DE10392168T5

DE10392168T5 - Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement, Anzeigevorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10392168T5
Application number: DE10392168T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Nakamura; Kenji Senmyo
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2023-04-12
Also published as: US20040245920A1; JP2005108437A; JP4271915B2; AU2003236109A1; WO2003086022A1; JPWO2003086022A1; DE10392168B4

Abstract

Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement, das eine erste leitfähige Schicht, eine der ersten leitfähigen Schicht gegenüberliegende zweite leitfähige Schicht, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, der mittels einer Versorgungsleitung elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und eine organische Elektrolumineszenzschicht umfasst, die zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei die Versorgungsleitung mindestens eine Oberflächenschicht als Schicht aufweist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement (organisches EL-Anzeigeelement) als Anzeigeelement, bei dem ein organisches lichtemittierendes Material eingesetzt wird, und eine organische Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung (organische EL-Anzeigevorrichtung) als Anzeigevorrichtung, bei der ein solches Element verwendet wird.
Bei dem schnellen Fortschritt der technologischen Entwicklung auf dem Gebiet der Information und Kommunikation in den letzten Jahren gibt es viele Erwartungen hinsichtlich einer flachen Anzeigevorrichtung anstelle eines Kathodenstrahlröhrenbildschirms (CRT). Insbesondere wurden intensive Untersuchungen bezüglich einer organischen EL-Anzeige durchgeführt, da diese bezüglich der schnellen Reaktion, der Sichtbarkeit, der Leuchtdichte, usw., hervorragend ist.

Das von Tang et al. von Eastman Kodak USA im Jahre 1987 beschriebene organische EL-Element weist eine zweischichtige Laminierungsstruktur aus dünnen organischen Filmen auf, bei denen Tris(8-chinolinolato)aluminium (nachstehend mit "Alq" abgekürzt) als lichtemittierende Schicht verwendet wird. Wenn dieses Element mit einer niedrigen Spannung wie z.B. nicht mehr als 10 V angesteuert wurde, wurde grünes Licht emittiert und es konnte eine hohe Leuchtdichte von 1000 cd/m² erhalten werden. Die Lichtausbeute betrug 1,5 Lumen/W (Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987)).

Anschließend wurden rasch Forschungen bezüglich praktischer Anwendungen durchgeführt und es wurden verschiedene organische EL-Elemente des Laminierungstyps entwickelt, die eine bis etwa zehn organische Schichten) umfassen, die von einer Lochinjektionselektrode und einer Elektroninjektionselektrode sandwichartig umgeben sind.

Bezüglich eines organischen El-Materials wurden zur Herstellung eines organischen EL-Elements Verfahren zur Ausbildung verschiedener Arten niedermolekularer Verbindungen zu einem dünnen Film vorgeschlagen, z.B. ein Vakuumabscheidungsverfahren, oder Verfahren zur Ausbildung einer hochmolekularen Verbindung zu einem dünnen Film mit einem Schleuderbeschichtungsverfahren, einem Tintenstrahlverfahren, einem Farbstoffbeschichtungsverfahren oder einem flexographischen Druckverfahren.

Auf der Homepage des japanischen Patentamts finden sich technische Informationen bezüglich eines organischen EL-Elements, die von einem "Komitee zur Erstellung von Patentübersichten nach unterschiedlichen technischen Gebieten" erstellt worden sind, bei denen ein technischer Bericht unter Bezugnahme auf veröffentlichte Patentanmeldungen und Patente angegeben ist, der sich auf so genannte Grundpatente, verschiedene Arten von Materialien, Verfahren, Vorrichtungsstrukturen, Ansteuerungsverfahren, Farbgebungstechniken, Dauerbeständigkeit, Verfahren zur Anwendung, usw., bezieht.

Bei organischen EL-Anzeigevorrichtungen wird ein Stromansteuerungselement verwendet und bei organischen El-Anzeigevorrichtungen des passiven Ansteuerungstyps ist eine sofortige Lichtemission zu dem Zeitpunkt erforderlich, bei dem jede Zeile ausgewählt wird. Als Folge davon fließt im Vergleich mit einem Fall, bei dem ein Anzeigeelement des spannungsangesteuerten Typs, wie z.B. eine Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird, ein großer Strom in die Elektroden.

Wenn beispielsweise ein Anzeigefeld mit einer Pixelgröße von 300 μm × 300 μm und 100 Anoden bei einer relativen Einschaltdauer von 1/64 angesteuert wird, erreicht der Strom, der in einer Auswahlperiode unter den Bedingungen einer Lichtausbeute von 1 cd/A und einer durchschnittlichen Leuchtdichte von 300 cd/m² in eine Kathode fließt, 172,8 mA. Andererseits fließt bei der Verwendung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines Spannungsansteuerungselements kein derartiger, übermäßig großer Strom.

Aus diesem Grund wird eine Struktur eingesetzt, bei der zwischen einer Kathode und einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss eine Kathodenversorgungsleitung mit geringem Widerstand angeschlossen ist, um einen Spannungsanstieg aufgrund des dort fließen den Stroms zu unterdrücken, wodurch der Strom zu dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss durch die Kathodenversorgungsleitung fließt.

Anforderungen bezüglich einer Erhöhung der Größe, der Genauigkeit und der Leuchtdichte des Anzeigefelds führen zu Problemen dahingehend, dass eine weitere Senkung des Widerstands der Kathodenversorgungsleitung und gleichzeitig eine Senkung des Widerstands eines Kontaktabschnitts zwischen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung und eines Kontaktabschnitts zwischen dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss und der Kathodenversorgungsleitung erforderlich ist.

Insbesondere ist es bezüglich der Kontakteigenschaften der Kathode zu der Kathodenversorgungsleitung erforderlich, dass sie nicht nur die Eigenschaft eines geringen Widerstands aufweist, sondern auch, dass sie gegenüber der Jouleschen Wärme (Stromwärme) beständig ist, die an den Kontaktabschnitten abhängig von der Größe des dort fließenden elektrischen Stroms erzeugt wird. Insbesondere ist es erforderlich, den Anstieg des Kontaktwiderstands durch die Joulesche Wärme zu verhindern und es ist eine bessere Kontaktleistung erforderlich. Es wird vermutet, dass die Zunahme des Kontaktwiderstands durch die Joulesche Wärme auf die Oxidation des Metalls zurückzuführen ist, das für die Versorgungsleitung oder dergleichen verwendet wird.

Die 8 zeigt die Struktur des Kontakts zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung gemäß einer herkömmlichen Technik. In der 8 sind eine Anode 2a und ein Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss 2b auf einem aus Glas oder dergleichen hergestellten transparenten Substrat 1 ausgebildet.

Der Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss 2b ist über eine Kathodenversorgungsleitung 3 elektrisch mit einer Kathode 7 verbunden. Durch Zuführen eines elektrischen Stroms zwischen der Anode 2a und der Kathode 7 emittiert eine organische EL-Schicht 6 Licht. Ein Isolierfilm 4 dient zur Festlegung eines Abschnitts 4a, bei dem die organische EL-Schicht 6 die Anode 2a kontaktiert.

Bei einer solchen Struktur wird für die Anode 2a im Allgemeinen ITO (Indiumoxid-Zinnoxid) und für die Kathode ein leicht oxidierbares Metall wie z.B. Al, Mg, Ag oder dergleichen verwendet. Für die Kathodenversorgungsleitung wird ein Metall wie z.B. Cr oder dergleichen verwendet.

In diesem Fall beträgt der Widerstand beispielsweise dann, wenn strukturiertes Cr mit einer Filmdicke von 300 nm, einer Breite von 150 μm, einer Länge von 4 mm und einem spezifischen Widerstand von 20 μΩ·cm für die Versorgungsleitung verwendet wird, 17,7 Ω. Wenn der vorstehend genannte Strom zugeführt wird, findet als Reaktion auf den Widerstand der Leitung ein Spannungsabfall von etwa 3,1 V statt, wodurch ein Spannungsanstieg über das vorgegebene elektrische Potenzial stattfindet.

Ferner wird, wie es in der 8 gezeigt ist, auf der Kathodenversorgungsleitung 3 beim Herstellungsverfahren eine oxidierte Schicht 3a gebildet, mit dem Ergebnis, dass der Kontaktwiderstand zwischen der Kathode 7 und der Kathodenversorgungsleitung 3 zunimmt.

Ferner scheint der Spannungsanstieg nachteilige Effekte zu verursachen, wie z.B. eine ungleichmäßige Anzeige zum Zeitpunkt einer Gradationsanzeige und einen Anstieg der Stehspannung eines verwendeten Anodentreibers.

Im Zusammenhang damit beschreibt z.B. die JP-A-11-317292 (Dokument 1 des Standes der Technik) eine Technik, die eine Kathodenversorgungsleitung in einem organischen EL-Anzeigeelement betrifft. In dem Dokument 1 des Standes der Technik wird für einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss ein transparentes Elektrodenmaterial verwendet und das gleiche Material wird für eine Kathode und eine Kathodenversorgungsleitung verwendet. In diesem Fall besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass das Problem des Kontaktwiderstands zwischen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung beseitigt wird, so lange die Oberflächen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung nicht vor dem Verbinden der Kathode mit der Kathodenversorgungsleitung oxidiert werden.

Im Allgemeinen wird für die Kathode eines organischen EL-Anzeigeelements jedoch ein leicht oxidierbares Material verwendet und andererseits wird für die transparente Elektrode ein Metalloxid wie z.B. ITO verwendet.

Wenn daher die Kathodenversorgungsleitung und die Kathode aus dem gleichen Material hergestellt werden, tritt das Problem auf, dass das Metall, welches die Kathodenversorgungsleitung bildet, an dem Kontaktabschnitt zwischen der Kathodenversorgungsleitung und dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, für den ein transparentes Elektrodenmaterial verwendet wird, während der Herstellung des organischen EL-Anzeigeelements und bei dessen Gebrauch oxidiert wird, wodurch der Kontaktwiderstand zunimmt.

Insbesondere ist die Zunahme des Kontaktwiderstands beträchtlich, wenn die Anordnung bei einer hohen Temperatur gehalten wird. Wenn Al oder eine Al-Legierung für die Kathode und die Kathodenversorgungsleitung und ITO für den Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss verwendet wird, nimmt der Kontaktwiderstand beträchtlich zu, wenn die Anordnung bei etwa 100°C gehalten wird.

Die JP-A-11-329750 (Dokument 2 des Standes der Technik) beschreibt eine Technik zur Verminderung des Kontaktwiderstands zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung. Das Dokument 2 des Standes der Technik beschreibt, dass Kontakteigenschaften mit niedrigem Widerstand durch Ausbilden einer Kathodenversorgungsleitung in zwei Abschnitte aus einer Grundschichtstruktur und einer Elektrodenstruktur erhalten werden können, wobei TiN oder Cr für die Grundschichtstruktur und Al für die Elektrodenstruktur verwendet wird, die mit der Kathode in Kontakt stehen soll.

Diese Technik weist jedoch abgesehen von der Lösung des Problems der Verminderung des Kontaktwiderstands ein Produktivitätsproblem auf, da es erforderlich ist, zur Ausbildung der Kathodenversorgungsleitung ein photolithographisches Verfahren zweimal durchzuführen, und zur Strukturierung von TiN ein Trockenätzen durchzuführen.

Ferner kann bei der Verwendung von Cr für die Grundschichtstruktur der Kontaktwiderstand beträchtlich zunehmen, wenn die Anordnung bei einer hohen Temperatur von etwa 100°C gehalten wird, obwohl die ursprünglichen Kontakteigenschaften gut sind. Demgemäß bleibt ein Zuverlässigkeitsproblem bestehen.

Ferner beschreibt die JP-A-2001-351778 (Dokument 3 des Standes der Technik) ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement zur Lösung des Problems der Zunahme des Kontaktwiderstands einer Metallelektrode während der Wärmebehandlung bei der Herstellung. Dazu ist eine Barriereschicht auf der Oberflächenschicht einer Schaltungselektrode ausgebildet, die auf einem transparenten Substrat bereitgestellt ist, und die Schaltungselektrode wird mittels der Barriereschicht mit einer Metallelektrode 4 in Kontakt gebracht, wobei die Metallelektrode 4 mittels einer organischen lichtemittierenden Schicht auf das transparente Substrat laminiert ist.

Die Schaltungselektrode ist aus einem leitfähigen Metallmaterial hergestellt, wie z.B. Cr, Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mo, Ta, Ti, W, C, Fe, In, Ag-Mn, Zn oder dergleichen. Die Barriereschicht ist aus einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt und guten Eigenschaften gegen eine thermische Verschlechterung, einem Edelmetall, einem Oxid, einem Nitrid oder einem Oxynitrid hergestellt.

Folglich beschreibt das Dokument des Standes der Technik, dass der Kontaktwiderstand zwischen der Schaltungselektrode und der Metallelektrode selbst beim Erhitzen bei der Bildung des Zwischenschichtisolierfilms niedrig gehalten werden kann, und daher ist eine Ansteuerung mit niedriger Spannung möglich. Wenn ferner die Schaltungselektrode durch dazwischen liegendes Anordnen einer kontaktverbessernden Schicht ausgebildet wird, wird der Kontakt der Schaltungselektrode mit dem transparenten Substrat verbessert, wodurch ein guter Kontaktierungszustand zwischen der Schaltungselektrode und der Metallelektrode beibehalten werden kann. In dem Dokument 3 des Standes der Technik ist die Elektrodenstruktur unter Verwendung von Cr gezeigt. Ein konkretes Beispiel der Elektrodenstruktur unter Verwendung von Mo ist jedoch nicht beschrieben.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein organisches EL-Anzeigeelement, das mit einer Kathodenversorgungsleitung ausgestattet ist, welche einen niedrigen Widerstand, insbesondere einen niedrigen Widerstand vom Beginn des Gebrauchs an, einen niedrigen Kontaktwiderstand bezüglich einer Kathode und eines Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschlusses und zuverlässige Kontakteigenschaften aufweist; eine organische EL-Anzeigevorrichtung, in der das Anzeigeelement eingesetzt wird, und ein Verfahren zur Herstellung des organischen EL-Anzeigeelements bereitzustellen.

Gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement bereitgestellt, das eine erste leitfähige Schicht, eine der ersten leitfähigen Schicht gegenüberliegende zweite leitfähige Schicht, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, der mittels einer Versorgungsleitung elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und eine organische Elektrolumineszenzschicht umfasst, die zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei die Versorgungsleitung mindestens eine Oberflächenschicht als Schicht aufweist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.

Gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 1 bereitgestellt, bei dem die erste leitfähige Schicht mit der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.

Gemäß der Ausführungsform 3 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 1 oder 2 bereitgestellt, bei dem die zweite leitfähige Schicht aus ITO hergestellt ist.

Gemäß der Ausführungsform 4 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 1, 2 oder 3, bereitgestellt, bei dem die Versorgungsleitung eine Schicht aufweist, die aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellt ist.

Gemäß der Ausführungsform 5 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 1, 2, 3 oder 4 bereitgestellt, bei dem die erste leitfähige Schicht mit einer geätzten Oberfläche der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.

Gemäß der Ausführungsform 6 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 1, 2, 3, 4 oder 5 bereitgestellt, bei dem der Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht, der mit der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, durch einen Isolierfilm definiert ist.

Gemäß der Ausführungsform 7 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6 bereitgestellt, bei dem die Mo-Legierung Nb enthält.

Gemäß der Ausführungsform 8 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß der Ausführungsform 7 bereitgestellt, bei dem der Nb-Gehalt in der Mo-Legierung 5 bis 20 Atom-% ist.

Gemäß der Ausführungsform 9 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 8 bereitgestellt, bei dem die Anzahl der Versorgungsleitungen mindestens 30 ist.

Gemäß der Ausführungsform 10 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 9 bereitgestellt, bei dem der Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht, der mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, Al oder eine Al-Legierung enthält.

Gemäß der Ausführungsform 11 wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement bereitgestellt, das eine erste leitfähige Schicht, eine der ersten leitfähigen Schicht gegenüber liegende zweite leitfähige Schicht, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, der mittels einer Versorgungsleitung elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und eine organische Elektrolumineszenzschicht umfasst, die zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei die Versorgungsleitung mindestens drei Schichten umfasst, einschließlich einer Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung als Oberflächenschicht enthält, und einer Schicht unter der Oberflächenschicht, die Al oder eine Al-Legierung enthält.

Gemäß der Ausführungsform 12 wird eine organische Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung bereitgestellt, die ein in einer der Ausführungsformen 1 bis 11 beschriebenes organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement und eine Ansteuerungsschaltung zum Ansteuern des organischen Elektrolumineszenzanzeigeelements aufweist.

Gemäß der Ausführungsform 13 wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektrolumineszenzanzeigeelements bereitgestellt, welches das elektrische Verbinden einer von leitfähigen Schichten, die durch dazwischenliegendes Anordnen einer organischen Elektrolumineszenzschicht gebildet werden, mittels einer Versorgungsleitung mit einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss umfasst, wobei das elektrische Verbinden einen Schritt des Ausbildens einer Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, als Oberflächenschicht der Versorgungsleitung, die mit der leitfähigen Schicht verbunden ist, und einen Schritt des Ätzens der Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, unter Verwendung eines Gases, das mindestens CF₄ und Sauerstoff enthält, oder eines Gases, das mindestens CF₆ und Sauerstoff enthält, umfasst.

1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen EL-Anzeigeelements zeigt.

2 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A' in der 1.

3 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen EL-Anzeigeelements zeigt.

Die 4A und 4B sind Querschnittsansichten entlang B-B' in der 3 und 4C ist eine Querschnittsansicht entlang B-B' in der 3 der organischen EL-Anzeigevorrichtung, die in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform 1 ausgebildet worden ist, bei der in dem Herstellungsverfahren die Sauerstoffplasmabestrahlung weggelassen worden ist.

5 ist ein Graph, der die Kontakteigenschaften zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung einer Ausführungsform des organischen EL-Anzeigeelements zeigt, die durch die vorliegende Erfindung erhalten worden ist.

6 ist ein Graph, der die Kontakteigenschaften zeigt, wie sie mit einer herkömmlichen Technik erhalten worden sind.

7 ist ein Graph, der die Kontakteigenschaften zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung einer anderen Ausführungsform des organischen EL-Anzeigeelements zeigt, die durch die vorliegende Erfindung erhalten worden ist.

8 ist eine Querschnittsansicht, welche die Kontaktstruktur gemäß einer herkömmlichen Technik zeigt.

9 ist ein Fließdiagramm, das eine Herstellungssequenz eines erfindungsgemäßen organischen EL-Anzeigeelements zeigt.

10 ist eine Querschnittsansicht, die eine umgekehrte Kegelstruktur zeigt.

11 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Anodenkante 9 mit einer organischen EL-Schicht in Kontakt steht.

Nachstehend werden einige praktische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Beispiele, usw., beschrieben. Diese Zeichnungen und die Beschreibung zeigen jedoch lediglich Beispiele der vorliegenden Erfindung und beschränken den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht. Selbstverständlich sind von der vorliegenden Erfindung auch andere praktische Ausführungsformen umfasst, soweit sie in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.

Beispielsweise kann eine Struktur eingesetzt werden, bei der die Anode und die Kathode, wie sie nachstehend beschrieben werden, vertauscht sind. Ferner ist in dieser Beschreibung ein Fall beschrieben, bei dem ein Metall-Laminierfilm, der die Versorgungsleitung bildet, drei Schichten umfasst, nämlich eine Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, eine Schicht, die aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellt ist, und eine Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält. Die Zusammensetzung der Schichten, die Mo oder eine Mo-Legierung enthalten und die auf beiden Seiten ausgebildet sind, kann jedoch verschieden sein. Ferner kann innen eine weitere Metallschicht angeordnet sein.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Fall, bei dem eine Schicht fehlt, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält. Wenn beispielsweise der Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss aus einem Material hergestellt ist, das die Oxidation der Schicht aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung und eine Zunahme des Kontaktwiderstands verhindern kann, kann die Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, auf der Seite weggelassen werden, die mit dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss verbindbar ist.

Im Gegensatz dazu kann dann, wenn in einem Herstellungsverfahren, das vor der Verbindung mit der Kathode durchgeführt wird, ein niedriges Risiko einer Erhöhung des Kontaktwiderstands der aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellten Schicht der Kathodenversorgungsleitung oder eines Materials, das die Kathode bildet, aufgrund einer Oxidation besteht, die Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, an einer Seite weggelassen werden, die mit der Kathode verbindbar ist.

Im Allgemeinen gibt es viele Fälle, bei denen eine Oxidation leicht stattfindet, obwohl für die Schicht, die aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellt ist, oder für das Material, das die Kathode bildet, ein strikt gesteuertes Verfahren eingesetzt wird. Demgemäß wird die Schicht auf der Seite, die mit der Kathode verbindbar ist und die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, häufig als wichtiger erachtet als die Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, auf der Seite, die mit dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss verbindbar ist.

Der Grund dafür, dass die Versorgungsleitung vorzugsweise die aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellte Schicht aufweist, liegt darin, dass die Verminderung des Widerstands einfach ist und eine hohe Zuverlässigkeit erhalten werden kann.

Die Zunahme des Kontaktwiderstands findet während des Verfahrens zur Herstellung des organischen EL-Anzeigeelements oder bei der Verwendung des organischen EL-Anzeigeelements statt.

Bei der Untersuchung der Zunahme des Kontaktwiderstands eines vervollständigten organischen EL-Anzeigeelements im Zeitverlauf zeigt sich, dass der ursprüngliche Wert ein Wert ist, der ein Inkrement des Kontaktwiderstands umfasst, das bei den Herstellungsverfahren er zeugt wird, und dass ein Inkrement des Kontaktwiderstands anschließend beim Gebrauch des Anzeigeelements erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße organische EL-Anzeigevorrichtung hat einen allgemeinen Aufbau, der zusätzlich zu dem organischen EL-Anzeigeelement, das eine Anode, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, eine organische EL-Schicht und eine Kathode als Hauptkomponenten aufweist, eine Ansteuerungsschaltung, eine Ansteuerungsenergiequelle, ein Gehäuse und Zusatzvorrichtungen umfasst.

In den Zeichnungen werden die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen organischen EL-Anzeigeelements und die 2 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A' in der 1. Die 9 ist ein Fließdiagramm, das eine Herstellungssequenz des organischen EL-Anzeigeelements als erfindungsgemäßes Beispiel zeigt.
Nachstehend wird die Schrittsequenz von 9 unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Als erstes wird im Schritt S₁ eine leitfähige Schicht auf einer Siliziumdioxidbeschichtungsschicht eines Glassubstrats 1 ausgebildet, das die Siliziumdioxidbeschichtungsschicht aufweist. Diese leitfähige Schicht entspricht der zweiten Elektrodenschicht, wie sie vorstehend beschrieben worden ist.
Als Glassubstrat kann beispielsweise Natronkalkglas verwendet werden.
Die Dicke der Siliziumdioxidbeschichtungsschicht beträgt im Allgemeinen 10 bis 30 nm und die Siliziumdioxidbeschichtungsschicht kann z.B. mit einem Sputterverfahren gebildet werden.
Die leitfähige Schicht ist im Allgemeinen transparent. Der Begriff "Taansparenz„ soll auch den Fall umfassen, bei dem die leitfähige Schicht ein gewisses Maß an Transparenz aufweist, der von dem Fall verschieden ist, bei dem die Lichtdurchlässigkeit wie bei einer so genannten transparenten leitfähigen Schicht einen hohen Wert von 90 bis 100% aufweist. Eine transparente leitfähige Schicht ist bevorzugt, da sie eine ausreichende Funktion als Anzeigeelement ausübt.
Die Dicke der leitfähigen Schicht beträgt im Allgemeinen 50 bis 200 nm, mehr bevorzugt 100 bis 150 nm. Typischerweise handelt es sich um einen ITO-Film, der mit einem Gleichstromsputterverfahren hergestellt worden ist. In der vorliegenden Beschreibung wird die Verwendung des ITO-Films beschrieben.
Die leitfähige Schicht kann im Allgemeinen mit einem physikalischen Dampfphasenepitaxieverfahren (PVD), wie z.B. einem Vakuumabscheidungsverfahren, einem Ionenplattierverfahren oder dergleichen, ausgebildet werden.
Anschließend wird im Schritt S₂ ein Photolack (Photoresist) mit einem photolitographischen Verfahren strukturiert. Anschließend wird im Schritt S₃ der ITO-Film geätzt und im Schritt S₄ der Photolack abgelöst, um dadurch eine Anodenstruktur 2a und einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss 2b zu erhalten.
Es kann ein beliebiger bekannter Photolack verwendet werden, es sei denn, der Photolack entspricht nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung. Für das Ätzen kann eine gemischte wässrige Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure verwendet werden. Zum Ablösen des Photolacks kann ein beliebiges bekanntes Trennmittel verwendet werden, es sei denn, es entspricht nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung.
Danach werden im Schritt S₅ eine Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, eine Schicht, die Al, eine Al-Legierung, Ag oder eine Ag-Legierung umfasst, und eine Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung umfasst, in dieser Reihenfolge z.B. mit einem Gleichstromsputterverfahren ausgebildet. Die so ausgebildete Metall-Laminierschicht bildet eine Versorgungsleitung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Metall-Laminierfilm kann mit einem physikalischen Dampfphasenepitaxieverfahren (PVD), wie z.B. einem Vakuumabscheidungsverfahren, einem Ionenplattierverfahren oder dergleichen oder einem Plattierverfahren wie z.B. einem elektrolytischen Plattieren, einem stromlosen Plattieren oder dergleichen, ausgebildet werden.
Die Dicke der Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, beträgt im Allgemeinen 50 bis 200 nm und die Dicke der Schicht, die Al, eine Al-Legierung, Ag oder eine Ag-Legierung umfasst, beträgt im Allgemeinen 200 bis 400 nm. Die Verwendung der Mo-Legierung anstelle von Mo verbessert die Antikorrosionseigenschaften. Als Mo-Legierung wird vorzugsweise ein Zweikomponentensystem wie z.B. Mo-W, Mo-Nb, Mo-V, Mo-Ta oder dergleichen verwendet.
Wenn für die Schicht, die Al, eine Al-Legierung, Ag oder eine Ag-Legierung umfasst, reines Al verwendet wird, beträgt die Temperatur zur Ausbildung des Films vorzugsweise 100°C oder weniger, um das Auftreten von Ätzhügeln zu kontrollieren. Wenn für die Schicht, die Al, eine Al-Legierung, Ag oder eine Ag-Legierung umfasst, eine Al-Legierung verwendet wird, wird vorzugsweise Al-Nd verwendet, da beim Härten eine Absenkung des Widerstands erreicht werden kann. Ferner kann Al-Si oder ein Dreikomponentensystem wie z.B. Al-Si-Cu oder dergleichen verwendet werden.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Verwendung einer Kombination aus drei Schichten, die eine Mo-Schicht, eine Al-Schicht und eine Mo-Schicht umfasst.
Dann wird im Schritt S₆ der Photolack in einem photolithographischen Verfahren strukturiert. Im Schritt S₇ wird der Metall-Laminierfilm geätzt. Im Schritt S₈ wird der Photolack abgelöst. Als Photolack kann ein beliebiger bekannter Photolack verwendet werden, es sei denn, der Photolack entspricht nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung.
Beim Ätzen kann eine Ätzflüssigkeit verwendet werden, die aus einer gemischten wässrigen Lösung von Phosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure zusammengesetzt ist. Zum Ablösen des Photolacks kann ein beliebiges bekanntes Trennmittel verwendet werden, es sei denn, es entspricht nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung.
Die Mo-Schicht und die Al-Schicht können mit dieser Ätzflüssigkeit zusammen geätzt werden, wodurch eine strukturierte Kathodenversorgungsleitung 3 gebildet wird.
Bei dem Strukturierungsverfahren für den ITO-Film (Schritte S₂ bis S₄) und dem Strukturierungsverfahren für den Metall-Laminierfilm (Schritte S₆ bis S₈) ist es möglich, den ITO-Film und den Metall-Laminierfilm durch Sputtern nacheinander auszubilden, und dann mit dem Metall-Laminierfilm und dem ITO-Film in dieser Reihenfolge eine Strukturierung durchzuführen.
Anschließend wird im Schritt S₉ eine Schleuderbeschichtung z.B. eines lichtempfindlichen Polyimidfilms als Isolierfilm durchgeführt. Im Schritt S₁₀ wird mit einem photolithographischen Verfahren eine Strukturierung durchgeführt. Im Schritt S₁₁ wird der Film gehärtet, wodurch eine Isolierfilmstruktur 4 mit Öffnungen 4a für Pixel an Pixelabschnitten erhalten wird, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist.
Die Filmdicke der Isolierfilmstruktur 4 beträgt nach dem Härten im Allgemeinen etwa 1,0 μm.
Wenn eine Öffnung für ein Pixel vorzugsweise etwa 300 μm × 300 μm beträgt, dann sollte der Kontaktabschnitt 4b zwischen einer Kathode und einer Versorgungsleitung 200 μm × 200 μm oder weniger betragen, da bezüglich der Größe des Anzeigeelements als Ganzes kein wesentlicher Effekt auftritt.
Anschließend wird im Schritt S₁₂ eine Schleuderbeschichtung z.B. eines lichtempfindlichen Acrylharzes durchgeführt. Die Strukturierung des gebildeten Harzes wird mit einem photolithographischen Verfahren und anschließendem Härten durchgeführt, wodurch eine Struktur 5 zur Trennung der Kathoden gebildet wird.
Bei der Bildung einer solchen Struktur wird vorzugsweise ein lichtempfindliches Harz des Negativtyps verwendet, so dass eine umgekehrte Kegelstruktur erhalten wird. Die Verwendung des lichtempfindlichen Harzes des Negativtyps verursacht eine unzureichende Härtung an einer tieferen Position, wenn Licht von der Oberseite her eingestrahlt wird. Als Folge davon ist von oben her betrachtet die Querschnittsfläche eines unteren Teils des gehärteten Abschnitts kleiner als die Querschnittsfläche eines oberen Teils des gehärteten Abschnitts. Die 10 zeigt die Struktur des gehärteten Abschnitts von der Seite betrachtet. Eine solche Struktur wird als umgekehrte Kegelstruktur bezeichnet.
Wenn bei einer solchen Struktur eine Maske zur Bildung von Kathoden mittels Vakuumabscheidung in einem nachfolgenden Verfahren gebildet wird, erreicht die Vakuumabscheidung einen von oben betrachtet verborgenen Abschnitt 8 nicht. Demgemäß ist es möglich, die Kathoden einzeln zu trennen.
Das vorstehend genannte lichtempfindliche Polyimidharz und das vorstehend genannte lichtempfindliche Acrylharz können austauschbar verwendet werden. Ferner kann ein beliebiges bekanntes Harz für den Isolierfilm verwendet werden, wie z.B. ein Epoxyharz, ein Phenolharz oder dergleichen, es sei denn, das Harz entspricht nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung.
Im Schritt S₁₃ wird die Bestrahlung mit Sauerstoffplasma unter Verwendung z.B. einer RF-Plasmavorrichtung (Hochfrequenzplasmavorrichtung) des Parallelplattentyps durchgeführt, um die Oberfläche des ITO-Films zu modifizieren. Dann werden im Schritt S₁₄ eine organische EL-Schicht und Kathoden mittels Dampfabscheidung durch die Maske unter Verwendung z.B. einer Dampfabscheidungsvorrichtung gebildet. Diese Kathoden entsprechen der ersten leitfähigen Schicht der vorliegenden Erfindung.
Die organische EL-Schicht umfasst häufig eine Grenzflächenschicht, eine Lochtransportschicht, eine lichtemittierende Schicht, eine Elektroninjektionsschicht, usw., als Strukturelemente. Sie kann jedoch auch eine davon verschiedene Schichtstruktur aufweisen. Die Dicke der organischen EL-Schicht beträgt im Allgemeinen 100 bis 300 nm.
Durch die Bildung der Isolierfilmstruktur werden Endabschnitte der Anoden 2a mit dem Isolierfilm bedeckt. Demgemäß wird die Oberfläche der organischen EL-Schicht, die mit den Anoden 2a in Kontakt steht, geglättet, wodurch die Möglichkeit des Brechens der organischen EL-Schicht oder einer Kathode aufgrund einer Konzentration des elektrischen Felds oder dergleichen vermindert und die Stehspannung einer Anode und einer Kathode verbessert werden kann.
Andererseits besteht dann, wenn die Kanten 9 einer Anode mit der organischen EL-Schicht in Kontakt stehen, wie es in der 11 gezeigt ist, die Möglichkeit eines Brechens der organischen EL-Schicht oder einer Kathode aufgrund einer Konzentration des elektrischen Felds.
Für die Kathode wird häufig Al verwendet. Anstelle von Al kann jedoch auch ein Alkalimetall wie z.B. Li oder dergleichen oder Ag, Ca, Mg, Y oder In oder eine Legierung verwendet werden, welche diese Metalle enthält. Die Dicke der Kathode beträgt im Allgemeinen 50 bis 300 nm. Es ist bevorzugt, dass die Kathode im Hinblick auf die Kontakteigenschaften zu Mo oder einer Mo-Legierung vorzugsweise Al oder eine Al-Legierung enthält.
Al oder eine Al-Legierung wird im Allgemeinen leicht oxidiert. Wenn ein Material, das die Versorgungsleitung aufbaut, oxidiert wird, besteht die Möglichkeit einer Diffusion von Sauerstoff in dem Oxid in Al oder eine Al-Legierung. Es wird jedoch angenommen, dass ein Oxid, das auf der Oberfläche von Mo oder einer Mo-Legierung erzeugt wird, die Wanderung von Sauerstoff verhindert und das Oxid von Mo oder einer Mo-Legierung gehört zu den guten Leitern.
Es ist nicht erforderlich, dass die gesamte Kathode Al oder eine Al-Legierung umfasst, jedoch kann der Abschnitt der leitfähigen Schicht, der mit der Versorgungsleitung in Verbindung steht, Al oder eine Al-Legierung enthalten.
Anders als bei dem vorstehend genannten Verfahren kann die Kathode mit einem physikalischen Dampfphasenepitaxialverfahren (PVD), wie z.B. Sputtern, Ionenplattieren oder dergleichen gebildet werden.
Auf diese Weise wird ein strukturierter organischer EL-Abschnitt 6 gebildet, der die organische EL-Schicht und eine Kathodenstruktur 7 umfasst. Anschließend können ein organisches EL-Anzeigeelement, das mit einer Kathodenversorgungsleitung mit niedrigem Widerstand, einem niedrigen Kontaktwiderstand zu einer Anode und einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss und zuverlässigen Kontakteigenschaften ausgestattet ist, und eine organische EL-Anzeigevorrichtung erhalten werden, die ein solches organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement und eine Ansteuerungsschaltung zum Ansteuern des Anzeigeelements umfasst.
Insbesondere kann die Eigenschaft eines niedrigen Widerstands durch den vorstehend genannten Metall-Laminierfilm erhalten werden. Ferner können der Kontaktwiderstand zwischen einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss 2b und einer Kathodenversorgungsleitung 3 und der Kontaktwiderstand zwischen einer Kathodenstruktur 7 und einer Kathodenversorgungsleitung 3 bei einem niedrigen Wert gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung hat einen starken Effekt, wenn die Anzahl der Versorgungsleitungen mindestens 30 beträgt, wobei der Verbrauch an elektrischer Energie hoch ist und der Grad der Verschlechterung des Kontaktwiderstands groß ist, wie dies bei einem herkömmlichen organischen EL-Anzeigeelement der Fall ist.
In einem gebräuchlichen Fall, bei dem die Pixelgröße 300 μm × 300 μm, die Anzahl der Anoden 100, die Stromeffizienz 1 cd/A und die Leuchtdichte 300 cd/m² beträgt, übersteigt der Strom, der in die Kathoden fließt, 50 mA, wenn die relative Einschaltdauer 1/30 und die Anzahl der Kathoden mindestens 30 beträgt. Da die Anzahl der Versorgungsleitungen (die Anzahl der Verdrahtungen) mit der Anzahl der Kathoden identisch ist, übersteigt der Strom, der in die Versorgungsleitungen fließt, 50 mA.
Wenn andererseits ein Metallmaterial, das in herkömmlicher Weise für die Versorgungsleitungen verwendet wird, Cr ist, die Kontaktgröße 200 μm × 200 μm beträgt und der Energieverbrauch pro 200 μm × 200 μm etwa 200 mW übersteigt, wird häufig ein Ablösen oder eine Verschlechterung des Kontaktmetalls aufgrund der erzeugten Wärme stattfinden, wodurch der Kontaktwiderstand verschlechtert werden kann.
Andererseits beträgt der Kontaktwiderstand des herkömmlich für die Versorgungsleitungen verwendeten Metallmaterials unter den vorstehend genannten Bedingungen etwa 5 Ω pro 200 μm × 200 μm und der Energieverbrauch erreicht einen Wert von 250 mW.
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung, bei der die Versorgungsleitungen mit einem niedrigen Kontaktwiderstand verwendet werden, die den niedrigen Widerstandswert beibehalten können, unter solchen Umständen besonders nützlich.
Die Bestandteile, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie z.B. die leitfähige Schicht, die organische EL-Schicht, der Photolack, das Trennmittel, das Harz für den Isolierfilm, usw., können von den vorstehend genannten Materialien verschiedene bekannte Materialien sein, wie sie z.B. in "Organic EL material and Display" (von CMC Co., Ltd. veröffentlicht) beschrieben sind, es sei denn, diese Materialien entsprechen nicht dem Wesen der vorliegenden Erfindung.
Beispiele
Nachstehend werden mehrere Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Beispiele 1 und 2 sind Beispiele.
Beispiel 1
Ein organisches EL-Anzeigeelement wurde gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellt. Der Inhalt jedes Verfahrens entspricht den vorstehenden Erläuterungen, falls nichts anderes angegeben ist.
Als erstes wurde ein ITO-Film mit einer Dicke von 150 nm mittels eines Gleichstromsputterverfahrens auf einer Siliziumdioxidbeschichtungsschicht eines Natronkalkglassubstrats 1 mit einer Dicke von 0,7 mm gebildet, auf dem die Siliziumdioxidbeschichtungsschicht durch Sputtern in einer Dicke von 20 nm ausgebildet worden ist.
Anschließend wurde die Strukturierung eines Photolacks mit einem photolithographischen Verfahren durchgeführt und dann wurde der ITO-Film unter Verwendung einer gemischten wässrigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure geätzt, worauf der Photolack abgelöst wurde, wodurch die Anodenstrukturen 2a und die Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschlüsse 2b erhalten wurden.
Als Photolack wurde ein Phenol-Novolakharz verwendet und als Photolacktrennmittel wurde Monoethanolamin verwendet.
Anschließend wurde ein Metall-Laminierfilm gebildet, der nacheinander eine Mo-Schicht, eine Al-Nd-Schicht und eine Mo-Schicht umfasste. Die Filmdicken der Schichten, die den Metall-Laminierfilm bildeten, waren wie folgt: Die untere Mo-Schicht hatte eine Dicke von 100 nm, die Al-Nd-Schicht hatte eine Dicke von 300 nm und die obere Mo-Schicht hatte eine Dicke von 100 nm.
Anschließend wurde die Strukturierung des Photolacks durch ein photolithographisches Verfahren durchgeführt. Der Metall-Laminierfilm wurde unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit geätzt, die aus einer gemischten wässrigen Lösung aus Phosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure zusammengesetzt war und der Photolack wurde abgelöst, wodurch strukturierte Kathodenversorgungsleitungen 3 gebildet wurden. Als Photolack wurde ein Phenol-Novolakharz verwendet und als Photolacktrennmittel wurde Monoethanolamin verwendet.
Es wurde eine Schleuderbeschichtung eines Polyimidfilms durchgeführt, um einen Isolierfilm 4 mit einer Dicke von 1,4 μm zu erhalten. Mit dem Isolierfilm wurde mit einem photolithographischen Verfahren eine Strukturierung durchgeführt, worauf der Isolierfilm bei 320°C gehärtet wurde, wodurch Isolierfilmstrukturen 4 mit Öffnungen 4a für Pixel erhalten wurden, die Pixelabschnitten entsprechen, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist.
Durch die Härtung konnte der Widerstand der Al-Nd-Schicht gesenkt werden. Es wird angenommen, dass sich das Nd durch die Härtungswärme zu der Korngrenze von Al bewegt.
Eine Öffnung für ein Pixel hatte eine Abmessung von 300 μm × 300 μm und ein Kontaktabschnitt 4b zwischen einer Kathode und einer Versorgungsleitung hatte eine Abmessung von 200 μm × 200 μm.
Die Filmdicke der Isolierfilmstrukturen 4 betrug nach dem Härten 1,0 μm.
Anschließend wurde eine Schleuderbeschichtung eines lichtempfindlichen Acrylharzes und dann eine Strukturierung des Harzes mit einem photolithographischen Verfahren durchgeführt, worauf bei 200°C gehärtet wurde, wodurch eine Struktur zur Trennung der Kathoden 5 erhalten wurde. Es wurde ein lichtempfindliches Harz des Negativtyps verwendet.
Danach wurde eine Bestrahlung mit Sauerstoffplasma unter Verwendung einer Plasmavorrichtung des Parallelplattentyps durchgeführt, um die Oberfläche des ITO-Films zu modifizieren. Dann wurden eine organische EL-Schicht und Kathoden mittels Vakuumabscheidung durch eine Maske unter Verwendung einer Vakuumabscheidungsvorrichtung gebildet.
Insbesondere wurde eine Plasmaverarbeitung im RIE-Modus (reaktives Ionenätzen) 60 s unter den Plasmaverarbeitungsbedingungen einer Sauerstoff-Flussrate von 50 sccm (50 ml/min im Standardzustand), einem Gesamtgasdruck von 6,7 Pa und 1,5 kW durchgeführt.
Anschließend wurden eine Grenzflächenschicht, die aus Kupferphthalocyanin (nachstehend als CuPc bezeichnet) zusammengesetzt war, eine Lochtransportschicht, die aus N,N'-Di(naphthalin-l-yl)-N,N'-diphenylbenzidin (nachstehend als α-NPD bezeichnet) zusammengesetzt war, eine lichtemittierende Schicht, die aus Alq zusammengesetzt war, eine Elektroninjektionsschicht, die aus LiF zusammengesetzt war, und Kathoden aus Al derart ausgebildet, dass sie eine Dicke von 10 nm, 60 nm, 50 nm, 0,5 nm bzw. 200 nm aufwiesen.
Von diesen Schichten bilden die aus CuPc ausgebildete Grenzflächenschicht, die aus α-NPD ausgebildete Lochtransportschicht, die aus Alq ausgebildete lichtemittierende Schicht und die aus LiF ausgebildete Elektroninjektionsschicht die organische EL-Schicht.
Bezüglich der Lochtransportschicht kann anstelle von α-NPD ein Material des Triphenylamintyps wie z.B. Triphenyldiamin (nachstehend als TPD bezeichnet) verwendet werden. Auf diese Weise wurden strukturierte organische EL-Abschnitte 6 gebildet, welche die organische EL-Schicht und Kathodenstrukturen 7 umfassten.
Die 5 zeigt die Kontakteigenschaften einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung des so hergestellten Elements. Andererseits zeigt die 6 die Kontakteigenschaften zwischen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung in einem Fall, bei dem Cr mit einer Filmdicke von 300 nm für die Kathodenversorgungsleitung verwendet wird. In den 5 und 6 sind die Kontaktwiderstände Widerstandswerte pro 200 μm × 200 μm.
Ein Vergleich der 5 mit der 6 zeigt folgendes. Wenn für die Kathodenversorgungsleitung Cr verwendet und bei 105°C gehalten wird, nimmt der Kontaktwiderstand beträchtlich zu. Wenn andererseits der Metall-Laminierfilm, der eine Mo-Schicht, eine Al-Nd-Schicht und eine Mo-Schicht (Mo/Al-Nd/Mo) umfasst, verwendet wird, ist der Kontaktwiderstand von Beginn an niedrig und es tritt keine Verschlechterung auf, obwohl die Kathodenversorgungsleitung bei 105°C gehalten wird.
Ferner wird der Widerstand der Leitung im Vergleich mit einem Fall, bei dem bei gleicher Filmdicke Cr verwendet wird, auf etwa 1/4 gedrückt, da der spezifische Widerstand von Al-Nd der Kathodenversorgungsleitung etwa 4,5 μΩ·cm beträgt.
Wenn anstelle der Kathodenversorgungsleitung aus Cr eine Kathodenversorgungsleitung mit einer Schicht verwendet wird, die Mo an ihrer Oberfläche enthält, wird auf der Mo-Oberfläche eine oxidierte Schicht gebildet. Der vorstehend genannte Unterschied ergibt sich jedoch daraus, dass der oxidierte Mo-Film ein guter Leiter ist und Sauerstoff in dem oxidierten Mo-Film daran gehindert wird, in das Kathodenmaterial zu diffundieren. Folglich kann angenommen werden, dass die Kathodenversorgungsleitung stabile Kontakteigenschaften mit niedrigem Widerstand aufweist, wenn an ihrer Oberfläche die Mo-Schicht ausgebildet wird.
Beispiel 2
Ein organisches EL-Anzeigeelement wurde gemäß der vorstehenden Beschreibung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Inhalte jedes Verfahrens entsprechen denjenigen von Beispiel 1, falls nichts anderes angegeben ist.
Die 3 ist eine Draufsicht auf das organische EL-Anzeigeelement, das gemäß Beispiel 2 erhältlich ist. Die 4A bis 4C sind Querschnittsansichten entlang B-B' in der 3, die jedes Verfahren zeigen.
Als erstes wurde ein ITO-Film mit einer Dicke von 150 nm gebildet und Anodenstrukturen 2a und Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschlüsse 2b wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten.
Anschließend wurde mit einem Gleichstromsputterverfahren ein Metall-Laminierfilm gebildet, der nacheinander eine Mo-V-Schicht, eine Al-Nd-Schicht und eine Mo-V-Schicht umfasste.
Die Filmdicken der Schichten, die den Metall-Laminierfilm bildeten, waren wie folgt: Die untere Mo-V-Schicht hatte eine Dicke von 100 nm, die Al-Nd-Schicht hatte eine Dicke von 300 nm und die obere Mo-V-Schicht hatte eine Dicke von 100 nm. Die Konzentration von V in der Mo-V-Schicht betrug 20 Atom-%, μm Antikorrosionseigenschaften sicherzustellen.
Anschließend wurde die Strukturierung des Photolacks durch ein photolithographisches Verfahren in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt und der Photolack wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 abgelöst. Mo-V und Al-Nd können zusammen mit einer Ätzflüssigkeit geätzt werden. Auf diese Weise wurden strukturierte Kathodenversorgungsleitungen 3 gebildet.
Bezüglich des Strukturierungsverfahrens für den ITO-Film und des Strukturierungsverfahrens für den Metallfilm können der ITO-Film und der Metallfilm in dieser Reihenfolge durch Sputtern und anschließend einer aufeinanderfolgenden Strukturierung des Metallfilms und des ITO-Films gebildet werden.
Dann wurden Isolierfilmstrukturen 4 mit Öffnungen 4a für Pixel in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten. Die Isolierfilmstrukturen 4 wurden derart ausgebildet, dass Kontaktabschnitte 4b für die Kathodenversorgungsleitungen auf den strukturierten Kathodenversorgungsleitungen 3 ausgebildet wurden, wie es in der 4A gezeigt ist.
Auf diese Weise definieren die Isolierfilmstrukturen 4 einen Oberflächenbereich, in dem Kathoden die Kathodenversorgungsleitungen kontaktieren, wodurch eine Fluktuation des Kontaktwiderstands zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung vermindert werden kann. Ferner kann der Widerstand von Al-Nd durch die Härtung vermindert werden.
Anschließend wurde eine Kathodentrennstruktur 5 in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten. Dann wurden organische EL-Schichtabschnitte und Kathoden mittels Vakuumabscheidung gebildet.
In diesem Beispiel wurde die Oberfläche der Mo-V-Schicht im Vorhinein gereinigt, da ein Fall vorliegen kann, bei dem ein Rückstand oder dergleichen, der bei der Entwicklung der Kathodentrennschicht erzeugt wird, auf der Oberfläche der Mo-V-Schicht zurückbleibt, oder bei dem die Oberfläche des Mo-V oxidiert wird. Durch eine solche Reinigungsbehandlung vor der Vakuumabscheidung der Kathoden kann der Kontaktwiderstand selbst niedrig sein, eine Fluktuation des Kontaktwiderstands kann vermindert werden und zuverlässige Kontakteigenschaften können beibehalten werden.
Als Behandlung vor der Vakuumabscheidung der organischen EL-Schicht kann ein Trockenätzen unter Verwendung eines Mischgases aus Sauerstoff und CF₄ durchgeführt werden, das ein Ätzen der Mo-V-Schicht ermöglicht. Dadurch ist es möglich, eine Verunreinigung auf Mo-V und einem Teil der Oberflächenschicht von Mo-V zu entfernen, wodurch diese gereinigt werden.
Insbesondere wurde ein Trockenätzen im RIE-Modus 40s unter den Plasmaverarbeitungsbedingungen einer CF₄-Flussrate von 50 sccm, einer Sauerstoff-Flussrate von 160 sccm, einem Gesamtgasdruck von 6,7 Pa und 1,5 kW durchgeführt.
Stattdessen kann ein Mischgas aus Sauerstoff und SF₆ verwendet werden. In jedem Fall ist die Filmdicke der zu entfernenden Mo-V-Schicht vorzugsweise geringer als die Filmdicke des Al für die Kathode. Da die Filmdicke des Al für die Kathode 200 nm betrug, wurde die Filmdicke der zu entfernenden Mo-V-Oberflächenschicht auf einen bevorzugten Bereich von etwa 30 bis 40 nm eingestellt.
Auf diese Weise wurde der Kontaktabschnitt 4b der Kathodenversorgungsleitung durch Ätzen ausgebildet.
Die 4B ist eine Querschnittsansicht entlang B-B' in der 3, nachdem der Oberflächenabschnitt der Mo-V-Schicht entfernt worden ist. Die 4B zeigt den Kontaktabschnitt 4b für die Kathodenversorgungsleitung, der durch Ätzen ausgenommen worden ist. Das Bezugszeichen 3' in der gleichen Figur zeigt, dass die strukturierte Versorgungsleitung teilweise geätzt ist.
Dann wird vor der Vakuumabscheidung der organischen EL-Schicht und der Kathoden durch eine Maske in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 eine Bestrahlung mit Sauerstoffplasma unter Verwendung einer RF-Plasmavorrichtung des Parallelplattentyps durchgeführt, um die Oberfläche des ITO-Films zu modifizieren. Die vorstehend genannte Plasmamodifizierung kann jedoch für beide Zwecke durchgeführt werden, da eine solche Behandlung rationell ist.
Dann wurden die strukturierten organischen EL-Abschnitte 6, welche die organische EL-Schicht und die Kathodenstrukturen 7 umfassen, in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 ausgebildet, jedoch wurde die Sauerstoffplasmabestrahlung weggelassen. Die 4C zeigt, wie dies erreicht wird.
Auf diese Weise wird in dieser Ausführungsform die Kontaktfläche zwischen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung durch den Kontaktabschnitt der Kathodenversorgungsleitung 4b definiert. Dadurch kann die Fluktuation der Kontaktfläche aufgrund der Positionsfluktuation der Maske für die Vakuumabscheidung der Kathoden verhindert werden.
Die Kontakteigenschaften zwischen einer Kathode und einer Kathodenversorgungsleitung des so hergestellten Elements waren hervorragend, wie es in der 7 gezeigt ist.
Bei einem Vergleich von 7 mit 5 ergibt sich, dass der Anfangswert in 7 viel niedriger ist als der Anfangswert in 5, und zwar selbst dann, wenn der Unterschied zwischen der Mo-Schicht und der Mo-V-Schicht und die Dickendifferenzen berücksichtigt werden, und auch der Einfluss der Spannung, die angelegt werden kann, ist gering. Insbesondere wird gefunden, dass der Kontaktwiderstand in dem Fall, bei dem die Oberfläche der Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, entfernt worden ist, im Vergleich mit dem Fall, bei dem diese Oberfläche nicht entfernt worden ist, von Beginn an niedrig ist, und dass keine Verschlechterung des Kontaktwiderstands auftritt, obwohl die Anordnung bei 105°C gehalten wird.
Daraus kann geschlossen werden, dass ein guter Kontaktwiderstand durch Entfernen der Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält und die auf der Kathodenversorgungsleitung ausgebildet ist, durch Ätzen erhältlich ist, so dass die gereinigte Schicht, die Mo oder die Mo-Legierung enthält, mit einer Kathode verbindbar ist.
Beispiel 3
Ein organisches EL-Anzeigeelement wurde gemäß der vorstehenden Beschreibung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Inhalte jedes Verfahrens entsprechen denjenigen von Beispiel 1, jedoch wurde anstelle des Metall-Laminierfilms, der nacheinander eine Mo-Schicht, eine Al-Nd-Schicht und eine Mo-Schicht umfasste und der mit dem Gleichstromsputterverfahren ausgebildet wurde, wobei die Filmdicken der Schichten, die den Metall-Laminierfilm bildeten, derart waren, dass die untere Mo-Schicht eine Dicke von 100 nm, die Al-Nd-Schicht eine Dicke von 300 nm und die obere Mo-Schicht eine Dicke von 100 nm hatte, ein Metall-Laminierfilm, der nacheinander eine Mo-Nb-Schicht, eine Al-Nd-Schicht und eine Mo-Nb-Schicht umfasste, mit einem Gleichstromsputterverfahren ausgebildet, wobei die Dicken der Schichten, die den Metall-Laminierfilm bildeten, derart waren, dass die untere Mo-Nb-Schicht eine Dicke von 100 nm, die Al-Nd-Schicht eine Dicke von 300 nm und die obere Mo-Nb-Schicht eine Dicke von 100 nm hatte.
Der Nb-Gehalt in Mo-Nb betrug 10 Atom-%. Wenn der Nb-Gehalt 20 Atom-% übersteigt, ist der Ätzvorgang beim Ätzen mit einer Ätzflüssigkeit, die aus einer gemischten wässrigen Lösung aus Phosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure zusammengesetzt ist, nach der Bildung des Metall-Laminierfilms mit dem Gleichstromsputterverfahren schwierig. Demgemäß sollte der Nb-Gehalt 20 Atom-% oder weniger betragen.
Die Kontakteigenschaften zwischen der Kathode und der Kathodenversorgungsleitung des so gebildeten Elements sind mit den Kontakteigenschaften identisch, die im Fall der Verwendung der Mo-Schicht, der Al-Nd-Schicht und der Mo-Schicht für die Versorgungsleitung vorliegen. Wenn die in diesem Beispiel beschriebene Struktur jedoch auf die Versorgungsleitung angewandt wird, können die Antikorrosionseigenschaften von Mo bezüglich Feuchtigkeit beträchtlich verbessert werden und die Zuverlässigkeit des Elements kann verbessert werden. Um die Antikorrosionseigenschaften bezüglich Feuchtigkeit zu verbessern, beträgt der Gehalt von Nb in Mo-Nb vorzugsweise 5 Atom-% oder mehr.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können erfindungsgemäß ein organisches EL-Anzeigeelement, das mit einer Kathodenversorgungsleitung ausgestattet ist, wobei die Leitung selbst einen geringen Widerstand aufweist, ein geringer Kontaktwiderstand zu einer Kathode und einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss beibehalten werden kann, und zuverlässige Kontakteigenschaften zur Verfügung gestellt werden können, eine organische EL-Anzeigevorrichtung und eine Herstellungstechnik für ein solches organisches EL-Anzeigeelement, bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist für ein organisches EL-Anzeigeelement oder eine organische EL-Anzeigevorrichtung geeignet, die für ein Informationsanzeigefeld, ein Anzeigefeld für ein Fahrzeug, eine Anzeige zum Anzeigen von bewegten Bildern oder statischen Bildern, usw., Haushaltselektrogeräte, Fahrzeuge, elektrische Geräte für Zweiradfahrzeuge, usw., verwendbar ist.
Zusammenfassung
Es wird ein organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement bereitgestellt, das eine Anode, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, eine Kathode und eine Kathodenversorgungsleitung mit einem niedrigen Widerstand, einem niedrigen Kontaktwiderstand zu der Kathode und dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss und zuverlässige Kontakteigenschaften aufweist, wobei die Kathodenversorgungsleitung zwischen dem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss und der Kathode angeordnet ist und eine aus Mo oder einer Mo-Legierung zusammengesetzte Oberflächenschicht aufweist.

Claims

Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement, das eine erste leitfähige Schicht, eine der ersten leitfähigen Schicht gegenüberliegende zweite leitfähige Schicht, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, der mittels einer Versorgungsleitung elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und eine organische Elektrolumineszenzschicht umfasst, die zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei die Versorgungsleitung mindestens eine Oberflächenschicht als Schicht aufweist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 1, bei dem die erste leitfähige Schicht mit der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zweite leitfähige Schicht aus ITO hergestellt ist.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Versorgungsleitung eine Schicht aufweist, die aus Al, einer Al-Legierung, Ag oder einer Ag-Legierung hergestellt ist.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die erste leitfähige Schicht mit einer geätzten Oberfläche der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem der Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht, der mit der Schicht verbunden ist, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, durch einen Isolierfilm definiert ist.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Mo-Legierung Nb enthält.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach Anspruch 7, bei dem der Nb-Gehalt in der Mo-Legierung 5 bis 20 Atom-% ist.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Anzahl der Versorgungsleitungen mindestens 30 ist.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht, der mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, Al oder eine Al-Legierung enthält.
Organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement, das eine erste leitfähige Schicht, eine der ersten leitfähigen Schicht gegenüberliegende zweite leitfähige Schicht, einen Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss, der mittels einer Versorgungsleitung elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und eine organische Elektrolumineszenzschicht umfasst, die zwischen der ersten leitfähigen Schicht und der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei die Versorgungsleitung mindestens drei Schichten umfasst, einschließlich einer Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung als Oberflächenschicht enthält, und einer Schicht unter der Oberflächenschicht, die Al oder eine Al-Legierung enthält.
Organische Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung, die ein in einem der Ansprüche 1 bis 11 beschriebenes organisches Elektrolumineszenzanzeigeelement und eine Ansteuerungsschaltung zum Ansteuern des organischen Elektrolumineszenzanzeigeelements umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektrolumineszenzanzeigeelements, welches das elektrische Verbinden einer von leitfähigen Schichten, die durch dazwischenliegendes Anordnen einer organischen Elektrolumineszenzschicht gebildet werden, mittels einer Versorgungsleitung mit einem Ansteuerungsschaltungsverbindungsanschluss umfasst, wobei das elektrische Verbinden einen Schritt des Ausbildens einer Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, als Oberflächenschicht der Versorgungsleitung, die mit der leitfähigen Schicht verbunden ist, und einen Schritt des Ätzens der Schicht, die Mo oder eine Mo-Legierung enthält, unter Verwendung eines Gases, das mindestens CF₄ und Sauerstoff enthält, oder eines Gases, das mindestens CF₆ und Sauerstoff enthält, umfasst.