(57)【要約】【課題】良好な透明性及び電極特性を有した電極シート、及び前記電極シートからなる発光ムラのない分散型ＥＬ等を提供すること。【解決手段】透明基体上に、金属層を有する導電パターンを設けた電極シートであって、前記導電パターンは金属層のない開口部が、縦横連続して点在し、且つ、金属層の厚みが０．０１〜１μｍ、導電パターンの線幅が１〜１０μｍ、ピッチ幅が５〜２００μｍ、線幅に対するピッチ幅の比が５〜４０、導電パターンのシート抵抗値が０．０８〜５０Ω／□である電極シート。【選択図】図１
2004164919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基体上に、金属層からなる導電パターンを有する電極シートであって、前記導電パターンは金属層のない開口部が、縦横連続して点在することを特徴とする電極シート。
【請求項２】
前記金属層の厚みが０．０１〜１μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電極シート。
【請求項３】
前記導電パターンの線幅（ａ）が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電極シート。
【請求項４】
前記導電パターンのピッチ幅（ｂ）が５〜２００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極シート。
【請求項５】
前記導電パターンの線幅に対するピッチ幅の比（ｂ／ａ）が５〜４０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電極シート。
【請求項６】
前記導電パターンの開口率が６４〜９５％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電極シート。
【請求項７】
前記導電パターンのシート抵抗値が０．０８〜５０Ω／□であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電極シート。
【請求項８】
次の（イ）〜（ニ）に記載する工程を順次行うことによって得られることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電極シート。
（イ）透明基体の片面に、薄膜形成手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する工程、
（ロ）前記金属層をフォトリソグラフィ法により現像して、非導電パターン部分を露出する工程、
（ハ）非導電パターン部分を化学エッチングして、金属層を溶解除去する工程、
（ニ）導電パターンの残存レジストを剥離除去する工程。
【請求項９】
次の（イ）〜（ニ）に記載する工程を順次行うことを特徴とする電極シートの製造方法。
（イ）透明基体の片面に、薄膜形成手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する工程、
（ロ）前記金属層をフォトリソグラフィ法により現像して、非導電パターン部分を露出する工程、
（ハ）非導電パターン部分を化学エッチングして、金属層を溶解除去する工程、
（ニ）導電パターンの残存レジストを剥離除去する工程。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の電極シートを用いたことを特徴とするＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧を印加して用いられる電極シートとその製造方法に関する。また該電極シートを用いた分散型エレクトロルミネセント（ＥＬ）等の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散型ＥＬは図６に示すように、基本的には透明基体１１、透明電極１２、蛍光物質を分散させた発光層１３、絶縁層１４、背面電極１５、背面絶縁層１６により構成される。透明電極１２と背面電極１５とを電源１７に接続し、電圧を加えることにより発光し、表示板やバックライト等に利用されている。
【０００３】
ここで、使用される透明電極は、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が上げられる。ＩＴＯは、ある程度の透過率を維持しつつ表面抵抗値を下げても、その膜の特性から表面抵抗値は数十Ω／□程度が限界である。これにより、とくに大型の分散型ＥＬの場合、電源を接続した部位から離れた部位は電圧降下が生じ、透明電極と背面電極間の印加電圧が小さくなり、明るさが保たれない発光ムラの原因になった。この電圧降下を回避するために、ＩＴＯ面には銀インク等による配線電極（バスバー）を印刷する方法もあるが、この場合も配線電極から離れた部位は、明るさが保たれない発光ムラは解消されなかった。また、ＩＴＯを用いた分散型ＥＬは、対湿熱環境によってＩＴＯ劣化が発生し、輝度低下を招くため、防湿対策が不可欠であった。
発光ムラ対策としては、透明樹脂フィルム上に形成された互いに接触せずに噛み合い、それぞれに独立した電圧を印加できる二つの細線櫛歯状の光透過性電極層上に一色の発光色の発光体層を全面に形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、金属薄膜からなるシートは、薄膜ヒータに用いられているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−８２５８７号公報（第１−３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平４−３５７６９２号公報（第１−３頁、第７図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、良好な透明性及び電気特性を有しかつ対湿熱環境性に優れた電極シートを提供し、該電極シートからなる発光ムラのない分散型ＥＬを提供することを主な目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような問題点を解決することを主な目的として、鋭意検討を行った。その結果、金属の種類、金属層の厚み、線幅、ピッチ幅、並びに、線幅とピッチ幅の比を特定の範囲に設定することによって、透明性及び電気特性に優れ、且つ対湿熱環境に優れた電極シートが得られることを見出し、更に検討を重ねて、本発明を完成するに到った。即ち、本発明は次の事項に係る。
【０００７】
１．透明基体上に、金属層からなる導電パターンを有する電極シートであって、前記導電パターンは金属層のない開口部が、縦横連続して点在する電極シート。
【０００８】
２．金属層の厚みが０．０１〜１μｍである１に記載の電極シート。
【０００９】
３．導電パターンの線幅（ａ）が１〜１０μｍである１又は２のいずれかに記載の電極シート。
【００１０】
４．導電パターンのピッチ幅（ｂ）が５〜２００μｍである１〜３のいずれかに記載の電極シート。
【００１１】
５．導電パターンの線幅に対するピッチ幅の比（ｂ／ａ）が５〜４０である１〜４のいずれかに記載の電極シート。
【００１２】
６．導電パターンの開口率が６４〜９５％である１〜５のいずれかに記載の電極シート。
【００１３】
７．導電パターンのシート抵抗値が０．０８〜５０Ω／□である１〜６のいずれかに記載の電極シート。
【００１４】
８．次の（イ）〜（ニ）に記載する工程を順次行うことによって得られる１〜７のいずれかに記載の電極シート。
（イ）透明基体の片面に、薄膜形成手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する工程、
（ロ）前記金属層をフォトリソグラフィ法により現像して、非導電パターン部分を露出する工程、
（ハ）非導電パターン部分を化学エッチングして、金属層を溶解除去する工程、
（ニ）導電パターンの残存レジストを剥離除去する工程。
【００１５】
９．次の（イ）〜（ニ）に記載する工程を順次行うことを特徴とする電極シートの製造方法。
（イ）透明基体の片面に、薄膜形成手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する工程、
（ロ）前記金属層をフォトリソグラフィ法により現像して、非導電パターン部分を露出する工程、
（ハ）非導電パターン部分を化学エッチングして、金属層を溶解除去する工程、
（ニ）導電パターンの残存レジストを剥離除去する工程。
【００１６】
１０．１〜７のいずれかに記載の電極シートを用いたＥＬ装置。
【００１７】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について、具体的に説明する。
導電パターン
導電パターンは、図１のように、ある形状を有する開口部３が縦横連続して繰り返した幾何学的形状からなるものであって、導電性金属からなる金属層２を有する。開口部３の形状は特に制限されることはなく、例えば、正方形、長方形、３又は５〜１０の正多角形、円形、菱形等が挙げられる。このうち、正方形の形状のものが、透過率と電気性能を両立し易く好ましい。
【００１８】
ここで、本発明における線幅、ピッチ幅、線幅に対するピッチ幅の比、及び、開口率について、正方形の格子パターンの場合を例として、図２を用いて、説明する。図２は、図１の構成単位である。開口部３は、該金属層からなる導電パターンよって形成されている。ａは線幅であって、構成単位の一辺を形成する線の幅を示す。ｂは、ピッチ幅であって、構成単位の一辺の長さを示す。線幅に対するピッチ幅の比は、ｂ／ａで表される。開口率（％）と、線幅及びピッチ幅は、次の数１の関係にある。
数１：開口率（％）＝１００×（ｂ−ａ）２／ｂ２
【００１９】
本発明において、導電パターンの線幅（ａ）は、１〜１０μｍ、好ましくは、１〜７μｍ、更に好ましくは２〜５μｍである。線幅が大きすぎる場合には、発光する部分を遮蔽する面積が多くなり輝度の点で好ましくなく、小さすぎる場合には電気特性の点で好ましくない。
導電パターンのピッチ幅（ｂ）は、５〜２００μｍ、好ましくは、１０〜１００μｍ、更に好ましくは２０〜５０μｍである。ピッチ幅が大きすぎる場合には、蛍光体に電界のかからない部分が発生する為に輝度の点で好ましくなく、小さすぎる場合には、発光する部分を遮蔽する面積が多くなり輝度の点で好ましくない。
【００２０】
金属層
本発明における金属層の厚さは、０．０１〜１μｍがよく、好ましくは、０．０５〜０．５μｍ、更に好ましくは０．０５〜０．１μｍである。厚すぎる場合には、細線化のパターニングを実施する上で好ましくない。また薄すぎる場合には、電気特性の点で好ましくない。
【００２１】
金属層の材質としては、導電性金属として使用可能なものであれば、特に限定されることはなく、例えば、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、クロム又はそれらの合金等が挙げられる。この際に選定される金属は、素子を構成した場合に変化（変色、溶解等）が発生しないような材質を選定するのがよい。
また、金属層は、金属の単一層のみからなるものだけでなく、積層化されたものでもよい。例えばクロム＋銅あるいはクロム＋銅＋クロムといった構成の２層、３層又は多層化された層等を例示することができる。この際、最外層に配置される金属層においては、中間層の耐薬品性や耐環境に対する保護膜機能などを有する金属を選択することが好ましい。
【００２２】
透明基体
透明基体の形状は、使用される用途に応じて適宜設定することができる。通常平面状のシートとして用いられるが、用途によっては、曲面形状であってもよく、また、フィルムや板として用いてもよい。透明基体の厚さは、通常０．０５〜５ｍｍ程度、好ましくは、０．１〜０．３ｍｍ程度である。
【００２３】
透明基体の材質としては、ガラス等の無機物、ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン又はスチレンとアクリロニトリル又はメチルメタアクリレートとの共重合体、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリプロピレンとかシクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロドデカン等の環状オレフィンモノマーによる単独又はエチレン等の共重合による非晶性環状オレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、各種液晶性ポリマー等の熱可塑性樹脂、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系の熱硬化性透明樹脂等が挙げられる。これらは２種以上を併用して用いてもよい。
【００２４】
前記透明基体に何を選択するかは、種々の用途に応じ適宜設定することができるが、全光線透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上であるものがよい。この値が大きい程、透明で視認性に優れていることを意味する。また、耐熱性、耐侯性、非収縮性、そして機械的強度、耐薬品性等に優れるものが好ましい。
【００２５】
電極シート
本発明の電極シートのシート抵抗値は、０．０８〜５０Ω／□、好ましくは、０．４〜１０Ω／□、更に好ましくは０．６〜６Ω／□である。
シート抵抗値が大きすぎる場合には、電圧降下現象が顕著になり好ましくない。ここで、図２のパターンのシート抵抗値を設計する方法について説明する。
【００２６】
金属層全面のシート抵抗値（Ｒｓ）は、数２式により、求められる。ρｖは体積固有抵抗、ｔは、金属層の膜厚である。
数２：Ｒｓ＝ρｖ／ｔ
金属の体積固有抵抗値（ρｖ）は、具体的には、クロム１２．９×１０−６Ωｃｍ、ニッケル６．８４×１０−６Ωｃｍ、錫１１．０×１０−６Ωｃｍ、アルミニウム２．６５×１０−６Ωｃｍ、金２．３５×１０−６Ωｃｍ、銀１．５９×１０−６Ωｃｍ、銅１．６７×１０−６Ωｃｍである。
【００２７】
次に、パターン形成後のシート抵抗値Ｒ（Ω／□）はパターンのピッチ幅ｂ、線幅ａおよび上記金属層全面のシート抵抗値Ｒｓより、数３の関係を目安に
設計することが出来る。
数３：Ｒ（Ω／□）＝Ｒｓ×（ｂ／ａ）
【００２８】
電極シートの製造方法
本発明の電極シートは、以下の（イ）〜（ニ）に記載の工程を順次行うことによって形成される。
（イ）透明基体の片面に、薄膜形成手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する工程、
（ロ）前記金属層をフォトリソグラフィ法により現像して、非導電パターン部分を露出する工程、
（ハ）非導電パターン部分を化学エッチングして、金属層を溶解除去する工程、
（ニ）導電パターンの残存レジストを剥離除去する工程。
【００２９】
まず、（イ）の工程について説明する。
（イ）の工程においては、透明基体の片面に、物理的手段により、厚さ０．０１〜１μｍの金属層を形成する。
ここで、薄膜形成手段とは、一般に用いられている薄膜形成技術であって、化学的薄膜形成手段や物理的薄膜形成手段等が挙げられる。化学的薄膜形成手段としては、具体的には、メッキ法とかＣＶＤ法等が挙げられる。また、物理的薄膜形成手段としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
【００３０】
これらは、共通して該金属又は非金属を何らかの方法で気体又はイオンの状態にして、これを透明基体表面に受けて、これを沈着して薄膜状とするもので、本発明では該金属として銅又はその合金を使用する。前記薄膜形成手段の中でも、スパッタリング法又はイオンプレーティング法が基材との密着力の点で好ましい。より具体的には、シート状の透明基体片面に、スパッタリング法にて、銅又はその合金をターゲットとして、厚さ０．０１〜１μｍの薄膜状にスパッタリングを行なう。
【００３１】
このスパッタリングに際しては、該シートを何らの前処理を施す必要はなく、直ちに行うことができるが、場合によっては、その表面を脱脂洗浄するかグロー又はコロナによる放電処理等の前処理を行ってもよい。スパッタリング条件は、一般的条件に従って行えば良いが、低ガス圧（ガスはアルゴン等の不活性ガス）下で行う低ガス圧スパッタリングが好ましい。この低ガス圧スパッタリングは、３極グロー放電、２極グローＲＦ放電、マグネトロン、イオンビームによるスパッタリングに相当するが、マグネトロンによるスパッタリングが、形成される薄膜の速度が早く、純度も高く、またスパッタリング装置の真空槽内に発生する温度も低いことからより好ましい。
【００３２】
次に（ロ）の工程について説明する。前記（イ）の工程にて得られた金属層を、フォトリソグラフィ法を使って現像し、所望のパターンを露出する。ここで、フォトリソグラフィ法とは、一般に行われている感光性レジストの塗布→フォトマスクの真空密着→露光→露光部又は非露光部の溶解除去のための現像→所望するパターンの露出をいう。感光性レジストには、ネガ型とポジ型があり、ネガ型では露光されて紫外線を受けるとその部分のみが光硬化する。ポジ型はネガ型の逆の光特性を有し、紫外光を受けた部分が光分解する。両者現像処理を行えば、ネガ型では、未露光部分が溶解除去され、ポジ型では露光部分が溶解除去されることになる。従って、フォトマスクは、ポジ型ではポジマスク（パターンは黒）をネガ型ではネガマスク（パターンは透明）を使用することになる。
尚、前記感光性レジストの種類は、特に限定されないが、一般的にはネガ型ではアクリル系、ボジ型ではジアゾ系のものが使用される。また、該レジストは、一般には液状であるのでこれを塗布する方法になるが、これがドライフィルムの様に、予めフィルム状であっても良い。
【００３３】
次に（ハ）の工程について説明する。（ハ）における化学エッチングとは、金属層を構成する金属をエッチング液によって化学的に溶解除去する操作である。従って、エッチング液は、金属が溶解するものであれば制限はない。本発明においては、金属層の厚さが薄いことから、化学エッチング時間を、約３０〜６０秒という短時間とすることができる。
【００３４】
最後に（ニ）の工程について説明する。残存している導電パターン部分の感光性レジスト層を剥離除去する。剥離除去は、一般には各種有機溶剤又はアルカリ系水溶液の剥離用薬液を用いてこれを噴射又は揺動浸漬して行う。終了後は直ちに水洗し、乾燥して全工程を終了する。前記各工程で処理されて得られたものの構造を、（イ）〜（二）に準じて図示すると、図３のとおりである。図３においては、その構造の１部を断面図で示しており、透明基体１、金属層２、感光性フォトレジスト２０の状態を示している。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本願発明を更に具体的に説明する。シート抵抗の測定には、三菱化学株式会社製のＬＯＲＥＳＴＡ−ＥＰ（ＭＣＰ−Ｔ３６０）を用いた。輝度計は株式会社トプコン製のＢＭ−７を用いた。
実施例１
厚さ１２５μｍ、サイズ４００×４００ｍｍ、透過率Ｔｔ＝９０％の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムと呼ぶ）を、マグネトロン式スパッタ装置の真空槽内に、銅ターゲットに対峙して配置し、空気をアルゴンに完全置換して得た真空度２×１０−３トールの環境下、印加電力９ｋＷで１ｍ／ｍｉｎで３回繰り返しのスパッタリングを行った。
前記にて得られた銅スパッタＰＥＴフィルムの、銅薄膜の厚さは約０．１μｍで均一であり、シート抵抗は０．１７Ω／□であった。
【００３６】
次に、前記得られた銅スパッタＰＥＴフィルムの該スパッタ面に、ポジ型レジストをロールコータにてコーティングし、厚さ５μｍの該レジスト層を設けた。そして、該レジスト層面に、線幅が５μｍ、ピッチ幅が５０μｍ、線幅に対するピッチ幅の比が１０、開口率が８１％のパターンを描写したポジマスクを真空吸着した後、露光した。
【００３７】
ポジマスクとしては、パターン部分が黒色で、非パターン部分が透明で、開口部が正方形形状に描写されたフォトマスクを用いた。露光は、超高圧水銀灯を光源として、１３０ｍＪ／ｃｍ２を照射して行った。この露光によって、非パターン部分のレジストは、分解されており、この部分を現像液にて溶解除去して、最後に水洗乾燥した。該パターン部分の該レジストは、該銅スパッタ面と密着して残存していた。従って、該パターン部分はマスクされており、非パターン部分は、該銅スパッタ層が露出されている。
【００３８】
これを次の条件で全面エッチングした。化学エッチング液として、硫酸と過酸化水素とを含む水溶液を用い、これを浴槽に入れて、攪拌しながら、前記ＰＥＴフィルムをエッチングした。エッチング時間は３０秒であり、その後直ちに水洗し乾燥した。
次に、全面にアセトンを噴射しつつ、軽タッチでブラッシングして、該パターン部分の残存レジストを溶解除去し、水洗、乾燥しＰＥＴフィルム上に導電パターンが形成された電極シートを得た。シート抵抗は１．７３Ω／□であった。
この電極シートを用いて、分散型ＥＬを作製した。
【００３９】
分散型ＥＬは、上記電極シート上に発光層、絶縁層、背面電極層の順で３層をスクリーン印刷法で積層した。
発光層は、球径約３０μｍの分散型ＥＬ用発光体と発光体バインダー（ポリエスター）が、重量比９１％からなるインクを塗布した。塗布後の乾燥膜厚は、３５μｍであった。
絶縁層は、絶縁体であるチタン酸バリウムと絶縁体バインダー（フッ素エラストマー）が、重量比７５％からなるインクを塗布した。塗布後の乾燥膜厚は、１５μｍであった。
背面電極層は、フェノール系のバインダーからなる熱硬化型カーボンインクを塗布した。塗布後の乾燥膜厚は、１５μｍであった。
【００４０】
以上３層の積層により、分散型ＥＬ評価サンプルを得た。この分散型ＥＬを電源（１２０Ｖ、４００Ｈｚ）に接続したところ、輝度ムラは無く、輝度は約６０ｃｄ／ｍ２であった。
この分散型ＥＬの発光状態を、光学顕微鏡にて確認した。図４に発光状態を示すが、分散型ＥＬの金属層２の下全面に、発光している蛍光体３１が確認できた。
【００４１】
実施例２
使用したポジマスクが、線幅７μｍ、ピッチ幅１５０μｍ、線幅に対するピッチ幅の比が２１．４、開口率が９１％のものを使用した以外は、実施例１と同じ製法で電極シートを作製した。シート抵抗は３．６１Ω／□であった。そのあと実施例１と同じ製法で分散型ＥＬを作製した。この分散型ＥＬを電源（１２０Ｖ、４００Ｈｚ）に接続したところ、輝度ムラは無く、輝度は３５ｃｄ／ｍ２であった。この分散型ＥＬの発光状態を光学顕微鏡にて確認した。図５に発光状態を示すが、金属層２の下及びその近辺に、発光している蛍光体３１が、また開口部の中央に、消光している蛍光体３２が確認できた。
【００４２】
比較例１
実施例１と同じＰＥＴフィルムに、シート抵抗値１００Ω／□のＩＴＯを成膜した。これを電極シートに用い、実施例１と同じ製法で分散型ＥＬを作製した。この分散型ＥＬを電源（１２０Ｖ、４００Ｈｚ）に接続したところ、輝度は全体的に高く、高いところで７５ｃｄ／ｍ２であったが、電圧降下による輝度ムラが確認できた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、良好な透明性及び電気特性を有し、かつ対湿熱環境性に優れた分散型ＥＬ用透明電極シートを提供する効果がある。ＩＴＯ電極と比べ抵抗値が小さく、電圧降下による輝度ムラがない。またパターン化された金属層の電極は、全面劣化とならない構造であり、湿熱環境においても効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極シートの１例を示す説明図
【図２】本発明の電極シートの１例を示す構成単位説明図
【図３】本発明の電極シートの金属層パターニング工程説明図
【図４】本発明の実施例１の説明図
【図５】本発明の実施例２の説明図
【図６】分散型ＥＬの説明図
【符号の説明】
１  透明基体
２  金属層
３  開口部
１１  透明基体
１２  透明電極
１３  蛍光物質を分散させた発光層
１４  絶縁層
１５  背面電極
１６  背面絶縁層
１７  電源
２０  感光性フォトレジスト
３１  発光している蛍光体
３２  消光している蛍光体
１００  電極シート
１１０  分散型ＥＬ
ａ  構成単位の一辺を形成する線幅
ｂ  ピッチ幅
【図１】
2004164919.tif 000003
【図２】
2004164919.tif 000004
【図３】
2004164919.tif 000005
【図４】
2004164919.tif 000006
【図５】
2004164919.tif 000007
【図６】
2004164919.tif 000008