(57)【要約】【課題】低抵抗でパターニング性能に優れ、かつ耐湿性・耐熱性の高い配線付き基体形成用の積層体、該積層体をエッチングして配線付き基体を形成する方法および得られた配線付き基板の提供。【解決手段】基体上に、導体層と、前記導体層の上にＮｉを含むキャップ層と、前記導体層と前記キャップ層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体。基体上に、導体層と、前記導体層の下にＮｉを含む下地層と、前記導体層と前記下地層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、導体層と、前記導体層の上にＮｉを含むキャップ層と、前記導体層と前記キャップ層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体。
【請求項２】
基体上に、導体層と、前記導体層の下にＮｉを含む下地層と、前記導体層と前記下地層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体。
【請求項３】
前記キャップ層がＮｉと他の金属との合金層であり、かつ他の金属は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｗからなる群から選ばれる１種以上である請求項１に記載の配線付き基体形成用の積層体。
【請求項４】
前記下地層がＮｉと他の金属との合金層であり、かつ他の金属は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｗからなる群から選ばれる１種以上である請求項２に記載の配線付き基体形成用の積層体。
【請求項５】
前記Ｎｉ拡散防止層がＭｏを主成分とする層である請求項１〜４いずれか１項に記載の配線付き基体形成用の積層体。
【請求項６】
前記導体層と基体との間にＩＴＯ層とを有する請求項１〜５いずれか１項に記載の配線付き基体形成用の積層体。
【請求項７】
前記導体層がＡｌを主成分とする層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の配線付き基体形成用の積層体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層体にパターニングを施してなる配線付き基体。
【請求項９】
請求項８に記載の配線付き基体を電極配線として用いた有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ）素子ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用電極配線として用いられる配線付き基体とその形成方法およびそのために好適に使用される配線付き基体形成用の積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイは、近年の高度情報化に伴って、ますます需要が高まっている。最近特に、自己発光型で低電圧駆動が可能な有機ＥＬ素子ディスプレイが次世代のディスプレイとして注目されている。有機ＥＬ素子は基本的には、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）の透明電極（陽極）と金属電極（陰極）の間に、陽極側から正孔輸送層、発光層、電子輸送層などの有機質層が形成された構造である。近年のカラー化や高精細化には、ＩＴＯ層のさらなる低抵抗化が必要であるが、ＩＴＯ層の低抵抗化は既に限界に近づいている。そこで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に広く採用されているように、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒなどの低抵抗金属を配線として用い、ＩＴＯ層からなる電極と組み合わせることにより、実質的に素子回路の低抵抗化を実現している。
【０００３】
ところで、Ａｌは低抵抗ではあるが、ヒロックが発生しやすく、また表面にＡｌ酸化物が形成されやすく接触抵抗が高いという不都合がある。また、ＡｇもＡｌと同様低抵抗であるが、Ａｇ粒子が凝集しやすく、マイグレーションが生じやすいという問題がある。よって、多くはＭｏまたはＭｏ合金（Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ）でＡｌ層をキャップする対応がとられている（例えば、特許文献１参照）。なお、ＭｏはＡｌと同じエッチング液でのエッチングが可能であり、Ａｌと一括してパターニングが可能な金属である。
【０００４】
しかし、一般的にＭｏの耐湿性は低く、空気中の水分で腐食しやすいので、Ｍｏを有機ＥＬ等のディスプレイに使用すると配線が劣化しやすいという問題があった。一方、Ｃｒなどの耐湿性の高い金属でＡｌをキャップすると、後述するようなＡｌと同じエッチング液でエッチングすることができず、一括パターニングが困難であるという問題があった。
【０００５】
またＮｉによりＡｌ層をキャップする方法も考えられている。Ｎｉは耐湿性が高いので、高湿条件に放置しても抵抗値は事実上変化しないため安定して使用が可能だからである。しかし、非特許文献１に記載されたある種のＡｌのエッチング液（リン酸：硝酸：酢酸：水＝１６：１：２：１（体積比））では、事実上Ｎｉをエッチングできない。またＮｉは強磁性体であるため、一般的な薄膜形成法であるマグネトロンスパッタ法の採用が難しいという問題があり、スパッタ法により形成されたＮｉ層の特性についてはほとんど知られていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１１９５４号公報
【非特許文献１】楢岡清威外１名、「フォトエッチングと微細加工」  総合電子出版社、１９７７年５月１０日、Ｐ．８２〜８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、低抵抗でパターニング性に優れ、かつ耐湿性・耐熱性の高い配線付き基体形成用の積層体、該積層体をエッチングして得られる配線付き基体を提供することが目的である。特に有機ＥＬ素子ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに用いる電極配線用に好適な配線付き基体形成用の積層体、該積層体をエッチングして得られる配線付き基体を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基体上に、導体層と、前記導体層の上にＮｉを含むキャップ層と、前記導体層と前記キャップ層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体を提供する。また、本発明は、基体上に、導体層と、前記導体層の下にＮｉを含む下地層と、前記導体層と前記下地層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴とする配線付き基体形成用の積層体を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の配線付き基体形成用の積層体を用いることにより、低抵抗でパターニング性能に優れ、かつ耐湿性・耐熱性が高い配線付き基体を形成することができ、高精細で信頼性の高いディスプレイが作製できる。特に、素子寿命の長く、発光特性の向上のため、配線の低抵抗が望まれる有機ＥＬディスプレイに有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
Ａｌからなる導体層は、ヒロックが発生しやすく、また表面にＡｌ酸化物が形成されやすく接触抵抗が高いという問題があった。この問題を解決すべく、Ａｌからなる導体層をＭｏでキャップする方法が考えられている。ＭｏはＡｌと同じエッチング液でエッチングできるという特性を有している。
【００１１】
しかし、Ｍｏは耐湿性が低く空気中の水分で腐食しやすいので、Ｍｏ層をディスプレイに使用すると配線が劣化しやすいという問題があった。本発明者は、ＭｏにＮｉを合金化させたＮｉ−Ｍｏ合金層によりＡｌなどの導体層をキャップすることでこの問題を解決できることを見出した。Ｎｉ−Ｍｏ合金は耐湿性が高く、かつＡｌと同じエッチング液でエッチングできるため、キャップ層の材料として好適であることが分かった。
【００１２】
しかし、キャップ層の材料としてＮｉ−Ｍｏ合金を使用すると、熱処理後の配線の抵抗値が上昇する問題があった。この上昇の原因は、Ｎｉ−Ｍｏ合金層からのＮｉがＡｌ層に拡散することであることが判明した。本発明者は、キャップ層とＡｌ層との間にＮｉ拡散防止層を設けることで配線の抵抗値の上昇を抑制できることを見出した。
【００１３】
また、基板またはＩＴＯ層との密着性を向上させるため、Ｎｉ−Ｍｏ合金層からなる下地層を形成する方法も考えられている。この下地層からも、キャップ層と同様にＮｉがＡｌ層に拡散することにより熱処理後の配線の抵抗値が上昇しやすくなることが判明した。本発明者は、キャップ層と同様、下地層とＡｌ層との間にＮｉ拡散防止層を設けることで配線の抵抗値の上昇を抑制できることも見出した。
【００１４】
本発明に使用される基体は、必ずしも平面で板状である必要はなく、曲面でも異型状でもよい。基体としては、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板、金属基板などが挙げられる。基体側から発光させる構造の有機ＥＬ素子に用いる場合には、基体は透明であることが好ましく、特にガラス基板が強度および耐熱性の点から好ましい。ガラス基板としては、無色透明なソーダライムガラス基板、石英ガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板、無アルカリガラス基板等が例示される。有機ＥＬ素子に用いる場合のガラス基板の厚さは０．２〜１．５ｍｍであることが、強度および透過率の点から好ましい。
【００１５】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、基体上に導体層と、該導体層の上にＮｉを含むキャップ層と、導体層とキャップ層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴としている。
【００１６】
導体層としては、配線の抵抗を下げることができる低抵抗の金属を主成分とする層であり、具体的には、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒからなる群から選ばれる１種以上を主成分とする層が例示される。前記低抵抗の金属の含有率は、低抵抗であることが必要な点で、好ましくは９０〜１００原子％、より好ましくは９５〜１００原子％である。
【００１７】
導体層がＡｌを主成分とする層（以下、Ａｌ系金属層という。）である場合、Ａｌ系金属層のＡｌ含有率は、配線の抵抗を低くする点から、好ましくは９０〜１００原子％、より好ましくは９５〜１００原子％である。また、低抵抗を維持し、かつＡｌ層表面のヒロック発生を防止するため、Ａｌ系金属層中にＮｄ、Ｓｉ、Ｃｕ等の添加金属を１種または２種以上含んでいてもよい。添加金属の合計含有量は０．１〜３原子％であることが好ましい。０．１原子％未満では耐ヒロック性が充分でない。また、３原子％超では、添加金属を含むＡｌ系金属層の熱処理後の抵抗値が、添加金属を含まないＡｌ系金属層の熱処理後の抵抗値よりも増大するため好ましくない。また、Ａｌ系金属層には、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｏ等の不純物が含有されていてもよく、その合計含有量は１質量％以下であることが好ましい。また、導体層がＡｇを主成分とする層（以下、Ａｇ系金属層という。）である場合、Ａｇ含有率は、配線の抵抗を下げることができる点から、好ましくは９０〜１００原子％、より好ましくは９５〜１００原子％である。
【００１８】
導体層の膜厚は、充分な導電性や良好なパターニング性が得られる点で１００〜６００ｎｍ、特に１５０〜５００ｎｍが好ましい。
【００１９】
導体層の上に形成されるキャップ層は、安定的に使用できる点で、Ｎｉを含む層であり、具体的にはＮｉと他の金属との合金層であることが好ましい。他の金属は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｗからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。キャップ層は、具体的には、Ｎｉ−Ｍｏ合金を主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ｍｏ合金層という。）、Ｎｉ−Ａｌを主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ａｌ合金層という。）、Ｎｉ−Ｗ合金を主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ｗ合金層という。）であることが積層体の耐湿性を向上させ、かつ導体層と同じエッチング液でエッチングすることができ好ましい。特に、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は耐湿性が優れるので、配線の低抵抗を維持できるとともに、導体層の表面に金属酸化物層が発生するのを抑制し、接触抵抗の増加を防止することができる。よって、得られた配線付き基体を用いた電子装置の信頼性を向上させることができる。しかも、得られる配線付き基体形成用の積層体は精細なパターニングが可能である。
【００２０】
導体層とキャップ層とのエッチング速度が大きく異なると、配線を形成する際にオーバーエッチングや残渣の原因となるため、好ましくない。キャップ層がＮｉ−Ｍｏ合金層である場合、Ｎｉ−Ｍｏ合金層のエッチング速度は、エッチング液の種類に応じてＮｉとＭｏの組成比を変えて容易に調整することができる。Ｎｉに対するＭｏの比率が大きい方が、該速度が速くなる。キャップ層がＮｉ−Ａｌ合金層である場合、Ｎｉ−Ａｌ合金層のエッチング速度も、エッチング液の種類に応じてＮｉとＡｌの組成比を変えて容易に調整することができる。Ｎｉに対するＡｌの比率が大きい方が、該速度が速くなる。キャップ層の膜厚は、界面の酸化防止およびパターニング性の観点から好ましくは１０〜２００ｎｍであり、より好ましくは１５〜７０ｎｍである。
【００２１】
キャップ層のＮｉの含有率は３０〜９５原子％、特に４０〜８５原子％であることが好ましい。Ｎｉの含有率が３０原子％未満であるとキャップ層の耐湿性が充分でなく、Ｎｉ拡散防止層を形成することによる効果が発揮されにくく、９５原子％を超えるとエッチング液によるエッチング速度が遅くなり、導体層のエッチング速度と同程度に調整することが困難になる。またキャップ層がＮｉと他の金属との合金層である場合、他の金属の含有率は好ましくは５〜７０原子％、より好ましくは１０〜６０原子％である。他の金属の含有率が５原子％未満であるとエッチング液によるエッチング速度が遅く、導体層のエッチング速度と同程度に調整することが困難になり、７０原子％を超えるとキャップ層の耐湿性が充分でなくなる。Ｎｉと他の金属との合金層におけるＮｉおよび他の金属の含有率の合計は９０〜１００原子％であることが好ましい。キャップ層は、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等の添加金属を１種または２種以上、耐食性向上等の目的で、０．１〜５原子％含有していてもよい。
【００２２】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、導体層とキャップ層との間にＮｉ拡散防止層を有する。導体層とキャップ層とが接しているときに熱処理すると、キャップ層からＮｉが導体層に拡散し、導体層の抵抗が増大しやすくなる。該抵抗の増大は、該Ｎｉ拡散防止層を形成することにより防止することができる。Ｎｉ拡散防止層の膜厚はバリア性およびパターニング性の点で１０〜２００ｎｍ、特に１５〜５０ｎｍが好ましい。
【００２３】
また、Ｎｉ拡散防止層はＭｏを主成分とする層（以下、Ｍｏ系金属層という。）であることがＮｉ拡散防止の点で好ましい。導体層がＡｌでありかつキャップ層がＮｉと他の金属との合金層である場合、キャップ層と導体層と一括エッチングできる点で、Ｎｉ拡散防止層としてＭｏ系金属層を用いることがより好ましい。Ｎｉ拡散防止層を導体層とキャップ層との間に形成すると、パターニング後のパターン断面部ではＭｏが露出するが、Ｍｏ系金属層の大部分が導体層とキャップ層とに覆われているので、耐湿性の向上は妨げられない。Ｍｏ系合金層のＭｏ含有率は８０〜１００原子％であることが好ましい。また、耐食性向上の目的で、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等の添加金属を１種または２種以上含んでいてもよく、その合計含有量は、０．１〜２０原子％であることが好ましい。Ｎｉ拡散防止層は導体層へのＮｉ拡散を防止する点でＮｉを含まないことが必要であり、Ｎｉ拡散防止層中のＮｉ含有量は１原子％以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、基体上に、導体層と、前記導体層の下にＮｉを含む下地層と、前記導体層と前記下地層との間にＮｉを含まないＮｉ拡散防止層とを有することを特徴としている。
【００２５】
導体層の下に形成される下地層は、安定的に使用できる点で、Ｎｉを含む層であり、具体的にはＮｉと他の金属との合金層であることが好ましい。他の金属は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｗからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。下地層は、具体的には、Ｎｉ−Ｍｏ合金を主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ｍｏ合金層という。）、Ｎｉ−Ａｌを主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ａｌ合金層という。）、Ｎｉ−Ｗ合金を主成分とする層（以下、Ｎｉ−Ｗ合金層という。）であることが積層体の耐湿性を向上させ、かつ導体層と同じエッチング液でエッチングすることができ好ましい。特に、Ｎｉ−Ｍｏ合金層は耐湿性が優れるので、配線の低抵抗を維持できる。よって、得られた配線付き基体を用いた電子装置の信頼性を向上させることができる。しかも、得られる配線付き基体形成用の積層体は精細なパターニングが可能である。
【００２６】
導体層と下地層とのエッチング速度が大きく異なると、配線を形成する際にオーバーエッチングや残渣の原因となるので、好ましくない。下地層がＮｉ−Ｍｏ合金層である場合、Ｎｉ−Ｍｏ合金層のエッチング速度は、エッチング液の種類に応じてＮｉとＭｏの組成比を変えて容易に調整することができる。Ｎｉに対するＭｏの比率が大きい方が該速度が速くなる。下地層がＮｉ−Ａｌ合金層である場合、Ｎｉ−Ａｌ合金層のエッチング速度も、エッチング液の種類に応じてＮｉとＡｌの組成比を変えて容易に調整することができる。Ｎｉに対するＡｌの比率が大きい方が該速度が速くなる。前記下地層の膜厚は、界面の酸化防止およびパターニング性の観点から好ましくは１０〜２００ｎｍであり、より好ましくは１５〜７０ｎｍである。
【００２７】
下地層のＮｉの含有率は好ましくは３０〜９５原子％、より好ましくは４０〜８５原子％である。Ｎｉの含有率が３０原子％未満であると下地層の耐湿性が充分でなく、またＮｉ拡散防止層を形成することによる効果が発揮されにくく、９５原子％を超えるとエッチング液によるエッチング速度が遅く、導体層のエッチング速度と同程度に調整することが困難になる。また下地層がＮｉと他の金属との合金層である場合、他の金属の含有率は好ましくは５〜７０原子％、より好ましくは１０〜６０原子％である。他の金属の含有率が５原子％未満であるとエッチング液によるエッチング速度が遅く、導体層のエッチング速度と同程度に調整することが困難になり、７０原子％を超えると下地層の耐湿性が充分でない。Ｎｉと他の金属との合金層におけるＮｉおよび他の金属の含有率の合計は９０〜１００原子％であることが好ましい。下地層は、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗなどの添加金属を１種または２種以上、耐食性向上などの目的で、０．１〜５原子％含有していてもよい。
【００２８】
また、本発明の配線付き基体形成用の積層体は、導体層と下地層との間にＮｉ拡散防止層を有する。導体層と下地層とが接しているときに熱処理すると、下地層からＮｉが導体層に拡散し、導体層の抵抗が増大しやすくなる。該抵抗の増大は、該Ｎｉ拡散防止層により防止することができる。該Ｎｉ拡散防止層の構成（組成や膜厚等）は、前述した導体層とキャップ層との間に設けるＮｉ拡散防止層と同じである。
【００２９】
本発明の積層体において、導体層の上にキャップ層を設け、かつ導体層の下に下地層を設けることにより、耐湿性および耐熱性に優れた積層体を得ることができる。導体層の下に形成された下地層の組成は、キャップ層の組成と同じであっても、異なっていてもよい。また、導体層とキャップ層との間に形成するＮｉ拡散防止層の構成は、導体層と下地層との間に形成するＮｉ拡散防止層の構成と同じであっても異なっていてもよい。下地層およびキャップ層がＮｉ−Ｍｏ合金層であり、Ｎｉ拡散防止層がＭｏ系金属層である場合、Ｎｉ−Ｍｏ合金層およびＭｏ合金層の組成を調整して、エッチング速度がＮｉ−Ｍｏ合金層（キャップ層）、Ｍｏ系金属層（Ｎｉ拡散防止層）、Ａｌ系金属層（導体層）、Ｍｏ系金属層（Ｎｉ拡散防止層）、Ｎｉ−Ｍｏ合金層（下地層）の順に速くなるようにすれば、パターニングの時にパターン断面形状をテーパ状に加工することができる。
【００３０】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、スパッタ法を用いて形成されることが好ましい。例えば、ガラス基板の一方の表面上に、Ｎｉ−Ｍｏ系ターゲットを用いて下地層を形成する工程と、該下地層上にＭｏ系ターゲットを用いてＮｉ拡散防止層を形成する工程と、該Ｎｉ拡散防止層上にＡｌ系ターゲットを用いて導体層を形成する工程と、該導体層の上にＭｏ系ターゲットを用いてＮｉ拡散防止層を形成する工程と、該Ｎｉ拡散防止層の上に、Ｎｉ−Ｍｏ系ターゲットを用いてキャップ層を形成する工程との組合わせにより形成される。
【００３１】
Ａｌ系ターゲットとしては、例えば、Ａｌ金属ターゲット、Ｎｄを含有するＡｌ合金ターゲット、Ｎｄを含有するＡｌ非合金ターゲットなどが例示される。また、Ｍｏ系ターゲットとしては、例えば、Ｍｏ金属ターゲット、Ｗを含有するＭｏ合金ターゲット、Ｗを含有するＭｏ非合金ターゲットなどが例示される。Ｗを含有するＭｏ非合金ターゲットとしては、例えば、ターゲット面積よりも小さいＭｏ板、Ｗ板をモザイク状に組合わせたものも含む。Ｎｉ−Ｍｏ系ターゲットとしては、例えば、Ｎｉ−Ｍｏ合金ターゲット、Ｆｅを含有するＮｉ−Ｍｏ合金ターゲット、Ｆｅを含有するＮｉ−Ｍｏ非合金ターゲットなどが例示される。Ｆｅを含有するＮｉ−Ｍｏ非合金ターゲットとしては、例えば、ターゲット面積よりも小さいＮｉ板、Ｍｏ板、Ｆｅ板をモザイク状に組合わせたものや、Ｎｉ−Ｍｏ合金ターゲット板とＦｅ板を組合わせたものも含む。スパッタ法により、大面積にわたり、膜厚が均一な配線付き基体形成用の積層体が形成でき、特に素子寿命が長い、発光特性の向上した有機ＥＬ素子を形成することが可能となる。
【００３２】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、具体的には、例えば次のような方法により形成される。
【００３３】
Ａｌ系タ−ゲット、Ｍｏ系ターゲットおよびＮｉ−Ｍｏ系ターゲットを直流マグネトロンスパッタ装置のカソードに別々に取付ける。さらに、基体を基板ホルダーに取付ける。次いで、成膜室内を真空に排気後、スパッタガスとしてＡｒガスを導入する。Ａｒガス以外にＨｅ、Ｎｅ、Ｋｒなども用いることができるが、放電が安定で、安価なＡｒガスが好ましい。スパッタ圧力は０．１〜２Ｐａが好ましい。また背圧は１×１０−６〜１×１０−２Ｐａが好ましい。基体温度は室温〜４００℃が好ましい。
【００３４】
まずＮｉ−Ｍｏ系ターゲットを用いてスパッタすることにより、下地層としてＮｉ−Ｍｏ合金層を基体上に形成する。次いで、その上にＭｏ系ターゲットを用いてスパッタすることにより、Ｎｉ拡散防止層としてＭｏ金属層を形成する。次いで、その上にＡｌ金属ターゲットを用いてスパッタすることにより、導体層としてのＡｌ金属層を形成する。次いで、その上にＭｏ系ターゲットを用いてスパッタすることにより、Ｎｉ拡散防止層としてＭｏ金属層を形成する。次いで、Ｎｉ−Ｍｏ系ターゲットを用いてスパッタすることにより、キャップ層としてＮｉ−Ｍｏ合金層を形成し、配線付き基体形成用の積層体を形成する。
【００３５】
特に、導体層としてＡｌ金属層を形成するときは、Ａｌ金属ターゲットを用いることが好ましい。Ａｌ合金層を形成するときは、Ａｌと合金を形成する他の金属とをそれぞれ別々のターゲットとして用いて合金層を形成してもよいが、導体層の組成の制御性および均一性の向上の点であらかじめ所望の組成のＡｌ合金を作製して、これをターゲットとして用いることが好ましい。
【００３６】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、基板と導体層との間にＩＴＯ層を有していてもよい。その場合、下地層を形成することで、ＩＴＯ層とＡｌ金属層等の導体層との接触抵抗を下げることができ好ましい。該積層体は、基板／ＩＴＯ層／下地層／Ｎｉ拡散防止層／導体層といった構成とすることがＩＴＯ層を電極として用いることができ好ましい。もちろん、導体層の上にキャップ層を設けて、基板／ＩＴＯ層／導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層、または基板／ＩＴＯ層／下地層／Ｎｉ拡散防止層／導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層といった構成とすることも可能である。
【００３７】
ＩＴＯ層は透明電極として用いることができるので、本発明の配線付き基体形成用の積層体において、下地層、Ｎｉ拡散防止層、導体層、Ｎｉ拡散防止層およびキャップ層を形成する際に必要箇所をマスクしておけば、マスクされた箇所は下地層、Ｎｉ拡散防止層、導体層、Ｎｉ拡散防止層およびキャップ層がなくＩＴＯ層のみとなる。よって、ＩＴＯ層を透明電極として用いて、必要な場合は、その上に有機質層を形成して有機ＥＬ素子とすることができる。一方、マスクしない箇所は、ＩＴＯ層の上に、下地層、Ｎｉ拡散防止層、導体層、Ｎｉ拡散防止層およびキャップ層が形成され、電極であるＩＴＯ層と配線としての下地層、Ｎｉ拡散防止層、導体層、Ｎｉ拡散防止層およびキャップ層が段差なく接続される。
【００３８】
ＩＴＯ層は、例えばガラス基板上にＩＴＯ層をエレクトロンビーム法、スパッタ法、イオンプレーティング法などを用いて成膜することにより形成される。ＩＴＯ層は、例えばＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との総量に対して、ＳｎＯ２が３〜１５質量％含有されるＩＴＯターゲットを用いて、スパッタにより成膜するのが好ましい。スパッタガスはＯ２とＡｒとの混合ガスであることが好ましく、Ｏ２ガス濃度は０．２〜２体積％であるのが好ましい。ＩＴＯ層の膜厚は５０〜３００ｎｍが好ましく、１００〜２００ｎｍがより好ましい。
【００３９】
また、本発明の配線付き基体形成用の積層体は、導体層と基体との間にシリカ層を有していてもよい。該シリカ層は、基体と接していても、接していなくてもよい。該シリカ層は、通常シリカターゲットを用いて、スパッタ法により形成される。基体がガラス基板の場合は、ガラス基板中のアルカリ成分が導体層に移行して導体層が劣化するのを防止できる。シリカ層の膜厚は５〜３０ｎｍであることが好ましい。
【００４０】
本発明の配線付き基体形成用の積層体は、低抵抗でパターニング性能に優れ、かつ耐湿性・耐熱性が高い。該積層体を用いて有機ＥＬ素子ディスプレイを製造すると、低抵抗で信頼性の高い配線で構成できるので、素子寿命も長い発光特性の向上した有機ＥＬ素子ディスプレイが得られる。かくして得られた本発明の配線付き基体形成用の積層体は、好ましくはフォトリソグラフ法でエッチングして配線付き基体に形成される。
【００４１】
配線付き基体形成用の積層体に対して、その最表面であるキャップ層の上にフォトレジストを塗布し、配線パターンを焼き付け、フォトレジストのパターンに従って、導体層などの金属層の不要部分をエッチング液で除去して配線付き基体が形成される。エッチング液は、好ましくは酸性水溶液であり、リン酸、硝酸、酢酸、硫酸、塩酸、硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸からなる群から選ばれる１種以上の混合物であることが好ましい。エッチング液は、特に、リン酸、硝酸、酢酸、硫酸および水の混合溶液であることが好ましく、リン酸、硝酸、酢酸および水の混合溶液であることがより好ましい。
【００４２】
配線付き基体の形成の際に、配線付き基体形成用の積層体の各層、例えば、（１）基体／導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層、（２）基体／下地層／Ｎｉ拡散防止層／導体層、（３）基体／下地層／Ｎｉ拡散防止層／導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層の各層はエッチング液により同一パターンに形成される。
【００４３】
配線付き基体形成用の積層体がＩＴＯ層を有する場合には、導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層とＩＴＯ層とを一緒にエッチング液により除去してもよいが、導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層とを先に除去して、別にＩＴＯ層を除去してもよいし、またＩＴＯ層を先にパターニングしておいて、導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層をスパッタしてから、配線部分以外の導体層／Ｎｉ拡散防止層／キャップ層を除去してもよい。配線付き基体形成用の積層体が下地層／Ｎｉ拡散防止層／導体層の構成であって、ＩＴＯ層を有する場合も同様である。
【００４４】
次に、本発明の配線付き基体形成用の積層体を用いて、配線付き基体を形成して、有機ＥＬ素子ディスプレイを作製する好適例を、図１〜４を用いて説明する。
【００４５】
まずガラス基板１上にＩＴＯ層を形成する。ＩＴＯ層をエッチングしてストライブ状のパターンとしてＩＴＯ陽極３を形成する（図１参照）。次に、下地層２ｃをスパッタ法によりガラス基板１全面を覆うように形成する。該下地層の上に、Ｎｉ拡散防止層（図示せず）、導体層２ａ、さらにＮｉ拡散防止層（図示せず）、キャップ層２ｂをこの順序でスパッタ法により形成して、配線付き基体形成用の積層体を得ることができる。ＩＴＯ膜は、ガラス基板１の全面に形成しても、一部に形成してもよい。
【００４６】
該配線付き基体形成用の積層体の上にフォトレジストを塗布し、フォトレジストのパターンに従って、金属層の不要部分をエッチングし、レジストを剥離して、下地層２ｃ、Ｎｉ拡散防止層、導体層２ａ、Ｎｉ拡散防止層およびキャップ層２ｂからなる配線２が形成される。その後、積層体全体に紫外線照射洗浄を行い、次いで、紫外線−オゾン処理または酸素プラズマ処理を施す。紫外線照射洗浄は、通常、紫外線ランプにより紫外線を照射し、有機物を除去する。
【００４７】
次に正孔輸送層、発光層、電子輸送層を有する有機質層４を、ＩＴＯ陽極３の上に真空蒸着法により形成する。カソードセパレータ（隔壁）を有する場合は、有機質層４の真空蒸着を行う前に、隔壁をフォトリソグラフ法により形成する。
【００４８】
カソード背面電極であるＡｌ陰極５は、配線２、ＩＴＯ陽極３、有機質層４が形成された後、ＩＴＯ陽極３と直交するように、真空蒸着法により形成する。
【００４９】
次に、破線で囲まれた部分を樹脂封止して封止缶６とする（図２参照）。
【００５０】
本発明の配線付き基体は、上記の配線付き基体形成用の積層体を用いているので、低抵抗でパターニングに優れ、かつ耐熱性が高いので、配線が劣化しない。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例（例３〜５）および比較例（例１、２）を用いて、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。
【００５２】
（例１）
厚さ０．７ｍｍのソーダライムガラス基板を洗浄後、スパッタ装置にセットし、シリカターゲットを用いて、高周波マグネトロンスパッタ法により、厚さ２０ｎｍのシリカ層を該基板の上に形成し、シリカ層付きガラス基板を得た。次に、該シリカ膜の上に、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３とＳｎＯ２との総量に対してＳｎＯ２１０質量％含有）ターゲットを用い、直流マグネトロンスパッタ法により、厚さ１６０ｎｍのＩＴＯ層を形成して、ＩＴＯ層付きガラス基板を得た。スパッタガスには、Ｏ２ガスを０．５体積％含有するＡｒガスを用いた。
【００５３】
該ＩＴＯ層付きガラス基板の全面（ただし、基板保持のために成膜されない部分を除く）に、原子百分率が７４％−２２％−４％のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金ターゲット（以後、Ｎｉ−Ｍｏターゲットとも称す）を用いて、直流マグネトロンスパッタ法により、Ａｒガス雰囲気で厚さ５０ｎｍのＮｉ−Ｍｏ合金層（下地層）を形成し、下地層付きガラス基板を得た。背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタ圧力は０．３Ｐａ、パワー密度は４．３Ｗ／ｃｍ２とし、基板の加熱はしなかった。
【００５４】
該下地層の上に、Ａｌ金属ターゲットを用いて、直流マグネトロンスパッタ法により、Ａｒガス雰囲気で厚さ４００ｎｍのＡｌ層（導体層）を形成した。背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタ圧力は０．３Ｐａ、パワー密度は４．３Ｗ／ｃｍ２とし、基板の加熱はしなかった。
【００５５】
得られた導体層付き基板に、Ｎｉ−Ｍｏターゲットを用いて、直流マグネトロンスパッタ法により、Ａｒガス雰囲気で厚さ５０ｎｍのＮｉ−Ｍｏ合金層（キャップ層）を形成して、配線付き基板形成用の積層体を得た。背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタ圧力は０．３Ｐａ、パワー密度は４．３Ｗ／ｃｍ２とし、基板の加熱はしなかった。なお、下地層、導体層およびキャップ層の形成は、大気中に取り出すことなく連続して行った。
【００５６】
該配線付き基板形成用の積層体の熱処理前のシート抵抗および耐熱性を測定して、結果を表１に示した。
なお、評価方法は下記のとおりである。
（１）熱処理前のシート抵抗：旧三菱油化（株）製のＬｏｒｅｓｔａ  ＩＰ  ＭＣＰ−Ｔ２５０  を用いて４探針法で測定した。
（２）耐熱性：恒温槽（エスペック（株）製、ＰＭＳ−Ｐ１０１）を用いて、該積層体を大気雰囲気下３２０℃で１時間放置し、熱処理前後の抵抗変化率（耐熱性）を測定した。シート抵抗の変化率が１０％以下の場合を○、１０％を超え、１００％以下の場合を△、１００％超えの場合を×と評価した。
【００５７】
また、例１の熱処理前後の該積層体のＥＳＣＡのデプスプロファイルを図４（ａ）、（ｂ）に示した。例１の該積層体においては、Ｎｉが導体層に熱処理により拡散していることがわかる。
【００５８】
形成された配線付き基板形成用の積層体を、ライン／スペースが２５μｍ／６５μｍのマスクパターンを用い、フォトリソグラフ法により、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）（８５質量％）：硝酸（６０質量％）：酢酸（９９質量％）：水が体積比で１６：１：２：１の割合で混合したエッチング液を用いてパターニングを行い、配線付き基板を形成した。該配線付き基板の耐湿性を測定して結果を表１に示した。評価方法は下記のとおりである。
（３）耐湿性：恒温恒湿槽（エスペック（株）製、ＰＲ−１Ｓ）を用いて、６０℃−９５％ＲＨの条件で該配線付き基板を１日放置し、光学顕微鏡（倍率５００倍）を用いて配線を観察することにより評価した。配線に腐食が認められなかったものを○、腐食が認められたものを×と評価した。
【００５９】
（例２）
例１のＮｉ−Ｍｏターゲットを用いる代わりに、Ｍｏ金属（Ｍｏ含有量は９９．９５質量％）ターゲットを用いてキャップ層および下地層を形成する以外は、例１と同様に処理して配線付き基板形成用の積層体を得た。熱処理前の該積層体のシート抵抗および耐熱性を例１と同様に測定して、結果を表１に示した。
【００６０】
形成された配線付き基板形成用の積層体を、例１と同様な方法によりパターニングを行い、配線付き基板を形成した。該配線付き基板の耐湿性を例１と同様な方法で測定して結果を表１に示した。
【００６１】
（例３）
例１の下地層付きガラス基板（すなわち導体層形成前のもの）の下地層の上に、Ｍｏ金属（Ｍｏ含有量は９９．９５質量％）ターゲットを用いて、直流マグネトロンスパッタ法により、Ａｒガス雰囲気で厚さ３０ｎｍのＭｏ層（Ｎｉ拡散防止層）を形成しＮｉ拡散防止膜付き基板を得た。背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタ圧力は０．３Ｐａ、パワー密度は４．３Ｗ／ｃｍ２とし、基板の加熱はしなかった。
【００６２】
その後、該Ｎｉ拡散防止層の上に、例１と同様な方法で、Ａｌ層（導体層）を形成し、該導体層の上に、上記Ｎｉ拡散防止層と同様な方法と条件でＭｏ層（Ｎｉ拡散防止層）を形成し、さらに、該Ｎｉ拡散防止層の上に、Ｎｉ−Ｍｏターゲットを用い、例１と同様な方法で、Ｎｉ−Ｍｏ合金層（キャップ層）を形成し、配線付き基板形成用の積層体を得た。熱処理前の該積層体のシート抵抗および耐熱性を例１と同様に測定して、結果を表１に示した。
【００６３】
形成された配線付き基板形成用の積層体を、例１と同様な方法によりパターニングを行い、配線付き基板を形成した。該配線付き基板の耐湿性を例１と同様な方法で測定して結果を表１に示した。
【００６４】
（例４）
例３のＭｏターゲットを用いる代わりに、原子百分率（％）が９０：１０のＭｏ−Ｎｂ合金ターゲットを用いてそれぞれのＮｉ拡散防止層を形成する以外は、例３と同様に処理して配線付き基板形成用の積層体を得た。熱処理前の該積層体のシート抵抗および耐熱性を例１と同様に測定して、結果を表１に示した。
【００６５】
形成された配線付き基板形成用の積層体を、例１と同様な方法によりパターニングを行い、配線付き基板を形成した。該配線付き基板の耐湿性を例１と同様な方法で測定して結果を表１に示した。
【００６６】
（例５）
例４のＡｌターゲットを用いる代わりに、原子百分率（％）が９９．８：０．２のＡｌ−Ｎｄ合金ターゲットを用いる以外は、例４と同様に処理して配線付き基板形成用の積層体を得た。熱処理前の該積層体のシート抵抗および耐熱性を例１と同様に測定して、結果を表１に示した。
【００６７】
形成された配線付き基板形成用の積層体を、例１と同様な方法によりパターニングを行い、配線付き基板を形成した。該配線付き基板の耐湿性を例１と同様な方法で測定して結果を表１に示した。
【００６８】
なお、例１〜例５により形成された配線付き基板は、パターニング性は良好であった。
【００６９】
【表１】
2005308773.tif 000003
【００７０】
表１および図４（ａ）、（ｂ）から、例１の通りＮｉ−Ｍｏ合金層とＡｌ層が接した状態で熱処理すると、ＮｉがＡｌ層に拡散し、耐熱性が悪化することがわかる。また例２では、キャップ層および下地層としてＭｏを用いているため、配線の耐湿性が充分でないことがわかる。一方、例３〜５の結果が示すように、Ｎｉ−Ｍｏ合金層とＡｌ層との間にＭｏ層またはＭｏ−Ｎｂ合金層が介在すると耐熱性の悪化が防止できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の積層体を用いることにより、低抵抗であって、パターニング性能に優れ、かつ耐湿性・耐熱性が高い配線付き基体を形成することができ、有用である。そして、高精彩で信頼性の高いディスプレイを作製できる。特に、素子寿命が長く、発光特性の向上のため、配線の低抵抗化が望まれる有機ＥＬ表示素子に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ＩＴＯ層をエッチングしてストライプ状のパターンとしたＩＴＯ陽極の１例を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】本発明の配線付き基板形成用の積層体をパターニングして得られる配線付き基板の１例を示す一部切り欠き正面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。
【図４】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図５】（ａ）例１の配線付き基板形成用の積層体の熱処理前のＥＳＣＡデプスプロファイルを示す図である。（ｂ）例１の配線付き基体形成用の積層体の熱処理後のＥＳＣＡデプスプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１：ガラス基板
２：配線
２ａ：導体層
２ｂ：キャップ層
２ｃ：下地層
３：ＩＴＯ陽極
４：有機質層
５：Ａｌ陰極
６：封止缶
【図１】
2005308773.tif 000004
【図２】
2005308773.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005308773.tif 000007
【図５】
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