JP3479023B2 - 電気配線の製造方法および配線基板および表示装置および画像検出器 - Google Patents
電気配線の製造方法および配線基板および表示装置および画像検出器Info
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Description
ディスプレイや二次元画像検出器の電子機器の電気回路
基板等に用いられる電気配線の製造方法に関し、さら
に、各種電子デバイスに適用できる配線基板、および、
液晶表示装置(LCD),プラズマ表示装置(PD
P),エレクトロクロミック表示装置(ECD)または
エレクトロルミネッセント表示装置(ELD)等の表示
装置、および、光や放射線による画像検出器に関する。
来、液晶表示装置に代表されるフラットパネルディスプ
レイは、通常一対の基板の間に液晶,放電ガス等の表示
材料を挟んで保持し、この表示材料に電圧を印加する。
このとき、少なくとも一方の基板には、導電性材料から
なる電気配線を配列している。
スプレイの場合、表示材料を挟んで保持する一対の基板
のうちの一方の基板(アクティブマトリクス基板)上に
は、ゲート電極とデータ電極をマトリクス状に配設する
と共に、その交差部毎に薄膜トランジスタ(TFT)と
画素電極とを配設している。通常、このゲート電極やデ
ータ電極をTa,AlまたはMo等の金属材料で形成し
ており、スパッタ法等のドライ成膜法によって成膜して
いる。
クティブマトリクス駆動型ディスプレイと同構造のアク
ティブマトリクス基板に光感知素子やX線感知素子を組
み合わせたフラットパネル型の二次元画像検出器が開発
されている。このような二次元画像検出器の詳細につい
ては、「L.SJeromin,etal.,“App
licationofa‐SiActive‐Matr
ixTechnologyinX‐RayDetect
orPanel”,SID97DIGEST,p.91
―94,1997」や、「特開平6−342098号公
報」等に記載されている。
スプレイや二次元画像検出器において、大面積化,高精
細化を図ろうとした場合、駆動周波数が高くなるにした
がって、電気配線の抵抗や寄生容量が増大することか
ら、駆動信号の遅延が大きな問題となってくる。
るために、従来の配線材料であるAl(バルク抵抗率
2.7μΩ・cm)、α−Ta(バルク抵抗率13.1
μΩ・cm)、Mo(バルク抵抗率5.8μΩ・cm)
の代わりに、より電気抵抗の低いCu(バルク抵抗率
1.7μΩ・cm)を配線材料に用いる試みがなされて
いる。例えば、「LowResistanceCopp
erAddressLineforTFT―LCD」
(JapanDisplay´89p.498‐50
1)において、ゲート電極材料にCuを用いたTFT−
LCD(液晶表示装置)の検討結果が開示されている。
この文献によれば、スパッタ法で成膜したCu膜は下地
ガラス基板との密着性が悪いため、下地にTa等の金属
膜を介在させることにより密着性の向上を図る必要があ
ることが明記されている。
を介在させた配線構造の場合、Cu膜とTa等の下地金
属膜に対して、個別のドライ成膜工程やエッチングプロ
セスが必要となり、プロセスが増加して、コストアップ
につながるといった問題を有する。
おいて、ITO(Indium―Tin―Oxide:
錫添加酸化インジウム)等からなる透明電極を下地膜に
使用し、上記下地膜上にCu等の金属膜をメッキ技術に
よって成膜する電気配線の製造方法が提案されている。
この技術によれば、メッキ金属は、ITO膜上のみに選
択的に成膜することができるため、パターニングプロセ
スは透明電極のITO膜だけでよく、Cu配線を大面積
でも高率よく成膜できる効果が明記されている。また、
ITO膜と密着性のよいNi等の金属膜をITOとCu
の間に介在させる構造についても記載されている。
に記載の電気配線の製造方法に限らず、アクティブマト
リクス基板のプロセスの短縮化、単純マトリクス型の液
晶表示装置等の透明電極の低抵抗化、ITO膜上の半田
の濡れ性の向上といった種々の目的で、パターニングさ
れたITO膜上にNi,AuまたはCu等の金属膜をメ
ッキ技術で成膜する電気配線の製造方法が提案されてい
る(例えば、特開平2−83533号公報、特開平2−
223924号公報、特開昭62−288883号公
報、特開平1−96383号公報参照)。
電気配線の製造方法の場合、金属膜については真空成膜
装置を用いないメッキ技術によって成膜されているが、
金属膜の下地となるITO膜については依然としてスパ
ッタ法や蒸着法の真空成膜装置によって成膜が行われる
ため、コストダウン効果が充分に得られず、大面積基板
に対して容易に対応できないという問題がある。
を用いることなく、低コストで製造できると共に、大面
積基板に容易に対応できる電気配線の製造方法および配
線基板および表示装置および画像検出器を提供すること
にある。
め、請求項1の電気配線の製造方法は、絶縁性基板上に
湿式成膜技術によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程
と、上記酸化膜を所定の配線形状にパターニングするパ
ターニング工程と、上記パターニングされた酸化膜上に
湿式成膜技術によって選択的に金属膜を形成する金属膜
形成工程とを有することを特徴としている。
ば、真空成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とに
よって形成された積層構造の電気配線を得ることがで
き、従来の電気配線の製造方法に比べて充分なコストダ
ウン効果が得られる。また、湿式成膜技術は、真空成膜
技術に比べて大面積成膜が容易であることから、大面積
基板に対しても容易に対応できる。また、真空成膜装置
を一切使用せずに金属膜と酸化膜とによって形成された
積層構造の電気配線を得ることができるので、ガラス基
板のように耐真空性や耐熱性に優れたガラス基板以外に
も、有機材料からなる絶縁性基板(例えば高分子フィル
ム)等にも容易に電気配線を形成することが可能にな
る。さらに、真空系を用いないメリットを生かし、長い
フィルム基材を用いてロールツーロール方式で生産性よ
く電気配線を形成できる。
属膜を、上記パターニング工程により所定の配線形状に
パターニングされた酸化膜上のみに選択的に成膜するこ
とができる。したがって、酸化膜と金属膜とを絶縁性基
板の全面に成膜した後にその両者をパターニングする場
合に比べて、必要な部分にしか金属膜が成膜されないの
で、金属膜のパターニングが不要になり、金属膜材料の
無駄も発生しない。
請求項1の電気配線の製造方法において、上記酸化膜の
前駆体は感光性を有し、上記酸化膜を所定の形状にパタ
ーニングするパターニング工程は上記酸化膜の前駆体に
光を照射する工程を含むことを特徴としている。
ば、上記酸化膜の成膜からパターニングまでの間に、レ
ジストの塗布や剥離工程を必要としないため、製造効率
を向上できる。
請求項1の電気配線の製造方法において、上記酸化膜形
成工程に用いられる湿式成膜技術はゾルゲル法であるこ
とを特徴としている。
であり、金属の有機化合物または無機化合物を溶液と
し、その溶液中で化合物の加水分解・重縮合反応を進ま
せて、ゾルをゲルとして固化し、ゲルの加熱によって酸
化物固体を作成する方法である。上記請求項3の電気配
線の製造方法によれば、上記ゾルゲル方法を用いること
によって、真空成膜装置を用いることなく、ガラス等の
絶縁性基板上にゾルゲル溶液を塗布して焼成するだけで
酸化膜を容易に成膜することができる。また、上記ゾル
ゲル法では、真空成膜装置によって成膜された酸化膜の
滑らかな表面に比べて、微細な孔が網目状に存在する多
孔質(ポーラス)な酸化膜を形成することが可能であ
る。したがって、ゾルゲル法によって得られた酸化膜上
に金属膜をメッキすると、酸化膜の微細な孔がアンカー
効果を発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を得るこ
とができる。これにより、従来困難であったITO膜上
への無電解Cuメッキも可能となる。
請求項1の電気配線の製造方法において、上記酸化膜形
成工程に用いられる湿式成膜技術は化学析出法または液
相析出法のいずれか一方であることを特徴としている。
を浸漬し、水溶中での酸化還元反応を用いて、絶縁性基
板上に酸化膜を析出する方法である。また、液相析出法
(LPD法)は、金属フルオロ錯体やケイフッ化水素酸
の加水分解平衡反応を用いて、絶縁性基板上に酸化膜を
析出する方法である。上記請求項4の電気配線の製造方
法によれば、このような化学析出法または液相析出法を
用いることによって、真空成膜装置を用いることなく、
絶縁性基板を水溶液に浸漬するだけで酸化膜を容易に成
膜することができる。また、上記化学析出法によって得
られた酸化膜は、絶縁性基板上に付着させた金属触媒を
核に結晶粒が成長していくため、真空成膜装置によって
成膜された酸化膜に比べると表面の凹凸が激しい。した
がって、化学析出法によって得られた酸化膜上に金属膜
をメッキすれば、酸化膜の表面の凹凸がアンカー効果を
発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を得ることがで
きる。
請求項1の電気配線の製造方法において、上記金属膜形
成工程に用いられる湿式成膜技術は湿式メッキ法である
ことを特徴としている。
ば、電気メッキと無電解メッキに大別される湿式メッキ
法のうちの電気メッキの場合は、金属イオンを溶解した
メッキ液に陽極となる金属と陰極(被メッキ電極)を配
置して、メッキ液に直流電流を流すことにより陰極表面
に金属膜が析出する。したがって、酸化膜形成工程で形
成する下地の酸化膜が導電性を有する場合は、その酸化
膜を陰極とすることにより、酸化膜上のみに金属膜を析
出させることが可能になる。一方、上記無電解メッキ
(還元メッキや置換メッキ等)の場合は、メッキ液に電
流を流さずに金属膜を析出させることが可能である。し
たがって、上記酸化膜形成工程で形成される下地の酸化
膜の導電性の有無を問わず、金属膜を析出させることが
可能になる。また、電気メッキに比べると電流密度分布
の影響を受けないので、大面積でも膜厚なメッキ膜を成
膜することが可能である。さらに、このときに酸化膜上
のみに選択的に触媒を付着させる処理を行うことによ
り、酸化膜上のみに選択的に金属膜を析出させることも
可能となる。このように、金属膜形成工程の湿式成膜技
術に湿式メッキ法を用いることにより、真空成膜装置を
用いずに金属膜を容易に成膜することができる。
請求項1乃至5のいずれか1つの電気配線の製造方法に
おいて、上記酸化膜がメッキ触媒を含有することを特徴
としている。
ば、後の工程で酸化膜上に無電解メッキによって金属膜
を形成する場合に、メッキ触媒の付与工程を省くことが
可能になる。
請求項1乃至6のいずれか1つの電気配線の製造方法に
おいて、上記酸化膜が導電性酸化膜であることを特徴と
している。
ば、上記酸化膜を導電性酸化膜とすることにより、その
導電性酸化膜上に電気メッキによる金属膜形成が可能に
なる。
請求項7の電気配線の製造方法において、上記導電性酸
化膜が透明性を有することを特徴としている。
ば、上記酸化膜を透明性を有する導電性酸化膜とするこ
とにより、電気配線以外に例えば液晶表示装置や二次元
画像検出器の画素毎に設けられている透明電極も同じ透
明導電性酸化膜で形成することができ、プロセスの短縮
化ができる。
請求項7または8の電気配線の製造方法において、上記
導電性酸化膜は、電気配線およびその電気配線以外の用
途の膜であって、上記絶縁性基板上に同一工程により同
じ材料で形成されることを特徴としている。
ば、液晶表示装置や二次元画像検出器のように、電気配
線の用途以外に透明導電膜(例えば画素毎に設けられて
いる透明電極)の成膜を必要とする場合、同一工程によ
り同じ材料で形成された透明導電性酸化膜を、上記電気
配線およびその電気配線以外の用途の膜に用いることが
でき、プロセスを短縮化できると共に、効率よく電気配
線を製造できる。
は、請求項1乃至9のいずれか1つの電気配線の製造方
法において、上記金属膜は、ニッケル,銅および金のう
ちのいずれか1つからなる単層膜か、または、上記ニッ
ケル,銅および金のうちのいずれか1つからなる単層膜
を少なくとも1層含む多層膜であることを特徴としてい
る。
れば、Ni膜は、酸化膜(ITO等)上に密着性よく成
膜することができ、さらに酸化膜(ITO等)上のみに
選択的に無電解メッキを行うこともできる。また、Cu
やAuは比抵抗が小さく、低抵抗な電気配線を実現する
ことができる。特に、酸化膜(ITO膜)上にNi膜を
成膜し、さらにそのNi膜上にCu,AuまたはCu/
Au等の膜を成膜すれば、密着性のよい低抵抗な電気配
線を実現することが可能になる。
板上に湿式成膜技術によって形成され、配線形状にパタ
ーニングされた酸化膜と、上記パターニングされた酸化
膜上に湿式成膜技術によって選択的に成膜された金属膜
とを有する積層構造の電気配線を備えたことを特徴とし
ている。
成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とによって形
成された積層構造の電気配線を得ることができ、従来の
製造方法で形成された電気配線を用いる場合に比べて充
分なコストダウン効果が得られる。また、湿式成膜技術
は、真空成膜技術に比べて大面積成膜が容易であること
から、大面積基板に対しても容易に対応できる。また、
真空成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とによっ
て形成された積層構造の電気配線を得ることができるた
め、ガラス基板のように耐真空性や耐熱性に優れたガラ
ス基板以外にも、有機材料からなる絶縁性基板(例えば
高分子フィルム)等にも容易に電気配線を形成すること
が可能になる。さらには、真空系を用いないメリットを
生かし、非常に長いフィルム基材を用いてロールツーロ
ール方式で生産性よく電気配線を形成できる。
基板の全面に成膜した後にその両者を配線形状にパター
ニングする場合に比べて、必要な部分にしか金属膜が成
膜されないので、金属膜のパターニング工程が不要にな
り、金属膜材料の無駄も発生しない。
1の配線基板において、上記酸化膜の前駆体が感光性を
有することを特徴としている。
酸化膜の前駆体に光を照射して酸化膜を所定の形状にパ
ターニングすることが可能となり、酸化膜の成膜からパ
ターニングまでの間に、レジストの塗布や剥離工程を必
要としないため、製造効率を向上できる。
1または12の配線基板において、上記酸化膜が多孔質
な膜であることを特徴としている。
多孔質(ポーラス)な酸化膜上に金属膜をメッキする
と、酸化膜の微細な孔がアンカー効果を発揮して、非常
に密着性のよいメッキ膜を得ることができる。これによ
り、従来困難であったITO膜上への無電解Cuメッキ
も可能となる。
1または12の配線基板において、上記酸化膜が表面に
凹凸を有する膜であることを特徴としている。
酸化膜の表面の凹凸がアンカー効果を発揮して、酸化膜
上に非常に密着性のよいメッキ膜を形成することができ
る。
1乃至14のいずれか1つの配線基板において、上記酸
化膜が導電性酸化膜であることを特徴としている。
酸化膜を導電性酸化膜とすることにより、導電性酸化膜
上に電気メッキによる金属膜形成が可能になる。
5の配線基板において、上記導電性酸化膜が透明性を有
することを特徴としている。
酸化膜を透明性を有する導電性酸化膜とすることによ
り、電気配線以外に例えば液晶表示装置や二次元画像検
出器の画素毎に設けられている透明電極も同じ透明導電
性酸化膜で形成することができ、プロセスの短縮化を実
現できる。
1乃至16のいずれか1つの配線基板において、上記金
属膜は、ニッケル,銅または金のうちのいずれか1つの
単層膜か、または、上記ニッケル,銅または金のうちの
いずれか1つの単層膜を少なくとも1層含む多層膜であ
ることを特徴としている。
膜は、酸化膜(ITO膜等)上に密着性よく成膜するこ
とができ、さらに酸化膜(ITO膜等)上のみに選択的
に無電解メッキを行うこともできる。また、CuやAu
は比抵抗が小さく、低抵抗な電気配線を実現することが
できる。特に、酸化膜(ITO膜)上にNi膜を成膜
し、さらにその上にCu、Au、Cu/Au等の膜を成
膜すれば、密着性のよい低抵抗な電気配線を実現するこ
とが可能になる。
1乃至17のいずれか1つの配線基板を用いたことを特
徴としている。
成膜装置を用いることなく、低コストで製造できると共
に、大面積基板に対応可能な表示装置を提供できる。
11乃至17のいずれか1つの配線基板を用いたことを
特徴としている。
空成膜装置を用いることなく、低コストで製造できると
共に、大面積基板に対応可能な画像検出器を提供でき
る。
は、絶縁性基板上に触媒を付与する触媒付与工程と、上
記触媒が付与された絶縁性基板上に、水溶液中の化学析
出法によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、上記
酸化膜上に、湿式メッキ法によって金属膜を形成する金
属膜形成工程とを有することを特徴としている。
は、請求項20の電気配線の製造方法において、上記酸
化膜がZnOからなることを特徴としている。
は、請求項20または21の電気配線の製造方法におい
て、上記金属膜は、ニッケル,銅および金のうちのいず
れか1つの単層膜か、または、上記ニッケル,銅および
金のうちのいずれか1つの単層膜を少なくとも1層含む
多層膜であることを特徴としている。
板上に付与された触媒と、上記触媒が付与された絶縁性
基板上に、水溶液中の化学析出法によって形成された酸
化膜と、上記酸化膜上に、湿式メッキ法によって形成さ
れた金属膜を有する積層構造の電気配線を有することを
特徴としている。
3の配線基板において、上記酸化膜がZnOからなるこ
とを特徴としている。
3または24の配線基板において、上記金属膜は、ニッ
ケル,銅および金のうちのいずれか1つの単層膜か、ま
たは、上記ニッケル,銅および金のうちのいずれか1つ
の単層膜を少なくとも1層含む多層膜であることを特徴
としている。
方法および配線基板および表示装置および画像検出器を
図示の実施の形態により詳細に説明する。
配線基板の断面図である。
ラス基板1上にゲート配線2,ゲート電極3が形成され
ている。このゲート配線2,ゲート電極3は、スパッタ
法によって成膜される従来のAl,TaおよびMoとい
った電気配線とは異なり、後述する電気配線の製造方法
により全て湿式成膜技術によって成膜された積層膜で構
成されている。さらにその上にはSiNxからなるゲー
ト絶縁膜4を形成している。そして、上記ゲート電極3
上に、a−Si:Hからなるチャネル層6と、n+型の
a−Si:Hからなるコンタクト層7と、Al(または
Ta,Mo等)からなるソース電極8,ドレイン電極9
とで構成されたTFT部15を形成している。また、画
素部には、透明電極5(または反射電極)を形成してい
る。さらに、TFT部15やバスライン部(ゲート配線
2およびソース配線(図示せず))の上に、SiNxや
有機絶縁膜からなる絶縁保護膜10を形成している。こ
のようなTFT等のアクティブ素子を備えた配線基板
は、一般にアクティブマトリクス基板と呼ばれる。
板を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造
を示す斜視図である。図2に示すように、絶縁性基板2
1上に、マトリックス状に配列されたゲート電極23,
ソース電極24と、そのゲート電極23,ソース電極2
4の交差部毎に配設された画素電極25,TFT26を
設けると共に、対向基板31に、カラーフルター34
と、ブラックマトリクス35と、共通電極32とを設け
ている。そして、上記アクティブマトリクス型液晶表示
装置は、アクティブマトリクス基板21と対向基板31
との間に液晶30を挟んだ構造をしている。このアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、画素電極25
に、透明電極を用いれば透過型液晶表示装置、反射電極
を用いれば反射型液晶表示装置を実現することができ
る。
極3の製造方法について説明する。図3(a)〜(e)
は上記ゲート配線2,ゲート電極3の製造方法を示す工
程図である。なお、図1のゲート配線2,ゲート電極3
では、ITO膜11,Ni膜12,Au膜13およびC
u膜14からなる積層膜のみを示している。
3(a)に示すように、ガラス等の絶縁性基板41の表
面に、湿式成膜技術を用いて酸化膜薄膜42を形成す
る。なお、この発明における絶縁性基板は、ガラス,セ
ラミックまたは表面に絶縁層を備えた半導体基板(また
は導体基板)等の無機基板や、PET(テレフタル酸ポ
リエチレン),ABS(アクリロニトリル―ブタジエン
―スチレン共重合体)またはPC(ポリカーボネート)
等の各種有機基板(またはフィルム)等を含む。
スパッタ法やCVD法のような乾式成膜技術ではなく、
真空系を用いずに行なう成膜技術の総称であり、例えば
ゾルゲル法、水溶液中の化学析出法や液相析出法、酸化
物の微粒子を分散させた溶液や樹脂の塗布成膜、溶液の
ミストを用いたCMD(ChemicalMistDe
position)法、スプレー法等などを範囲に含
む。
たは無機化合物を溶液とし、溶液中で化合物の加水分解
・重縮合反応を進ませて、ゾルをゲルとして固化し、ゲ
ルの加熱によって酸化物固体を作成する方法である。
ゲル法による薄膜の作成手順を示している。なお、出発
原料としては、重縮合反応が可能な金属アルコキシドが
適しているが、金属アルコキシドと一緒であれば金属塩
や金属アセチルアセトナート錯体等も使用できる。ま
た、溶媒には、各種アルコールが使用されるのが一般的
である。まず、ステップS1で金属アルコキシドを溶媒
で希釈する。次に、ステップS2で水を加えて、加水分
解・重縮合反応を行わせて、ゾルを形成する。そして、
ステップS3でゾルを絶縁性基板に塗布し、ゲル膜を生
成する。このときの塗布法としては、ディッピング法、
スピンコーティング法、メニカスコーティング法等があ
る。その後、ゲル膜を乾燥した後、ステップS4で残留
有機物を除去するために400℃程度の熱処理を行うこ
とにより、非晶質または結晶性薄膜を成膜する。通常、
乾燥後のゲル膜は、多孔体(キセロゲル)となり、微細
な孔が網目状に存在する膜となりやすい。また、ゾルゲ
ル溶液の組成や焼成条件を工夫することにより、微細な
孔が網目状に存在する多孔質(ポーラス)な膜から、空
孔の少ない緻密な膜まで任意に成膜することが可能であ
る。
等の絶縁性基板上にゾルゲル溶液を塗布して焼成するだ
けで酸化膜を形成することができるため、真空成膜装置
を用いずに成膜することができ、その酸化膜上に金属膜
を形成することにより配線基板を安価に製造できると共
に、大面積成膜にも容易に対応できる。
膜の種類や原理等の詳細については、「ゾル−ゲル法の
科学」(発行:アグネ承風社、著者:作花済夫)等に詳
しく記載されている。また、透明導電性酸化膜であるI
TO膜の成膜については、「ゾル・ゲル法によるITO
薄膜の作製」(JournaloftheCerami
cSocietyofJapan,vol.102,N
0.2,p.200―205,1994)や、「特開平
8−253318号公報」等に成膜例が報告されてい
る。
基板を浸漬し、水溶中の酸化還元反応を用いて、絶縁性
基板上に酸化膜を析出する方法であり、陽極析出法や陰
極析出法がある。この化学析出法において酸化剤や還元
剤を用いることにより、無電解で絶縁性基板上に酸化膜
を析出させることが可能である。例えば、金属の硝酸塩
と還元剤(例えばジメチルアミンボラン(DMAB))
を共存させた水溶液中に、触媒が付着した絶縁性基板を
浸漬すると、還元剤から供給される電子により硝酸−亜
硝酸の還元反応が駆動され、その結果、金属酸化膜(ま
たは水酸化膜)が析出する。
しては、他に液相析出法(LPD法)がある。この液相
析出法は、金属フルオロ錯体やケイフッ化水素酸の加水
分解平衡反応を用いて、絶縁性基板上に酸化膜を析出す
る方法である。
て、ガラス基板を水溶液に浸漬するだけで酸化膜を形成
することができるため、真空成膜装置を用いることな
く、酸化膜を成膜することができ、後工程でその酸化膜
上に金属膜を形成することにより配線基板を安価に製造
できると共に、大面積成膜にも容易に対応できる。
膜については、「TransparetZincOxi
deFilmsChemicallyPrepared
fromAqueousSolution」(J.El
ectrochem.Soc.,Vol.144,N
o.1,January1997)や、「特開平9−2
78437号公報」に記載されている。また、透明導電
性酸化膜であるIn2O3の成膜については、「Pre
parationofTransparentIndi
umOxideFilmsfromaChemical
lyDepositedPrecursor」(Ele
ctrochemicalandSolid‐Stat
eLetters,vol.1,No.5,1998)
等に成膜例が記載されている。
樹脂の塗布成膜とは、透明導電酸化物などの超微粒子
(一次粒子径が0.01〜0.1μm程度の粒子)を感
光性レジストなどのバインダーに分散させ、スピン塗布
などで基板上に成膜する方法である。本方法では、塗布
された膜をバインダーが熱分解しない程度の温度で焼成
することで、バインダー(すなわちレジスト樹脂)に収
縮などの体積変化をもたらす。この結果、分散していた
超微粒子が凝集し、互いに接触し合うため透明導電性酸
化膜としての性能が発現する仕組みになっている。
させた溶液や樹脂の塗布成膜については、「特開平10
―255556号公報」等に記載されている。ところ
で、本方法で成膜される膜は、純粋な酸化膜ではなく、
バインダーと酸化物超微粒子の混在膜になるが、広義で
本明細書の酸化膜の定義に属するものとする。
て、図3(b)に示すように、上記第1の工程で得られ
た酸化膜42(図3(a)に示す)を配線形状にパター
ニングする。
リソグラフィ等の技術によって酸化膜上に所定のパター
ンのレジストを形成し、ウェットエッチングやドライエ
ッチングにより不要な酸化膜を除去する方法が一般的で
ある。例えば、ITO膜のエッチングには、HBrや塩
化第二鉄水溶液を用いることができる。また、SnO2
のエッチングには、亜鉛触媒と塩酸とを用いることがで
きる。
ル法によって酸化膜を形成する場合、酸化膜自身に感光
性を持たせておいて、レジストを用いずにパターニング
することも可能である。例えば、アセチルアセトン(A
cAc)やベンゾイルアセトン(BzAc)等のキレー
ト剤により化学修飾された金属アルコキシドを用いてゲ
ル膜を形すると、そのゲル膜は、紫外線照射によってゲ
ル膜の溶解度が大きく変化する。すなわち、紫外線が照
射されたゲル膜はキレート結合が切断され、アルカリ溶
液やアルコールに不溶化する。この原理を用いて、ゲル
膜を露光,現像した後、焼成を行うことにより酸化膜の
パターニングが簡便になる。また、化学修飾されていな
い通常のゲル膜に対してエキシマレーザーを照射して、
ゲル膜を分解しパターニングすることも可能である。
と、感光性を有する樹脂を適度な割合でブレンドするこ
とで、ゾルゲル溶液に感光性を付与することが可能にな
る。例えば、ゾルゲル溶液に光重合性を有するモノマー
(例えばアクリル系モノマー)と重合開始剤をブレンド
した材料の前駆膜に紫外線を照射すると、モノマーが重
合し網目状の高分子(高分子ネットワーク)が形成さ
れ、その高分子ネットワークの隙間にゾルゲル溶液が存
在した状態になる。その後、現像処理を行うことで紫外
線が照射した重合部分の膜のみネガパターンとして残存
し、未照射部は未重合のモノマーと共にゾルゲル溶液も
現像液に溶解する。最後に500℃程度の焼成を行い、
高分子ネットワークやゾルゲル溶液中の残留有機物を除
去することでゾルゲル酸化膜のパターンが完成する。こ
の場合、感光性樹脂としては市販のネガ型フォトレジス
ト等を使用することもできる。
3(b)に示すように、上記第2の工程で得られた酸化
膜のパターン42a(図3(b)に示す)上に、湿式成
膜技術を用いてNiからなる金属膜43を成膜する。こ
の第3の工程における湿式成膜技術は、スパッタ法やC
VD法のような金属の乾式成膜技術ではなく、真空系を
用いずに行う金属成膜技術、いわゆる湿式メッキ法のこ
とである。
メッキに大別される。電気メッキの場合は、金属イオン
を溶解したメッキ液に陽極となる金属と陰極(被メッキ
電極)とを配置して、メッキ液に直流電流を流すことに
より陰極表面に金属膜が析出する。したがって、第1の
工程で形成する酸化膜が導電性を有する場合、酸化膜を
陰極とすることにより、酸化膜上のみに金属膜を析出さ
せることが可能になる。―方、無電解メッキ(還元メッ
キ,置換メッキ等)の場合は、メッキ液に電流を流さず
に金属膜を析出させることが可能である。したがって、
第1の工程で形成される酸化膜の導電性を問わずに金属
膜を析出させることが可能になる。さらに、このとき、
酸化膜上のみに触媒を付着させる処理を行うことによ
り、あるいは酸化膜内に予めPdなどのメッキ触媒を含
有させておくことにより酸化膜上のみに選択的に金属膜
を析出させることも可能となる。上記湿式メッキ法にお
いて、メッキ可能な金属としては、ニッケル,コバル
ト,スズ,金,銅,銀またはパラジウム等がある。ま
た、この第3の工程で成膜する金属膜は、単層でもよい
し、それぞれ役割の異なる金属膜の積層膜でもよい。例
えば、酸化膜に密着性のよいNiからなる金属膜43上
に、無電解メッキにより低抵抗なAuからなる金属膜4
4を積層してもよいし(図3(d))、さらにAu膜4
4上に、電気メッキにより低抵抗で低コストなCuから
なる金属膜45を積層してもよい(図3(e))。
程]および[第3の工程]によって、真空成膜装置を一
切使用せずに金属膜と酸化膜とによって形成された積層
構造の電気配線が得られる。従来、ITOパターンの上
に金属膜を形成する場合、金属については、真空成膜装
置を用いないメッキ技術によって成膜されていたが、金
属膜の下地となるITO膜については、依然としてスパ
ッタ法や蒸着法といった真空成膜装置によって成膜が行
われていた。したがって、コストダウン効果や大面積成
膜の容易性といったメリットが充分に得られていなかっ
た。これに対して、上記電気配線の製造方法では、真空
成膜装置を―切使用しないので、装置コストが安価であ
り、従来の電気配線の製造方法に比べて充分なコストダ
ウン効果が得られる。また、湿式成膜技術は、真空成膜
技術に比べて大面積成膜が容易であることから、大面積
基板に対しても容易に対応することが可能になる。さら
に、低温成膜が可能となることから、成膜に関わるエネ
ルギー消費量を削減することも可能となる。
程]ついて、具体的な4通りの配線基板の製造方法
(1)〜(4)を夫々説明する。
ガラス基板上に、ゾルゲル法によりITO膜を成膜す
る。このとき、ゾルゲル溶液はアルコールで適当な粘性
に希釈し、スピンコートにより約0.2μmの厚みで塗
布する。そして、150℃で乾燥させた後、450℃で
焼成を行うことにより約0.1μmの厚みの多孔質のI
TO膜が完成する。
ーニングを行う。上記ITO膜上にポジ型のフォトレジ
ストをスピンコートにより約1μmの厚みで塗布した
後、80℃でプリベークを行った後、フォトマスクを介
して紫外線露光を行う。その後、現像処理と、120℃
のポストベーク処理とを行うことにより、ITO膜上に
配線形状の有するレジストパターンを形成する。このレ
ジストパターンが形成されたガラス基板をHBrに浸漬
することにより、レジストに覆われていない領域のIT
O膜をエッチングする。最後に、レジスト剥離液を用い
てレジストを除去することにより、配線形状のITOパ
ターンを形成する。
無電解メッキによりNi膜を成膜する。先ず、ITOパ
ターン付き絶縁性基板を、アルカリや有機溶剤を用いて
脱脂洗浄を行う。次に、必要に応じてフッ化物含有溶液
でITO膜表面を僅かにエッチング粗化した後、塩化パ
ラジウム溶液に浸漬して活性化処理(アクティベーティ
ング処理)を行うことにより、ITO膜上のみに無電解
メッキの触媒となるパラジウム触媒を析出させる。そし
て、次亜リン酸塩を還元剤とする無電解Niメッキ液を
用いてNi膜を約0.3μmの厚みで成膜する。これに
より、ITOパターン上のみに選択的にNi膜を成膜す
る。
は、PdCl2やSnCl2からなる錯塩またはコロイ
ド溶液による触媒付与(キャタリスト)処理と、フッ化
物含有の酸性アクセレーターによる触媒活性(アクセレ
ーター)処理とにより、ITO膜上のみに選択的にパラ
ジウム触媒を析出させる方法も可能である。
に予めPdなどの触媒を含有させたり、PdOを主成分
とする酸化膜を形成することにより、上述の触媒付与工
程を省くことも可能である。
膜は、空孔の少ない緻密な膜を成膜することが可能であ
るが、ゾルゲル溶液の組成や焼成条件を工夫することに
より、微細な孔が網目状に存在する多孔質(ポーラス)
な膜を得ることもできる。つまり、図5(a)に示すよ
うに、ガラス基板51上にスパッタ法により成膜された
ITO膜52の滑らかな表面形状に比べて、図5(b)
に示すように、絶縁性基板53上にゾルゲル法により成
膜され、その内部に多くの気孔55を有するITO膜5
4を得ることが可能である。このように、意図的に多孔
質に成膜されたITO膜54の場合、無電解メッキ用の
パラジウム触媒が、ITO膜54の微細な孔の内部にも
析出し、この孔を埋めるようにNiが析出していく。し
たがって、ITO膜54の微細な孔がアンカー効果を発
揮して、スパッタ等の真空成膜で得られたITO膜54
上へのNiメッキに比べて、密着性のよいメッキ膜を得
ることができる。
O膜と、ゾルゲル法で成膜されたITO膜の両者に対し
て、ITO膜表面のエッチング粗化処理を行わず、同じ
条件でNiの無電解メッキを行い、クロスカット法によ
るピールテストを行って密着性の評価を行った。この結
果、スパッタ法で成膜されたITO膜上にメッキされた
Niについては、一部膜ハガレ現象が見られたが、ゾル
ゲル法で成膜されたITO膜上にメッキされたNiは全
く膜ハガレが生じなかった。
膜は、還元剤の影響でNiとPの共析膜となるため、膜
の面抵抗が4〜5Ω/□と高く、電気配線の用途として
は限られたものとなる。そこで、Ni膜の低抵抗化を図
るために、必要に応じてNi膜上にAuメッキを施す。
置換メッキが可能なため、配線形状を有するNi/IT
O膜上のみに選択的に成膜が可能であり、Ni膜の表面
から約0.05μmをAuに置換することにより、膜の
面抵抗を約0.5Ω/□に低減することが可能になる。
電気メッキで厚く成膜するか、または、Au膜上にCu
等の低抵抗膜を金属電解(または無電解メッキ)で成膜
するとよい。ただし、Auを厚くメッキするとコストア
ップにつながるので、Cuメッキにより低抵抗化を図る
ことが望ましい。例えば、Au/Ni/ITO膜上にC
u電気メッキで約0.15μm成膜すると、膜の面抵抗
は約0.1Ω/□まで低減し、大型高精細のフラットパ
ネルディスプレイ用電気配線としても充分に使用できる
ものとなる。
た構造になるが、Cuの酸化を防ぐ場合には、さらにバ
リア金属を積層したり、酸素遮断膜をコートしたりし
て、次工程までCuを保護することも有用である。
しては、上述に限らず、ニッケル,コバルト,スズ,
金,銅,銀またはパラジウム等の各種金属を使用しても
よく、それらを組み合わせて使用してもよい。
ゲル法によりITO膜を形成し、エッチングによりIT
O膜をパターン形成する。なお、酸化膜を成膜すると
き、ゾルゲル溶液の組成や焼成条件を工夫することによ
り、酸化膜中に微細な孔が網目状に存在する多孔質(ポ
ーラス)な膜に形成する。
金属膜を成膜する。具体的には、PdCl2やSnCl
2からなる錯塩またはコロイド溶液による触媒付与(キ
ャタリスト)処理と、フッ化物含有の酸性アクセレータ
ーによる触媒活性(アクセレーター)処理とにより、I
TO膜上のみに選択的にパラジウム触媒を析出させる。
このとき、ITO膜の微細な孔の内部にもパラジウム触
媒が析出する。
にCuを0.2μmの厚みで成膜する。従来、ITO膜
上へのCuの無電解メッキは、密着性が非常に悪く、C
u膜を形成するのは困難であった。しかし、この製造方
法(2)では、ゾルゲル法により成膜されたITO膜の
微細な孔がアンカー効果を発揮するため、ITO膜上へ
の直接Cuメッキが可能となる。この原理を利用すれ
ば、Cuに限らず、Au等の他の金属も直接ITO膜上
に無電解メッキを施すことが可能になる。
0.1Ω/□となり、大型高精細のフラットパネルディ
スプレイ用電気配線としても充分に使用できるものとな
る。
ガラス基板上に、ゾルゲル法によりSnO2膜を成膜す
る。このとき、ゾルゲル溶液に、アセチルアセトン(A
cAc)を配合し、アルコールで適当な粘性に希釈した
後、スピンコートにより約0.1μmの厚みで塗布す
る。そして、約200℃で乾燥させることにより、Sn
O2のキレート膜を形成する。
ート膜をパターニングする。具体的には、SnO2のキ
レート膜に、配線パターンが描かれたフォトマスクを介
して紫外線(λ=300nm)照射を行うことにより、
紫外線が照射された部分のみキレート結合を切断する。
その後、絶縁性基板をアルカリ水溶液に浸漬させると、
紫外線が照射されなかったキレート膜のみが溶解し、結
果としてSnO2のパターンが完成する。さらにその
後、約400℃で焼成を行うことにより、SnO2が緻
密化,低抵抗化し、SnO2の配線パターンが完成す
る。
メッキにより金属膜を形成する。メッキ膜の成膜方法と
しては、上記製造方法(1),(2)と同様の方法が可
能であり、 ・Ni/SnO2膜 ・Au/Ni/SnO2膜 ・Cu/Au/Ni/SnO2膜 ・Cu/Ni/SnO2膜 ・Cu/SnO2膜 等の構成が可能である。特に、CuやAuを用いた膜の
構成を用いることによって、膜の面抵抗は約0.1Ω/
□となり、大型高精細のフラットパネルディスプレイ用
電気配線としても充分に使用できるものとなる。
は、SnO2膜の成膜からパターニングまでの間に、レ
ジストの塗布や剥離工程を必要としないため、製造方法
(1)に比べて製造効率が向上する。
できるゾルゲル酸化膜としては、上記SnO2膜以外に
もIn2O3,ITO,TiO2,ZrO2およびSi
O2等からなる各種酸化膜が成膜可能であり、また、こ
れらの酸化膜上に選択的に触媒を付着させることによ
り、酸化膜パターン上に選択的に各種金属膜をメッキ成
膜することが可能である。
ガラス基板上に、化学析出法によりZnO膜を成膜す
る。具体的に説明すれば、先ずガラス基板をアルカリ溶
液や有機溶剤を用いて脱脂洗浄し、センシタイザーおよ
びアクチベーター処理によりパラジウム触媒付与を行っ
た後、Zn(NO3)2とジメチルアミンボラン(DM
AB)を含有する浴温60℃の水溶液に浸漬することに
より、ZnO膜を0.2μmの厚みで成膜する(成膜プ
ロセスの詳細は特開平9−278437号公報を参
照)。
ウムを核として成長して成膜されるため、真空成膜装置
によって成膜された酸化膜に比べると、表面に激しい凹
凸が存在する。つまり、図5(c)に示すように、絶縁
性基板56上に化学析出法により成膜された表面が凹凸
のZnO膜57を得ることが可能である。
ストマスクを用いたエッチング処理により配線形状にパ
ターニングする。
ッキにより金属膜を形成する。メッキ膜の成膜方法とし
ては、製造方法(1),(2)と同様の方法が可能であ
り、 ・Ni/ZnO膜 ・Au/Ni/ZnO膜 ・Cu/Au/Ni/ZnO膜 ・Cu/Ni/ZnO膜 ・Cu/ZnO膜 等の構成が可能である。特に、CuやAuを用いた膜の
構成を用いれば、膜の面抵抗は約0.1Ω/□となり、
大型高精細のフラットパネルディスプレイ用電気配線と
しても充分に使用できるものとなる。
によって得られたITO膜を用いても同様のメッキ膜を
得ることが可能である。
学析出法によって得られた酸化膜の表面の凹凸がアンカ
ー効果を発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を得る
ことができる。
O膜と、化学析出法で成膜されたZnO膜の両者に対し
て、ITO膜表面のエッチング粗化処理を行わず、同じ
条件でNiの無電解メッキを行い、クロスカット法によ
るピールテストを行って密着性の評価を行った。この結
果、スパッタ法で成膜されたITO膜上にメッキされた
Niについては、一部膜ハガレ現象が見られたが、化学
析出法で成膜されたZnO膜上にメッキされたNiは全
く膜ハガレが生じなかった。
しては、上述の酸化還元反応を利用した化学析出法以外
にも、金属フルオロ錯体やケイフッ化水素酸の加水分解
平衡反応を用いた液相析出法等があり、SiO2または
TiO2等からなる各種酸化膜の成膜も可能である。
付着させることにより、酸化膜パターン上に選択的に各
種金属膜をメッキ成膜することが可能である。
膜を水溶液中で析出しているため、100℃以下の低温
で成膜することが可能である。また、その酸化膜上にメ
ッキ成膜する金属膜も100℃以下の低温で成膜が可能
なため、密着性を向上させるための成膜後の補助的な焼
成を除けば、全て100℃以下の低温プロセスにより電
気配線の形成が可能になる。したがって、ガラス基板に
限定されず、ABS,PCまたはPET等の有機系基板
(またはフィルム)上にも容易に電気配線を形成するこ
とが可能になる。
は、真空成膜装置を一切使用しないので、従来の電気配
線の製造方法に比べて充分なコストダウン効果が得られ
る。また、湿式成膜技術は、真空成膜技術に比べて大面
積成膜が容易であることから、大面積基板に対しても容
易に対応することが可能となる。さらには、真空系を用
いないメリットを生かし、非常に長いロール状に巻き付
けたフィルム基材を順次搬送しながら、ロールツーロー
ル方式で生産性よく電気配線を形成することも可能であ
る。
膜技術よって得られた酸化膜上に、無電解メッキによっ
て金属膜を形成することにより電気配線を形成している
が、酸化膜として導電性酸化膜を用いると、無電解メッ
キに限らず、電気メッキでも、導電性酸化膜上にメッキ
膜を直接形成することも可能である。ただし、この場合
は、導電性酸化膜のシート抵抗にメッキ膜の膜厚分布が
影響されるので、それを考慮した基板サイズや用途に限
定される。
や蒸着法といった真空成膜装置によって成膜された酸化
膜上に金属メッキを行うよりも、ゾルゲル法や化学析出
法で成膜された酸化膜上に金属メッキを行った方が、密
着性の優れた金属膜を形成できるため、信頼性の優れた
表示装置を実現することが可能になる。
配線基板の断面図であって、この配線基板は、第1実施
形態の電気配線の製造方法(1)〜(4)のいずれか1
つにより製造された電気配線をゲート配線に用いた液晶
表示装置用のアクティブマトリクス基板である。
ート配線82(ゲート電極83)が形成されており、ス
パッタ法によって成膜される従来のAl,TaまたはM
oといった電気配線の代わりに、電気配線の製造方法
(1)〜(4)を簡単に適用することが可能である(図
6では4層構造の積層膜で構成された電気配線のみを示
す)。さらにその上には、SiNxからなるゲート絶縁
膜84を形成している。そして、上記ゲート電極83上
に、a−Si:Hからなるチャネル層85と、n+型の
a−Si:Hからなるコンタクト層86と、Moからな
るソース電極87、ドレイン電極88とで構成されたT
FT部80を形成している。また、さらにそのTFT部
80やバスライン部(ゲート配線82およびソース配線
(図示せず))の上には、SiNxからなる絶縁保護膜
101および有機層間絶縁膜103を形成し、さらに有
機層間絶縁膜103上の最表層部に、画素電極として透
明電極89(または反射電極)を形成している。画素電
極である透明電極89とドレイン電極88は、絶縁保護
膜101および有機層間絶縁膜103に設けられたコン
タクトホール104を介して電気的に接続されている。
1に示す配線基板と同様の効果を有する。
配線基板の断面図であって、この配線基板は、第1実施
形態の電気配線の製造方法(1)〜(4)のいずれか1
つにより製造された電気配線をゲート配線に用いた液晶
表示装置用のアクティブマトリクス基板である。
ート配線92(ゲート電極93)が形成されており、ス
パッタ法によって成膜される従来のAl,TaまたはM
oといった電気配線の代わりに、電気配線の製造方法
(1)〜(4)を適用する(図7では4層構造の積層膜
で構成された電気配線のみを示す)。このとき、ゲート
配線92の最下層となる酸化膜を、ITO,SnO2ま
たはZnO等からなる導電性酸化膜で形成し、さらにこ
の導電性酸化膜の形成と同時に画素電極94を形成して
おく。さらにその上には、SiNxからなるゲート絶縁
膜100を形成する。そして、ゲート電極93上に、a
−Si:Hからなるチャネル層96と、n+型のa―S
i:Hからなるコンタクト層97と、Mo,Taまたは
Al等の金属からなるソース電極98,ドレイン電極9
9とで構成されたTFT部90を形成している。そし
て、TFT部90やバスライン部(ゲート配線92およ
びソース配線(図示せず))の上には、SiNxや有機
絶縁膜からなる絶縁保護膜102を形成している。
る酸化膜として、ITO,SnO2またはZnO等から
なる透明性の優れた導電性酸化膜を用いると、液晶表示
装置のように、電気配線以外にも別途透明導電膜(例え
ば画素毎に設けられている透明電極)の成膜を必要とす
る場合、両者を同じ透明導電性酸化膜で形成することが
でき、プロセスの短縮(高効率化)を実現することがで
きる。
面模式図を示している。図8に示すように、上記二次元
画像検出器は、ガラス基板110と、上記ガラス基板1
10上に碁盤の目状に配列された画素電極111と、上
記画素電極111の行毎に設けられたゲート配線112
と、上記画素電極111の列毎に設けられたデータ電極
113と、上記データ電極113が入力端子に接続され
たアンプ114と、上記画素電極111に設けられ、上
記ゲート配線112にゲートが接続されたTFT115
と、上記画素電極111毎に設けられた蓄積容量116
とを備えている。
器の1画素当りの断面図である。この二次元画像検出器
は、アクティブマトリクス基板上にX線導電体と上部電
極が形成された構造を基本的に有している。図9に示す
ように、ガラス基板121上にゲート電極122を形成
している。このゲート配線122は、スパッタ法によっ
て成膜される従来のAl,TaまたはMoといった電気
配線とは異なり、第1実施形態で説明した方法で全て湿
式成膜技術によって成膜されたCu/Au/Ni/IT
Oの積層膜で構成している。さらにその上に、SiNx
からなるゲート絶縁膜124を形成している。そして、
上記ゲート電極122上に、a−Si:Hからなるチャ
ネル層126と、n+型のa−Si:Hからなるコンタ
クト層127と、Al,TaまたはMo等の金属からな
るソース電極128,ドレイン電極129とで構成され
たTFT部120を形成している。さらに、TFT部1
20やゲート配線,ソース配線(図示せず)を覆うよう
に樹脂製の絶縁層130)を形成した後、画素電極12
8として透明電極や金属電極を形成している。上記画素
電極128とTFT部120のドレイン電極129と
を、絶縁層に設けられたビアホール(図示せず)によっ
て接続している。また、蓄積容量は、蓄積容量電極12
3と画素電極128の間に介在するゲート絶縁膜124
によって構成されている。
板上に、X線導電層131と上部電極132とを形成す
ることにより二次元画像検出器が完成する。なお、X線
導電層131の材料としては、a−Se,CdTe,C
dZnTeまたはPbI2等が使用できる。
電層81にX線が入射すると、X線導電層81内で電子
−正孔対が発生し、この電荷が蓄積容量(蓄積容量電極
123,画素電極128およびゲート絶縁膜124で構
成)に蓄積される。この電荷を二次元状に配置されたT
FT部120(図8では115)で順次読み出していく
ことにより、X線の画像を得ることが可能になる。
空成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とによって
形成された積層構造の電気配線(ゲート配線)が得られ
る。したがって、第1〜第3実施形態と同様に、酸化膜
上に密着性の優れた金属膜を形成できるため、信頼性の
高い二次元画像検出器を実現することが可能になる。
置を一切使用しないので、装置コストが安価であり、従
来の電気配線の製造方法に比べて充分なコストダウン効
果が得られる。また、湿式成膜技術は、真空成膜技術に
比べて大面積成膜が容易であることから、大面積基板に
対しても容易に対応することが可能になる。特に、X線
の二次元画像を検出しようとした場合、原理上、X線像
を結像させることが困難なため、受像領域に略等しいサ
イズの二次元画像検出器が必要となることから、二次元
画像検出器自身の大面積化が要求されるので、この発明
は極めて有効なものとなる。さらに、この場合、低温成
膜が可能となることから、成膜に関わるエネルギー消費
量を削減することも可能となる。
うにパターンニング形成してもよいし、X線導電層を各
種ダイオード構造とすることも可能である。また、X線
導電層の代わりに光導電層を用いれば、光に対する二次
元画像検出器を形成することも可能である。また、この
ような光に対する二次元画像検出器とX線−光変換層を
組み合わせて、X線用の二次元画像検出器を構成するこ
とも可能である。
6,図7または図9に示す配線基板(アクティブマトリ
クス基板)の構造は単なる一例であり、ゲート配線だけ
でなくソース配線にも湿式成膜法を適用することが可能
である。また、TFTの構造も図1,図6,図7または
図9に示すTFT部15,80,90,120に限定さ
れるわけではなく、スタガー構造,逆スタガー構造のど
ちらにも適用できる。また、a−Siを用いたTFTだ
けでなく、p−Si,CdSe等からなる他の半導体膜
を用いたTFT構造を採用しても構わない。さらに、T
FT以外にもMIM(MetalInsulatorM
etal:メタル・インシュレータ・メタル),BTB
(バックツーバックダイオード),ダイオードリング,
バリスタまたはプラズマスイッチング等を用いたアクテ
ィブマトリクス基板を表示装置や画像検出器に広く適用
することができる。また、上記電気配線の構造は、アク
ティブ素子を備えない配線基板にも適用することがで
き、その配線基板を用いて、パッシブマトリクス型の表
示装置を形成することも可能である。
基板が用いられる液晶表示装置について説明したが、表
示装置はこれに限らず、表示媒体として液晶以外の光学
媒体を採用した表示装置、例えば、 ・プラズマ表示装置(PDP) ・無機または有機のEL表示装置 ・エレクトロクロミック表示装置 ・電気泳動表示装置 などの電気配線を必要とするあらゆる表示装置、とりわ
け低抵抗化,大面積化,コストダウン等が要求される表
示装置に広く適用できる。
は、アクティブマトリクス駆動型やパッシブマトリクス
駆動型のフラットパネルディスプレイ全般や、その他フ
ラットパネル形状をした二次元画像検出器や、その他の
電気配線を具備するあらゆる電子機器に広く適用するこ
とが可能である。
トリクス基板)は、透過型液晶表示装置や反射型液晶表
示装置および二次元画像検出器等に使用することがで
き、中でも大面積であることが求められるディスプレイ
分野のように、電気配線の低抵抗化するためにCuを使
用する場合や、ドライ成膜に代わり湿式成膜により電気
配線を形成する場合に極めて有効である。
明の電気配線の製造方法によれば、絶縁性基板上に湿式
成膜技術によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、
上記酸化膜を所定の配線形状にパターニングするパター
ニング工程と、上記パターニングされた酸化膜上に湿式
成膜技術によって選択的に金属膜を形成する金属膜形成
工程とを有するので、真空成膜装置を一切使用せずに金
属膜と酸化膜とによって形成された積層構造の電気配線
を得ることができ、従来の製造方法に比べて充分なコス
トダウン効果が得られる。また、湿式成膜技術は、真空
成膜技術に比べて大面積成膜が容易であることから、大
面積基板に対しても容易に対応することができる。ま
た、真空成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とに
よって形成された積層構造の電気配線を得ることができ
るため、耐真空性や耐熱性に優れたガラス基板以外に
も、有機材料からなる絶縁性基板(例えば高分子フィル
ム)等にも容易に電気配線を形成することが可能にな
る。さらに、真空系を用いないメリットを生かし、非常
に長いフィルム基材を用いてロールツーロール方式で生
産性よく電気配線を形成することもできる。
成工程との間のパターニング工程により、上記酸化膜を
所定の形状にパターニングするので、金属膜形成工程で
成膜される金属膜を、パターニングされた酸化膜上のみ
に選択的に成膜することができ、酸化膜と金属膜との両
者を全面成膜してから両者をパターニングする方法に比
べて、必要な部分にしか金属膜が成膜されないので、金
属膜のパターニングが不要になり、金属膜材料の無駄も
発生しない。
法によれば、請求項1の電気配線の製造方法において、
上記酸化膜の前駆体は感光性を有し、上記酸化膜を所定
の形状にパターニングするパターニング工程は上記酸化
膜の前駆体に光を照射する工程を含むことによって、上
記酸化膜の成膜からパターニングまでの間に、レジスト
の塗布や剥離工程を必要としないため、製造効率を向上
できる。
法によれば、請求項1の電気配線の製造方法において、
上記酸化膜形成工程に用いられる湿式成膜技術はゾルゲ
ル法であるので、真空成膜装置を用いることなく、ガラ
ス等の絶縁性基板上にゾルゲル溶液を塗布して焼成する
だけで酸化膜を容易に成膜することができる。また、上
記ゾルゲル法によって、微細な孔が網目状に存在する多
孔質(ポーラス)な酸化膜を形成して、その酸化膜上に
金属膜をメッキすることにより、酸化膜の微細な孔がア
ンカー効果を発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を
得ることができる。これにより、従来困難であったIT
O膜上への無電解Cuメッキも可能となる。
法によれば、請求項1の電気配線の製造方法において、
上記酸化膜形成工程に用いられる湿式成膜技術は化学析
出法または液相析出法のいずれか一方であるので、真空
成膜装置を用いることなく、ガラス基板を水溶液に浸漬
するだけで酸化膜を容易に成膜することができる。ま
た、化学析出法によって得られた酸化膜は、絶縁性基板
上に付着させた金属触媒を核に結晶粒が成長していくた
め、真空成膜装置によって成膜された酸化膜に比べると
表面の凹凸が激しいので、その酸化膜上に金属膜をメッ
キすることにより、酸化膜の表面の凹凸がアンカー効果
を発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を得ることが
できる。
法によれば、請求項1の電気配線の製造方法において、
上記金属膜形成工程に用いられる湿式成膜技術は湿式メ
ッキ法であるので、金属膜形成工程の湿式成膜技術に湿
式メッキ法を用いることにより、真空成膜装置を用いず
に金属膜を容易に成膜することができる。
法によれば、請求項1乃至5のいずれか1つの電気配線
の製造方法において、上記酸化膜がメッキ触媒を含有し
ているので、後の工程で酸化膜上に無電解メッキによっ
て金属膜を形成する場合に、メッキ触媒の付与工程を省
くことが可能になる。
法によれば、請求項1乃至6のいずれか1つの電気配線
の製造方法において、上記酸化膜が導電性酸化膜である
ので、導電性酸化膜上に電気メッキによる金属膜形成が
可能になる。
法によれば、請求項7の電気配線の製造方法において、
上記導電性酸化膜が透明性を有することにより、電気配
線以外に例えば液晶表示装置の画素毎に設けられている
透明電極を同じ透明導電性酸化膜で形成することがで
き、プロセスの短縮化ができる。
法によれば、請求項7または8の電気配線の製造方法に
おいて、電気配線以外の用途の透明導電膜(例えば液晶
表示装置の画素毎に設けられている透明電極)の成膜を
必要とする場合、同一工程により同じ材料で形成された
透明導電性酸化膜を、上記電気配線およびその電気配線
以外の用途の透明導電膜に用いることができ、プロセス
を短縮化でき、効率よく電気配線を製造できる。
方法によれば、請求項1乃至9のいずれか1つの電気配
線の製造方法において、上記金属膜は、ニッケル,銅お
よび金のうちのいずれか1つからなる単層膜か、また
は、上記ニッケル,銅および金のうちのいずれか1つか
らなる単層膜を少なくとも1層含む多層膜であるので、
Niの単層膜の場合は、酸化膜(ITO等)上に密着性
よく成膜することができ、さらに酸化膜(ITO等)上
のみに選択的に無電解メッキを行うこともできると共
に、CuやAuの単層膜の場合は比抵抗が小さく、低抵
抗な電気配線を実現することができる。特に、酸化膜
(ITO膜)上にNi膜を成膜し、さらにその上にC
u,AuまたはCu/Au等の膜を成膜することによ
り、密着性のよい低抵抗な電気配線を実現することが可
能になる。
ば、絶縁性基板上に湿式成膜技術によって形成され、配
線形状にパターニングされた酸化膜と、上記パターニン
グされた酸化膜上に湿式成膜技術によって選択的に成膜
された金属膜とを有する積層構造の電気配線を備えたの
で、真空成膜装置を一切使用せずに金属膜と酸化膜とに
よって形成された積層構造の電気配線を得ることがで
き、従来の製造方法で形成された電気配線を用いる場合
に比べて充分なコストダウン効果が得られる。また、湿
式成膜技術は、真空成膜技術に比べて大面積成膜が容易
であることから、大面積基板に対しても容易に対応する
ことが可能になる。また、真空成膜装置を一切使用せず
に金属膜と酸化膜の積層櫛造配線を形成するため、耐真
空性や耐熱性に優れたガラス基板以外にも、有機材料か
らなる絶縁性基板や高分子フィルム等にも容易に電気配
線を形成することが可能になる。さらには、真空系を用
いないメリットを生かし、非常に長いフィルム基材を用
いて、ロールツーロール方式で生産性よく電気配線を形
成することも可能である。
グされ、そのパターニングされた酸化膜上に上記金属膜
が選択的に成膜されているので、酸化膜と金属膜との両
者を全面成膜した後にその両者を配線形状にパターニン
グする方法に比べると、必要な部分にしか金属膜が成膜
されないから、金属膜のパターニング工程が不要にな
り、その上、金属膜材料の無駄も発生しない。
方法によれば、請求項11または請求項13の配線基板
において、上記酸化膜の前駆体が感光性を有するので、
酸化膜の前駆体に光を照射して酸化膜を所定の形状にパ
ターニングでき、酸化膜の成膜からパターニングまでの
間に、レジストの塗布や剥離工程を必要としないため、
製造効率を向上できる。
ば、請求項11または12の配線基板において、上記酸
化膜が多孔質な膜であるので、酸化膜上に金属膜をメッ
キすることにより、酸化膜の微細な孔がアンカー効果を
発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を得ることがで
き、従来困難であったITO膜上への無電解Cuメッキ
も可能となる。
ば、請求項11または12の配線基板において、上記酸
化膜が表面に凹凸を有する膜であるので、酸化膜上に金
属膜をメッキすることにより、酸化膜の表面の凹凸がア
ンカー効果を発揮して、非常に密着性のよいメッキ膜を
得ることができる。
ば、請求項11乃至14のいずれか1つの配線基板にお
いて、上記酸化膜が導電性酸化膜であるので、導電性酸
化膜上に電気メッキによる金属膜形成が可能になる。
ば、請求項15の配線基板において、上記導電性酸化膜
が透明性を有するので、液晶表示装置や二次元画像検出
器のように、電気配線以外に透明導電膜(例えば画素毎
に設けられている透明電極)の成膜を必要とする場合、
両者を同じ透明導電性酸化膜で形成することができ、プ
ロセスの短縮化を実現することができる。
ば、請求項11乃至16のいずれか1つの配線基板にお
いて、上記金属膜は、ニッケル,銅または金のうちのい
ずれか1つの単層膜か、または、上記ニッケル,銅また
は金のうちのいずれか1つの単層膜を少なくとも1層含
む多層膜であるので、Niの単層膜の場合は、酸化膜
(ITO膜等)上に密着性よく成膜することができ、さ
らに酸化膜(ITO膜等)上のみに選択的に無電解メッ
キを行うこともできると共に、CuやAuの単層膜の場
合は比抵抗が小さく、低抵抗な電気配線を実現すること
ができる。特に、酸化膜(ITO膜)上にNi膜を成膜
し、さらにその上にCu,AuまたはCu/Au等の膜
を成膜すれば、密着性がよくかつ低抵抗な電気配線を実
現することが可能になる。
ば、請求項11乃至17のいずれか1つの配線基板を用
いたので、真空成膜装置を用いることなく、低コストで
製造できると共に、大面積基板に対応可能な表示装置を
提供できる。
れば、請求項11乃至17のいずれか1つの配線基板を
用いたので、真空成膜装置を用いることなく、低コスト
で製造できると共に、大面積基板に対応可能な画像検出
器を提供できる。
用いる配線基板の断面図である。
型液晶表示装置の構造を示す斜視図である。
の製造方法を示す図である。
ル法による薄膜の作成手順を示す図である。
酸化膜構造の断面図である。
用いる配線基板の断面図である。
用いる配線基板の断面図である。
検出器の平面摸式図である。
断面図である。
Claims (25)
- 【請求項1】 絶縁性基板上に湿式成膜技術によって酸
化膜を形成する酸化膜形成工程と、上記酸化膜を所定の配線形状にパターニングするパター
ニング工程と、 上記パターニングされた酸化膜上に湿式成膜技術によっ
て選択的に金属膜を形成する金属膜形成工程とを有する
ことを特徴とする電気配線の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電気配線の製造方法に
おいて、 上記酸化膜の前駆体は感光性を有し、上記酸化膜を所定
の形状にパターニングするパターニング工程は上記酸化
膜の前駆体に光を照射する工程を含むことを特徴とする
電気配線の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の電気配線の製造方法に
おいて、 上記酸化膜形成工程に用いられる湿式成膜技術はゾルゲ
ル法であることを特徴とする電気配線の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の電気配線の製造方法に
おいて、 上記酸化膜形成工程に用いられる湿式成膜技術は化学析
出法または液相析出法のいずれか一方であることを特徴
とする電気配線の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の電気配線の製造方法に
おいて、 上記金属膜形成工程に用いられる湿式成膜技術は湿式メ
ッキ法であることを特徴とする電気配線の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の
電気配線の製造方法において、 上記酸化膜がメッキ触媒を含有することを特徴とする電
気配線の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の
電気配線の製造方法において、 上記酸化膜が導電性酸化膜であることを特徴とする電気
配線の製造方法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の電気配線の製造方法に
おいて、 上記導電性酸化膜が透明性を有することを特徴とする電
気配線の製造方法。 - 【請求項9】 請求項7または8に記載の電気配線の製
造方法において、 上記導電性酸化膜は、電気配線およびその電気配線以外
の用途の膜であって、上記絶縁性基板上に同一工程によ
り同じ材料で形成されることを特徴とする電気配線の製
造方法。 - 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1つに記載
の電気配線の製造方法において、 上記金属膜は、ニッケル(Ni),銅(Cu)および金
(Au)のうちのいずれか1つからなる単層膜か、また
は、上記ニッケル(Ni),銅(Cu)および金(A
u)のうちのいずれか1つからなる単層膜を少なくとも
1層含む多層膜であることを特徴とする電気配線の製造
方法。 - 【請求項11】 絶縁性基板上に湿式成膜技術によって
形成され、配線形状にパターニングされた酸化膜と、 上記パターニングされた酸化膜上に湿式成膜技術によっ
て選択的に成膜された金属膜とを有する積層構造の電気
配線を備えたことを特徴とする配線基板。 - 【請求項12】 請求項11に記載の配線基板におい
て、 上記酸化膜の前駆体が感光性を有することを特徴とする
配線基板。 - 【請求項13】 請求項11または12に記載の配線基
板において、 上記酸化膜が多孔質な膜であることを特徴とする配線基
板。 - 【請求項14】 請求項11または12に記載の配線基
板において、 上記酸化膜が表面に凹凸を有する膜であることを特徴と
する配線基板。 - 【請求項15】 請求項11乃至14のいずれか1つに
記載の配線基板において、 上記酸化膜が導電性酸化膜であることを特徴とする配線
基板。 - 【請求項16】 請求項15に記載の配線基板におい
て、 上記導電性酸化膜が透明性を有することを特徴とする配
線基板。 - 【請求項17】 請求項11乃至16のいずれか1つに
記載の配線基板において、 上記金属膜は、ニッケル(Ni),銅(Cu)または金
(Au)のうちのいずれか1つの単層膜か、または、上
記ニッケル(Ni),銅(Cu)または金(Au)のう
ちのいずれか1つの単層膜を少なくとも1層含む多層膜
であることを特徴とする配線基板。 - 【請求項18】 請求項11乃至17のいずれか1つに
記載の配線基板を用いたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項19】 請求項11乃至17のいずれか1つに
記載の配線基板を用いたことを特徴とする画像検出器。 - 【請求項20】 絶縁性基板上に触媒を付与する触媒付
与工程と、 上記触媒が付与された絶縁性基板上に、水溶液中の化学
析出法によって酸化膜を形成す る酸化膜形成工程と、上記酸化膜上に、湿式メッキ法によって金属膜を形成す
る金属膜形成工程とを有するこ とを特徴とする電気配線
の製造方法。 - 【請求項21】 請求項20に記載の電気配線の製造方
法において、 上記酸化膜がZnOからなることを特徴とする電気配線
の製造方法。 - 【請求項22】 請求項20または21に記載の電気配
線の製造方法において、 上記金属膜は、ニッケル(Ni),銅(Cu)および金
(Au)のうちのいずれか1つ の単層膜か、または、上
記ニッケル(Ni),銅(Cu)および金(Au)のう
ちのいずれか1つの単層膜を少なくとも1層含む多層膜
であることを特徴とする電気配線の製造方法。 - 【請求項23】 絶縁性基板上に付与された触媒と、 上記触媒が付与された絶縁性基板上に、水溶液中の化学
析出法によって形成された酸化 膜と、上記酸化膜上に、湿式メッキ法によって形成された金属
膜を有する積層構造の電気配線 を有することを特徴とす
る配線基板。 - 【請求項24】 請求項23に記載の配線基板におい
て、 上記酸化膜がZnOからなることを特徴とする配線基
板。 - 【請求項25】 請求項23または24に記載の配線基
板において、 上記金属膜は、ニッケル(Ni),銅(Cu)および金
(Au)のうちのいずれか1つ の単層膜か、または、上
記ニッケル(Ni),銅(Cu)および金(Au)のう
ちのいずれか1つの単層膜を少なくとも1層含む多層膜
であることを特徴とする配線基板。
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