JP2581373B2 - 透明導電膜配線基板の製造方法 - Google Patents
透明導電膜配線基板の製造方法Info
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- H05K2203/107—Using laser light
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＣＤ，ＶＦＤ，ＰＤ
Ｐ等の表示装置などに用いられるIndium TinOxide膜
（以下、ＩＴＯ膜と呼ぶ。）を利用した透明導電膜配線
基板の製造方法に関するものである。
Ｐ等の表示装置などに用いられるIndium TinOxide膜
（以下、ＩＴＯ膜と呼ぶ。）を利用した透明導電膜配線
基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３（ａ），（ｂ）に示すように、ＥＢ
（エレクトロンビーム）蒸着法又はスパッタリング法に
よってガラス基板１００の前面にＩＴＯ膜１０１を形成
する。この時、ガラス基板１００を３００℃以上に加熱
しながらＩＴＯを被着させ、成膜と同時か又は成膜後に
ＩＴＯを結晶化させて透明なＩＴＯ膜１０１を得てい
る。
（エレクトロンビーム）蒸着法又はスパッタリング法に
よってガラス基板１００の前面にＩＴＯ膜１０１を形成
する。この時、ガラス基板１００を３００℃以上に加熱
しながらＩＴＯを被着させ、成膜と同時か又は成膜後に
ＩＴＯを結晶化させて透明なＩＴＯ膜１０１を得てい
る。
【０００３】図３（ｃ）に示すように、前記ＩＴＯ膜１
０１の表面にレジスト層１０２を形成し、所定パターン
のマスク１０３を通して露光する。
０１の表面にレジスト層１０２を形成し、所定パターン
のマスク１０３を通して露光する。
【０００４】現像液を被着させて現像すると図３（ｄ）
に示すようなレジストパターン１０２ａが形成され、さ
らにこのレジストパターン１０２ａを介してエッチング
液でＩＴＯ膜１０１をエッチングすると、ＩＴＯ膜１０
１の露出している部分が溶かされて図３（ｅ）に示すよ
うなＩＴＯ膜１０１の配線パターン１０１ａが得られ
る。
に示すようなレジストパターン１０２ａが形成され、さ
らにこのレジストパターン１０２ａを介してエッチング
液でＩＴＯ膜１０１をエッチングすると、ＩＴＯ膜１０
１の露出している部分が溶かされて図３（ｅ）に示すよ
うなＩＴＯ膜１０１の配線パターン１０１ａが得られ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の透明導
電膜配線基板の製造方法によれば次のような問題点があ
った。 （１）製造方法が現像液やエッチング液等を使用する湿
式であるため、排水処理の設備等が必要になり、製造設
備が高価になる。 （２）製造工程が多く、製造時間が長いため、生産性が
低く、製造コストが高い。
電膜配線基板の製造方法によれば次のような問題点があ
った。 （１）製造方法が現像液やエッチング液等を使用する湿
式であるため、排水処理の設備等が必要になり、製造設
備が高価になる。 （２）製造工程が多く、製造時間が長いため、生産性が
低く、製造コストが高い。
【０００６】本発明は、透明導電膜配線基板の製造方法
を水処理工程のない乾式とし、製造工程の簡略化によっ
てコストダウンを図ることを目的としている。
を水処理工程のない乾式とし、製造工程の簡略化によっ
てコストダウンを図ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の透明導電膜配線
基板の製造方法は、Ｓｎをドープした酸化インジウムの
低級酸化物である黒色のＩｎ2 Ｏx （但し０＜ｘ＜３）
からなる黒色ＩＴＯ膜を絶縁性と透光性を有する基板の
表面に蒸着法で形成する工程と、前記黒色ＩＴＯ膜にレ
ーザー光線の照射によって所望の配線パターンを加工す
る工程と、前記基板を大気中で焼成して前記黒色ＩＴＯ
膜を透明なＩＴＯ膜とする工程を有することを特徴とす
る。
基板の製造方法は、Ｓｎをドープした酸化インジウムの
低級酸化物である黒色のＩｎ2 Ｏx （但し０＜ｘ＜３）
からなる黒色ＩＴＯ膜を絶縁性と透光性を有する基板の
表面に蒸着法で形成する工程と、前記黒色ＩＴＯ膜にレ
ーザー光線の照射によって所望の配線パターンを加工す
る工程と、前記基板を大気中で焼成して前記黒色ＩＴＯ
膜を透明なＩＴＯ膜とする工程を有することを特徴とす
る。
【０００８】本発明によれば、前記基板として表面にＳ
ｉＯ2 を被着させたガラス基板を用いることもできる。
ｉＯ2 を被着させたガラス基板を用いることもできる。
【０００９】さらに本発明によれば、前記配線パターン
を加工する工程において、レーザー光線により蒸発させ
た前記黒色ＩＴＯ膜の金属をレーザー加工機に備えた除
去手段で除去するようにしてもよい。
を加工する工程において、レーザー光線により蒸発させ
た前記黒色ＩＴＯ膜の金属をレーザー加工機に備えた除
去手段で除去するようにしてもよい。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【実施例】図１及び図２によって本発明の一実施例を説
明する。図１（ａ）に示す基板１は、ＬＣＤ，ＶＦＤ，
ＰＤＰ等の表示装置においてフロントパネルをかねた配
線基板として用いられる。従ってこの基板１は絶縁性と
透光性を有していればよく、例えば厚さ６ｍｍ程度のガ
ラス板によって構成できる。
明する。図１（ａ）に示す基板１は、ＬＣＤ，ＶＦＤ，
ＰＤＰ等の表示装置においてフロントパネルをかねた配
線基板として用いられる。従ってこの基板１は絶縁性と
透光性を有していればよく、例えば厚さ６ｍｍ程度のガ
ラス板によって構成できる。
【００１３】但し、基板１からＮａ+ ，Ｋ+ 等のアルカ
リイオンの移動があることは好ましくないので、前記基
板１はＮａやＫ等のアルカリ金属を含まない材質がよ
い。コストの点から、上述したようにアルカリ金属を含
むソーダガラス（一般の板ガラス）を用いる場合には、
図１（ａ）に示すように基板１の上面全面にＳｉＯ
2 （シリカ）層２を形成する。その手法は、ロールコー
ト法、デッピング法等によってＳｉＯ2 層２を基板上に
１０００Å程度の膜厚で形成した後、約５３０℃で焼成
すればよい。
リイオンの移動があることは好ましくないので、前記基
板１はＮａやＫ等のアルカリ金属を含まない材質がよ
い。コストの点から、上述したようにアルカリ金属を含
むソーダガラス（一般の板ガラス）を用いる場合には、
図１（ａ）に示すように基板１の上面全面にＳｉＯ
2 （シリカ）層２を形成する。その手法は、ロールコー
ト法、デッピング法等によってＳｉＯ2 層２を基板上に
１０００Å程度の膜厚で形成した後、約５３０℃で焼成
すればよい。
【００１４】前記基板１をＥＢ蒸着機にセットし、Ｓｎ
Ｏ2 を３〜１０％ドープしたＩｎ2Ｏ 3 のタブレットを
蒸着源とし、室温状態の基板１上にＥＢ蒸着を行なう。
図１（ｂ）に示すように、基板１のＳｉＯ2 層２上に
は、黒色ＩＴＯ膜３が５００〜１０００Åの厚さに形成
される。この黒色ＩＴＯ膜３は、ＳｎがドープされたＩ
ｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物であるＩｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ＜３）
であり、一例としてＩｎＯ，Ｉｎ 2 Ｏ等があり、これら
の酸化物は黒色であるので黒色ＩＴＯと称している。
Ｏ2 を３〜１０％ドープしたＩｎ2Ｏ 3 のタブレットを
蒸着源とし、室温状態の基板１上にＥＢ蒸着を行なう。
図１（ｂ）に示すように、基板１のＳｉＯ2 層２上に
は、黒色ＩＴＯ膜３が５００〜１０００Åの厚さに形成
される。この黒色ＩＴＯ膜３は、ＳｎがドープされたＩ
ｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物であるＩｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ＜３）
であり、一例としてＩｎＯ，Ｉｎ 2 Ｏ等があり、これら
の酸化物は黒色であるので黒色ＩＴＯと称している。
【００１５】ここで、前記黒色ＩＴＯ膜を大気雰囲気中
で加熱するとＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物は酸化結晶してＩ
ｎ 2 Ｏ 3 になり、透明ＩＴＯ膜が得られる。この透明Ｉ
ＴＯ膜の不要部分をレーザー光線により蒸発させてパタ
ーンを形成することも可能である。これに対し、透明Ｉ
ＴＯ膜はレーザー光線の吸収効率が悪く、透明ＩＴＯ膜
をレーザー光線で直接蒸発加工するには出力の大きなレ
ーザー加工機が必要であった。
で加熱するとＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物は酸化結晶してＩ
ｎ 2 Ｏ 3 になり、透明ＩＴＯ膜が得られる。この透明Ｉ
ＴＯ膜の不要部分をレーザー光線により蒸発させてパタ
ーンを形成することも可能である。これに対し、透明Ｉ
ＴＯ膜はレーザー光線の吸収効率が悪く、透明ＩＴＯ膜
をレーザー光線で直接蒸発加工するには出力の大きなレ
ーザー加工機が必要であった。
【００１６】またレーザー加工機のレーザー光線の出力
を大きくすると、蒸発層の厚さのコントロールが難し
く、透明ＩＴＯ膜だけを蒸発させることが容易ではなか
った。そしてＩＴＯ膜の下層のＳｉＯ2 層や基板１まで
レーザー光線が達してＳｉＯ2層や基板をも蒸発させて
損傷を与えてしまう恐れもあった。
を大きくすると、蒸発層の厚さのコントロールが難し
く、透明ＩＴＯ膜だけを蒸発させることが容易ではなか
った。そしてＩＴＯ膜の下層のＳｉＯ2 層や基板１まで
レーザー光線が達してＳｉＯ2層や基板をも蒸発させて
損傷を与えてしまう恐れもあった。
【００１７】そこで第２実施例として、ＩＴＯ膜が黒色
ＩＴＯ膜の段階でレーザー光線で蒸発加工すれば、レー
ザー光線の吸収効率も良好なので、低出力のレーザー加
工機で加工ができることがわかった。以下に、その実施
例を説明する。
ＩＴＯ膜の段階でレーザー光線で蒸発加工すれば、レー
ザー光線の吸収効率も良好なので、低出力のレーザー加
工機で加工ができることがわかった。以下に、その実施
例を説明する。
【００１８】上記ＥＢ蒸着の際には、基板温度を高くし
てなく、室温なので、黒色ＩＴＯ膜３中にあるＩｎ 2 Ｏ
3 の低級酸化物の酸化は防止され、従って黒色ＩＴＯ膜
３が透明なＩｎ2 Ｏ3 の結晶となることはない。即ち、
この黒色ＩＴＯ膜３は、透過率の高い透明なＩｎ2 Ｏ3
中にＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物であるＩｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ
＜３）が含まれた状態を保ち、全体としては透過率が低
く、黒色の被膜として観察される。この黒色ＩＴＯ膜３
の赤外分光透過率は、図２に示すように１０００ｎｍで
２８％であった。
てなく、室温なので、黒色ＩＴＯ膜３中にあるＩｎ 2 Ｏ
3 の低級酸化物の酸化は防止され、従って黒色ＩＴＯ膜
３が透明なＩｎ2 Ｏ3 の結晶となることはない。即ち、
この黒色ＩＴＯ膜３は、透過率の高い透明なＩｎ2 Ｏ3
中にＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物であるＩｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ
＜３）が含まれた状態を保ち、全体としては透過率が低
く、黒色の被膜として観察される。この黒色ＩＴＯ膜３
の赤外分光透過率は、図２に示すように１０００ｎｍで
２８％であった。
【００１９】図１（ｃ）に示すように、前記黒色ＩＴＯ
膜３の不要部分をＹＡＧレーザー光線（波長１μｍ）で
融解・蒸発させ、図１（ｄ）に示すような所望の配線パ
ターンにカッティングする。加工対象である膜が黒色な
のでレーザー光線のエネルギー吸収が良好であり、透明
なＩＴＯを加工対象とした場合に比べて２．６倍の効率
が得られる。従って、レーザー光線の入力パワーは小さ
くてよい。
膜３の不要部分をＹＡＧレーザー光線（波長１μｍ）で
融解・蒸発させ、図１（ｄ）に示すような所望の配線パ
ターンにカッティングする。加工対象である膜が黒色な
のでレーザー光線のエネルギー吸収が良好であり、透明
なＩＴＯを加工対象とした場合に比べて２．６倍の効率
が得られる。従って、レーザー光線の入力パワーは小さ
くてよい。
【００２０】また、図１（ｃ）に示すように、本実施例
ではレーザー加工機のレーザービーム照射部４のそばに
除去手段としての真空吸引ヘッド５を設けて蒸発する金
属を吸引し、該金属が基板１に再付着するのを防止して
いる。このような真空吸引ヘッド５のかわりに、除去手
段としてのエア吹き出しノズルを設けて蒸発する金属を
希釈して吹き飛ばすようにしても同様の効果が得られ
る。
ではレーザー加工機のレーザービーム照射部４のそばに
除去手段としての真空吸引ヘッド５を設けて蒸発する金
属を吸引し、該金属が基板１に再付着するのを防止して
いる。このような真空吸引ヘッド５のかわりに、除去手
段としてのエア吹き出しノズルを設けて蒸発する金属を
希釈して吹き飛ばすようにしても同様の効果が得られ
る。
【００２１】レーザー加工機を用いたカッティングによ
って黒色ＩＴＯ膜３の配線パターンが形成された前記基
板１を、焼成ピーク温度が５６０℃で１０分間、大気雰
囲気中で焼成する。ＳｎがドープされたＩｎ2 Ｏ3 金属
とＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物との混合膜である黒色ＩＴＯ
膜３は、Ｉｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ＜３）が酸化して結晶化
し、図１（ｅ）に示すように透明ＩＴＯ膜６の配線パタ
ーンになる。この透明ＩＴＯ膜６の赤外分光透過率は、
図２に示すように１０００ｎｍで７２％であった。次
に、透明導電膜の配線パターンが形成された基板１を、
酸（塩酸、塩化第２鉄溶液、ヨウ素酸、希王水等）を用
いておよそ２００〜３００Åの深さでサーフェスエッチ
ング処理する。サーフェスエッチングは、ディップ法や
スプレー法で行う。次に、前記エッチング処理後、エッ
チャントを落とすため、市水、純水の順で充分に洗浄す
る。洗浄した基板１の乾燥は、ＩＲやＩＰＡベーパーで
行う。サーフェスエッチング処理した透明ＩＴＯ膜の配
線パターンは、ライン間にＩＴＯの残滓がなく、充分に
絶縁がとれていた。配線抵抗は、サーフェスエッチング
で目減りするＩＴＯ膜厚分を予めＩＴＯ膜蒸着時に形成
しておけば、従来のものと全く変わりがない。
って黒色ＩＴＯ膜３の配線パターンが形成された前記基
板１を、焼成ピーク温度が５６０℃で１０分間、大気雰
囲気中で焼成する。ＳｎがドープされたＩｎ2 Ｏ3 金属
とＩｎ 2 Ｏ 3 の低級酸化物との混合膜である黒色ＩＴＯ
膜３は、Ｉｎ 2 Ｏ x （０＜ｘ＜３）が酸化して結晶化
し、図１（ｅ）に示すように透明ＩＴＯ膜６の配線パタ
ーンになる。この透明ＩＴＯ膜６の赤外分光透過率は、
図２に示すように１０００ｎｍで７２％であった。次
に、透明導電膜の配線パターンが形成された基板１を、
酸（塩酸、塩化第２鉄溶液、ヨウ素酸、希王水等）を用
いておよそ２００〜３００Åの深さでサーフェスエッチ
ング処理する。サーフェスエッチングは、ディップ法や
スプレー法で行う。次に、前記エッチング処理後、エッ
チャントを落とすため、市水、純水の順で充分に洗浄す
る。洗浄した基板１の乾燥は、ＩＲやＩＰＡベーパーで
行う。サーフェスエッチング処理した透明ＩＴＯ膜の配
線パターンは、ライン間にＩＴＯの残滓がなく、充分に
絶縁がとれていた。配線抵抗は、サーフェスエッチング
で目減りするＩＴＯ膜厚分を予めＩＴＯ膜蒸着時に形成
しておけば、従来のものと全く変わりがない。
【００２２】以上説明した一実施例では、レーザー加工
機で黒色ＩＴＯ膜３をカッティングした後、直ちに焼成
して透明ＩＴＯ膜６を形成している。しかしながら、カ
ッティング後、フリットガラスを主成分とした黒色の絶
縁層を黒色ＩＴＯ膜３が除去された配線パターン以外の
部分に厚膜印刷法で被着させ、完成時には表示装置の表
示部となる黒色ＩＴＯ膜３の配線パターンに対し、それ
以外の部分が黒色の背影となるようにしてもよい。この
場合には、黒色の絶縁層を被着した後、絶縁層を固着
し、５６０℃で焼成すれば、同時にＩＴＯ膜の結晶化も
行なうことができる。
機で黒色ＩＴＯ膜３をカッティングした後、直ちに焼成
して透明ＩＴＯ膜６を形成している。しかしながら、カ
ッティング後、フリットガラスを主成分とした黒色の絶
縁層を黒色ＩＴＯ膜３が除去された配線パターン以外の
部分に厚膜印刷法で被着させ、完成時には表示装置の表
示部となる黒色ＩＴＯ膜３の配線パターンに対し、それ
以外の部分が黒色の背影となるようにしてもよい。この
場合には、黒色の絶縁層を被着した後、絶縁層を固着
し、５６０℃で焼成すれば、同時にＩＴＯ膜の結晶化も
行なうことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。 （１）乾式の工程で配線パターンが形成できるため、エ
ッチング液、現像液、排液等の液管理が不要であり、設
備費が安く、公害の問題も発生しない。
る。 （１）乾式の工程で配線パターンが形成できるため、エ
ッチング液、現像液、排液等の液管理が不要であり、設
備費が安く、公害の問題も発生しない。
【００２４】（２）基板の全面に透明なＩＴＯ膜を形成
し、フォトリソ法でパターン化する場合に比べて成膜時
間が約半分に短縮できる。また、その後の結晶化工程は
黒色絶縁層の焼成工程と同時に行なえるので工程数が増
えることもない。
し、フォトリソ法でパターン化する場合に比べて成膜時
間が約半分に短縮できる。また、その後の結晶化工程は
黒色絶縁層の焼成工程と同時に行なえるので工程数が増
えることもない。
【００２５】また、従来のようなフォトリソの手段で配
線パターンを形成する場合に比べ、レーザー加工機によ
るカッティングで配線パターンを形成する方が工程数が
少ない。従って、全体的にみて従来よりも製造工程が少
なくなり、製造時間を短くすることができる。
線パターンを形成する場合に比べ、レーザー加工機によ
るカッティングで配線パターンを形成する方が工程数が
少ない。従って、全体的にみて従来よりも製造工程が少
なくなり、製造時間を短くすることができる。
【００２６】（３）エネルギーの吸収がよい黒色ＩＴＯ
膜をカッティングするのでレーザー加工機の出力を小さ
くすることができ、黒色ＩＴＯ膜の下にＳｉＯ2 薄膜や
基板があってもこれを損傷することがない。
膜をカッティングするのでレーザー加工機の出力を小さ
くすることができ、黒色ＩＴＯ膜の下にＳｉＯ2 薄膜や
基板があってもこれを損傷することがない。
【００２７】（４）レーザービーム照射部の近傍に蒸発
金属の除去手段を設ければ、蒸発したＩＴＯが基板に再
付着するのを防ぐことができる。
金属の除去手段を設ければ、蒸発したＩＴＯが基板に再
付着するのを防ぐことができる。
【図１】一実施例の製造工程図である。
【図２】透明ＩＴＯ膜と黒色ＩＴＯ膜の赤外分光透過率
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】従来の透明導電膜配線基板の製造工程図であ
る。
る。
１ 基板 ３ 黒色ＩＴＯ膜 ５ 除去手段としての真空吸引ヘッド ６ 透明ＩＴＯ膜
フロントページの続き (72)発明者 井上 彰 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社 (56)参考文献 特開 平１−179742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−18330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−240513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−126613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−126194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−1128（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−116454（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−114491（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｓｎをドープした酸化インジウムの低級
酸化物である黒色のＩｎ 2 Ｏ x （但し０＜ｘ＜３）から
なる黒色ＩＴＯ膜を絶縁性と透光性を有する基板の表面
に蒸着法で形成する工程と、前記黒色ＩＴＯ膜にレーザ
ー光線の照射によって所望の配線パターンを加工する工
程と、前記基板を大気中で焼成して前記黒色ＩＴＯ膜を
透明なＩＴＯ膜とする工程を有することを特徴とする透
明導電膜配線基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板が、表面にＳｉＯ 2 を被着させ
たガラス基板である請求項１記載の透明導電膜配線基板
の製造方法。 - 【請求項３】 前記配線パターンを加工する工程におい
て、レーザー光線により蒸発させた前記黒色ＩＴＯ膜の
金属をレーザー加工機に備えた除去手段で除去すること
を特徴とする請求項１記載の透明導電膜配線基板の製造
方法。
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