JP2007080806A - 有機発光表示装置及び蒸着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ａｒよりさらに重い非活性ガスをＡｒと混合してボックスカソードスパッタリング(Box Cathode Sputtering)あるいは対向ターゲットスパッタリング（Facing Target Sputtering法で電極またはペッシベーション層を蒸着させた有機発光表示装置及び蒸着方法を提供する。
【解決手段】基板Ｓと、基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０と、薄膜トランジスタ１７０上に形成された第1電極１１０と、第1電極１１０上に形成された有機物層１３０と、有機物層１３０上に、ボックスカソードスパッタリング法、または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着される第2電極層１５０とを備えている。
【選択図】図７
【解決手段】基板Ｓと、基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０と、薄膜トランジスタ１７０上に形成された第1電極１１０と、第1電極１１０上に形成された有機物層１３０と、有機物層１３０上に、ボックスカソードスパッタリング法、または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着される第2電極層１５０とを備えている。
【選択図】図７
Description
本発明は、有機発光表示装置及び蒸着方法に関し、より詳細には、Ａｒよりさらに重い非活性ガスをＡｒと混合してボックスカソードスパッタリング(Box Cathode Sputtering)法あるいは対向ターゲットスパッタリング（Facing Target Sputtering）法で電極またはペッシベーション層を蒸着させた有機発光表示装置及び蒸着方法に関する。
一般に、前面発光あるいは背面発光方式の有機発光表示装置を製作するためには、電子を供給する高品位の透明電極(前面発光の場合)や金属電極(背面発光の場合)の成膜が必要である。このような金属電極としては、有機物に電子をよく供給するべく有機物との仕事関数差が小さくて障壁(Barrier)が低くなければならないため、仕事関数値の小さいＭｇ、Ｃａ及びＬｉなどが使用されている。しかし、これらの物質は光に対する反射度が下がるので、背面発光方式に適用されるには限界がある。したがって、有機物との仕事関数値の差が小さく、かつ反射度の大きい物質として、ＡｌまたはＡｇなどが使用されており、現在としては熱蒸発蒸着方式によって蒸着される。
前記物質の中でＡｌの場合、ＬｉＦ／Ａｌｑ３との界面反応によって電子の注入特性が向上するので、現在大部分の有機発光表示装置でＡｌが使用されている。しかし、Ａｌは融点が比較的低いが平衡蒸気圧が高いので、１３００℃近い温度まで熱を加えて蒸発がなされるため、工程温度が高いという問題点がある。
すなわち、現在Ａｌの熱蒸発蒸着工程に使用されるＢＮ、ＰＢＮボート(boat)などは、１３００℃でＡｌと反応を起こしたり高温冷却の時るつぼ内の均一がよく発生されるので、るつぼの安全性及び長期間使用が難しいという問題点がある。そして、１３００℃の高温によって金属マスクや基板整列に影響を及ぼして蒸発源から基板までの距離を最大限離隔して工程を遂行するが蒸着速度が顕著に低下されるという問題点がある。
すなわち、現在Ａｌの熱蒸発蒸着工程に使用されるＢＮ、ＰＢＮボート(boat)などは、１３００℃でＡｌと反応を起こしたり高温冷却の時るつぼ内の均一がよく発生されるので、るつぼの安全性及び長期間使用が難しいという問題点がある。そして、１３００℃の高温によって金属マスクや基板整列に影響を及ぼして蒸発源から基板までの距離を最大限離隔して工程を遂行するが蒸着速度が顕著に低下されるという問題点がある。
また、Ａｌの高温拡散特性のためにるつぼ内に微小亀裂によって簡単に拡散するので、 冷却の時亀裂拡張の問題があり、電源印加部にショートを引き起こすようになる。
また、Ａｌの蒸発源としては、点蒸発源(point source)形態のるつぼを利用しているが、これは今後の大面積有機発光表示装置を製作するには適していないという問題点がある。
このため、一般的な透明電極または金属電極を蒸着するためにスパッタ蒸着法が用いられたものが提案されている。この時の工程ガスとしては非活性ガスであるＡｒが利用され、ターゲット間の電源としては、ＤＣまたはＲＦ電源が利用される。
一方、前記従来の有機発光表示装置及び蒸着方法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１および２等がある。
日本特開第１９９８−２８９７８７号明細書
韓国特開第１０−２００２−００８７８３９号明細書
しかしながら、従来のスパッタ蒸着法においては、ターゲットをスパッタさせて蒸着する場合にプラズマによって基板上の蒸着がなされる面に露出された有機物が影響を受けて有機物が変性を起こす。つまり、図１３に示すように、薄膜トランジスタ７０上に第１電極１０が形成され、その上に有機物層３０が形成され、この有機物層３０上にＡｒ非活性ガスを利用して第２電極層５０を蒸着する。この蒸着過程で、高いエネルギーを持つ中性Ａｒ、陰イオン粒子、陽イオン粒子及び熱電子などが基板の上面に形成された有機物層３０と衝突を起こして最終製品の特性に影響を及ぼすという問題点がある。すなわち、衝突時伝達されるエネルギーによって基板の温度上昇、再スパッタ現象、 界面反応及び二次電子発生などを起こして製品特性に素子不良、発光效率低下などの悪影響を与えるようになる。尚、図１３中の符号９０は、画素定義膜である。
また、有機物層３０を構成する有機物は、大部分がＣ−Ｃ結合やＣ−Ｈ 結合であり、このような結合は１００ｅＶ以上の高いエネルギーを持つ粒子の衝突によって簡単に分解される。そのため、有機物層３０を構成する有機物がＡｌｑ３の場合を一例として挙げれば、Ｎ−Ａｌ及びＣ−Ｏ−Ａｌ結合が１００ｅＶ以上のエネルギーを持つＯ−、中性Ａｒ及びＡｒ＋イオンの衝突によって分解されるから、ＤＣまたはＲＦ電源を利用してＡｒ＋でターゲットをスパッタさせて蒸着する既存のスパッタ工法は最終製品特性に及ぼす影響のためにその適用に限界がある。
有機物層３０上に起きるこのような影響を減少させるためにCopperpthalocyanine(CuPc)、 3、4、9、10-perylenetetracarboxylic dianhydirde(PTCDA)及びLi-doped 2、9-dimethyl-4、7-diphenlyl-1、10-phenanthroline(BCP)のようなバッファー層を利用する場合もある。しかし、バッファー層の利用は生産単価を増加させることになり、このような方法にもかかわらず有機物層３０に及ぼす影響を完全にとり除くことができないのが実状である。
また、薄膜トランジスタ７０上に蒸着されるペッシベーション層の蒸着においても上述されたプラズマの影響による蒸着面の損傷を排除することができないのが実情である。
また、要求される素子の特性に応じて使用者の要求に必要な多層の薄膜構造、すなわち、多層の電極及び多層のペッシベーション層の構造を具現することができる蒸着方法が要求されている。
そこで、本発明は、前記従来の問題点を解決するために案出されたもので、Ａｒより重い非活性ガスをＡｒと混合してボックスカソードスパッタリング(Box Cathode Sputtering)あるいは対向ターゲットスパッタリング(Facing Target Sputtering)法で有機物層に損傷を与えないで電極またはペッシベーション層を蒸着させることでバッファー層が省略された有機発光表示装置及び蒸着方法を提供するにその目的がある。
また、本発明の他の目的は、ペッシベーション層の蒸着においてもプラズマによる損傷を与えないでこれを蒸着させることができる有機発光表示装置及び蒸着方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、使用者が要求する特性に応じて電極またはペッシベーション層を多層で設計して蒸着させることができる有機発光表示装置及び蒸着方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、電極またはペッシベーション層の蒸着を従来の配置方式に比べて連続方式のように蒸着することで歩留まりの向上をはかることができる有機発光表示装置及び蒸着方法を提供することである。
前記目的を果たすために、本発明による有機発光表示装置は、基板と、前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に形成された第１電極と、 前記第１電極上に形成される有機物層と、前記有機物層上にボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着される第２電極層とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記Ａｒより重い非活性ガスはＫｒ、Ｘｅ及びＲｎのグループから選ばれる１種以上の物質であり、前記Ａｒと前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は１：０．００１〜１であることが望ましく、より望ましくは、１：０．００１〜０．５５である。
また、、前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法の工程圧力は０．１〜１００ｍＴｏｒｒである。
また、前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットは、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ及びＣａ物質のグループから選ばれる１種以上の物質であることが可能であり、前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットは、ＩＴＯとドーピングされたＩＴＯ、ＩＺＯとドーピングされたＩＺＯ及びＺｎＯとドーピングされたＺｎＯを含む透明伝導性物質のグループから選ばれる１種以上の物質であることが可能である。
また、前記有機物層上に蒸着される第２電極層は多層で形成することができ、前記多層で形成される第２電極層は透明、不透明及び透明／不透明混合のグループから選ばれる１種以上の物質から多層に形成される。
さらに、本発明による有機発光表示装置は、基板と、前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上にボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて形成されるペッシベーション層と、前記ペッシベーション層上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される有機物層と、前記有機物層上に形成される第２電極層とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記Ａｒより重い非活性ガスはＫｒ、Ｘｅ及びＲｎのグループから選ばれる１種以上の物質であり、前記Ａｒと前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は１：０．００１〜１であることが望ましく、より望ましくは、１：０．００１〜０．５５である。
また、前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法の工程圧力は０．１〜１００ｍＴｏｒｒである。
また、 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットはＳｉ、ＳｉＯ２を含むＳｉ酸化物系列、ＳｉＮｘを含むＳｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる１種以上の物質であることが可能である。
また、前記ペッシベーション層は多層で形成することができ、前記多層で形成されるペッシベーション層はＳｉ、Ｓｉ酸化物系列、Ｓｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる１種以上の物質から多層に形成される。
さらに、本発明による蒸着方法は、Ａｒガスを利用してターゲットをスパッタさせて基板上に蒸着させる蒸着方法において、前記ＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させて、前記スパッタリング法はボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法であることを特徴とする。
ここで、前記ターゲットは複数のペアが対向配列され、前記基板は前記複数のペアのターゲットのそれぞれでスパッタされた物質が蒸着されるように並進運動または往復運動可能に構成され、前記基板はその蒸着される面上に蒸着物質が多層で蒸着されることを特徴とする。
本発明による有機発光表示装置及び蒸着方法によれば、有機物層上にバッファー層を形成しなくてもプラズマによる損傷を受けないで電極を蒸着させることができる。従って、従来の点加熱源方式の熱蒸発蒸着工程に比べて大面積の成膜が有利である。大型化された有機発光表示装置の製造工程に適し、かつ維持及び補修に有利である。また、スパッタリング方法を使用することで熱蒸発蒸着工程に比べて接着力及び界面特性が向上された高品位電極を蒸着させることができるので、製品の歩留まりを高めることができる。
また、ペッシベーション層の蒸着においてもプラズマによる損傷を受けないでこれを蒸着させることができる。
また、使用者が要求する特性に応じて電極またはペッシベーション層を多層で設計して蒸着させることができる。
また、電極またはペッシベーション層の蒸着を従来の配置方式に比べて連続方式のように蒸着することで歩留まりの向上をはかることができる。
以下、本発明の蒸着方法および有機発光表示装置にかかる実施の形態を図面を参照し、より具体的に説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形態を示し、図１（ａ）は本発明蒸着方法である対向ターゲットスパッタリング法を説明する正面概略図、図１（ｂ）は、本発明の蒸着方法であるボックスカソードスパッタリング法を説明する正面概略図、図１（ｃ）はその側面図である。
本発明の蒸着方法は、図１（ａ）の対向ターゲットスパッタリング法と図１（ｂ）、（ｃ）のボックスカソードスパッタリング法を使用し、工程ガスとしては、共にＡｒより重い非活性ガスとＡｒガスを混合して使用する。一対のターゲット１，２は、共に間隔を置いて対向配置され、双方のターゲット間に形成された高密度の磁場によって高密度のプラズマを発生させる。基板Ｓは、プラズマ領域の外部に配置される。
ターゲット１，２の間に形成される高密度の磁場は、一方向に形成され、工程時にターゲット１，２には同時にマイナスのバイアスが加えられるので、プラズマ内のイオンや電子がターゲット１とターゲット２の間を往復するようになって、これと同時に磁気力線に沿って回転運動をする。
すなわち、結果的に螺旋運動によってターゲット１とターゲット２の間を往復運動するようになってプラズマ生成效率が極大化、すなわち、高密度のプラズマが生成される。
すなわち、結果的に螺旋運動によってターゲット１とターゲット２の間を往復運動するようになってプラズマ生成效率が極大化、すなわち、高密度のプラズマが生成される。
高密度のプラズマが発生されて一ペアの対向されたターゲット１，２を使うことで、薄膜の高速成長が可能であり、蒸着される基板Ｓはターゲット１，２の間に一方向に形成された高密度の磁場によって閉じこめられるプラズマ領域の外部に位置するため、プラズマによる損傷を最小化することができる。
ここで、プラズマを形成させる非活性ガスであるＡｒやＨｅなどのようなガスは重さが軽くて高いエネルギーを持ったスパッタされた粒子に対するエネルギー伝達が起きにくい。したがって、このような対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を遂行する時に、この第１の実施の形態のように、ＡｒとＡｒより重い非活性ガスを混合して使用すれば、スパッタの時発生される高いエネルギーの粒子は重い非活性気体と衝突しながらエネルギーを失うようになって有機物層に影響を及ぼさないようにすることができる。
スパッタされた粒子も同様に重い非活性ガスと衝突してエネルギーを失うようになって低いエネルギーを持って有機物層上に蒸着される。このような低いエネルギーを持って蒸着される粒子によって有機物層には蒸着工程の時にも損傷が発生しない。
スパッタされた粒子も同様に重い非活性ガスと衝突してエネルギーを失うようになって低いエネルギーを持って有機物層上に蒸着される。このような低いエネルギーを持って蒸着される粒子によって有機物層には蒸着工程の時にも損傷が発生しない。
工程ガスは、具体的にはＡｒ＋Ｋｒ、Ａｒ＋Ｘｅ、Ａｒ＋Ｒｎ、Ａｒ＋Ｋｒ＋Ｘｅ、Ａｒ＋Ｋｒ＋Ｒｎ、Ａｒ＋Ｘｅ＋Ｒｎ及びＡｒ＋Ｋｒ＋Ｘｅ＋Ｒｎを使用する。
ターゲット１，２の電極物質は、具体的にMg、Ag、Al、Li及びCaを使用し、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)とドーピングされたＩＴＯ(doped ITO)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)とドーピングされたＩＺＯ(doped IZO)及びＺｎＯとドーピングされたＺｎＯ(doped ZnO)などの透明伝導性物質を使用する。
また、ソース、ドレイン電極及びゲート電極が形成された薄膜トランジスタ基板上にペッシベーション層を形成するための工程では、Ｓｉ、ＳｉＯ２を含むＳｉ酸化物系列、ＳｉＮｘを含むＳｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質などを使用する。
次に、一般的なスパッタリング法を利用して電極を蒸着によって形成した場合の電気特性について説明する。図２（ａ）は、一般的なスパッタリング法を利用して電極を蒸着した有機発光表示装置の電流-電圧特性評価を示す特性線図、図２（ｂ）は、電極の表面状態を現す図である。
一般的なスパッタリング法を利用してＡｒを２０ｓｃｃｍ流入した５ｍＴｏｒｒの工程圧力上から１００ｎｍ厚さのＡｌを成膜する時に、高いエネルギーを持った粒子が基板上の有機物層と衝突してその高いエネルギーを伝達するから有機物の特性がこれによく影響を受ける。よって、これによって製造された有機発光表示装置の電流-電圧特性は、図２（ａ）に示すように、逆バイアス領域で高い漏洩電流を見せることが分かり、順バイオス領域においても漏洩電流を現わしている。このような影響を可視的に表現した図２（ｂ）の表面図によれば、有機発光表示装置上に複数の暗点が存在することから分かる。
図３は、蒸着方法として対向ターゲットスパッタリング法及びボックスカソードスパッタリング法を利用し、工程ガスとしてＡｒのみを利用して電極を蒸着した有機発光表示装置の電流−電圧特性評価を示す特性線図である。
図３に示すように、Ａｒガスのみを工程ガスで利用してボックスカソードスパッタリング法と対向ターゲットスパッタリング法でＡｌ電極を蒸着によって形成した有機発光表示装置の電流−電圧特性に現われた漏洩電流は、一般的なスパッタリング法によって製造された有機発光表示装置の漏洩電流よりは順方向バイアス領域で多少減少された傾向を現わすが、逆バイアス領域で相変らず漏洩電流が感知されることが分かる。
これはスパッタされるＡｌの重さ（２７ａｍｕ）がＡｒの重さ（４０ａｍｕ）と大きな差がないため、衝突の時エネルギー伝達が充分に起きないので、蒸着される面上には相変らず高いエネルギーを持って蒸着されて有機物層に損傷を与えたり反応が起こるからである。
図４（ａ）は本発明の第１の実施の形態による対向ターゲットスパッタリング法及びボックスカソードスパッタリング法を利用して電極をスパッタ蒸着して形成した有機発光表示装置の電流-電圧特性評価を示す特性線図、図４（ｂ）はその電極の表面状態を現す図、図５は本発明の第１の実施の形態による対向ターゲットスパッタリング法を利用して電極をスパッタ蒸着して形成した有機発光表示装置のオーガ(AUGER)電子分光法分析結果を示す特性線図である。
図４（ａ）に示すように、対向ターゲットスパッタリング(FTS)法及びボックスカソードスパッタリング(BCS)法を利用し、工程ガスとしてＡｒ＋Ｋｒ及びＡｒ＋Ｘｅを使用して電極が蒸着された有機発光表示装置の電流-電圧特性評価グラフでは、図２（ａ）及び図３に示す結果値よりさらに改善された特性を観察することができる。すなわち、逆方向及び順方向バイアスで漏洩電流が著しく減少されたことが分かる。
また、図４（ｂ）を図２（ｂ）と比較するに、図４（ｂ）では暗点がはるかに減少されたきれいなイメージの有機発光表示装置が製造されたことを観察することができる。
ＡｒとＡｒより重い非活性ガスの混合比は、Ａｒに比べてＡｒより重い非活性ガスが１：０．００１〜１であることが望ましい。このような混合比の範囲設定理由は、Ａｒより重い非活性ガスの比が０．００１以下になると希釈量が大きいので、混合の效果を具現しにくいからであり、Ａｒより重い非活性ガスの比が１以上になるとプラズマ形成の效率が低下されるからである。
Ａｒに比べてＡｒより重い非活性ガスの混合比は、更に望ましくは１：０．００１〜０．５５である。このような混合比の範囲設定理由は、Ａｒより重い非活性ガスの比が０．５５以上になると、珍しいガスであるＫｒ、Ｘｅ、ＲｎなどのＡｒより重い非活性ガス量が相対的に多くなるので、コストが増加するからである。
全体の工程圧力は、０．０１〜１００ｍＴｏｒｒが望ましい。これは０．０１ｍＴｏｒｒ以下ではスパッタ效率が低下されるからであり、１００ｍＴｏｒｒ以上では粒子の平均自由行路が短縮されて效率的なエネルギー伝達が難しいからである。
また、本発明の蒸着方法によれば、Ａｌ電極が蒸着された有機発光表示装置のオーガ(AUGER)電子分光法分析結果を現わした図５によれば、電極として蒸着されるＡｌと有機物との反応がほとんど起きなかったことが分かり、界面特性が向上したことが分かる。
図６（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施の形態を示し、図６（ａ）は対向ターゲットスパッタリング法によって電極をスパッタ蒸着して電極を形成する場合の概略図、図６（ｂ）はボックスカソードスパッタリング法によって電極をスパッタ蒸着して電極を形成する場合の概略図である。
図６（ａ）、（ｂ）において、第２の実施の形態の蒸着方法は、第１の実施の形態と同様に、スパッタリング法としてボックスカソードスパッタリング法（図６（ｂ）参照）または対向ターゲットスパッタリング法（図６（ａ）参照）を利用し、且つ、工程ガスとしてＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合したものを使用してターゲットをスパッタさせて基板上に蒸着させる点で共通する。しかし、一対のターゲット１，２は複数のペアが対向配列され、基板３は複数のペアのターゲット１，２のそれぞれでスパッタされた物質が蒸着されるように図示矢印方向に並進運動または往復運動可能に構成されている点で相違する。
複数のペアからなるボックスカソード型ターゲットまたは対向ターゲットが並進配列されており、この複数のペアからなるターゲット１，２のそれぞれ異なるペアは他の物質にて構成されている。
この第２の実施の形態によれば、基板３上に所望の物質を一度の工程で多層蒸着することができ、ＡｒとＡｒより重い非活性ガスを混合した混合ガスによって、上述した第１の実施の形態と同じ理由で、基板表面上にプラズマによる損傷のない蒸着が可能である。
この第２の実施の形態によれば、基板３上に薄膜を多層で作成する外にも、インライン(in-line)形態の設備に適用する場合に、既存の配置方式(batch-type)で遂行せざるを得なかった真空蒸着工程を連続方式(series-type)のように遂行することができ、製品量産にさらに效率的である。
工程ガスは、上記したように、AｒとＡｒより重い非活性ガスの混合ガスを使用するが、具体的には、Ａｒ＋Ｋｒ、Ａｒ＋Ｘｅ、Ａｒ＋Ｒｎ、Ａｒ＋Ｋｒ＋Ｘｅ、Ａｒ＋Ｋｒ＋Ｒｎ、Ａｒ＋Ｘｅ＋Ｒｎ及びＡｒ＋Ｋｒ＋Ｘｅ＋Ｒｎを使用する。ＡｒとＡｒより重い非活性ガスの混合比は、１：０．００１〜１であることが望ましく、より望ましくは、１：０．００１〜０．５５である。このような混合比に限定した理由は、前記した第１の実施の形態と同様であり、本実施形態ではその説明を省略する。
また、複数のペアが対向配列されたターゲット１，２を利用したボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリングの工程圧力は、０．１〜１００ｍＴｏｒｒである。このように限定した理由は、前記説明した第１の実施の形態と同様であり、本実施形態ではその説明を省略する。また、この時のターゲットでは電極物質として使用されるＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ及びＣａが使用可能であり、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)とドーピングされたＩＴＯ(doped ITO)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)とドーピングされたＩＺＯ(doped IZO)及びＺｎＯとドーピングされたZnO(doped ZnO)などの透明伝導性物質を使用する。その蒸着される面に有機物が形成された有機発光表示装置用基板上に要求される特性に応じて前記列挙された物質を多層に蒸着する。
また、第２の実施の形態による蒸着方法は、ソース、ドレイン電極及びゲート電極が形成された薄膜トランジスタ基板上にペッシベーション層を形成するための工程にも利用できる。この工程に利用する場合には、ターゲット１，２の材料としてＳｉ、ＳｉＯ２を含むＳｉ酸化物系列、ＳｉＮｘを含むＳｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質などが使用可能であり、その蒸着される面にソース、ドレイン電極及びゲート電極が形成された薄膜トランジスタ基板上に要求される特性に応じて前記列挙された物質が多層で蒸着されうる。
尚、蒸着方法の第２の実施の形態では、複数のペアからなるターゲット１，２のそれぞれ異なるペアは他の物質にて構成されているが、同一物質で構成しても良い。
図７及び図８は本発明の第３の実施の形態を示し、図７は対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用して第２電極層を蒸着した前面発光方式の有機発光表示装置の構造を示す断面図、図８は対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用して第２電極層を蒸着した背面発光方式の有機発光表示装置の構造を示す断面図である。
図７および図８において、第３の実施の形態の有機発光表示装置は、基板Ｓと、この基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０．２７０と、この薄膜トランジスタ１７０，２７０上に形成された第１電極１１０，２１０と、この第１電極１１０，２１０上に形成される有機物層１３０，２３０と、この有機物層１３０，２３０上に形成された第２電極層１５０，２５０とを備えている。図面中の符号１８０は、透明保護膜であり、１９０，２９０は画素定義膜である。
第２電極層１５０，２５０は、上記した蒸着方法によって作成される。つまり、ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて形成されている。
この第３の実施の形態による有機発光表示装置では、第２電極層１５０，２５０を蒸着で形成する際に上記した理由によりプラズマによる損傷を有機物層１３０，２３０を与えないで形成することができるため、第２電極層１５０，２５０と有機物層１１０，２１０の間にCopperpthalocyanine(CuPc)、3、4、9、10-perylenetetracarboxylic dianhydirde(PTCDA)及びLi-doped2、9-dimethyl-4、7-diphenlyl-1、10-phenanthroline(BCP)のようなバッファー層構造を省略することができる。よって、この工程時間と材料費を節減することができる。
図７の前面発光方式では、第２電極層１５０はＭｇ−Ａｇ／ＩＴＯによって透明電極として形成され、図８の背面発光方式では第２電極層２５０はＡｌによって形成されている。
図９及び図１０は本発明の第４の実施の形態を示し、図９は対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用して第２電極層を蒸着した前面発光方式の有機発光表示装置の構造を示す断面図、図１０は対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用して第２電極層を蒸着した背面発光方式の有機発光表示装置の構造を示す断面図である。
図９および図１０において、第４の実施の形態の有機発光表示装置は、前記第３の実施の形態のものと同様に、基板Ｓと、この基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０，２７０と、この薄膜トランジスタ１７０，２７０上に形成された第１電極１１０，２１０と、この第１電極１１０，２１０上に形成される有機物層１３０，２３０と、この有機物層１３０，２３０上に形成された第２電極層１５０，２５０とを備えている。しかし、前記第３の実施の形態の異なり、第２電極層１５０，２５０は、ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて多層１５１ａ，１５１ｂ，．．．，２５１ａ，２５１ｂ，．．．に形成されている。図中の符号１８０は透明保護膜であり、１９０，２９０は画素定義膜である。
第２電極層１５０，２５０は、ＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させて、複数のペアが対向配列されて構成されたターゲットを使ったボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法で、基板Ｓを複数のペアのターゲットのそれぞれでスパッタされた物質が蒸着されるように並進運動または往復運動可能に構成して蒸着されている。つまり、第２の電極層１５０，２５０は、前記した第２の実施の形態による蒸着方法によって形成されている。
この第４の実施の形態の有機発光表示装置においては、前記第３の実施の形態の場合と同様に、第２電極層１５０，２５０と有機物層１１０，２１０の間にCopperpthalocyanine(CuPc)、3、4、9、10-perylenetetracarboxylic dianhydirde(PTCDA)及びLi-doped 2、9-dimethyl-4、7-diphenlyl-1、10-phenanthroline(BCP)のようなバッファー層構造を形成する必要がない。よって、この工程時間と材料費を節減することができる。
この第４の実施の形態の有機発光表示装置では、第２電極層１５０，２５０が複数の層１５１ａ，１５１ｂ，．．．，２５１ａ，２５１ｂ,．．．にて形成されているため、使用者が要求する特性に応じて第２電極層１５０，２５００を設計して形成させることができる。
また、図９の前面発光方式では、第２電極層１５０は、ＩＴＯとドーピングされたＩＴＯ、ＩＺＯとドーピングされたＩＺＯ及びＺｎＯとドーピングされたＺｎＯのような透明伝導性物質にて透明電極として多層に形成され、図１０の背面発光方式では、第２電極層２５０は、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ及びＣａのような物質にて多層に形成されている。
図１１は本発明の第５の実施の形態を示し、対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用してペッシベーション層を蒸着した有機発光表示装置の構成を示す断面図である。
図１１において、第５の実施の形態の有機発光表示装置は、基板Ｓと、この基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０と、この薄膜トランジスタ１７０上にボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて形成されたペッシベーション層１７１と、このペッシベーション層１７１上に形成される第１電極（図示せず）と、第１電極上に形成される有機物層（図示せず）と、有機物層上に形成された第２電極層（図示せず）とを備えている。
ペッシベーション層１７１は、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物系列、Ｓｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる１種以上の物質より形成されている。ペッシベーション層１７１は、ＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法に蒸着されたものであり、上記した蒸着方法によって形成されている。
この第５の実施の形態による有機発光表示装置では、蒸着される面上にプラズマによる損傷を受けずにペッシベーション層１７１を蒸着することができる。
図１２は本発明の第６の実施の形態を示し、対向ターゲットスパッタリング法またはボックスカソードスパッタリング法を利用して複数の層で構成されたペッシベーション層を蒸着した有機発光表示装置の構成を示す断面図である。
図１２において、第６の実施の形態の有機発光表示装置は、基板Ｓは、この基板Ｓ上に形成された薄膜トランジスタ１７０と、この薄膜トランジスタ１７０上にボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて形成されたペッシベーション層１７１と、このペッシベーション層１７１上に形成される第１電極（図示せず）と、第１電極上に形成される有機物層（図示せず）と、有機物層上に形成される第２電極層（図示せず）とを備えている。
多層で形成されるペッシベーション層１７１ａ、１７１ｂ．．．は、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物系列、Ｓｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる１種以上の物質から多層で形成されている。ペッシベーション層１７１は、ＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させて、複数のペアが対向配列されて構成されるターゲットを使ったボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法で、基板を複数のペアのターゲットのそれぞれでスパッタされた物質が蒸着されるように並進運動または往復運動可能に構成して蒸着されたものである。つまり、前記第２の実施の形態による蒸着方法によって形成されている。
第６の実施の形態による有機発光表示装置では、第５の実施の形態と同様に、蒸着される面上にプラズマによる損傷を受けずにペッシベーション層１７１を蒸着することができる。また、 ペッシベーション層１７１が複数の層１７１ａ，１７１ｂ,．．．を成して形成されるので、使用者が要求する特性に応じてペッシベーション層１７１を設計して形成させることができる。
以上、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。
Ｓ 基板
１０，１１０，２１０ 第1電極
３０，１３０，２３０ 有機物層
５０、１５０、２５０ 第２電極層
７０，１７０，２７０ 薄膜トランジスタ
１７１ ペッシベーション層
１０，１１０，２１０ 第1電極
３０，１３０，２３０ 有機物層
５０、１５０、２５０ 第２電極層
７０，１７０，２７０ 薄膜トランジスタ
１７１ ペッシベーション層
Claims (22)
- 基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成された第１電極と、
前記第1電極上に形成される有機物層と、
前記有機物層上に、ボックスカソードスパッタリング法、または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着される第２電極層と、
を備えたことを特徴とする有機発光表示装置。 - 前記Ａｒより重い非活性ガスは、Ｋｒ、Ｘｅ及びＲｎのグループから選ばれる１種以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記Ａｒと前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は、１：０．００１〜１であることを特徴とする請求項２に記載の有機発光表示装置。
- 前記Ａｒに比べて前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は、１：０．００１〜０．５５であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光表示装置。
- 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法の工程圧力は、０．１〜１００ｍＴｏｒｒであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットは、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ及びＣａ物質のグループから選ばれる１種以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットは、透明伝導性物質のグループから選ばれる1種以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記透明伝導性物質は、ＩＴＯとドーピングされたＩＴＯ、ＩＺＯと、ドーピングされたＩＺＯ及びＺｎＯとドーピングされた ＺｎＯを含む物質であることを特徴とする請求項7に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機物層上に蒸着される第2電極層は、多層で形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記多層で形成される第2電極層は、透明、 不透明及び透明/不透明混合のグループから選ばれる1種以上の物質から多層で形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機発光表示装置。
- 基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に、ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法を利用してＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させてスパッタ蒸着されて形成されるペッシベーション層と、
前記ペッシベーション層上に形成される第１電極と、
前記第1電極上に形成される有機物層と、
前記有機物層上に形成される第１電極層と、
を備えたことを特徴とする有機発光表示装置。 - 前記Ａｒより重い非活性ガスは、Ｋｒ、Ｘｅ及びＲｎのグループから選ばれる１種以上の物質であることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光表示装置。
- 前記Ａｒに比べて前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は、１：０．００１〜１であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置。
- 前記Ａｒと前記Ａｒより重い非活性ガスの混合比は、１：０．００１〜０．５５であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光表示装置。
- 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法の工程圧力は、０．１〜１００ｍＴｏｒｒであることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置。
- 前記ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法のターゲットは、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物系列、Ｓｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる1種以上の物質であることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光表示装置。
- 前記Ｓｉ酸化物系列は、ＳｉＯ２を含み、前記Ｓｉ窒化物系列はＳｉＮｘを含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機発光表示装置。
- 前記ペッシベーション層は、多層で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光表示装置。
- 前記多層で形成されるペッシベーション層は、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物系列、Ｓｉ窒化物系列及びＡｌ酸化物系列物質のグループから選ばれる１種以上の物質が相互に多層で形成されることを特徴とする請求項１８に記載の有機発光表示装置。
- Ａｒガスを利用してターゲットをスパッタさせて基板上に蒸着させる蒸着方法において、
前記ＡｒガスにＡｒより重い非活性ガスを混合させたガスを使用し、前記スパッタリング法は、ボックスカソードスパッタリング法または対向ターゲットスパッタリング法であることを特徴とする蒸着方法。 - 前記ターゲットは、複数のペアが対向配列され、前記基板は、前記複数のペアのターゲットのそれぞれでスパッタされた物質が蒸着されるように並進運動または往復運動可能に構成されることを特徴とする請求項２０に記載の蒸着方法。
- 前記基板は、その蒸着される面上に蒸着物質が多層で蒸着されることを特徴とする請求項２１に記載の蒸着方法。
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