专利名称：显示板基板及引出布线的形成方法
技术领域：
本发明涉及具有粘附性好且电阻值低的引出布线的显示板基板及引出布线的形成方法。
背景技术：
随着有机EL元件、液晶器件等的高密度化，与以往相比，有以更窄的布线宽度在显示板基板内形成引出布线的趋势。由于电阻随着布线宽度变窄而增加，所以作为布线材料，也研究使用银、金、金合金、铬等的低电阻材料，其中，银、银合金是对应于窄宽度布线的布线材料。
即使在提高电流注入型有机EL元件的显示质量上，布线电阻的降低也是重要的条件。换言之，如果布线电阻高，则由于流过的电流而产生大的压降，不仅增加消耗电力，也成为亮度不均等缺陷产生的原因。低电阻布线中以往使用的Al系材料，其电阻率的界限是大约4μΩ/cm，作为透明电极，容易与通常使用的IT10发生电化学反应，所以研究使用银、银合金来形成引出布线。
银、银合金电阻率为3μΩ/cm左右，尽管非常小，但是有对基板的粘附性差，易氧化的缺点。对基板的粘附性通过在银或银合金制成的薄膜(以下称作“银类薄膜”)和基板之间介入银类氧化膜来改善(专利文献1)，但电阻值上升，由于银类氧化膜的形成需要，制造工序也复杂。而且，为了提高有机EL元件的发光效率，将发光层形成前的基板通过UV臭氧处理、氧等离子体处理等方式洗净后，担心臭氧或氧等离子体使银类薄膜氧化所产生的布线电阻降低。
专利文献1特开2003-170524号公报用导电性保护膜覆盖银类薄膜后，防止臭氧或氧等离子体引起的氧化并抑制布线电阻的上升，可以得到显示质量良好的有机EL板(专利文献2)。由抗氧化性高的材料或即使氧化电阻上升也小的材料来成膜导电性保护膜。
专利文献2特开2003-36037号公报用导电性保护膜覆盖银类薄膜的表面全区域的引出布线中，防止银类薄膜的氧化，并防止引起布线电阻上升的银类薄膜的氧化。但是，用导电性薄膜覆盖比银类薄膜的布线宽度更宽的区域时，需要将形成的宽度宽的导电性保护膜在布线宽度内蚀刻的步骤。例如，将层叠的导电性薄膜、银类薄膜条状构图时，如果要从透明导电膜形成设计宽度的下部电极，由于边缘效应，银类薄膜的布线宽度变窄，恐怕不能确保必要的通电截面积。而且，银类薄膜的布线宽度方向端部容易露出，露出了的银类薄膜依然容易氧化，所以结果为布线电阻上升。
发明内容
本发明目的为通过将从导电性薄膜露出了的银类薄膜的布线宽度方向两端部氧化并形成银氧化区域，使对透明基板的粘附性提高，缩小布线宽度，既便是将元件高密度化的设计也可抑制布线电阻的上升，得到提高了显示质量的显示基板。
有机EL元件中的有机发光层、液晶显示元件中的液晶层由下部电极、上部电极夹置，下部电极、上部电极分别通过引出布线连接到外部驱动电路。下部电极、上部电极被构图为相互正交的条状，通过从外部驱动电路的通电，使二维矩阵的规定像素区域发光或被驱动。作为将透明基板上设置的下部电极连接到外部驱动电路的引出布线，本发明使用布线宽度方向内侧由导电性保护膜覆盖，布线宽度方向两端部成为银氧化区域的银类薄膜。
银类薄膜通过将金属银或Ag-Pd-Cu，Ag-Ru-Cu，Ag-Ru-Au，Ag-Mg，Ag-Pd，Ag-Zn，Ag-In，Ag-SnO2等的银合金蒸镀在透明导电膜上而形成。透明导电膜上层叠了银类薄膜后，通过一次光刻，或对每个银类薄膜、透明导电膜通过不同条件下的光刻被构图。或者，通过在构图过的透明导电膜上掩膜蒸镀银、银合金，也可以形成规定构图的银类薄膜。
构图过的银类薄膜的布线宽度方向内侧表面上层叠导电性保护膜，布线宽度方向两端部露出银类薄膜。使银类薄膜的露出部通过UV臭氧处理、等离子体氧处理等氧化，形成在银类薄膜的整个厚度方向上生长的银氧化区域。布线宽度方向两端部的银氧化区域之间由导电性保护膜覆盖的部分，成为作为通电部工作、未氧化且低电阻的金属银区域。
图1是表示有机EL元件的层结构的截面图。
图2是根据本发明设置在透明基板上的引出布线的图，图2(a)是截面图，图2(b)是平面图。
具体实施例方式
本发明除了夹在一对电极间的层为发光层或液晶层这一点外，还可应用于采用大致相同的层结构的有机EL元件、液晶显示元件的任何一方中，以下，以引出布线为例进行具体的说明，该引出布线将通过有机EL元件显示板基板上设置了的透明导电膜的构构图成而形成了的下部电极连接到外部电路。
有机EL元件在玻璃等的透明基板10上设置下部电极(透明导电膜)11、绝缘膜12，夹置由空穴输送层13a、有机发光层13b、电子输送层13c组成的发光层13，并层叠上部电极14(图1)。也有省略了空穴输送层13a、电子输送层13c的任何一方或双方的层结构和根据需要介入空穴注入层、电子注入层、载流子块(carrier block)层等的有机层的层结构。
引出布线14以层叠在透明导电膜11上的状态设置，在透明导电膜11上延伸并电连接到外部驱动电路15(图2b)。有机EL元件部中，发光层13由粘结剂层16粘结到绝缘膜12，该有机EL元件与透明导电膜11电接触。
下部电极11通过如下方法形成由ITO、IZO等的透明金属氧化物通过溅射等成膜所得的透明薄膜通过光蚀法等形成规定的条状构图。引出布线14通过以同样的方法将由电阻率小的银或银合金成膜所得的银类薄膜20构图而形成，有机EL元件部中成为在下部电极11上重叠的银类薄膜20(图2a)。可在引出布线14中使用的银合金中有Ag-Pd-Cu、Ag-Ru-Cu、Ag-Ru-Au、Ag-Mg、Ag-Pd、Ag-Zn、Ag-In、Ag-SnO2等。下部电极11、引出布线14通过一次光刻，或对每个透明导电膜11、银类薄膜20通过不同条件下的光刻被构图。
银类薄膜20上重叠导电性保护膜21，防止线路加工(line process)中的银类薄膜20的氧化。就导电性保护膜21来说，由与银类薄膜20比较其抗氧化性高，或即使氧化电阻上升也少的材料成膜。就抗氧化性高的材料来说，有Cr、Ta、Ti、Mo等金属或合金，或生成不氧化到内部的钝态表膜的Al、Al合金、ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化镁等金属氧化物、金属氟化物、金属氮化物。即使氧化电阻的上升也少的材料中有Sn、Zn、In、Mg等的金属或合金。导电性保护膜21根据使用的材料，以厚度5～100nm形成。
导电性保护膜21比银类薄膜20的布线宽度窄一些。由此，银类薄膜20的布线宽度方向两端部没有用导电性保护膜21覆盖而露出。由导电性保护膜21覆盖的布线宽度方向内侧的银类薄膜20被防止氧化，所以设定覆盖部分(金属区域)22的大小，即导电性保护膜21的宽度，以便得到通电所必需的截面积。强制银氧化类薄膜20的露出部分，在布线宽度方向上形成银氧化区域23。
利用银易氧化的特性，通过UV臭氧处理和氧等离子体处理容易形成银氧化区域23。通过使用了添加了氧化剂的药液的湿(wet)处理也可以将银类薄膜20的露出部分强制氧化。
随着银的氧化，使银类薄膜20的布线宽度方向两段部分变化截面形状，对湿步骤中使用的药液的侵入有抵抗力的界面在透明导电膜11/银类薄膜20之间、银类薄膜20/导电性保护膜21之间形成。通过强制氧化形成的银氧化区域23不受线加工中的各种处理的影响，将布线宽度方向内侧的金属区域22维持为低电阻状态。由于银氧化区域23的形成，相对于透明基板10、透明导电膜11的银类薄膜20的粘附性也提高。
引出布线14的形成后，在下部电极11的线上以等间隔与下部电极11正交，以聚酰亚胺、SiN、SnO2等绝缘材料形成绝缘膜12。具体来说，在设置了下部电极11的透明基板10上旋涂(spin coat)绝缘材料，经过使用了曝光罩的曝光处理，通过显像形成规定构图的绝缘膜12。绝缘膜12覆盖条状下部电极11的上下端部，形成与下部电极11正交的规定间隔的条状构图。
根据需要，在绝缘膜12上形成隔壁。隔壁将后续步骤中形成的上部电极17(图1)的相邻的线相互绝缘，呈现作为荫罩(shadow mask)的作用。上部电极17通过荫罩等形成构图，通过蒸镀形成时，可以省略绝缘膜12上的隔壁。
接着，将空穴输送层13a、有机发光层13b、电子输送层13c等的发光层13依次层叠。各层13a～13c使用各种高分子材料、低分子材料，通过层叠一层或多层形成，也可以省略空穴输送层13a、电子输送层13c的任意一方或两方。而且，根据需要也可以插入空穴注入层、电子注入层、载流子块层等。发光层13的形成采用旋涂、浸渍(dipping)、网目印刷、喷墨等湿法工序和蒸镀、激光复印等干法工序。
发光层13的形成时，使用成膜用罩，与多个发光色对应涂抹发光层13。例如，通过将组成呈现RGB三色的发光的有机材料或多个有机材料的发光材料涂布到与RGB相当的像素区域并成膜而形成发光层13。对一个位置的像素区域使用相同发光材料进行两次或两次以上成膜后，防止该像素区域的未成膜。
形成了发光层13后，通过蒸镀、溅射等设置作为上部电极17的金属薄膜。上部电极17成为在与下部电极11正交的方向上延伸的条状，和下部电极11形成二维矩阵。
设置了上部电极17的有机EL元件通过将透明基板10粘结到封闭基板上而被封闭。就粘结剂来说，使用例如紫外线固化型环氧树脂中应用配合了玻璃、塑料等隔离(spacer)粒子的粘结剂。与封闭基板的侧壁接触的透明基板10的表面部分涂敷粘结剂，在氩等惰性气体环境中使封闭基板与透明基板10接触，通过用紫外线照射接触界面上的粘结剂使其固化后，有机EL元件被密封在透明基板10和封闭基板之间。
这样制作的有机EL元件显示板在形成绝缘膜12、发光层13、上部电极17等的过程中，银类薄膜20不通过与氧化性试剂和氧化性气体的接触被氧化，所以引出布线14维持初始的低电阻状态。而且，由于以银、银合金设置引出布线14，所以即使布线宽度宽，布线电阻的增加也减少，得到充分满足高清晰要求的有机EL显示板。
(实施例)在透明基板10中使用石英玻璃，蒸镀ITO，设置膜厚为200nm的透明导体膜11，进而蒸镀银，在透明导电膜11上层叠膜厚为300nm的银类薄膜20。对透明导电膜11、银类薄膜20进行构图，设置条状的布线宽度为40μm的下部电极11、引出布线14。
在构图的银类薄膜20上蒸镀IZO，层叠膜厚为50nm的导电性保护膜21。将沿着导电性保护膜21的布线宽度方向的宽度设定为30μm，所以从银类薄膜20的布线宽度方向两端向内侧5μm的边缘部分未被导电性保护膜21覆盖而露出。
将层叠了导电性保护膜21的银类薄膜20以臭氧浓度为100ppm、累计光量为3000mJ/cm2进行UV臭氧处理，将在布线宽度方向两端露出的银类薄膜20氧化。观察进行了UV臭氧处理的银类薄膜20，露出部分在银类薄膜20的膜厚方向全区域成为银氧化区域23。银氧化区域23由于氧化而体积膨胀，成长为从布线宽度方向两侧包围导电性保护膜21。
银氧化区域23在银类薄膜20的膜厚方向全区域生长的阶段中，被导电性保护膜21覆盖的金属区域22维持初始的低电阻状态，不发生氧化反应。而且，通过形成银氧化区域23，相对于透明基板10或透明导电膜11的银类薄膜20的粘附性也提高。将该银类薄膜20使用在引出布线14中，由于层叠绝缘线12、发光层13、上部电极17并形成有机EL元件，所以制作的有机EL元件显示板，接入电力在图像显示中被高效消耗，可以用作重放鲜明且高鲜艳的图像的显示板。
实际上，在玻璃制的透明基板10上以线宽为50μm、间距(相邻的线的间隙)为50μm，将银类薄膜20构图为100根条状，通过使用胶带的胶粘带剥离试验检查银类薄膜20的粘附性。胶粘带剥离试验中，将胶粘带粘贴在银类薄膜20上，剥离后观察透明基板10的表面，计数剥离了的金属区域22的根数。UV臭氧处理了的银类薄膜20中，100根中仅仅3根金属区域22剥离。另一方面，没有进行UV臭氧处理的银类薄膜20中，100根中50根金属区域22剥离。剥离根数的极大差距意味着因银氧化区域23的形成而粘附性显著上升。
而且，通过UV臭氧处理而形成了银氧化区域23的银类薄膜20中，金属区域22在工序处理中不被氧化，维持初始的低布线电阻。
如以上所说明的，作为将夹置发光层和液晶层的电极连接到外部驱动电路的引出布线，由导电性保护膜覆盖布线宽度方向内侧，布线宽度方向两侧使用作为银氧化区域的银类薄膜时，可以不引起布线电阻的上升使布线宽度变窄，得到适应像素高密度化的显示板基板。而且，通过银氧化区域而使对于银类薄膜的透明基板的粘附性改善，所以可以得到即使长期使用后也可以再现NTSC变换部12高清晰图像的显示板。
权利要求
1.一种显示板基板，其特征在于层叠有机发光层或液晶层的下部电极以及将该下部电极连接到外部驱动电路的引出布线被设置在透明基板上，在布线宽度方向内侧层叠导电性保护膜，由布线宽度方向两侧成为银氧化区域的银或银合金的薄膜形成引出布线。
2.如权利要求1所述的显示板基板，其中，由抗氧化性高的金属或合金、在表面生成钝态表膜的合金、金属氧化物、金属氟化物、金属氮化物、即使氧化其电阻的上升也小的金属或合金中的任意一种或两种以上来形成导电性薄膜。
3.一种引出布线的形成方法，其特征在于对透明基板中设置的透明导电膜形成构图，并形成下部电极，与该下部电极重叠，将在透明基板上向外部驱动电路侧延伸的引出布线，通过(1)～(4)的工序制作(1)与透明导电膜重叠并对银或银合金薄膜进行成膜的工序；(2)将透明导电膜、银或银合金薄膜条状构图的工序；(3)在银或银合金薄膜的布线宽度方向内侧层叠导电性保护膜的工序；(4)将没有用导电性保护膜覆盖的银或银合金薄膜的布线宽度方向两端部氧化的工序。
全文摘要
本发明提供一种显示板基板以及引出布线的形成方法。根据该引出布线的形成方法可得到一种对于透明基板(10)的粘附性好、具备即使布线宽度窄，其布线电阻也低的引出布线(14)的显示板基板。夹置有机发光层(13)或液晶层，在透明基板上设置下部电极(11)、上部电极(17)，将下部电极(11)、上部电极(17)通过引出布线连接到外部驱动电路(15)。使用银类薄膜(20)，作为下部电极(11)侧的引出布线(14)，其在布线宽度方向内侧层叠导电性保护膜(21)，使布线宽度方向两端部成为银氧化区域(23)。被银氧化区域(23)夹置的未氧化的金属区域(22)成为通电部。
文档编号G02F1/1345GK1674056SQ200410068798
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月7日 优先权日2004年3月23日
发明者小笠原敦, 北岛隆行, 驹田昌纪, 斋藤丰, 中嵨真滋 申请人:东北先锋公司