JP2006310317A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素子の高効率化およびコンパクト化が可能な，有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板３００上に半導体層３１０，ゲート電極３３０及びソース／ドレイン電極３５０，３５５を含む薄膜トランジスタ，及びソース／ドレイン電極３５０，３５５と接続される第１の電極３６０を同一層に形成し，第１の電極３６０上に積層され，少なくとも有機発光層を有する有機膜層３８０と，有機膜層３８０上に積層される第２の電極３９０とを含み，ソース／ドレイン電極及び第１の電極は，透明導電膜と，透明導電膜の下部に，０.１〜０.３原子％のＳｍ，０.１〜０.５原子％のＴｂ，０.１〜０.４原子％のＡｕ及び０.４〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成される反射膜とを含んで形成される有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は，有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子は，消費電力が低く，視野角が広く，コントラストに優れているだけでなく，応答速度が早いという長所を持っており，次世代表示素子として注目されている。

図１は，従来の前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を説明するための断面図である。

図１を参照すれば，従来の前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子は，基板１００上にバッファ層１０１が形成されており，トランジスタ領域のバッファ層１０１上部にソース／ドレイン領域１１１，１１２及びチャンネル領域１１３を含む半導体層１１０が形成されている。

上記の半導体層１１０上部の基板の全面に亘ってゲート絶縁膜１２０が形成されており，ゲート絶縁膜１２０上に半導体層１１０のチャンネル領域１１３に対応するようにゲート電極１３０が形成されている。

上記のゲート電極１３０上部の基板の全面に亘って層間絶縁膜１４０が形成されており，層間絶縁膜１４０に形成されているコンタクトホール１４１，１４２を介して，半導体層１１０のソース／ドレイン領域１１１，１１２とソース／ドレイン電極１５２とが繋がれて薄膜トランジスタを形成する。

上記のソース／ドレイン電極１５２は，配線抵抗を下げるために，低抵抗物質で形成されており，ＭｏＷまたは，Ｔｉ及びＡｌまたは，Ａｌ合金からなる多重膜で形成される。上記多重膜は，主として，ＭｏＷ／Ａｌ／ＭｏＷ，ＭｏＷ／Ａｌ−Ｎｄ／ＭｏＷ，Ｔｉ／Ａｌ−Ｎｄ／Ｔｉ，または，Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉなどの３重膜の構造で形成され，特に，ＭｏＷ／Ａｌ／ＭｏＷの構造が一番多く使われる。

この時，ＭｏＷの比抵抗は，１４μΩ・ｃｍ〜１５μΩ・ｃｍであり，ソース／ドレイン電極１５２の線幅は，６μｍで形成されている。

上記のソース／ドレイン電極１５２の厚さは，４００ｎｍ〜６００ｎｍで形成されており，この場合，ソース／ドレイン電極１５２のうち，ＭｏＷまたはＴｉは，５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さで形成され，ＡｌまたはＡｌ−Ｎｄは，３５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さで形成される。

上記のソース／ドレイン電極１５２の形成時に，開口領域２０２にソース／ドレイン電極１５２のいずれか一方と接続される第１の電極が同一層に形成されている。

上記の第１の電極は，下部層に高反射率を持つ金属の中で，アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金（Ａｌ ａｌｌｏｙ）のような反射膜１７０を含む透明導電膜で形成され，蒸着後にパターニングされて形成される。

上記の第１の電極の厚さは，７５ｎｍ〜１３０ｎｍで形成される。この時，反射膜の厚さは，７０ｎｍ〜１２０ｎｍで形成され，ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電膜は５ｎｍ〜１０ｎｍで形成される。

続いて，第１の電極を含む基板上部の全体に亘って上記の単位画素を定義して開口部２０２を有する画素定義膜１６０が形成されており，開口部２０２内に露出された第１の電極上に，最小限有機発光層を含む有機膜層１８０が形成されている。

続いて，上記の有機膜層１８０を含む基板の全面に亘って第２の電極が形成されている。この第２の電極は，仕事関数の小さな金属であって，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる物質の中より選ばれる１種で，薄肉の透過電極として形成されている。

従来の能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子において，上記のソース／ドレイン電極を形成できる物質のうち，Ａｇ（１．６１μΩ・ｃｍ：Ｂｕｌｋ基準）は金属の中で一番抵抗が低く，理想的な低抵抗配線物質として考慮されたが，接着力及び熱的安定性が弱く，耐化学性の問題のために工程に制限されて来た。

Ａｇの代わりに使われるソース／ドレイン電極の物質には，ＭｏＷ，Ａｌ，Ａｌ合金及びＴｉなどがあり，これらは，多く２層またはその以上の積層構造で使用する場合が一般的である。その他に単一成分で蒸着する方法としては，特許文献１に記載されている，ＡｇにＳｍ，Ｄｙ及びＴｂのいずれか一つを０.１〜０.５原子％，Ａｕ及び／またはＣｕを合計で０.１〜１.０原子％を含むＡｇ合金ターゲットを用いたＡｇ合金膜を使用する方法がある。

大韓民国特許出願公開第２００３―００７７９６３号

しかしながら，特許文献１に開示されている物質を単一膜として使用する場合，ステップカバレッジ（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）またはヒルルック（ｈｉｌｌ−ｌｏｏｋ）現象で断線不良が生じるか，反射率の変動による後続リソグラフィ工程に影響を与えて，一般的に単一膜を具現することができない。したがって，２層以上の繰り返し層を用いなければならないので，工程が増加し，量産性が低下し，比抵抗が５μΩ・ｃｍ以上と高くなり，薄膜トランジスタの電気効率が低下するという短所がある。

また，特許文献１に記載のＡｇに，Ｓｍ，Ｄｙ及びＴｂのいずれか一つを０.１原子％〜０.５原子％，Ａｕ及び／またはＣｕを合計で０.１原子％〜１.０原子％を含むＡｇ合金ターゲットを用いたＡｇ合金膜の場合，低抵抗及び高光学反射特性を維持しながら，密着性及び耐熱性，耐食性，または，パターニング性を兼ねることのできるＡｇ合金膜であるが，Ｓｍ，Ｄｙ及びＴｂの含量がそれぞれ０.５原子％を超えると，電気抵抗が４μΩ・ｃｍ以上と増加して，相対的に反射率が減少するという問題がある。上記の物質は，２５０℃以下では上記の特性を持つことができるが，その以上の温度において物理的特性は確認されたことがない。したがって，一般的に，２５０℃以上の高温で駆動される薄膜トランジスタにおいて適用しにくいという問題点がある。

また，従来の第１の電極が反射電極で形成される場合，金属の中で反射率が一番高い物質であるＡｇは，接着力，熱的安定性及び耐化学性の問題のために，使用に多くの制約を受けて来た。上記のＡｇの代わりにＡｌ及びＡｌ合金（Ａｌ ａｌｌｏｙ）が使用されたが，反射率及び効率が低下するという問題点を持っている。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化を図り，有機エレクトロルミネッセンス素子のパネルの大きさをコンパクト化できる，新規かつ改良された有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板と，基板上に半導体層，ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと，このソース／ドレイン電極のいずれか一方と接続されて同一層に形成されている第１の電極と，第１の電極の上部に形成されており，少なくとも有機発光層を含む有機膜層と，有機膜層の上部に形成されている第２の電極とを含み，上記のソース／ドレイン電極及び第１の電極は，透明導電膜と，透明導電膜の下部に，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成される反射膜とを含んで形成される有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。

ここで，上記のＡｇ合金の抵抗が，３μΩ・ｃｍとなるように形成することが可能である。

また，上記の反射膜の厚さが，７０ｎｍ〜１２０ｎｍであるように形成することもできる。

そして，上記の透明導電膜の厚さが，５ｎｍ〜１０ｎｍであるように形成することも可能である。

また，上記のソース／ドレイン電極の幅（ソース／ドレイン電極自体の幅）が，２μｍ〜３μｍであるように形成することもできる。

さらに，上記の第２の電極は，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる群より選ばれる１種で形成される透過電極として，形成することも可能である。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上に半導体層，ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと，このソース／ドレイン電極と接続される第１の電極を同一層に形成する段階と，第１の電極の上部に少なくとも有機発光層を含む有機膜層を形成する段階と，有機膜層の上部に第２の電極を形成することを含み，上記のソース／ドレイン電極及び第１の電極は，透明導電膜と，透明導電膜の下部に，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成される反射膜とを含んで形成される有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。

ここで，上記のＡｇ合金の抵抗が，３μΩ・ｃｍとなるように形成することが可能である。

また，上記の反射膜の厚さが，７０ｎｍ〜１２０ｎｍであるように形成することもできる。

そして，上記の透明導電膜の厚さが，５ｎｍ〜１０ｎｍであるように形成することも可能である。

また，上記のソース／ドレイン電極の幅が，２μｍ〜３μｍであるように形成することもできる。

さらに，上記の第２の電極は，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる群より選ばれる１種で形成される透過電極として，形成することも可能である。

また，上記のソース／ドレイン電極及び第１の電極は，スパッタリング法または真空蒸着法で形成されることも可能である。

さらに，上記のＡｇ合金からなる金属配線（例えば，ゲートライン，データライン，共通電源ラインなど）を更に形成することも可能である。

本発明によれば，ＡｇにＳｍ，Ｔｂ，Ａｕ及びＣｕを含有したＡｇ合金で有機エレクトロルミネッセンス素子のソース／ドレイン電極及び第１の電極を同時に形成することによって，有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化を具現し，ソース／ドレイン電極の低抵抗を介してソース／ドレイン電極の線幅を減らすことによって，有機エレクトロルミネッセンス素子のパネルの大きさをコンパクト化することが可能な，有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を説明するための断面図である。

図２を参照すれば，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子は，基板３００上にバッファ層３０５が更に形成され，トランジスタ領域のバッファ層３０５上部にソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃ及びチャンネル領域３１０ｂを含む半導体層３１０が形成される。

上記の半導体層３１０上部の基板の全面に亘ってゲート絶縁膜３２０が形成され，このゲート絶縁膜３２０上に半導体層３１０のチャンネル領域３１０ｂに対応するようにゲート電極３３０が形成される。

上記のゲート電極３３０上部の基板の全面に亘って層間絶縁膜３４０が形成され，この層間絶縁膜３４０に形成されるコンタクトホール３４１，３４５を介して上記の半導体層３１０のソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃとソース／ドレイン電極３５０，３５５とが繋がれて薄膜トランジスタを形成する。

上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の形成時に，反射電極である第１の電極３６０は同一層に形成され，ソース／ドレイン電極３５０，３５５及び第１の電極３６０は，下部層に，ＡｇにＳｍ，Ｔｂ，Ａｕ及びＣｕを含有したＡｇ合金からなる反射膜３５０ａ，３５５ａ，３６０ａが形成され，反射膜３５０ａ，３５０ａ，３６０ａ上部に透明導電膜３５０ｂ，３５５ｂ，３６０ｂが形成される。

上記のＡｇ合金の組成比は，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕからなる。

上記のＡｇ合金は，Ａｇに類似した原子半径を持ち，親酸素的な性質のために電子の還元が容易であり，自由電子の活動度に優れるＳｍとＴｂなどの２通りの稀土類元素と，固溶性に優れており，Ａｇ原子の拡散を防止する特性が良いＡｕ及びＣｕなどの元素などが含有されて形成された物質であり，低抵抗，高反射率，高耐食性，高耐熱性，高密着性及びパターニング性の特性を持つ。また，２通りの稀土類金属の添加によって，従来のＡｇにＳｍ，Ｄｙ及びＴｂのいずれか一つを含むＡｇ合金ターゲットを用いたＡｇ合金膜の場合よりも，４５０℃の高温で使用することが可能となり，例えば，３００ｎｍ以上のソース／ドレイン電極の膜厚による比抵抗の上昇を防ぐことができ，５０ｎｍ〜７００ｎｍの膜厚にも使用できる。

本発明の一実施形態に係る上記ソース／ドレイン電極３５０，３５５の厚さは，例えば，７５ｎｍ〜１３０ｎｍで形成される。この時，上記のＡｇ合金からなる反射膜３５０ａ，３５５ａの厚さは，例えば，７０ｎｍ〜１２０ｎｍで形成し，Ａｇ合金上部の透明導電膜３５０ｂ，３５５ｂは，５ｎｍ〜１０ｎｍで形成される。

上記の反射膜の厚さが７０ｎｍ未満である場合には，電圧の印加時に，配線抵抗に問題が生じるか，あるいは，断線不良が生じてしまい，上記の反射膜の厚さが１２０ｎｍ超過の場合には，素子には問題がないが，材料コストが上昇することになる。

望ましくは，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の反射膜３５０ａ，３５５ａの厚さは，例えば，１００ｎｍで形成される。上記のＡｇ合金は，比抵抗が３.０μΩ・ｃｍ(２５０℃でアニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）後)と，既存のＭｏＷ(１４〜１５μΩ・ｃｍ)に比べて１／５程度なので，１００ｎｍ位の厚さで形成することが望ましい。

また，上で説明したような理由で，上記のＡｇ合金からなるソース／ドレイン電極３５０，３５５の幅（ソース／ドレイン電極３５０，３５５自体の幅）は，例えば，２μｍ〜３μｍで形成される。

上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の幅が２μｍ未満である場合には，抵抗が上昇して，円滑な電圧の供給を妨げることとなり，３μｍ超過の場合には，デッドスペース（ｄｅａｄ ｓｐａｃｅ）のためにパネルの大きさが大きくなるという問題が発生する。

したがって，本発明の一実施形態では，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の幅を従来の６μｍから，２μｍ〜３μｍと減少させることで，パネルの大きさをコンパクト化することができる。

上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の形成時，Ａｇ合金で開口領域に上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一つと繋がれる，第１の電極３６０が同時に形成される。

この時，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一つを開口領域まで延びるように形成することで，ソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一方に繋がれる第１の電極３６０が，反射電極として同時に形成される。

一般的に，第１の電極３６０は，下部層に高反射率を持つアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金（Ａｌ ａｌｌｏｙ）などのような反射膜が形成され，反射膜の上部にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電膜が形成される。これにより，第１の電極３６０は反射電極として形成される。

望ましくは，第１の電極３６０は，ソース／ドレイン電極３５０，３５５の物質と同一の物質であるＡｇ合金からなる反射膜３６０ａ上部に透明導電膜３６０ｂが形成された反射電極として形成される。

上記の第１の電極３６０全ての厚さは，例えば７５ｎｍ〜１３０ｎｍで形成される。

この時，上記の反射膜３６０ａの厚さは，例えば７０ｎｍ〜１２０ｎｍで形成される。上記の反射膜の厚さが７０ｎｍ未満である場合には，抵抗が高くなって，電圧印加時に問題が生じてしまい，前記厚さが１２０ｎｍ超過の場合には，工程上問題はないが，材料コストが上昇することになる。

上記の第１の電極３６０の厚さは，Ａｇ合金の比抵抗が３.０μΩ・ｃｍ（２５０℃でアニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）後）と既存のＭｏＷ(１４〜１５μΩ・ｃｍ)に比べて１／５程度なので，１００ｎｍ位の厚さで形成することが望ましい。

また，反射膜３６０ａ上部に形成される透明導電膜３６０ｂは，ＩＴＯまたはＩＺＯのような物質の中から選ばれる１種で形成される。

この透明導電膜３６０ｂの厚さは，例えば５ｎｍ〜１０ｎｍで形成される。透明導電膜３６０ｂの厚さは，光経路を用いて色座標を補正し，仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を補正するために５ｎｍ〜１０ｎｍで形成されることが望ましい。

続いて，第１の電極３６０を含む基板上部の全体に亘って単位画素を定義して開口部３７１を有する画素定義膜３７０が更に形成されており，この開口部３７１内に露出された第１の電極３６０上に最小限有機発光層を含む有機膜層３８０が形成されている。

続いて，上記の有機膜層３８０を含む基板の全面に亘って第２の電極３９０が形成されている。この第２の電極３９０は，仕事関数が低いＭｇ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる群より選ばれる１種で光を透過できる薄肉の透過電極として形成される。

上記の第２の電極３９０まで形成された基板を通常の方法で上部基板と封止することによって，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子が完成される。

以下，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を詳しく説明する。

図２を参照すれば，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子は，ガラス，プラスチックまたは石英などのような透明基板３００を提供し，この基板３００上部にバッファ層３０５を更に形成する。上記のバッファ層３０５は，基板３００上に，当該基板から流出する不純物から後続工程で形成される薄膜トランジスタを保護するために形成される。

上記のバッファ層３０５は，必ず積層しなければならないということではなく，シリコン酸化膜，シリコン窒化膜，あるいは，これらが積層された２重層で形成することができ，プラズマ化学気相蒸着法（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ），または低圧化学気相蒸着法（Ｌｏｗ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＬＰＣＶＤ）等で蒸着することができる。

続いて，トランジスタ領域のバッファ層３０５上に，ソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃ及び上記のソース／ドレイン領域間に介在するチャンネル領域３１０ｂを含む半導体層３１０をパターニングして形成する。この半導体層３１０は，非晶質シリコンまたは多結晶シリコンで形成することができ，望ましくは，多結晶シリコンで形成する。上記の半導体層を非晶質シリコンで形成する場合には，積層後，結晶化法によって多結晶シリコンを形成する。非晶質シリコンをＰＥＣＶＤ方式で行う場合には，シリコン膜の蒸着後，熱処理で脱水素処理して水素の濃度を下げる工程を行う。非晶質シリコン膜の結晶化法は，ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程，ＳＰＣ法（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ），ＥＬＡ法（Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ），ＭＩＣ法（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ），ＭＩＬＣ法（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ），または，ＳＬＳ法（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のいずれか一つ以上を用いることができる。

続いて，上記の半導体層３１０を含む基板上部の全体に亘ってゲート絶縁膜３２０を形成する。ゲート絶縁膜３２０は，シリコン酸化膜，シリコン窒化膜またはこれらの２重層で形成することができ，ＰＥＣＶＤまたはＬＰＣＶＤのような方式を行って積層する。

続いて，上記のゲート絶縁膜３２０上に半導体層３１０のチャンネル領域３１０ｂに対応するゲート電極３３０を形成する。上記のゲート電極３３０は，非晶質シリコンや多結晶シリコンで形成したポリシリコン膜で形成するか，モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），タングステンモリブデン（ＭｏＷ），タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）などからなる群より選ばれる１種で形成し，スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や真空蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）で蒸着する。

続いて，マスク（Ｍａｓｋ）を用いて上記の半導体層３１０に不純物を注入することで，この半導体層３１０にソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃを形成すると共に，ソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃ間に介在されたチャンネル領域３１０ｂを定義する。上記の不純物は，ｎ型またはｐ型の中から選択することができ，ｎ型不純物はリン（Ｐ），砒素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）及びビズマス（Ｂｉ）からなる群より選ばれる１種で形成し，ｐ型不純物は，ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種で形成する。

続いて，上記のゲート電極３３０を含む基板上部の全体に亘って層間絶縁膜３４０が形成される。上記の層間絶縁膜３４０は，シリコン酸化膜，シリコン窒化膜またはこれらの２重層で形成することができ，ＰＥＣＶＤまたはＬＰＣＶＤのような方式を行って積層する。

続いて，この層間絶縁膜３４０内にソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃをそれぞれ露出するコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）３４１，３４５が形成される。このコンタクトホール３４１，３４５内に露出されたソース／ドレイン領域３１０ａ，３１０ｃ及び層間絶縁膜３４０上に，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕの組成比を含むＡｇ合金をスパッタリング法や真空蒸着法で積層する。

上記のＡｇ合金からなる反射膜３５０ａ，３５５ａ，３６０ａの上部に，ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電膜３５０ｂ，３５５ｂ，３６０ｂをスパッタリング法や真空蒸着法で積層する。このＡｇ合金からなる反射膜３５０ａ，３５５ａ，３６０ａとＩＴＯとからなる透明導電膜３５０ｂ，３５５ｂ，３６０ｂをパターニングすることで，ソース／ドレイン電極３５０，３５５及び第１の電極３６０を形成する。

望ましくは，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５及び第１の電極３６０はスパッタリング法で蒸着，形成し，蒸着後，写真工程で形成されたフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ：ＰＲ）パターンなどのマスクを用いたエッチング工程を通じてパターニングする。

以上のように，上記の半導体層３１０，ゲート電極３３０及びソース／ドレイン電極３５０，３５５は，薄膜トランジスタを構成する。

ここで，第１の電極３６０は，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の形成時に，ソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一つと繋がれるように開口領域の同一層に形成する。

この時，ソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一つを開口領域まで延びるように形成することで，ソース／ドレイン電極３５０，３５５のいずれか一つに繋がれる第１の電極３６０が反射電極として同時に形成される。

上記の第１の電極３６０は，上記のソース／ドレイン電極３５０，３５５の物質と同一の物質である０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成する。

上記のＡｇ合金で第１の電極３６０の形成時，従来のＡｌまたはＡｌ−Ｎｄを用いて反射電極を形成することに比べて反射率が１０％以上増加され，これにより，効率は２０％近くに向上する。

また，ソース／ドレイン電極３５０，３５５及び第１の電極３６０を同時に形成することで，従来の第１の電極を積層してパターニングする工程を省略して工程を単純化することができる。

続いて，上記の第１の電極３６０上部には，画素領域を定義して，有機発光層間に絶縁のために絶縁性物質で画素定義膜３７０を更に形成した後，フォトレジスト（ＰＲ）をマスクとしたエッチングを通じて第１の電極３６０の一部を露出させる開口部３７１を形成する。

続いて，上記の開口部３７１内に露出された第１の電極３６０上部に，少なくとも有機発光層を含む有機膜層３８０を形成する。

有機発光層には，低分子物質または高分子物質を使用することが可能である。低分子物質の場合は，トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３），アントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ），シクロペンタジエン（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ），ＢｅＢｑ２，Ａｌｍｑ，ＺｎＰＢＯ，Ｂａｌｑ，ＤＰＶＢｉ，ＢＳＡ−２，および２ＰＳＰからなる群より選ばれる一つで形成する。望ましくは，上記の有機発光層は，トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）で形成する。高分子物質の場合は，ポリパラフェニレン（ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ：ＰＰＰ）及びその誘導体，ポリ（p-フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）：ＰＰＶ）及びその誘導体，及びポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ：ＰＴ）及びその誘導体からなる群より選ばれる一つで形成することが望ましい。

有機膜層３８０は，有機発光層の他に，正孔注入層（ＨＩＬ），正孔輸送層（ＨＴＬ），電子輸送層（ＥＴＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）のうちの１以上の層を更に含むことができる。

正孔注入層，正孔輸送層，電子輸送層及び電子注入層は，通常的に使われる物質を使用し，正孔注入層には，銅フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ Ｐｈｔａｌｏｃｙａｎｉｎｅ：ＣｕＰＣ），ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）及びｍ−ＭＴＤＡＴＡ（ｔｒｉｓ［４−［Ｎ−（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ａｎｉｌｉｎｅ］ｐｈｅｎｙｌ］ａｍｉｎｅ），正孔輸送層には，モノアリールアミン，ジアリールアミン，トリアリールアミン，または重合体性アリールアミンのような芳香族３次アミン系，電子輸送層には，ポリサイクリックヒドロカーボン系列誘導体，ヘテロサイクリック化合物，トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３），電子注入層には，ＬｉＦなどの物質を使うことができる。

有機膜層３８０は，真空蒸着，スピンコーティング，インクジェットプリンティング，レーザー熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＬＩＴＩ）などの方法で形成される。望ましくは，スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）方式を通じて形成する。また，有機膜層をパターニングすることは，レーザー熱転写法，シャドウマスクを用いた真空蒸着などを使って行うことができる。

続いて，基板の全面に亘って有機膜層３８０上部に第２の電極３９０を形成する。この第２の電極３９０は，真空蒸着法のような通常的な方法で形成する。

これにより，第２の電極３９０まで形成された基板を通常の封止方法により上部基板と封止することで，本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子を完成する。

以下，本発明の一実施形態に係る実施例を提示する。但し，下記の実施例は，本発明を理解するために提示するだけであり，本発明が下記の実施例に限定されるわけではない。

＜実施例１＞
Ａｇ合金（０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.４原子％のＡｕ及び０.４〜１.０原子％のＣｕを含む物質）を，スパッタリング法により有機エレクトロルミネッセンス素子のソース／ドレイン電極として５００ｎｍの厚さで積層した。この他の構成は，通常の薄膜トランジスタと同様に形成した。

＜比較例１＞
上記のソース／ドレイン電極をＭｏＷ（５０ｎｍ）／Ａｌ−Ｎｄ（４００ｎｍ）／ＭｏＷ（５０ｎｍ）の厚さからなる３重膜で積層したことを除いては，上記の実施例１と同様に形成した。

＜比較例２＞
上記のソース／ドレイン電極をＴｉ（７０ｎｍ）／Ａｌ（３８０ｎｍ）／ＭｏＷ（１００ｎｍ）の厚さからなる３重膜で積層したことを除いては，上記の実施例１と同様に形成した。

＜比較例３＞
上記のソース／ドレイン電極をＴｉ（１５０ｎｍ）／Ａｌ（３００ｎｍ）／ＭｏＷ（１００ｎｍ）の厚さからなる３重膜で積層したことを除いては，上記の実施例１と同様に形成した。

下記の表１は，実施例１及び比較例１〜比較例３による比抵抗特性の結果を表したものである。

表１を参照すれば，本発明の一実施形態に係るＡｇ合金を有機エレクトロルミネッセンス素子において厚さ５００ｎｍの単一膜であるソース／ドレイン電極として形成した際に，比抵抗が３.０μΩ・ｃｍと比較例１，２及び３のように従来のＭｏＷ，またはＴｉとＡｌ，またはＡｌ合金を用いた多層構造の比抵抗６.７５μΩ・ｃｍ〜１１.７２μΩ・ｃｍに比べて極めて低くなることが確認できた。

このように，本発明の一実施形態によってＡｇ合金で単一膜であるソース／ドレイン電極を形成する場合，従来のＭｏＷ，またはＴｉとＡｌ，またはＡｌ合金を用いた多層構造に比べて比抵抗を１００％以上下げることができた。

本発明の一実施形態では，０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で有機エレクトロルミネッセンス素子のソース／ドレイン電極及び第１の電極のみを形成したが，本発明が上記の例に限定されるわけではない。上記のＡｇ合金は，低抵抗特性により，有機エレクトロルミネッセンス素子のＶｄｄ，Ｖｄａｔａなどの金属配線を形成することにも多様に利用することができる。

このように，ＡｇにＳｍ，Ｔｂ，Ａｕ及びＣｕを含有したＡｇ合金で有機エレクトロルミネッセンス素子のソース／ドレイン電極及び第１の電極を同時に形成することによって，有機エレクトロルミネッセンス素子に高反射率の反射膜を導入することで素子の高効率化を具現し，ソース／ドレイン電極の低抵抗を介してソース／ドレイン電極の線幅を減らすことによって，有機エレクトロルミネッセンス素子のパネルの大きさをコンパクト化することが可能となる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に適用可能である。

従来の前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子の構造及びその製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る前面発光型能動マトリックス有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を説明するための断面図である。

符号の説明

３００ 基板
３０５ バッファ層
３１０ 半導体層
３１０ａ，３１０ｃ ソース／ドレイン領域
３１０ｂ チャンネル領域
３２０ ゲート絶縁膜
３３０ ゲート電極
３４０ 層間絶縁膜
３４１，３４５ コンタクトホール
３５０，３５５ ソース／ドレイン電極
３５０ａ，３５５ａ，３６０ａ 反射膜
３５０ｂ，３５５ｂ，３６０ｂ 透明導電膜
３６０ 第１の電極
３７０ 画素定義膜
３７１ 開口部
３８０ 有機膜層
３９０ 第２の電極

Claims (13)

1. 基板と;
   前記基板上に半導体層，ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと；
   前記ソース／ドレイン電極のいずれか一方と接続されて同一層に形成されている第１の電極と;
   前記第１の電極上に積層され，少なくとも有機発光層を含む有機膜層と;
   前記有機膜層上に積層される第２の電極と；
   を含み，
   前記ソース／ドレイン電極及び前記第１の電極は，透明導電膜と，前記透明導電膜の下部に，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成される反射膜とを含んで形成されることを特徴とする，有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 前記Ａｇ合金の抵抗は，３μΩ・ｃｍであることを特徴とする，請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記反射膜の厚さは，７０ｎｍ〜１２０ｎｍであることを特徴とする，請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記透明導電膜の厚さは，５ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする，請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 前記ソース／ドレイン電極の幅は，２μｍ〜３μｍであることを特徴とする，請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記第２の電極は，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる群より選ばれる１種で形成される透過電極であることを特徴とする，請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 基板上に半導体層，ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと，前記ソース／ドレイン電極と接続される第１の電極を同一層に形成する段階と;
   前記第１の電極の上部に少なくとも有機発光層を含む有機膜層を形成する段階と；
   前記有機膜層の上部に第２の電極を形成する段階と；
   を含み，
   前記ソース／ドレイン電極及び前記第１の電極は，透明導電膜と，前記透明導電膜の下部に，０.１原子％〜０.３原子％のＳｍ，０.１原子％〜０.５原子％のＴｂ，０.１原子％〜０.４原子％のＡｕ及び０.４原子％〜１.０原子％のＣｕを含むＡｇ合金で形成される反射膜とを含んで形成されることを特徴とする，有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
8. 前記Ａｇ合金の抵抗は，３μΩ・ｃｍであることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
9. 前記反射膜の厚さは，７０ｎｍ〜１２０ｎｍであることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
10. 前記透明導電膜の厚さは，５ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
11. 前記ソース／ドレイン電極の幅は，２μｍ〜３μｍであることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
12. 前記第２の電極は，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃａ，およびこれらの合金からなる群より選ばれる１種で形成される透過電極であることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
13. 前記ソース／ドレイン電極及び第１の電極は，スパッタリング法または真空蒸着法で形成されることを特徴とする，請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
    

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