JP4858682B2 - 基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は基板及びその製造方法に関し、特に、表示装置等に使用される配線基板及びその製造方法に関する。

一般に、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、無機ＥＬ装置等の表示装置は平坦な一主面を有する透明基板等上に、配線パターン、電極パターン等の導電パターンを順次、成膜、パターニングすることによって形成されている。具体的には、透明基板の一主面上に、表示装置に必要な配線を形成する導電膜を被着すると共に、当該導電膜をフォトリソグラフィー技術等を使用して選択的にエッチングし、配線パターンが形成される。以下同様にして、電極膜、表示装置を構成する素子に必要な各種の膜等を順次、成膜、パターニングすることによって、表示装置が製作されている。
近年、この種の表示装置に対しては大型化の要望が強くなっている。大型の表示装置を形成するには、より多くの表示素子を高精度で透明基板上に形成し、これらの素子を配線パターンと電気的に接続する必要がある。この場合、透明基板上には、配線パターンの外に、絶縁膜、ＴＦＴ素子、発光素子等が多層化された状態で形成されている。その結果、透明基板上には、階段状に段差が出来るのが普通であり、配線パターンはこれらの段差を越えて配線されている。
更に、表示装置を大型化する際、配線パターン自体が長くなるため、当該配線パターンの抵抗を低くすることが必要になってくる。配線パターンを低抵抗化する手法として、特開平４−１７０５１９号公報（以下、特許文献１という）では、液晶ディスプレイのような平面ディスプレイ用配線を形成するために、ガラス基板のような透明基板表面に、溝を形成して当該溝中に配線パターンを施す技術が開示されている。また、特許文献１には、透明基板表面に配線パターンを形成し、当該配線パターンとほぼ同じ高さになるように透明な絶縁材料を配線パターンに接するように形成することも開示されている。
また、特開平１０−２０９４６３号公報（以下、特許文献２という）には、配線の低抵抗化と表示画面の明るさ（開口率）を向上させるために、表示用基板の表面にＩＴＯ膜等の透明導電体膜を選択的に形成することによって第１の配線パターンを設け、当該第１の配線パターン及び表示用基板表面を透明性を有するレジスト膜で覆った後、当該レジスト膜を選択的を開口して、第１の配線パターンの一部を露出させ、露出した第１の配線パターン上に当該第１の配線パターンよりも厚さが厚く且つ幅の狭い第２の配線パターンを無電解めっきにより形成する配線形成方法が開示されている。
このように、第１の配線パターンとして、比較的広い幅を有する透明導電性膜を使用することにより、厚さ方向で光を遮断するのは第２の配線パターンだけとなり、厚さ方向の遮光面積を小さくできると共に、厚さの厚い第２の配線パターンを形成することにより配線パターン全体の抵抗を低くすることができる。
特許文献１には、ガラス基板自体に溝を形成し、溝だけに配線を残すために、溝を形成した透明基板の表面全体に配線材料を成膜あるいは塗布した後、当該配線材料の表面を研磨して溝以外の透明基板表面を露出させている。同様に、配線パターンを透明基板上に絶縁材料と同様な高さにするためにも、配線材料の研磨を行っている。しかしながら、このように、配線パターンを研磨によって所定部分だけに露出させることは高度な技術が必要となり、特に、大面積の表示装置のように配線が多くなると、均一に研磨することが難しくなってしまう。
他方、特許文献２では、第１の配線パターンを有する基板上に透明性を有するレジスト膜を形成し、当該レジスト膜を現像、露光、及び除去することによって、テーパ状の溝が第１の配線パターン上にテーパ状の溝からなる開口部がレジスト膜に形成される。そして、第２の配線パターンは無電解めっきにより第１の配線パターンの内側に形成される。この方法では、第１及び第２の配線パターンを形成することによって、製造工程が増加するため時間と費用がかかり実用的でない。更に、第１の配線パターンを覆うレジスト膜表面の隆起によってレジスト膜の平坦性が損なわれてしまうと言う問題点がある。この結果、レジスト膜表面には段差が生じてしまう。
このように、段差を持つレジスト表面及び第２の配線パターン上に、他の電極パターンを形成して、配線及び電極パターンとを電気的に接続すると、電極パターン等に断線或いは短絡等の事故が発生することが多く、表示装置製造における歩留まりが低いと言う欠点がある。
本発明の目的は、配線パターンの厚さ及び幅の関係を最適化することにより、配線バターンの表面と透明基板の表面とを実質上同一平面とし、これによって、断線、短絡等の発生を低減できる基板を提供することである。
本発明の他の目的は、研磨加工を使用することなく、簡単に且つ広い面積に亘って平坦な表面を有する配線つき基板の製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、後工程等において断線、短絡等の発生を少なくできる基板を提供することである。
本発明の他の目的は透明な感光性樹脂組成物を利用して、電気的接続等を容易に行うことができる基板を提供することである。
本発明の他の目的は電気的な配線等の際における断線、短絡等の発生を少なくすることができる基板を提供することである。

本発明によれば、透明基体上に当該透明基体表面を露出するように設けられた溝を備えた透明膜と、当該溝中にスクリーン印刷等により充填された配線パターンとを有し、当該配線パターンを一体化した構成を備えた透明な基板を得られる。この場合、溝内の配線部は溝の最大幅及び最小幅に関連付けて定められた幅及び厚さを有し、これによって、透明基板の表面と配線パターンの表面が実質的に同一平面を構成することができる。したがって、透明基板の表面上に表示素子用の電源パターン等を形成した場合、透明基板に埋め込まれた配線パターンとのコンタクトを好適に行うことができる。これは、配線パターンと透明基板との間には実質的に段差が無く、高い平坦性を有しているため、電極パターン等を配線パターン上に直接形成でき、段差による断線等を無くすことができるからである。
また、配線パターンを埋設した透明基板は、透明な基体に透明膜を形成し、この透明膜に透明基体の一主面を露出するように溝を形成し、前記溝中に導電膜をスクリーン印刷等により埋設することによって製造することができる。この場合、研磨加工等を必要としないから、簡単且つ広い面積に亘って配線パターンを低コストで形成することができる。
溝内に充填、埋設される配線は、不透明な低抵抗材料、例えば、銅、アルミニウム等の金属を使用するのが大型の表示装置を構成する場合に好都合である。また、小型の表示装置であれば、比較的抵抗の高いＩＴＯ等の透明導電性材料を使用することもできる。
また、配線パターンを埋設する前に、透明膜表面に前処理を施しておき、この前処理によって、配線パターン材料を、溝及び露出した透明基体の表面だけに被着させることができる。
ここで、本発明を構成する透明基体の材料、透明膜、前処理で使用される材料、並びに、配線部を構成する材料について説明しておく。
まず、本発明に係る配線埋設型透明基板は、液晶表示装置だけでなく、有機ＥＬ装置、無機ＥＬ装置等、平面フラットディスプレイパネルに適用できる。このことを考慮すると、本発明では、透明基体として石英ガラス、無アルカリガラス等のガラス板、板状或いはフィルム状のプラスチック板等を使用できる。この場合、ガラス板としては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス等の各種のガラスによって形成されるものも使用できる。板状又はフィルム状のプラスチック板としては、脂環式構造を有する重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフィイド、ポリサルフォン等を使用できる。前記脂環式構造を有する重合体としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造のものがあるが、シクロアルカン構造のものが熱安定性の点で好ましい。また、脂環式構造を構成する炭素数に特に制限は無いが、通常、４〜３０個、好ましくは、５〜２０個、より好ましくは６〜１５個である。具体的には、脂環式構造を有する重合体のうちでも、透明性や成形性の点から、ノルボルネン系重合体が望ましく、このノルボルネン系重合体の中でも、耐熱性及び透明性の面で、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素添加物が最も好ましい。
尚、透明基体としてプラスチック板を用いる場合、その上部に形成される感光性透明樹脂膜との密着性を向上させるために、物理的又は化学的表面処理を施しても良い。
透明基体上に形成される透明膜は例えばシリカ系の無機材料或いは有機材料によって形成されることができる。このうち、透明膜を形成する有機材料としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂からなる群から選ばれた透明樹脂が使用可能である。
これらの透明樹脂のうち、感光性透明樹脂膜は、以後の工程を容易にする点で好都合である。特に、感光性透明樹脂膜としては、特開２００１−１８８３４３号公報或いは特開２００２−２９６７８０号公報に詳述されたような感光性樹脂組成物を使用するのが好ましい。この場合、感光性透明樹脂膜を形成する樹脂組成物は、脂環式オレフィン重合体に、アミド基やカルボキシル基のような酸誘導体型残基を有する化合物を変性反応させて得られるアルカリ可溶性脂環式オレフィン重合体、アルコキシメチル化メラミンやアルコキシメチル化グリコールウリルのような架橋剤、及び、ハロゲン含有トリアジン化合物のような光酸発生剤を含有する組成物、或いは、この組成物に溶解制御剤を加えた組成物である。また、本発明で使用される感光性透明樹脂膜はポジ型であっても良いし、ネガ型であっても良い。
次に、感光性透明樹脂膜に形成された溝に埋設される配線部はＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ａｕ，Ｉｎ、Ｔｉ，Ａｇ，及びこれらの合金等を使用することができる。また、溝内の配線部は、上記した材料の単層構造であっても良いし、或いは、上記した材料の一つ以上を積層した構造であっても良い。
配線部を形成する方法としては、生産性及びパターン選択性の点から、スクリーン印刷法等の印刷法を用いるのが好適であるが、リフトオフ法、めっき法を使用することも可能である。また、スパッタ法等により配線部を形成することも可能である。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は、本発明に係る透明基板の作成工程を工程順に示す図である。
図２は、本発明に係る配線埋設型基板の一例を説明する断面図である。
図３は、本発明に係る配線埋設型基板の他の例を示す断面図である。
図４は、本発明に係る前処理を説明する断面図である。
図５は、本発明の配線埋設型基板を利用して、液晶表示装置を構成した場合における表示素子を説明する平面図である。
図６は、図５のＸ−Ｘ’線に沿う断面図である。
図７は、従来の表示素子を説明する平面図である。

まず、図１を参照して、本発明の原理を説明する。
図１（ａ）の透明ガラス基板２０の一主面上に、１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは、１００ｎｍ〜５μｍ範囲）の厚さの感光性を有する透明樹脂膜（以下、感光性透明樹脂膜）２１をスピンコート等の手法により形成する（図１（ｂ））。この感光性透明樹脂膜２１はフォトレジスト膜としての機能を有している。
次に、感光性透明樹脂膜２１を活性放射線を用いて選択的に露光、現像、及び、除去することにより、図１（ｃ）に示すように、感光性透明樹脂膜２１に溝２２を形成する。溝２２は、図示されているように、テーパ状の断面形状を有し、感光性透明樹脂膜２１表面から透明基体２０の表面に達し、透明板表面２３を露出させている。この例では、テーパ状の溝２２は感光性透明樹脂膜２１表面で最大幅Ｗ１を持ち、透明基体２０側の底部で最小幅Ｗ２を有している。この場合における活性放射線としては、紫外線、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｘ線、電子線等を使用することができる。また、図では溝２２は一つだけであるが、実際は多数形成される。
ここで、感光性透明樹脂膜２１に形成されたテーパ状の溝２２の底部には、感光性透明樹脂膜２１の表面に段差ができるような導体パターン等は設けられていない。
次に、図１（ｄ）に示すようにプラズマ処理装置内において基板上にＮＦ_３ガスを流し、プラズマによりこのガスを活性化させて透明樹脂表面を処理することによって、カーボンを含有する透明樹脂２１の表面（溝２２内の側壁表面も含む）にフロロカーボンからなる撥水性の配線形成補助層３０が設けられる。このとき、ガラス基板２０の露出表面２３は親水性を維持している。
次いで、図１（ｅ）に示すようにスクリーン４１を用いたスクリーン印刷によって導電性のインク４０を選択的に溝２２内に塗布する。インク４０は銅粉を溶剤中に分散させたもので、撥水性補助層３０上には、はじかれて乗らないので、マスク４１の精度よりも高精度でインク４０は溝２２内に充填される。溝２２の底面は親水性であるから、インク４０は効率良く溝２２内に付着滞留する。
次に、図１（ｆ）に示すように、ベーキングによってインク４０の溶剤を蒸発させ、配線２５を得る。
このようにして、テーパ状の溝２２に、導体により配線部２５が形成される。配線部２５を形成する方法としては、上記のような印刷法のほかに、めっき法、スパッタ法等を使用することができる。いずれにしても、配線部２５は透明基体２０上に設けられ、感光性透明樹脂膜２１の表面とは実質的に同一平面を形成するような厚さを有している。図示されているように、溝２２の底部に露出した透明基体２０と配線部２５との間には、感光性透明樹脂膜２１の表面に段差ができるほどの厚さの導電体膜が介在していないことは注意すべき点である。
図２を参照して、配線部２５の厚さを感光性透明樹脂膜２１と実質的に同一平面にするための条件について説明する。
まず、図示された溝２２は感光性透明樹脂膜２１の表面側に最大幅Ｗ１を持ち、透明基体２０側の底部において最小幅Ｗ２を有している。この場合、溝２２の平均幅は（Ｗ１＋Ｗ２）／２であらわすことができる。なお、図２において図１と同じ部分には同じ参照数字が付されている。
一方、感光性透明樹脂膜２１の厚さをｔ１とし、溝２２の平均幅位置における感光性透明樹脂膜２１の厚さをｔ２とし、図１に示すように、配線部２５が凸形状を有しているものとする。この場合、溝２２と配線部２５とが接触する２点間の距離が配線部２５の最大配線幅を与えており、且つ、この最大配線幅位置において、配線部２５は最小の厚さを有していることが判る。ここで、配線部２５の最大配線幅をＷｉであらわし、配線部２５の最小厚さをｔｉｍｉｎであらわすものとする。
本発明では、配線部２５の最大配線幅Ｗｉが溝２２の最大幅Ｗ１と最小幅Ｗ２とに対し、Ｗ２≦Ｗｉ≦Ｗ１の関係を満たすように、最大配線幅Ｗｉを有する配線部２５を形成する。一方、最小の厚さｔｉｍｉｎは次式によってあらわされる範囲になるように配線部２５が施される。
ｔ２≦ｔｉｍｉｎ≦ｔ１
配線部２５の最小厚さｔｉｍｉｎを上式によって定められた範囲にした厚さに設定すれば、配線部２５の厚さの最大厚さは主に配線部２５を形成する材料の表面張力によって定まるから、配線部２５を実質的に感光性透明樹脂膜２１の表面と同一の厚さにすることができる。この結果、配線部２５の表面は感光性透明樹脂膜２１の表面と実質的に同一平面とすることができる。換言すれば、配線部２５の最大幅Ｗｉ及び最小厚さｔｉｍｉｎを上記した範囲に設定すれば、配線部２５上に他の配線層等を形成しても、これら他の配線層には断線等が生じないことが判明した。
尚、図２に示された例では、感光性透明樹脂膜２１表面において最大幅を有し、その底面で最小幅を有する溝２２について説明した。逆に、感光性透明樹脂表面２１において最小幅を持ち、その底面で最大幅を持つ逆テーパ状の溝についても同様であることが確認された。
一方、配線部２５の最大幅Ｗｉが図３に示すように配線部２５の材料との関係で、図２とは逆に配線部２５の材料中に含まれるバインダー等の飛散等により凹部を形成している場合にも、上式を満たせば、当該配線部２５上に他の配線、電極、或いは、絶縁層等の上層を配置してもこれら上層等に段差による断線は生じないことが確認された。この場合、配線部２５の溝２２との接触する２点間の距離が最大幅Ｗｉであり、その最大幅位置における厚さが配線部２５の最大厚さを規定している。この最大厚さから配線部２５を形成する材料中にバインダ等に影響によって定まる厚さ程度、薄くなっても、当該配線部２５上の他の配線等には、断線等が生じないことが実験的に確認された。また、溝２２内の配線部２５の幅Ｗｉは溝２２の平均幅（（Ｗ１＋Ｗ２）／２）より広い幅を有していれば良い。
ここで、図２において、最大幅Ｗ１及び最小幅Ｗ２がそれぞれ２．１５及び１．８５μｍの溝２２が厚さ２μｍの感光性透明樹脂膜２１に形成されているものとする。この場合、配線部２５の最大幅Ｗｉ位置における最小厚さ（ｔｉｍｉｎ）は、溝２２の平均幅（２μｍ）位置における感光性透明樹脂膜２１の厚さ（ｔ２）よりも厚く、且つ、感光性透明樹脂膜２１の厚さ（ｔ１＝２μｍ）よりも薄ければ良い。
配線部２５を迅速且つ簡単に形成する方法は図１で説明したが、ここでは、より一般的な形成方法について説明する。まず、配線部２５を形成する方法として、時間及びコストの面で問題はあるが、無電解めっき法を用いることができる。しかし、この場合にも、溝２２を形成された感光性透明樹脂膜２１及び／または透明基体２０の表面に、前処理を施し、この前処理によって、溝２２に配線部２５を形成するのを容易にする手法を用いるのが好ましい。
ここでは、感光性透明樹脂膜２１の表面に、配線形成を補助する配線形成補助層を形成する場合について説明する。この配線形成補助層としては、配線部２５を形成する方法に応じて、例えば、撥水層、撥油層等を形成する。
配線部２５をめっき法により形成する場合は、図４に示すように、感光性透明樹脂膜２１の表面に、配線形成補助層３０として撥水層が形成される。この撥水層としては、例えば、図１でも説明したプラズマ処理等により活性化するフッ素系撥水処理を施しても良いし、或いは、感光性透明樹脂膜２１中に含有されている撥水剤を活性化することによって形成することも可能である。また、図示されたような撥水層を形成することによって、配線部２５を溝２２内だけにめっきによって形成することができ、配線部２５の形成後の処理を簡略化できる。
配線部２５をスパッタ法によって形成する場合には、感光性透明樹脂膜２１の表面のみにリフトオフ層を配線形成補助層３０として形成しておき、当該リフトオフ層を配線層材料をスパッタ成膜した後、剥離する手法を使用しても良い。
また、図１で示したように、配線部２５はスクリーン印刷法等の印刷法によって形成することができる。この印刷法において用いられる配線インクに対して、撥インク性を有する材料の層を配線形成補助層３０として形成しておけば、当該配線形成補助層３０上にはインクが付着しないため、容易に配線部２５の溝２２だけに配線部２５を形成できる。
感光性透明樹脂膜２１は、露光部が光化学反応を起こし、現像液に可溶となるポジ型フォトレジスト、露光部が現像液に不溶となるネガ型のフォトレジストのどちらも使用することができる。また、配線形成補助層３０としては親インク性を有する材料の層を形成しても良い。
上記した例は、透明基体２０に形成された感光性透明樹脂膜２１の表面に、配線形成補助層３０を形成する場合について説明したが、配線形成補助層３０は透明基体２０の表面に形成されても良い。
即ち、透明基体２０の表面上に、パラジウム等を含む単分子層ないしは数分子層の絶縁性を有する触媒膜を配線形成補助層として形成しておき、当該触媒膜上に感光性透明樹脂膜２１を形成し、続いて、当該感光性透明樹脂膜２１を選択的に除去することによって溝２２を設け、触媒膜を露出させた後、無電解めっき溶液等に浸すことにより、配線部２５を形成することも可能である。
更に、溝２２の底部に親水性或いは親インク性を有する材料からなる配線形成補助膜を設け、この配線形成補助膜を形成した状態で、配線部２５を形成しても良い。尚、溝２２の低部だけでなく、溝２２の側面にもこれら親水性或いは親インク性の配線形成補助膜を形成しても良い。この場合、溝２２以外の感光性透明樹脂膜２１の表面には、撥水性、撥インク性の材料からなる配線形成補助膜が形成されていても良い。
このように、感光性透明樹脂膜２１或いは透明基体２０に、配線形成補助膜を設けることにより、以後に行われる配線部２５の形成を短時間で安価に行うことができる。例えば、図４に示すように、感光性透明樹脂膜２１の表面を撥インク性の配線形成補助膜３０によって覆った状態で、導電性のインク液に基板を浸漬するか、導電性のインクを吐射、噴流、ジェット等によって溝部のみ又は基板表面全体に当てれば、インクを溝２２だけに被着して配線部２５を極めて簡単に形成できる。この場合、配線部２５が溝２２内だけに形成されるから、以後、実質上インクの除去作業等は不要になり、配線部２５の形成を迅速に行うことができる。このような方法やその他の印刷技術を使用した場合、広い面積に亘って均一に配線部２５を形成できるから、大画面の液晶表示装置用の配線埋設型基板４０を容易に作成できる。
図５及び図６を参照すると、前述した配線埋設型基板を３０インチＱＸＧＡ（２０４８×１５１６画素）の液晶表示装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）側の基板に適用した例が示されている。
図５の平面図では、液晶表示装置の１画素分の表示素子が示されており、図示された表示素子は横方向に平行に配列されたゲート配線５１（ｎ）と５１（ｎ＋１）と、縦方向に形成されたソース配線５２（ｎ）と５２（ｎ＋１）とを備え、更に、ＴＦＴ５３を有している。ＴＦＴ５３はゲート配線５１（ｎ＋１）に接続されたゲート電極、ソース配線５２（ｎ）に接続されたソース電極を有し、そのドレイン電極は補助容量５５に接続され、補助容量５５は補助容量線及びその引出線５７と電気的に結合されている。
図６をも参照すると、図５のＸ−Ｘ’線に沿う断面図が示されており、当該表示素子は図２又は図３に示された配線埋設型基板を使用して構成されている。
図６に示されているように、透明基体２０上には感光性透明樹脂膜２１が形成されており、当該感光性透明樹脂膜２１には感光性透明樹脂膜２１の表面と実質的に同一平面となるように形成された配線部２５を備えている（尚、図６では溝のテーパは説明を簡略化するために省略されている）。
図５及び図６からも明らかな通り、感光性透明樹脂膜２１に埋設された配線部２５はゲート配線２５ａ及び２５ｂと、補助容量線２５ｃとによって構成されており、これらの埋設配線２５ａ、２５ｂ、２５ｃは先に説明した手法で形成されている。この結果、図示された配線埋設型基板４０は実質上平坦な主面を形成している。補助容量線２５ｃは図５に示された補助容量引出線５７に接続されている。
実質上平坦な主面を有する配線埋設型基板４０の表面には、ＴＦＴ５３の領域においてゲート絶縁膜として機能する絶縁膜６１がゲート配線２５ｂ上に形成され、更に、当該ゲート絶縁膜上には、アモルファスシリコン等によって形成された半導体領域６２が設けられている。この半導体領域６２には、ソース配線５２（ｎ）及びドレイン配線５４が設けられ、これによって、ＴＦＴ５３が形成されている。
図示された例では、ソース配線５２（ｎ）及びＴＦＴ５３を覆うように、保護絶縁膜６５が形成されており、当該保護絶縁膜６５にはＩＴＯ等によって形成された画素電極６６がドレイン配線５４と電気的に接続するように形成されている。画素電極６６及び保護絶縁膜６５上には間隔をおいて共通電極６７が配置されている。共通電極６７と画素電極６６との間には、液晶が収容され、画素電極６６、共通電極６７、及び液晶によって液晶セルを構成している。
ここで、図５及び図６に示された配線埋設型基板４０の配線部２５の寸法について説明する。図５のゲート配線５１（ｎ）及び５１（ｎ＋１）の幅は３μｍであり、ソース配線５２（ｎ）及び（ｎ＋１）の幅は２μｍの幅を有する。また、補助容量線２５ｃの引き出し配線である補助容量引出線５７は３μｍの幅を有している。一方、ゲート配線５１（ｎ）及び５２（ｎ＋１）を形成する各配線部２５ａ、２５ｂの厚さは２μｍである。
ここで、図５に示された本発明に係る表示素子の寸法を比較するために、図７を参照して従来の液晶表示装置の１画素分の表示素子を説明する。
図７に示された表示素子も図５と同様に、ゲート配線５１（ｎ）、５１（ｎ＋１）、ソース配線５２（ｎ）、５２（ｎ＋１）、ＴＦＴ５３、ドレイン配線５４、補助容量５５、及び、補助容量引出線５７とを備えている。
図７に示された表示素子は図５に示された表示素子と同様に縦２９７．５μｍ、横９９．３μｍの画素サイズを有しているものとすると、図７に示された表示素子では、ゲート配線５１（ｎ）、５１（ｎ＋１）は２０μｍの幅を必要とする。同様に、図７の表示素子のソース配線５２（ｎ）、５２（ｎ＋１）は１５μｍの幅、補助容量引出線５７は３０μｍの幅を備えている必要がある。これは、ソース配線５２がゲート配線５１及び補助容量引出線５７と基板上で段差を持って交差するためである。
上記したことからも明らかな通り、本発明に係る配線埋設型基板を用いて、従来と同一サイズの表示素子を形成した場合、ゲート配線５１及びソース配線５２の幅を約１／７にすることができると共に、補助容量引出線５７の幅を１／１０にすることができる。このことは、本発明では、ゲート配線５１、ソース配線５２、及び、補助容量引出線５７の厚さを従来の表示素子に比較して厚くすることができ、表示素子の開口率を大幅に改善できることを意味している。換言すれば、本発明に係る基板を使用した場合、表示素子をより小型化でき、高精細な表示パネルを構成できる。
このように、本発明に係る配線埋設型基板を利用した場合、当該基板表面が平坦であるため、基板表面上に配置されるソース配線等の幅を狭くしても断線、或いは、短絡等の事故等は発生しない。この結果、本発明の配線埋設型基板を使用して液晶表示装置を構成した場合、開口率の非常に高い表示装置を得ることができる。
尚、上記した実施形態では、液晶表示装置についてのみ説明したが、本発明は平面ディスプレイパネルを構成する各種基板に適用できる。
また、配線部２５を構成する材料として、銅、アルミ、タングステン等の不透明な金属をを用いるだけでなく、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性膜を配線部２５に形成しても良い。

ここで、本発明に係る配線埋設型基板の実施例について図１を参照して説明する。まず、透明基体２０としてガラス基体を用意する。このガラス基体としては、３０インチの大型画面を形成できるようなサイズのガラス基体を用いることができる。このガラス基板をイソプロピルアルコールで５分間超音波洗浄した後、純水で更に５分間リンスしガラス基板からイソプロピルアルコールを除去した。その後、窒素雰囲気中で１３０℃、３０分以上乾燥した。
乾燥したガラス基板をヘキサメチルジシラザンの蒸気処理後、表面に、ポジ型フォトレジスト液をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、１００℃で１２０秒間加熱プリベーク処理することにより、１５００ｎｍの厚さを有する感光性透明樹脂膜２１を形成した。尚、上記したポジ型フォトレジストは特開２００２−２９６７８０号公報記載のアルカリ可溶性脂環式オレフィン系樹脂を含有したものを使用した。
次に、マスクアライナーにより、ｇ、ｈ、ｉの混合光をマスクパターンを介して、感光性透明樹脂膜２１に選択的に照射した。その後、０．３重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で９０秒間現像した後、純水で６０秒間リンス処理を行い、ガラス基体２０上に、所定のパターンを有する溝２２を形成した。その後、窒素雰囲気中で２３０℃、６０分の熱処理をし、透明感光性樹脂膜を硬化した。
続いて、溝２２を形成した感光性透明樹脂膜付ガラス基体をＮＦ_３プラズマ処理して感光性透明樹脂膜上に撥水層３０を形成した。次に、配線材料として、低抵抗率のＣｕを含有するインク剤を用いて、スクリーン印刷により、溝２２内に選択的にインクを充填した後、水素を１体積％混合した窒素雰囲気中で２８０℃、６０分の熱処理によりインク溶剤を蒸発させ、不透明な配線部２５を形成した。この場合、配線部２５は感光性透明樹脂膜２１の表面と実質上段差がなく、同一平面を形成するように、溝２２内に充填され、これによって、厚い配線部２５を有する配線埋設型基板４０が得られた。

本発明によれば、透明基体上に設けられた感光性透明樹脂膜に選択的に透明基体に達する溝を形成し、当該溝に配線部を埋設することによって、従来に比較して厚さの厚い配線部を構成することができる。
さらに、配線を厚くすることで幅を細くできるので、表示素子の場合開口部を大きくできる。
さらに、配線基板としては配線の寄生容量を減少させることができ、駆動時の信号の速度を上げ、消費電力を低減させることができる。
さらに、感光性透明樹脂膜或いは透明基体の表面に、配線形成補助膜を形成する等の前処理を施すことにより、配線部を溝だけに限定して形成することができるため、配線部を容易に且つ迅速に行うことができる。

Claims (10)

1. 透明基体表面上に、感光性透明樹脂膜を形成する工程と、
   レジスト膜を使用することなく前記感光性透明樹脂膜表面を選択的に露光・現像することにより、前記感光性透明樹脂膜を選択的に除去して前記透明基体に達する溝を形成する工程と、
   前記溝内に前記透明基体表面に達する配線部を形成する工程とを有し、
   前記配線部を形成する工程では、前記配線部の表面と前記感光性透明樹脂膜表面とが実質的に同一平面となるように前記配線部を形成し、
   さらに、前記配線部を形成する工程の前に、前記感光性透明樹脂膜の表面を処理する前処理工程を含み、
   前記前処理工程では、前記感光性透明樹脂膜表面に撥水性又は撥インク性の配線形成補助層を形成し、前記配線部を形成する材料が前記配線形成補助層上に形成されるのを防止し、これによって、前記配線部を形成する材料が溝内に形成されるのを補助して、前記感光性透明樹脂膜に前記配線部が埋設された配線埋設型の基板を得ると共に、
   前記溝の横断面における最大幅をＷ１、最小幅をＷ２としたとき、前記溝内の配線部の最大配線幅ＷｉはＷ２≦Ｗｉ＜Ｗ１の関係にあり、かつ前記溝がテーパ状の断面形状を有することを特徴とする基板の製造方法。
2. 請求項１おいて、前記配線部を形成する材料の被着を補助する親水性又は親インク性の配線形成補助層を前記溝の底面に形成する前処理工程をさらに含むことを特徴とする基板の製造方法。
3. 請求項１又は２において、前記感光性透明樹脂膜はアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂及びエポキシ系樹脂からなる群から選ばれた樹脂を含んでいることを特徴とする基板の製造方法。
4. 請求項１又は２において、前記感光性透明樹脂膜はアルカリ可溶性脂環式オレフィン樹脂と感放射線成分とを含有する樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする基板の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、前記配線部を形成する工程は、前記溝に前記配線部を形成する導体を充填する工程であることを特徴とする基板の製造方法。
6. 請求項１において、前記撥水性又は撥インク性の配線形成補助層は、リフトオフ層又は撥水層であることを特徴とする基板の製造方法。
7. 請求項２において、前記親水性又は親インク性の配線形成補助層は、触媒層又は無電解めっき補助層であることを特徴とする基板の製造方法。
8. 請求項１において、前記溝内の配線部の最大配線幅Ｗｉにおける厚さをｔｉとし、前記感光性透明樹脂膜の厚さをｔ１及び前記溝の平均幅（（Ｗ１＋Ｗ２）／２）位置における前記感光性透明樹脂膜の厚さをｔ２としたとき、前記最大配線幅位置における厚さｔｉはｔ２≦ｔｉ≦ｔ１の範囲にあることを特徴とする基板の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、前記透明基体はガラス又はプラスチック材料によって形成されていることを特徴とする基板の製造方法。
10. 基板を請求項１〜９のいずれか１項の製造方法を用いて形成することを特徴とするフラットパネル表示装置の製造方法。

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