JP2003297584A

JP2003297584A - 配線付き基体形成用積層体、配線付き基体およびその形成方法

Info

Publication number: JP2003297584A
Application number: JP2002102693A
Authority: JP
Inventors: Akira Mitsui; 彰光井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】低抵抗でパターニング性能に優れ、かつ、ＵＶ
オゾン処理、または酸素プラズマ処理時に発生するオゾ
ンに対して耐性の高い、配線付き基体形成用積層体、配
線付き基体およびその形成方法の提供。【解決手段】基体１上にＣｕの含有率が９５質量％超で
あるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層２ａと、その上
に、Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質量％以下であ
るＣｕ合金からなる層２ｂの少なくとも２層を有する配
線付き基体形成用積層体、配線付き基体、およびその形
成方法を提供する。

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ＥＬ（エレク
トロルミネセンス）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として用いられる配線付
き基体、およびその配線付き基体の形成方法ならびに配
線付き基体形成用積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】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ディスプレイは、基本的には、錫ドープ酸
化インジウム（以下、ＩＴＯという）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物層が形成された構
造を有している。近年のカラー化や高精細化には、ＩＴ
Ｏからなる層（以下、ＩＴＯ層という）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
近くまで来ている。そこで、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に広く用いられている
ように、アルミニウム合金などの低抵抗の金属を配線と
して、ＩＴＯ層からなる電極と組み合わせて用いること
により、実質的に、素子回路の低抵抗化を実現できる。

【０００３】配線の材料としては、電極と同様に、比抵
抗が１０^−４Ω・ｃｍ以下の低抵抗の金属系材料を用い
ることが好ましい。ＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、Ａｌ金
属またはＡｌ合金からなる金属（以下、Ａｌ系金属とい
う）が広く用いられている。このＡｌ系金属の配線材料
の比抵抗は、８×１０^−６Ω・ｃｍ程度である。さら
に、低抵抗にするには、常温で最低の比抵抗を有するＡ
ｇ金属またはＡｇ合金からなる金属（以下、Ａｇ系金属
という）あるいはＣｕ金属を用いた配線材料が有望であ
ると考えられる。しかし、Ａｇ系金属の配線材料を用い
ると、空気中の水分、亜硫酸ガス、および塩分との反応
が進行しやすく、劣化する。また、有機ＥＬディスプレ
イの製造工程においては、ＵＶオゾン処理または酸素プ
ラズマ処理が施されるが、その際に発生するオゾンによ
りＡｇ系金属の配線材料が酸化され、特性が悪くなると
いう問題を有していた。

【０００４】一方、Ｃｕ金属の配線材料においても、空
気中の水分、酸素、二酸化炭素との反応が進行しやす
く、劣化する。また、オゾンに対しても、Ａｇ系金属の
ように激しく反応はしないが、表面が酸化され、劣化す
る。

【０００５】このような金属配線の劣化の問題を解決す
るために、例えば、特開２０００−２１６１５８号公報
には、Ａｌ系金属の配線がアルカリ性現像液に溶出する
のを防止するため、ＡｌＯ_Ｘ（酸化アルミニウム）を保
護膜として積層した２層構造の配線が提案されている
が、この方法をＡｇ系金属の配線に適応した場合、Ａｇ
系金属およびＣｕ金属は、Ａｌ系金属のように緻密で耐
久性の高いＡｌＯ_Ｘ膜のような酸化物膜は形成せず、Ａ
ｇ系金属、Ｃｕ金属の配線には適応できない。

【０００６】また、上層の保護膜とＡｇ系金属からなる
層（以下、Ａｇ系金属層という）あるいはＣｕ金属から
なる層（以下、Ｃｕ金属層という）とを同時にエッチン
グしなければならない時に、エッチング特性が異なると
パターニングができないという問題がある。エッチング
の速度が大きく異なると、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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低抵抗でパ
ターニング性能に優れ、かつ、ＵＶオゾン処理時または
酸素プラズマ処理時に発生するオゾンに対して耐性の高
い、配線付き基体形成用積層体、配線付き基体およびそ
の形成方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基体上にＣｕ
の含有率が９５質量％超１００質量％以下であるＣｕ金
属またはＣｕ合金からなる層と、その上に、Ｃｕの含有
率が５０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金から
なる層とを含む少なくとも２層からなる配線付き基体形
成用積層体を提供する。

【０００９】また、本発明は、基体上にＣｕの含有率が
５０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる
層と、その上に、Ｃｕの含有率が９５質量％超１００質
量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層と、
さらにその上に、Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質
量％以下であるＣｕ合金からなる層とを含む少なくとも
３層からなる配線付き基体形成積層体を提供する。

【００１０】さらに、本発明はＣｕの含有率が５０質量
％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層が、Ｃ
ｕとＮｉを含む合金からなる前記の配線付き基体形成用
積層体を提供する。さらに、本発明はＣｕの含有率が５
０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層
が、ＣｕとＺｎとＮｉを含む合金からなる前記の配線付
き基体形成用積層体を提供する。

【００１１】また、本発明は、基体上に平面状にパター
ニングされた形状を持つＣｕの含有率が９５質量％超１
００質量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる
層と、その上に、前記と同形状のＣｕの含有率が５０質
量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層とを
有する配線付き基体を提供する。

【００１２】また、本発明は、基体上に平面状にパター
ニングされた形状を持つＣｕの含有率が５０質量％以上
９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層と、その上
に、前記と同形状のＣｕの含有率が９５質量％超１００
質量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層
と、さらにその上に、前記と同形状のＣｕの含有率が５
０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層
とを有する配線付き基体を提供する。

【００１３】さらに、本発明はＣｕの含有率が５０質量
％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層が、Ｃ
ｕとＮｉを含む合金からなる前記の配線付き基体を提供
する。さらに、本発明はＣｕの含有率が５０質量％以上
９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層が、ＣｕとＺ
ｎとＮｉを含む合金からなる前記の配線付き基体を提供
する。

【００１４】本発明は、前記Ｃｕ金属またはＣｕ合金か
らなる層と基体との間にＩＴＯ層を有する前記の配線形
成用積層体または前記の配線付き基体を提供する。ま
た、本発明はＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層と基体
との間にさらにシリカ層を有する前記の配線付き基体形
成用積層体または前記の配線付き基体を提供する。

【００１５】また、基体上に、Ｃｕの含有率が９５質量
％超１００質量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金か
らなる層をスパッタで形成する工程と、その上にＣｕの
含有率が５０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金
からなる層をスパッタで形成し、前記の配線付き基体形
成用積層体を得る工程と、前記積層体をフォトリソグラ
フ法でエッチング処理してパターニングする工程とを有
する配線付き基体の形成方法を提供する。

【００１６】また前記Ｃｕの含有率が９５質量％超１０
０質量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層
をスパッタで形成する工程の前に、Ｃｕの含有率が５０
質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層を
スパッタで形成する工程を有する、前記の配線付き基体
の形成方法を提供する。

【００１７】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
に用い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。該基体としては、透明または
不透明の、ガラス基体、セラミックス基体、プラスチッ
ク基体、金属基体などが挙げられる。該基体側から光を
取り出す構造の有機ＥＬディスプレイを用いる場合は、
該基体は透明であることが好ましく、ガラス基板である
こと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、ホウ珪酸ガラス基板、無アルカリガラス基板
が例示される。有機ＥＬディスプレイに用いる場合、ガ
ラス基板の厚さは厚さ０．２〜１．５ｍｍのガラス基板
であることが好ましい。この範囲であると、前記ガラス
基板の強度が強く、透過率が高い。

【００１８】以下、本発明の配線付き基体形成用積層体
について説明する。配線付き基体形成用積層体の構造
は、基体の一方の面に、Ｃｕの含有率が９５質量％超１
００質量％以下であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる
（以下、高Ｃｕ金属という）層と、Ｃｕの含有率が５０
質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる（以
下、低Ｃｕ金属という）層とを含む少なくとも２層を有
する。配線付き基体形成用積層体の第１層として、高Ｃ
ｕ金属層を用いることにより、配線を低抵抗にできる。

【００１９】高Ｃｕ金属からなる層（以下、高Ｃｕ金属
層という）である場合は、Ｃｕの含有率は９５質量％超
であることが好ましい。より好ましくは９８質量％以
上、特に９９質量％以上であることが好ましい。Ｃｕの
含有量の増加により、配線が低抵抗となる。Ｃｕには、
不純物としてＰｂ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｃ
ａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｏを含んでいてもよく、不純物量の合
計は１質量％以下が好ましい。上記高Ｃｕ金属層の膜厚
としては、１００〜４００ｎｍが十分な導電性を有する
ために好ましい。より好ましくは１５０〜３００ｎｍで
ある。

【００２０】高Ｃｕ金属層の第１層上に形成する第２層
として低Ｃｕ金属からなる層（以下、低Ｃｕ金属層とい
う）を有することにより、配線の低抵抗を維持できると
ともに、主に電気を流す役目をする低抵抗の層の高Ｃｕ
金属層が保護され、配線の耐酸化性および耐薬品性が向
上する。不純物としてＰｂ、Ｆｅ、Ｍｏを含んでいても
よく、不純物量の合計は１質量％以下であることが好ま
しい。高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属層の組み合わせを用い
ることにより、得られる配線付き基体形成用積層体は詳
細なパターニングが可能となる。

【００２１】フォトリソグラフィーを用いてパターニン
グ加工する際、第１層と第２層がエッチングに用いる同
じ酸性水溶液中（エッチャント）でほぼ同じ速度でエッ
チングされるので好ましい。高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属
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。低Ｃｕ金属層を下記の合金とすることで、高
Ｃｕ金属層とエッチング速度を同等程度に調節できる。

【００２２】低Ｃｕ金属層において、Ｃｕと合金化する
金属はＮｉが好ましい（以下、Ｃｕ−Ｎｉ系合金とい
う）。Ｃｕ−Ｎｉ系合金からなる層（以下、Ｃｕ−Ｎｉ
系合金層という）中のＣｕの含有率は、５０質量％以上
９５質量％以下であることが好ましい。耐薬品性の観点
から、より好ましくは６０質量％以上９５質量％以下で
あり、さらに好ましくは８５質量％以上９５質量％以下
である。また、Ｃｕ−Ｎｉ系合金中のＮｉの含有率は５
質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、より
好ましくは５質量％以上４０質量％以下であり、さらに
好ましくは５質量％以上１５質量％以下である。

【００２３】低Ｃｕ金属層をＣｕ−Ｎｉ系合金とする
と、Ｎｉを含むことで、耐オゾン性を向上できる。Ｃｕ
含有率が９５質量％以下であると配線の表面が酸化しに
くく配線が劣化しない。また、Ｃｕ−Ｎｉ系合金におい
て、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｍｏなどの不純物が少量含まれていて
も、本発明の効果を妨げない。

【００２４】低Ｃｕ金属層は、上記Ｃｕ−Ｎｉ系合金
に、さらにＺｎを加えた合金（以下、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ
系合金という）からなる層（以下、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ系
合金層という）とすることが、エッチング速度を高Ｃｕ
金属層のエッチング速度と同等程度に調節でき、かつ、
耐アルカリ性を有する点でより好ましい。Ｃｕ−Ｚｎ−
Ｎｉ系合金中のＣｕの含有率は５０質量％以上９０質量
％以下であり、Ｎｉの含有率は５質量％以上４５質量％
以下であり、Ｚｎの含有率は５質量％以上４５質量％以
下であるのが好ましい。

【００２５】耐アルカリ性の観点からは、Ｃｕ−Ｚｎ−
Ｎｉ系合金中のＣｕの含有率は５０質量％以上９０質量
％以下が好ましく、より好ましくは６０質量％以上８０
質量％以下である。Ｃｕ含有率が５０質量％以上である
と、エッチング速度を高Ｃｕ金属層のエッチング速度と
同等程度に調節することが容易になり、高Ｃｕ金属層と
低Ｃｕ金属層を一度にエッチングすることが可能とな
る。また、９０質量％以下であると配線表面が酸化され
にくく配線が劣化しない。

【００２６】また、Ｎｉの含有率が５質量％以上である
と耐アルカリ性向上の効果が大きく、４５質量％以下で
あると、エッチング速度を第１層のエッチング速度と同
等程度に調節することが容易になり、高Ｃｕ金属層と低
Ｃｕ金属層を一度にエッチングすることが可能となる。
Ｎｉの含有率はより好ましくは１０質量％以上２５質量
％以下である。

【００２７】Ｚｎの含有率が５質量％以上であると、エ
ッチング速度を第１層のエッチング速度と同等程度に調
節することが容易になり、高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属層
を一度にエッチングすることが可能となる。Ｚｎの含有
率が４５質量％以下であると、耐アルカリ性、耐酸性に
優れる。Ｚｎの含有率はより好ましくは１０質量％以上
２５質量％以下である。また、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ系合金
において、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｍｏなどの不純物が少量含まれ
ていても、本発明の効果を妨げない。

【００２８】低Ｃｕ金属層の膜厚は、２〜１００ｎｍが
好ましい。より好ましくは、１０〜１００ｎｍである。
２ｎｍ未満であると耐オゾン性は発揮しにくい。また、
１００ｎｍ超であると膜の応力が増大し、膜剥離などの
原因となる。

【００２９】本発明は、スパッタ法を用いて、上記配線
付き基体形成用積層体を形成する方法を提供する。具体
的には、ガラス基板の一方の表面上に、Ｃｕ金属からな
るターゲット（以下、Ｃｕ金属ターゲットという）を用
い、不活性ガス雰囲気でスパッタすることにより、第１
層を積層する工程と、該第１層の上に、Ｃｕ合金からな
るターゲット（以下、Ｃｕ合金ターゲットという）を用
いてスパッタすることにより、第２層を積層する工程と
を含む配線付き基体形成用積層体の形成方法を提供す
る。

【００３０】Ｃｕ金属ターゲットには、例えば、無酸素
銅からなるターゲット（以下、無酸素Ｃｕ金属ターゲッ
トという）が挙げられる。また、Ｃｕ合金ターゲットに
は、例えば、ＺｎやＮｉを含有するターゲット、Ｃｕ・
Ｚｎ・Ｎｉが合金化していないターゲットが挙げられ
る。

【００３１】スパッタ法を用いることにより、大面積に
わたり、膜厚が均一な配線付き基体形成用積層体が形成
できる。合金化していないものとしては、例えば、ター
ゲット面積より小さいＣｕ金属板、Ｚｎ金属板、Ｎｉ金
属板をモザイク状に組み合わせて用いるものが挙げられ
る。ＣｕとＺｎとの合金板とＮｉ金属板とを組み合わせ
るような場合もこの場合に含まれる。

【００３２】本発明の配線付き基体形成用積層体は、例
えば次のように製作される。無酸素Ｃｕ金属ターゲット
およびＣｕ合金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り付ける。さらに、ＩＴＯ層
付の基板を基板ホルダーに取り付ける。次いで、成膜室
内を真空に排気後、スパッタガスとして、アルゴンガス
を導入する。スパッタガスには、アルゴンガスの他に、
Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒなどを用いることができるが、放電が
安定で、価格が安価であるアルゴンガスが好ましい。ス
パッタ中の圧力としては、０．１〜２Ｐａが適当であ
る。また、背圧は１×１０^−６〜１×１０^−１Ｐａが好
ましい。基板温度としては、基板と膜との密着性の観点
から室温〜４００℃、特に１００〜３００℃であること
が適当である。

【００３３】まず、無酸素Ｃｕ金属ターゲットを用い
て、基板上に、第１層として高Ｃｕ金属層を形成する。
次いで、第２層として、形成した第１層上にＣｕ合金タ
ーゲットを用いて、低Ｃｕ金属層を形成し、配線付き基
体形成用積層体を形成する。

【００３４】本発明においては、必要な場合は、第１層
をスパッタで形成した後、また、第２層をスパッタで形
成した後、第１層と第２層とを９０〜４００℃の温度で
不活性雰囲気あるいは空気中などの酸素を含む雰囲気で
熱処理しても構わない。熱処理の条件により、膜の抵抗
をより低くできる。

【００３５】本発明の配線付き基体形成用積層体は、以
上で説明した２層を基体上に有するものであるが、さら
に以下のような３層にすることにより、より耐熱性を向
上できる。

【００３６】基体上に、接着層として低Ｃｕ金属層と、
その上に、高Ｃｕ金属層と、さらにその上に、低Ｃｕ金
属層とを有する積層体（低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層／
低Ｃｕ金属層／基体）である。該積層体は、上記スパッ
タ法により製造されるのが好ましい。該積層体は基体上
に接着層として、密着力の高いＮｉやＺｎなどの金属を
含むＣｕ合金を使用するため、基体との密着力を高める
効果があり、高Ｃｕ金属層を基体上に直接形成した場合
よりも密着力が高い。該接着層の膜厚は１〜５０ｎｍが
好ましく、より好ましくは、５〜２０ｎｍである。

【００３７】接着層上の高Ｃｕ金属層の成分および膜厚
は、前述した高Ｃｕ金属層と同様である。また、高Ｃｕ
金属層上の低Ｃｕ金属層の成分および膜厚は、前述した
低Ｃｕ金属層と同様である。この低Ｃｕ金属層として
は、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ系合金であることが、前述した低
Ｃｕ金属層の場合と同様の理由で好ましい。基体は前述
したものと同様のものを用いることができる。

【００３８】また、本発明の配線付き基体形成用積層体
はＩＴＯ層をＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層（以
下、Ｃｕ系金属層という）と基体との間に有していても
よい。

【００３９】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積層体におい
て、基体上にＩＴＯ層を有すれば、第１層である高Ｃｕ
金属層および第２層である低Ｃｕ金属層を形成する際に
必要な個所をマスクしておけば、マスクされた個所は、
高Ｃｕ金属層および低Ｃｕ金属層がなくＩＴＯ層のみと
なるので、これを電極として用いて、例えば必要な場合
はその上に有機物層を形成して有機ＥＬディスプレイと
することができる。

【００４０】一方、マスクしなかった個所は、ＩＴＯ層
上に高Ｃｕ金属層および低Ｃｕ金属層が形成され、電極
であるＩＴＯ層と配線としての高Ｃｕ金属層および低Ｃ
ｕ金属層が段差なく接続される。

【００４１】本発明の配線付き基体形成用積層体がＩＴ
Ｏ層を有する場合は、さらにＩＴＯ層と高Ｃｕ金属層と
の間に低Ｃｕ金属層を接着層として有していてもよく、
この場合の接着層は、高Ｃｕ金属層とＩＴＯ層との密着
力を高める効果がある。具体的には、低Ｃｕ金属層／高
Ｃｕ金属層／低Ｃｕ金属層／ＩＴＯ層／基体の構成であ
る。低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層／低Ｃｕ金属層の膜厚
の合計は６００ｎｍ以下とするのが好ましい。６００ｎ
ｍより厚くなると膜の応力が増大し、膜剥離の原因とな
る。

【００４２】ＩＴＯ層形成について以下の例を用いて説
明するが、本発明はこれらに限定されない。配線付き基
体形成用積層体である低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層／Ｉ
ＴＯ層／ガラス基板の製造方法は、ガラス基板上にＩＴ
Ｏ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し、ＩＴＯ層上に前述し
たスパッタ法を用いて高Ｃｕ金属層、低Ｃｕ金属層の成
膜を行うことで製造される。低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属
層／低Ｃｕ金属層／ＩＴＯ層／ガラス基板の場合も同様
の方法で製造できる。上述の方法で成膜されたＩＴＯ層
の膜厚は５０〜３００ｎｍが好ましく、より好ましくは
１００〜２００ｎｍである。

【００４３】ＩＴＯ層は、Ｉｎ_２Ｏ_３とＳｎＯ_２の総量
に対してＳｎＯ_２が３〜１５質量％含有されるＩｎ_２Ｏ
_３ターゲットを用いてスパッタ法により成膜されること
が好ましい。このときのスパッタガスとしては、酸素ガ
スとアルゴンガスとの混合ガスであることが好ましく、
酸素ガスは総量の０．２〜２体積％であることが好まし
い。

【００４４】有機ＥＬディスプレイは、基本的にＩＴＯ
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物層が
形成された構造を有している。陰極材料としては、Ａｇ
系金属、Ａｌ系金属などを用いることができる。本発明
の配線付き基体形成用積層体は、陰極と接する層がＣｕ
系金属層であり、上記陰極材料と密着性がよい。

【００４５】本発明の配線付き基体形成用積層体は基体
上に、以上で説明した各層をこの順で積層した部分を有
するものであればよく、基体の全面が一様に覆われてい
てもよいし、例えばマスクなどで基体の一部を覆い、所
定のパターンを有するようにしてもよい。

【００４６】また、本発明においては高Ｃｕ金属層と基
体の間に、シリカからなる層（以下、シリカ層という）
を有していてもよく、この層は基体のすぐ上でも、離れ
ていてもよい。この層は通常、シリカターゲットを用い
て、スパッタしたシリカからなり、基体がガラス基板の
場合に、ガラス基板中のアルカリ成分が高Ｃｕ金属層に
移行して高Ｃｕ金属層が劣化するのを防ぐ。膜厚は５〜
３０ｎｍが好ましい。

【００４７】本発明の配線付き基体形成用積層体は、低
比抵抗でパターニング性能に優れ、かつ、オゾン処理に
対して耐性が高い。この積層体を用いて有機ＥＬディス
プレイを製造すると低比抵抗の配線で構成できるので、
素子寿命の長い発光特性の向上した有機ＥＬディスプレ
イが得られる。

【００４８】上記のようにして得られた本発明の配線付
き基体形成用積層体に対して、好ましくはフォトリソグ
ラフ法でエッチング処理して配線付き基体が形成され
る。配線付き基体形成用積層体に対して、その最表面で
ある低Ｃｕ金属層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、金属層の不要部分をエッチング液で除去することで
配線付き基体が形成される。エッチング液は、好ましく
は酸の水溶液を用い、具体的にはリン酸、硝酸、酢酸、
硫酸、塩酸、または、これらの混合物を用いる。あるい
は、硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、または、こ
れらの混合物を用いる。特に、リン酸、硝酸、酢酸、硫
酸、および水の混合溶液が好ましい。より好ましくは、
リン酸、硝酸、酢酸、および水の混合溶液である。パタ
ーニング後にアルカリ水溶液を用いてフォトレジストを
剥離してもよい。低Ｃｕ金属層としてＣｕ−Ｚｎ−Ｎｉ
系合金層を用いると、濃いアルカリ水溶液を用いても配
線が劣化されない。

【００４９】配線付き基体の形成の際には、配線付き基
体形成用積層体の各層例えば、１）低Ｃｕ金属層／高Ｃ
ｕ金属層や、２）低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層／低Ｃｕ
金属層は、エッチング液により、同じパターンに形成さ
れる。

【００５０】配線付き基体形成用積層体が、さらにＩＴ
Ｏ層を有する場合は、低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層と一
緒にエッチング液で除去されてもよいが、低Ｃｕ金属層
／高Ｃｕ金属層を先に除去して、別にＩＴＯ層を除去し
てもよいし、またはＩＴＯ層を先にパターニングしてお
いて、高Ｃｕ金属層および低Ｃｕ金属層をスパッタして
から、配線部分以外の低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金属層を除
去してもよい。

【００５１】次に、本発明の配線付き基体形成用積層体
を用いて配線付き基体を形成し有機ＥＬディスプレイを
作成した好適な例を図１〜３を用いて以下に説明する
が、本発明はこれらに限定されない。なお、図１は、本
発明の配線付き基体形成用積層体をパターニングして得
られる配線付き基体の一例を示す一部切欠き正面図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図
１のＢ−Ｂ線断面図である。

【００５２】ガラス基板１上にＩＴＯ層を形成する。Ｉ
ＴＯ層をエッチングによりストライプ状のパターンとし
てＩＴＯ陽極３を形成する。次に、高Ｃｕ金属層をスパ
ッタによりガラス基板全面を覆うように成膜した後、高
Ｃｕ金属層上に、低Ｃｕ金属層をスパッタにより形成
し、本発明の配線付き基体形成用積層体とする。本例で
は、パターニングされたＩＴＯ層がガラス基板上に形成
されたものを用いたが、本発明の配線付き基体形成用積
層体には、ガラス基板１上の全面にＩＴＯ層が形成され
たもの、またはガラス基板の一部にＩＴＯ層が形成され
たものでもよい。

【００５３】該積層体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、高Ｃｕ金属層（第
１層２ａ）、および低Ｃｕ金属層（第２層２ｂ）からな
る配線２が形成される。本発明の配線付き基体形成用積
層体を用いるので、低抵抗でパターニング性能に優れ、
かつオゾンに対する耐性が高い。

【００５４】第１層２ａとガラス基板１との接触部を接
触面Ｃとする。また、第１層２ａとＩＴＯ陽極３との接
続部を接触面Ｄとする。第１層２ａとＩＴＯ陽極３、ま
たは第１層２ａとガラス基板１との間に低Ｃｕ金属層を
用いれば、接触面Ｃおよび接触面Ｄにおける密着力が高
くなる。

【００５５】配線２を形成した後、ＵＶオゾン処理また
は酸素プラズマ処理を実施する。該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て、この処理に
より、有機ＥＬディスプレイ表面の有機物を除去し、ま
た、ＩＴＯ陽極表面改質により発光効率を向上させる。

【００５６】図示しない正孔輸送層、発光層、電子輸送
層を有する有機層４を、ＩＴＯ陽極３上に形成する。カ
ソードセパレータ（隔壁）を有する場合は、有機層４の
真空蒸着を行う前に、隔壁をフォトリソグラフにより形
成する。

【００５７】カソード背面電極であるＡｌ陰極５は、配
線２、ＩＴＯ陽極３、有機層４が形成された後に、スパ
ッタにより成膜を行い、ＩＴＯ陽極３と直行するように
成形される。第２層２ｂとＡｌ陰極５の接続部を接触面
Ｅとする。接触面Ｅでは、Ａｌ系金属と低Ｃｕ金属の金
属同士の接触面であり、密着力は高い。

【００５８】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。本発明の配線付き基体形成用積層体
（または配線付き基体）は表面層として低Ｃｕ金属層を
有するので、ＵＶオゾン処理時または酸素プラズマ処理
時に発生するオゾンに対して耐性が高く、ＵＶオゾン処
理または酸素プラズマ処理が行われても低抵抗を維持で
きる。

【００５９】

【実施例】以下実施例を用いて、本発明について詳細に
説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００６０】［例１〜９］まず、基板として厚さが０．
７ｍｍのソーダライムガラスを用意する。該ガラス基板
を洗浄後、スパッタ装置にセットし、高周波マグネトロ
ンスパッタ法により、厚さが約２０ｎｍのシリカ層を該
ガラス基板上に形成した。このとき、ターゲットにはシ
リカターゲットを用いた。次に、直流マグネトロンスパ
ッタ法でシリカ層の上に、厚さが約１６０ｎｍのＩＴＯ
層を形成した。ターゲットには、Ｉｎ_２Ｏ_３とＳｎＯ_２
との総量に対してＳｎＯ_２が１０質量％含有されたＩｎ
_２Ｏ _３ターゲットを用いた。スパッタガスには、酸素ガ
スとアルゴンガスの混合ガスを用い、酸素ガスは総量の
０．５体積％とした。ＩＴＯ層の成膜後、スパッタ装置
から取り出し、フォトリソグラフ法を用いたウエットエ
ッチング法により、所定の形状にＩＴＯ層をパターニン
グし、基体を得た。

【００６１】次に、作成した基体上全面（基体保持のた
めに成膜されない部分を除く）に表１に示すように、高
Ｃｕ金属層に、無酸素Ｃｕ金属ターゲットを用い、低Ｃ
ｕ金属層に、３種のターゲット（９０質量％Ｃｕ−１０
質量％Ｎｉ、７０質量％Ｃｕ−３０質量％Ｎｉ、６４質
量％Ｃｕ−１８質量％Ｎｉ−１８質量％Ｚｎ）を用いて
成膜し、配線付き基体形成用積層体を形成した。ここで
表１における高Ｃｕ金属層用ターゲット組成の「１００
Ｃｕ」とは、純（１００質量％）Ｃｕの意であり、低Ｃ
ｕ金属層用ターゲット組成の「９０Ｃｕ−１０Ｎｉ」と
は、９０質量％のＣｕと１０質量％のＮｉの合金の意で
あり、他も同様である。その評価結果を表２に示す。成
膜には、直流マグネトロンスパッタを用いた。ターゲッ
ト以外は、高Ｃｕ金属層も低Ｃｕ金属層も同様の成膜条
件で行った。成膜条件としては、背圧を１．３×１０
^−３Ｐａ、スパッタ圧力を０．４Ｐａ、成膜温度（基体
温度）を２００℃とした。スパッタガスにはアルゴンガ
スを用いた。この方法により、低抵抗で、密着性に優
れ、均一な膜厚分布を有する積層体を得ることができ
る。

【００６２】高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属層の膜の組成
は、同一条件で別に単層の膜をソーダライムガラス基板
上に成膜し、その膜を塩酸で溶かして、ＩＣＰ（誘導結
合プラズマ）法で測定した。シート抵抗は、４端子法で
測定した。その結果を表３に示す。

【００６３】次に、高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属層を２層
あるいは３層を形成した積層体を用いて、パターニング
を行い、配線付き基体を形成した。ライン／スペースが
２０μｍ／２０μｍのマスクパターンを用い、フォトリ
ソグラフ法でパターニングを行なった。この方法によ
り、一種類のエッチング液で、積層体を一度にエッチン
グできるので、パターニング工程が少なく、安価に製造
することができる。エッチング液にはりん酸、硝酸、酢
酸、水の体積比率が、順に６０：１：４０：２２の液を
用いた。パターニング後に、パターニングラインを超え
てエッチングが進だ距離をラインから直角方向で測定
し、オーバーエッチを観察し、オーバーエッチが１μｍ
以下の場合を◎、１〜２μｍの場合を○、２μｍ超の場
合を×とした。オーバーエッチは小さい方がよい。

【００６４】耐オゾン性はフォトサーフェスプロセッサ
ー（センエンジニアリング社製モデル：ＰＬ２１−２０
０）を用いて、ＵＶランプとの距離１．５ｃｍに作製し
た多層膜（パターニングしたもの）を置き、２００ｍＪ
／ｃｍ^２のＵＶを照射しオゾンを発生させ、多層膜表面
の変化を調べた。ＵＶ照射前後の表面の反射率を測定
し、反射率の変化率が１％以下の場合を◎、１％〜５％
の場合を○、５％〜１０％の場合を△、１０％超の場合
を×とした。

【００６５】また、作製した多層膜（パターニングして
いないもの）の耐アルカリ性は、２ｍｏｌ／Ｌの水酸化
ナトリウムの水溶液に２０℃で１時間、浸漬した後、よ
く水で洗浄して乾燥後、浸漬前後の表面の反射率を測定
し、反射率の変化率が１％以下の場合を◎、１％〜５％
の場合を○、５％〜１０％の場合を△、１０％超の場合
を×とした。

【００６６】また、作製した多層膜（パターニングして
いないもの）の耐熱性は、空気中３５０℃で０．５時
間、保持した後、室温まで冷却して、保持前後の表面の
反射率を測定し、反射率の変化率が１％以下の場合を
◎、１％〜５％の場合を○、５％〜１０％の場合を△、
１０％超の場合を×とした。

【００６７】また、別に、シリカ層付きの基板と、ＩＴ
Ｏ層・シリカ層付きの基体を用意し、その上に、同様に
高Ｃｕ金属層と低Ｃｕ金属層を２層あるいは３層を形成
し、配線付き基体形成用積層体（パターニングしていな
いもの）の密着力をＪＩＳ−Ｈ８５０４の引きはがし試
験法（テープ試験方法）に準じて調べ、評価した。

【００６８】表２の結果から分かるように、本発明の配
線付き基体形成用積層体および配線付き基体は、低抵抗
と良好なパターニング性と耐オゾン性、耐アルカリ性お
よび密着力を示した。さらに、低Ｃｕ金属層／高Ｃｕ金
属層／低Ｃｕ金属層の３層構成で、高い耐熱性を併せ持
つことがわかった。特に、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ系合金を低
Ｃｕ金属層に用いた場合、さらに高い耐熱性を併せ持つ
ことがわかった。

【００６９】［例１０〜１２］（比較例）表１および表２に示すように、１）低Ｃｕ金属層が無
い、２）低Ｃｕ金属層の代わりとしてＭｏ金属層を用い
た、または３）低Ｃｕ金属層の代わりとして６５質量％
Ｎｉ−３５質量％Ｍｏを用いた、以外は、例１〜９と同
様に配線付き基体形成用積層体を作製し、同様の評価を
行った。その結果、例１０に示すように、低Ｃｕ金属層
が無い場合は、耐オゾン性が悪く、また、例１１、１２
に示すように、Ｍｏあるいは６５質量％Ｎｉ−３５質量
％Ｍｏを使用した場合はパターニング性が悪い結果とな
った。なお、前記と同様の方法で測定したターゲットと
膜組成の関係を、表３に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

【００７２】

【表３】

【００７３】

【発明の効果】本発明の配線付き基体形成用積層体を用
いることにより、低抵抗でパターニング性能に優れ、か
つ、オゾンに対して耐性の高い配線付き基体を作製で
き、高精細なディスプレイが作製できる。特に、素子寿
命の増加と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ディスプレイにおいて有効である。ま
た、本発明の方法によれば、前記配線付基体を安定した
品質で生産性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線付き基体形成用積層体をパターニ
ングして得られる配線付き基体の一例を示す一部切欠き
正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１：ガラス基板２：配線２ａ：第１層２ｂ：第２層３：ＩＴＯ陽極４：有機層５：Ａｌ陰極６：封止缶Ｃ、Ｄ、Ｅ：接触面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB05 AB18 CC00 DB03 FA01 4E351 AA13 AA19 BB01 BB23 BB24 BB32 BB38 CC03 DD04 DD08 DD19 DD35 DD45 DD58 GG01 GG13 5E339 AB05 AD01 BC01 BC02 BC05 BD03 BD05 BE13 CC01 CD01 CE12 CE15 CF15 DD02 FF10 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上にＣｕの含有率が９５質量％超であ
るＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層と、その上に、Ｃ
ｕの含有率が５０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ
合金からなる層の少なくとも２層を有する配線付き基体
形成用積層体。
【請求項２】基体上にＣｕの含有率が５０質量％以上９
５質量％以下であるＣｕ合金からなる層と、その上に、
Ｃｕの含有率が９５質量％超であるＣｕ金属またはＣｕ
合金からなる層と、さらにその上に、Ｃｕの含有率が５
０質量％以上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層
とを有する請求項１記載の配線付き基体形成用積層体。
【請求項３】前記Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質
量％以下であるＣｕ合金からなる層が、ＣｕとＮｉを含
む合金である請求項１または２記載の配線付き基体形成
用積層体。
【請求項４】前記Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質
量％以下であるＣｕ合金からなる層が、ＣｕとＺｎとＮ
ｉを含む合金である請求項１または２記載の配線付き基
体形成用積層体。
【請求項５】前記Ｃｕ金属またはＣｕ合金からなる層と
基体との間に錫ドープ酸化インジウム層を有する請求項
１〜４のいずれかに記載の配線付き基体形成用積層体。
【請求項６】前記Ｃｕ金属またはＣｕ合金からなる層と
基体との間にさらにシリカ層を有する請求項１〜５のい
ずれかに記載の配線付き基体形成用積層体。
【請求項７】基体上に、平面状にパターニングされた形
状を持つＣｕの含有率が９５質量％超であるＣｕ金属ま
たはＣｕ合金からなる層と、その上に、前記と同形状の
Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質量％以下であるＣ
ｕ合金からなる層とを有する配線付き基体。
【請求項８】基体上に、平面状にパターニングされた形
状を持つＣｕの含有率が５０質量％以上９５質量％以下
であるＣｕ合金からなる層と、その上に、前記と同形状
のＣｕの含有率が９５質量％超であるＣｕ金属またはＣ
ｕ合金からなる層と、さらにその上に、前記と同形状の
Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質量％以下であるＣ
ｕ合金からなる層とを有する配線付き基体。
【請求項９】前記Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質
量％以下であるＣｕ合金からなる層が、ＣｕとＮｉを含
む合金である請求項７または８記載の配線付き基体。
【請求項１０】前記Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５
質量％以下であるＣｕ合金からなる層が、ＣｕとＺｎと
Ｎｉを含む合金である請求項７または８記載の配線付き
基体。
【請求項１１】前記Ｃｕ金属またはＣｕ合金からなる層
と基体との間に錫ドープ酸化インジウム層を有する請求
項７〜１０のいずれかに記載の配線付き基体。
【請求項１２】前記Ｃｕ金属またはＣｕ合金からなる層
と基体との間にさらにシリカ層を有する請求項７〜１１
のいずれかに記載の配線付き基体。
【請求項１３】基体上に、Ｃｕの含有率が９５質量％超
であるＣｕ金属またはＣｕ合金からなる層をスパッタで
形成する工程と、その上にＣｕの含有率が５０質量％以
上９５質量％以下であるＣｕ合金からなる層をスパッタ
で形成し、請求項１に記載の配線付き基体形成用積層体
を得る工程と、前記積層体をフォトリソグラフ法でエッ
チング処理してパターニングする工程とを有する配線付
き基体の形成方法。
【請求項１４】前記Ｃｕの含有率が９５質量％超である
Ｃｕ金属またはＣｕ合金からなる層をスパッタで形成す
る工程の前に、Ｃｕの含有率が５０質量％以上９５質量
％以下であるＣｕ合金からなる層をスパッタで形成する
工程を有する、請求項１３記載の配線付き基体の形成方
法。