KR102327851B1 - 유기 el 디스플레이용 반사 애노드 전극 - Google Patents

유기 el 디스플레이용 반사 애노드 전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극이며, Al 합금막 및 산화물 도전막을 포함하고, 상기 Al 합금막 및 상기 산화물 도전막의 접촉 계면에 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층을 개재시키는 적층 구조를 갖고, 상기 Al 합금막은, Si 및 희토류 원소를 포함하고, 상기 Si의 함유량을 a(원자％), 상기 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하고, 또한 상기 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층은 Si를 포함하는, 반사 애노드 전극에 관한 것이다.

Description

유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극 {REFLECTIVE ANODE ELECTRODE FOR ORGANIC EL DISPLAY}
본 발명은 유기 EL 디스플레이(특히, 톱 이미션형)에 있어서 사용되는 반사 애노드 전극에 관한 것이다. 또한, 상기 반사 애노드 전극을 사용한 박막 트랜지스터 기판 및 유기 EL 디스플레이, 그리고 상기 반사 애노드 전극에 포함되는 Al 합금막을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃에 관한 것이기도 하다.
유기 일렉트로루미네센스(이하, 「유기 EL」이라고 기재함) 디스플레이는, 유리판 등의 기판 상에 유기 EL 소자를 매트릭스형으로 배열하여 형성한 플랫 패널 디스플레이이다.
Al도 반사막으로서 양호하다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 반사막으로서 Al막 또는 Al-Nd막이 개시되어 있고, Al-Nd막은 반사 효율이 우수하여 바람직하다는 취지가 기재되어 있다.
그러나, Al막이나 Al-Nd막을 반사막으로서 ITO나 IZO 등의 산화물 도전막과 직접 접촉시킨 경우, 접촉 저항(콘택트 저항)이 높아진다는 점에서, 유기 EL 소자로의 정공 주입에 충분한 전류를 공급할 수 없다.
여기에서 특허문헌 2에서는, 투명 전극을 구성하는 산화물 도전막과 직접 접속된 반사 전극(반사막)으로서, Ni를 0.1 내지 2원자％ 함유하는 Al-Ni 합금막이 제안되어 있다. 이에 따르면, 높은 반사율과 낮은 접촉 저항을 실현할 수 있다.
또한 특허문헌 3에서는, Ag를 0.1 내지 6원자％ 함유하는 Al기 합금막으로 함으로써, 특허문헌 2와 마찬가지로, 산화물 도전막과 직접 접촉시켜도 낮은 접촉 저항과 높은 반사율을 실현할 수 있는 Al기 합금 반사막이 제안되어 있다.
또한 특허문헌 4에서는, Ge를 0.05 내지 0.5원자％ 함유하고, Gd 및/또는 La를 합계 0.05 내지 0.45원자％ 함유하는 표시 디바이스용 Al 합금막이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-259695호 공보 일본 특허 공개 제2008-122941호 공보 일본 특허 공개 제2011-108459호 공보 일본 특허 공개 제2008-160058호 공보
상기에 대하여, 톱 이미션형의 유기 EL 디스플레이에 있어서, 애노드 전극으로서 Al 합금을 사용한 경우, 산소 존재 분위기 하에서는 불가피하게 Al 합금 표면에 절연성 산화막이 생성된다. 이 산화막의 절연성에 기인하여 전류가 흐르기 어려워지기 때문에, 소정값 이상의 전류를 흘리려고 하면, 필요한 전압값이 높아진다. 그 때문에, 동일한 발광 강도를 유지하는 경우에는, 소비 전력이 높아진다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 반사막인 Al 합금막을 산화물 도전막과 직접 접촉시켜도 낮은 접촉 저항과 높은 반사율을 확보할 수 있고, 또한 내열성도 우수한 유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제에 대하여, 본 발명자는, 반사막으로 되는 Al 합금막이 소정량의 Si 및 적어도 1종의 희토류 원소를 포함하고, 반사막과 산화물 도전막의 접촉 계면에 개재되는 산화물을 포함하는 층에도 Si가 포함됨으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 관한 유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극은, Al 합금막 및 산화물 도전막을 포함하고, 상기 Al 합금막 및 상기 산화물 도전막의 접촉 계면에 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층을 개재시키는 적층 구조를 갖고, 상기 Al 합금막은, Si 및 적어도 1종의 희토류 원소를 포함하고, 상기 Si의 함유량을 a(원자％), 상기 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하고, 또한 상기 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층은 Si를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 희토류 원소는 Nd 및 La 중 적어도 어느 한쪽을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 산화물 도전막의 막 두께는 5 내지 30nm이다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 Al 합금막은 스퍼터링법으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 Al 합금막은, 박막 트랜지스터의 소스ㆍ드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 본 발명에는, 상기 어느 반사 애노드 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 기판이나, 상기 박막 트랜지스터 기판을 포함하는 유기 EL 디스플레이도 포함된다.
또한, 본 발명에는, 상기 어느 반사 애노드 전극에 포함되는 Al 합금막을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃이며, Si의 함유량을 a(원자％), 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하는, 스퍼터링 타깃도 포함된다.
본 발명에 관한 유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극에 따르면, 반사막인 Al 합금막을 산화물 도전막과 직접 접촉시키고, 그 사이에 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층이 존재해도, 낮은 접촉 저항과 높은 반사율을 확보할 수 있다. 또한, 내열성도 우수하다는 점에서, 표면 거칠기(힐록)가 없는 것으로 할 수 있다.
이 반사 애노드 전극을 박막 트랜지스터 기판, 나아가 유기 EL 디스플레이에 사용함으로써, 유기 발광층에 효율적으로 전류를 흘릴 수 있고, 또한 상기 유기 발광층으로부터 방사된 광을 반사막에 의해 효율적으로 반사할 수 있다는 점에서, 발광 휘도도 우수한 유기 EL 디스플레이를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 반사 애노드 전극을 구비한 유기 EL 디스플레이의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는, Al 합금막과 산화물 도전막의 접촉 저항 측정에 사용한 켈빈 패턴을 도시하는 도면이다.
도 3은, 실시예 2의 반사 애노드 전극의 TEM-EDX에 의한 단면 관찰 중, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층의 EDX 스펙트럼이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(본 실시 형태)에 대하여, 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
(유기 EL 디스플레이)
우선, 도 1을 사용하여, 본 실시 형태의 반사 애노드 전극을 사용한 유기 EL 디스플레이의 개략을 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 사용되는 Al 합금막은 Al-Si-REM 합금막(REM은 1종 이상의 희토류 원소를 의미함)인데, 이하에서는, 당해 Al-Si-REM 합금막을, 간단히 「Al 합금막」이라고 칭한다.
기판(1) 상에 TFT(2) 및 패시베이션막(3)이 형성되고, 또한 그 위에 평탄화층(4)이 형성된다. TFT(2) 상에는 콘택트 홀(5)이 형성되고, 콘택트 홀(5)을 통하여 TFT(2)의 소스ㆍ드레인 전극(도시하지 않음)과 Al 합금막(6)이 전기적으로 접속되어 있다.
Al 합금막(6)에 접촉하도록, Al 합금막(6)의 바로 위에는 산화물 도전막(7)이 형성된다. 그러나 실제로는, Al 합금막(6)과 산화물 도전막(7)의 접촉 계면에는 산화알루미늄(Al2O3)을 주성분으로 하는 층(도시하지 않음)이 형성되어, 개재되게 된다. 또한, 「산화알루미늄을 주성분으로 하는 층」에 있어서의 주성분이란, 층 내에 가장 많이 포함되는 성분을 의미하고, 구체적으로는 층의 전체 질량에 대하여 70질량％ 이상 포함되는 성분인 것을 의미한다.
Al은 매우 산화되기 쉽다는 점에서, 분위기 중의 산소와 용이하게 결합하여 Al 합금막 표면에 산화알루미늄을 포함하는 층이 형성되기 쉽다. 또한, Al 합금막과 산화물 도전막을 접촉시킨 경우에는, 산화물 도전막으로부터 Al이 산소를 빼앗고, 그 접촉 계면에 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층이 형성되기 쉽다. 이 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층은 절연성이기 때문에, 본래는 Al 합금막과 산화물 도전막의 콘택트 저항(접촉 저항)의 상승을 초래한다.
그러나, 본 실시 형태에서는, Al 합금막에 특정량의 Si를 함유함으로써, 형성되는 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층에도 Si가 포함되게 된다. 이때, Si는 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층 내에서 금속 결합의 결합 형태로 존재하고 있는 것으로 추측되고, 이 Si의 존재에 의해, Al 합금막과 산화물 도전막의 낮은 콘택트 저항을 확보할 수 있는 것이라고 생각된다.
산화알루미늄을 주성분으로 하는 층에 있어서의 Si의 존재는, 예를 들어 XPS(X선 광전자 분광법)나, EDX(에너지 분산형 X선 분광) 분석을 조합한 투과형 전자 현미경(TEM)(TEM-EDX)을 사용한 반사 애노드 전극의 단면 관찰에 의해 확인할 수 있다.
상기 층 내에 포함되는 Si의 함유량을 실제로 측정하기는 어렵지만, TEM-EDX를 사용한 반사 애노드 전극의 단면 관찰에 있어서, Si가 0.8원자％ 이상으로 되는 것이 바람직하다.
Al 합금막(6) 및 산화물 도전막(7)은 유기 EL 소자의 반사 전극으로서 작용 하며, 또한 TFT(2)의 소스ㆍ드레인 전극에 전기적으로 접속된다는 점에서, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층을 포함하는 Al 합금막(6) 및 산화물 도전막(7)은, 반사 애노드 전극으로서 작용한다.
상기 산화물 도전막(7) 상에 유기 발광층(8)이 형성되고, 또한 그 위에 캐소드 전극(9)이 형성된다.
이러한 유기 EL 디스플레이에서는, 유기 발광층(8)으로부터 방사된 광이 본 실시 형태의 반사 애노드 전극에서 효율적으로 반사되므로, 우수한 발광 휘도를 실현할 수 있다. 또한, 반사 애노드 전극의 반사율은 높을수록 좋으며, 파장 450nm의 광에 대한 반사율이 79％ 이상인 것이 바람직하고, 80％ 이상이 보다 바람직하고, 85％ 이상이 더욱 바람직하다.
(Al 합금막)
다음에, 본 발명의 반사 애노드 전극에 사용되는 Al 합금막에 대하여 설명한다.
Al 합금막은, Si와 적어도 1종의 희토류 원소(REM)를 함유하며, 그들의 비율은 Al 합금막에 대한 Si의 함유량을 a(원자％), REM의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3, 또한 0.1<b의 관계를 충족하는 것이다.
a를 0.2원자％ 초과로 함으로써, 저접촉 저항 확보에 필요한 Si의 양으로 할 수 있고, 구동 전압이 높아지는 것을 방지할 수 있다. a는 0.5원자％ 초과가 바람직하고, 0.8원자％ 초과가 보다 바람직하다.
또한, a를 3원자％ 미만으로 함으로써, 높은 반사율을 유지할 수 있다. a는 2.5원자％ 미만이 바람직하고, 1.5원자％ 미만이 보다 바람직하다.
b를 0.1원자％ 초과로 함으로써, 프로세스에서 받는 열 이력에 의해 발생하는 표면 거칠기(힐록)의 발생을 억제할 수 있다. 표면 거칠기는, 화소 단락의 원인으로 된다. b는 0.2원자％ 이상이 바람직하다.
또한, b의 상한은, 0.62<{a/(a+b)}로부터 a의 값으로 제한되게 되지만, 1원자％ 미만이 바람직하고, 0.5원자％ 미만이 보다 바람직하다.
{a/(a+b)}로 표시되는 비를 0.62 초과로 함으로써, 낮은 접촉 저항을 유지할 수 있다. 이것은, Al 합금막 중에 포함되는 Si와 희토류 원소가 화합물을 만들어, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층에 있어서 Si의 농화가 일어나기 어려워지는 것을 방지할 수 있기 때문이라고 생각된다. {a/(a+b)}로 표시되는 비는, 0.7 초과가 바람직하고, 0.8 초과가 보다 바람직하다.
또한, {a/(a+b)}로 표시되는 비는, 반사율 확보의 점에서, 0.9 미만이 바람직하다.
Al 합금막에 포함되는 희토류 원소로서는, La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb 등을 들 수 있다. 또한 이들 원소는 동시에 복수 종류의 원소를 첨가해도 된다. 그 중에서도 Nd, La가 바람직하고, Nd 및 La 중 적어도 어느 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
Al 합금막에는, Al, Si 및 REM 외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 다른 원소를 포함하고 있어도 된다.
다른 원소로서는, 예를 들어 Ge, Cu, Ni, Ta, Ti, Zr 등을 들 수 있다. 이들 다른 원소와 불순물의 합계 함유량은, Al 합금막에 대하여 1.0원자％ 이하가 바람직하고, 0.7원자％ 이하가 보다 바람직하다.
Al 합금막의 막 두께는, 반사율 확보의 점에서 50nm 이상이 바람직하고, 100nm 이상이 보다 바람직하다. 또한, Al 합금막의 막 두께는 배선 가공성이나 생산성의 점에서 300nm 이하가 바람직하고, 200nm 이하가 보다 바람직하다.
Al 합금막은, 스퍼터링법 또는 진공 증착법으로 형성하는 것이 바람직하며, 스퍼터링법에서 스퍼터링 타깃(이하 「타깃」이라고 하는 경우가 있음)을 사용하여 형성하는 것이, 성분이나 막 두께의 막 면내 균일성이 우수한 박막을 용이하게 형성할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
스퍼터링법에 의해 Al 합금막을 형성하기 위해서는, 상기 타깃으로서, 전술한 원소(Si 및 REM)를 포함하는 것이며, 원하는 Al 합금막과 동일 조성의 Al 합금 스퍼터링 타깃을 사용하면 된다.
따라서, 상기 반사 애노드 전극에 포함되는 Al 합금막을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃이며, 상기 Al 합금막과 동일한 조성의 스퍼터링 타깃도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
상세하게는, 상기 반사 애노드 전극에 포함되는 Al 합금막을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃이며, Si의 함유량을 a(원자％), 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하는, 스퍼터링 타깃이다.
또한, 타깃의 조성이나 a 및 b로 표시되는 함유량의 바람직한 양태는, 상기 Al 합금막에 있어서의 조성이나 a 및 b로 표시되는 함유량의 바람직한 양태와 각각 마찬가지이다.
타깃의 제조 방법으로서는, 용해 주조법, 분말 소결법, 스프레이 포밍법 등에 의해, Al기 합금을 포함하는 잉곳을 제조하여 얻는 방법이나, Al기 합금을 포함하는 프리폼(최종적인 치밀체를 얻기 전의 중간체)을 제조한 후, 해당 프리폼을 치밀화 수단에 의해 치밀화하여 얻어지는 방법을 들 수 있다.
스퍼터링법에 있어서의 기판 온도는 기판 상의 수분이나 가스의 흡착 억제의 점에서 25℃ 이상이 바람직하고, 또한 Al 합금의 표면 평활성 확보의 점에서 200℃ 이하가 바람직하고, 150℃ 이하가 보다 바람직하다.
(산화물 도전막)
본 실시 형태에 사용되는 산화물 도전막은 특별히 한정되지 않고, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO) 등의 통상 사용되는 것을 들 수 있지만, 저저항이나 저항의 안정성의 점에서, 바람직하게는 산화인듐주석이다.
산화물 도전막의 막 두께는, 산화물 도전막에 핀 홀이 발생하여, 다크 스폿의 원인으로 되는 것을 방지하는 관점에서 5nm 이상이 바람직하고, 10nm 이상이 보다 바람직하다. 한편, 반사 애노드 전극으로 하였을 때의 반사율의 저하를 방지하는 관점에서, 산화물 도전막의 막 두께는 30nm 이하가 바람직하고, 20nm 이하가 보다 바람직하다.
산화물 도전막은, 성분이나 막 두께의 막 면내 균일성이 우수한 박막을 용이하게 형성할 수 있다는 점에서 스퍼터링법에 의해 성막하는 것이 바람직하다.
(반사 애노드 전극)
상기에서 얻어진 반사 애노드 전극은, 우수한 반사율 및 낮은 접촉 저항에 추가하여, 상층에 위치하는 산화물 투명 도전막의 일함수가, 범용의 Ag기 합금을 사용하였을 때와 동일 정도로 제어되고, 내열성도 우수하기 때문에, 유기 EL 디스플레이에 사용된다.
반사 애노드 전극의 반사율은 높을수록 좋으며, 파장 450nm의 광에 대한 반사율이 79％ 이상인 것이 바람직하고, 80％ 이상이 보다 바람직하고, 85％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 낮은 접촉 저항이란, 후술하는 실시예에 기재된 방법, 즉 콘택트 홀 사이즈가 80×80㎛인 켈빈 패턴을 사용한 4단자법에 의한 측정에서, 접촉 저항이 10kΩㆍ㎟ 이하인 것이 바람직하고, 2kΩㆍ㎟ 이하가 보다 바람직하다.
상기 Al 합금막이 박막 트랜지스터의 소스ㆍ드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있는 반사 애노드 전극도 본 실시 형태의 바람직한 양태로서 들 수 있으며, 나아가 반사 애노드 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 기판이나, 상기 박막 트랜지스터 기판을 포함하는 유기 EL 디스플레이도 본 실시 형태의 바람직한 양태로서 들 수 있다.
<실시예>
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 제한되지 않고, 그 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하며, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(반사 애노드 전극의 제작)
무알칼리 유리판(판 두께: 0.7mm)을 기판으로 하고, 그 표면에 반사막인 Al 합금막(막 두께 200nm)을 스퍼터링법에 의해 성막하였다. 스퍼터링 조건은, 기판 온도 25℃, 압력 0.26Pa로 하고, 직류 전원을 사용하여 5 내지 20W/㎠에서 Al 합금 타깃을 사용하였다. 또한, 스퍼터링 타깃 및 형성된 Al 합금막의 조성 중, Si, Nd 및 La의 함유량(원자％)은 표 1에 나타내는 바와 같으며, 잔부는 Al 및 불순물이다. 이 조성은 ICP(유도 결합 플라스마) 발광 분광 분석에 의해 동정하였다.
상기에서 얻어진 Al 합금막 상에, 산화물 도전막으로서, In-Sn-O(Sn: 10질량％) 박막(ITO 박막)을 스퍼터링법에 의해 10nm의 막 두께로 적층하였다. 스퍼터링 조건은, 기판 온도를 실온(약 25℃), 압력 0.26Pa로 하고, 직류 전원을 사용하여 2 내지 4W/㎠에서 행하였다.
그 후, 질소 분위기 중에 있어서 250℃에서 1시간 유지함으로써 열처리(포스트 어닐링)를 행하여, 반사 애노드 전극을 제작하였다.
(산화알루미늄을 주성분으로 하는 층의 동정)
얻어진 반사 애노드 전극에 대하여, XPS(X선 광전자 분광법)에 의해 Al 합금막과 산화물 도전막의 사이에 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층이 존재하며, 또한 당해 층 내에 Si가 금속 결합의 결합 상태로 포함되어 있는 것을 확인하였다.
또한, 에너지 분산형 X선 분광 분석을 조합한 투과형 전자 현미경(TEM-EDX)(TEM 관찰 장치: 니혼 덴시제 전계 방출형 투과 전자 현미경 JEM-2010F, 취득 카메라: Gatan제 CCD UltraScan, EDX 분석 장치: 니혼 덴시제 JED-2300T SDD(JEM-2010F 부속))을 사용하고, 가속 전압 200kV, 빔 직경(EDX 분석) 직경 약 1nm의 조건에 의해, 반사 애노드 전극의 단면 관찰을 행하였다. 예를 들어, 실시예 2의 반사 애노드 전극에 대해서는, 전극 표면(상층측)으로부터 5nm, 12nm, 15nm 및 40nm의 깊이인 4개소에 대하여 단면 관찰을 행하고, 얻어진 TEM 화상 및 EDX 스펙트럼으로부터, 각각 산화 도전막, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층, Al 합금막 및 Al 합금막에 해당됨을 확인하였다.
실시예 2에 있어서의 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층의 EDX 스펙트럼을 도 3에 도시한다. 도 3으로부터, Al 및 O의 피크와, 그들의 함유량(원자％, at％)으로부터, 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층의 스펙트럼임을 알 수 있다. 당해 층에는 Si의 피크도 확인되며, 그의 함유량은 2.5원자％였다.
(반사율)
반사 애노드 전극(열처리 후)에 대하여, 니혼 분코 가부시키가이샤제의 가시ㆍ자외 분광 광도계 「V-570」을 사용하여, 측정 파장: 1000 내지 250nm의 범위에 있어서의 분광 반사율을 측정하였다. 구체적으로는, 기준 미러의 반사광 강도에 대하여, 시료의 반사광 강도를 측정한 값을 「반사율」로 하였다. 측정 파장 450nm에서의 반사율을 표 1에 나타내는데, 당해 반사율은 79％ 이상이면 양호이며, 합격으로 하였다.
(내열성)
반사 애노드 전극(열처리 후)의 내열성의 평가는 광학 현미경으로 표면을 관찰하고, 배율 1000배로 요철(표면 거칠기, 힐록)의 유무를 확인함으로써 행하였다. 구체적으로는, 임의의 140×100㎛의 범위 내에 있어서의, 직경 1㎛ 이상의 힐록의 수가 5개 미만인 것을 「힐록 무」라고 판정하여 양호(○)로 하고, 5개 이상인 것을 「힐록 유」라고 판정하여 불량(×)으로 하였다.
또한, 반사 애노드 전극의 내열성으로서, 열처리 후의 전극 표면에 대한 미분 간섭 현미경에 의한 관찰도 행하여, 표면 거칠기(힐록)의 유무를 확인하였다. 그 결과, 상기 광학 현미경의 표면 관찰에서 양호(○)라고 판정된 반사 애노드 전극은, 모두 평활한 표면임이 확인되었다.
(접촉 저항)
Al 합금막과 산화물 도전막의 접촉 저항(콘택트 저항)은, 도 2에 도시하는 켈빈 패턴을 사용하였다. 켈빈 패턴은, 상기 Al 합금막을 성막한 후, 계속해서 산화물 도전막인 In-Sn-O(Sn: 10질량％) 박막을 10nm 적층하여, 배선 패턴을 형성한 후, 그 표면에 패시베이션막인 SiN막(막 두께: 200nm)을 플라스마 CVD(화학 기상 증착) 장치에 의해 성막하였다.
성막 조건은, 기판 온도: 280℃, 가스 비율: SiH4/NH3/N2=125/6/185, 압력: 137Pa, RF 파워: 100W로 하였다.
성막된 SiN막을 패터닝한 후, 그 표면에 Mo막(막 두께: 300nm)을 스퍼터링법에 의해 성막하고, 또한 성막된 Mo막을 패터닝함으로써 도 2의 켈빈 패턴을 얻었다.
접촉 저항의 측정법은, 도 2에 도시하는 켈빈 패턴(콘택트 홀 사이즈: 한 변이 80㎛인 정사각형)을 제작하고, 4단자 측정(Al 합금＼ITO 적층막에 전류를 흘리고, 별도의 단자에서 Al 합금＼ITO 적층막간의 전압 강하를 측정하는 방법)을 행하였다. 구체적으로는, 도 2의 I1-I2 사이에 전류 I를 흘리고, V1-V2 사이의 전압 V를 모니터함으로써, 콘택트부의 저항 R을 [R=(V1-V2)/I2]로서 구하였다. 저항 R에 콘택트부의 면적을 곱하여 면적 저항(Ωㆍ㎟)으로 환산한 값을 접촉 저항으로 하여, 10kΩㆍ㎟ 이하(10000Ωㆍ㎟ 이하)인 것이 양호이며, 합격으로 하였다.
얻어진 반사 애노드 전극의 Al 합금막의 조성 및 평가 결과를 표 1에 통합하여 나타낸다. 또한, 종합 평가란, 상기 반사율, 내열성, 접촉 저항 모두가 양호한 경우를 ○로 하고, 하나라도 불량한 것이 있는 경우를 ×로 하였다. 또한, Al 합금막에 있어서의 {a/(a+b)}를 표 중에서는 {Si/(Si+REM)}으로 나타내고 있다.
Figure 112020052230110-pat00001
이상으로부터, Al 합금막에 Si를 포함시킴으로써, Al 합금막과 산화물 도전막의 사이에 개재되는 산화알루미늄을 주성분으로 하는 층에도 Si가 포함됨이 확인되었다. Al 합금막에 포함되는 Si 및 희토류 원소의 함유량을 0.62<{Si/(Si+REM)}, 0.2<Si<3 및 0.1<REM으로 함으로써, 얻어지는 반사 애노드 전극에 대하여, 낮은 접촉 저항, 고반사율 및 양호한 내열성이 실현됨이 확인되었다.
본 발명을 상세하게 또한 특정 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은, 당업자에게 있어서 명확하다.
본 출원은 2019년 5월 30일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-101560호에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.
1: 기판
2: TFT
3: 패시베이션막
4: 평탄화층
5: 콘택트 홀
6: Al 합금막
7: 산화물 도전막
8: 유기 발광층
9: 캐소드 전극

Claims (9)

  1. 유기 EL 디스플레이용 반사 애노드 전극이며,
    Al 합금막 및 산화물 도전막을 포함하고, 상기 Al 합금막 및 상기 산화물 도전막의 접촉 계면에 산화알루미늄을 70질량% 이상 포함하는 층을 개재시키는 적층 구조를 갖고,
    상기 Al 합금막은, Si 및 적어도 1종의 희토류 원소를 포함하고, 상기 Si의 함유량을 a(원자％), 상기 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하고, 또한
    상기 산화알루미늄을 70질량% 이상 포함하는 층은 Si를 포함하는, 반사 애노드 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 희토류 원소가 Nd 및 La 중 적어도 어느 한쪽을 포함하는, 반사 애노드 전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 도전막의 막 두께가 5 내지 30nm인, 반사 애노드 전극.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산화물 도전막의 막 두께가 5 내지 30nm인, 반사 애노드 전극.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Al 합금막이 스퍼터링법으로 형성된, 반사 애노드 전극.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Al 합금막이, 박막 트랜지스터의 소스ㆍ드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있는, 반사 애노드 전극.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 반사 애노드 전극을 포함하는, 박막 트랜지스터 기판.
  8. 제7항에 기재된 박막 트랜지스터 기판을 포함하는, 유기 EL 디스플레이.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 반사 애노드 전극에 포함되는 Al 합금막을 형성하기 위한 스퍼터링 타깃이며,
    Si의 함유량을 a(원자％), 희토류 원소의 합계 함유량을 b(원자％)라고 한 경우에, 0.62<{a/(a+b)}, 0.2<a<3 및 0.1<b의 관계를 충족하는, 스퍼터링 타깃.
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