有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極
【課題】仕事関数が、汎用のＡｇ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造の仕事関数と同程度に高い、新規なＡｌ基合金反射膜を備えた有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供する。
【解決手段】基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜６と、Ａｌ合金膜上に直接接触する酸化物導電膜７との積層構造であり、酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％含有する。
【解決手段】基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜６と、Ａｌ合金膜上に直接接触する酸化物導電膜７との積層構造であり、酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％含有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬディスプレイ（特に、トップエミッション型）において使用される反射アノード電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自発光型のフラットパネルディスプレイの１つである有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と記載する）ディスプレイは、ガラス板などの基板上に有機ＥＬ素子をマトリックス状に配列して形成した全固体型のフラットパネルディスプレイである。有機ＥＬディスプレイでは、陽極（アノード）と陰極（カソード）とがストライプ状に形成されており、それらが交差する部分が画素（有機ＥＬ素子）にあたる。この有機ＥＬ素子に外部から数Ｖの電圧を印加して電流を流すことで、有機分子を励起状態に押し上げ、それが元の基底状態（安定状態）へ戻るときにその余分なエネルギーを光として放出する。この発光色は有機材料に固有のものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、自己発光型および電流駆動型の素子であるが、その駆動方式にはパッシブ型とアクティブ型がある。パッシブ型は構造が簡単であるが、フルカラー化が困難である。一方アクティブ型は大型化が可能であり、フルカラー化にも適しているが、アクティブ型にはＴＦＴ基板が必要である。このＴＦＴ基板には低温多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）もしくはアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）などのＴＦＴが使われている。
【０００４】
このアクティブ型の有機ＥＬディスプレイの場合、複数のＴＦＴや配線が障害となって、有機ＥＬ画素に使用できる面積が小さくなる。駆動回路が複雑となりＴＦＴが増えてくると、さらにその影響は大きくなる。最近では、ガラス基板から光を取り出すのではなく、上面側から光を取り出す構造（トップエミッション）にすることで、開口率を改善する方法が注目されている。
【０００５】
トップエミッションでは、下面の陽極（アノード）には正孔注入に優れるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が用いられる。また上面の陰極（カソード）にも透明導電膜を使う必要があるが、ＩＴＯは、仕事関数が大きく電子注入には適さない。さらにＩＴＯは、スパッタ法やイオンビーム蒸着法で成膜するため、成膜時のプラズマイオンや電子二次電子が電子輸送層（有機ＥＬ素子を構成する有機材料）にダメージを与えることが懸念される。そのため薄いＭｇ層や銅フタロシアニン層を電子輸送層上に形成することで、ダメージの回避と電子注入改善が行われる。
【０００６】
このようなアクティブマトリックス型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイで用いられるアノード電極は、有機ＥＬ素子から放射された光を反射する目的を兼ねて、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）に代表される透明酸化物導電膜と反射膜との積層構造とされる（反射アノード電極）。この反射アノード電極で用いられる反射膜は、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの反射性金属膜であることが多い。例えば、既に量産されているトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイにおける反射アノード電極には、ＩＴＯとＡｇ合金膜との積層構造が採用されている。
【０００７】
反射率を考慮すれば、ＡｇまたはＡｇを主体として含むＡｇ基合金は反射率が高いため、有用である。なお、Ａｇ基合金は、耐食性に劣るという特有の課題を抱えているが、その上に積層されるＩＴＯ膜で当該Ａｇ基合金膜を被覆することにより、上記課題を解消することができる。しかし、Ａｇは材料コストが高いうえ、成膜に必要なスパッタリングターゲットの大型化が難しいという問題があるため、Ａｇ基合金膜を、大型テレビ向けにアクティブマトリックス型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイ反射膜に適用するのは困難である。
【０００８】
一方、反射率のみを考慮すれば、Ａｌも反射膜として良好である。例えば特許文献１は、反射膜としてＡｌ膜またはＡｌ−Ｎｄ膜を開示しており、Ａｌ−Ｎｄ膜は反射効率が優秀で望ましい旨を記載している。
【０００９】
しかし、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させた場合は、接触抵抗（コンタクト抵抗）が高く、有機ＥＬ素子への正孔注入に充分な電流を供給することができない。それを回避するために、反射膜に、ＡｌではなくＭｏやＣｒなどの高融点金属を採用したり、Ａｌ反射膜と酸化物導電膜との間にＭｏやＣｒなどの高融点金属をバリアメタルとして設けると、反射率が大幅に劣化し、ディスプレイ特性である発光輝度の低下を招いてしまう。
【００１０】
そこで特許文献２は、バリアメタルを省略できる反射電極（反射膜）として、Ｎｉを０．１〜２原子％含有するＡｌ−Ｎｉ合金膜を提案している。これによれば、純Ａｌ並みの高い反射率を有し、且つ、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させても低い接触抵抗を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２５９６９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイでは、陽極（アノード）から上層となる有機層への正孔注入を考えるとき、正孔は陽極材料の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）から有機層のＨＯＭＯへと移動するため、これらの軌道のエネルギー差が注入障壁となる。現在、エネルギー障壁の低いＩＴＯが量産に使われているが、仮にＩＴＯの下地層の影響などによって、ＩＴＯの仕事関数が小さくなってしまうと、このエネルギー障壁が高くなってしまう。例えば、トップエミッション方式有機ＥＬディスプレイ用反射アノード電極において、ＩＴＯなどの酸化物導電膜（以下、ＩＴＯで代表させる場合がある。）とＡｌ反射膜（またはＡｌ合金反射膜）との積層構造（上層＝ＩＴＯ／下層＝Ａｌ合金）におけるＩＴＯ膜表面の仕事関数は、現在量産されている積層構造（上層＝ＩＴＯ／下層＝Ａｇ基合金）に比べ、０．１〜０．２ｅＶ程度低くなるという問題がある。この原因は詳細には不明であるが、ＩＴＯ膜表面の仕事関数が０．１〜０．２ｅＶ程度低くなると、このＩＴＯ膜の上層に形成される有機発光層における発光開始電圧（閾値）が約数Ｖ程度高電圧側にシフトし、同じ発光強度を維持する場合、消費電力が高くなってしまうという問題がある。
【００１３】
また、反射膜の成膜過程では、レジスト剥離等によってアルカリ溶液に曝されることがあり、腐食（アルカリ腐食）が生じ易いという問題があり、好ましくは、耐アルカリ腐食性に優れた反射膜の提供も望まれている。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ａｌ反射膜と酸化物導電膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｌ基合金）としたとき、上層酸化物導電膜表面の仕事関数が、汎用のＡｇ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造（酸化物導電膜／Ａｇ基合金）の仕事関数と同程度に高い、新規な有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することにある。好ましくは、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させた場合に接触抵抗や反射率にも優れた、有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することである。より好ましくは、アルカリ溶液処理に対する耐食性にも優れた、有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決し得た本発明は、基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、前記反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のＡｌ基合金膜と、前記Ａｌ基合金膜上に直接接触する酸化物導電膜との積層構造であり、前記酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極である。
【００１６】
本発明においては、前記Ａｌ合金膜が、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＡｇよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜６原子％含有するものであることも好ましい実施態様である。
【００１７】
また前記Ａｌ合金膜が、更に希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有していることも好ましい実施態様である。
【００１８】
更に前記酸化物導電膜が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）であることも好ましい実施態様である。
【００１９】
本発明では、前記酸化物導電膜の膜厚が５〜３０ｎｍであることも好ましい実施態様である。
【００２０】
また前記Ａｌ基合金膜がスパッタリング法または真空蒸着法で形成されたものであることも好ましい実施態様である。
【００２１】
更に前記Ａｌ基合金膜が、前記基板上に形成された薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極に電気的に接続されていることも好ましい実施態様である。
【００２２】
本発明では、上記記載の反射アノード電極を備えた薄膜トランジスタ基板も好ましい実施態様であり、またこのような薄膜トランジスタ基板を備えた有機ＥＬディスプレイも好ましい実施態様である。
【００２３】
また本発明は、酸化物導電膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、Ａｇを０．１〜５原子％含有すると共に、残部がＩｎ、Ｓｎ、及び不可避不純物であることを特徴とするスパッタリングターゲットも好ましい実施態様である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、所定量のＡｇを含有する酸化物導電膜を用いているため、Ａｌ基合金膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｌ基合金）とした際の上層の酸化物導電膜表面の仕事関数が、汎用のＡｇ基合金膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｇ基合金）における上層の酸化物導電膜表面の仕事関数と同程度に高い反射アノード電極を提供することができた。更にＡｌ基合金反射膜として、所定量のＮｉ、Ｃｏ、Ａｇよりなる群（以下、Ｘ群で代表させる場合がある。）から選ばれる１種以上を含有するＡｌ合金膜を用いれば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させても低い接触抵抗を確保でき、特にＡｌ−Ａｇ合金膜を用いれば高い反射率も確保できる。本発明の反射アノード電極を用いれば、有機発光層に効率よく正孔を注入でき、更に有機発光層から放射された光を反射膜で効率よく反射できるので、発光輝度特性に優れた有機ＥＬディスプレイを実現できる。
【００２５】
更に本発明によれば、Ａｌ基合金反射膜として、上記のＸ群と；希土類（特にＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ）、ＧｅおよびＣｕよりなる群（以下、Ｙ群で代表させる場合がある。）から選択される少なくとも１種の元素を所定量含むＡｌ−Ｘ群−Ｙ群合金膜を用いることにより、耐アルカリ腐食性や耐熱性も高められた有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の反射アノード電極を備えた有機ＥＬディスプレイを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず図１を用いて、本発明の反射アノード電極を備えた有機ＥＬディスプレイの概略を説明する。なお、本発明に用いられる純Ａｌ、またはＡｌ合金を、まとめて「Ａｌ基合金」で代表させる。
【００２８】
基板１上にＴＦＴ２およびパシベーション膜３が形成され、さらにその上に平坦化層４が形成される。ＴＦＴ２上にはコンタクトホール５が形成され、コンタクトホール５を介してＴＦＴ２のソース・ドレイン電極（図示せず）とＡｌ基合金膜６とが電気的に接続されている。
【００２９】
Ａｌ基合金膜６は、好ましくはスパッタ法によって成膜することが好ましい。スパッタ法の好ましい成膜条件は以下の通りである。
基板温度：２５℃以上、２００℃以下（より好ましくは１５０℃以下）
Ａｌ基合金膜６の膜厚：５０ｎｍ以上（より好ましくは１００ｎｍ以上）、３００ｎｍ以下（より好ましくは２００ｎｍ以下）
【００３０】
Ａｌ基合金膜６の直上に酸化物導電膜７が形成される。このＡｌ基合金膜６および酸化物導電膜７が、本発明の反射アノード電極を構成する。これを反射アノード電極と呼ぶこととしたのは、Ａｌ基合金膜６および酸化物導電膜７が有機ＥＬ素子の反射電極として作用し、且つ、ＴＦＴ２のソース・ドレイン電極に電気的に接続されているためにアノード電極として働くためである。
【００３１】
酸化物導電膜７は、好ましくはスパッタ法によって成膜することが好ましい。スパッタ法の好ましい成膜条件は以下の通りである。
基板温度：２５℃以上、１５０℃以下（より好ましくは１００℃以下）
酸化物導電膜の膜厚：５ｎｍ以上（より好ましくは１０ｎｍ以上）、３０ｎｍ以下（より好ましくは２０ｎｍ以下）
【００３２】
酸化物導電膜７の上に有機発光層８が形成され、さらにその上にカソード電極９が形成される。このような有機ＥＬディスプレイでは、有機発光層８から放射された光が本発明の反射アノード電極で効率よく反射されるので、優れた発光輝度を実現できる。なお反射率は高いほどよく、一般的には８５％以上、好ましくは８７％以上の反射率が求められる。
【００３３】
ここで、反射膜であるＡｌ基合金膜上に酸化物導電膜を直接接触させるに当たっては、下記（ア）〜（エ）のパターンが好ましく用いられる。
【００３４】
（ア）Ａｌ基合金膜→酸化物導電膜を順次成膜する。
【００３５】
（イ）Ａｌ基合金膜→真空または不活性ガス（例えば窒素）雰囲気下、１５０℃以上の温度で熱処理→酸化物導電膜を成膜する。本明細書では、酸化物導電膜の成膜前にＡｌ基合金膜を熱処理することを「プレアニール」と呼ぶ場合がある。なお、プレアニール後であって酸化物導電膜の成膜前に、Ａｌ基合金膜をアルカリ溶液と接触させても良い。
【００３６】
（ウ）Ａｌ基合金膜→酸化物導電膜を順次成膜した後に、真空または不活性ガス（例えば窒素）雰囲気下、１５０℃以上の温度で熱処理する。本明細書では、酸化物導電膜形成後に、反射アノード電極（Ａｌ基合金膜＋酸化物導電膜）を熱処理することを「ポストアニール」と呼ぶ場合がある。
【００３７】
（エ）Ａｌ基合金膜→上記の「プレアニール」→酸化物導電膜→上記の「ポストアニール」を行なう。ここでも、上記（イ）と同様に、プレアニール後であって酸化物導電膜の成膜前に、Ａｌ基合金膜をアルカリ溶液と接触させても良い。
【００３８】
すなわち、本発明には、上記（ア）のように「プレアニール」も「ポストアニール」も行なわない（すなわち、所定の熱処理なし）態様も包含されるし、上記（イ）〜（エ）のように所定の熱処理を行なう態様も包含される。プレアニールとポストアニールは、単独で行なっても良いし、両方を行っても良い。また、プレアニールの後に、アルカリ溶液との接触を行なっても良い。
【００３９】
次に、本発明の反射アノード電極に用いられる酸化物導電膜について説明する。
【００４０】
上記のとおり、陽極から有機層への正孔注入においては、陽極材料の仕事関数と有機材料のイオン化ポテンシャルとの差が注入障壁となっており、特にアノード電極をＡｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした場合に、酸化物導電膜表面（有機層側）の仕事関数がＡｇ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした場合よりも低くなり、注入障壁が高くなるという問題があった。そこで本発明者らは、上記Ａｌ基合金膜を用いた積層構造とした場合でもＡｇ基合金膜を用いた場合と同程度の仕事関数とすべく、鋭意研究を重ねた結果、酸化物導電膜にＡｇを含有させることによって、Ａｌ基合金膜を使用した場合であっても、Ａｇ基合金膜を使用した場合と同程度の仕事関数が得られることを見出し、本発明に至った。
【００４１】
本発明者らはＡｇ以外にＭｇ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｗ、Ｃｒなどについても検討を行ったが、Ａｇは他の元素と比べて、酸化物導電膜に含有させても導電性に与える影響が小さく、またＡｇは酸化自由エネルギーが小さいために酸素と結合しにくく、したがって酸化物に含有させても元素としての性質が変化し難いため仕事関数が安定していることが分かった。
【００４２】
本発明に用いられる酸化物導電膜は、Ａｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有するところに特徴がある。なお、酸化物導電膜に含まれる金属元素とは、例えばＡｇを含有する酸化物導電膜がＩＴＯの場合、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｇが酸化物導電膜に含まれる金属元素に該当する。
【００４３】
Ａｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした時の酸化物導電膜表面の仕事関数を、汎用のＡｇ基合金と酸化物導電膜との積層構造とした時の仕事関数と同程度に高くするためには、酸化物導電膜にＡｇを０．１原子％以上添加する必要がある。ただし、５原子％を超えてＡｇを添加すると、反射率が低下する。Ａｇ量は好ましくは１原子％以上、３原子％以下である。
【００４４】
本発明に用いられる酸化物導電膜の他の組成は特に限定されず、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）中に酸化錫（ＳｎＯ）を１０質量％程度含む酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や、酸化インジウムに酸化亜鉛を１０質量％程度含む酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの通常用いられる酸化物導電膜から形成されているが、好ましくは酸化インジウム錫である。
【００４５】
上記酸化物導電膜の好ましい膜厚は、５〜３０ｎｍである。上記酸化物導電膜の膜厚が５ｎｍ未満では、ＩＴＯ膜にピンホールが発生し、ダークスポットの原因となることがあり、一方、上記酸化物導電膜の膜厚が３０ｎｍを超えると、反射率が低下する。上記酸化物導電膜のより好ましい膜厚は、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以下である。
【００４６】
以上、本発明に用いられる酸化物導電膜について説明した。
【００４７】
次に、本発明の反射アノード電極に用いられるＡｌ基合金膜について説明する。
【００４８】
本発明では純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜を用いることができる。
【００４９】
また本発明に用いられるＡｌ合金膜は、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＡｇよりなる群（Ｘ群）から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含有してもよい。これら元素は、酸化物導電膜とのコンタクト抵抗を低減させるのに有用であり、そのような効果を得るには、これら元素の含有量（単独で含む場合は単独の量であり、２種以上を含む場合は合計量）を０．１原子％以上とすることが好ましい。しかし、これら元素の含有量が過剰になると、Ａｌ合金膜の反射率が低下する。そこで本発明では、Ａｌ合金に含まれるこれら元素の合計量を、６原子％以下とすることが好ましい。これら元素は単独で含んでもよいし、任意の組み合わせで２種以上を含んでいてもよい。特にＡｇを含有させると、酸化物導電膜とＡｌ合金膜の積層構造としたときの酸化物導電膜表面の仕事関数を一層高くすることができるので望ましい。なお、Ａｌ合金膜にＡｇを多量に添加すると、ＮｉやＣｏに比べて反射率が低下することがあるので、Ａｌ合金に含まれるＡｇ含有量の上限を４原子％とすることが望ましい。
【００５０】
上記Ａｌ合金膜は、更に、希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群（Ｙ群）から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有しても良く、これにより、Ａｌ合金膜の耐熱性が向上してヒロックの形成も有効に防止されるだけでなく、アルカリ溶液に対する耐食性も向上する。Ｙ群に属する元素は、単独で添加しても良いし、二種以上を併用しても良い。
【００５１】
Ｙ群に属する元素の含有量（単独の場合は単独の含有量であり、二種以上を併用する場合は合計量である。）が０．１原子％未満の場合、耐熱性向上作用および耐アルカリ腐食性向上作用の両方を、有効に発揮することができない。これらの特性を向上するという観点のみからすれば、Ｙ群に属する元素の含有量は多い程良いが、その量が２原子％を超えると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗率が上昇してしまう。そこで、Ｙ群に属する元素の含有量は、好ましくは０．１原子％以上（より好ましくは０．２原子％以上）であり、好ましくは２原子％以下（より好ましくは０．８原子％以下）である。
【００５２】
Ｙ群に属する元素のうち、耐熱性向上作用に一層優れているのは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｙ、Ｓｍ、Ｄｙであり；一方、耐アルカリ腐食性に一層優れているのは、Ｇｅ、Ｃｕである。これらの元素を二種以上組合わせることが好ましく、例えば、Ａｌ−Ａｇ―Ｃｕ―Ｎｄ合金やＡｌ−Ａｇ−Ｇｅ−Ｎｄ合金などがより好ましい。
【００５３】
また、Ｙ群に属する元素による上記作用を有効に発揮させるためには、当該元素の合計量が１原子％以上のとき、上記元素は析出物として存在していることが好ましい。例えば前述したプレアニールおよび／またはポストアニールにより、上記元素は容易に析出物として存在する。なお、Ｙ群に属する元素の合計量が１原子％未満のときは、このような熱処理を行わなくても、良好な耐熱性や耐アルカリ腐食性を発揮することができる。このような析出物の有無は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察できる。
【００５４】
本発明のＡｌ合金膜は、好ましくは上記元素を含み、残部：Ａｌおよび不可避不純物である。
【００５５】
以上、本発明に用いられるＡｌ基合金膜について説明した。
【００５６】
上記酸化物導電膜やＡｌ基合金膜は、スパッタリング法または真空蒸着法で形成することが好ましく、真空蒸着法としては電子ビーム蒸着法など公知の成膜方法を採用できる。本発明では特にスパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することがより好ましい。スパッタリング法によれば、イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００５７】
上記スパッタリング法で上記酸化物導電膜を形成するには、上記ターゲットとして、好ましくは０．１〜５原子％のＡｇを含むと共に、残部がインジウムと錫、及び不可避不純物のスパッタリングターゲット（例えばＩｎ2Ｏ3：ＳｎＯ2が約９０質量％：１０質量％程度である場合、この合計に対してＡｇが０．０８〜３．９原子％）、或いは０．１〜５原子％のＡｇを含むと共にインジウムと亜鉛、及び不可避不純物のスパッタリングターゲット（例えばＩｎ2Ｏ3：ＺｎＯが約９０質量％：１０質量％程度である場合、この合計に対してＡｇが０．０８〜３．９原子％）を用いれば、組成のズレのおそれがなく、所望の成分組成の透明導電膜を形成することができるので望ましい。
【００５８】
また上記スパッタリング法で上記Ａｌ基合金膜を形成するには、上記ターゲットとして、好ましくは前述したＸ群の元素（更に好ましくはＹ群の元素）を含むものであって、所望のＡｌ基合金膜と同一組成のＡｌ基合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレの恐れがなく、所望の成分組成のＡｌ基合金膜を形成することができるのでよい。
【００５９】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
【００６０】
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、インゴットを製造して得る方法や、プリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００６１】
本発明の有機ＥＬディスプレイ用反射アノード電極は、Ａｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造としたときの上層酸化物導電膜の仕事関数も、汎用のＡｇ基合金を用いたときと同程度に制御されていることに加えて、更には反射率および接触抵抗にも優れているため、これを薄膜トランジスタ基板、さらには表示デバイスに適用することが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００６３】
実施例１
本実施例では、表１記載の各種Ａｌ基合金膜を用い、ＩＴＯ膜中のＡｇ量を変化させたときにおける仕事関数、および反射率に及ぼす影響を検討した。
【００６４】
具体的にはまず、無アルカリ硝子板（板厚：０．７ｍｍ）を基板として、その表面にパシベーション膜であるＳｉＮ膜（膜厚：３００ｎｍ）をプラズマＣＶＤ装置によって成膜した。その成膜条件は、基板温度：２８０℃、ガス比：ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１２５／６／１８５、圧力：１３７Ｐａ、ＲＦパワー：１００Ｗである。さらにその表面に、反射膜であるＡｌ基合金膜（膜厚：約１００ｎｍ）をスパッタ法によって成膜した。Ａｌ基合金膜の組成は表１に示すとおりである。また、成膜条件は、基板温度：２５℃、圧力：２ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：２６０Ｗである。反射膜の組成は、ＩＣＰ発光分析で同定した。なお、Ａｌ合金の残部はＡｌ及び不可避不純物である。
【００６５】
上記のようにして成膜した各反射膜に、引き続き、Ａｇ添加量を変化させたＩＴＯ膜を成膜した。
【００６６】
ここで、ＩＴＯ膜の成膜に当たっては、大気開放せずに真空一貫にてスパッタ法により膜厚１０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜し、反射アノード電極（反射膜＋酸化物導電膜）を形成した。その成膜条件は、基板温度：２５℃、圧力：０．８ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：１５０Ｗである。
【００６７】
上記のように作製した各反射アノード電極について、（１）ＩＴＯ膜表面の仕事関数、および（２）反射率を、以下のようにして測定して評価した。
【００６８】
（１）ＩＴＯ膜表面の仕事関数
ＩＴＯ膜表面の仕事関数は、理研計器製ＡＣ−２を用いて測定した。なお、表面の仕事関数はその表面状態（大気中の有機物汚染など）に敏感であるため、ＡＣ−２で測定する直前にＵＶオゾン照射を行った。比較のため、量産されている代表的なＡｇ基合金であるＡｇ−０．７原子％Ｐｄ−１原子％Ｃｕを用い、同様に仕事関数を測定した。
【００６９】
仕事関数の評価は、ＩＴＯ／上記Ａｇ基合金の測定値（４．９〜５．０ｅＶ）を基準とし、以下のように行なった。
○：４．９ｅＶ以上
×：４．９ｅＶ未満
【００７０】
（２）反射率
反射率は、日本分光株式会社製の可視・紫外分光光度計「Ｖ−５７０」を用い、測定波長：１０００〜２５０ｎｍの範囲における分光反射率を測定した。具体的には、基準ミラーの反射光強度に対して、試料の反射光強度を測定した値を「反射率」とした。
【００７１】
本実施例では、λ＝５５０ｎｍにおける反射率を基準として以下のように評価し、○または△を合格と判定した。
○：８７％以上
△：８０％以上８７％未満
×：８０％未満
これらの結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
本発明の要件を満足する所定量のＡｇを添加したＩＴＯ膜を用いたときは、Ａｌ基合金膜の組成にかかわらず、仕事関数、および反射率において、良好な結果が得られた。なお、表１のＮｏ．１、６、１１、１６、２１、２６は、ＩＴＯ膜にＡｇを添加していないため、仕事関数が基準値を下回った。またＮｏ．５、１０、１５、２０、２５、３０は、ＩＴＯ膜に添加するＡｇ量が多すぎる例であり、反射率が低下した。
【００７４】
なお、Ｎｄを１％以上含有するＮｏ．２１〜３０のＡｌ基合金膜を電子顕微鏡で観察したところ、Ｎｄ析出物が観察された。
【００７５】
また上記実施例では、希土類元素の代表例としてＬａ、Ｎｄを添加した例を開示したが、Ｌａ、Ｎｄ以外の希土類元素（Ｃｅ、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ）についても同様の効果が得られることを実験により確認している。
【符号の説明】
【００７６】
１ 基板
２ ＴＦＴ
３ パシベーション膜
４ 平坦化層
５ コンタクトホール
６ Ａｌ基合金膜（反射膜）
７ 酸化物導電膜
８ 有機発光層
９ カソード電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬディスプレイ（特に、トップエミッション型）において使用される反射アノード電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自発光型のフラットパネルディスプレイの１つである有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と記載する）ディスプレイは、ガラス板などの基板上に有機ＥＬ素子をマトリックス状に配列して形成した全固体型のフラットパネルディスプレイである。有機ＥＬディスプレイでは、陽極（アノード）と陰極（カソード）とがストライプ状に形成されており、それらが交差する部分が画素（有機ＥＬ素子）にあたる。この有機ＥＬ素子に外部から数Ｖの電圧を印加して電流を流すことで、有機分子を励起状態に押し上げ、それが元の基底状態（安定状態）へ戻るときにその余分なエネルギーを光として放出する。この発光色は有機材料に固有のものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、自己発光型および電流駆動型の素子であるが、その駆動方式にはパッシブ型とアクティブ型がある。パッシブ型は構造が簡単であるが、フルカラー化が困難である。一方アクティブ型は大型化が可能であり、フルカラー化にも適しているが、アクティブ型にはＴＦＴ基板が必要である。このＴＦＴ基板には低温多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）もしくはアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）などのＴＦＴが使われている。
【０００４】
このアクティブ型の有機ＥＬディスプレイの場合、複数のＴＦＴや配線が障害となって、有機ＥＬ画素に使用できる面積が小さくなる。駆動回路が複雑となりＴＦＴが増えてくると、さらにその影響は大きくなる。最近では、ガラス基板から光を取り出すのではなく、上面側から光を取り出す構造（トップエミッション）にすることで、開口率を改善する方法が注目されている。
【０００５】
トップエミッションでは、下面の陽極（アノード）には正孔注入に優れるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が用いられる。また上面の陰極（カソード）にも透明導電膜を使う必要があるが、ＩＴＯは、仕事関数が大きく電子注入には適さない。さらにＩＴＯは、スパッタ法やイオンビーム蒸着法で成膜するため、成膜時のプラズマイオンや電子二次電子が電子輸送層（有機ＥＬ素子を構成する有機材料）にダメージを与えることが懸念される。そのため薄いＭｇ層や銅フタロシアニン層を電子輸送層上に形成することで、ダメージの回避と電子注入改善が行われる。
【０００６】
このようなアクティブマトリックス型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイで用いられるアノード電極は、有機ＥＬ素子から放射された光を反射する目的を兼ねて、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）に代表される透明酸化物導電膜と反射膜との積層構造とされる（反射アノード電極）。この反射アノード電極で用いられる反射膜は、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの反射性金属膜であることが多い。例えば、既に量産されているトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイにおける反射アノード電極には、ＩＴＯとＡｇ合金膜との積層構造が採用されている。
【０００７】
反射率を考慮すれば、ＡｇまたはＡｇを主体として含むＡｇ基合金は反射率が高いため、有用である。なお、Ａｇ基合金は、耐食性に劣るという特有の課題を抱えているが、その上に積層されるＩＴＯ膜で当該Ａｇ基合金膜を被覆することにより、上記課題を解消することができる。しかし、Ａｇは材料コストが高いうえ、成膜に必要なスパッタリングターゲットの大型化が難しいという問題があるため、Ａｇ基合金膜を、大型テレビ向けにアクティブマトリックス型のトップエミッション有機ＥＬディスプレイ反射膜に適用するのは困難である。
【０００８】
一方、反射率のみを考慮すれば、Ａｌも反射膜として良好である。例えば特許文献１は、反射膜としてＡｌ膜またはＡｌ−Ｎｄ膜を開示しており、Ａｌ−Ｎｄ膜は反射効率が優秀で望ましい旨を記載している。
【０００９】
しかし、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させた場合は、接触抵抗（コンタクト抵抗）が高く、有機ＥＬ素子への正孔注入に充分な電流を供給することができない。それを回避するために、反射膜に、ＡｌではなくＭｏやＣｒなどの高融点金属を採用したり、Ａｌ反射膜と酸化物導電膜との間にＭｏやＣｒなどの高融点金属をバリアメタルとして設けると、反射率が大幅に劣化し、ディスプレイ特性である発光輝度の低下を招いてしまう。
【００１０】
そこで特許文献２は、バリアメタルを省略できる反射電極（反射膜）として、Ｎｉを０．１〜２原子％含有するＡｌ−Ｎｉ合金膜を提案している。これによれば、純Ａｌ並みの高い反射率を有し、且つ、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させても低い接触抵抗を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２５９６９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイでは、陽極（アノード）から上層となる有機層への正孔注入を考えるとき、正孔は陽極材料の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）から有機層のＨＯＭＯへと移動するため、これらの軌道のエネルギー差が注入障壁となる。現在、エネルギー障壁の低いＩＴＯが量産に使われているが、仮にＩＴＯの下地層の影響などによって、ＩＴＯの仕事関数が小さくなってしまうと、このエネルギー障壁が高くなってしまう。例えば、トップエミッション方式有機ＥＬディスプレイ用反射アノード電極において、ＩＴＯなどの酸化物導電膜（以下、ＩＴＯで代表させる場合がある。）とＡｌ反射膜（またはＡｌ合金反射膜）との積層構造（上層＝ＩＴＯ／下層＝Ａｌ合金）におけるＩＴＯ膜表面の仕事関数は、現在量産されている積層構造（上層＝ＩＴＯ／下層＝Ａｇ基合金）に比べ、０．１〜０．２ｅＶ程度低くなるという問題がある。この原因は詳細には不明であるが、ＩＴＯ膜表面の仕事関数が０．１〜０．２ｅＶ程度低くなると、このＩＴＯ膜の上層に形成される有機発光層における発光開始電圧（閾値）が約数Ｖ程度高電圧側にシフトし、同じ発光強度を維持する場合、消費電力が高くなってしまうという問題がある。
【００１３】
また、反射膜の成膜過程では、レジスト剥離等によってアルカリ溶液に曝されることがあり、腐食（アルカリ腐食）が生じ易いという問題があり、好ましくは、耐アルカリ腐食性に優れた反射膜の提供も望まれている。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ａｌ反射膜と酸化物導電膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｌ基合金）としたとき、上層酸化物導電膜表面の仕事関数が、汎用のＡｇ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造（酸化物導電膜／Ａｇ基合金）の仕事関数と同程度に高い、新規な有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することにある。好ましくは、Ａｌ反射膜をＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させた場合に接触抵抗や反射率にも優れた、有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することである。より好ましくは、アルカリ溶液処理に対する耐食性にも優れた、有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決し得た本発明は、基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、前記反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のＡｌ基合金膜と、前記Ａｌ基合金膜上に直接接触する酸化物導電膜との積層構造であり、前記酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極である。
【００１６】
本発明においては、前記Ａｌ合金膜が、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＡｇよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜６原子％含有するものであることも好ましい実施態様である。
【００１７】
また前記Ａｌ合金膜が、更に希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有していることも好ましい実施態様である。
【００１８】
更に前記酸化物導電膜が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）であることも好ましい実施態様である。
【００１９】
本発明では、前記酸化物導電膜の膜厚が５〜３０ｎｍであることも好ましい実施態様である。
【００２０】
また前記Ａｌ基合金膜がスパッタリング法または真空蒸着法で形成されたものであることも好ましい実施態様である。
【００２１】
更に前記Ａｌ基合金膜が、前記基板上に形成された薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極に電気的に接続されていることも好ましい実施態様である。
【００２２】
本発明では、上記記載の反射アノード電極を備えた薄膜トランジスタ基板も好ましい実施態様であり、またこのような薄膜トランジスタ基板を備えた有機ＥＬディスプレイも好ましい実施態様である。
【００２３】
また本発明は、酸化物導電膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、Ａｇを０．１〜５原子％含有すると共に、残部がＩｎ、Ｓｎ、及び不可避不純物であることを特徴とするスパッタリングターゲットも好ましい実施態様である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、所定量のＡｇを含有する酸化物導電膜を用いているため、Ａｌ基合金膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｌ基合金）とした際の上層の酸化物導電膜表面の仕事関数が、汎用のＡｇ基合金膜との積層構造（上層＝酸化物導電膜／下層＝Ａｇ基合金）における上層の酸化物導電膜表面の仕事関数と同程度に高い反射アノード電極を提供することができた。更にＡｌ基合金反射膜として、所定量のＮｉ、Ｃｏ、Ａｇよりなる群（以下、Ｘ群で代表させる場合がある。）から選ばれる１種以上を含有するＡｌ合金膜を用いれば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電膜と直接接触させても低い接触抵抗を確保でき、特にＡｌ−Ａｇ合金膜を用いれば高い反射率も確保できる。本発明の反射アノード電極を用いれば、有機発光層に効率よく正孔を注入でき、更に有機発光層から放射された光を反射膜で効率よく反射できるので、発光輝度特性に優れた有機ＥＬディスプレイを実現できる。
【００２５】
更に本発明によれば、Ａｌ基合金反射膜として、上記のＸ群と；希土類（特にＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ）、ＧｅおよびＣｕよりなる群（以下、Ｙ群で代表させる場合がある。）から選択される少なくとも１種の元素を所定量含むＡｌ−Ｘ群−Ｙ群合金膜を用いることにより、耐アルカリ腐食性や耐熱性も高められた有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の反射アノード電極を備えた有機ＥＬディスプレイを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず図１を用いて、本発明の反射アノード電極を備えた有機ＥＬディスプレイの概略を説明する。なお、本発明に用いられる純Ａｌ、またはＡｌ合金を、まとめて「Ａｌ基合金」で代表させる。
【００２８】
基板１上にＴＦＴ２およびパシベーション膜３が形成され、さらにその上に平坦化層４が形成される。ＴＦＴ２上にはコンタクトホール５が形成され、コンタクトホール５を介してＴＦＴ２のソース・ドレイン電極（図示せず）とＡｌ基合金膜６とが電気的に接続されている。
【００２９】
Ａｌ基合金膜６は、好ましくはスパッタ法によって成膜することが好ましい。スパッタ法の好ましい成膜条件は以下の通りである。
基板温度：２５℃以上、２００℃以下（より好ましくは１５０℃以下）
Ａｌ基合金膜６の膜厚：５０ｎｍ以上（より好ましくは１００ｎｍ以上）、３００ｎｍ以下（より好ましくは２００ｎｍ以下）
【００３０】
Ａｌ基合金膜６の直上に酸化物導電膜７が形成される。このＡｌ基合金膜６および酸化物導電膜７が、本発明の反射アノード電極を構成する。これを反射アノード電極と呼ぶこととしたのは、Ａｌ基合金膜６および酸化物導電膜７が有機ＥＬ素子の反射電極として作用し、且つ、ＴＦＴ２のソース・ドレイン電極に電気的に接続されているためにアノード電極として働くためである。
【００３１】
酸化物導電膜７は、好ましくはスパッタ法によって成膜することが好ましい。スパッタ法の好ましい成膜条件は以下の通りである。
基板温度：２５℃以上、１５０℃以下（より好ましくは１００℃以下）
酸化物導電膜の膜厚：５ｎｍ以上（より好ましくは１０ｎｍ以上）、３０ｎｍ以下（より好ましくは２０ｎｍ以下）
【００３２】
酸化物導電膜７の上に有機発光層８が形成され、さらにその上にカソード電極９が形成される。このような有機ＥＬディスプレイでは、有機発光層８から放射された光が本発明の反射アノード電極で効率よく反射されるので、優れた発光輝度を実現できる。なお反射率は高いほどよく、一般的には８５％以上、好ましくは８７％以上の反射率が求められる。
【００３３】
ここで、反射膜であるＡｌ基合金膜上に酸化物導電膜を直接接触させるに当たっては、下記（ア）〜（エ）のパターンが好ましく用いられる。
【００３４】
（ア）Ａｌ基合金膜→酸化物導電膜を順次成膜する。
【００３５】
（イ）Ａｌ基合金膜→真空または不活性ガス（例えば窒素）雰囲気下、１５０℃以上の温度で熱処理→酸化物導電膜を成膜する。本明細書では、酸化物導電膜の成膜前にＡｌ基合金膜を熱処理することを「プレアニール」と呼ぶ場合がある。なお、プレアニール後であって酸化物導電膜の成膜前に、Ａｌ基合金膜をアルカリ溶液と接触させても良い。
【００３６】
（ウ）Ａｌ基合金膜→酸化物導電膜を順次成膜した後に、真空または不活性ガス（例えば窒素）雰囲気下、１５０℃以上の温度で熱処理する。本明細書では、酸化物導電膜形成後に、反射アノード電極（Ａｌ基合金膜＋酸化物導電膜）を熱処理することを「ポストアニール」と呼ぶ場合がある。
【００３７】
（エ）Ａｌ基合金膜→上記の「プレアニール」→酸化物導電膜→上記の「ポストアニール」を行なう。ここでも、上記（イ）と同様に、プレアニール後であって酸化物導電膜の成膜前に、Ａｌ基合金膜をアルカリ溶液と接触させても良い。
【００３８】
すなわち、本発明には、上記（ア）のように「プレアニール」も「ポストアニール」も行なわない（すなわち、所定の熱処理なし）態様も包含されるし、上記（イ）〜（エ）のように所定の熱処理を行なう態様も包含される。プレアニールとポストアニールは、単独で行なっても良いし、両方を行っても良い。また、プレアニールの後に、アルカリ溶液との接触を行なっても良い。
【００３９】
次に、本発明の反射アノード電極に用いられる酸化物導電膜について説明する。
【００４０】
上記のとおり、陽極から有機層への正孔注入においては、陽極材料の仕事関数と有機材料のイオン化ポテンシャルとの差が注入障壁となっており、特にアノード電極をＡｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした場合に、酸化物導電膜表面（有機層側）の仕事関数がＡｇ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした場合よりも低くなり、注入障壁が高くなるという問題があった。そこで本発明者らは、上記Ａｌ基合金膜を用いた積層構造とした場合でもＡｇ基合金膜を用いた場合と同程度の仕事関数とすべく、鋭意研究を重ねた結果、酸化物導電膜にＡｇを含有させることによって、Ａｌ基合金膜を使用した場合であっても、Ａｇ基合金膜を使用した場合と同程度の仕事関数が得られることを見出し、本発明に至った。
【００４１】
本発明者らはＡｇ以外にＭｇ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｗ、Ｃｒなどについても検討を行ったが、Ａｇは他の元素と比べて、酸化物導電膜に含有させても導電性に与える影響が小さく、またＡｇは酸化自由エネルギーが小さいために酸素と結合しにくく、したがって酸化物に含有させても元素としての性質が変化し難いため仕事関数が安定していることが分かった。
【００４２】
本発明に用いられる酸化物導電膜は、Ａｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有するところに特徴がある。なお、酸化物導電膜に含まれる金属元素とは、例えばＡｇを含有する酸化物導電膜がＩＴＯの場合、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｇが酸化物導電膜に含まれる金属元素に該当する。
【００４３】
Ａｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造とした時の酸化物導電膜表面の仕事関数を、汎用のＡｇ基合金と酸化物導電膜との積層構造とした時の仕事関数と同程度に高くするためには、酸化物導電膜にＡｇを０．１原子％以上添加する必要がある。ただし、５原子％を超えてＡｇを添加すると、反射率が低下する。Ａｇ量は好ましくは１原子％以上、３原子％以下である。
【００４４】
本発明に用いられる酸化物導電膜の他の組成は特に限定されず、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）中に酸化錫（ＳｎＯ）を１０質量％程度含む酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や、酸化インジウムに酸化亜鉛を１０質量％程度含む酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの通常用いられる酸化物導電膜から形成されているが、好ましくは酸化インジウム錫である。
【００４５】
上記酸化物導電膜の好ましい膜厚は、５〜３０ｎｍである。上記酸化物導電膜の膜厚が５ｎｍ未満では、ＩＴＯ膜にピンホールが発生し、ダークスポットの原因となることがあり、一方、上記酸化物導電膜の膜厚が３０ｎｍを超えると、反射率が低下する。上記酸化物導電膜のより好ましい膜厚は、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以下である。
【００４６】
以上、本発明に用いられる酸化物導電膜について説明した。
【００４７】
次に、本発明の反射アノード電極に用いられるＡｌ基合金膜について説明する。
【００４８】
本発明では純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜を用いることができる。
【００４９】
また本発明に用いられるＡｌ合金膜は、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＡｇよりなる群（Ｘ群）から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含有してもよい。これら元素は、酸化物導電膜とのコンタクト抵抗を低減させるのに有用であり、そのような効果を得るには、これら元素の含有量（単独で含む場合は単独の量であり、２種以上を含む場合は合計量）を０．１原子％以上とすることが好ましい。しかし、これら元素の含有量が過剰になると、Ａｌ合金膜の反射率が低下する。そこで本発明では、Ａｌ合金に含まれるこれら元素の合計量を、６原子％以下とすることが好ましい。これら元素は単独で含んでもよいし、任意の組み合わせで２種以上を含んでいてもよい。特にＡｇを含有させると、酸化物導電膜とＡｌ合金膜の積層構造としたときの酸化物導電膜表面の仕事関数を一層高くすることができるので望ましい。なお、Ａｌ合金膜にＡｇを多量に添加すると、ＮｉやＣｏに比べて反射率が低下することがあるので、Ａｌ合金に含まれるＡｇ含有量の上限を４原子％とすることが望ましい。
【００５０】
上記Ａｌ合金膜は、更に、希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群（Ｙ群）から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有しても良く、これにより、Ａｌ合金膜の耐熱性が向上してヒロックの形成も有効に防止されるだけでなく、アルカリ溶液に対する耐食性も向上する。Ｙ群に属する元素は、単独で添加しても良いし、二種以上を併用しても良い。
【００５１】
Ｙ群に属する元素の含有量（単独の場合は単独の含有量であり、二種以上を併用する場合は合計量である。）が０．１原子％未満の場合、耐熱性向上作用および耐アルカリ腐食性向上作用の両方を、有効に発揮することができない。これらの特性を向上するという観点のみからすれば、Ｙ群に属する元素の含有量は多い程良いが、その量が２原子％を超えると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗率が上昇してしまう。そこで、Ｙ群に属する元素の含有量は、好ましくは０．１原子％以上（より好ましくは０．２原子％以上）であり、好ましくは２原子％以下（より好ましくは０．８原子％以下）である。
【００５２】
Ｙ群に属する元素のうち、耐熱性向上作用に一層優れているのは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｙ、Ｓｍ、Ｄｙであり；一方、耐アルカリ腐食性に一層優れているのは、Ｇｅ、Ｃｕである。これらの元素を二種以上組合わせることが好ましく、例えば、Ａｌ−Ａｇ―Ｃｕ―Ｎｄ合金やＡｌ−Ａｇ−Ｇｅ−Ｎｄ合金などがより好ましい。
【００５３】
また、Ｙ群に属する元素による上記作用を有効に発揮させるためには、当該元素の合計量が１原子％以上のとき、上記元素は析出物として存在していることが好ましい。例えば前述したプレアニールおよび／またはポストアニールにより、上記元素は容易に析出物として存在する。なお、Ｙ群に属する元素の合計量が１原子％未満のときは、このような熱処理を行わなくても、良好な耐熱性や耐アルカリ腐食性を発揮することができる。このような析出物の有無は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察できる。
【００５４】
本発明のＡｌ合金膜は、好ましくは上記元素を含み、残部：Ａｌおよび不可避不純物である。
【００５５】
以上、本発明に用いられるＡｌ基合金膜について説明した。
【００５６】
上記酸化物導電膜やＡｌ基合金膜は、スパッタリング法または真空蒸着法で形成することが好ましく、真空蒸着法としては電子ビーム蒸着法など公知の成膜方法を採用できる。本発明では特にスパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することがより好ましい。スパッタリング法によれば、イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００５７】
上記スパッタリング法で上記酸化物導電膜を形成するには、上記ターゲットとして、好ましくは０．１〜５原子％のＡｇを含むと共に、残部がインジウムと錫、及び不可避不純物のスパッタリングターゲット（例えばＩｎ2Ｏ3：ＳｎＯ2が約９０質量％：１０質量％程度である場合、この合計に対してＡｇが０．０８〜３．９原子％）、或いは０．１〜５原子％のＡｇを含むと共にインジウムと亜鉛、及び不可避不純物のスパッタリングターゲット（例えばＩｎ2Ｏ3：ＺｎＯが約９０質量％：１０質量％程度である場合、この合計に対してＡｇが０．０８〜３．９原子％）を用いれば、組成のズレのおそれがなく、所望の成分組成の透明導電膜を形成することができるので望ましい。
【００５８】
また上記スパッタリング法で上記Ａｌ基合金膜を形成するには、上記ターゲットとして、好ましくは前述したＸ群の元素（更に好ましくはＹ群の元素）を含むものであって、所望のＡｌ基合金膜と同一組成のＡｌ基合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレの恐れがなく、所望の成分組成のＡｌ基合金膜を形成することができるのでよい。
【００５９】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
【００６０】
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、インゴットを製造して得る方法や、プリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００６１】
本発明の有機ＥＬディスプレイ用反射アノード電極は、Ａｌ基合金膜と酸化物導電膜との積層構造としたときの上層酸化物導電膜の仕事関数も、汎用のＡｇ基合金を用いたときと同程度に制御されていることに加えて、更には反射率および接触抵抗にも優れているため、これを薄膜トランジスタ基板、さらには表示デバイスに適用することが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００６３】
実施例１
本実施例では、表１記載の各種Ａｌ基合金膜を用い、ＩＴＯ膜中のＡｇ量を変化させたときにおける仕事関数、および反射率に及ぼす影響を検討した。
【００６４】
具体的にはまず、無アルカリ硝子板（板厚：０．７ｍｍ）を基板として、その表面にパシベーション膜であるＳｉＮ膜（膜厚：３００ｎｍ）をプラズマＣＶＤ装置によって成膜した。その成膜条件は、基板温度：２８０℃、ガス比：ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１２５／６／１８５、圧力：１３７Ｐａ、ＲＦパワー：１００Ｗである。さらにその表面に、反射膜であるＡｌ基合金膜（膜厚：約１００ｎｍ）をスパッタ法によって成膜した。Ａｌ基合金膜の組成は表１に示すとおりである。また、成膜条件は、基板温度：２５℃、圧力：２ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：２６０Ｗである。反射膜の組成は、ＩＣＰ発光分析で同定した。なお、Ａｌ合金の残部はＡｌ及び不可避不純物である。
【００６５】
上記のようにして成膜した各反射膜に、引き続き、Ａｇ添加量を変化させたＩＴＯ膜を成膜した。
【００６６】
ここで、ＩＴＯ膜の成膜に当たっては、大気開放せずに真空一貫にてスパッタ法により膜厚１０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜し、反射アノード電極（反射膜＋酸化物導電膜）を形成した。その成膜条件は、基板温度：２５℃、圧力：０．８ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：１５０Ｗである。
【００６７】
上記のように作製した各反射アノード電極について、（１）ＩＴＯ膜表面の仕事関数、および（２）反射率を、以下のようにして測定して評価した。
【００６８】
（１）ＩＴＯ膜表面の仕事関数
ＩＴＯ膜表面の仕事関数は、理研計器製ＡＣ−２を用いて測定した。なお、表面の仕事関数はその表面状態（大気中の有機物汚染など）に敏感であるため、ＡＣ−２で測定する直前にＵＶオゾン照射を行った。比較のため、量産されている代表的なＡｇ基合金であるＡｇ−０．７原子％Ｐｄ−１原子％Ｃｕを用い、同様に仕事関数を測定した。
【００６９】
仕事関数の評価は、ＩＴＯ／上記Ａｇ基合金の測定値（４．９〜５．０ｅＶ）を基準とし、以下のように行なった。
○：４．９ｅＶ以上
×：４．９ｅＶ未満
【００７０】
（２）反射率
反射率は、日本分光株式会社製の可視・紫外分光光度計「Ｖ−５７０」を用い、測定波長：１０００〜２５０ｎｍの範囲における分光反射率を測定した。具体的には、基準ミラーの反射光強度に対して、試料の反射光強度を測定した値を「反射率」とした。
【００７１】
本実施例では、λ＝５５０ｎｍにおける反射率を基準として以下のように評価し、○または△を合格と判定した。
○：８７％以上
△：８０％以上８７％未満
×：８０％未満
これらの結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
本発明の要件を満足する所定量のＡｇを添加したＩＴＯ膜を用いたときは、Ａｌ基合金膜の組成にかかわらず、仕事関数、および反射率において、良好な結果が得られた。なお、表１のＮｏ．１、６、１１、１６、２１、２６は、ＩＴＯ膜にＡｇを添加していないため、仕事関数が基準値を下回った。またＮｏ．５、１０、１５、２０、２５、３０は、ＩＴＯ膜に添加するＡｇ量が多すぎる例であり、反射率が低下した。
【００７４】
なお、Ｎｄを１％以上含有するＮｏ．２１〜３０のＡｌ基合金膜を電子顕微鏡で観察したところ、Ｎｄ析出物が観察された。
【００７５】
また上記実施例では、希土類元素の代表例としてＬａ、Ｎｄを添加した例を開示したが、Ｌａ、Ｎｄ以外の希土類元素（Ｃｅ、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ）についても同様の効果が得られることを実験により確認している。
【符号の説明】
【００７６】
１ 基板
２ ＴＦＴ
３ パシベーション膜
４ 平坦化層
５ コンタクトホール
６ Ａｌ基合金膜（反射膜）
７ 酸化物導電膜
８ 有機発光層
９ カソード電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、
前記反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のＡｌ基合金膜と、前記Ａｌ基合金膜上に直接接触する酸化物導電膜との積層構造であり、前記酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極。
【請求項２】
前記Ａｌ合金膜が、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＡｇよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜６原子％含有するものである請求項１に記載の反射アノード電極。
【請求項３】
前記Ａｌ合金膜が、更に希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有している請求項１または２に記載の反射アノード電極。
【請求項４】
前記酸化物導電膜が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）である請求項１〜３のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項５】
前記酸化物導電膜の膜厚が５〜３０ｎｍである請求項１〜４のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項６】
前記Ａｌ基合金膜がスパッタリング法または真空蒸着法で形成されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項７】
前記Ａｌ基合金膜が、前記基板上に形成された薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極に電気的に接続されている請求項１〜６のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の反射アノード電極を備えた薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜トランジスタ基板を備えた有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物導電膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、Ａｇを０．１〜５原子％含有すると共に、残部がＩｎ、Ｓｎ、及び不可避不純物であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項１】
基板上に形成された有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極であって、
前記反射アノード電極は、純Ａｌ膜またはＡｌ合金膜のＡｌ基合金膜と、前記Ａｌ基合金膜上に直接接触する酸化物導電膜との積層構造であり、前記酸化物導電膜がＡｇを０．１〜５原子％（酸化物導電膜に含まれる金属元素に対する割合の意味）含有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ用の反射アノード電極。
【請求項２】
前記Ａｌ合金膜が、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＡｇよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜６原子％含有するものである請求項１に記載の反射アノード電極。
【請求項３】
前記Ａｌ合金膜が、更に希土類元素、Ｇｅ、およびＣｕよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を合計で、０．１〜２原子％含有している請求項１または２に記載の反射アノード電極。
【請求項４】
前記酸化物導電膜が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）である請求項１〜３のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項５】
前記酸化物導電膜の膜厚が５〜３０ｎｍである請求項１〜４のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項６】
前記Ａｌ基合金膜がスパッタリング法または真空蒸着法で形成されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項７】
前記Ａｌ基合金膜が、前記基板上に形成された薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極に電気的に接続されている請求項１〜６のいずれかに記載の反射アノード電極。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の反射アノード電極を備えた薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜トランジスタ基板を備えた有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物導電膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、Ａｇを０．１〜５原子％含有すると共に、残部がＩｎ、Ｓｎ、及び不可避不純物であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−５９４７０（Ｐ２０１２−５９４７０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００２４５（Ｐ２０１０−２００２４５）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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