KR101005454B1

KR101005454B1 - 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법

Info

Publication number: KR101005454B1
Application number: KR1020080010848A
Authority: KR
Inventors: 다케히코 히루마
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2011-01-05
Also published as: TW200840411A; CN101277564A; KR20080087649A; JP4821670B2; CN101277564B; JP2008243451A; TWI367690B

Abstract

(과제) 본 발명은, 보조 배선 형성용 적층체와 투명 도전막의 패터닝을 효율적으로 실시하기 위해서, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 패터닝을 실시할 때에, 투명 도전막용 에천트에 대한 보조 배선의 부식을 억제하여, 보조 배선 및 투명 보조 배선이 형성된 전극 기체를 얻는 제조 방법의 제공.

(해결수단) 기체 상에 투명 도전막과 패턴화된 보조 배선을 갖는 기체에 대하여, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 평면상으로 패터닝을 실시하는 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법에 있어서, 상기 보조 배선은, Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 도체층 및 캡층을 기체측으로부터 이 순서대로 포함하고, 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 상기 보조 배선의 폭 방향의 노출이 4㎛ 이하이며, 또한 상기 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트는 비산화성 산인 것을 특징으로 하는 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법.

보조 배선, 플랫 패널 디스플레이, Al 합금, 도체층, 캡층, 비산화성 산, 투명 도전막

Description

보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF ELECTRODE BASE BODY HAVING AN AUXILIARY WIRING}

본 발명은, 유기 일렉트로 루미네센스 (유기 EL) 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용 전극 배선으로서 바람직하게 사용되는 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법에 관한 것이다.

최근의 고도 정보화에 수반하여, 플랫 패널 디스플레이의 수요가 점점 더 높아지고 있다. 최근 자기발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기 EL 디스플레이가, 고속 응답성, 시인성, 휘도 등의 면에서 종래의 LCD 나 PDP 에 비하여 현격히 우수하다는 점에서 차세대 디스플레이로서 특히 주목을 받고 있다. 유기 EL 소자는, 기본적으로는, 주석 도프 산화인듐 (이하, ITO 라고도 한다) 의 투명 전극 (양극) 과 금속 전극 (음극) 사이에 양극측으로부터 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등의 유기질층이 형성된 구조를 하고 있다. 최근의 색채화나 고정세화에는 ITO 층을 한층 더 저저항화할 필요가 있지만, LCD 등에 종래부터 사용되고 있는 ITO 층의 저저항화는 이미 한계에 가까워져 있다. 그래서, Al 이나 Al 합금 등의 저저항 금속을 보조 배선으로 하여, ITO 층으로 이루어지는 투명 전극과 조합함 으로써 실질적으로 소자 회로의 저저항화를 실현하고 있다.

그런데, Al 또는 Al 합금은 저저항이기는 하지만, 힐록 (hillock) 이 발생하기 쉬운 문제나 다른 금속과 전기적 컨택트를 취하기 어려운 문제가 있어, 일반적으로는 Al 또는 Al 합금의 상하, 또는 그 어느 일방에 하지층 (下地層) 이나 캡층이 형성되어 사용되고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 및 2 참조.). 특히, Al 또는 Al 합금이 투명 도전막과 직접 접하는 경우에는, 하지층이나 캡층을 형성하는 것이 바람직하다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-311954호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-158442호

또한, 투명 도전막용 에천트는, Al 또는 Al 합금을 함유하는 금속으로 형성된 보조 배선을 부식시킨다. 따라서, 투명 도전막 상에 Al 또는 Al 합금을 형성하는 구성일 때에는, 일반적으로, 투명 도전막을 성막, 패터닝하여 투명 전극을 형성하고, 이어서 Al 계의 막 (하지층 등을 포함한다) 을 성막, 패터닝하여 보조 배선을 형성하는 공정에 의해 제조되고 있다. 따라서, 2 회의 패터닝 사이에 성막 공정이 필요하여, 생산성이 나쁘다는 문제가 있다. 상기 문제를 해결하기 위해서, Al 나 Al 합금 등의 금속으로 보조 배선을 형성하여 보조 배선이 형성된 기체를 얻은 후, ITO 층 등의 투명 도전막을 패터닝하여 투명 전극을 형성하는 것이 바람직하고, ITO 층 등의 투명 도전막을 패터닝할 때, 보조 배선을 레지스트로 덮음으로써 보조 배선을 투명 도전막용 에천트로부터 보호하는 방법이 존재한다.

그러나, 실제의 제조 공정에 있어서 레지스트로 보조 배선을 완전히 피복하기란 어려워, 결과적으로 보조 배선을 완전히 보호하기는 곤란하였다. 레지스트의 피복이 불충분한 부분에서는 투명 도전막의 패터닝시에 투명 도전막용 에천트에 의해 보조 배선이 부식되어, 배선 저항을 증대시키고, 결과적으로 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은, 투명 도전막용 에천트에 대한 보조 배선의 부식을 억제함으로써, 보조 배선 형성용 적층체와 투명 도전막의 패터닝을 효율적으로 실시할 수 있는, 보조 배선 및 패터닝된 투명 도전막이 형성된 기체, 즉, 투명 보조 배선이 형성된 전극 기체 (이하, 간단히 패터닝처리된 기체라고 한다.) 를 얻는 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 기체 상에 투명 도전막과 패턴화된 보조 배선을 갖는 기체를, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 평면상으로 패터닝을 실시하는 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법에 있어서, 상기 보조 배선은, Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 도체층 및 캡층을 기체측으로부터 이 순서대로 포함하고, 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 상기 보조 배선의 폭 방향의 노출이 4㎛ 이하이며, 또한 상기 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트는 비산화성 산인 것을 특징으로 하는 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 비산화성 산이 브롬화수소산 및/또는 염산을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법은, 포토리소그래피법에 의해 상기 투명 도전막에 패터닝을 실시할 때에, 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 상기 보조 배선의 폭 방향의 노출을 4㎛ 이하로 하고, 또한 상기 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트를 비산화성 산으로 함으로써, Al 또는 Al 합금을 함유하는 금속으로 이루어지는 보조 배선의 부식이 억제되어, 배선 저항을 증대시키는 일이 없다. 따라서, 효율적이며, 신뢰성이 높은, 보조 배선이 형성된 전 극 기체를 제조할 수 있다. 특히, 소자 수명의 장기화나 발광 특성의 향상 등의 요구가 엄격한 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 디스플레이에서는 배선의 저저항화가 요망되기 때문에, 본 발명에 의해 얻어지는 보조 배선이 형성된 전극 기체는 매우 유용하다.

도 1 ∼ 도 3 을 사용하여 본 발명의 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법에 관해서 상세히 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제조 방법에 의해서 제조된 보조 배선이 형성된 전극 기체를 사용한 유기 EL 소자의 일례를 나타낸 일부 절결 정면도이고, 도 2 는 도 1 의 A-A 선에서의 단면도이고, 도 3 은 도 1 의 B-B 선에서의 단면도이다. 보조 배선이 형성된 전극 기체는, 유리 기판 (1) 상에 투명 전극 (3) 을 갖고, 투명 전극 (3) 상에 패턴화된 하지층 (2a), 도체층 (2b) 및 캡층 (2c) 을 포함하는 보조 배선 (2) 을 갖고 있다.

본 실시형태에서는, 유리 기판 (1) 상에 투명 도전막 및 적층체를 이 순서대로 형성한 후, 먼저 적층체를 패터닝하고, 그 후 투명 도전막을 패터닝하는 방법에 관해서 설명하는데, 본 발명은, 유리 기판 (1) 상에 보조 배선 (2) 을 형성하고, 이어서, 그 유리 기판 (1) 상에 투명 도전막을 형성한 후, 투명 도전막을 패터닝하여 얻어지는 보조 배선이 형성된 전극 기판의 제조 방법에 관해서도 유용할 수 있다. 또한, 그 경우, 본 실시예의 하지층 (2a) 은 생략할 수 있다.

보조 배선이 형성된 기체를 형성한 후, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 갖는 유기질층 (4) 을 투명 전극 (3) 상에 형성한다. 캐소드 세퍼레이터 (격벽) 를 갖는 경우에는, 유기질층 (4) 을 진공 증착하기 전에, 격벽을 포토리소그래피에 의해 형성한다. 캐소드 배면 전극인 Al 음극 (5) 은, 보조 배선 (2), 투명 전극 (3), 유기질층 (4) 이 형성된 후, 투명 전극 (3) 과 직교하도록 진공 증착에 의해 형성한다. 이어서, 파선으로 둘러싸인 부분을 수지 봉지하여 봉지캔 (6) 으로 함으로써 유기 EL 소자를 형성한다.

상기한 바와 같은 보조 배선이 형성된 전극 기체를 형성하는 경우, 도 1 ∼ 도 3 과 같이 보조 배선 (2) 과 투명 전극 (3) 은 상이한 패턴을 갖기 때문에, 따로 따로 패터닝을 해야 한다. 그 경우, 먼저 투명 도전막을 유리 기판 (1) 전체면에 형성하여, 원하는 형상으로 패터닝한 후, 보조 배선 (2) 의 전구체인 적층체를 형성하여 또 다시 적층체를 원하는 형상으로 패터닝해서 보조 배선 (2) 을 제조하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 2 회의 패터닝 사이에 성막 공정을 삽입하지 않을 수 없어, 생산성이나 물류 등의 면에서 문제가 있다.

생산성 향상을 위해, 유리 기판 (1) 상에 투명 도전막 및 적층체를 형성한 후, 먼저 적층체를 패터닝하고, 그 후 투명 도전막을 패터닝하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 성막을 연속적으로 실시한 후에 각 패터닝을 실시할 수 있기 때문에, 생산성 향상을 도모하는 것이 가능하다. 투명 도전막을 먼저 패터닝하는 방법에서는, 패터닝시에 보조 배선 (2) 이 존재하지 않기 때문에, 투명 도전막용 에천트에 대한 보조 배선 (2) 의 내구성 등을 고려할 필요성은 발생하지 않는다. 그러나, 전술한 바와 같이, 먼저 유리 기판 (1) 상에 투명 도전막 및 적층체를 형성하는 방법에서는, 투명 도전막의 패터닝시에 보조 배선 (2) 이 존재하기 때문에, 투명 도전막용 에천트에 패터닝된 보조 배선 (2) 이 노출되게 된다.

투명 도전막용 에천트로는, 산화성 산과 비산화성 산의 2 종이 일반적으로 사용되고 있다. 일반적으로, 투명 도전막용 에천트 중, 산화성 산에서는 보조 배선 (2) 중의 모든 층이 부식되는 경우가 많지만, 비산화성 산에서는 하지층 (2a) 및 캡층 (2c) 의 부식은 일어나지 않는 경우가 많다. 도체층 (2b) 은, 산화성, 비산화성에 상관없이 투명 도전막용 에천트에 의해서 부식될 가능성이 높다.

보조 배선 (2) 의 부식을 방지하기 위해서, 투명 도전막을 포토리소그래피법에 의해 패터닝할 때에, 레지스트로 보조 배선 (2) 을 덮음으로써 투명 도전막용 에천트에 보조 배선 (2) 이 노출되지 않도록 하는 것도 가능하다. 그러나, 레지스트에 결점이 있을 가능성도 부정할 수 없다. 또한, 레지스트가 목적으로 하는 장소로부터 벗어나는 경우도 있을 수 있고, 그 경우, 보조 배선의 에지의 편측이 레지스트에 피복되지 않고 노출된다. 레지스트의 결점이나 위치 어긋남에 따르는 보조 배선의 노출이 존재하면, 거기서부터 투명 도전막용 에천트가 침투하는 문제가 있다. 특히, 레지스트의 결점이 보조 배선 (2) 의 단면부에 가까울 때에는, 하지층 (2a), 도체층 (2b) 및 캡층 (2c) 모두가 투명 도전막용 에천트에 노출되어, 보조 배선의 저항 증대 문제가 발생할 가능성이 있다.

본 발명은, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 패터닝을 실시할 때에, 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트를 비산화성 산으로 함으로써, 기체에 형성된 보조 배선 (2) 의 부식이나 보조 배선의 저항의 증대를 방지할 수 있다.

보조 배선의 단면부에서는 Al 또는 Al 합금이 노출되어 있다. 통상, Al 또는 Al 합금층은 비산화성 산에 의해서 부식되지만, 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 보조 배선 (2) 의 폭 방향의 노출을 4㎛ 이하로 하고, 또한 비산화성 산을 사용함으로써 Al 또는 Al 합금층은 부식되지 않는다. 이것은, 포토레지스트로 피복되어 있지 않은 보조 배선 (2) 이 비산화성 산에 노출된 경우, 보조 배선 (2) 의 단면의 Al 또는 Al 합금층이 애노드로, 보조 배선 (2) 의 표층 (캡층 (2c)) 이 캐소드로 되어 부식이 진행되는 것으로 생각된다. 그러나, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 패터닝을 실시하는 경우에는, 포토레지스트에 의해 캐소드인 캡층을 피복하기 때문에, 캐소드 반응이 저감되고, 그 결과 애노드 반응도 저감되어, 결과적으로 Al 또는 Al 합금의 부식이 억제되는 것으로 생각된다. 피복되어 있지 않은 보조 배선 (2) 의 폭 방향의 노출은 4㎛ 이하인 것이 바람직하다. 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 보조 배선 (2) 의 폭 방향의 노출이 4㎛ 를 초과하면 캐소드 반응을 억제하는 효과가 저감되기 때문에, Al 또는 Al 합금층은 부식을 일으켜, 보조 배선 (2) 의 저항을 증대시킬 우려가 있다.

비산화성 산의 에천트로는, 염산, 브롬화수소산, 또는 염산과 브롬화수소산의 혼산 (混酸) 등을 들 수 있다. 또, 비산화성 산이란, 산화제가 1질량% 이하인 산을 나타낸다.

도체층 (2b) 은, Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 층으로, Al 또는 Al 합금이 도체층 (2b) 중에 90질량% 이상, 특히 95질량% 이상인 것이 바람직하다. 도체층 (2b) 에는, 불순물로서 Ti, Mn, Si, Na, O 가 함유되어 있어도 되고, 그 함유량은 합계로 5질량% 이하, 특히 1질량% 이하인 것이 바람직하다. Al 합금으 로는 Al-Nd 합금인 것이, 배선을 저저항으로 유지한 채, 힐록을 잘 발생하지 않도록 할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서 「주성분」이란, 함유량이 50질량% 또는 50 원자% 초과임을 의미한다 (이하 동일).

도체층 (2b) 의 재료를 Al-Nd 합금을 주성분으로 한 경우, 도체층 (2b) 의 표면 조도가 저하되어, 캡층 (2c) 에 의한 피복성이 좋아져서, 도체층 (2b) 의 노출이 억제되기 때문에, 보조 배선 (2) 의 ITO 에천트에 대한 내구성이나 내알칼리성을 더욱 향상시킬 수 있다. Al-Nd 합금을 주성분으로 한 경우, 도체층 (2b) 의 Al 함유율은 배선의 저항을 낮게 하는 점에서, 도체층 (2b) 의 전체 성분에 대하여 97 ∼ 99.9 원자% 인 것이 바람직하고, Nd 함유율은 도체층 (2b) 전체 성분에 대하여 0.1 ∼ 3 원자% 인 것이 바람직하다. Nd 함유율이 높아질수록 성막 직후의 저항이 증대되지만, 유기 EL 표시 소자 등에 있어서는, 일반적으로 보조 배선 (2) 형성 후에 표시 소자 형성을 위한 열처리를 실시할 필요가 있고, 성막 후에 열처리를 실시함으로써 Al 과 동등한 저항까지 저하시킬 수 있다. Nd 함유율이 0.1 원자% 보다 적으면, 내힐록성이 불충분하고, 3 원자% 를 초과하면, 열처리 후의 저항이 Al 의 저항보다 증대된다.

도체층 (2b) 의 막두께는, 충분한 도전성이나 양호한 패터닝성이 얻어지도록 100 ∼ 500㎚ 인 것이 바람직하고, 150 ∼ 400㎚ 인 것이 보다 바람직하다.

캡층 (2c) 은 특별히 한정되지 않지만, Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 하는 층인 것이 바람직하다. Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 한 경우, 캡층 (2c) 은, 도체층 (2b) 인 Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 층과 동일한 에천트에 의해 대 략 같은 속도로 에칭할 수 있어, 캡층 (2c) 과 도체층 (2b) 을 일괄하여 패터닝하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 하는 캡층 (2c) 은 투명 도전막용 산화제를 함유하지 않은 에천트에 대하여 내성이 높기 때문에, 투명 도전막을 포토리소그래피법에 의해 패터닝할 때에, 투명 도전막용 산화제를 함유하지 않은 에천트를 사용하는 경우, 캡층 (2c) 이 부식되지 않는다는 이점도 있다. 또한, 캡층 (2c) 중의 Mo 또는 Mo 합금의 함유율은 90 ∼ 100 원자% 인 것이 바람직하다.

Mo 합금을 사용하는 경우에는, Ni-Mo 또는 Mo-Nb 합금인 것이 바람직하다. Ni-Mo 또는 Mo-Nb 합금은 내습성이 우수하기 때문에, 얻어진 보조 배선이 형성된 전극 기체를 사용한 전자 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Ni-Mo 또는 Mo-Nb 합금을 사용한 경우, 캡층 (2c) 의 에칭 속도는, 에천트의 종류에 따라서 Ni 와 Mo 또는 Mo 와 Nb 의 조성비를 변경하여 용이하게 조정할 수 있다. Ni 에 대한 Mo 의 비율, Nb 에 대한 Mo 의 비율이 큰 쪽이 그 속도가 빨라진다.

캡층 (2c) 이 Ni-Mo 합금층을 주성분으로 하는 경우, 캡층 (2c) 중의 Ni 함유율은, 전체 성분에 대하여 바람직하게는 30 ∼ 95 원자%, 보다 바람직하게는 65 ∼ 85 원자% 이다. Ni 함유율이 30 원자% 미만이면 캡층 (2c) 의 내습성이 불충분하고, 95 원자% 를 초과하면 에칭 속도가 느려, 도체층 (2b) 의 에칭 속도와 같은 정도로 조정하기가 어려워진다. 또한 캡층 (2c) 의 Mo 의 함유율은, 캡층 (2c) 전체 성분에 대하여 바람직하게는 5 ∼ 70 원자%, 보다 바람직하게는 15 ∼ 35 원자% 이다. Mo 의 함유율이 5 원자% 미만이면 캡층 (2c) 의 에칭 속도가 느려, 도체층 (2b) 의 에칭 속도와 같은 정도로 조정하기가 어려워지고, 70 원자% 를 초과하면 캡층 (2c) 의 내습성이 불충분해진다. 캡층 (2c) 중의 Ni 및 Mo 의 합계 함유율은 캡층 (2c) 전체 성분의 90 ∼ 100 원자% 인 것이 바람직하다.

캡층 (2c) 이 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 경우, Fe, Ti, V, Cr, Co, Zr, Nb, Ta, W, Al 등의 금속을 1 종 이상, 에칭성 등을 열화시키지 않는 범위, 예를 들어 10 원자% 이하로 캡층 (2c) 중에 함유하고 있어도 된다.

상기 캡층 (2c) 의 막두께는, 도체층 (2b) 을 보호하는 배리어막으로서의 기능 및 패터닝성의 관점에서 10 ∼ 200㎚ 가 바람직하고, 15 ∼ 60㎚ 가 보다 바람직하다.

하지층 (2a) 은 특별히 한정되지 않지만, Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 하는 층인 것이 바람직하다. Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 한 경우, 하지층 (2a) 은, 도체층 (2b) 인 Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 층과 동일한 에천트에 의해 대략 같은 속도로 에칭할 수 있기 때문이고, 하지층 (2a) 와 도체층 (2b) 을 일괄하여 패터닝하기가 가능해지기 때문이다. 또한, Mo 또는 Mo 합금을 주성분으로 한 경우, 하지층 (2a) 은 투명 도전막용 산화제를 함유하지 않은 에천트에 대하여 내성이 높기 때문에, 투명 도전막을 포토리소그래피법에 의해 패터닝할 때에, 산화제를 함유하지 않은 에천트를 사용하는 경우에는 하지층 (2a) 이 부식되지 않는다는 이점도 있다. 하지층 (2a) 중의 Mo 또는 Mo 합금의 함유율은, 하지층 (2a) 전체 성분에 대하여 90 ∼ 100 원자% 인 것이 바람직하다.

Mo 합금은, Ni-Mo 또는 Mo-Nb 합금인 것이 바람직하다. Ni-Mo 또는 Mo- Nb 합금은 내습성이 우수하기 때문에, 수득한 배선이 형성된 기체를 사용한 전자 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Ni-Mo 또는 Mo-Nb 합금을 주성분으로 한 경우, 하지층 (2a) 의 에칭 속도는, 에천트의 종류에 따라서 Ni 와 Mo, 또는 Mo 와 Nb 조성비를 변경하여 용이하게 조정할 수 있다. Ni 에 대한 Mo 의 비율이 큰 쪽이 그 속도가 빨라진다. Nb 에 대한 Mo 의 비율이 큰 쪽이, 그 속도가 빨라진다.

하지층 (2a) 이 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층인 경우, 하지층 (2a) 중의 Ni 함유율은, 하지층 (2a) 전체 성분에 대하여 바람직하게는 30 ∼ 95 원자%, 보다 바람직하게는 65 ∼ 85 원자% 이다. Ni 함유율이 30 원자% 미만이면 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층의 내습성이 불충분하고, 95 원자% 를 초과하면 에칭 속도가 느려, 도체층 (2b) 의 에칭 속도와 같은 정도로 조정하기가 어려워진다. 또한 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층의 Mo 함유율은, 하지층 (2a) 전체 성분에 대하여 바람직하게는 5 ∼ 70 원자%, 보다 바람직하게는 15 ∼ 35 원자% 이다. Mo 의 함유율이 5 원자% 미만이면 하지층 (2a) 의 에칭 속도가 느려, 도체층 (2b) 의 에칭 속도와 같은 정도로 조정하기가 어려워지고, 70 원자% 를 초과하면 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층의 내습성이 불충분해진다. 하지층 (2a) 중의 하지층 (2a) 전체 성분에 대한 Ni 및 Mo 의 합계 함유율은 90 ∼ 100 원자% 인 것이 바람직하다.

하지층 (2a) 이 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층인 경우, 내습성 향상 등의 목적으로, Fe, Ti, V, Cr, Co, Zr, Nb, Ta, W, Al 등의 금속을 1 종 이상, 에칭성 등을 열화시키지 않는 범위, 예를 들어 10 원자% 이하로 하지층 (2a) 중에 함유하고 있어도 된다.

상기 하지층 (2a) 의 막두께는, 도체층 (2b) 을 보호하는 배리어막으로서의 기능 및 패터닝성의 관점에서 10 ∼ 200㎚ 가 바람직하고, 15 ∼ 60㎚ 가 보다 바람직하다.

상기 하지층 (2a), 도체층 (2b) 및 캡층 (2c) 은 스퍼터법에 의해 형성되는 것이 내식성 및 생산성의 면에서 바람직하다. 또한, 인산-질산-아세트산-물의 혼산을 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 패터닝을 실시함으로써 보조 배선 (2) 을 형성하는 것이 바람직하다.

보조 배선 (2) 은, 캡층 (2c) (예를 들어, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층과 같이 Ni 를 함유하는 층인 경우) 과 도체층 (2b) 사이, 및/또는 도체층 (2b) 과 하지층 (2a) (예를 들어, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층과 같이 Ni 를 함유하는 층인 경우) 사이에, Ni 를 함유하지 않은 Ni 확산 방지층을 갖고 있어도 된다.

캡층 (2c) 및/또는 하지층 (2a) 이 Ni 를 함유하고, 도체층 (2b) 과 캡층 (2c) 이 접하고 있을 때 및/또는 도체층 (2b) 과 하지층 (2a) 이 접하고 있을 때에 열처리하면, 캡층 (2c) 및/또는 하지층 (2a) 에서부터 Ni 가 도체층 (2b) 으로 확산되어, 도체층 (2b) 의 저항이 증대된다. 그 저항의 증대는, Ni 확산 방지층의 형성에 의해 방지할 수 있다. Ni 확산 방지층도 스퍼터법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

Ni 확산 방지층의 막두께는 배리어성 및 패터닝성의 관점에서 10 ∼ 200㎚ 가 바람직하고, 15 ∼ 50㎚ 가 보다 바람직하다.

Ni 확산 방지층은, 캡층 (2c) 및 도체층 (2b) 과 일괄 에칭할 수 있다는 점에서, Mo 를 주성분으로 하는 Mo 계 금속층인 것이 바람직하다. 구체적으로는, Mo, Mo-Nb 합금, Mo-Ta 합금 등을 들 수 있다. 그 Mo 계 금속층의 Mo 함유율은, Ni 확산 방지층 전체 성분의 80 ∼ 100 원자% 인 것이 바람직하다. 또한, 그 Mo 계 금속층의 Nb 또는 Ta 함유율은, 0 ∼ 20 원자% 인 것이 바람직하다.

Ni 확산 방지층을 형성하는 것 대신에, 캡층 (2c) (예를 들어, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층과 같이 Ni 를 함유하는 층인 경우) 을, 산화, 질화, 산질화, 산탄화 또는 산질탄화 등의 처리를 하는, 즉, 캡층 (2c) 형성시에 그와 같은 처리를 실시하는 것에 의해서도 상기 Ni 확산 방지층과 동일하게 저항 증대를 방지할 수 있다. 그 처리는, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층을 스퍼터링에 의해 형성할 때, 스퍼터 가스로서, O₂, N₂, CO, CO₂ 등의 반응성 가스와 Ar 가스의 혼합 가스를 사용하는 방법에 의해 실시된다. 반응성 가스의 함유율은, Ni 확산 방지 효과의 관점에서 5 ∼ 50 체적% 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 40 체적% 인 것이 보다 바람직하다.

또한, 그 하지층 (2a) (예를 들어, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층과 같이 Ni 를 함유하는 층인 경우) 에, 캡층 (2c) 과 동일하게 산화, 질화, 산질화, 산탄화 또는 산질탄화 등의 처리를 실시해도 된다. 그 효과나 바람직한 범위는 캡층 (2c) 과 동일하다.

투명 도전막은 패터닝되어, 투명 전극 (양극) (3) 으로서 기능한다. 투명 도전막의 막두께는 50 ∼ 300㎚ 가 바람직하고, 100 ∼ 200㎚ 가 보다 바람직하다.

투명 도전막은, ITO 층 또는 IZO 층 (아연 도프 산화인듐층) 인 것이 바람직하다. 특히, ITO 층인 것이 바람직하다. ITO 층은, 보조 배선 (2) 의 패터닝에 사용되는 인산-질산-아세트산-물의 혼산에 대한 내성이 높아, 보조 배선 (2) 의 형성시에 투명 도전막이 부식되지 않기 때문에 바람직하다.

ITO 층은, 예를 들어 유리 기판 (1) 상에 일렉트론 빔법, 스퍼터법, 이온 플레이팅법 등을 사용하여 성막함으로써 형성된다. ITO 층은, 예를 들어 In₂O₃ 와 SnO₂ 의 총량에 대하여 SnO₂ 가 3 ∼ 15질량% 함유되는 ITO 타겟을 사용하여, 스퍼터링법에 의해 성막하는 것이 바람직하다. 형성된 ITO 층의 조성도, In₂O₃ 와 SnO₂ 의 총량에 대하여, SnO₂ 가 3 ∼ 15질량% 함유되는 것이 바람직하다. 스퍼터링 가스는 O₂ 와 Ar 의 혼합 가스인 것이 바람직하고, O₂ 가스 농도는 스퍼터링 가스 중에 0.2 ∼ 2 체적% 인 것이 바람직하다.

보조 배선이 형성된 전극 기체는, 투명 도전막과 기체 사이에 실리카층을 갖고 있어도 된다. 그 실리카층은, 기체와 접하고 있어도 되고, 접하고 있지 않아도 된다. 그 실리카층은, 통상 실리카 타겟을 사용하여 스퍼터링함으로써 형성된다. 기체가 유리 기판 (1) 인 경우에는, 유리 기판 (1) 중의 알칼리 성분 이 도체층 (2b) 이나 유기 EL 층으로 이행하여 도체층 (2b) 이나 유기 EL 층이 열화되는 것을 방지한다. 막두께는 5 ∼ 30㎚ 인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법에 의해 유기 EL 소자를 제작하는 바람직한 예를 도 1 ∼ 도 3 을 사용하여 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

먼저 유리 기판 (1) 상에 실리카층 (도시 생략) 을 형성하고, 이어서 투명 도전막으로서 ITO 층을 형성한다. 다음으로, 투명 도전막 상에, 하지층 (2a) 으로서의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층, Ni 확산 방지층으로서의 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (도시 생략), 도체층 (2b) 으로서의 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층, 또한 Ni 확산 방지층으로서의 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (도시 생략), 캡층 (2c) 으로서의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층으로 이루어지는 적층체 (보조 배선 형성용 적층체) 를, 이 순서대로 스퍼터링법에 의해 형성한다.

그 적층체 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트의 패턴에 따라서, 금속층의 불필요한 부분을 인산-질산-아세트산-물의 혼산을 사용하여 에칭하고, 레지스트를 박리하여, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (하지층 : 2a), Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (Ni 확산 방지층, 도시 생략), Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층 (도체층 : 2b), Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (Ni 확산 방지층, 도시 생략) 및 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (캡층 : 2c) 으로 이루어지는 보조 배선 (2) 이 형성된다.

계속해서, 그 보조 배선 (2) 및 ITO 층 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토 레지스트의 패턴에 따라서, 투명 도전막의 불필요한 부분을 브롬화수소산을 사용하여 에칭하고, 투명 전극 (3) 을 형성하여, 보조 배선이 형성된 전극 기체를 제조한다. 그 후, 보조 배선이 형성된 전극 기체 전체를 자외선-오존 처리하여 유기물 오염을 제거한다.

다음으로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 갖는 유기질층 (4) 을 투명 전극 (3) 상에 형성한다. 캐소드 세퍼레이터 (격벽) 를 갖는 경우에는, 유기질층 (4) 을 진공 증착하기 전에, 격벽을 포토리소그래피에 의해 형성한다.

캐소드 배면 전극인 Al 음극 (5) 은, 보조 배선 (2), 투명 전극 (양극) (3), 유기질층 (4) 이 형성된 후, 투명 전극 (양극) (3) 과 직교하도록 진공 증착에 의해 형성한다. 다음으로, 파선으로 둘러싸인 부분을 수지 봉지해서 봉지캔 (6) 으로 하여, 유기 EL 소자를 형성한다.

본 발명의 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조법은, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 패터닝을 실시할 때에, 포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 상기 보조 배선의 폭 방향의 노출을 4㎛ 이하로 하고, 또한 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트를 비산화성 산으로 함으로써, 기체에 형성된 보조 배선의 부식이나 보조 배선의 저항 증대를 방지할 수 있다.

본 발명에 사용되는 기체는, 반드시 평면이며 판상일 필요는 없고, 곡면이거나 다른 형태의 형상이어도 된다. 기체로는, 투명 또는 불투명 유리 기판, 세라믹 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판 등을 들 수 있다. 단, 기체측으로부터 발광시키는 구조의 유기 EL 소자에 사용하는 경우에는 기체는 투명한 것이 바람직 하며, 특히 유리 기판이 강도 및 내열성의 면에서 바람직하다. 유리 기판으로는, 무색 투명한 소다라임 유리 기판, 석영 유리 기판, 붕규산 유리 기판, 무알칼리 유리 기판을 예시할 수 있다. 유기 EL 소자에 사용하는 경우의 유리 기판 (1) 의 두께는 0.2 ∼ 1.5㎜ 인 것이 강도 및 투과율 면에서 바람직하다.

실시예

이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 본 발명이 이것에 한정되지 않음은 물론이다.

(실험 1)

(샘플 1)

두께 0.7㎜ × 세로 100㎜ × 가로 100㎜ 의 무알칼리 유리 기판을 세정 후, 스퍼터 장치에 세팅하였다.

다음으로, ITO (In₂O₃ 와 SnO₂ 의 총량에 대하여 SnO₂ 10질량% 함유) 타겟을 사용하여, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해 두께 100㎚ 의 ITO 층을 형성해서, ITO 층이 형성된 유리 기판을 얻었다. ITO 층의 조성은 타겟과 동등하였다. 스퍼터 가스에는, O₂ 가스를 0.5 체적% 함유하는 Ar 가스를 사용하였다. 스퍼터 가스압은 0.4Pa 이고, 전력 밀도는 3W/㎠ 이었다. 또한, 기판 온도는 300℃ 이었다.

형성된 ITO 층의 정확한 에칭 시간 (just etching time) 을 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다. 정확한 에칭 시간은, 14질량% 의 염산 및 10질량% 의 염 화철 (III) 을 함유하는 45℃ 수용액 중에 샘플을 침지하여, 막이 완전히 용출되기까지의 시간으로 하였다. 2 분간 침지하더라도 막의 용출이 관찰되지 않은 것은, 에칭 불가로 하였다. 또한, 45℃ 의 48질량% 브롬화수소산을 사용하여, 동일하게 정확한 에칭 시간을 측정해서 결과를 표 1 에 나타내었다.

(샘플 2)

샘플 1 과 동일한 무알칼리 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 74 : 22 : 4 인 Ni-Mo-Fe 합금 타겟을 사용하고, 스퍼터 가스는 CO₂ 가스를 33 체적% 함유하는 Ar 가스로 하여, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해 두께 50㎚ 의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar＋CO₂ 성막) 을 형성하였다. 형성된 막의 금속 성분의 조성은 타겟과 동등하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 O.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다.

(샘플 3)

샘플 2 에 있어서 형성한 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층이 형성된 유리 기판 상에, Al 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 200㎚ 의 Al 을 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 형성된 막의 조성은 타겟과 동등하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이 고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 적층체의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다. 샘플 3 의 브롬화수소산을 사용하였을 때의 정확한 에칭 시간은, Al 을 주성분으로 하는 층만의 정확한 에칭 시간이다. Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층은 용출되지 않고 그대로 남아 있었다.

(샘플 4)

샘플 2 에 있어서 형성한 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층이 형성된 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 99.8 : 0.2 인 Al-Nd 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 200㎚의 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 형성된 막의 조성은 타겟과 동등하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 적층체의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다. 샘플 4 의 브롬화수소산을 사용하였을 때의 정확한 에칭 시간은, Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층만의 정확한 에칭 시간이다. Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층은 용출되지 않고서 그대로 남아 있었다.

(샘플 5)

샘플 3 에 있어서 형성한 Al 을 주성분으로 하는 층이 형성된 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 90 : 10 인 Mo-Nb 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 30㎚ 의 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 형성된 막의 조성은 타겟과 동등하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 적층체의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다.

(샘플 6)

샘플 5 에 있어서 형성한 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층이 형성되어 있는 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 74 : 22 : 4 인 Ni-Mo-Fe 합금 타겟을 사용하고, Ar 가스 분위기에서 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, 두께 50㎚ 의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar 만 성막) 을 형성하였다. 형성된 막의 조성은 타겟과 동등하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 적층체의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다.

(샘플 7)

샘플 1 의 무알칼리 유리 기판 상에, Mo 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 50㎚ 의 Mo 를 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

다음으로, Mo 를 주성분으로 하는 층 상에, Al 타겟을 사용하고, 직류 마그 네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 200㎚ 의 Al 을 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

계속해서, Al 을 주성분으로 하는 층 상에, Mo 타겟을 사용하고, Ar 가스 분위기에서 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, 두께 50㎚ 의 Mo 층을 형성하였다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 형성된 적층체의 정확한 에칭 시간을 샘플 1 과 동일하게 측정하여 결과를 표 1 에 나타내었다.

[표 1]

	막의 구성	막두께 (㎚)	정확한 에칭 시간 염산-염화철 용액	(초) 브롬화수소산
샘플 1	ITO	100	60	40
샘플 2	Ni-Mo	50	6	에칭 불가
샘플 3	Ni-Mo/Al	50/200	25	30 (Al 층만)
샘플 4	Ni-Mo/Al-Nd	50/200	25	30 (Al-Nd 층만)
샘플 5	Ni-Mo/Al/Mo-Nb	50/200/30	43	에칭 불가
샘플 6	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	45	에칭 불가
샘플 7	Mo/Al/Mo	50/200/50	50	에칭 불가

표 1 로부터, ITO 에천트로서 염산-염화철 용액을 사용하였을 때에는, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar＋CO₂ 성막), Al 을 주성분으로 하는 층, Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층, Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar 만 성막) 및 Mo 를 주성분으로 하는 층은 내성이 낮아, 빠른 시간 안에 부식됨을 알 수 있다. 한편, ITO 에천트로서 브롬화수소산을 사용하였을 때에는, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar＋CO₂ 성막), Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층, Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (Ar 만 성막) 및 Mo 를 주성분으로 하는 층은, 브롬화수소산에 대하여 높은 내성을 가짐을 알 수 있다. 그러나, Al 을 주성분으로 하는 층 및 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층은, 브롬화수소산을 사용하더라도 빠른 시간 안에 부식됨을 알 수 있다.

(실험 2)

(샘플 8 ∼ 10)

샘플 1 과 동일한 ITO 층이 형성된 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 74 : 22 : 4 인 Ni-Mo-Fe 합금 타겟을 사용하고, 스퍼터 가스는 CO₂ 가스를 33 체적% 함유하는 Ar 가스로 하여, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, 두께 50㎚ 의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (하지층) 을 형성하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

다음으로, 하지층 상에, Al 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 200㎚ 의 Al 을 주성분으로 하는 층 (도체층) 을 형성하였다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

계속해서, 그 도체층 상에, 원자 백분율 (%) 이 90 : 10 인 Mo-Nb 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 30㎚ 의 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (Ni 확산 방지층) 을 형성하였다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

또, 그 Ni 확산 방지층 상에, 원자 백분율 (%) 이 74 : 22 : 4 인 Ni-Mo-Fe 합금 타겟을 사용하여, Ar 가스 분위기에서, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, 두께 50㎚ 의 Ni-Mo 합금을 주성분으로 하는 층 (캡층) 을 형성하여, 적층체 (보조 배선 형성용 적층체) 를 얻었다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 또, 하지층, 도체층, Ni 확산 방지층 및 캡층의 형성은, 대기 중으로 꺼내는 일없이 연속적으로 실시하였다.

형성된 적층체를, 라인/스페이스가 30㎛/90㎛ 인 마스크 패턴을 사용하여, 포토리소그래피법에 의해서, 인산 (H₃PO₄ 85질량% 함유) : 질산 (HNO₃ 60질량% 함유) : 아세트산 (CH₃COOH 99질량% 함유) : 물이 체적비로 16 : 1 : 2 : 1 의 비율로 혼합된 에천트를 사용하여 패터닝을 실시해서, 보조 배선이 형성된 기체를 형성하였다.

이어서, 라인/스페이스가 30㎛/90㎛ 인 마스크 패턴을 사용하여, 포토리소그래피법에 의해서, ITO 층을 패터닝하였다. 노광은, 보조 배선의 선폭 방향으로 마스크 패턴을 소정 거리 비켜서 3 종류 실시하고, 현상 후, 배선의 편측이 포토레지스트에 피복되지 않고 노출되도록 하였다. 현상 후, 보조 배선의 노출량 (보조 배선의 에지와 포토레지스트의 에지의 거리) 을 측정한 결과 표 2 에 기재된 바와 같았다. ITO 층의 에칭은, 45℃ 의 48% 브롬화수소산을 사용하고, 정확한 에칭 시간의 1.5 배 (60 초), 에칭을 실시하였다.

ITO 층의 패터닝 후, 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 부식된 개수를 광학 현미경을 사용하여 측정하고, 배선 길이로 나눔으로써, 배선 1㎜ 당 부식 개수를 구하였다. 그 결과를 표 2 에 나타내었다. 0.01 개/mm 이하인 것이, 보조 배선 형성용 적층체와 ITO 층을 연속해서 패터닝을 실시하는 점에서 바람직하다. 또, 보조 배선의 부식은 노출되어 있는 배선의 에지부를 기점으로 하여 반원상으로 진행되고 있으며, 부식부에서는 도체층의 용출이나, 그 결과 도체층 상의 Ni 확산 방지층 및 캡층의 박리에 이르고 있었다.

(샘플 11 ∼ 13)

샘플 8 에서 형성한 적층체에, 라인/스페이스가 15㎛/45㎛ 인 마스크 패턴을 사용한 것 외에는 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 패터닝을 3 종류 실시하여, 보조 배선이 형성된 기체를 형성하였다. 이어서, 라인/스페이스가 15㎛/45㎛ 인 마스크 패턴을 사용한 것 외에는 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 ITO 층의 패터닝을 실시하여, ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 부식된 개수를 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 측정하여 결과를 표 2 에 나타내었다. 또, ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다.

(샘플 14)

도체층을 두께 300㎜ 의 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층으로 한 것 외에는 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었 다. ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다. 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 부식된 개수를 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 측정하여 결과를 표 2 에 나타내었다. 또, 도체층의 형성은 다음과 같이 실시하였다. 원자 백분율 (%) 이 99.8 : 0.2 인 Al-Nd 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 300㎚ 의 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층을 형성하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

(샘플 15)

도체층을 두께 300㎜ 의 Al-Nd 합금을 주성분으로 하는 층으로 한 것 외에는 샘플 11 과 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다. 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 부식된 개수를 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 측정하여 결과를 표 2 에 나타내었다. 또, 도체층의 형성은 샘플 14 와 동일한 방법에 의해 실시하였다.

(샘플 16)

샘플 1 의 ITO 층이 형성된 유리 기판 상에, Mo 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 50㎚ 의 Mo 를 주성분으로 하는 층 (하지층) 을 형성하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이 고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

계속해서, 그 도체층 상에, Mo 타겟을 사용하여, Ar 가스 분위기에서 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, 두께 50㎚ 의 Mo 를 주성분으로 하는 층 (캡층) 을 형성하여 적층체를 얻었다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 또, 하지층, 도체층 및 캡층의 형성은, 대기 중으로 꺼내는 일없이 연속적으로 실시하였다.

형성된 적층체를, 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 부식된 개수를 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 측정하여 결과를 표 2 에 나타내었다. 또, ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다.

(샘플 17)

샘플 1 과 동일한 ITO 층이 형성된 유리 기판 상에, 원자 백분율 (%) 이 90 : 10 인 Mo-Nb 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 50㎚ 의 Mo-Nb 합금층 (하지층) 을 형성하였다. 배압은 1.3 × 10^-3Pa, 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다.

계속해서, 그 도체층 상에, 원자 백분율 (%) 이 90 : 10 인 Mo-Nb 합금 타겟을 사용하고, 직류 마그네트론 스퍼터법에 의해, Ar 가스 분위기에서 두께 50㎚ 의 Mo-Nb 합금을 주성분으로 하는 층 (캡층) 을 형성하여 적층체를 얻었다. 스퍼터 가스압은 0.3Pa 이고, 전력 밀도는 4.3W/㎠ 이었다. 또한, 기판의 가열은 하지 않았다. 또, 하지층, 도체층 및 캡층의 형성은, 대기 중으로 꺼내는 일없이 연속적으로 실시하였다.

(샘플 18)

ITO 층의 에칭에 있어서, 14질량% 의 염산 및 10질량% 의 염화철 (III) 을 함유하는 45℃ 수용액을 사용하고, ITO 층의 정확한 에칭 시간의 1.5 배 (90 초) 에칭을 실시한 것 외에는 샘플 8 과 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다. 광학 현미경을 사용하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 관찰한 결과, 보조 배선은 ITO 에천트에 의해 용출되어 잔존되지 않았다. 또한, ITO 층이 매우 현격히 선이 가늘어져 있음을 알 수 있었다. 보조 배선이 용출됨으로써, 그 밑의 ITO 층이 ITO 에천트에 노출되는 결과, ITO 층의 선가늘어짐에 이른 것으로 생각된다.

(샘플 19)

ITO 층의 에칭에 있어서, 14질량% 의 염산 및 10질량% 의 염화철 (III) 을 함유하는 45℃ 수용액을 사용하고, ITO 층의 정확한 에칭 시간의 1.5 배 (90 초) 에칭을 실시한 것 외에는 샘플 14 와 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다. 광학 현미경을 사용하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 관찰한 결과, 보조 배선은 ITO 에천트에 의해 용출되어 잔존되지 않았다. 또한, ITO 층이 매우 현격히 선이 가늘어져 있음을 알 수 있었다. 보조 배선이 용출됨으로써, 그 밑의 ITO 층이 ITO 에천트에 노출되는 결과, ITO 층의 선가늘어짐에 이른 것으로 생각된다.

(샘플 20)

ITO 층의 에칭에 있어서, 14질량% 의 염산 및 10질량% 의 염화철 (III) 을 함유하는 45℃ 수용액을 사용하고, ITO 층의 정확한 에칭 시간의 1.5 배 (90 초) 에칭을 실시한 것 외에는 샘플 16 과 동일한 방법에 의해 처리하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 얻었다. ITO 패터닝 처리에 있어서 현상 후에 보조 배선의 노출량을 측정한 결과, 표 2 에 기재된 바와 같았다. 광학 현미경을 사용하여 ITO 보조 배선이 형성된 전극 기판을 관찰한 결과, 보조 배선은 ITO 에천트에 의해 용출되어 잔존되지 않았다. 또한, ITO 층이 매우 현격히 선이 가늘어져 있음을 알 수 있었다. 보조 배선이 용출됨으로써, 그 밑의 ITO 층이 ITO 에천트에 노출되는 결과, ITO 층의 선가늘어짐에 이른 것으로 생각된다.

[표 2]

샘플	보조 배선의 구성	막두께 (㎚)	보조 배선 설계 패턴폭 (㎛)	보조 배선의 폭 방향 노출량 (㎛)	ITO 에천트의 종류	보조 배선의 부식 개수 (개/㎜)	비고
8	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	30	0.8	브롬화수소산	0.001	실시예 1
9	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	30	1.8	브롬화수소산	0.001	실시예 2
10	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	30	5.2	브롬화수소산	0.022	비교예 1
11	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	15	1.0	브롬화수소산	0.001	실시예 3
12	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	15	1.6	브롬화수소산	0.001	실시예 4
13	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	15	5.2	브롬화수소산	0.019	비교예 2
14	Ni-Mo/Al-Nd/Mo-Nb/Ni-Mo	50/300/30/50	30	0.5	브롬화수소산	0.001	실시예 5
15	Ni-Mo/Al-Nd/Mo-Nb/Ni-Mo	50/300/30/50	15	0.5	브롬화수소산	0.003	실시예 6
16	Mo/Al/Mo	50/200/50	30	0.6	브롬화수소산	0.002	실시예 7
17	Mo-Nb/Al/Mo-Nb	50/200/50	30	0.5	브롬화수소산	0.002	실시예 8
18	Ni-Mo/Al/Mo-Nb/Ni-Mo	50/200/30/50	30	0.5	염산-염화철 용액	보조 배선 용출	비교예 3
19	Ni-Mo/Al-Nd/Mo-Nb/Ni-Mo	50/300/30/50	30	0.5	염산-염화철 용액	보조 배선 용출	비교예 4
20	Mo/Al/Mo	50/200/50	30	0.5	염산-염화철 용액	보조 배선 용출	비교예 5

표 2 로부터, ITO 에천트로서 브롬화수소산을 사용하고, 레지스트에 의해 피복되지 않은 보조 배선의 노출량을 4㎛ 이하로 하였을 때에는, 보조 배선의 부식이 근소함을 알 수 있다. 한편, 노출량이 4㎛ 초과일 때에는, 부식 개수가 증가함을 알 수 있다. 보조 배선의 노출량의 차이에 의해서 부식되기 쉬움 정도가 변화하는 것은, 노출부를 캐소드, 배선 단면의 도체층 노출 부분을 애노드로 하는 부식 모드에 있어서, 캐소드의 면적이 증감하기 때문인 것으로 추찰된다.

또한, ITO 에천트로서 염산-염화철 용액을 사용하였을 때에는, 레지스트에 의해 피복되지 않은 보조 배선의 노출량이 4㎛ 이하이더라도, 보조 배선이 ITO 에천트에 의해 현저히 부식되어 용출에 이르는 것을 알 수 있다. 캡층, Ni 확산 방지층 및 하지층 전부가 염산-염화철 용액에 대하여 부식되기 때문이다.

본 발명의 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조법은, 포토리소그래피법에 의해 투명 도전막에 패터닝을 실시할 때에 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트를 비산화성 산으로 함으로써, 기체에 형성된 Al 또는 Al 합금을 주성분으로 하는 도체층 및 캡층을 기체측으로부터 이 순서대로 포함하는 보조 배선의 부식이나 보조 배선의 저항 증대를 방지할 수 있기 때문에, 특히 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이에 유용하다.

도 1 은 본 발명의 제조 방법에 의해서 제조된 보조 배선이 형성된 전극 기체를 사용한 유기 EL 소자의 일례를 나타내는 일부 절결 정면도.

도 2 는 도 1 의 A-A 선에서의 단면도.

도 3 은 도 1 의 B-B 선에서의 단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리 기판

2 : 보조 배선

2a : 하지층

2b : 도체층

2c : 캡층

3 : 투명 전극 (양극)

4 : 유기질층

5 : Al 음극

6 : 봉지캔

Claims

보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법으로서,

기체 상에 투명 도전막을 형성하는 단계;

상기 투명 도전막 상에 도체층 및 캡층을 포함하는 적층체를 형성하는 단계;

상기 적층체로부터 상기 보조 배선을 형성하는 단계; 및

상기 투명 도전막에 평면 형상으로 패터닝을 실시하는 단계를 포함하고,

상기 보조 배선은, Al 또는 Al 합금을 포함하는 도체층 및 캡층을 상기 기체측으로부터 이 순서대로 포함하고,

포토레지스트에 의해 피복되어 있지 않은 상기 보조 배선의 폭 방향의 노출이 1.8㎛ 이하이며,

또한 상기 투명 도전막의 에칭에 사용하는 에천트는 브롬화수소산인 것을 특징으로 하는, 보조 배선이 형성된 전극 기체의 제조 방법.
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