(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、前記ガラス基板上に設けられる下地ガラス層と、前記下地ガラス層の上に設けられ、レーザーによりパターニングされた透明導電膜とを備える透明導電膜付ガラス基板であって、
前記下地ガラス層は、前記レーザーの波長において、前記透明導電膜の吸収率より小さく、かつ前記ガラス基板の吸収率より大きい吸収率を有しており、
前記レーザーによりパターニングされて前記透明導電膜の一部が除去されたパターニング領域は、第１の線状部分と、第２の線状部分と、前記第１の線状部分と前記第２の線状部分とを接続する接続部分とを有し、前記第１の線状部分と前記第２の線状部分のなす角度が１２０°以下であり、前記接続部分の曲率半径が０．５ｍｍ以上である、透明導電膜付ガラス基板。
【請求項２】
前記下地ガラス層は、ビスマス系ガラスを含む、請求項１に記載の透明導電膜付ガラス基板。
【請求項３】
前記下地ガラス層は、前記ガラス基板の屈折率より高い屈折率を有する、請求項１または２に記載の透明導電膜付ガラス基板。
【請求項４】
前記下地ガラス層が設けられている前記ガラス基板の表面に、凹凸が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明導電膜付ガラス基板。
【請求項５】
有機エレクトロルミネセンス素子用ガラス基板である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明導電膜付ガラス基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明導電膜付ガラス基板を製造する方法であって、
前記パターニングがなされる前の前記透明導電膜が前記下地ガラス層の上に形成された前記ガラス基板を作製する工程と、
前記第１の線状部分、前記接続部分、及び前記第２の線状部分の順またはこの逆の順に前記レーザーを走査して、前記透明導電膜に前記レーザーを照射し、前記パターニング領域を形成する工程とを備える、透明導電膜付ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜付ガラス基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイやエレクトロルミネセンス素子などにおいて、電極として用いる透明導電膜を、ガラス基板などの透明基板上に形成し、透明導電膜をレーザーでパターニングすることが知られている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００３】
有機エレクトロルミネセンス素子などにおいては、光の取り出し効率を高めるため、ガラス基板と透明導電膜の間に、ガラス基板よりも屈折率の高い下地ガラス層が設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０７５５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、下地ガラス層を設けた場合、レーザーで透明導電膜をパターニングする際、透明導電膜または下地ガラス層に変色や損傷が生じやすいという課題を見出した。
【０００６】
本発明の目的は、下地ガラス層の上に形成された透明導電膜をレーザーでパターニングする際、透明導電膜または下地ガラス層に変色や損傷が生じるのを抑制することができる透明導電膜付ガラス基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の透明導電膜付ガラス基板は、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられる下地ガラス層と、下地ガラス層の上に設けられ、レーザーによりパターニングされた透明導電膜とを備える透明導電膜付ガラス基板であって、下地ガラス層は、レーザーの波長において、透明導電膜の吸収率より小さく、かつガラス基板の吸収率より大きい吸収率を有しており、レーザーによりパターニングされて透明導電膜の一部が除去されたパターニング領域は、第１の線状部分と、第２の線状部分と、第１の線状部分と第２の線状部分とを接続する接続部分とを有し、第１の線状部分と第２の線状部分のなす角度が１２０°以下であり、接続部分の曲率半径が０．５ｍｍ以上であることを特徴としている。
【０００８】
下地ガラス層としては、ビスマス系ガラスを含むものが挙げられる。
【０００９】
下地ガラス層としては、ガラス基板の屈折率より高い屈折率を有するものが挙げられる。
【００１０】
レーザーとしては、例えば、フェムト秒レーザーを用いることができる。
【００１１】
下地ガラス層が設けられているガラス基板の表面には、凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の透明導電膜付ガラス基板は、例えば、有機エレクトロルミネセンス素子用ガラス基板として用いられる。
【００１３】
本発明の製造方法は、上記本発明の透明導電膜付ガラス基板を製造することができる方法であって、パターニングがなされる前の透明導電膜が下地ガラス層の上に形成されたガラス基板を作製する工程と、第１の線状部分、接続部分、及び第２の線状部分の順またはこの逆の順にレーザーを走査して、透明導電膜にレーザーを照射し、パターニング領域を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、下地ガラス層の上に形成された透明導電膜をレーザーでパターニングする際、透明導電膜または下地ガラス層に変色や損傷が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の透明導電膜付ガラス基板を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の透明導電膜付ガラス基板を示す模式的平面図である。
【図３】図２に示す第１の線状部分、第２の線状部分、及び接続部分を拡大して示す模式的平面図である。
【図４】比較例における第１の線状部分、第２の線状部分、及び接続部分を拡大して示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態の透明導電膜付ガラス基板を示す模式的断面図である。図２は、本発明の一実施形態の透明導電膜付ガラス基板を示す模式的平面図である。図１は、図２に示すＩ−Ｉ線に沿う模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態の透明導電膜付ガラス基板６は、ガラス基板１と、ガラス基板１の主面１ａ上に設けられる下地ガラス層２と、下地ガラス層２の主面２ａの上に設けられる透明導電膜３とを備えている。ガラス基板１の主面１ａには、凹凸が形成されている。したがって、下地ガラス層２は、凹凸が形成された主面１ａの上に設けられている。
【００１８】
透明導電膜３には、レーザーによりパターニングされて透明導電膜３の一部が除去されたパターニング領域１０が形成されている。透明導電膜３は、パターニング領域１０により第１の電極４と第２の電極５に分割されている。
【００１９】
本実施形態の透明導電膜付ガラス基板６は、例えば、有機エレクトロルミネセンス素子用ガラス基板として用いることができる。有機エレクトロルミネセンス素子用ガラス基板として用いる場合、透明導電膜付ガラス基板６の上には有機エレクトロルミネセンス層が設けられる。有機エレクトロルミネセンス層が発光して、有機エレクトロルミネセンス層から出射された光は、透明導電膜３及びガラス基板１を通り、外部に取り出される。下地ガラス層２は、有機エレクトロルミネセンス層から出射された光の取り出し効率を高めるため、透明導電膜３とガラス基板１の間に設けられている。
【００２０】
すなわち、一般に、有機エレクトロルミネセンス層の屈折率ｎｄは１．８〜１．９程度であり、透明導電膜３の屈折率ｎｄは１．９〜２．０程度であり、ガラス基板１の屈折率ｎｄは、通常、１．５程度である。このため、下地ガラス層２が設けられていない場合、ガラス基板１と透明導電膜３の屈折率差が大きいので、ガラス基板１と透明導電膜３の界面で、有機エレクトロルミネセンス層からの光が反射されてしまい、光を効率良く外部に取り出すことができない。
【００２１】
本実施形態のように、ガラス基板１と透明導電膜３の間に下地ガラス層２を設け、下地ガラス層２の屈折率ｎｄを、透明導電膜３の屈折率ｎｄに近づけることにより、上記の光反射を抑制することができ、光を効率良く外部に取り出すことができる。したがって、下地ガラス層２は、一般に、ガラス基板１より高い屈折率ｎｄ、例えば、１．８〜２．２を有するガラスから形成される。このようなガラスとしては、ビスマス系ガラスが挙げられる。ビスマス系ガラスとしては、ガラス組成としてＢｉ２Ｏ３を１０モル％以上含有するガラスが挙げられる。
【００２２】
ビスマス系ガラスの具体的な組成としては、モル％表示で、Ｂｉ２Ｏ３  １０〜３５％、Ｂ２Ｏ３  ２０〜３５％、ＳｉＯ２  ５超〜３５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＺｎＯ  ０〜１０％、ＺｒＯ２  １〜８％を含有するガラス、及びモル％表示で、Ｂｉ２Ｏ３  １０〜３５％、Ｂ２Ｏ３  ２０〜３５％、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３  ２１〜４５％、ＺｎＯ  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０．１〜１０％を含有するガラスなどが挙げられる。ここで「ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３」とは、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の合計を意味する。
【００２３】
また、本実施形態のように、ガラス基板１の主面１ａに凹凸を形成することによって、下地ガラス層２とガラス基板１の界面での光の反射を低減でき、さらに効率良く光を外部に取り出すことができる。主面１ａに凹凸が形成されたガラス基板１は、例えば、平坦な表面を有するガラス板に対して、サンドブラスト法、ゾルゲルスプレー法、エッチング法などの方法を施すことにより作製することができる。或いは表面に凹凸が形成された金型でガラス板をプレス成形したり、表面に凹凸が形成されたロールで溶融ガラスをロール成板したりすることにより作製することもできる。
【００２４】
主面１ａの表面粗さＲａは、例えば、０．０５〜２μｍの範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは、０．０５〜１．５μｍの範囲である。主面１ａの表面粗さＲａが小さすぎると、十分な光取り出し効率が得られない場合がある。また、主面１ａの表面粗さＲａが大きすぎると、十分な光取り出し効率が得られないとともに、下地ガラス層２の厚みを必要以上に厚くしなければならない場合がある。
【００２５】
透明導電膜３としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、フッ素をドープした錫酸化物（ＦＴＯ）などの導電性を有する複合酸化物薄膜を用いることができる。特に、インジウム錫酸化物が好ましく用いられる。
【００２６】
ガラス基板１としては、特に限定されるものではなく、光の取り出し効率が低減されないものであればよい。
【００２７】
本発明においては、透明導電膜３をレーザーでパターニングすることにより、透明導電膜３の一部を除去して、パターニング領域１０を形成する。レーザーとしては、その波長における透明導電膜３の吸収率が大きいレーザーが用いられる。例えば、ＩＴＯ膜の場合、１０００ｎｍ以上の波長において、吸収率が大きくなる。このため、１０００ｎｍ以上の波長のレーザーを用いてパターニングすることにより、ＩＴＯ膜をレーザー照射で除去してパターニング領域１０を形成することができる。
【００２８】
上述のように、本発明者らは、透明導電膜３をレーザーでパターニングして、透明導電膜３の一部をレーザー照射で除去する際、透明導電膜３または下地ガラス層２に変色や損傷を生じる場合があることを見出した。特に、レーザーの走査方向が垂直方向に変化するコーナー部において、このような変色や損傷が生じやすいことを見出した。この原因について検討したところ、レーザーの走査方向が垂直方向に変化する際、走査速度が減少し、レーザーの照射時間が相対的に長くなるため、その部分において熱が蓄積され、変色や損傷が生じていることがわかった。また、レーザーの波長において、下地ガラス層２も大きな吸収率を有するため、このような現象が生じていることがわかった。
【００２９】
したがって、本発明において、下地ガラス層２は、レーザーの波長において、透明導電膜３の吸収率より小さく、かつガラス基板１の吸収率より大きい吸収率を有している。レーザーの波長における下地ガラス層２の吸収率は、透明導電膜３の吸収率の１０〜６０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜３０％の範囲内である。
【００３０】
レーザーの波長は、透明導電膜３がその波長において大きな吸収率を有するものであれば、特に限定されない。レーザーの波長は、例えば、１０００ｎｍ以上であることが好ましく、１３００ｎｍ以上であることがより好ましく、１５００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。レーザーの波長の上限値は、特に限定されるものではないが、レーザーの波長は、２０００ｎｍ以下であることが一般的である。
【００３１】
レーザーは、１０ピコ秒以下のパルスレーザーであることが好ましく、より好ましくは、１ピコ秒以下の超短パルスレーザーであり、特に好ましくは、フェムト秒レーザーである。このようなパルス幅の小さいレーザーを用いることにより、多光子吸収現象を生じさせ、周辺部分に熱を拡散させることなくパターニングすることができる。
【００３２】
レーザーのスポット径は、パターニング領域の幅の２０％〜１００％の範囲内であることが好ましく、５０％〜１００％の範囲内であることがさらに好ましい。
【００３３】
なお、レーザーは、一般に透明導電膜３の厚み方向（ｚ方向）に、透明導電膜３側から照射される。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態の透明導電膜付ガラス基板を示す模式的平面図である。図２に示す透明導電膜付ガラス基板６は、有機エレクトロルミネセンス素子１個分の透明導電膜３のパターニング回路を示している。図２に示す透明導電膜付ガラス基板６は、隣接して他の有機エレクトロルミネセンス素子が形成されているマザーガラス基板の中の１つのガラス基板である。
【００３５】
図２に示すように、直線状のパターニング領域３０及び４０がｘ方向に延びるように形成されており、これらのパターニング領域３０及び４０と直交するｙ方向に延びるように直線状のパターニング領域５０及び６０が形成されている。これらのパターニング領域３０、４０、５０及び６０により、透明導電膜３は、隣接する素子の透明導電膜と分割されている。
【００３６】
透明導電膜３には、図１に示すパターニング領域１０が形成されている。パターニング領域１０により、透明導電膜３が分割され、第１の電極４及び第２の電極５が形成されている。例えば、第１の電極４を陽極、第２の電極５を陰極として用いることができる。第２の電極は、有機エレクトロルミネセンス層の上に設けられる電子注入電極と接続することができる。
【００３７】
図２に示すように、パターニング領域１０は、ｘ方向に延びる第１の線状部分１１とｙ方向に延びる第２の線状部分１２を有する。第１の線状部分１１と第２の線状部分１２とは、接続部分１３により接続されている。また、パターニング領域１０は、ｙ方向に延びる第２の線状部分１４を有し、第２の線状部分１４と第１の線状部分１１とは、接続部分１５により接続されている。
【００３８】
また、パターニング領域１０は、ｘ方向に延びる第１の線状部分１６を有し、第１の線状部分１６と第２の線状部分１２とは、接続部分１７により接続されている。また、パターニング領域１０は、ｘ方向に延びる第１の線状部分１８を有し、第１の線状部分１８と第２の線状部分１４とは、接続部分１９により接続されている。
【００３９】
また、パターニング領域１０は、ｙ方向に延びる第２の線状部分２１を有し、第２の線状部分２１と第１の線状部分１６とは、接続部分２２により接続されている。また、パターニング領域１０は、ｙ方向に延びる第２の線状部分２３を有し、第２の線状部分２３と第１の線状部分１８とは、接続部分２４により接続されている。
【００４０】
図３は、図２に示す第１の線状部分１１、第２の線状部分１２、及び接続部分１３を拡大して示す模式的平面図である。図３に示すように、第１の線状部分１１と第２の線状部分１２は、それらのなす角度がθとなるように形成されている。本実施形態において、角度θは、９０°である。本発明はこれに限定されるものではなく、第１の線状部分１１と第２の線状部分１２のなす角度θは、１２０°以下であればよい。第１の線状部分１１と第２の線状部分１２のなす角度θは、好ましくは、８０°〜１００°の範囲内である。
【００４１】
第１の線状部分１１と第２の線状部分１２とを接続する接続部分１３は、本実施形態において、円弧状に形成されている。本発明において、接続部分１３の曲率半径は、０．５ｍｍ以上である。接続部分１３の曲率半径は、好ましくは、１．０ｍｍ以上である。接続部分１３の曲率半径をこのような範囲にすることにより、透明導電膜３または下地ガラス層２に変色や損傷を生じるのをより効果的に抑制することができる。接続部分１３の曲率半径が大きくなりすぎると、パターニング領域の形成が困難になる場合がある。したがって、接続部分１３の曲率半径は、５．０ｍｍ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００４２】
図４は、比較例における第１の線状部分１１、第２の線状部分１２、及び接続部分３４を拡大して示す模式的平面図である。図４に示す比較例では、第１の線状部分１１と第２の線状部分１２とを接続する接続部分３４が、曲率半径０．５ｍｍ以上の円弧状に形成されていない。このような場合、第１の線状部分１１、接続部分３４及び第２の線状部分１２の順、あるいは第２の線状部分１２、接続部分３４及び第１の線状部分１１の順で、レーザーが走査された際、接続部分３４でレーザーがｘ方向及びｙ方向のいずれにも移動しない瞬間が生じる。このため、レーザーが長い時間停滞する箇所が生じ、その部分において熱が蓄積され、透明導電膜３または下地ガラス層２に変色や損傷が生じる。
【００４３】
これに対し、図３に示すように、接続部分１３が、曲率半径０．５ｍｍ以上の円弧状に形成されている場合、常にｘ方向及びｙ方向の少なくともいずれかの方向にレーザーが移動しながら接続部分１３を通過するので、レーザーが長い時間停滞する箇所を生じない。このため、透明導電膜３または下地ガラス層２に変色や損傷を生じるのを抑制することができる。
【００４４】
図３及び図４を参照して、接続部分１３について説明したが、図２に示す接続部分１５、１７、１９、２２、及び２４についても、接続部分１３と同様に、曲率半径０．５ｍｍ以上の円弧状に形成することにより、これらの部分において、透明導電膜３または下地ガラス層２に変色や損傷を生じるのを抑制することができる。
【００４５】
図２においては、ｘ方向に延びる線状部分を第１の線状部分、ｙ方向に延びる線状部分を第２の線状部分として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ｙ方向に延びる線状部分を第１の線状部分、ｘ方向に延びる線状部分を第２の線状部分としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１……ガラス基板
１ａ……主面
２……下地ガラス層
２ａ……主面
３……透明導電膜
４……第１の電極
５……第２の電極
６……透明導電膜付ガラス基板
１０，３０，４０，５０，６０……パターニング領域
１１，１６，１８……第１の線状部分
１２，１４，２１，２３……第２の線状部分
１３，１５，１７，１９，２２，２４，３４……接続部分
【図１】
0006507729.tif 000002
【図２】
0006507729.tif 000003
【図３】
0006507729.tif 000004
【図４】
0006507729.tif 000005