JPWO2011024343A1 - Ｅｌ発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
電極の機械的強度を向上させ、耐久性に優れたＥＬ発光装置等を提供する。基板２の上に一対の電極１１，１２と、これら電極１１，１２の間に設けられる発光層１５とを備えるＥＬ発光装置である。一対の電極１１，１２のうち、少なくともいずれか一方はメタル電極とされ、このメタル電極は、アルミニウム系金属の下層２０と、それよりも上側に形成されるニッケル系金属の上層２１とを含む積層構造とされている。下層２０及び上層２１のうち、上層２１にのみ、スパッタガス由来の窒素元素が含まれている。上層２１の素材としては、例えばニッケルと銅の合金が好適である。
Description
本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）発光装置及びその製造方法に関し、特にメタル電極の形成技術に関する。
ＥＬディスプレイ等のＥＬ発光装置には、発光層の素材に、無機化合物が用いられる無機ＥＬ発光装置と、有機化合物が用いられる有機ＥＬ発光装置とがある。いずれのＥＬ発光装置の場合も、通常、その基本構成として、ベースとなる基板と、その上に設けられる薄膜状のＥＬ素子とを備えている。ＥＬディスプレイでは、そのＥＬ素子に、交差状に配置された上下一対の電極と、これら電極間に設けられる発光層とが備えられ、電極間に電圧を印加することによって発光層が発光するのを利用して動画等の表示が行われている。
ＥＬ発光装置の電極には、ＩＴＯやアルミニウムなどがよく用いられている。例えば、そのＥＬ発光装置が基板側から発光を取り出すボトムエミッション型であれば、基板側の電極（下部電極）にはＩＴＯ等の透明電極が用いられ、その反対側の電極（上部電極）にはアルミニウム等のメタル電極が用いられる。基板の反対側から発光を取り出すトップエミッション型であればその逆の構成が用いられる。
そのようなメタル電極の１つとして、素材の異なる金属を積層したメタル電極が開示されている（特許文献１）。そこでのメタル電極は、アルミニウム系金属層の上下に、キャップメタル層とバリアメタル層とがそれぞれ積層されている。キャップメタル層、バリアメタル層の材料には窒化モリブデンが用いられている。キャップメタル層等は、スパッタリングにより成膜されていて、キャップメタル層とバリアメタル層の各窒素濃度を異ならせるために、成膜時にスパッタガスに添加する窒素流量を変化させている。
アルミニウムやその合金（アルミニウム系金属）は比較的硬度が低いため、アルミニウム系金属の電極は機械的強度に欠けるという問題がある。例えば、アルミニウム系金属で上部電極が形成され、その上部電極とプラグ側の端子との接触によって電気接続されるような場合、上部電極がプラグ側の端子と擦れ合って摩耗し易いため、満足のいく耐久性を確保するのが難しい。
そこで、本発明者は、アルミニウム系金属よりも硬度の高いニッケルやその合金（ニッケル系金属）を用い、スパッタリングによりアルミニウム系金属の表面を被覆することを試みた。ところが、アルミニウム系金属をニッケル系金属で被覆した場合、その後のエッチング処理では、ニッケル系金属のエッチング速度が低いために（アルミニウム系金属の半分以下）、エッチングに時間がかかり過ぎ、実用的な条件下ではニッケル系金属の膜厚を適切な値まで厚くできないという問題が生じた。
本発明の目的は、実用的な条件の下、アルミニウム系金属を適切な厚みのニッケル系金属で被覆して電極の機械的強度を向上させ、耐久性に優れたＥＬ発光装置等を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明では、電極の形成方法を工夫した。具体的には、本発明に係るＥＬ発光装置は、基板と、前記基板の上に上下に設けられる一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられる発光層と、を備え、前記一対の電極間に電圧を印加することによって前記発光層が発光するＥＬ発光装置であって、前記一対の電極のうち、少なくともいずれか一方はメタル電極とされ、前記メタル電極は、アルミニウム系金属の下層と、それよりも上側に形成されるニッケル系金属の上層とを含む積層構造とされていて、前記下層及び前記上層のうち、前記上層にのみ窒素元素が含まれているＥＬ発光装置である。
係る構成のＥＬ発光装置によれば、メタル電極はアルミニウム系金属の下層と、それよりも上側に形成されるニッケル系金属の上層とを含む積層構造とされている。従って、アルミニウム系金属は酸化され易いが、ニッケル系金属で被覆することでアルミニウム系金属の酸化を防止することができる。また、アルミニウム系金属は比較的硬度が低くて傷つき易いが、ニッケル系金属で被覆することでメタル電極の機械的強度を向上させることができる。
そして、下層及び上層のうち、上層にのみ窒素元素が含まれている。上層のニッケル系金属が窒素元素を含むメタル電極であれば、実用的な条件の下で機械的強度を十二分に向上させることができ、ＥＬ発光装置の耐久性を向上させることができる。
この点詳細は後述するが、ニッケル系金属は、アルミニウム系金属に比べてエッチング速度が小さいために、実用的な条件の下では、エッチング処理に時間がかかり過ぎてニッケル系金属の膜厚を適切な値まで厚くすることができなかった。
ところが、検討を重ねた結果、本発明者は、ニッケル系金属をスパッタリング処理する際に、スパッタガスに窒素ガスを添加するとエッチング速度が大きくなることを突き止めた。すなわち、ニッケル系金属をスパッタリング処理する際に用いられるスパッタガスに所定量の窒素ガスを添加することで、実用的な条件の下でもニッケル系金属の膜厚を適切な値まで厚くすることが可能になる。
そして、そのようにスパッタガスに窒素ガスを添加した場合、添加される窒素ガス由来の窒素元素が上層のニッケル系金属に含まれるのである。
具体的には、前記上層の膜厚は１００ｎｍ以上に設定するのが好ましい。そうすれば、ニッケル系金属でアルミニウム系金属を適切に保護することができ、耐久性に優れたＥＬ発光装置を提供することができる。
前記上層としては、例えば、ニッケルと銅の合金を用いるとよい。そうすれば、スパッタガスへの窒素ガスの添加により、エッチング速度を増加させて容易に調整することができ、高品質なメタル電極を形成することができる。
特に、接続端子を有する被接続体に対して、着脱可能に接続される端子部を備え、前記メタル電極の一部が、前記端子部に設けられて前記接続端子と摺接するＥＬ発光装置である場合に好適である。メタル電極の表面が繰り返し擦られてもメタル電極の表面はニッケル系金属で適切に被覆されているので、十分な耐久性を確保できるからである。
このような構造のＥＬ発光装置は、例えば、前記基板に対して、前記一対の電極のうち、下側の下部電極を形成する下部電極形成工程と、前記下部電極が形成されている前記基板に対して、前記発光層を形成する工程と、前記下部電極及び前記発光層が形成されている前記基板に対して、前記一対の電極のうち、上側の上部電極を形成する上部電極形成工程と、を含み、前記下部電極形成工程及び前記上部電極形成工程のうち、少なくともいずれか一方は、スパッタリングにより、前記アルミニウム系金属を成膜し、それよりも上側に前記ニッケル系金属を成膜して積層膜を形成するスパッタリング工程と、エッチングにより、前記積層膜をパターンニングするエッチング工程と、を含み、前記スパッタリング工程において、前記ニッケル系金属を成膜する時にのみ、スパッタガスに窒素ガスが添加される製造方法により、製造することができる。
具体的には、前記窒素ガスの添加量は１〜３０重量％に設定することができる。その範囲であれば、窒素ガスの添加量に応じて、ニッケル系金属のエッチング速度は一次関数的に変化するので、エッチング速度を容易に設定することができ、適切なエッチング速度を自在に設定することができる。ニッケル系金属のエッジ形状を必要に応じて変えることもできる。
特に、前記エッチング工程における、前記アルミニウム系金属のエッチング速度と、前記ニッケル系金属のエッチング速度とが略同一となるように、前記スパッタリング工程における窒素ガスの添加量を設定するのが好ましい。具体的には、前記窒素ガスの添加量を６〜８重量％に設定すればよい。
そうすれば、条件を変えずに積層膜をそのまま連続してエッチングすることができるため、エッチング処理が容易になる。また、エッチング後のメタル電極も、エッジ（周縁部）に段差の少ないシャープな形状にすることができる。
以上説明したように、本発明によれば、制限を受けることなく、ニッケル系金属の膜厚を比較的自由に設定できるようになるので、実用的な条件の下でアルミニウム系金属をニッケル系金属で被覆して電極の機械的強度を向上させることができ、耐久性に優れたＥＬ発光装置等を提供することできる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
＜ＥＬ発光装置＞
図１及び図２に本発明を適用したＥＬディスプレイ１（ＥＬ発光装置）を示す。このＥＬディスプレイ１は、発光層の素材に無機化合物が用いられた無機ＥＬディスプレイ１である（以下、単にディスプレイ１という）。このディスプレイ１には、ベースとなる略矩形の基板２の上に薄膜の素子膜３が積層するように設けられている。ディスプレイ１の中央部分には、動画等を表示する表示部１ａが大きく設けられ、ディスプレイ１の端部には、その縁に沿って延びるように端子部１ｂが設けられている。
図１及び図２に本発明を適用したＥＬディスプレイ１（ＥＬ発光装置）を示す。このＥＬディスプレイ１は、発光層の素材に無機化合物が用いられた無機ＥＬディスプレイ１である（以下、単にディスプレイ１という）。このディスプレイ１には、ベースとなる略矩形の基板２の上に薄膜の素子膜３が積層するように設けられている。ディスプレイ１の中央部分には、動画等を表示する表示部１ａが大きく設けられ、ディスプレイ１の端部には、その縁に沿って延びるように端子部１ｂが設けられている。
本実施形態のディスプレイ１は、基板２側から発光層１５の光を取り出すボトムエミッション型であり、基板２には、透光性に優れたガラス基板が用いられている。基板２の厚みは、例えば、１〜３ｍｍに設定することができる。
素子膜３は、下部電極１１及び上部電極１２からなる上下一対の電極や、下部絶縁層１４、発光層１５、上部絶縁層１６からなる発光層群１３などで構成されている。下部絶縁層１４と上部絶縁層１６は誘電体層として機能する。表示部１ａでは、これらが積層するように設けられている。具体的には、図２に詳しく示すように、一対の電極１１，１２間に発光層群１３が配設されていて、下部電極１１、下部絶縁層１４、発光層１５、上部絶縁層１６、上部電極１２が下から順に基板２の上に積層されている。
下部電極１１は、ＩＴＯを用いて形成された透明電極である。下部電極１１は複数の帯状の電極（下部帯状電極１１ａ）で構成されていて、基板２の上に、これら下部帯状電極１１ａ，１１ａ，…が互いに所定の間隔を空けて平行に延びるように配置されている。下部電極１１の膜厚は、例えば１００〜２００ｎｍに設定することができる。
下部絶縁層１４は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）や酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）などを用いて、下部電極１１を被覆するように設けられている。下部絶縁層１４は、１つの素材からなる単層構造であってもよいし、複数の素材を積層した積層構造であってもよい。例えば、本実施形態の下部絶縁層１４は、二酸化ケイ素の上に窒化ケイ素を積層した２層構造となっている（図示せず）。下部絶縁層１４の膜厚は、例えば１００〜３００ｎｍに設定することができる。
発光層１５は、マンガン（Ｍｎ）をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用いて形成されている。発光層１５の膜厚は、例えば５００〜１０００ｎｍに設定することができる。
上部絶縁層１６は、下部絶縁層１４と同様に二酸化ケイ素などを用いて、発光層１５を被覆するように設けられている。上部絶縁層１６の膜厚も、例えば１００〜３００ｎｍに設定することができる。
上部電極１２は、金属製のメタル電極であり、本実施形態では、アルミニウム系金属の下層２０と、その上側に形成されるニッケル系金属の上層２１とからなる２層構造となっている。具体的には、下層２０はアルミニウム（Ａｌ）やその合金を用いて形成され、上層２１はニッケル（Ｎｉ）やその合金を用いて形成されている。
上部電極１２をこのような積層構造とすることで次のような利点が得られる。第１に、アルミニウム系金属は酸化され易いが、ニッケル系金属で被覆することでアルミニウム系金属の酸化を防止することができる。第２に、アルミニウム系金属は比較的硬度が低くて傷つき易いが、ニッケル系金属で被覆することで上部電極１２の機械的強度を向上させることができる。
本実施形態では、下層２０にアルミニウムとネオジムの合金（Ａｌ−Ｎｄ）が用いられ、上層２１にニッケルと銅の合金（Ｎｉ−Ｃｕ）が用いられている。下層２０のアルミニウムに対するネオジムの混合比率は５〜１０重量％の範囲で設定することができ、上層２１のニッケルに対する銅の混合比率は１０〜２０重量％の範囲で設定することができる。また、下層２０の膜厚は２００〜５００ｎｍの範囲で設定することができ、上層２１の膜厚は１００〜３００ｎｍの範囲で設定することができる。特に、上層２１の膜厚は、１００ｎｍより小さいと、成膜時のばらつき等の影響によって満足のいく機械的強度が得られないおそれがあり、３００ｎｍより大きいと、過度な膜厚となって材料コストの上昇を招くことになる。
これら下層２０及び上層２１のうち、上層２１にのみ窒素元素が含まれている。すなわち、詳細は後述するが、上層２１のニッケル系金属の成膜時には、その雰囲気中に窒素ガスが存在しているため、その窒素ガスの影響で、極微量の窒素元素が結果としてニッケル系金属に含まれる。一方、下層２０のアルミニウム系金属の成膜時には、雰囲気中に窒素ガスが存在していないため、アルミニウム系金属には窒素元素は含まれていない。
上部電極１２もまた、下部電極１１と同様に複数の帯状の電極（上部帯状電極１２ａ）で構成されている。これら上部帯状電極１２ａ，１２ａ，…は、下部帯状電極１１ａと略直交するように、互いに所定の間隔を空けて平行に延びるように配置されている。これら上部帯状電極１２ａ，１２ａ，…の一方の端部は、端子部１ｂの上面にまで延びている。
端子部１ｂは、例えば、図２に示すように、出退自在な複数の接続端子１０１を有する外部のプラグ１００（被接続体）に対して着脱可能に設けられている。端子部１ｂの上面には上部帯状電極１２ａの端部が配設されているため、プラグ１００を端子部１ｂに差し込んだ時に、これらがプラグ１００の所定の接続端子１０１と摺れながら接するように構成されている。このように端子部１ｂとプラグ１００とを接続することで、上部電極１２は外部の配線と電気的に接続される。なお、説明はしないが、下部電極１１もまた同様に外部の配線と電気的に接続されている。こうして外部の配線と接続されたディスプレイ１では、例えば、所定の上部帯状電極１２ａと所定の下部帯状電極１１ａに電圧を印加することにより、その交差部分の発光層１５が発光することを利用して動画等の表示が行われる。
表示部１ａには、図２にのみ示すように、素子膜３以外にも、防湿部材４が設けられている。詳しくは、表示部１ａに設けられた発光層群１３を外気から遮断するように、トレイ状のシールガラス４ａが表示部１ａの素子膜３を覆うように基板２の上に接着されている。シールガラス４ａは基板２に水密状に取り付けられていて、シールガラス４ａと基板２との間の隙間にはシリコンオイル等の防湿剤４ｂが封入されている。なお、このように防湿部材４を設けたのは、発光層１５の硫化亜鉛は吸湿性が高いため、硫化亜鉛の吸湿を防いで発光層１５の性能劣化を抑制するためである。
＜ＥＬ発光装置の製造方法＞
上記構成のディスプレイ１は、例えば、次のような工程を含む製造方法によって製造することができる。
上記構成のディスプレイ１は、例えば、次のような工程を含む製造方法によって製造することができる。
（下部電極形成工程）
本工程では、基板２に下部電極１１を形成する。具体的には、マグネトロンスパッタリング法を用いて基板２の上にＩＴＯの膜を所定の膜厚で形成する。成膜後、フォトリソグラフ法により、基板２の上に所定の形態の下部電極１１が形成されるようにパターンニングする。
本工程では、基板２に下部電極１１を形成する。具体的には、マグネトロンスパッタリング法を用いて基板２の上にＩＴＯの膜を所定の膜厚で形成する。成膜後、フォトリソグラフ法により、基板２の上に所定の形態の下部電極１１が形成されるようにパターンニングする。
（発光群形成工程）
本工程では、下部電極１１が形成されている基板２に対して発光層群１３を形成する。具体的には、所定の下部電極１１を形成した後、その上に、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚の二酸化ケイ素の膜を成膜する。そして、その上に連続して、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚の窒化ケイ素の膜を成膜し、２層構造の下部絶縁層１４を形成する。下部絶縁層１４は、例えばマスクを用いて表示部１ａにのみ形成する。
本工程では、下部電極１１が形成されている基板２に対して発光層群１３を形成する。具体的には、所定の下部電極１１を形成した後、その上に、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚の二酸化ケイ素の膜を成膜する。そして、その上に連続して、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚の窒化ケイ素の膜を成膜し、２層構造の下部絶縁層１４を形成する。下部絶縁層１４は、例えばマスクを用いて表示部１ａにのみ形成する。
その後、マグネトロンスパッタリング法や電子ビーム蒸着法により、下部絶縁層１４の上に、マンガンをドープした硫化亜鉛を蒸着させ、所定の膜厚の発光層１５を形成する。発光層１５の形成時にもマスクを用いることができる。
続いて、発光層１５の上に、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚の窒化ケイ素の膜を成膜し、上部絶縁層１６を形成する。上部絶縁層１６も下部絶縁層１４と同様に、例えばマスクを用いて表示部１ａにのみ形成する。
（上部電極形成工程）
本工程では、下部電極１１及び発光層群１３が形成されている基板２に対し、上部電極１２を形成する。具体的には、上部絶縁層１６の上に、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚のＡｌ−Ｎｄを成膜する。そして、その上に連続的に所定の膜厚のＮｉ−Ｃｕを成膜し、２層構造の膜（積層膜）を形成する（スパッタリング工程）。スパッタリング工程では、その雰囲気に充填されるスパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス等を使用する。ただし、上層２１のＮｉ−Ｃｕを成膜する時にのみ、そのアルゴンガス等に所定量の窒素ガスを添加する。例えば、アルゴンガス等に対する窒素ガスの添加量は、１〜３０重量％の範囲で設定することができる。特に６〜８重量％に設定するのが好ましい。
本工程では、下部電極１１及び発光層群１３が形成されている基板２に対し、上部電極１２を形成する。具体的には、上部絶縁層１６の上に、マグネトロンスパッタリング法により、所定の膜厚のＡｌ−Ｎｄを成膜する。そして、その上に連続的に所定の膜厚のＮｉ−Ｃｕを成膜し、２層構造の膜（積層膜）を形成する（スパッタリング工程）。スパッタリング工程では、その雰囲気に充填されるスパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガス等を使用する。ただし、上層２１のＮｉ−Ｃｕを成膜する時にのみ、そのアルゴンガス等に所定量の窒素ガスを添加する。例えば、アルゴンガス等に対する窒素ガスの添加量は、１〜３０重量％の範囲で設定することができる。特に６〜８重量％に設定するのが好ましい。
形成した積層膜に対し、フォトリソグラフ法により、所定形態の上部電極１２が形成されるようにパターンニングする。具体的には、例えば、燐酸と硝酸とを所定の割合で混合した燐酸・硝酸系のエッチング液（４０℃）を用い、積層膜をエッチングして所定形状にパターンニングする（エッチング工程）。
ところで、窒素ガスを添加しない状態で行われていた従来の方法では、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度がＡｌ−Ｎｄのエッチング速度の半分以下であったために、エッチング処理に時間がかかり過ぎ、Ｎｉ−Ｃｕの膜厚を１００ｎｍ以上に厚くすることは、実用的な条件下では実現できなかった。そのため、本発明者がＮｉ−Ｃｕのエッチング速度を高めるべく検討を重ねたところ、Ｎｉ−Ｃｕの成膜時に用いるスパッタガスに窒素ガスを添加すれば、その添加量に応じてエッチング速度が増加することを見出した。
かかる知見に基づき、本工程では、その後に行われるエッチング工程でのＮｉ−Ｃｕのエッチング速度を所定の値まで高めるために、Ｎｉ−Ｃｕを成膜する時にのみ所定量の窒素ガスがスパッタガスに添加される。
例えば、図３は、Ｎｉ−Ｃｕにおける、スパッタリング時のスパッタガス（Ａｒ）に対する窒素ガスの添加量（横軸）とエッチング時のエッチング速度（縦軸）との関係を示したグラフである。グラフ中、測定点が黒四角マークの実線がＮｉ−Ｃｕを表しており、黒丸マーク及び対比用に横に延ばした破線がＡｌ−Ｎｄを表している。なお、ここでのＡｌ−ＮｄにおけるＡｌに対するＮｄの混合比率は３重量％であり、Ｎｉ−ＣｕにおけるＮｉに対するＣｕの混合比率は１５重量％である。
窒素ガスが無添加の状態では、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度（約１ｎｍ／ｓｅｃ）はＡｌ−Ｎｄのエッチング速度（約４ｎｍ／ｓｅｃ）と比べて半分以下であるが、窒素ガスを添加すると、その添加量に応じてエッチング速度は一次関数的に増加し、その添加量が３０重量％に至るとＡｌ−Ｎｄのエッチング速度の３倍以上になる（約１３ｎｍ／ｓｅｃ）。そして、窒素ガスの添加量が約７重量％の時には、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度は約４ｎｍ／ｓｅｃとなり、ＡＬ−Ｎｄのエッチング速度とほぼ同じになる。
従って、スパッタガスに窒素ガスを添加することで、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度を大きくすることができ、例えば、その添加量を１〜３０重量％の範囲で調整することで、Ａｌ−Ｎｄのエッチング速度の３倍程度まで自在にＮｉ−Ｃｕのエッチング速度を調整することができる。そして、詳細は後述するが、例えば、窒素ガスの添加量を多くして、Ａｌ−Ｎｄよりもエッチング速度が大きくなるようにすると、Ｎｉ−Ｃｕの上層のエッジ（周縁部）が相対的に後退し、電極のエッジに順勾配（順テーパー形状）を設けることができる。逆に、窒素ガスの添加量を少なくして、Ａｌ−Ｎｄよりもエッチング速度が小さくなるようにすると、Ａｌ−Ｎｄの下層のエッジ（周縁部）が相対的に後退し、電極のエッジに逆勾配（逆テーパー形状）を設けることができる。
特に、窒素ガスの添加量を６〜８重量％に設定すれば、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度をＡｌ−Ｎｄのエッチング速度と略同一にすることができる。そうすれば、エッチング処理の際には、それぞれ区別することなく同じ条件のまま連続的にエッチングすることができるので、エッチング処理が容易になる。また、エッチング後の形態もエッジが重なってほぼ同じにすることができ、段差の少ない電極を形成することができる。
このように、スパッタガスに窒素ガスを添加することで、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度を大きくすることができ、自在にその速度を調整することができるようになる。その結果、実用的な条件の下でもＮｉ−Ｃｕの膜厚を十二分に大きくすることができるし、その厚みや形態も必要に応じて調整できるため、機械的強度に優れ、高品質な電極を形成することができる。
（実施例）
同じ条件の下で、ガラスの基板２の上に上述した構成の下部電極１１や発光層１５等を形成した。そして、上部電極１２を形成する際に、第１実施例では、窒素ガスの添加量を５重量％に設定してスパッタリング処理を行い、第２実施例では、窒素ガスの添加量を２０重量％に設定してスパッタリング処理を行った。いずれも、Ａｌに対するＮｄの混合比率が３重量％のＡｌ−Ｎｄと、Ｎｉに対するＣｕの混合比率が１５重量％のＮｉ−Ｃｕとを用い、それぞれの膜厚が、４００ｎｍ、２００ｎｍとなるように設定して各実施例の積層膜を形成した。
同じ条件の下で、ガラスの基板２の上に上述した構成の下部電極１１や発光層１５等を形成した。そして、上部電極１２を形成する際に、第１実施例では、窒素ガスの添加量を５重量％に設定してスパッタリング処理を行い、第２実施例では、窒素ガスの添加量を２０重量％に設定してスパッタリング処理を行った。いずれも、Ａｌに対するＮｄの混合比率が３重量％のＡｌ−Ｎｄと、Ｎｉに対するＣｕの混合比率が１５重量％のＮｉ−Ｃｕとを用い、それぞれの膜厚が、４００ｎｍ、２００ｎｍとなるように設定して各実施例の積層膜を形成した。
その後、これら積層膜に対し、それぞれ上述した所定のエッチング液を用いてエッチング処理を行った。第１実施例では、６００ｎｍの膜厚のＡｌ−Ｎｄを形成するのとほぼ同じ時間で処理することができ、２００ｎｍの膜厚のＮｉ−Ｃｕであっても実用上問題のない時間でエッチング処理を完了することができた。また、第２実施例では、第１実施例よりも短時間でエッチング処理を完了することができ、更に製造時間を短縮することができた。
図４に、各実施例におけるエッチング処理後の上部電極１２の状態を表した拡大写真を示す。同図の（ａ）が第１実施例の電極であり、同図の（ｂ）が第２実施例の電極である。いずれも上部電極１２ａ（１２）の上面をその上方から撮影したものであり、紙面側に上層２１のＮｉ−Ｃｕが位置している。
同図の（ｂ）に示すように、窒素ガス量が多く、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度がＡｌ−Ｎｄよりも大きい第２実施例では、Ｎｉ−Ｃｕのエッジ部分が後退した状態になっている（順テーパー形状）。それに対し、窒素ガス量が少なく、Ｎｉ−Ｃｕのエッチング速度がＡｌ−Ｎｄよりも小さい第１実施例では、そのようなエッジ部分の後退は認められない（僅かに逆テーパー形状になっているものと思われる）。従って、この結果から、スパッタガスへの窒素ガスの添加量の変化に応じて電極のエッジ形状も変化することが確認できる。
なお、本発明にかかるＥＬ発光装置は、前記実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
例えば、ＥＬ発光装置は、ＥＬ表示装置に限らず、ＥＬ照明装置であってもよい。また、ＥＬ発光装置は、無機ＥＬ発光装置に限らず、有機ＥＬ発光装置であってもよい。トップエミッション型の場合には、下部電極１１を前記構成のメタル電極とすることができる。基板２もガラス基板２に限らず、セラミックや金属板等であってもよい。メタル電極は２層に限らず、３層以上であってもよい。
１ ＥＬディスプレイ
１ａ 表示部
１ｂ 端子部
２ 基板
３ 素子膜
４ 防湿部材
４ａ シールガラス
４ｂ シリコンオイル
１１ 下部電極
１１ａ 下部帯状電極
１２ 上部電極
１２ａ 上部帯状電極
１３ 発光層群
１４ 下部絶縁層
１５ 発光層
１６ 上部絶縁層
２０ 下層（アルミニウム系金属）
２１ 上層（ニッケル系金属）
１００ プラグ（被接続体）
１０１ 接続端子
１ａ 表示部
１ｂ 端子部
２ 基板
３ 素子膜
４ 防湿部材
４ａ シールガラス
４ｂ シリコンオイル
１１ 下部電極
１１ａ 下部帯状電極
１２ 上部電極
１２ａ 上部帯状電極
１３ 発光層群
１４ 下部絶縁層
１５ 発光層
１６ 上部絶縁層
２０ 下層（アルミニウム系金属）
２１ 上層（ニッケル系金属）
１００ プラグ（被接続体）
１０１ 接続端子
Claims (8)
- 基板と、
前記基板の上に上下に設けられる一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられる発光層と、
を備え、
前記一対の電極間に電圧を印加することによって前記発光層が発光するＥＬ発光装置であって、
前記一対の電極のうち、少なくともいずれか一方はメタル電極とされ、
前記メタル電極は、アルミニウム系金属の下層と、それよりも上側に形成されるニッケル系金属の上層とを含む積層構造とされていて、
前記下層及び前記上層のうち、前記上層にのみ窒素元素が含まれているＥＬ発光装置。 - 請求項１に記載のＥＬ発光装置において、
前記上層の膜厚が１００ｎｍ以上に設定されているＥＬ発光装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のＥＬ発光装置において、
前記上層として、ニッケルと銅の合金が用いられているＥＬ発光装置。 - 請求項１に記載のＥＬ発光装置において、
更に、接続端子を有する被接続体に対して、着脱可能に接続される端子部を備え、
前記メタル電極の一部が、前記端子部に設けられて前記接続端子と摺接するＥＬ発光装置。 - 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のＥＬ発光装置の製造方法であって、
前記基板に対して、前記一対の電極のうち、下側の下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記下部電極が形成されている前記基板に対して、前記発光層を形成する工程と、
前記下部電極及び前記発光層が形成されている前記基板に対して、前記一対の電極のうち、上側の上部電極を形成する上部電極形成工程と、
を含み、
前記下部電極形成工程及び前記上部電極形成工程のうち、少なくともいずれか一方は、
スパッタリングにより、前記アルミニウム系金属を成膜し、それよりも上側に前記ニッケル系金属を成膜して積層膜を形成するスパッタリング工程と、
エッチングにより、前記積層膜をパターンニングするエッチング工程と、
を含み、
前記スパッタリング工程において、前記ニッケル系金属を成膜する時にのみ、スパッタガスに窒素ガスが添加される製造方法。 - 請求項５に記載のＥＬ発光装置の製造方法であって、
前記窒素ガスの添加量が１〜３０重量％に設定されている製造方法。 - 請求項６に記載のＥＬ発光装置の製造方法であって、
前記エッチング工程における、前記アルミニウム系金属のエッチング速度と、前記ニッケル系金属のエッチング速度とが略同一となるように、前記スパッタリング工程における窒素ガスの添加量が設定されている製造方法。 - 請求項７に記載のＥＬ発光装置の製造方法であって、
前記窒素ガスの添加量が６〜８重量％に設定されている製造方法。
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