JP2009302083A - 積層体及び有機ｅｌパネル - Google Patents

Abstract

【課題】配線付き基体形成用の積層体及びこの積層体を用いた有機ＥＬパネルにおいて、低抵抗でヒロックが発生しにくく、また、パターニング性能，生産性あるいは耐湿性及び耐熱性の高い配線構造を提供する。
【解決手段】基体１上に、少なくとも一方が透光性である一対の電極６，１０と電極６，１０間に形成される少なくとも発光層を有する有機層９とを備えてなる有機ＥＬパネルである。基体１上に、少なくともアルミニウムにニッケルとボロンとを含有する導体層５ｂとモリブデンまたはモリブデン合金を含有するキャップ層５ｃとをこの順に積層形成してなる積層体５を備え、電極６，１０の少なくとも一方と積層体５とがその少なくとも一部で電気的に接続されてなることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、配線付き基体形成用の積層体及びこの積層体を用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルに関する。

従来、有機材料によって形成される自発光素子である有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬパネルは、例えば、陽極となるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる第一電極と、少なくとも発光層を有する有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の第二電極と、を順次積層して前記有機ＥＬ素子を形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ドットマトリクス型の有機ＥＬパネルにおいては、その駆動方式としてパッシブ駆動方式が知られている。パッシブ駆動の有機ＥＬパネルは、基板上に信号電極を複数のライン状に形成し、走査電極を前記信号電極と交差するように複数のライン状に形成して前記信号電極と前記走査電極との交差位置を発光画素とし、この発光画素を複数配置して発光部を構成するものである。かかる有機ＥＬディスプレイは、線順次走査された画像が前記表示部に表示される。かかるパッシブ駆動の有機ＥＬパネルは、アクティブ駆動方式と比較して製造が容易であるといった利点がある。

ドットマトリクス型の有機ＥＬパネルは、近年カラー化や高精細化が要求されており、そのために配線部の低抵抗化が必要とされている。しかしながら、従来から配線材料に用いられたＩＴＯ層の低抵抗化には限界がある。そこで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や液晶パネルに用いられるようにアルミニウム（Ａｌ）あるいはＡｌ合金などの低抵抗金属を補助配線としてＩＴＯ層と組み合わせることで実質的に有機ＥＬ素子回路の更なる低抵抗化を実現することが知られている。しかし、Ａｌ等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、他の金属と電気的に接続させる際に接触抵抗が高くなってしまう。さらには、例えばＩＴＯなどの透明導電体層とＡｌなどが直接電気的コンタクトを取ると、Ａｌと透明導電体層との酸化還元電位差が高いため腐食しやすいなどＡｌ及びＡｌ合金を単層で使用できないという不都合がある。

これに対し、例えば特許文献２には、モリブデン（Ｍｏ）またはＭｏ合金からなるキャップ層をＡｌの上層及び下層（ＡｌとＩＴＯとの間）に形成する方法が知られている。

また、特許文献３には、陰極と補助電極とのコンタクト抵抗を低減するための技術として、窒化チタン（ＴｉＮ）あるいはクロム（Ｃｒ）を下地層とし、ＡｌあるいはＡｌ合金を上層として、陰極と下地層とを部分的に直接接触させる方法が開示されている。

また、引用文献４には、キャップ層を省略可能とする技術として、Ａｌにニッケル（Ｎｉ）とボロン（Ｂ）を含有させたＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金が開示されている。
特開昭５９−１９４３９３号公報 特開２００１−３１１９５４号公報 特開平１１−３２９７５０号公報 特開２００７−１４２３５６号公報

しかしながら、特許文献２に記載の技術においては、配線の低抵抗化のための積層体が３層構造となるため、製造方法が煩雑となり製造コストが上昇して生産性が低下するという問題点があった。また、特許文献３に記載の技術においては、補助配線の形成に２回のフォトリソグラフィー工程が必要となるという問題点があった。さらに、前記下地層としてＴｉＮを用いるにはパターニングにドライエッチングを行う必要があり、生産性に問題が生じる。前記下地層にＣｒを用いた場合には、初期コンタクト特性が良好であっても１００℃程度の高温に放置した場合にはコンタクト抵抗が著しく高くなることがある。また、特許文献４に記載の技術においては、ドットマトリクス型有機ＥＬパネルの製造において、発光画素を画定する絶縁層の形成工程において一般的に行われるフォトエッチングで使用される薬液の中にはＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金を腐食させるものがあり、必ずしもＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金を単層で使用できないという問題点があった。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、配線付き基体形成用の積層体及びこの積層体を用いた有機ＥＬパネルにおいて、低抵抗でヒロックが発生しにくく、また、パターニング性能，生産性あるいは耐湿性及び耐熱性の高い配線構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、配線付き基体形成用の積層体であって、基体上に形成される少なくともアルミニウムにニッケルとボロンとを含有する導体層と、この導体層上に形成されるモリブデンまたはモリブデン合金を含有するキャップ層と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記基体と前記導体層との間に形成される透明導電体層を備えてなることを特徴とする。

本発明は、前記課題を解決するために、基体上に、少なくとも一方が透光性である一対の電極と前記電極間に形成される少なくとも発光層を有する有機層とを備えてなる有機ＥＬパネルであって、前記基体上に、少なくともアルミニウムにニッケルとボロンとを含有する導体層とモリブデンまたはモリブデン合金を含有するキャップ層とをこの順に積層形成してなる積層体を備え、前記電極の少なくとも一方と前記積層体とがその少なくとも一部で電気的に接続されてなることを特徴とする。

また、前記積層体は、前記基体と前記導体層との間に形成される透明導電体層を備えてなることを特徴とする。

また、前記積層体は、前記電極と駆動回路とを電気的に接続するための配線であることを特徴とする。

本発明は、配線付き基体形成用の積層体及びこの積層体を用いた有機ＥＬパネルに関し、低抵抗でヒロックが発生しにくく、また、パターニング性能，生産性あるいは耐湿性及び耐熱性の高い配線構造を得ることが可能となるものである。

以下、本発明を有機ＥＬパネルに適用した実施形態について添付図面に基づいて説明する。

図１は、有機ＥＬパネルを示す図である。有機ＥＬパネルは、支持基板（基体）１と、発光部２と、ドライバーＩＣ（駆動回路）３と、陽極配線部４と、陰極配線部５と、を有する。

支持基板１は、長方形形状の透明ガラス材からなる電気絶縁性の配線付き基体である。支持基板１上には、発光部２と、ドライバーＩＣ３と、陽極配線部（積層体）４と、陰極配線部（積層体）５と、が形成されている。また、支持基板１上には発光部２を気密的に覆う封止部材が配設されるが、図１及び図２においては封止部材を省略している。

発光部２は、図２及び図３に示すように、ライン状に複数形成される陽極（第一電極）６と、絶縁層７と、隔壁８と、有機層９と、ライン状に複数形成される陰極（第二電極）１０と、から主に構成され、各陽極６と各陰極１０とが交差するとともに有機層９を陽極６と陰極１０とで挟持する個所からなる複数の発光画素（有機ＥＬ素子）を備えるいわゆるドットマトリクス型の発光表示部となる。また、陽極６及び陰極１０は、陽極配線部４及び陰極配線部５を介してドライバーＩＣ３と電気的に接続される。また、発光部２は、図３に示すように、封止部材１１によって気密的に覆われている。

ドライバーＩＣ３は、発光部２の各発光画素を駆動させる駆動回路を構成するものであり、信号線駆動回路及び走査線駆動回路等を備える。ドライバーＩＣ３は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術によって支持基板１上に配設され、陽極配線部４及び陰極配線部５を介して各陽極６及び各陰極１０と電気的に接続される。

陽極配線部４及び陰極配線部５は、陽極６及び陰極１０とドライバーＩＣ３とをそれぞれ電気的に接続するための部材である。陽極配線部４及び陰極配線部５は、支持基板１上に形成される透明導電体層と、少なくともアルミニウム（Ａｌ）にニッケル（Ｎｉ）とボロン（Ｂ）とを含有するＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金からなる導体層と、モリブデン（Ｍｏ）あるいはＭｏ合金からなるキャップ層とを支持基板１からこの順に積層形成した構造を有する積層体である。図３には、陰極配線部５が示されており、陰極配線部５は、支持基板１上に透明導電体層５ａ，導体層５ｂ及びキャップ層５ｃを積層形成してなる。なお、図示しないが陽極配線部４も同様の積層構造を有し、陽極６から延設されるＩＴＯ等の透明導電体層，導体層及びキャップ層が積層形成されてなる。

透明導電体層５ａは、例えば陽極６と同材料であるＩＴＯ等からなり、陽極６と同工程で支持基板１上に形成される。

導体層５ｂは、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金からなり、配線を低抵抗化させるために支持基板１の透明導電体層５ａ上に形成されるものである。Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金は、透明導電体層５ａと直接接合が可能であり、Ｎｉは熱処理によりＡｌとの金属間化合物を形成し透明導電体層５ａとの導体層５ｂ直接接合における接合特性を良好にする作用を有する。しかしながら、Ｎｉの含有量が多くなると、配線自体の比抵抗が高くなり実用的ではなくなってしまう。逆に、Ｎｉの含有量が低くなると、Ａｌとの金属間化合物の生成量が減少し、透明導電体層５ａとの直接接合ができなくなり、耐熱性も低下する傾向となる。また、ＢはＮｉと同様に耐熱性に作用するがやはり含有量が多くなると配線自体の比抵抗が高くなり実用的ではなくなってしまう。したがって、導体層５ｂは、Ｎｉの含有量をＮｉの原子百分率Ｘａｔ％とし、Ｂの含有量をＢの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、
式（１）０．５≦Ｘ≦１０．０
式（２）０．０５≦Ｙ≦１１．００
式（３）Ｙ＋０．２５Ｘ≧１．００
式（４）Ｙ＋１．１５Ｘ≦１１．５０
の各式を満たし、残部がＡｌとなることが望ましい。さらに、Ｎｉの含有量が４．０ａｔ％以上であり、Ｂの含有量が０．８ａｔ％以下であると接合信頼性が向上するので好適である。また、導体層５ｂは、十分な導電性や良好なパターニングが得られるようにその膜厚が１００〜５００ｎｍであることが好ましい。

キャップ層５ｃは、ＭｏあるいはＭｏ合金からなり、導体層５ｂを腐食から保護するために導体層５ｂ上に形成されるものである。Ｍｏ合金の例としては、Ｎｉ−Ｍｏ，Ｍｏ−ニオブ（Ｎｂ），Ｍｏ−タンタル（Ｔａ），Ｍｏ−バナジウム（Ｖ），Ｍｏ−タングステン（Ｗ）などが上げられる。キャップ層５ｃは、耐湿性及びパターニング性の観点からその膜厚が１０〜１００ｎｍであることが好ましい。

陽極６は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなり、蒸着法やスパッタリング法等の手段によって支持基板１上に透明導電材料を層状を形成した後、フォトエッチング等によって互いに略平行となるようにライン状に複数形成される。また、陽極６は、端部の一方側（図１における下方側）から延設される陽極配線部４を介してドライバーＩＣ３と接続される。

絶縁層７は、例えばポリイミド系の電気絶縁性材料から構成され、陽極６と陰極１０との間に位置するように陽極６上に形成され両電極６，１０の短絡を防止するとともに、発光部２の各発光画素を画定する開口部７ａを有する。また、絶縁層７は、陰極配線部５と陰極１０との間にも延設されており、陰極配線部５と陰極１０とを接続させるコンタクトホール７ｂを有する。

隔壁８は、例えばフェノール系の電気絶縁性材料からなり、絶縁層７上に形成される。隔壁８は、その断面が絶縁層７に対して逆テーパー形状等のオーバーハング形状となるようにフォトエッチング等の手段によって形成されるものである。また、隔壁８は、陽極６と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁８は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層９及び陰極１０となる金属膜を形成する際にオーバーハング形状によって有機層９及び前記金属膜が段切れを起こす構造を得るものである。

有機層９は、陽極６上に形成されるものであり、少なくとも発光層を有するものである。なお、本実施形態においては、有機層９は正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなるものである。

陰極１０は、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の陽極６よりも導電率が高い金属性導電材料を蒸着法等の手段により陽極６と交差するようにライン状に複数形成されるものである。陰極１０は、前記導電材料にて形成される前記金属膜が隔壁８によって段切れが生じ、有機層９上に積層されるものと隔壁８上に積層されるものとに区分けされて形成される。また、陰極１０は、絶縁層７に設けられるコンタクトホール７ｂを介して陰極配線部５と接続され、この陰極配線部５を介してドライバーＩＣ３と電気的に接続されている。

封止部材１１は、例えばガラス材料からなる平板部材であり、発光部２を収納する凹部１１ａと、この凹部１１ａの全周を取り巻くように形成される接合部１１ｂとを備えており、接着剤１１ｃを介して支持基板１上に配設される。

以上の各部によって有機ＥＬパネルが構成されている。

次に、配線付き支持基板１及び支持基板１を用いた有機ＥＬパネルの製造方法を説明する。

先ず、蒸着法やスパッタリング法等の手段によって支持基板１上にＩＴＯ等の透明導電材料を層状に形成した後、フォトエッチング等によって陽極配線部４の透明導電体層，陰極配線部５の透明導電体層５ａ及び陽極６を形成する（図４（ａ）参照）。

次に、支持基板１上にＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金ターゲットを用いて不活性ガス雰囲気中でスパッタリングし、さらにＭｏ合金系ターゲットを用いてＭｏあるいはＭｏ合金をスパッタリングし、その後フォトエッチングによって陽極配線部４の導体層及びキャップ層と陰極配線部５の導体層５ｂ及びキャップ層５ｃを形成する（図４（ｂ）参照）。これにより、配線として陽極配線部４及び陰極配線部５を有する配線付き支持基板１が得られる。ＭｏあるいはＭｏ合金はＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金と同じエッチング液（酸性水溶液）でほぼ同じ速度でエッチングすることができる。したがって、前記キャップ層及びキャップ層５ｃにＭｏあるいはＭｏ合金を用いることによって前記導体層及び導体層５ｂと前記キャップ層及びキャップ層５ｃを一括してパターニングすることができる。

そして、陽極６に対応するように絶縁層７，隔壁８及び有機層９を積層形成し、さらに、有機層９上に陰極１０を積層形成して、各発光部２を得る（図４（ｃ）参照）。

そして、発光部２を収納する凹部１１ａを有する封止部材１１を用意し、紫外線硬化性の接着剤１１ｃを介して支持基板１上に配設固定する（図４（ｃ）参照）。これにより支持基板１上に発光部２を有する有機ＥＬパネルが得られる。

かかる配線付き基体形成用の積層体である陽極配線部４及び陰極配線部５及びこれらを用いた有機ＥＬパネルは、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金からなる前記導体層及び導体層５ｂを形成することによって、低抵抗でヒロックが発生しにくく、また、前記透明導電体層及び透明導電体層５ａと直接接合することができることから下層のキャップ層を不要として生産性に優れた配線構造を得ることが可能となる。また、ＭｏあるいはＭｏ合金からなる前記キャップ層及びキャップ層５ｃを前記導体層及び導体層５ｂ上に形成することによって、前記導体層及び導体層５ｂの腐食を防ぎ、耐湿性及び耐熱性を向上させることができ、また、前記導体層及び導体層５ｂと一括してパターニングすることができることからパターニング性能に優れた配線構造を得ることが可能となる。

なお、本実施形態においては、陽極配線部４及び陰極配線部５に前記透明導電体層及び透明導電体層５ａが形成されるものであったが、本発明においては透明導電体層が形成されず、基体上に直接導体層が形成される構成であっても良い。

本発明の実施形態における有機ＥＬパネルの背面図。 同上実施形態における有機ＥＬパネルの要部拡大図。 同上実施形態における有機ＥＬパネルを示す断面図。 同上実施形態の配線付き支持基板及び有機ＥＬパネルの製造方法を示す図。

符号の説明

１ 支持基板
２ 発光部
３ ドライバーＩＣ
４ 陽極配線部
５ 陰極配線部
５ａ 透明導電体層
５ｂ 導体層
５ｃ キャップ層
６ 陽極
７ 絶縁層
７ａ コンタクトホール
８ 隔壁
９ 有機層
１０ 陰極
１１ 封止部材

Claims (5)

1. 配線付き基体形成用の積層体であって、基体上に形成される少なくともアルミニウムにニッケルとボロンとを含有する導体層と、この導体層上に形成されるモリブデンまたはモリブデン合金を含有するキャップ層と、を備えてなることを特徴とする積層体。
2. 前記基体と前記導体層との間に形成される透明導電体層を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
3. 基体上に、少なくとも一方が透光性である一対の電極と前記電極間に形成される少なくとも発光層を有する有機層とを備えてなる有機ＥＬパネルであって、
   前記基体上に、少なくともアルミニウムにニッケルとボロンとを含有する導体層とモリブデンまたはモリブデン合金を含有するキャップ層とをこの順に積層形成してなる積層体を備え、前記電極の少なくとも一方と前記積層体とがその少なくとも一部で電気的に接続されてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
4. 前記積層体は、前記基体と前記導体層との間に形成される透明導電体層を備えてなることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
5. 前記積層体は、前記電極と駆動回路とを電気的に接続するための配線であることを特徴とする請求項３あるいは請求項４に記載の有機ＥＬパネル。

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