JP2009295461A - Ito層の製造方法及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ITO層を透明電極として用いる場合、導電性を有する異物が形成される場合がある。このような異物が発生すると、特に有機EL装置では、数10nmの層厚で構成される有機発光層を突き抜け、対向電極と電気的に短絡し、表示されない領域が発生する。また、電気的に短絡した場所と配線が繋がっている領域では、電気的な短絡により生じる電圧降下により、線状の欠陥が発生し、表示画質を劣化させる要因となっている。
【解決手段】ITO層を30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する。ITO層を形成する際に副次的に生じる異物はITO層と組成が異なり、錫過剰の酸化物を含んでいるため、温水と反応してITO層から剥離する。一方、ITO層は温水に対して耐性を有しているため、異物を選択的に除去することが可能となる。
【選択図】図3
【解決手段】ITO層を30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する。ITO層を形成する際に副次的に生じる異物はITO層と組成が異なり、錫過剰の酸化物を含んでいるため、温水と反応してITO層から剥離する。一方、ITO層は温水に対して耐性を有しているため、異物を選択的に除去することが可能となる。
【選択図】図3
Description
本発明は、ITO層の製造方法及び電気光学装置の製造方法に関する。
電気光学装置としての、液晶装置や有機EL(エレクトロルミネセンス)装置には、透明電極となるITO(インジウム・錫・酸化物)層が電極として用いられている。導電性を有する透明な物質は少なく、透明電極としてITO層は重要な役割を果たしている。
ITO層を透明電極として用いる場合、導電性を有する異物が形成される場合がある。このような異物が発生すると、特に有機EL装置では、数10nmの層厚で構成される有機発光層を突き抜け、対向電極と電気的に短絡し、表示されない領域が発生する。また、電気的に短絡した場所と配線が繋がっている領域では、電気的な短絡により生じる電圧降下により、線状の欠陥が発生し、表示画質を劣化させる要因となっている。
このような現象を抑制するため、有機EL装置を製造する場合にはレーザリペアと呼ばれる工程が行われている。具体的には、有機EL装置の全画素を点灯させる操作を行い、非発光の有機EL素子を検出し、続けてレーザ光を照射し欠陥部分を切り離す操作を行うものである。具体的には、組成不明な異物を回避するよう、異物周辺をレーザで焼き切り、電気的に切り離す操作を行う。この技術は公知であり、例えば特許文献1に記載されている。
レーザで焼き切る技術を用いた場合、焼き切られた領域は常に黒い状態となり、有機EL装置の画質を低下させるという課題がある。また、有機EL装置が大画面化する毎に、暗点探索・修復工程にかかる負荷が上昇し、特に大画面化を進める際に大きな課題となる。また、微細な領域で短絡が起きている場合、その位置の検出に要する時間が長くなるという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。ここで、「温水」とは、純水や超純水を加熱して得られたものを含んでいる。
[適用例1]本適用例にかかるITO層の製造方法は、ITO(インジウム・錫・酸化物)層を30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とする。
これによれば、ITO層を形成する際に副次的に生じる異物を選択的に除去することができる。副次的に生じる異物はITO層と組成が異なり、錫過剰の酸化物を含んでいるため、温水と反応させてITO層から剥離することができる。一方、ITO層は温水に対して耐性を有している。従って、異物を選択的に除去することが可能となる。この場合、30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。そして、60℃以下の温水で洗浄することでITO層に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらなどの発生を最小限に押さえることができる。
[適用例2]本適用例にかかるITO層の製造方法は、ITO層を酸性洗浄液で洗浄する工程と、30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とする。
これによれば、ITO層を形成する際に副次的に生じる異物を選択的に除去することができる。副次的に生じる異物はITO層と組成が異なる錫過剰の酸化物を含んでいるため、酸性洗浄液に対して、ITO層と選択比を取り、選択的に反応させることができる。そのため、異物とITO層との密着性を低下させることができる。この状態で温水洗浄を行うことで、ITO層との密着性が低下した異物は温水と反応して剥離される。一方、ITO層は温水に対して耐性を有しているため、異物を選択的に除去することが可能となる。この場合、30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。そして、60℃以下の温水で洗浄することでITO層に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらの発生などを最小限に押さえることができる。
[適用例3]上記記載のITO層の製造方法は、前記酸性洗浄液は、燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、またはこれらの混合液、または前記混合液を水で希釈した液体、または燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸単体を水で希釈した液体であることを特徴とする。
上記した適用例によれば、ITO層を用いる電気光学装置の製造工程で好適に用いられる物質の組合せで異物を選択的に除去することが可能となる。また、酸性洗浄液で洗浄した後、温水で洗浄することで、酸性洗浄液をITO層上から除去した状態にすることができ、次工程を酸汚染無しで行うことが可能となる。
[適用例4]本適用例にかかるITO層の製造方法は、ITO層を電解酸化水で洗浄する工程と、30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とする。
これによれば、ITO層を形成する際に副次的に生じる異物を選択的に除去することができる。副次的に生じる異物はITO層と組成が異なるインジウム過剰の物質を含んでいるため、電解酸化水に対して、ITO層と選択比を取り、選択的に反応させることができる。そのため、異物とITO層との密着性を低下させることができる。この状態で温水洗浄を行うことで、ITO層との密着性が低下した異物は温水と反応して剥離される。一方、ITO層は温水に対して耐性を有しているため、異物を選択的に除去することが可能となる。この場合、30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。そして、60℃以下の温水で洗浄することでITO層に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらの発生などを最小限に押さえることができる。
[適用例5]本適用例にかかるITO層の製造方法は、ITO層を電解酸化水で洗浄する工程と、酸性洗浄液で洗浄する工程と、を順不同で含み、30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程と、を含むことを特徴とする。
これによれば、錫過剰の酸化物とインジウム過剰の物質に起因する異物を除去することができる。錫過剰の酸化物は、酸性洗浄液を用いて、ITO層と選択比を取り、選択的に反応させ、異物とITO層との密着性を低下させることができる。インジウム過剰の物質は、電解酸化水を用いて、ITO層と選択比を取り、選択的に反応させ、異物とITO層との密着性を低下させることができる。この状態で温水洗浄を行うことで、ITO層との密着性が低下した異物は温水と反応して剥離される。一方、ITO層は温水に対して耐性を有しているため、異物を選択的に除去することが可能となる。この場合、30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。そして、60℃以下の温水で洗浄することでITO層に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらの発生などを最小限に押さえることができる。
[適用例6]上記記載のITO層の製造方法は、前記酸性洗浄液は、燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、またはこれらの混合液、または、前記混合液を水で希釈した液体、または燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸単体を水で希釈した液体であることを特徴とする。
上記した適用例によれば、ITO層を用いる電気光学装置の製造工程で好適に用いられる物質の組合せで異物を選択的に除去することが可能となる。また、酸性洗浄液や電解酸化水で洗浄した後、温水で洗浄することで、酸性洗浄液や電解酸化水をITO層上から除去した状態にすることができ、次工程を酸汚染無しで行うことが可能となる。
[適用例7]上記記載のITO層の製造方法は、前記電解酸化水は炭酸アンモニウム水溶液を用いて製造されることを特徴とする。
上記した適用例によれば、アルカリ金属やアルカリ土類金属を用いることなく電解酸化水を製造することができる。そのため、アルカリ金属やアルカリ土類金属に起因するITO層を駆動する半導体層への汚染を確実に抑えることが可能となる。
[適用例8]本適用例にかかる電気光学装置の製造方法は、上記記載のITO層の製造方法を含むことを特徴とする。
この製造方法によれば、ITO層に残留する異物の数を、上記したITO層の製造方法を用いない場合と比べ低減させることが可能となり、画質に優れた電気光学装置の製造方法を提供することが可能となる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を用いて説明する。
(電解酸化水供給装置)
まず、本実施形態で用いられる電解酸化水の供給装置について、図面を用いて説明する。図1は、電解酸化水供給装置が果たす機能を説明する模式断面図である。電解酸化水供給装置200は、電解質容器201、電解酸化水容器202、電解還元水容器203、イオン交換膜204,205、陽極206、陰極207、電源208を含む。
まず、本実施形態で用いられる電解酸化水の供給装置について、図面を用いて説明する。図1は、電解酸化水供給装置が果たす機能を説明する模式断面図である。電解酸化水供給装置200は、電解質容器201、電解酸化水容器202、電解還元水容器203、イオン交換膜204,205、陽極206、陰極207、電源208を含む。
電解質容器201中には炭酸アンモニウムの飽和水溶液が、電解酸化水容器202中には電解酸化水が、電解還元水容器203中には電解還元水が、それぞれ配置されている。以下、電解酸化水の発生機構について説明する。初期状態では、電解酸化水容器202、電解還元水容器203中には純水が配置され、電解質容器201内には炭酸アンモニウムの飽和水溶液が配置されている。電源208から陰極207に電子を供給し、陽極206から電子を吸い上げるよう電流を供給すると、陽極206側では水の電気分解により以下の反応が生じる。
2H2O→O2+4H++4e-
また、炭酸イオンがイオン交換膜204を介して侵入するため、以下の反応も生じる。
2(CO3)2-→2CO2+O2+4e-
上記した反応により、電解酸化水容器202中の水は酸性を有し、さらに高い酸化性を備えた電解酸化水となる。電解酸化水のpHは例えば2〜3程度であり、酸化還元電位(ORP)は例えば900(mVvs.Ag/AgCl)程度の値を有している。そして、陰極207側では同様に水の電気分解により、以下の反応が生じる。
2H2O+2e-→2OH-+H2
また、アンモニウムイオンがイオン交換膜205を介して侵入するため、以下の反応も生じる。
2(NH4)++2e-→2NH3+H2
上記した反応により、電解還元水容器203中の水はアルカリ性を有し、さらに高い還元性を備えた電解還元水となる。電解還元水のpHは例えば10程度であり、酸化還元電位(ORP)は例えば−700(mVvs.Ag/AgCl)程度の値を有している。
2H2O→O2+4H++4e-
また、炭酸イオンがイオン交換膜204を介して侵入するため、以下の反応も生じる。
2(CO3)2-→2CO2+O2+4e-
上記した反応により、電解酸化水容器202中の水は酸性を有し、さらに高い酸化性を備えた電解酸化水となる。電解酸化水のpHは例えば2〜3程度であり、酸化還元電位(ORP)は例えば900(mVvs.Ag/AgCl)程度の値を有している。そして、陰極207側では同様に水の電気分解により、以下の反応が生じる。
2H2O+2e-→2OH-+H2
また、アンモニウムイオンがイオン交換膜205を介して侵入するため、以下の反応も生じる。
2(NH4)++2e-→2NH3+H2
上記した反応により、電解還元水容器203中の水はアルカリ性を有し、さらに高い還元性を備えた電解還元水となる。電解還元水のpHは例えば10程度であり、酸化還元電位(ORP)は例えば−700(mVvs.Ag/AgCl)程度の値を有している。
このような電解酸化水を供給することで、アルカリ金属、アルカリ土類金属を使わずに電解酸化水を供給することが可能となる。ここで、炭酸アンモニウムの濃度は必ずしも飽和水溶液である必要はなく、濃度を下げても電解酸化水を提供することが可能である。また、後工程で十分な洗浄を行うことが可能な場合、電解酸化水の発生用に、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含む溶液を電解質容器201内に配置することも可能である。
(平行平板型スパッタ装置)
次に、本実施形態にかかるITO層を形成する装置について説明する。図2は、平行平板型スパッタ装置300の構成を示す断面図である。平行平板型スパッタ装置300は、陽極301、チャンバー302、ガス導入部303、排気部304、陰極305、ITOターゲット306、磁石307、RF電源308、を含む。
次に、本実施形態にかかるITO層を形成する装置について説明する。図2は、平行平板型スパッタ装置300の構成を示す断面図である。平行平板型スパッタ装置300は、陽極301、チャンバー302、ガス導入部303、排気部304、陰極305、ITOターゲット306、磁石307、RF電源308、を含む。
陽極301は、陰極305と協働して、RF電源308より供給される高周波電力を用いてプラズマを発生させている。また、RF電源308は直流のバイアス電圧を供給する機能も有しており、陽極301と陰極305との間にはバイアス電圧が印加されている。そして、磁石307により発生する磁場で、プラズマの状態を制御している。
ガス導入部303は、スパッタ用のガスとして例えばArガスを供給する。そして排気部304と協働してチャンバー302内部の圧力を制御する。そして、チャンバー302は、内圧が凡そ50Pa程度の圧力に保たれるよう制御されている。
陽極301と、陰極305との間に発生したプラズマはITOターゲット306をスパッタする。スパッタされたITOは、ガラス基板1に堆積され、ITO層2を形成する。
平行平板型スパッタ装置300は、構造が簡単であることから整備性に優れており、安定性高くITO層2を形成することが可能となる。
(ITO層の製造方法−1:温水を用いた洗浄工程)
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物を除去すべく温水を用いた洗浄工程を含むITO層の製造方法について説明する。図3(a),(b)は、温水洗浄により異物が除去される状況を説明するための模式断面図である。
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物を除去すべく温水を用いた洗浄工程を含むITO層の製造方法について説明する。図3(a),(b)は、温水洗浄により異物が除去される状況を説明するための模式断面図である。
まず、ガラス等を用いた基板本体1Aの一方の面に薄膜トランジスタ(:Thin Film Transistor、以下TFTと称する)等が形成され(図示せず)、層間絶縁層が形成されたガラス基板1を220℃で60分間ベークする。この工程を行うことで、後述するITO層2とガラス基板1との密着性が向上する。
次に、上述した平行平板型スパッタ装置300に装着し、ITO層2を形成する。ここで、平行平板型スパッタ装置300に代えて蒸着装置や、プラズマコーティング装置を用いても良い。この工程で、異物402Aが副次的に生じる。この状態を示す断面図を図3(a)に示す。
次に、ガラス基板1に形成されたITO層2を改質するために220℃で60分間ベークする。ベークすることで、ITO層2は結晶化し、耐薬品性が向上し、後述する異物除去工程で損傷を受けにくくなるので好適である。なお、このベーク工程は省略可能であり、ベーク工程を省略することでITO層2の耐薬品性は低下するが、異物402Aの耐薬品性も同時に低下するため、ITO層2と異物402Aとの間の選択比を取ることが可能となる。本実施形態では、ITO層2を改質するために220℃で60分間ベークする工程を行った場合について説明を続ける。
異物は、ITO層2の組成と異なるものが支配的であり、例えば錫過剰の酸化物(異物402A)が含まれている。異物402AとITO層2との組成が異なることで、ITO層2と異物402Aとの間で選択比を確保することが可能となる。そのため、洗浄工程により異物を選択的に除去することが可能となる。具体的には、ITO層2と異物402Aとの間で選択比を取れる温度として30℃以上60℃以下の温度を有する温水中にITO層2を形成したガラス基板1を浸した場合、以下のような反応が生じる。
SnO+H2O⇔SnO2+2H+
図3(b)は、この反応によりITO層2から異物402Aが剥れていく工程を模式化した断面図である。異物402Aの化学反応速度はITO層2に比べて速いため、異物402AとITO層2との間で選択比を取ることができる。そして、この反応により、異物402AのITO層2との付着強度が低下し、異物402AはITO層2から剥れていく。即ち、上記した工程を行うことで異物を選択的に除去することが可能とするITO層2の製造方法を提供することが可能となる。なお、温水洗浄後、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
SnO+H2O⇔SnO2+2H+
図3(b)は、この反応によりITO層2から異物402Aが剥れていく工程を模式化した断面図である。異物402Aの化学反応速度はITO層2に比べて速いため、異物402AとITO層2との間で選択比を取ることができる。そして、この反応により、異物402AのITO層2との付着強度が低下し、異物402AはITO層2から剥れていく。即ち、上記した工程を行うことで異物を選択的に除去することが可能とするITO層2の製造方法を提供することが可能となる。なお、温水洗浄後、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
(ITO層の製造方法−2:酸性洗浄液と温水を用いた洗浄工程)
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物402Aを除去すべく酸性洗浄液を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について図4を用いて説明する。図4(a)〜(c)は異物の除去を本実施形態にかかる洗浄工程を用いて行う工程を説明するための工程断面図である。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。ここで、ITO層2を形成した後の工程断面図を図4(a)に示す。
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物402Aを除去すべく酸性洗浄液を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について図4を用いて説明する。図4(a)〜(c)は異物の除去を本実施形態にかかる洗浄工程を用いて行う工程を説明するための工程断面図である。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。ここで、ITO層2を形成した後の工程断面図を図4(a)に示す。
異物は、ITO層2の組成と異なるものが支配的であり、例えば錫過剰の酸化物(異物402A)が含まれている。異物402AとITO層2との組成が異なることで、ITO層2と異物402Aとの間で選択比を確保することが可能となる。そのため、洗浄工程で異物402Aを選択的に除去することが可能となる。具体的には、例えば燐酸を主として、硝酸と酢酸を加えたものを酸性洗浄液として用い、ITO層2を形成したガラス基板1を浸した場合、以下のような反応が生じる。
SnO2+2H++2e-⇔SnO+H2O
異物402Aの化学反応速度はITO層2に比べて速いため、異物402AとITO層2との間で選択比を取ることができる。そして、この反応により、異物402AのITO層2との付着強度が低下する。この工程後の工程断面図を図4(b)に示す。そして30℃以上60℃以下の温度を有する温水中にITO層2を形成したガラス基板1を浸すことで、異物402Aが剥離される。即ち、異物402Aを選択的に除去することが可能となる。図4(c)は、この反応によりITO層2から異物402Aが剥れていく工程を模式化した断面図である。30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。この場合、60℃以下の温水で洗浄することでITO層2に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらの発生などを最小限に押さえることができる。また、酸性洗浄液処理後、温水処理を行うことでガラス基板1から酸性洗浄液を除去することが可能となり、酸性洗浄液に起因する物質による影響を次工程に与えることがなくなるため、清浄度を維持することが可能となる。
SnO2+2H++2e-⇔SnO+H2O
異物402Aの化学反応速度はITO層2に比べて速いため、異物402AとITO層2との間で選択比を取ることができる。そして、この反応により、異物402AのITO層2との付着強度が低下する。この工程後の工程断面図を図4(b)に示す。そして30℃以上60℃以下の温度を有する温水中にITO層2を形成したガラス基板1を浸すことで、異物402Aが剥離される。即ち、異物402Aを選択的に除去することが可能となる。図4(c)は、この反応によりITO層2から異物402Aが剥れていく工程を模式化した断面図である。30℃以上の温度を有する温水で洗浄することで実用的な速度で異物の除去が可能となる。この場合、60℃以下の温水で洗浄することでITO層2に与える損傷を抑制することが可能となり、蒸気によるむらの発生などを最小限に押さえることができる。また、酸性洗浄液処理後、温水処理を行うことでガラス基板1から酸性洗浄液を除去することが可能となり、酸性洗浄液に起因する物質による影響を次工程に与えることがなくなるため、清浄度を維持することが可能となる。
ここで用いる酸性水溶液としては、乳酸やクエン酸等一般的な酸を用いることが可能であるが、その中でも特に、燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、またはこれらの混合液、または、上記混合液を水で希釈した液体、または燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸単体を水で希釈した液体を用いることが好適であり、ITO層2を含む電気光学装置における有機EL装置10(図8参照)の製造工程で用いられる物質の組合せで異物402Aを選択的に除去することが可能となる。そのため、新規物質の導入に伴う予期せぬ汚染の発生を回避することが可能となる。上記した工程を行うことで異物を選択的に除去することが可能とするITO層2の製造方法を提供することが可能となる。なお、温水洗浄後、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
(ITO層の製造方法−3:電解酸化水と温水を用いた洗浄工程)
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物を除去すべく電解酸化水を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について説明する。図5(a)〜(c)は、電解酸化水洗浄と温水洗浄により異物が除去される状況を説明するための模式断面図である。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物を除去すべく電解酸化水を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について説明する。図5(a)〜(c)は、電解酸化水洗浄と温水洗浄により異物が除去される状況を説明するための模式断面図である。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。
異物には、錫過剰の酸化物としての異物402Aの他に、金属インジウムに近い組成を有する異物402Bが存在する。402Bが存在する状態での断面図を図5(a)に示す。この異物402Bの除去には、電解酸化水を用いることが好適となり、ITO層2と異物402Bとの間で選択比を確保することが可能となる。電解酸化水としては、pHが例えば2〜3程度、酸化還元電位(ORP)が例えば900(mVvs.Ag/AgCl)程度の値を有するものを用いることができる。この場合には、以下のような反応が生じ、異物402BのITO層2への結合状態が緩む。
In→In3++3e-
In3++OH-→InOH2+
In→In3++3e-
In3++OH-→InOH2+
一方、ITO層2は電解酸化水に対して耐性があり、異物402Bとの間で選択比を取ることができる。そして、この反応により、異物402BとITO層2との付着強度が低下する。この状態での工程断面図を図5(b)に示す。ここで、30℃以上60℃以下の温度を有する温水中に浸すことで異物402BはITO層2から剥離する。図5(c)は、この反応によりITO層2から異物402Bが剥れていく工程を模式化した工程断面図である。
電解酸化水製造に用いる物質としては、アルカリ金属を除去するため十分な洗浄を行うことが可能な場合には塩化ナトリウム等を用いても良い。また、アルカリ金属による汚染を確実に防止するためには、炭酸アンモニウム等、アルカリ金属を用いない電解質を用いることが好適である。上記した工程を行うことで、異物を選択的に除去しうるITO層2の製造方法を提供することが可能となる。なお、温水洗浄後、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
(ITO層の製造方法−4:酸性洗浄液と電解酸化水と温水を用いた洗浄工程)
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物402A,402Bを除去すべく酸性洗浄液を用いた洗浄工程と、電解酸化水を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について図6を用いて説明する。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。図6(a)〜(d)は、ITO層2を形成した後、異物を除去する工程を示す工程断面図である。
以下、ITO層2を形成した後、有機EL装置等で欠陥を発生させる異物402A,402Bを除去すべく酸性洗浄液を用いた洗浄工程と、電解酸化水を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程を含むITO層2の製造方法について図6を用いて説明する。なお、以下の説明では上述したものと同様の部分については重複を避けるため、記載を省いている。図6(a)〜(d)は、ITO層2を形成した後、異物を除去する工程を示す工程断面図である。
ここで、酸性洗浄液と電解酸化水による洗浄工程は順不同で行えるが、ここでは、酸性洗浄液を用いた洗浄工程の次に電解酸化水を用いた洗浄工程を行い、30℃以上60℃以下の温度を有する温水で処理する場合について説明する。また、電解酸化水を用いた洗浄工程と、温水を用いた洗浄工程との間に別の工程を挿入しても良い。
ガラス基板1に重ねてITO層2を形成した場合、図6(a)のように異物402A,402Bが副次的に形成される。ここで、まず酸性洗浄液を用いて洗浄した場合、図6(b)に示すように異物402AとITO層2との付着強度が低下する。次に、水洗により酸性洗浄液を置換する。ここで、30℃以上60℃以下の温水を用いても良く、この場合にはこの工程で異物402Aを除去することができる。また、酸性洗浄液を置換する工程は省略可能であり、酸性洗浄液がガラス基板1に付着した状態で次工程を行っても良い。本実施形態では、常温の水洗を行う場合について説明を続ける。水洗後、電解酸化水を用いて洗浄した場合、異物402BとITO層2との付着強度が低下する。この状態を図6(c)に示す。次に、30℃以上60℃以下の温水を用いて洗浄する。この工程により、異物402A,402Bが除去される。この状態を図6(d)に示す。このITO層2の製造工程を用いることで、錫過剰の異物とインジウム過剰の異物を共に除去し得るITO層2の製造方法を提供することが可能となる。なお、温水洗浄後、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
(平行平板型スパッタ装置のターゲット構造)
以下、ITO層2を形成するための平行平板型スパッタ装置300におけるITOターゲット306の構造について説明する。図7(a),(b)は、図2で記載したITOターゲット306の平面構造を説明するための平面図である。例えば一辺が500mmのガラス基板1を用いる場合、図7(a)に示すように単位ITOターゲット306Aを3つ程度用いる必要がある。
以下、ITO層2を形成するための平行平板型スパッタ装置300におけるITOターゲット306の構造について説明する。図7(a),(b)は、図2で記載したITOターゲット306の平面構造を説明するための平面図である。例えば一辺が500mmのガラス基板1を用いる場合、図7(a)に示すように単位ITOターゲット306Aを3つ程度用いる必要がある。
平行平板型スパッタ装置300を用いる場合、ガラス基板1の寸法と同程度の面積を有するITOターゲット306を用いることが必要となる。この場合、複数の単位ITOターゲット306Aを用いタイル状に配置することが必要となるが、単位ITOターゲット306Aの継ぎ目から、図6(a)に示すような、異物402A,402Bが発生する。ここで、ガラス基板1の寸法が大きくなるにつれて、ITOターゲット306に望まれる寸法は大きくなるが、製造上の問題から単位ITOターゲット306Aの寸法を大きくすることが困難となる。
ここで、上記したように異物402A,402Bを除去することができれば、単位ITOターゲット306Aを小さくしても、異物402A,402Bが取り除かれたITO層2を得ることが可能となり、製造しやすい寸法で単位ITOターゲット306Aを構成することができる。図7(b)は、単位ITOターゲット306Aを敷き詰めて、大型化したITOターゲット306Nを形成した平面図である。図7(b)に示すように、ガラス基板1の大型化が進み、例えば一辺が1000mmのITOターゲット306Nを用いる場合でも、異物402A,402Bを取り除けることで、単位ITOターゲット306Aの寸法を増加させることなくITOターゲット306Nを構成することが可能となる。
(電気光学装置の製造方法)
以下、ITO層2の製造方法を用いた応用例として、電気光学装置としての有機EL装置の製造方法について説明する。図8は、ITO層2を含む有機EL装置10の等価回路図である。ここで、「上」とは、各図面の上方向を指すものとする。
以下、ITO層2の製造方法を用いた応用例として、電気光学装置としての有機EL装置の製造方法について説明する。図8は、ITO層2を含む有機EL装置10の等価回路図である。ここで、「上」とは、各図面の上方向を指すものとする。
図8に示す有機EL装置10は、スイッチング素子としてTFT122,123を有している。TFT122,TFT123を用いたアクティブマトリクス方式のものを用いる場合、複数の走査線101と、各走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、各信号線102に並列に延びる複数の電源線103とからなる配線構成を有すると共に、走査線101及び信号線102の各交点付近に、サブ画素40が設けられている。
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路100が接続されている。また、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路80が接続されている。サブ画素40の各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用のTFT122と、スイッチング用のTFT122を介して信号線102と共有される画素信号を保持する保持容量113と、が含まれる。そして、保持容量113によって保持される画素信号がゲート電極に供給される駆動用のTFT123と、TFT123を介して電源線103に電気的に接続したときに、当該電源線103から駆動電流が与えられる画素電極23と、画素電極23と対向する対向電極50との間に挟み込まれた有機EL素子17(R,G,B)と、が設けられている。
以下、有機EL装置10の製造方法について説明する。図9(a)〜(d)は、有機EL装置10の製造方法を説明するための工程断面図、図10は以下に示される製造方法を用いて製造された有機EL装置10の平面図である。
まず、TFT122,TFT123(図8参照)を含み、層間絶縁層401が形成されたガラス基板1に対して、ITO層2を上述した平行平板型スパッタ装置300(図2参照)を用いて製造する。ここで、平行平板型スパッタ装置300に代えて蒸着装置や、プラズマコーティング装置を用いても良い。この工程で、錫過剰の酸化物を含む異物402A、金属インジウムに近い組成を有する異物402Bが副次的に生じる。この状態を示す断面図を図9(a)に示す。
異物402A,402Bが残る場合、陽極となるITO層2と陰極219(図9(d)参照)との短絡により黒線が発生して、有機EL装置10の画質が低下する。黒線状の欠陥が発生した場合、短絡している箇所を探索し、除去する工程が必要となり、特に大画面化・高精細化した有機EL装置では、この修正工程に必要とする時間が長くなるため、生産性が低下する。また、黒線欠陥を修正しても黒点欠陥が残り、画質の低下は避けられない。ここで、透明電極の異物を化学的に取り除くことで、暗点探索・修復工程にかかる負荷を抑えることが可能となる。
次に、酸性洗浄液により、ITO層2が形成されたガラス基板1を洗浄する。そして、30℃以上60℃以下の温水を用いて洗浄を行う。この洗浄を行うことで、異物402Aを除去することができる。この工程を終えた状態を図9(b)に示す。ここで、温水を用いて洗浄した後に、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
次に、電解酸化水を用いて、ITO層2が形成されたガラス基板1を洗浄する。そして、30℃以上60℃以下の温水を用いて洗浄する。この洗浄を行うことで、異物402Bを除去することができる。この工程を終えた状態を図9(c)に示す。ここで、温水を用いて洗浄した後に、常温の超純水等を用いて洗浄を行う工程を追加しても良い。
次に、第1隔壁215、第2隔壁216を形成した後、正孔輸送層217、有機発光層218を液滴吐出法等の製造工程を用いて形成する。そしてスパッタ法等を用いて陰極219、金属電極220を形成し、有機EL素子17(R,G,B)を形成する。そして、データ線駆動回路100等と接続させることで、有機EL素子17(R,G,B)を含む有機EL装置10が形成される。この工程を終えた状態を図9(d)に示す。有機EL装置10は、線欠陥につながる異物402A,402Bを予め除去しているため、欠陥数が抑えられる。そのため、表示品質の良い有機EL装置10の製造方法を提供することが可能となる。
次に、図10を用いて有機EL装置10について説明する。図10に示すように、ガラス基板1の実表示領域4には、R,G,Bに対応して設けられたサブ画素40(図8参照)に含まれる有機EL素子17(R,G,B)がマトリクス状に規則的に配置される。そして有機EL素子17(R,G,B)に対応するサブ画素40を一組として画素41が構成される。本実施形態において画素部3(図中一点鎖線枠内)は、中央部分の実表示領域4(図中二点鎖線枠内)と、実表示領域4の周囲に配置されたダミー領域5(一点鎖線及び二点鎖線の間の領域)とに区画されている。そして、実表示領域4を挟むように、走査線駆動回路80が配置される。
また、実表示領域4上方には検査回路90が配置されている。検査回路90は、有機EL装置10の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段(図示せず)を備え、製造途中や出荷時におけるカラー有機ELディスプレイの品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。有機EL装置10の製造方法を用いることで、有機EL素子17(R,G,B)における電極間ショートの発生が抑えられる。そのため、線欠陥の発生が抑えられた高品質の画像が得られる有機EL装置10を製造し得る製造方法を提供することが可能となる。
1…ガラス基板、1A…基板本体、2…ITO層、3…画素部、4…実表示領域、5…ダミー領域、10…有機EL装置、17…有機EL素子、23…画素電極、40…サブ画素、50…対向電極、80…走査線駆動回路、90…検査回路、100…データ線駆動回路、101…走査線、102…信号線、103…電源線、113…保持容量、122…TFT、123…TFT、200…電解還元水供給装置、201…電解質容器、202…電解酸化水容器、203…電解還元水容器、204…イオン交換膜、205…イオン交換膜、206…陽極、207…陰極、208…電源、215…第1隔壁、216…第2隔壁、217…正孔輸送層、218…有機発光層、219…陰極、220…金属電極、300…平行平板型スパッタ装置、301…陽極、302…チャンバー、303…ガス導入部、304…排気部、305…陰極、306…ITOターゲット、306A…単位ITOターゲット、306N…ITOターゲット、307…磁石、308…RF電源、401…層間絶縁層、402A…異物、402B…異物。
Claims (8)
- ITO(インジウム・錫・酸化物)層を30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とするITO層の製造方法。
- ITO層を酸性洗浄液で洗浄する工程と、
30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とするITO層の製造方法。 - 請求項2に記載のITO層の製造方法であって、前記酸性洗浄液は、燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、またはこれらの混合液、または前記混合液を水で希釈した液体、または燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸単体を水で希釈した液体であることを特徴とするITO層の製造方法。
- ITO層を電解酸化水で洗浄する工程と、
30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程を含むことを特徴とするITO層の製造方法。 - ITO層を電解酸化水で洗浄する工程と、
酸性洗浄液で洗浄する工程と、
を順不同で含み、
30℃以上60℃以下の温度を有する温水で洗浄する工程と、を含むことを特徴とするITO層の製造方法。 - 請求項5に記載のITO層の製造方法であって、前記酸性洗浄液は、燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、またはこれらの混合液、または、前記混合液を水で希釈した液体、または燐酸、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸単体を水で希釈した液体であることを特徴とするITO層の製造方法。
- 請求項4または5に記載のITO層の製造方法であって、前記電解酸化水は炭酸アンモニウム水溶液を用いて製造されることを特徴とするITO層の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のITO層の製造方法を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2008148928A JP2009295461A (ja) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Ito層の製造方法及び電気光学装置の製造方法 |
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JP2013101790A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 透明導電性酸化物膜付基板の製造方法 |
JP2020113390A (ja) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | 株式会社東海理化電機製作所 | 有機el素子の製造方法及び有機el装置 |
-
2008
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