JP2003163080A - 有機ｅｌ素子用配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機ＥＬ素子用配線基板を生産性良く低コスト
で製造する。 【解決手段】ガラス基板上１０の上に透明導電膜１を形
成し、次にシャドウマスクを用いて金属膜２Ａ、２Ｂを
成膜し、その際に基板面上に金属膜２Ａ、２Ｂの成膜さ
れない領域を設け、フォトレジスト３Ａ、３Ｂを所定の
電極パターンとなるように塗布し、透明導電膜１と金属
膜２Ａ、２Ｂを１回のフォトリソグラフィにより同時に
パターニング形成し、マトリックス用電極として使用で
きる２層に積層された導電性配線を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス表示素子（以下、単に有機ＥＬ素子とい
う。）用配線基板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５
１，９１３（１９８７）には、発光層として有機材料を
採用し、正孔輸送層と発光層兼電子輸送層を積層した２
層構造を設け、発光層兼電子輸送層にトリス（８−キノ
リノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑと呼ぶ。）を使
用した有機ＥＬ素子が開示されている。この有機ＥＬ素
子は１０Ｖ以下の駆動電圧で緑色の発光を生じ、輝度が
１０００ｃｄ／ｍ²、発光効率が１．５ルーメン／Ｗで
ある。この発表後も有機ＥＬ素子に関するさまざまな開
発が行われてきている。

【０００３】有機ＥＬ素子は、その高速応答性、視認
性、発光輝度などの点で優れており、ＣＲＴに代わる次
世代のフラットパネルディスプレイの有力候補として期
待されている。既に、特定用途での実用化が達成され一
般市場での使用が始まっている。

【０００４】次に有機ＥＬ素子の構造と発光動作につい
て説明をする。有機ＥＬ素子は発光基板と対向基板とを
有し、発光基板には発光機能層が配置される。そして、
発光機能層を挟持する二つの電極に所定の駆動電圧と、
所定の電流をそれぞれ供給することで発光動作を行う。
電極の構造について見ると、従来の液晶表示装置などと
同様に、少なくとも一方の電極にＩＴＯ等を用いた透明
な配線構造を備えている。

【０００５】すなわち、他の表示装置と同様に、有機Ｅ
Ｌ素子においても透明電極を必須の構成要素として使用
する。一般的に、行電極と列電極とが交差配置されたド
ットマトリックス型表示素子などでは、行電極を順次走
査し、列電極に表示データを印加して、表示画面をマル
チプレックス駆動する。その際、電極および／または配
線の抵抗成分に起因する電圧降下があり、そこでの電力
損失が発生する。その電力損失を低減するために、一般
的に電極や配線には低抵抗の電極材料または配線材料が
求められる。

【０００６】有機ＥＬ素子においては、対向して配置さ
れる陰極または陽極のいずれか一方の電極は、発光機能
層からの自発発光を外部に取り出すため、透明な導電材
料で形成される。そして、有機ＥＬ素子は電流駆動型の
機能素子であり、マトリックス駆動しようとすると、電
極自身および端子から電極に到る配線に大きな電流を通
電しなければならない。つまり、有機ＥＬ素子は他の表
示装置に比べて、配線に関する低抵抗性または高導電率
性がさらに求められる。

【０００７】一般的に、表示装置に用いられる透明導電
膜の抵抗値はかなり高く、シート抵抗値で１０〜２０Ω
／□程度である。この数値は、定電流性の駆動を必要と
する有機ＥＬ素子においては、かなり不利である。有機
ＥＬ素子の仕様や周囲環境によっては、透明導電膜だけ
で形成した電極または配線で、所望の駆動と表示を行う
ことができない場合がある。

【０００８】その結果、従来技術の有機ＥＬ素子用配線
基板においては、配線の低抵抗化のために、電極または
配線の一部に透明導電膜と金属膜とを重ねた積層構造を
多く採用する（特開平４−８２１９７号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の製
造方法で配線を積層構造とするには、２層以上の成膜お
よび２回のパターニングが必須となる。たとえば、有機
ＥＬ素子用配線基板において、陽極配線を形成する場合
には、「洗浄→成膜→フォトレジスト塗布→マスクアラ
イメントおよび露光→現像→エッチング→レジスト剥
離」の工程を少なくとも２回行う。

【００１０】また、ドットマトリックス型の有機ＥＬ素
子を製造するには、通常この陽極用の配線形成工程の後
に、「開口絶縁膜の形成工程」、「陰極隔壁の形成工
程」、と２回のフォトリソグラフィーを有する工程を経
なければならない。そのために、有機ＥＬ素子の完成ま
でに、合計４回のフォトリソグラフィーが必要となり、
有機ＥＬ素子の生産性を飛躍的に向上することが困難で
あった。

【００１１】単純マトリックス駆動を採用する有機ＥＬ
素子の電極構造は簡素であり、直交配置された電極によ
って有機薄膜の駆動を行う。しかし、その電極または配
線を形成するに際して、多数回のフォトリソグラフィー
を必須とする。そのために、製造工程が複雑になり、全
体の製造コストを高める要因になっていた。本発明の目
的は、上述した問題点を解決するものであり、生産性が
高く低コストで生産できる有機ＥＬ素子用配線基板とそ
の製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の態様
１は、基板上に透明導電膜と金属膜とが重なった積層部
分を有する導電性配線を形成する有機ＥＬ素子用配線基
板の製造方法において、基板上に透明導電膜、金属膜の
順に形成し、その際に透明導電膜上に金属膜が配置され
ない領域を形成し、次に、１回のフォトリソグラフィで
透明導電膜と金属膜のパターニングを行い、透明導電膜
のみの部分と透明導電膜と金属膜とが重なった積層部分
との両方を有する導電性配線を形成することを特徴とす
る有機ＥＬ素子用配線基板の製造方法を提供する。

【００１３】また、態様２は、金属膜を形成する際にマ
スキングを行うことによって透明導電膜上に金属膜を形
成しない領域を設ける態様１に記載の有機ＥＬ素子用配
線基板の製造方法を提供する。

【００１４】また、態様３は、態様１または２に記載の
製造方法で製造された有機ＥＬ素子用配線基板の導電性
配線の上部に発光機能層が備えられてなる有機ＥＬ素子
用配線基板を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明においては、１回のフォト
リソグラフィ（以下、単にフォトリソという。）により
透明導電膜１のみの部分と透明導電膜１と金属膜２の積
層部分とを有する導電性配線５を形成する（図４参
照）。下側が透明導電膜で上側に金属膜２が積層された
構造である。

【００１６】金属膜のパターンは透明導電膜と実質的に
重なるようにしてパターン形成される。積層部分は高い
導電率を示すので大きな電流を通電するのに適した構造
となる。後述する実施例では、透明導電膜の上に金属膜
を成膜する際、マスクで覆うなどの方法により、最終的
に透明導電膜のみとしたい部分に金属膜が成膜されない
ようにする。

【００１７】次に、フォトレジストを塗布し、フォトリ
ソにより透明導電膜のパターンとなるようにフォトレジ
ストのパターンを形成し、金属膜、透明導電膜の順にエ
ッチングを行う。

【００１８】そして、この１回のフォトリソ工程によっ
て、透明導電膜のみの部分と透明導電膜と金属膜の積層
部分とを有する導電性配線を形成できる。したがって、
最終的に形成された金属膜のパターンは、金属膜の成膜
時のパターニングと透明導電膜のパターニングとの
「積」となる（図１参照）。

【００１９】有機ＥＬ素子用配線基板において、配線間
の分離など微細なパターン部分については、金属膜と透
明導電膜は同一パターンの積層型でよい。これに対し
て、画素部分など金属膜を設けることができない部分
は、基板面上で比較的大きな領域を占めている。この場
合は、精密なパターニングを必要としないので、フォト
リソを用いずに、金属膜を所望の形状に形成できる。

【００２０】さらに、表示部分の周辺部に置かれる封止
樹脂と重なる部分、外部配線との接続部分など、金属膜
を設けることができない、または設けない部分が面内に
存在することがある。この場合には、金属膜の成膜時に
シャドウマスク等でその部分に金属膜を成膜しないよう
にすることができる。

【００２１】また、マスキング以外に、金属の微粒子を
含むペーストをスクリーン印刷により、基板面上に所定
のパターンとなるように印刷し、その後ペーストを焼成
することによって、金属膜を設ける製造法がある。

【００２２】本発明は基板平面内における成膜時に、電
極または配線の部分的な作り分けを行うものである。基
本的には成膜後の１回のフォトリソでパターニングを完
了できるようにする。そして形成したパターンの形状が
良好であり、かつ全体の生産工程を短縮化できる。

【００２３】本発明を実施するにあたって、たとえば、
「基板洗浄→透明導電膜成膜→金属膜成膜→フォトレジ
スト塗布→マスクアライメント・露光→現像→金属膜エ
ッチング→透明導電膜エッチング→レジスト剥離」の順
番で各工程を行うことができる。ここで、金属膜は単層
でもよいし、複数の金属の積層膜でもよい。

【００２４】金属膜のエッチング時に、金属膜の下層に
位置する透明導電膜がエッチングされないようにする。
金属膜用のエッチング材料もしくはエッチング方法を用
いて、２層構造の上部の金属膜のみを選択的にエッチン
グできる材質または構造であることが好ましい。

【００２５】その例として、クロム、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、銀、銀合金、モリブデン、チタン、タ
ングステン、タンタルなどの金属の単層膜、またはこれ
らの金属の２層〜３層の積層膜を使用できる。

【００２６】透明導電膜は、単層でもよいし、複数の材
料の積層膜でもよい。透明導電膜のエッチング時に、上
層に位置する金属膜のサイドエッチングが軽微な程度に
とどまるようにする。そのような条件を満たす材質・構
造の透明導電膜であればよい。一般的には、ＩＴＯ（酸
化インジウム・錫）を使用でき、その他の透明導電材料
でもよい。

【００２７】または、金属膜と透明導電膜が同一プロセ
スで連続してエッチングされる方法を用いてもよい。た
だし、金属膜と透明導電膜の両方に対して、サイドエッ
チングが起きにくいエッチング方法であることが必要と
なる。

【００２８】たとえば、スパッタリングによって膜厚３
００ｎｍに成膜されたクロム膜はシート抵抗が１Ω／□
程度である。膜厚３００ｎｍのアルミニウム膜は、０．
１Ω／□程度であるので、シート抵抗が１０Ω／□のＩ
ＴＯ膜にこれらの金属膜を積層することにより、ＩＴＯ
のみで形成した場合に比較して、その配線抵抗を１〜１
０％に低減できるのである。本発明の製造フローチャー
トを図２に示す。

【００２９】本発明において、金属膜および透明導電膜
の成膜は、スパッタリング、電子ビーム蒸着など従来公
知の製造方法を使用できる。本発明において、基板面上
の必要な箇所だけに金属膜を成膜することが重要であ
る。また、金属膜の成膜の際に、配線の低抵抗化のため
に必要となる配線部分以外に目合わせマークを同時に形
成してもよい。金属膜の成膜パターンとフォトリソによ
るパターン形成の際の位置合わせの作業を容易にするの
で好ましい。

【００３０】金属膜の成膜には、所望のパターン形状が
孔として設けられたマスクを使用できる。また、マスク
の使用により基板面上の位置の制御を容易に行うことが
できる。以下、本発明の具体的な態様を実施例により説
明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるもので
はない。

【００３１】

【実施例】（例１）図１に本例の各工程における平面図
を示す。まず、ガラス基板１０上にアルカリバリヤ膜と
して膜厚２０ｎｍのＳｉＯ_２、その上に透明導電膜１と
して膜厚２００ｎｍのＩＴＯをスパッタ成膜した。引き
続き配線抵抗低減のための金属膜として、膜厚３００ｎ
ｍのクロム膜をスパッタ成膜した。この際、各工程で使
用する目合わせマーク（＋マーク）を基板上の隅に設置
した。

【００３２】この際、基板前面にシャドウマスクを設置
し、画素部分など最終的にクロム膜を必要としない部分
には成膜しないようにした。このようにして、ＩＴＯか
らなる透明導電膜１の上にクロムからなる金属膜２Ａ、
２Ｂを部分的に配置した配線用基板を形成した。図１
（Ａ）に、この中間工程１における平面図を示す。

【００３３】さらに、その上にフォトレジスト３Ａ、３
Ｂを電極パターンとなるように形成した。図１（Ｂ）
に、この中間工程２における平面図を示す。

【００３４】次に、クロム用のエッチング液によりクロ
ムからなる金属膜２Ａ、２Ｂをまずエッチングし、引き
続いてＩＴＯ用のエッチング液により透明導電膜１をエ
ッチングし、さらにレジスト剥離液によりフォトレジス
ト３を剥離した。

【００３５】このようにして、１回のフォトリソ工程で
透明導電膜とその上層の金属層とを同時にパターニング
し、かつ基板上の不要部分には金属膜がない透明導電膜
と積部分を有する導電性配線を形成できた。

【００３６】本例では、配線幅が３３０μｍ、スペース
が２０μｍ、ピッチが３５０μｍであって、６４行×９
６列分の導電性配線５Ａ、５Ｂからなるマトリックス用
電極を形成した。その平面図を図１（Ｃ）に示す。

【００３７】この積層部分を部分的に有する電極または
配線の形成に引き続き、従来公知の方法で、開口絶縁
膜、隔壁などを形成し、有機薄膜、陰極を蒸着し有機Ｅ
Ｌ素子を形成した。ガラス基板１０の上の陽極配線６と
して上記の導電性配線５を用い、さらに有機薄膜７およ
び陰極配線８からなる１つの画素９を構成し、所定の駆
動電圧を行ったところ、良好な表示を行うことができた
（図３参照）。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば１回のフォトリソ工程で
積層型の導電配線を形成できる。また、本発明は低コス
トで生産性が良好である。また、従来の製造工場の生産
ラインをそのまま使用して有機ＥＬ素子用配線基板を容
易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子用配線基板の製造方法の
工程（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を示す模式的な平面図。

【図２】本発明のフローチャート。

【図３】分図（ａ）は有機ＥＬ素子の構造を説明する斜
視図、分図（ｂ）は断面図。

【図４】本発明で製造する導電性配線を示す斜視図。

【符号の説明】

１：透明導電膜 ２Ａ、２Ｂ：金属膜 ３Ａ、３Ｂ：フォトレジスト ４：ガラス基板 ５：導電性配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/26 33/26 Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に透明導電膜と金属膜とが重なった
   積層部分を有する導電性配線を形成する有機ＥＬ素子用
   配線基板の製造方法において、 基板上に透明導電膜、金属膜の順に形成し、その際に透
   明導電膜上に金属膜が配置されない領域を形成し、 次に、１回のフォトリソグラフィによって透明導電膜と
   金属膜のパターニングを行い、透明導電膜のみの部分と
   透明導電膜と金属膜とが重なった積層部分との両方を有
   する導電性配線を基板上に形成することを特徴とする有
   機ＥＬ素子用配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】金属膜を形成する際にマスキングを行うこ
   とによって透明導電膜上に金属膜を形成しない領域を設
   ける請求項１に記載の有機ＥＬ素子用配線基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の製造方法で製造
   された有機ＥＬ素子用配線基板の導電性配線の上部に発
   光機能層が備えられてなる有機ＥＬ素子用配線基板。