專利名稱：顯示板基板及引出布線的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有粘附性好且電阻值低的引出布線的顯示板基板及引出布線的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著有機EL元件、液晶器件等的高密度化，與以往相比，有以更窄的布線寬度在顯示板基板內(nèi)形成引出布線的趨勢。由于電阻隨著布線寬度變窄而增加，所以作為布線材料，也研究使用銀、金、金合金、鉻等的低電阻材料，其中，銀、銀合金是對應(yīng)于窄寬度布線的布線材料。
即使在提高電流注入型有機EL元件的顯示質(zhì)量上，布線電阻的降低也是重要的條件。換言之，如果布線電阻高，則由于流過的電流而產(chǎn)生大的壓降，不僅增加消耗電力，也成為亮度不均等缺陷產(chǎn)生的原因。低電阻布線中以往使用的Al系材料，其電阻率的界限是大約4μΩ/cm，作為透明電極，容易與通常使用的IT10發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所以研究使用銀、銀合金來形成引出布線。
銀、銀合金電阻率為3μΩ/cm左右，盡管非常小，但是有對基板的粘附性差，易氧化的缺點。對基板的粘附性通過在銀或銀合金制成的薄膜(以下稱作“銀類薄膜”)和基板之間介入銀類氧化膜來改善(專利文獻1)，但電阻值上升，由于銀類氧化膜的形成需要，制造工序也復(fù)雜。而且，為了提高有機EL元件的發(fā)光效率，將發(fā)光層形成前的基板通過UV臭氧處理、氧等離子體處理等方式洗凈后，擔(dān)心臭氧或氧等離子體使銀類薄膜氧化所產(chǎn)生的布線電阻降低。
專利文獻1特開2003-170524號公報用導(dǎo)電性保護膜覆蓋銀類薄膜后，防止臭氧或氧等離子體引起的氧化并抑制布線電阻的上升，可以得到顯示質(zhì)量良好的有機EL板(專利文獻2)。由抗氧化性高的材料或即使氧化電阻上升也小的材料來成膜導(dǎo)電性保護膜。
專利文獻2特開2003-36037號公報用導(dǎo)電性保護膜覆蓋銀類薄膜的表面全區(qū)域的引出布線中，防止銀類薄膜的氧化，并防止引起布線電阻上升的銀類薄膜的氧化。但是，用導(dǎo)電性薄膜覆蓋比銀類薄膜的布線寬度更寬的區(qū)域時，需要將形成的寬度寬的導(dǎo)電性保護膜在布線寬度內(nèi)蝕刻的步驟。例如，將層疊的導(dǎo)電性薄膜、銀類薄膜條狀構(gòu)圖時，如果要從透明導(dǎo)電膜形成設(shè)計寬度的下部電極，由于邊緣效應(yīng)，銀類薄膜的布線寬度變窄，恐怕不能確保必要的通電截面積。而且，銀類薄膜的布線寬度方向端部容易露出，露出了的銀類薄膜依然容易氧化，所以結(jié)果為布線電阻上升。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為通過將從導(dǎo)電性薄膜露出了的銀類薄膜的布線寬度方向兩端部氧化并形成銀氧化區(qū)域，使對透明基板的粘附性提高，縮小布線寬度，既便是將元件高密度化的設(shè)計也可抑制布線電阻的上升，得到提高了顯示質(zhì)量的顯示基板。
有機EL元件中的有機發(fā)光層、液晶顯示元件中的液晶層由下部電極、上部電極夾置，下部電極、上部電極分別通過引出布線連接到外部驅(qū)動電路。下部電極、上部電極被構(gòu)圖為相互正交的條狀，通過從外部驅(qū)動電路的通電，使二維矩陣的規(guī)定像素區(qū)域發(fā)光或被驅(qū)動。作為將透明基板上設(shè)置的下部電極連接到外部驅(qū)動電路的引出布線，本發(fā)明使用布線寬度方向內(nèi)側(cè)由導(dǎo)電性保護膜覆蓋，布線寬度方向兩端部成為銀氧化區(qū)域的銀類薄膜。
銀類薄膜通過將金屬銀或Ag-Pd-Cu，Ag-Ru-Cu，Ag-Ru-Au，Ag-Mg，Ag-Pd，Ag-Zn，Ag-In，Ag-SnO2等的銀合金蒸鍍在透明導(dǎo)電膜上而形成。透明導(dǎo)電膜上層疊了銀類薄膜后，通過一次光刻，或?qū)γ總€銀類薄膜、透明導(dǎo)電膜通過不同條件下的光刻被構(gòu)圖。或者，通過在構(gòu)圖過的透明導(dǎo)電膜上掩膜蒸鍍銀、銀合金，也可以形成規(guī)定構(gòu)圖的銀類薄膜。
構(gòu)圖過的銀類薄膜的布線寬度方向內(nèi)側(cè)表面上層疊導(dǎo)電性保護膜，布線寬度方向兩端部露出銀類薄膜。使銀類薄膜的露出部通過UV臭氧處理、等離子體氧處理等氧化，形成在銀類薄膜的整個厚度方向上生長的銀氧化區(qū)域。布線寬度方向兩端部的銀氧化區(qū)域之間由導(dǎo)電性保護膜覆蓋的部分，成為作為通電部工作、未氧化且低電阻的金屬銀區(qū)域。
圖1是表示有機EL元件的層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明設(shè)置在透明基板上的引出布線的圖，圖2(a)是截面圖，圖2(b)是平面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明除了夾在一對電極間的層為發(fā)光層或液晶層這一點外，還可應(yīng)用于采用大致相同的層結(jié)構(gòu)的有機EL元件、液晶顯示元件的任何一方中，以下，以引出布線為例進行具體的說明，該引出布線將通過有機EL元件顯示板基板上設(shè)置了的透明導(dǎo)電膜的構(gòu)構(gòu)圖成而形成了的下部電極連接到外部電路。
有機EL元件在玻璃等的透明基板10上設(shè)置下部電極(透明導(dǎo)電膜)11、絕緣膜12，夾置由空穴輸送層13a、有機發(fā)光層13b、電子輸送層13c組成的發(fā)光層13，并層疊上部電極14(圖1)。也有省略了空穴輸送層13a、電子輸送層13c的任何一方或雙方的層結(jié)構(gòu)和根據(jù)需要介入空穴注入層、電子注入層、載流子塊(carrier block)層等的有機層的層結(jié)構(gòu)。
引出布線14以層疊在透明導(dǎo)電膜11上的狀態(tài)設(shè)置，在透明導(dǎo)電膜11上延伸并電連接到外部驅(qū)動電路15(圖2b)。有機EL元件部中，發(fā)光層13由粘結(jié)劑層16粘結(jié)到絕緣膜12，該有機EL元件與透明導(dǎo)電膜11電接觸。
下部電極11通過如下方法形成由ITO、IZO等的透明金屬氧化物通過濺射等成膜所得的透明薄膜通過光蝕法等形成規(guī)定的條狀構(gòu)圖。引出布線14通過以同樣的方法將由電阻率小的銀或銀合金成膜所得的銀類薄膜20構(gòu)圖而形成，有機EL元件部中成為在下部電極11上重疊的銀類薄膜20(圖2a)?？稍谝霾季€14中使用的銀合金中有Ag-Pd-Cu、Ag-Ru-Cu、Ag-Ru-Au、Ag-Mg、Ag-Pd、Ag-Zn、Ag-In、Ag-SnO2等。下部電極11、引出布線14通過一次光刻，或?qū)γ總€透明導(dǎo)電膜11、銀類薄膜20通過不同條件下的光刻被構(gòu)圖。
銀類薄膜20上重疊導(dǎo)電性保護膜21，防止線路加工(line process)中的銀類薄膜20的氧化。就導(dǎo)電性保護膜21來說，由與銀類薄膜20比較其抗氧化性高，或即使氧化電阻上升也少的材料成膜。就抗氧化性高的材料來說，有Cr、Ta、Ti、Mo等金屬或合金，或生成不氧化到內(nèi)部的鈍態(tài)表膜的Al、Al合金、ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化鎂等金屬氧化物、金屬氟化物、金屬氮化物。即使氧化電阻的上升也少的材料中有Sn、Zn、In、Mg等的金屬或合金。導(dǎo)電性保護膜21根據(jù)使用的材料，以厚度5～100nm形成。
導(dǎo)電性保護膜21比銀類薄膜20的布線寬度窄一些。由此，銀類薄膜20的布線寬度方向兩端部沒有用導(dǎo)電性保護膜21覆蓋而露出。由導(dǎo)電性保護膜21覆蓋的布線寬度方向內(nèi)側(cè)的銀類薄膜20被防止氧化，所以設(shè)定覆蓋部分(金屬區(qū)域)22的大小，即導(dǎo)電性保護膜21的寬度，以便得到通電所必需的截面積。強制銀氧化類薄膜20的露出部分，在布線寬度方向上形成銀氧化區(qū)域23。
利用銀易氧化的特性，通過UV臭氧處理和氧等離子體處理容易形成銀氧化區(qū)域23。通過使用了添加了氧化劑的藥液的濕(wet)處理也可以將銀類薄膜20的露出部分強制氧化。
隨著銀的氧化，使銀類薄膜20的布線寬度方向兩段部分變化截面形狀，對濕步驟中使用的藥液的侵入有抵抗力的界面在透明導(dǎo)電膜11/銀類薄膜20之間、銀類薄膜20/導(dǎo)電性保護膜21之間形成。通過強制氧化形成的銀氧化區(qū)域23不受線加工中的各種處理的影響，將布線寬度方向內(nèi)側(cè)的金屬區(qū)域22維持為低電阻狀態(tài)。由于銀氧化區(qū)域23的形成，相對于透明基板10、透明導(dǎo)電膜11的銀類薄膜20的粘附性也提高。
引出布線14的形成后，在下部電極11的線上以等間隔與下部電極11正交，以聚酰亞胺、SiN、SnO2等絕緣材料形成絕緣膜12。具體來說，在設(shè)置了下部電極11的透明基板10上旋涂(spin coat)絕緣材料，經(jīng)過使用了曝光罩的曝光處理，通過顯像形成規(guī)定構(gòu)圖的絕緣膜12。絕緣膜12覆蓋條狀下部電極11的上下端部，形成與下部電極11正交的規(guī)定間隔的條狀構(gòu)圖。
根據(jù)需要，在絕緣膜12上形成隔壁。隔壁將后續(xù)步驟中形成的上部電極17(圖1)的相鄰的線相互絕緣，呈現(xiàn)作為蔭罩(shadow mask)的作用。上部電極17通過蔭罩等形成構(gòu)圖，通過蒸鍍形成時，可以省略絕緣膜12上的隔壁。
接著，將空穴輸送層13a、有機發(fā)光層13b、電子輸送層13c等的發(fā)光層13依次層疊。各層13a～13c使用各種高分子材料、低分子材料，通過層疊一層或多層形成，也可以省略空穴輸送層13a、電子輸送層13c的任意一方或兩方。而且，根據(jù)需要也可以插入空穴注入層、電子注入層、載流子塊層等。發(fā)光層13的形成采用旋涂、浸漬(dipping)、網(wǎng)目印刷、噴墨等濕法工序和蒸鍍、激光復(fù)印等干法工序。
發(fā)光層13的形成時，使用成膜用罩，與多個發(fā)光色對應(yīng)涂抹發(fā)光層13。例如，通過將組成呈現(xiàn)RGB三色的發(fā)光的有機材料或多個有機材料的發(fā)光材料涂布到與RGB相當(dāng)?shù)南袼貐^(qū)域并成膜而形成發(fā)光層13。對一個位置的像素區(qū)域使用相同發(fā)光材料進行兩次或兩次以上成膜后，防止該像素區(qū)域的未成膜。
形成了發(fā)光層13后，通過蒸鍍、濺射等設(shè)置作為上部電極17的金屬薄膜。上部電極17成為在與下部電極11正交的方向上延伸的條狀，和下部電極11形成二維矩陣。
設(shè)置了上部電極17的有機EL元件通過將透明基板10粘結(jié)到封閉基板上而被封閉。就粘結(jié)劑來說，使用例如紫外線固化型環(huán)氧樹脂中應(yīng)用配合了玻璃、塑料等隔離(spacer)粒子的粘結(jié)劑。與封閉基板的側(cè)壁接觸的透明基板10的表面部分涂敷粘結(jié)劑，在氬等惰性氣體環(huán)境中使封閉基板與透明基板10接觸，通過用紫外線照射接觸界面上的粘結(jié)劑使其固化后，有機EL元件被密封在透明基板10和封閉基板之間。
這樣制作的有機EL元件顯示板在形成絕緣膜12、發(fā)光層13、上部電極17等的過程中，銀類薄膜20不通過與氧化性試劑和氧化性氣體的接觸被氧化，所以引出布線14維持初始的低電阻狀態(tài)。而且，由于以銀、銀合金設(shè)置引出布線14，所以即使布線寬度寬，布線電阻的增加也減少，得到充分滿足高清晰要求的有機EL顯示板。
(實施例)在透明基板10中使用石英玻璃，蒸鍍ITO，設(shè)置膜厚為200nm的透明導(dǎo)體膜11，進而蒸鍍銀，在透明導(dǎo)電膜11上層疊膜厚為300nm的銀類薄膜20。對透明導(dǎo)電膜11、銀類薄膜20進行構(gòu)圖，設(shè)置條狀的布線寬度為40μm的下部電極11、引出布線14。
在構(gòu)圖的銀類薄膜20上蒸鍍IZO，層疊膜厚為50nm的導(dǎo)電性保護膜21。將沿著導(dǎo)電性保護膜21的布線寬度方向的寬度設(shè)定為30μm，所以從銀類薄膜20的布線寬度方向兩端向內(nèi)側(cè)5μm的邊緣部分未被導(dǎo)電性保護膜21覆蓋而露出。
將層疊了導(dǎo)電性保護膜21的銀類薄膜20以臭氧濃度為100ppm、累計光量為3000mJ/cm2進行UV臭氧處理，將在布線寬度方向兩端露出的銀類薄膜20氧化。觀察進行了UV臭氧處理的銀類薄膜20，露出部分在銀類薄膜20的膜厚方向全區(qū)域成為銀氧化區(qū)域23。銀氧化區(qū)域23由于氧化而體積膨脹，成長為從布線寬度方向兩側(cè)包圍導(dǎo)電性保護膜21。
銀氧化區(qū)域23在銀類薄膜20的膜厚方向全區(qū)域生長的階段中，被導(dǎo)電性保護膜21覆蓋的金屬區(qū)域22維持初始的低電阻狀態(tài)，不發(fā)生氧化反應(yīng)。而且，通過形成銀氧化區(qū)域23，相對于透明基板10或透明導(dǎo)電膜11的銀類薄膜20的粘附性也提高。將該銀類薄膜20使用在引出布線14中，由于層疊絕緣線12、發(fā)光層13、上部電極17并形成有機EL元件，所以制作的有機EL元件顯示板，接入電力在圖像顯示中被高效消耗，可以用作重放鮮明且高鮮艷的圖像的顯示板。
實際上，在玻璃制的透明基板10上以線寬為50μm、間距(相鄰的線的間隙)為50μm，將銀類薄膜20構(gòu)圖為100根條狀，通過使用膠帶的膠粘帶剝離試驗檢查銀類薄膜20的粘附性。膠粘帶剝離試驗中，將膠粘帶粘貼在銀類薄膜20上，剝離后觀察透明基板10的表面，計數(shù)剝離了的金屬區(qū)域22的根數(shù)。UV臭氧處理了的銀類薄膜20中，100根中僅僅3根金屬區(qū)域22剝離。另一方面，沒有進行UV臭氧處理的銀類薄膜20中，100根中50根金屬區(qū)域22剝離。剝離根數(shù)的極大差距意味著因銀氧化區(qū)域23的形成而粘附性顯著上升。
而且，通過UV臭氧處理而形成了銀氧化區(qū)域23的銀類薄膜20中，金屬區(qū)域22在工序處理中不被氧化，維持初始的低布線電阻。
如以上所說明的，作為將夾置發(fā)光層和液晶層的電極連接到外部驅(qū)動電路的引出布線，由導(dǎo)電性保護膜覆蓋布線寬度方向內(nèi)側(cè)，布線寬度方向兩側(cè)使用作為銀氧化區(qū)域的銀類薄膜時，可以不引起布線電阻的上升使布線寬度變窄，得到適應(yīng)像素高密度化的顯示板基板。而且，通過銀氧化區(qū)域而使對于銀類薄膜的透明基板的粘附性改善，所以可以得到即使長期使用后也可以再現(xiàn)NTSC變換部12高清晰圖像的顯示板。
權(quán)利要求
1.一種顯示板基板，其特征在于層疊有機發(fā)光層或液晶層的下部電極以及將該下部電極連接到外部驅(qū)動電路的引出布線被設(shè)置在透明基板上，在布線寬度方向內(nèi)側(cè)層疊導(dǎo)電性保護膜，由布線寬度方向兩側(cè)成為銀氧化區(qū)域的銀或銀合金的薄膜形成引出布線。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示板基板，其中，由抗氧化性高的金屬或合金、在表面生成鈍態(tài)表膜的合金、金屬氧化物、金屬氟化物、金屬氮化物、即使氧化其電阻的上升也小的金屬或合金中的任意一種或兩種以上來形成導(dǎo)電性薄膜。
3.一種引出布線的形成方法，其特征在于對透明基板中設(shè)置的透明導(dǎo)電膜形成構(gòu)圖，并形成下部電極，與該下部電極重疊，將在透明基板上向外部驅(qū)動電路側(cè)延伸的引出布線，通過(1)～(4)的工序制作(1)與透明導(dǎo)電膜重疊并對銀或銀合金薄膜進行成膜的工序；(2)將透明導(dǎo)電膜、銀或銀合金薄膜條狀構(gòu)圖的工序；(3)在銀或銀合金薄膜的布線寬度方向內(nèi)側(cè)層疊導(dǎo)電性保護膜的工序；(4)將沒有用導(dǎo)電性保護膜覆蓋的銀或銀合金薄膜的布線寬度方向兩端部氧化的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示板基板以及引出布線的形成方法。根據(jù)該引出布線的形成方法可得到一種對于透明基板(10)的粘附性好、具備即使布線寬度窄，其布線電阻也低的引出布線(14)的顯示板基板。夾置有機發(fā)光層(13)或液晶層，在透明基板上設(shè)置下部電極(11)、上部電極(17)，將下部電極(11)、上部電極(17)通過引出布線連接到外部驅(qū)動電路(15)。使用銀類薄膜(20)，作為下部電極(11)側(cè)的引出布線(14)，其在布線寬度方向內(nèi)側(cè)層疊導(dǎo)電性保護膜(21)，使布線寬度方向兩端部成為銀氧化區(qū)域(23)。被銀氧化區(qū)域(23)夾置的未氧化的金屬區(qū)域(22)成為通電部。
文檔編號G02F1/1345GK1674056SQ200410068798
公開日2005年9月28日 申請日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者小笠原敦, 北島隆行, 駒田昌紀(jì), 齋藤豐, 中嵨真滋 申請人:東北先鋒公司