CN1678148A - 用于制造布线基片的层压体,这种布线基片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于制备布线基片的层压体,这种层压体具有低电阻,没有小丘,表面粗糙度低,具有极佳的耐碱性和耐腐蚀性,特别是适用于有机EL显示器等平板显示器的层压体,还提供了蚀刻层压体制造布线基片的方法,以及由此制得的布线基片。用于制备布线基片的层压体,包括基材,位于基材上的含Al-Nd合金作为主要组分且Nd含量以全部组分为基准计的0.1到6原子%的导电层,以及位于导电层上的含Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层;通过溅射制备层压体的方法,以及布线基片,其中包括以平面形式布图的层压体。

Description

用于制造布线基片的层压体,这种布线基片及其制造方法
发明领域
本发明涉及布线基片,可以作为有机电致发光(有机EL)显示器等平板显示器中的电极导线,还涉及其制造方法,以及适用于制造布线基片的层压体。
发明背景
随着近年来信息化水平的高度发展,对平板显示器的需求日益增加。近来,能够在低电压下驱动的自发光型有机EL显示器作为新一代显示器,引起研究人员的注意,因为它在快速响应,能见度,亮度等方面远优于传统LCD或PDP。有机EL器件基本上具有以下结构:在掺杂锡的氧化铟(ITO)透明电极(阳极)和金属电极(阴极)之间,从阳极侧开始顺序排列有有机层如空穴转移层,发光层,电子转移层等。近年来,为了实现彩色化和高清晰度,必须进一步降低ITO层的电阻,但这已接近了LCD用的ITO层电阻降低的极限。因此,如同薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)中所广泛采用的,通过使用低电阻金属例如Al或Al合金作为支撑线,与ITO层形成的电极配合,实现器件电路的电阻降低。
Al或Al合金具有低电阻。而且,其表面上容易形成Al的氧化物,存在的问题是,即使想采取与另一种金属电接触,但接触电阻太高而无法实际应用。因此在许多情况下,通常用Mo或Mo合金(含有Cr,Ti,Ta,Zr,Hf或V)覆盖Al或Al合金(例如JP-A-13-311954)。这样就可以用与Al相同的蚀刻溶液对Mo进行蚀刻,从而能在照相平版印刷工序中同时对Al和Mo进行布线,形成支撑线。
但是,通常Mo的防潮性差,容易被空气中的湿气腐蚀。因此,用Mo作为EPD导线材料时会出现导线容易劣化的问题。另一方面,如果用防潮性高的金属如Cr覆盖Al时,就无法如下面所述用与Al相同的蚀刻溶液进行蚀刻,从而出现无法同时布线的问题。
为了解决这个问题,提出了一种层压体,其中用Al作为导电层,用防潮性高而且能与Al同时布图的Ni-Mo合金作为覆盖层。当然在这种情况下,即使将其置于高湿度条件下也不会使导线劣化。但是,使用这种层压体时,容易在形成导电层时产生小丘(突起),导致Ni-Mo合金层的覆盖效果变差,由此产生的问题是,Al暴露在外,在洗涤制成显示器件,照相平版印刷的显影步骤和剥离抗蚀剂等碱处理时,Al从空穴洗脱,增加导线电阻。
本发明的目的是,提供用于制造布线基片的层压体,具有低电阻,基本上没有形成小丘,表面粗糙度小,具有极佳的耐碱性,还提供通过蚀刻该层压体形成布线基片的方法,以及由此制得的布线基片。更具体地说,本发明的目的是提供用于制备布线基片的层压体,特别适用于有机EL显示器等平板显示器所用的电极导线,还提供通过蚀刻层压体形成布线基片的方法,以及由此制得的布线基片。
本发明的发明人对现有技术进行了深入研究,发现以Al-Nd合金作为导电层时,几乎不会形成小丘,表面粗糙度变小,在该导电层上形成以能被Al蚀刻溶液蚀刻的Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层时,该覆盖层能有效防止Al-Nd合金暴露在外,从而提高耐碱性和耐腐蚀性。结果是,所制得的布线基片具有低电阻,基本没有形成小丘,表面粗糙度较小,耐碱性和耐腐蚀性极佳,从而完成了本发明。
因此,本发明提供了用于制备布线基片的层压体,其中包括基材,在基材上形成的以Al-Nd合金作为主要组分而且Nd含量占所有组分0.1到6原子%的导电层,和在导电层上形成的以Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层。
本发明的层压体中优选包括基材,在基材上形成的以Al-Nd合金作为主要组分且Nd含量占全部组分0.1到3原子%的导电层,和在导电层上形成的以Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层。
在本发明的层压体中,优选在导电层和基材之间,从基材侧开始顺序排列有ITO层和衬层。
在本发明的层压体中,优选该衬层是以Mo或Mo合金作为主要组分的层。
在本发明的层压体中,优选在导电层与覆盖层之间和/或在导电层与衬层之间,形成有组成不同于覆盖层的防Ni扩散层。
在本发明的层压体中,优选防Ni扩散层是以Mo,Mo-Nb合金或Mo-Ta合金作为主要组分的层。
在本发明的层压体中,优选覆盖层中Ni含量占全部组分的30到95原子%,Mo含量占全部组分的5到70原子%。
在本发明的层压体中,优选防Ni扩散层中Mo含量占全部组分的80到100原子%,Nb或Ta含量占全部组分的0到20原子%。
而且,本发明还提供了布线的基片,包括上述任何层压体,以平面方式进行了布图。
优选将本发明的布线基片应用于有机EL显示器件。
而且,本发明还提供了制备布线基片的方法,包括以下步骤:在基材上溅射形成以Al-Nd合金作为主要组分的导电层,并在导电层上形成以Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层,形成用于制备布线基片的层压体,然后采用照相平版印刷方法,以平面方式对层压体进行布图。
附图简述:
图1所示是对本发明层压体进行布图所制得布线基片的部分省略前视图。
图2是沿图1中直线A-A的截面图。
图3是沿图1中直线B-B的截面图。
在附图中,标记1代表玻璃基材,2是导线,2a是Al系列金属层,2b是Ni-Mo合金层,3是ITO阳极,4是有机层,5是Al阴极,6是密封壳。
发明内容
本发明的层压体具有低电阻,基本没有形成小丘,表面粗糙度小,具有极佳的耐碱性和耐腐蚀性。使用由这种层压体制造的布线基片时,能防止导电层中的Al析出,而在照相平版印刷步骤或在形成显示器件时,增加导线电阻。因此能够用其制造高度可靠的高清晰度显示器。特别适用于长的器件可用寿命的有机EL显示器,为此要求导线电阻低,以提高发光性质。
本发明用于制备布线基片的层压体中基本是一层压体,包括基材/导电层/覆盖层,但也包括各种多层的层压体,如包括基材/ITO层/衬层/导电层/覆盖层的层压体,即基材和导电层之间从基材侧开始按照这种顺序排列有ITO层和衬层,以及包括基材/ITO层/衬层/防Ni扩散层/导电层/防Ni扩散层/覆盖层的层压体,即导电层与覆盖层之间和/或衬层与导电层之间具有防Ni扩散层。
本发明中所用基材不一定必须是平板形状的,可以是具有弯曲面或不同的形状。例如,基材可以是透明或不透明的玻璃基材,陶瓷基材,塑料基材或金属基材。但是,将其用于能从衬底侧发光的结构的有机EL器件时,该基材宜为透明的,从强度和耐热性方面考虑,特别优选玻璃基材。作为这样的玻璃基材,有例如无色透明钠钙玻璃基材,石英玻璃基材,硼硅酸盐玻璃或无碱玻璃基材。从强度和透射率方面考虑,用于有机EL器件的玻璃基材的厚度宜在0.2到1.5毫米。
用于形成本发明布线基片的层压体中主要包括两个层,即位于基材上的包含Al-Nd合金作为主要组分的导电层(以下简称为Al-Nd合金层),和位于导电层上的包含Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层(以下简称为Ni-Mo合金层)。
在本发明的层压体中,导电层包含Al-Nd合金作为主要组分,能在形成该层时抑制小丘的形成,同时保持导线具有低电阻。而且,以Al-Nd作为主要组分时,包含Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层的覆盖效果良好,就能防止Al-Nd合金露出,提高层压体的耐碱性。
从降低导线电阻方面考虑,构成导电层的Al-Nd合金中,以全部组分为基准计,Al含量为94到99.9原子%,Nd含量为0.1到6原子%。随着Nd含量的增加,电阻在沉积后立刻增加,但是通过在沉积之后进行热处理,就能使电阻降低到与Al相同的水平。例如在有机EL显示器件的情况下,通常必须在形成支撑线之后进行热处理,从而形成显示器件,但是通过将Al-Nd合金用于层压体作为导线形成显示器件之后,如果Nd含量小于0.1原子%,就不足以抑制小丘的产生,如果超过6原子%,则热处理之后的电阻就会超过Al的电阻。因此,Nd含量被限定在0.1到6原子%的范围内。
Al-Nd合金层中可以含有Ti,Mn,Si,Na,O等杂质,其总含量较好的最多不超过1质量%。
Al-Nd合金层的厚度优选100到500纳米,更优选是150到400纳米,这样才能获得足够的导电性和良好的布图加工性。
而且Al-Nd层还具有一个特性,即该层刚形成时的电阻略高,但是通过烘焙能够降低电阻。其原因被认为是,刚形成时,Nd与Al混合,导致电阻增加,但是热处理之后,Nd迁移至晶界,导致Nd和Al分离,从而降低电阻。
位于导电层上的覆盖层是包含Ni-Mo合金作为主要组分的层。由于Ni-Mo合金具有极佳的防潮性,能使形成的导线保持低电阻,还能提高使用由此制得布线基片的电子器件的可靠性。而且,能够对用于制备布线基片的层压体进行精确布图。另外,在采用照相平版印刷方法进行布图时,能使用相同的蚀刻液(酸性水溶液)以基本相同的速率对覆盖层(Ni-Mo合金层)和导电层(Al-Nd合金层)进行蚀刻。即,可以同时对覆盖层和导电层进行布图。
如果导电层和覆盖层之间的蚀刻速率明显不同,则会在形成导线时发生蚀刻过度或残留物,这些都是不利的。能够通过根据蚀刻液种类改变Ni和Mo的配比,方便地调节Ni-Mo合金层的蚀刻速率。随着Mo与Ni比值的增加,蚀刻速率增大。
Ni-Mo合金层中的Ni含量,以全部组分为基准计,较好为30到95原子%,更优选65到85原子%。如果Ni含量小于30原子%,则Ni-Mo合金层的防潮性不够,如果超过95原子%,则蚀刻液的蚀刻速率太低,很难将其调节到与导电层相同的蚀刻速率水平。而且,以全部组分为基准计,Ni-Mo合金层中Mo含量较好为5到70原子%,更优选是15到35体积%。如果Mo含量低于5原子%,则蚀刻液的蚀刻速率很低,如果超过70原子%,很难将其调节到与导电层相同的蚀刻速率水平,则Ni-Mo合金层的防潮性不够。Ni-Mo合金层中Ni和Mo的总含量优选是90到100原子%。
Ni-Mo合金层中可以含有一种或多种金属,例如Fe,Ti,V,Cr,Co,Zr,Nb,Ta和W,其含量应当不至于影响防潮性,蚀刻性质等,例如最多10原子%。
从防潮性和布图效率方面考虑,覆盖层的厚度优选10到200纳米,更优选是15到50纳米。
优选采用溅射方法,形成用于制造本发明布线基片的层压体。例如,可以采用以下组合步骤:在玻璃基材表面上,使用Al-Nd合金靶在惰性气氛中溅射形成导电层;在导电层上,使用Ni-Mo合金靶溅射形成覆盖层。通过这种溅射方法,能方便地形成用于制造布线基片的层压体,在大表面积上厚度均匀的层。
例如,Al-Nd合金靶可以是含有Nd的Al合金靶或者是含有Nd的Al非合金靶。
另外,例如,Ni-Mo合金靶可以是Ni-Mo合金靶,含有Fe的Ni-Mo合金靶,或含有Fe的Ni-Mo非合金靶。含有Fe的Ni-Mo非合金靶包括例如将小于靶面积的马赛克Ni片,Mo片和Fe片组合在一起所形成的靶,以及将Ni-Mo合金靶片和Fe片组合在一起所形成的靶。
可以采用以下方法,形成用于制造本发明布线基片的层压体。
Al-Nd合金靶和Ni-Mo合金靶被分别固定在DC磁控管溅射设备的阴极上。进而将基材固定在基材支架上。然后抽吸沉积腔内部至真空,引入Ar气作为溅射气体。虽然可以用He,Ne或Kr气替代Ar气,但是优选Ar气,因为它价廉且放电稳定。溅射压力宜为0.1到2帕。而且背压优选是1×10-6到l×10-2帕。基材温度优选室温到400℃,更优选室温到250℃,特别优选是温到150℃。
首先,在基材上通过溅射形成作为导电层的Al-Nd合金层。然后在导电层上,溅射形成作为覆盖层的Ni-Mo合金层,从而形成用于制备布线基片的层压体。
制备Al-Nd合金层时,可以分别使用独立的Al靶和Nd靶形成合金层,但是从控制导电层组成的有效性和提高均匀性角度考虑,宜预先制备具有预定组成的Al-Nd合金靶。
制备Ni-Mo合金层时,可以分别使用独立的Ni靶和Mo靶形成合金层,但是宜预先制备具有预定组成的Ni-Mo合金,作为钯。
用于制造本发明布线基片的层压体中可以具有防Ni扩散层,其组成不同于覆盖层,位于Ni-Mo合金层(覆盖层)与Al-Nd合金层(导电层)之间和/或位于Al-Nd合金层(导电层)与Ni-Mo合金层(衬层)之间,说明如下。
如果在导电层接触覆盖层,或在导电层接触衬层的情况下进行热处理的话,Ni会从覆盖层和/或衬层扩散进入导电层,使导电层的电阻增加。防Ni扩散层能够防止电阻的增加。同样优选采用溅射方法制备防Ni扩散层。
从阻挡效果和布图效率方面考虑,防Ni扩散层的厚度宜为10到200纳米,更优选是15到50纳米。
防Ni扩散层较好是含Mo为主要组分的Mo系列金属层,因为它能与覆盖层和导电层一起被蚀刻。具体地说,有Mo,Mo-Nb合金或Mo-Ta合金。Mo系列金属层中的Mo含量优选80到100原子%。Mo系列金属层中的Nb或Ta含量优选是0到20原子%。
Mo系列金属层作为在导电层和覆盖层之间的防Ni扩散层时,Mo系列金属会在布图之后,暴露于图案的截面上,但是不会影响防潮性的提高,因为Mo系列金属层的主要部分上覆盖有覆盖层和导电层。
对用于制备本发明布线基片的层压体而言,可以对Ni-Mo合金层(覆盖层)进行诸如氧化,氮化,氧氮化,氧碳化或氧碳氮化(oxycarbonitriding)处理。即,在形成覆盖层时进行这些处理,能够防止类似上述防Ni扩散层的电阻增加。进行处理的方法是,在通过溅射形成Ni-Mo合金层时,使用含有O2,N2,CO或CO2等反应气体与Ar气的混合气体作为溅射气体。进行这样的处理时,氧,氮或碳会混入到Ni-Mo合金层中。从防Ni扩散效果方面考虑,反应气体的含量较好为5到50体积%,更优选是20到40体积%。
而且,用于制备本发明布线基片的层压体可以具有掺杂锡的氧化铟层(ITO层)。这种情况的缺点是,Al-Nd合金层与ITO层具有大接触电阻。因此,事实上优选在其中夹入上述衬层,形成由基材/ITO层/衬层/导电层/覆盖层组成的层压体。ITO层可以作为透明电极使用。因此,在用于制备本发明布线基片的层压体中,在基材上形成ITO层之后,如果在形成衬层,导电层和覆盖层时对必要部分进行了掩蔽,则被掩蔽部分仅由没有衬层,导电层或覆盖层的ITO层组成,可以将其作为电极,在其上形成有机层,获得有机EL器件。另一方面,在未掩蔽部分,衬层,导电层和覆盖层形成于ITO层上,作为电极的ITO层与衬层,导电层和作为导线的覆盖层相连,其中没有任何步骤。
可以采用电子束,溅射,离子电镀或类似方法,在玻璃基材上形成ITO层。优选采用溅射方法形成ITO层,例如,以In2O3和SnO2总量为基准计,使用SnO2含量为3到15质量%的ITO靶。溅射气体优选是O2和Ar的混合气体,O2气浓度优选是0.2到2体积%。
ITO层的厚度优选是50到300纳米,更优选是100到200纳米。
然后通过溅射,在ITO层上形成衬层,导电层和覆盖层,获得用于制备布线基片的具有ITO层的层压体。
导电层的缺点是,与ITO层的接触电阻大。因此,在基材和导电层之间形成ITO层时,要在导电层下方形成衬层,以防止ITO层和导线之间的接触电阻增加。优选衬层是含Mo或Mo合金作为主要组分的Mo系列金属层。以Mo或Mo合金作为主要组分的Mo系列金属层是指,层中Mo或Mo合金含量为90到100原子%。
从阻挡效果和布图效率方面考虑,衬层的厚度优选是10到200纳米,更优选是15到50纳米。
优选以Ni-Mo合金层作为Mo系列金属。以Ni-Mo合金层作为衬层时,以全部组分为基准计,合金层中的Ni含量宜为30到95原子%,更优选65到85原子%,Mo含量宜为5到70原子%,更优选是15到35原子%。而且,可以含有一定量的一种或多种金属,例如Ti,V,Cr,Fe,Co,Zr,Nb,Ta和W,其含量不至于影响其防潮性,蚀刻效率等性质。
作为在导电层下方的衬层的Ni-Mo合金层的组成可以和作为覆盖层的Ni-Mo合金层组成相同或不同。调节上下Ni-Mo合金层的组成,能够以Ni-Mo合金层(覆盖层),Al-Nd合金层(导电层)和Ni-Mo合金层(衬层)的顺序增加蚀刻速率,在截面中形成锥形处理的布图部分。其优点还在于提高耐磨性和粘合性。而且,可以在导电层和作为衬层的Ni-Mo合金层之间形成防Ni扩散层。防Ni扩散层的结构与上述位于导电层和覆盖层之间的防Ni扩散层相同。
可以对衬层进行诸如氧化,氮化,氧氮化,氧碳化或氧碳氮化处理。通过这些处理,氧,氮,碳等会混入到衬层,利用上述防Ni扩散层能防止电阻的增加。进行处理的方法是,使用含有如O2,N2,CO或CO2等反应气体与Ar气的混合气体作为溅射气体。从防Ni扩散效果方面考虑,反应气体的含量优选是5到50体积%,特别优选是20到40体积%。衬层中含有氧时,从防Ni扩散效果方面考虑,优选衬层中的氧含量占该层所有原子的5到20原子%。衬层中含有碳时,从Ni扩散效果方面考虑,衬层中的碳含量优选占该层所有原子的0.1到15原子%。
以Mo系列金属层作为导电层下面的衬层时,Mo系列金属在布图之后暴露于图形的截面部分上。但是不会影响防潮性的增加,因为Mo系列金属层的主要部分被基材或ITO薄膜,以及导电层覆盖。
而且本发明的层压体具有位于导电层和基材之间的氧化硅层。氧化硅层可以与基材接触,或者不接触。通常采用溅射氧化硅靶的方法形成氧化硅层。使用玻璃基材时,通过防止玻璃基材中的碱组分向导电层迁移,从而防止导电层劣化。氧化硅层的厚度宜为5到30纳米。
本发明层压体具有低电阻,基本上不会形成小丘,表面粗糙度小,具有极佳的耐碱性和耐腐蚀性。优选采用照相平版印刷方法对由此制得的层压体进行蚀刻,形成布线基片。将这种布线基片用于制备有机EL显示器时,能够形成低电阻高度可靠的导线,从而获得可用寿命长,发光性质高的有机EL显示器。
在本发明的层压体中,以向Al添加Nd的Al-Nd合金作为导电层。因此与使用Al作为导电层的层压体相比,刚完成沉积时的薄层电阻较差。但是,用本发明层压体,通过高温下热处理,电阻下降,则热处理之后的薄层电阻会降低到与使用Al作为导电层的层压体相同的水平。特别是将其用于有机EL器件时,要求在制备阴极隔板的步骤中进行高温处理,优选在该步骤之后保持要求的电阻水平。特别优选层压体的薄层电阻在热处理之前最多0.4欧/□,热处理(例如在空气中于320℃处理1小时)之后最多0.2欧/□。
本发明层压体进一步的优点是,在形成导电层时几乎不会在表面上产生小丘。如果表面形成了小丘,导电层上所形成覆盖层的覆盖效果会变差,很可能露出导电层。因此,在洗涤形成显示器件,照相平版印刷的显影步骤或剥离抗蚀剂的碱处理中,导电层会被洗脱形成孔穴,从而增加薄层电阻。而用本发明的层压体,几乎不会形成小丘,甚至在对其进行碱处理之后,其薄层电阻也不会变化,这是很理想的。为了实用目的,薄层电阻在碱处理前后的变化较好最多为5%。而且,层压体的表面粗糙度宜为,使Ra最多12纳米,Rz最多150纳米,其中Ra是算术平均高度,Rz是最大高度,这是按照JIS B0601(2001)定义的。
将光致抗蚀剂涂布在覆盖层上,作为层压体的最外层表面;烘焙形成而导线布图;使用蚀刻液,按照光致抗蚀剂的图案,除去如覆盖层,防Ni扩散层,导电层和衬层等的金属层上的不需要部分,形成布线基片。优选蚀刻液是酸性水溶液,例如磷酸,硝酸,乙酸,硫酸或氢氯酸,或其混合,或硝酸铈铵,高氯酸或其混合物。
优选是磷酸,硝酸,乙酸,硫酸和水的混合溶液。更优选是磷酸,硝酸,乙酸和水的混合溶液。
形成布线基片时,要对层压体的每个层进行蚀刻,形成相同图案,例如(1)导电层/覆盖层,(2)衬层/导电层/覆盖层或(3)衬层/防Ni扩散层/导电层/防Ni扩散层/覆盖层的每一层。
层压体中具有ITO层时,可以使用蚀刻液在除去ITO层的同时,除去导电层/覆盖层。或者预先除去覆盖层和导电层,单独除去ITO层。或者预先对ITO层进行布图;溅射导电层和覆盖层;然后除去导线部分之外的覆盖层/导电层。
参见图1到3,说明利用本发明的层压体制造布线基片,来制造有机EL显示器件的较好例子。但本发明并不限于这些实施例。
首先,在玻璃基材1上形成ITO薄膜。蚀刻ITO薄膜,形成带状图案的ITO阳极3。然后通过溅射形成作为衬层的Ni-Mo合金层(未示出),以覆盖玻璃基材的整个表面。在合金层上,按下面顺序溅射形成作为防Ni扩散层的Mo系列金属层(未示出),作为导电层的Al-Nd合金层2a,作为防Ni扩散层的Mo系列金属层(未示出)和作为覆盖层的Ni-Mo层2b,获得用于制备布线基片的层压体。当然,ITO层可以形成于玻璃基材1的整个或部分表面上。
在层压体上涂布光致抗蚀剂。按照光致抗蚀剂的图案进行蚀刻,除去金属层的不需要部分。剥离光致抗蚀剂之后,获得由Ni-Mo合金层(衬层),Mo系列金属层(防Ni扩散层),Al-Nd合金层(导电层)2a,Mo系列金属层(防Ni扩散层)和Ni-Mo合金层(覆盖层)2b组成的导线2。然后用紫外线辐照和清洁整个层压体,进行紫外线-臭氧处理,或氧-等离子体处理。在用紫外线辐照和清洁的过程中,由紫外灯辐射出紫外线,除去有机物质。
然后在ITO阳极3上形成具有空穴转移层,发光层和电子转移层的有机层4。形成阴极隔板时,在真空沉积形成有机层4之前,用照相平版印刷方法形成隔板。
采用真空沉积方法形成作为阴极背电极的Al阴极5,在形成导线2,ITO阳极3和有机层4之后,垂直穿过ITO阳极3。
然后用树脂封闭虚线包围的部分,形成密封壳6。
因为本发明的布线基片中包括上述层压体,其中,以低电阻Al-Nd合金作为导电层,以高耐腐蚀性的Ni-Mo合金作为覆盖层,因此具有低电阻,基本上没有形成小丘,表面粗糙度小,具有极佳的耐碱性和耐腐蚀性,导线几乎不会发生劣化。
以下参考实施例具体说明本发明。但是本发明并不限于此。
实施例1
清洁厚0.7毫米,长100毫米,宽100毫米的钠钙玻璃基材。将玻璃基材固定在溅射设备上。使用氧化硅靶进行RF磁控管溅射,在基材底上形成厚20纳米的氧化硅层。由此制得具有氧化硅层的玻璃基材。
然后用ITO靶(以In2O3和SnO2总量为基准计,含有10质量%的SnO2)进行DC磁控管溅射,形成厚150纳米的ITO层,制得具有ITO层的玻璃基材(简称为基材)。使用含有0.5体积%O2气的Ar气作为溅射气体。
然后,在具有ITO层玻璃基材的整个表面上(不包括用于支撑衬底的部分),采用DC磁控管溅射方法,使用74∶22∶4原子%的Ni-Mo-Fe合金靶,含有33体积%CO2气体的Ar气作为溅射气体,形成厚50纳米的Ni-Mo合金层(衬层)。背压是1.3×10-3帕,溅射气体压力是0.3帕,功率密度是4.3瓦/平方厘米。不加热衬底。用ESCA方法对衬层进行元素分析,原子比是Ni∶Mo∶Fe∶O∶C=59∶20∶2∶11∶8。以下给出分析时所用ESCA设备的名称和测量条件。
然后,采用DC磁控管溅射方法,在Ar气氛中,使用99.8∶0.2原子%的Al-Nd合金靶,在衬层上形成厚370纳米的Al-Nd合金层(导电层)。所形成层的组成与靶组成相同。溅射气体压力是0.3帕,功率密度是4.3瓦/平方厘米。不加热衬底。
然后,在导电层上,采用DC磁控管溅射方法,在Ar气氛中,用90∶10原子%的Mo-Nb合金靶,形成厚30纳米的Mo-Nb合金层(防Ni扩散层)。所形成层的组成与靶组成相同。溅射气体压力是0.3帕,功率密度是1.4瓦/平方厘米。不加热衬底。
然后,在防Ni扩散层上,采用DC磁控管溅射方法,在Ar气氛中,使用74∶22∶4原子%的Ni-Mo-Fe合金靶,形成厚50纳米的Ni-Mo合金层(覆盖层),获得用于制备布线基片的层压体。所形成层的组成与靶组成相同。溅射气体压力是0.3帕,功率密度是1.4瓦/平方厘米。不加热衬底。
采用以下方法,对用于制备布线基片的层压体进行表面粗糙度,耐碱性,刚完成沉积时的薄层电阻,以及热处理后薄层电阻(耐热性)的测量。结果如表2中所示。
测量方法如下。
(1)表面粗糙度:使用原子力显微镜(atomic forcemicroscope)(NanoScope 3a:由Digital Instrument制造),测量按照JISB0601(2001)定义的算术平均高度(Ra)和最大高度(Rz)。事实上优选Ra最多12纳米,Rz最多150纳米。
(2)耐碱性:在室温下将层压体浸入2.38%的TMAH溶液中保持10分钟,测量薄层电阻变化进行评价。评价标准是:符号○代表薄层电阻的变化小于5%,符号×代表至少是5%。
(3)薄层电阻:使用Mitsubishi Chemical Corporation制造的Loresta IPMCP-T250,采用四探针法测量。实际优选最多为0.4欧/□。
(4)热处理之后的薄层电阻:使用恒温室(由Espec Corp.制造的PMS-P101),使层压体在空气中于320℃保持1小时,使用上述Loresta IPMCP-T250以四探针法测量薄层电阻。实际上优选最多为0.2欧/□。
实施例2
按照与实施例1相同的方法和条件进行溅射,获得用于制备布线基片的层压体,区别在于,使用98∶2原子%的Al-Nd合金靶,形成厚400纳米的Al-Nd合金层(导电层)。层压体的厚度如表1中所示。测量算术平均高度(Ra)和最大高度(Rz),耐碱性,刚完成沉积时的薄层电阻,以及热处理之后的薄层电阻。结果如表2中所示。
实施例3:对比例
按照与实施例1相同的方法和条件进行溅射,获得用于制备布线基片的层压体,区别在于,使用Al金属靶,形成厚360纳米的Al金属层(导电层)。测量算术平均高度(Ra)和最大高度(Rz),耐碱性,刚完成沉积时的薄层电阻,以及热处理之后的薄层电阻。结果如表2中所示。
实施例4:对比例
按照与实施例1相同的方法和条件进行溅射,获得用于制备布线基片的层压体,区别在于,使用98.8∶1∶0.2原子%的Al-Si-Cu合金靶,形成厚430纳米的Al-Si-Cu合金层(导电层)。测量算术平均高度(Ra)和最大高度(Rz),耐碱性,刚完成沉积时的薄层电阻,以及热处理之后的薄层电阻。结果如表2中所示。
(ESCA设备名称和进行元素分析时使用的测量条件)
XPS测量设备:JEOL JPS-9000MC(由JEOL制造)
X射线源:Ms-Std射线,束直径:6毫米
X射线输出:10千伏,10毫安
电荷校准:读数电子枪(flood gun)
阴极:-100伏
偏压:-10伏
灯丝:1.15安
测量:用Ar+以1纳米/秒的速率对10毫米直径的表面进行10纳米溅射蚀刻,测量其中央部分。蚀刻条件是:使用800电子伏特的Ar+离子束,区域直径为10毫米。光电子的检测角是90°。光电子进入能量分析器的入射能量是20电子伏特。测量Ni 3p3/2,Mo 3d,Fe 2p3/2,O 1s和C 1s的峰。求得峰面积,利用以下相对灵敏度系数,计算表面原子数比。
相对灵敏度系数:
Ni 3p3/2   47.089
Mo 3d       39.694
Fe 2p3/2   37.972
O  1s       10.958
C  1s       4.079
从表2中很明显地发现,如果导电层是Al层或Al-Si-Cu合金层,则最大高度(Rz)高达237纳米或213纳米,如果导电层是Al-Nd合金层,则Rz低至86纳米或60纳米。而且,如果导电层是Al-Nd合金层,则刚完成沉积时的薄层电阻增大,但是经过热处理之后,薄层电阻降低到与导电层是Al层的层压体相同的水平。而且,与实施例3(对比例)相比,证明实施例1和2(本发明工作实施例)中小丘的形成得到了抑制。
                                                表1
  实施例     基片结构                  层结构   层厚(纳米)    形成衬层(Ni-Mo层)时溅射气体流速(体积%)
    Ar     CO2
  1     玻璃/SiO2/ITO     Ni-Mo/Al-0.2Nd/Mo-10Nb/Ni-Mo   50/370/30/50     67     33
  2     玻璃/SiO2/ITO     Ni-Mo/Al-2Nd/Mo-10Nb/Ni-Mo   50/400/30/50     67     33
  3     玻璃/SiO2/ITO     Ni-Mo/Al/Mo-10Nb/Ni-Mo   50/360/30/50     67     33
  4     玻璃/SiO2/ITO     Ni-Mo/Al-Si-Cu/Mo-10Nb/Ni-Mo   50/430/30/50     67     33
                                   表2
  实施例   算术平均高度Ra(纳米) 最大高度Rz(纳米)     耐碱性   刚完成沉积时薄层电阻(欧/□)   热处理之后薄层电阻(欧/□)
    1     7     86     ○     0.12     0.09
    2     5     60     ○     0.26     0.11
    3     15     237     ×     0.10     0.10
    4     18     213     ×     0.11     0.08
使用本发明层压体制备的布线基片,具有低电阻,基本上没有形成小丘,表面粗糙度小,而且具有极佳的耐碱性和耐腐蚀性。而且能够制备高精度和高度可靠的显示器。特别适用于使用寿命长,并要求导线电阻低从而提高发光性能的有机EL显示器件。
于2004年3月10日提交的日本专利申请2004-067193,包括其说明书,权利要求,附图和摘要的全部公开内容都参考结合于此。

Claims (17)

1.一种用于制备布线基片的层压体,其中包括基材,在所述基材上形成的含Al-Nd合金作为主要组分且Nd含量以全部组分为基准计为0.1到6原子%的导电层,以及在导电层上形成的含Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层。
2.如权利要求1所述的层压体,其特征在于,导电层和基材之间,从基材侧开始以这种顺序排列有ITO层和衬层。
3.如权利要求2所述的层压体,其特征在于,所述衬层是包含Mo或Mo合金作为主要组分的层。
4.如权利要求1到3中任一项所述的层压体,其特征在于,所述导电层与覆盖层之间和/或导电层与衬层之间,形成有组成与覆盖层不同的防Ni扩散层。
5.如权利要求4所述的层压体,其特征在于,所述防Ni扩散层是含Mo,Mo-Nb合金或Mo-Ta合金作为主要组分的层。
6.如权利要求1到5中任一项所述的层压体,其特征在于,在所述覆盖层中,以全部组分为基准计,Ni含量为30到95原子%,Mo含量为5到70原子%。
7.如权利要求1到6中任一项所述的层压体,其特征在于,所述导电层的厚度是100到500纳米。
8.如权利要求1到7中任一项所述的层压体,其特征在于,所述覆盖层进一步含有一种或多种选自Fe,Ti,V,Cr,Co,Zr,Nb,Ta和W的金属。
9.如权利要求1到8中任一项所述的层压体,其特征在于,所述覆盖层的厚度是10到200纳米。
10.如权利要求1到9中任一项所述的层压体,其特征在于,所述导电层是通过溅射形成的。
11.如权利要求10所述的层压体,其特征在于,溅射时基材的温度为室温到400℃。
12.如权利要求1到11中任一项所述的层压体,其特征在于,层压体在热处理之前的薄层电阻最大为0.4欧/□。
13.如权利要求1到12中任一项所述的层压体,其特征在于,层压体在热处理之后的薄层电阻最大为0.2欧/□。
14.如权利要求1到13中任一项所述的层压体,其特征在于,层压体的Ra最大为12纳米。
15.如权利要求1到14中任一项所述的层压体,其特征在于,层压体的Rz最大为150纳米。
16.一种布线基片,包括如权利要求1到15中任一项所述的层压体,其中,层压体以平面形式布图。
17.一种制造布线基片的方法,包括:在基材上溅射形成含Al-Nd合金作为主要组分的导电层,在导电层上形成含Ni-Mo合金作为主要组分的覆盖层,获得用于制造布线基片的层压体,然后采用照相平版印刷方法以平面形式对层压体进行布图。
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