?5原子％，余量:A1和不可避免的雜質(zhì)。含有稀土類元素的Al合金膜具有耐熱性。從提供適合于有機EL顯示器用的反射陽極電極的原材的觀點出發(fā)而控制楊氏模量和最大粒徑的Al合金膜至今為止尚未公開。稀土類元素的含量的下限，為了確保本發(fā)明中規(guī)定的硬度和三相點密度的范圍而定。為了使耐熱性作用有效地發(fā)揮而定，另一方面，其上限是為了確保本發(fā)明中規(guī)定的楊氏模量和最大粒徑的范圍而定。隨稀土類元素的含量變多，有楊氏模量增加，最大粒徑減小的傾向。
[0046]作為不可避免的雜質(zhì)，可列舉Fe、S1、Cu，分別允許含有0.05重量％以下。這些雜質(zhì)的含量在上述范圍外時，耐腐蝕性有可能劣化。另外，作為不可避雜質(zhì)，還可列舉氧，允許含有0.1重量％以下。該氧的含量在上述范圍外時，電阻有可能變大。
[0047]另外，根據(jù)本
【發(fā)明者】們的研究結(jié)果判明:(I)電極的光澤度對于有機EL顯示器的色彩造成重大影響，構(gòu)成電極材料的上述Al合金膜的晶粒的粒徑(詳細(xì)地說，是稱為Feret徑的規(guī)定方向的切線直徑的最大值)大時，和該粒徑的密度小時，Al合金膜的光澤度降低，結(jié)果是有機EL顯示器的色彩的表現(xiàn)力差；(II)詳細(xì)地說Al合金膜的光澤度，大體由成膜之后的上述粒徑的尺寸和密度決定，即使在成膜后進(jìn)行熱處理(退火)，也幾乎看不到光澤度的變化；(III)為了實現(xiàn)高光澤度，有效的是適當(dāng)?shù)乜刂瞥赡l件(優(yōu)選為濺射時的溫度和Ar氣壓)。此外還發(fā)現(xiàn)，Al合金膜中的稀土類元素的含量也與Al合金膜的光澤度具有密切的關(guān)系，(IV)隨著稀土類元素的含量增加，光澤度有上升的傾向，便若大量添加，則由于腐蝕殘渣的問題而致使有機EL顯示器的色彩受損，因此將其上限控制在5原子％有效；(V)如此光澤度和稀土類元素的含量得到適當(dāng)控制的Al合金膜，還可以作為有機EL顯示器用反射陽極電極的原材單獨使用，也可以作為在其下部層疊Mo等的高熔點金屬膜而得到的層疊材料使用。
[0048]如此，優(yōu)選本發(fā)明所使用的Al—稀土類合金膜的光澤度為800%以上。據(jù)此，有機EL顯示器的色彩表現(xiàn)力也有所提高。光澤度越高越好，優(yōu)選為805%以上。還有，Al合金膜的光澤度的上限沒有特別規(guī)定，但是，若考慮用于確保希望的光澤度的條件(Al合金膜所含的稀土類元素的含量和Al合金膜的制造條件等，詳情后述。)，則大約為840%左右。Al合金膜的光澤度，如后述實施例中也有所記述的，是以如下方法測量的值。即，基于JISK7105—198，測量60°鏡面光澤度。光澤度由將折射率1.567的玻璃表面的光澤度作為100時的值)表述。
[0049]本發(fā)明所使用的Al合金膜，含有稀土類元素0.05?5原子％，余量:A1和不可避免的雜質(zhì)。含有稀土類元素的Al合金膜具有耐熱性。從提供適于光澤度優(yōu)異的有機EL顯示器用的反射陽極電極的原材的觀點出發(fā)，光澤度和稀土類元素的含量受到恰當(dāng)控制的Al合金膜至今為止尚未公開。稀土類元素的含量的下限，為了使耐熱性作用有效地發(fā)揮而定，另一方面，其上限為了確保本發(fā)明中規(guī)定的光澤度的下限而定。即，如后述的實施例所示，Al合金膜的光澤度與稀土類元素的含量密切相，以相同的條件制作Al合金膜時，稀土類元素的含量越多，有Al合金膜的光澤度也越增加的傾向，但是若稀土類元素的含量過多，則產(chǎn)生腐蝕殘渣這一新問題，色彩受損，因此其上限定為5原子％。另外如果在上述范圍內(nèi)，則能夠?qū)⑴渚€的電阻也抑制得很低。
[0050]作為不可避免的雜質(zhì)，可列舉Fe、S1、Cu，分別允許含有0.05重量％以下。這些雜質(zhì)的含量在上述范圍外時，耐腐蝕性有可能劣化。另外，作為不可避免的雜質(zhì)，還可列舉氧，允許含有0.1重量％以下。該氧的含量在上述范圍外時，電阻有可能變大。
[0051]作為本發(fā)明所使用的稀土類元素，可列舉在鑭系元素(在周期表中，從原子序號57的La至原子序號71的Lu的合計15種元素)中，加上Sc (鈧)和Y (釔)的元素組。在本發(fā)明中這些元素能夠單獨使用或兩種以上并用，所謂上述稀土類元素的含量，單獨含有時是單獨的量，含有兩種以上時是其合計量。優(yōu)選的稀土類元素是從Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy所構(gòu)成的組中選擇的一種以上的元素。
[0052]還有，從將硬度和三相點密度控制在規(guī)定范圍內(nèi)這一觀點出發(fā)，優(yōu)選使從Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy所構(gòu)成的組中選擇的一種以上的元素(特別是Nd)的上限為I原子％。
[0053]在本發(fā)明中，作為電極材料，可以單獨使用上述的Al合金膜，或者也可以使用在上述Al合金膜之下層疊有高熔點金屬膜的材料。高熔點金屬膜為了防止Al的氧化而作為Al合金膜的襯底層等通用，在本發(fā)明中，也能夠使用Mo、T1、Cr、W或以上述金屬為主體的合金。
[0054]上述Al合金膜的優(yōu)選的厚度大致為50?700nm。單獨使用上述Al合金膜時的優(yōu)選的厚度大致為50?600nm。另外，作為與高熔點金屬膜的層疊構(gòu)造而使用上述Al合金膜時的優(yōu)選的合計厚度(從基板側(cè)按順序，高熔點金屬膜+Al合金膜)大致為80?700nm，這時的Al合金膜的優(yōu)選的厚度大致為50?600nm，高熔點金屬膜的優(yōu)選的厚度大約為30?IOOnm0
[0055]在本發(fā)明中，為了得到硬度和三相點密度得到適當(dāng)控制的Al合金膜，除了使用含有規(guī)定的稀土類元素的Al合金膜以外，還優(yōu)選對于成膜后的Al合金膜，在室溫?230°C的范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理(退火)。在反射膜形成以后的有機EL顯示器的制造過程中，一般來說多受到室溫?約250°C左右的熱過程，但若退火溫度變高，則發(fā)生稀土類元素的析出和Al合金的晶粒生長，因此致使硬度和三相點密度降低。具體來說，根據(jù)稀土類元素的添加量等，設(shè)定適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟燃纯?，但更?yōu)選為150?230°C。
[0056]作為上述Al合金膜的成膜方法，例如，可列舉濺射法和真空蒸鍍法等，但在本發(fā)明中，從實現(xiàn)細(xì)化和膜內(nèi)的合金成分的均勻化，能夠容易地控制添加元素量等的觀點出發(fā)，優(yōu)選以濺射法形成Al合金膜。在濺射法中，優(yōu)選將濺射時的成膜溫度大致控制在180°C以下，將Ar氣壓大致控制3mT0rr以下?；鍦囟群统赡囟仍礁撸纬傻哪さ哪べ|(zhì)越接近塊體，容易形成致密的膜，膜的硬度有增加的傾向。另外，越提高Ar氣壓，膜的密度越降低，膜的硬度有降低的傾向。這樣的成膜條件的調(diào)整，從抑制膜的構(gòu)造稀疏而容易產(chǎn)生腐蝕的觀點出發(fā)也優(yōu)選。
[0057]在本發(fā)明中，為了得到楊氏模量和最大粒徑被適當(dāng)控制的Al合金膜，除了得到含有規(guī)定的稀土類元素的Al合金膜以外，還優(yōu)選適當(dāng)控制濺射時的條件。即，作為上述Al合金膜的成膜方法，例如，可列舉濺射法和真空蒸鍍法等，在本發(fā)明中，為了實現(xiàn)細(xì)化和膜內(nèi)的合金成分的均勻化，能夠容易地控制添加元素量等的觀點出發(fā)，推薦以濺射法形成Al合金膜，優(yōu)選將濺射時的成膜溫度大致控制在230°C以下，將Ar氣壓大致控制在20mTorr以下。另外，優(yōu)選將濺射時的基板溫度大致控制在180°C以下?；鍦囟群统赡囟仍礁?，所形成的膜的膜質(zhì)越接近塊體，容易形成致密的膜，膜的楊氏模量有增加的傾向。另外，越提高Ar氣壓，膜的密度越降低，膜的楊氏模量有降低的傾向。這樣的成膜條件的調(diào)整，從抑制膜的構(gòu)造稀疏而容易產(chǎn)生腐蝕的觀點出發(fā)也優(yōu)選。
[0058]還有，如上述這樣通過濺射法成膜后的Al合金膜，優(yōu)選在室溫?230°C的范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理(退火)。在有機EL的制造過程中，反射膜形成后一般來說多受到室溫?約250°C左右的熱過程，但若退火溫度變高，則發(fā)生稀土類元素的析出和Al合金的晶粒生長，因此致使楊氏模量和最大粒徑降低。具體來說，根據(jù)稀土類元素的添加量等，設(shè)定適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟燃纯桑鼉?yōu)選為150~230°C。[0059]在本發(fā)明中，為了得到光澤度得到適當(dāng)控制的Al合金膜，除了使用含有規(guī)定的稀土類元素的Al合金膜以外，還優(yōu)選適當(dāng)控制濺射時的條件。即，作為上述Al合金膜的成膜方法，例如，可列舉濺射法和真空蒸鍍法等，在本發(fā)明中，從實現(xiàn)細(xì)化和膜內(nèi)的合金成分的均勻化，能夠容易地控制添加元素量等的觀點出發(fā)，推薦以濺射法形成Al合金膜。優(yōu)選將濺射時的成膜溫度大致控制在270°C以下，將Ar氣壓大致控制15mT0rr以下。另外，優(yōu)選將濺射時的基板溫度控制在大致270°C以下。這是由于基板溫度和成膜溫度越高，濺射粒子在基板表面越容易運動，成為形成粗大的結(jié)晶粒徑的原因，結(jié)果是光澤度降低。另外是由于，若Ar氣壓變高，則濺射粒子和Ar氣壓的沖突頻率提高，濺射粒子到達(dá)基板時的能量變低，晶粒的密度降低，結(jié)果是光澤度降低。
[0060]以上述優(yōu)選的濺射條件成膜(之后的)Al合金膜的光澤度高達(dá)800%以上，這樣高的光澤度，不論之后的熱處理(退火)的條件如何，都可原樣維持。這一點與會強烈受到熱處理后的Al合金膜的狀態(tài)(晶粒的尺寸和密度等)的影響的反射率大不相同。在有機EL顯示器的制造過程中，一般多曝露在室溫~約250°C左右的熱過程中，但即使退火溫度超出上述范圍，例如以300°C進(jìn)行熱處理，熱處理后的Al合金膜的光澤度仍持續(xù)在800%以上的高水平(參照后述實施例)。但是，若考慮樹脂的耐熱性，則優(yōu)選的熱處理溫度約為150~230。。。
[0061]在本發(fā)明中，特征在于與有機層直接連接的由Al合金膜構(gòu)成的電極，其以外的構(gòu)成沒有特別限定，能夠采用在有機EL顯示器的領(lǐng)域通常使用的公知的構(gòu)成。
[0062]接下來，使用圖1，說明具備本發(fā)明的反射陽極電極的有機EL顯示器的一個實施方式的概略。但是，本發(fā)明以有限定為圖1所示的有機EL顯示器的意圖，能夠適宜采用在該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常使用的構(gòu)成。
[0063]在本實施方式中，在基板I上形成TFT2和鈍化膜3，再在其上形成平坦化層4。在TFT2上形成接觸孔5，經(jīng)由接觸孔5，TFT2的源.漏電極(未圖示)與Al合金膜(反射膜)6電連接。在本發(fā)明中，Al合金膜6構(gòu)成反射陽極電極。之所以將其稱為反射陽極電極，是由于Al合金膜6作為有機EL元件的反射電極發(fā)揮作用，并且，與TFT2的源.漏電極電連接，因此作為陽極電極起作用。另外，反射陽極電極也可以是與源?漏電極相同的電極，據(jù)此，也可以發(fā)揮本發(fā)明的效果。
[0064]在Al合金膜6的正上方形成有機發(fā)光層8，再在其上形成陰極電極9。即，在現(xiàn)有的有機EL顯不器中，在Al合金膜6和有機發(fā)光層8之間形成有氧化物導(dǎo)電膜,相對于此，在具有本發(fā)明的反射陽極電極的圖1的有機EL顯示器中，則不需要氧化物導(dǎo)電膜。在本實施方式中，因為使用規(guī)定的Al合金膜6，所以即便使Al合金膜6與有機發(fā)光層8直接連接，也可抑制發(fā)光性能的偏差。另外，在這樣的有機EL顯不器中，從有機發(fā)光層8放射的光以本發(fā)明的反射陽極電極高效率地被反射，因此能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的發(fā)光亮度。
[0065]實施例
[0066]以下，通過實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述實施例限制，在能夠符合上述.下述的宗旨的范圍內(nèi)也可以適當(dāng)加以變更實施，這些均包含在本發(fā)明的技術(shù)的范圍。
[0067]實施例1
[0068]以無堿玻璃板(板厚0.7mm,直徑4英寸)為基板，在其表面，通過DC磁控管濺射法，如下述表1所示，形成稀土類元素的種類和含量(單位為原子％，余量:A1和不可避免的雜質(zhì))不同的Al合金膜(膜厚均約500nm)。成膜是在成膜前使腔室內(nèi)的氣氛暫時到達(dá)真空度:1 X KT6Tort之后，使用與各Al合金膜相同的成分組成的直徑4英寸的圓盤型靶，以下述所示的條件進(jìn)行。接著，對于成膜后的Al合金，在氮氣氛中，以表1所述的各種退火溫度進(jìn)行15分鐘熱處理。表1中，所謂“一”意思是不加熱(即室溫)。還有，所形成的Al合金膜的組成，以感應(yīng)稱合等離子體(Inductively Coupled Plasma:ICP)質(zhì)譜法確認(rèn) 。
[0069](濺射條件)
[0070].Ar 氣壓:ImTorr
[0071].Ar 氣流量:20sccm
[0072]?派射功率:130W
[0073]?成膜溫度:100°C
[0074]使用以上述方式得到的Al合金膜，用納米壓痕儀進(jìn)行膜的硬度試驗。在該試驗中，使用MTS社制Nano Indenter XP (分析用軟件:Test Works4),使用XP壓針,進(jìn)行連續(xù)剛性測量。以壓入深度為300nm，激發(fā)振動頻率:45Hz，振幅:2nm的條件測量15點，求得測量結(jié)果的平均值。
[0075]另外，在上述試驗中，使壓入深度為20nm而進(jìn)行測量后，以光學(xué)顯微鏡(倍率1000倍)觀察Al合金膜表面，確認(rèn)有無塑性變形造成的變形。
[0076]再對于以上述方式得到的Al合金膜，以倍率15萬倍進(jìn)行TEM觀察，在測量視野(一個視野為1.2μπιΧ1.6μπι)中進(jìn)行觀察，測量存在于晶界三相點的Al合金的密度(三相點密度)。測量在合計3個視野中進(jìn)行，以其平均值作為Al合金的三相點密度。
[0077]對于形成純Al膜代替Al合金膜的試料，與上述同樣也測量硬度和三相點密度。
[0078]這些結(jié)果一并記述在表1中。表1中，所謂“Ε+07”意思是107。例如表1的N0.101的所謂“9.0Ε+07”就是9.0XlO7的意思。
[0079][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，其是在基板上具有構(gòu)成有機EL顯示器用的反射陽極電極的Al合金膜、和含有發(fā)光層的有機層的配線結(jié)構(gòu)， 所述Al合金膜含有0.05?5原子％的從由Nd、Gd、La、Y、Ce、Pr和Dy構(gòu)成的組中選擇的一種以上的稀土類元素， 在所述Al合金膜上直接連接有所述有機層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的硬度為2?3.5GPa，且存在于Al合金組織中的晶界三相點的密度為2X108個/ mm2以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的楊氏模量為80?200GPa，且晶粒的規(guī)定方向的切線直徑即Feret徑的最大值為100?350nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜的光澤度在800%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Al合金膜與形成于所述基板上的薄膜晶體管的源.漏電極電連接。
6.一種薄膜晶體管基板，其具備權(quán)利要求1所述的配線結(jié)構(gòu)。
7.一種有機EL顯示器，其具備權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管基板。
【文檔編號】G09F9/30GK103548420SQ201280024692
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月24日
【發(fā)明者】奧野博行, 三木綾, 釘宮敏洋 申請人:株式會社神戶制鋼所