(57)【要約】【課題】  透明基板１０に対する密着性に優れ、配線幅を狭くしても配線抵抗が低い引出配線１４を備えた表示パネル基板を得る。【解決手段】  有機発光層１３又は液晶層を挟んで下部電極１１，上部電極１７を透明基板１０上に設け、下部電極１１，上部電極１７を引出配線で外部駆動回路１５に接続する。下部電極１１側の引出配線１４として、配線幅方向内側に導電性保護膜２１を積層し、配線幅方向両端部を銀酸化領域２３にした銀系薄膜２０を使用する。銀酸化領域２３で挟まれた未酸化の金属領域２２が通電部となる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光層又は液晶層が積層される下部電極及び該下部電極を外部駆動回路に接続する引出配線が透明基板上に設けられ、配線幅方向内側に導電性保護膜が積層され、配線幅方向両側が銀酸化領域になっている銀又は銀合金の薄膜で引出配線が形成されていることを特徴とする表示パネル基板。
【請求項２】
耐酸化性の高い金属又は合金，表面に不動態皮膜を生成する合金，金属酸化物，金属フッ化物，金属窒化物，酸化しても抵抗の上昇が少ない金属又は合金の何れか一種又は二種以上で導電性保護膜が形成されている請求項１記載の表示パネル基板。
【請求項３】
透明基板に設けた透明導電膜をパターニングして下部電極を形成し、該下部電極に重なり透明基板上を外部駆動回路側に延びる引出配線を、(1)〜(4)の工程で作製することを特徴とする引出配線の形成方法。
(1) 透明導電膜に重ねて銀又は銀合金薄膜を成膜する工程
(2) 透明導電膜，銀又は銀合金薄膜をストライプ状にパターニングする工程
(3) 銀又は銀合金薄膜の配線幅方向内側に導電性保護膜を積層する工程
(4) 導電性保護膜で被覆されていない銀又は銀合金薄膜の配線幅方向両端部を酸化する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密着性に優れ抵抗値の低い引出配線をもつ表示パネル基板及び引出配線の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機EL素子，液晶デバイス等の高密度化に伴い、従来よりも一段と狭い配線幅で引出配線を表示パネル基板に形成する傾向にある。配線幅が狭くなるに従って抵抗が増加するため、配線材料としても銀，銀合金，金，金合金，クロム等の低抵抗材料の使用が検討されており、なかでも銀，銀合金は配線の狭幅化に対応した配線材料である。
【０００３】
配線抵抗の低下は、電流注入型の有機EL素子の表示品質を向上させる上でも重要な要件である。すなわち、配線抵抗が高いと流れる電流によって大きな電圧降下が生じて消費電力が増加するばかりでなく、輝度ムラ等の欠陥発生の原因となる。低抵抗配線に従来から使用されているＡｌ系材料では比抵抗の限界が約４μΩ・ｃｍ程度であり、透明電極として通常使用されているITOと電気化学反応を起こしやすいため、銀，銀合金を用いた引出配線の形成が検討されている。
【０００４】
銀，銀合金は、比抵抗が約３μΩ・ｃｍ程度と小さいものの、基板に対する密着性に劣り酸化しやすい欠点がある。基板に対する密着性は、銀又は銀合金でできた薄膜（以下、"銀系薄膜"という）と基板との間に銀系酸化膜を介在させることにより改善される（特許文献１）が、却って抵抗値が上がり、銀系酸化膜の形成が必要なため製造工程も複雑化する。また、有機EL素子の発光効率を上げるため発光層形成前の基板をUVオゾン処理，酸素プラズマ処理等で洗浄すると、オゾンや酸素プラズマで銀系薄膜が酸化されることによる配線抵抗の低下が懸念される。
【特許文献１】特開2003-170524号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
銀系薄膜を導電性保護膜で被覆すると、オゾンや酸素プラズマによる酸化が防止され配線抵抗の上昇が抑えられ、表示品質の良好な有機ELパネルが得られる（特許文献２）。導電性保護膜は、耐酸化性の高い材料又は酸化しても抵抗の上昇が少ない材料で成膜される。
【特許文献２】特開2003-36037号公報
【０００６】
銀系薄膜の表面全域を導電性保護膜で被覆した引出配線では、銀系薄膜の酸化が防止され配線抵抗の上昇をきたす銀系薄膜の酸化が防止される。しかし、銀系薄膜の配線幅よりも広い領域を導電性保護膜で被覆すると、幅広く形成した導電性保護膜を配線幅内にエッチングする工程が必要になる。たとえば、積層した導電性薄膜，銀系薄膜をストライプ状にパターニングするとき、透明導電膜から設計幅の下部電極を形成しようとすると、エッジ効果を受けて銀系薄膜の配線幅が狭くなり、必要な通電断面積を確保できなくなる虞がある。また、銀系薄膜の配線幅方向端部が露出しやすく、露出した銀系薄膜が依然として酸化されやすいため、配線抵抗を上昇させる結果となる。
【０００７】
本発明は、導電性薄膜から露出した銀系薄膜の配線幅方向両端部を酸化して銀酸化領域を形成することにより、透明基板に対する密着性が高く、配線幅を狭めて素子を高密度化した設計にあっても配線抵抗の上昇を抑え、表示品質を高めた表示パネル基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
有機EL素子では有機発光層を、液晶表示素子では液晶層を下部電極，上部電極で挟み、下部電極，上部電極それぞれを外部駆動回路に引出配線で接続している。下部電極，上部電極は、互いに直交するストライプ状にパターニングされており、外部駆動回路からの通電によって二次元マトリックスの所定画素領域が発光又は駆動される。本発明は、透明基板上に設けらた下部電極を外部駆動回路に接続する引出配線として、配線幅方向内側が導電性保護膜で被覆され、配線幅方向両端部が銀酸化領域になった銀系薄膜を使用している。
【０００９】
銀系薄膜は、金属銀やＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕ，Ａｇ-Ｒｕ-Ｃｕ，Ａｇ-Ｒｕ-Ａｕ，Ａｇ-Ｍｇ，Ａｇ-Ｐｄ，Ａｇ-Ｚｎ，Ａｇ-Ｉｎ，Ａｇ-ＳｎＯ2等の銀合金を透明導電膜上に蒸着することにより形成される。透明導電膜に銀系薄膜を積層した後、一回のフォトリソグラフィで、或いは銀系薄膜，透明導電膜ごとに異なる条件下のフォトリソグラフィでパターニングされる。或いは、パターニングした透明導電膜上に銀，銀合金をマスク蒸着することによっても、所定パターンの銀系薄膜を形成できる。
【００１０】
パターニングされた銀系薄膜の配線幅方向内側表面に導電性保護膜を積層し、配線幅方向両端部で銀系薄膜を露出させる。銀系薄膜の露出部をUVオゾン処理，プラズマ酸素処理等で酸化させ、銀系薄膜の厚み方向全長に成長した銀酸化領域を形成する。配線幅方向両端部にある銀酸化領域の間で導電性保護膜により覆われた部分が、通電部として働く未酸化で低抵抗の金属銀領域となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、一対の電極間に挟み込む層が発光層又は液晶層である点を除き、ほぼ同様の層構成を採る有機EL素子，液晶表示素子の何れにも適用できるが、以下においては有機EL表示パネル基板に設けた透明導電膜のパターニングにより形成された下部電極を外部駆動回路に接続する引出配線を例にとって本発明を具体的に説明する。
【００１２】
有機EL素子は、ガラス等の透明基板１０に下部電極（透明導電膜）１１，絶縁膜１２を設け、正孔輸送層１３a，有機発光層１３b，電子輸送層１３c等からなる発光層１３を挟んで上部電極１４を積層している（図１）。正孔輸送層１３a，電子輸送層１３cの何れか一方又は双方を省略した層構成や必要に応じて正孔注入層，電子注入層，キャリアブロック層等の有機層を介在させた層構成もある。
引出配線１４は、透明導電膜１１に積層した状態（図２a）で設けられ、透明導電膜１１上を延びて外部駆動回路１５に電気的に接続される（図２b）。有機EL素子部は、接着剤層１６を介して発光層１３が絶縁膜１２に接着され、透明導電膜１１に電気的に接触している。
【００１３】
下部電極１１は、ITO，IZO等の透明金属酸化物からスパッタリング等によって成膜した透明薄膜をフォトリソグラフィ法等で所定のストライプ状にパターニングすることにより形成される。引出配線１４は、同様な方法で比抵抗の小さな銀又は銀合金から成膜された銀系薄膜２０をパターニングすることにより形成され、有機EL素子部では下部電極１１に重ねられた銀系薄膜２０（図２a）になっている。引出配線１４に使用可能な銀合金には、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ，Ａｇ-Ｒｕ-Ｃｕ，Ａｇ-Ｒｕ-Ａｕ，Ａｇ-Ｍｇ，Ａｇ-Ｐｄ，Ａｇ-Ｚｎ，Ａｇ-Ｉｎ，Ａｇ-ＳｎＯ2等がある。下部電極１１，引出配線１４は、一回のフォトリソグラフィ，或いは透明導電膜１１，銀系薄膜２０ごとに異なる条件下のフォトリソグラフィでパターニングされる。
【００１４】
銀系薄膜２０に導電性保護膜２１を重ね、ラインプロセスにおける銀系薄膜２０の酸化を防止する。導電性保護膜２１には、銀系薄膜２０に比較して耐酸化性が高く、或いは酸化しても抵抗の上昇が少ない材料から成膜される。耐酸化性の高い材料には、Ｃｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｍｏ等の金属又は合金や、内部まで酸化が進行しない不動態皮膜を生成するＡｌ，Ａｌ合金，ＩＴＯ（インジウム錫酸化物），ＩＺＯ（インジウムＺｎ酸化物），酸化スズ，酸化亜鉛，酸価インジウム，酸化マグネシウム等の金属酸化物，金属フッ化物，金属窒化物等がある。酸化しても抵抗の上昇が少ない材料には、Ｓｎ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｍｇ等の金属又は合金がある。導電性保護膜２１は、使用する材料にもよるが膜厚：５〜１００ｎｍで形成される。
【００１５】
導電性保護膜２１は、銀系薄膜２０の配線幅より若干狭くなっている。そのため、銀系薄膜２０の配線幅方向両端部は、導電性保護膜２１で被覆されることなく露出する。導電性保護膜２１で被覆された配線幅方向内側の銀系薄膜２０が酸化防止されるので、通電に必要な断面積が得られるように被覆部分（金属領域）２２の大きさ，換言すれば導電性保護膜２１の幅を設定する。銀系薄膜２０の露出部を強制酸化し、配線幅方向両端に銀酸化領域２３を形成する。
【００１６】
銀酸化領域２３は、酸化し易い銀の特性を利用しUVオゾン処理や酸素プラズマ処理で容易に形成される。酸化剤を添加した薬液を用いたウェット処理によっても銀系薄膜２０の露出部を強制酸化できる。
銀の酸化に伴い銀系薄膜２０の配線幅方向両端部が断面形状を変化させ、ウェット工程で使用する薬液の侵入に対して抵抗力のある界面が透明導電膜１１／銀系薄膜２０間，銀系薄膜２０／導電性保護膜２１間に形成される。強制酸化で形成された銀酸化領域２３は、ラインプロセスにおける各種処理の影響を受けず、配線幅方向内側にある金属領域２２を低抵抗状態に維持する。銀酸化領域２３の形成によって、透明基板１０，透明導電膜１１に対する銀系薄膜２０の密着性も向上する。
【００１７】
引出配線１４の形成後、下部電極１１のライン上に等間隔で下部電極１１に直交してポリイミド，ＳｉＮ，ＳｉＯ2等の絶縁材料で絶縁膜１２を成膜する。具体的には、下部電極１１を設けた透明基板１０に絶縁材料をスピンコートし、露光マスクを用いた露光処理を経て現像することにより所定パターンの絶縁膜１２を形成する。絶縁膜１２は、ストライプ状下部電極１１の上下端部を覆い、下部電極１１に直交した所定間隔のストライプ状にパターニングされる。
必要に応じ、絶縁膜１２上に隔壁を形成する。隔壁は、後工程で形成される上部電極１７（図１）の隣り合うラインを相互に絶縁し、シャドウマスクとしての作用も呈する。上部電極１７をシャドウマスク等でパターニングして蒸着することにより形成する場合、絶縁膜１２上の隔壁を省略できる。
【００１８】
次いで、正孔輸送層１３a，有機発光層１３b，電子輸送層１３c等の発光層１３を順次積層する。各層１３a〜１３cは、各種高分子材料，低分子材料を用い、一層或いは複数層を積層することにより形成され、正孔輸送層１３a，電子輸送層１３cの何れか一方又は両方を省略することも可能である。また、正孔注入層，電子注入層，キャリアブロック層等を必要に応じて挿入しても良い。発光層１３の形成には、スピンコーティング，ディッピング，スクリーン印刷，インクジェット等のウェットプロセスや、蒸着，レーザ転写等のドライプロセスが採用される。
【００１９】
発光層１３の形成に際しては、成膜用マスクを用い複数の発光色に合わせて発光層１３を塗り分けする。たとえば、ＲＧＢ三色の発光を呈する有機材料又は複数の有機材料を組み合わせた発光材料をＲＧＢに該当する画素領域に塗布し成膜することにより発光層１３が形成される。一箇所の画素領域に対し同じ発光材料を用いて二回以上成膜すると、当該画素領域の未成膜が防止される。
発光層１３を形成した後、蒸着，スパッタリング等で上部電極１７としての金属薄膜を設ける。上部電極１７は、下部電極１１に直交する方向に延びるストライプ状になっており、下部電極１１とで二次元マトリックスを形成する。
【００２０】
上部電極１７が設けられた有機EL素子は、透明基板１０を封止基板に接着することにより封止される。接着剤には、たとえば紫外線硬化型エポキシ樹脂にガラス，プラスチック等のスペーサ粒子を適用配合した接着剤が使用される。封止基板の側壁に当る透明基板１０の表面部分に接着剤を塗布し、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で封止基板を透明基板１０に接触させ、接触界面にある接着剤を紫外線照射することによって硬化させると、有機EL素子が透明基板１０と封止基板との間に封止される。
【００２１】
このようにして作製された有機EL表示パネルは、絶縁膜１２，発光層１３，上部電極１７等を形成する過程で銀系薄膜２０が酸化性薬剤や酸化性ガスとの接触によって酸化されないので、引出配線１４は当初の低抵抗状態に維持される。しかも、銀，銀合金で引出配線１４を設けているため、配線幅を狭くしても配線抵抗の増加が少なく、高精細化の要求に十分満足する有機EL表示パネルが得られる。
【実施例】
【００２２】
石英ガラスを透明基板１０に用い、ITOを蒸着して膜厚：２００ｎｍの透明導電膜１１を設け、更に銀を蒸着して膜厚：３００ｎｍの銀系薄膜２０を透明導電膜１１に積層した。透明導電膜１１，銀系薄膜２０をパターニングし、ストライプ状で配線幅：４０μｍの下部電極１１，引出配線１４を設けた。
パターニングされた銀系薄膜２０上にIZOを蒸着し、膜厚：５０ｎｍの導電性保護膜２１を積層した。導電性保護膜２１の配線幅方向に沿った幅を３０μｍに設定したので、銀系薄膜２０の配線幅方向両端から内側：５μｍの縁部が導電性保護膜２１で覆われることなく露出していた。
【００２３】
導電性保護膜２１を積層した銀系薄膜２０をオゾン濃度：１００ｐｐｍ，積算光量：３０００ｍＪ／ｃｍ2でUVオゾン処理し、配線幅方向両端に露出している銀系薄膜２０を酸化した。UVオゾン処理された銀系薄膜２０を観察すると、露出部が銀系薄膜２０の膜厚方向全域にわたって銀酸化領域２３になっていた。銀酸化領域２３は、酸化によって体積膨張し、導電性保護膜２１を配線幅方向両側から抱え込むように成長していた。
【００２４】
銀系薄膜２０の膜厚方向全域に銀酸化領域２３が成長した段階では、導電性保護膜２１で被覆されている金属領域２２は、当初の低抵抗状態に維持され、酸化反応を受けなかった。また、銀酸化領域２３の形成により、透明基板１０又は透明導電膜１１に対する銀系薄膜２０の密着性も向上した。この銀系薄膜２０を引出配線１４に用い、絶縁膜１２，発光層１３，上部電極１７を積層して有機EL素子を形成するため、作製された有機EL表示パネルは、投入電力が画像表示に効率よく消費され、鮮明で高精彩の画像を再生する表示パネルとして使用できる。
【００２５】
実際、ガラス製の透明基板１０上に線幅：５０μｍ，ピッチ（隣り合う線のギャップ）：５０μｍで銀系薄膜２０を１００本ストライプ状にパターニングし、粘着テープを用いたテープ剥離試験で銀系薄膜２０の密着性を調査した。テープ剥離試験では、粘着テープを銀系薄膜２０に貼り付け、引き剥がした後で透明基板１０の表面を観察し、剥離した金属領域２２の本数をカウントした。ＵＶオゾン処理した銀系薄膜２０では、１００本のうち僅か３本の金属領域２２が剥離したに留まっていた。他方、ＵＶオゾン処理していない銀系薄膜２０では、１００本中５０本の金属領域２２が剥離していた。剥離本数の極端な相違は、銀酸化領域２３の形成により密着性が著しく向上することを意味する。
また、ＵＶオゾン処理で銀酸化領域２３を形成した銀系薄膜２０では、金属領域２２がプロセス処理中に酸化されず、当初の低い配線抵抗が維持されていた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上に説明したように、発光層や液晶層を挟む電極を外部駆動回路に接続する引出配線として、配線幅方向内側を導電性保護膜で被覆し、配線幅方向両側を銀酸化領域とした銀系薄膜を使用すると、配線抵抗の上昇を招くことなく配線幅を狭くでき、画素の高密度化に適した表示パネル基板が得られる。しかも、銀酸化領域によって銀系薄膜の透明基板に対する密着性が改善されているため、長期使用後においても安定した高精彩画像を再生する表示パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】有機EL素子の層構成を示す断面図
【図２】本発明に従って透明基板に設けた引出配線の断面図（a）及び平面図（b）
【符号の説明】
【００２８】
１０：透明基板    １１：下部電極（透明導電膜）    １２：絶縁膜    １３：発光層    １４：引出配線    １５：外部駆動回路    １６：接着剤層    １７：上部電極
２０：銀系薄膜    ２１：導電性保護膜    ２２：被覆部分（金属領域）    ２３：銀酸化領域
【図１】
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【図２】
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