JPH03194452A - 透明導電回路基板の欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、透明導電回路を有する回路基板の欠陥の有
無を簡便に検出する方法に関するしのであり、透明導電
回路基板の品質管理や開発研究用として育用である。

（ロ）従来の技術 従来から、透明導電回路を有する回路基板の回路的欠陥
の有無を検出する方法として、顕微鏡などにより拡大し
て肉眼で判定する方法、あるいは回路間の電気的導通も
しくは、抵抗をチエツクして判定する方法が行われてい
る。また、色素を用いた電着法により導通回路部分にの
み着色させ、導通部分と非導通部分の色のコントラスト
により、欠陥の有無を判定する方法も行われている（特
開昭６２−２５８４９０号公報）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、これら従来の方法においては、種々の問
題点があった。

例えば、肉眼による（あるいは、光学的手法による）方
法においては、透明導電回路が通常、透明基板上に形成
されており回路が形成された部分と形成されていない部
分の屈折率の差が小さいために、回路上の欠陥の有無を
検出するのが困難であり、また、回路が微細化されれば
される程、その検出は、益々困難になる。また、電気的
検出手法は、基本的には回路内の導通や隣接する回路間
の導通（短絡）を検査することにより行われるが、回路
が微細になる程、微細回路に適応したプローブの設計上
の技術的問題で困難となり、またＩｎ的に極めて高価な
ものとなる。

一方、電着法は、電気泳動法の一種であり、水あるいは
非水系の媒体中に、色素及び電荷付与剤を溶解らしくは
、微粒子状に分赦廿しめた液に、被検体である透明導電
回路基板及び対極を入れ電圧を印加さ仕、導通部分に色
素を電着させることにより行われる。このため、回路基
板の導通部の面抵抗は、２０Ω／口以下、印加電圧は、
数十ボルト以上必要であり、かつ、回路基板が大型にな
れば、さらに面抵抗の抵抗低化及び印加電圧の増大が不
可欠となるという不都合があった。さらに加え、電着さ
れた色素膜は、回路表面に強固に成膜しており、従って
検査後の洗浄が充分に行えず、回路基板に電気特性の低
下などの悪影響を及ぼす等の問題があった。

この発明はかかる問題点を解消すべくなされた乙のであ
り、ことに低電圧印加によってら着色を効率良く生じさ
せて回路の欠陥部位を簡便に判断でき、かつその着色層
の除去も検査後に容易に行うことができる透明導電回路
基板の欠陥検出方法を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、疎水性着色物質とこれを分
散するカオチン性基含有フェロセン誘導体とを含有する
水性電解質中で、透明導電回路を有する回路基板と対極
との間に電圧を印加して電解を行い、この電解によって
生じうる上記透明導電回路表面の着色パターンによって
、該透明導電回路の欠陥の判定を行うことからなる透明
導電回路基板の欠陥検出方法が提供される。

この発明は、疎水性着色物質（色素）を特定のフェロセ
ン誘導体によって水系媒体中にミセル分散してなる電解
質を用いて電解を行うことにより、低電圧印加において
欠陥部位の有無判断用の着色を効率良く生じさけろこと
ができるという事実の発見に基づくものである。

この発明に用いるカチオン性基含有フェロセン誘導体は
、着色物質を分散さ仕るミセル化剤として働く。かかる
カチオン性基含有フェロセン誘導体としては、アルキル
アンモニウム基を宵するフェロセン又はフェロセン置換
体が挙げられ、ことに第四級アンモニウム基を有するフ
ェロセン又はアルキル化フェロセンが好ましい。ここで
第四級アンモニウム基中の炭素数が少なすぎるとミセル
形成能が低く、多すぎるとそれ自体の溶解性が低く好ま
しくない。かかる点から炭素数４〜１６の第四級アンモ
ニウム基を有するフェロセン誘導体を用いるのがより好
ましく、炭素数８〜１４のものが最も好ましい。なお、
アルキルアンモニウム基にフェロセンやアルキル化フェ
ロセンが結合する態様は様々であり、大別してアルキル
アンモニウム基の主鎖の末端に結合したもの、主鎖の途
中に直接あるいはアルキル基を介して結合したもの、主
鎖中に組み込まれＲｂのなどの態様かあげられる。

かかるフェロセン誘導体の具体例としては、下記の一般
式（［）、　　（ｎ）、　　（ＩＩ［）及び（ＩＶ）で
表わされる化合物か挙げられ、これらは組合わけて使用
されてもよい。

ｅ Ｃ豫 （式中、Ｒ’、Ｒ’はそれぞれ水素または炭素数１〜４
（但し、後述の整数ｍを超えない）のアルキル基を示し
、Ｙ、Ｚはそれぞれ水素または置換基を示し、Ｘはハロ
ゲンを示す。またｍ、ｎはｍ≧０、ｎ≧０であり、かつ
４≦ｍ十ｎ≦１６を満たす整数を示す。） Ｆｅ Ｃ豫 （式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、Ｙ、Ｚは前記と同しく但し、
Ｒ’、Ｒ’の炭素数は、後述の整数りを超えない。）で
ある。まｆこ、ｈ、ｊ、には、ｈ≧０．ｊ≧０．ｈ≧Ｉ
てありかつ３≦ｈ−Ｉ−ｊ＋に≦１５を満Ｉコす整数を
示し、Ｐは０≦Ｐ≦に−１を満１こす整数を示す。） 〈叉２ （式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、Ｙ、Ｚは前記と同じ（但し、
Ｒ１、Ｒ２の炭素数は、後述の整数ｒを超えない。）で
ある。また、ｒ、ｓ、ｔは、ｒ≧Ｏ８≧Ｏ，ｔ≧１であ
りかつ４≦ｒ＋ｓ＋ｔ≦１６を満たす整数を示す。） （式中、 Ｒ’ Ｘ。

Ｓ　。

しは萌 記と同じである。

） 上記式（１）〜（ＩＩＩ）のフェロセン誘導体の代表例
として下式（Ａ）〜（Ｄ）の化合物が挙げられる。

一方、 この発明に用いる疎水性着色物質としては、水に対して
不溶性ないし難溶性てあり、しかもその分子かミセル内
に取り込まれ得るしの（即ち、ミセルに可溶な乙の）で
あれば各種のらのが使用可能であり、特に制限はない。

例えば、具体的にアゾレーキ系、不溶性アゾ系、フタロ
ンアニン系、キナクリドン系、ジオキサンン系、イソイ
ントリノン系、ヘリノン系、アントラキノン系、ペリレ
ン系及びコバルト系染料及びマンガン紫、群青、コバル
トブルー、セルリアンブルー、ビリジアン、エメラルド
グリーン、コバルトグリーン並びにこれら混合物を用い
ることができる。

この発明の水性電解質は、上記カチオン性基含有フェロ
セン誘導体と疎水性着色物質を水あるいは、水を主成分
とする水性媒体中に加えて混合撹拌することにより調製
でき、この水性媒体中には、その電気伝導度を調節する
ために必要に応じて支持塩（支持電解質）が加えられる
。この支持塩の添加量は、通常は上記カチオン性基含有
フェロセンのｌＯ〜３００倍程度の濃程度好ましくは５
０〜２００倍程度の濃程度目安とする。また、この支持
塩の種類は、ミセルの形成や電極への疎水性着色物質の
析出を妨げることなく、水性電解質の電気伝導度を調節
しうるちのであれば特に制限はない。具体的には、一般
に広く支持塩として用いられている硫酸塩（リチウム、
カリウム、ナトリウム、ルビジウム、アルミニウムなど
の塩）、酢酸塩（リチウム、カリウム、ナトリウム、ル
ビジウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム、アルミニウムなどの塩）が好
適である。また、水性電解質中の疎水性着色物質の濃度
は、とくに限定はされないか、通常０．５〜３０ｗし％
程度とするのが適している。また、カチオン性基含有フ
ェロセン誘導体の濃度は、上記疎水性着色物質をミセル
分散しうるに足る量であればよく、通常０．１〜ｌＯｗ
　ｔ％とするのが適している。

上記水性電解質の調製は、通常、水又は水性媒体中に、
上記のカチオン性基含有フェロセン誘導体、支持塩なら
びに疎水性着色物質を入れて、超音波、ホモジナイザー
又は、撹拌機等により充分に分散させてミセルを形成仕
しめ、その後必要に応じて過剰の疎水性着色物質を除去
することにより行うことかできる。

この発明において、検査対象となる透明導電回路基板と
対極とは、上記水性電解質中に浸漬され、この間に、透
明導電回路が陽極側、対極が陰極側となるように外部電
源から電圧が印加されて電解処理が行われる。ここで電
解処理は、水性電解質を静置状態で行ってらよく、撹拌
状態で行ってもよい。電解条件は、各種状況に応じて適
宜選定すればよいが、通常は液温０〜７０℃、好ましく
は２０〜３０６Ｃ１印加電圧０．０３〜ＩＶ、好ましく
０．１〜０．５Ｖとし、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ’以下
、好ましくは、５（１−３００μＡ　／　ｃｍ’とする
。

また、対象となる透明導電回路基板としては、ガラス又
はプラスチック基板上にＩＴＯ配線やＮＥＳＡ（アンチ
モンをドープした酸化錫）配線等の透明導電回路を備え
たしのが代表的である。

この発明の方法はかかる回路の面抵抗か２００Ω／口以
下のものに好適であり、１００Ω／口以下のものが好ま
しい。また、この基板は、パターニング化された上記透
明導電回路上に着色物質を電着できるように外部電源と
接続して電解処理に付される。かかる電解処理により陽
極では、フェロセンのＦｅｔ′がＦｅ３°となって、ミ
セルが崩壊し、疎水性着色物質の粒子（６００〜９００
人程度）が陽極上に析出する。

なお、陰極では、陽極で酸化されたＦｅ”がＦｅ’°に
還元されてもとのミセルに戻り、このミセル形成時に水
性媒体中に浮遊している疎水性着色物質が内部に取り込
まれろこととなる。ここで、透明導電回路は陽極とされ
るｆこめ、そのパターン中に断線等が生じていない場合
には、パターン面全体に着色が生じる。しかし、断線等
が生じていれば、そこに電解電位が付与されないための
着色が生じない。従って、着色パターンにより欠陥の有
無や部位を判定することが可能となる。

例えば、単純マトリックス駆動の液晶表示体用の電極は
、通常ガラス基板材料上に幅約１００〜４００μｍの透
明導電回路（ライン）が約２０〜５０μｍの間隔（スペ
ース）を置いて、ストライプ状に形成されているが、こ
れに電解処理を行うと、断線していれば、そのライン上
に着色しない部分が生じ、ストライプに欠陥を明示する
。

（ホ）作用 この発明での着色現象は、以下のようにして進行する乙
のと考えられる（第１図参照）。つまり、水性媒体に、
カチオン性基含有フェロセン誘導体１よりなるミセル化
剤と疎水性着色物質を加えて充分に混合撹拌すると、疎
水性着色物質２を内部にとり込んだミセル３が形成され
、これを電解処理するとミセル３が陽極５に引き寄せら
れて陽極上でミセル中のフェロセン誘導体が電子ｅ−を
失い（フェロセン中のＦｅ’″がＦｅ３°に酸化される
）、それとともにミセルが崩壊して着色薄膜を形成する
。一方、酸化されたフェロセン誘導体４は、陰極６に引
き寄せられて電子ｅ−を受は取り、再びミセルを形成し
、疎水性着色物質２を内部に取り込む。

このようなミセルの形成と崩壊が繰り返される過程で、
疎水性着色物質２の粒子が陽極上に着色薄膜として析出
する。

そして、ミセル状態を介しての電着ゆえに、低電圧印加
においてら、あるいは高抵抗回路においてら、効率良く
着色が行われて、着色後の電着膜も容易に除去できるし
のと考えられろ。

その結果、低電圧印加で着色物質を析出させることによ
り、非透明導電回路部分（ガラス基板材料）と透明導電
回路部分は識別は勿論、透明導電回路部において、非導
通部分（断線部分）と導通部分もしくは、短絡部分の有
無識別を極めて容易に行うことができる。

（へ）実施例 以下、実施例、比較例により本発明を説明する。

各実施例、比較例で使用した各材料は次のとおりである
。

■透明導電回路基板：厚さ１．１■、 幅２００ｕｍのＩＴＯ（１０００７口）回路をｉｏμｉ
ピッチ間隔で形成。

■対極 ステンレス製板、 厚８１．１ｚ、ｘ。

■カチオン性基含有フェロセン誘導体 ■疎水性着色物質 ■山陽色素社製：フタロンアニンブルー■バスフ社製・
ベリオゲンマリーン ■水溶性アクリル樹脂 日本油脂（株）社製：アクアＮｏ、６０００また、検査
評価は、下記の通りである。

■目視検査・・・・・目視により、導通回路部分の着色
を確認。

○・導通及び非導通部分の識別可。

△：色むらが有り、導通及び非導通部分の識別が困難。

Ｘ：導通及び非導通部分の識別不可。

■着色膜のハクリ状態・・・・・・透明回路上に、着色
膜を形成する前と形成後、ハクリをした部分で、透過率
、％の比較により、ハクリ状態を判断した。

Ｏ：透過率（％）の差が２％以内。

△：　　　　〃　　　　４％以内。

×、　　　　〃　　　　６％以内。

■検査（ｉ［解液）の安定性・・・・・・６ケ月間、室
温中で静置し、その後、光学顕微鏡（Ｘ　ｔｏｏ）で観
察した。

Ｏ・凝集物無し ×　凝集物有り く水性電解液の社製〉 １００ｃｃの水に支持塩としての硫酸リチウムを００２
モル溶かし、これにミセル化剤としてカチオン性基含有
フェロセン誘導体（Ａ）の化合物を０２ミリモル添加し
、超音波により分散さ仕ミセルを形成させた。次に、こ
のミセル溶液に疎水性着色物質■を０．２ミリモル加え
た後、超音波によりミセル中にこの着色材を取り込ませ
た。その後、過剰着色材をろ過により取り除くことによ
り、水性Ｎ解液を得た。また、この電解液はミセルの分
散安定性に優れ、半年間静置後においてら液中の凝集体
は認められなかった。

実施例１ 一部の回路のみを電源と接続して前記透明導電回路基板
を前記水性電解液中に浸漬すると共にステンレス板を対
極（陰極）として浸漬し、この間に１．ＯＶの直流電圧
を３０秒間印加した。

その後、基板を浴から取り出し、充分に水洗いした後乾
燥した。この基板の着色状態を目視で確認したところ、
あらかじめ、幅３ｘｍの銅テープで短絡させた部分にの
みに、着色し、導電部と非導電部が肉眼で識別できた。

上記、検査後、回路基板をイソプロピルアルコール、純
水中で各々５分間超音波洗浄を行っｆこところ、着色塗
膜は完全に除去された。

実施例２〜１４ 実施例２〜１４は、表−１に示したようにフェロセン誘
導体のみを変えた以外は、実施例１と同様な操作を行っ
た。

実施例１５〜１６ 実施例Ｉ５は、疎水性着色物質■を、実施例１６は、回
路基板とステンレス板の寸法を大きくし１こ以外は、実
施例１と同様な操作を行った。その結果、表−２に示す
ように各実施例において、導通回路上に着色された為、
非導通回路部との区別が肉眼で容易に識別でき、また着
色膜のハクリ状態及び検査液の完全性も良好であった。

（以下余白） 表−１ （以下余白） 表 ２（続き） 比較例１〜３ く電着液の作製〉 ５Ｑのステンレス容器に、水溶性アクリル樹脂１６０ｇ
、イオン交換水４００９、着色物質■５０９を仕込み、
撹拌を続けながらトリエチルアミン５９を添加した後、
ブチルセロソルブ５０ｇ、イソプロピルアルコール３ｇ
を加え、更にイオン交換水を２００ｇを加え、希釈し、
固形分濃度１１重量％の電着液を作製した。

比較例では、実施例で用いたミセル溶液の検査液のかわ
りに、従来の電着液を用いた。比較例１は、検査液を電
着液とした以外は全て実施例１と同条件で、比較例２は
、［ＴＯの面抵抗１直を２０Ω／口に、比較例３は、回
路基板及びステンレス板を大型サイズ（３０ｘ　３２ｃ
ｍ）とし、印加電圧を６０Ｖとした以外は、実施例１と
同条件で行った（表−３参照）。

その結果、表−４に示したように、比較例１〜３は、導
通回路と非導通回路上の識別が不可であり、着色膜のハ
クリ状態及び検査液の安定性に劣っていた。

（以下余白） 表−４ （ト）発明の効果 この発明の方法によれば、透明導電回路基板の導通部分
が高抵抗の対象物についても、また基板サイズが大型の
ものについても、低電圧の印加で導通部にのみ着色を行
うことができるため肉眼ての欠陥部分の検査が容易であ
り、検査後の着色膜の除去も簡便に行える。したがって
、この発明の方法は、光導電体、表示デバイス等の各Ｎ
電子部品の回路基板の欠陥の有無を検出するのに極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によって生じる着色機構を説明する
ためのモデル図である。 １・・・・・・アニオン性基含有フェロセン誘導体、２
・・・・・疎水性着色物質、３・・・ミセル、４・・・
・・酸化フェロセン誘導体、５・・・・陽極、６・・・
・・・陰極。 笥 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、疎水性着色物質とこれを分散するカチオン性基含有
   フェロセン誘導体とを含有する水性電解質中で、透明導
   電回路を有する回路基板と対極との間に電圧を印加して
   電解を行い、この電解によって生じうる上記透明導電回
   路表面の着色パターンによって、該透明導電回路の欠陥
   の判定を行うことからなる透明導電回路基板の欠陥検出
   方法。 ２、カチオン性基含有フェロセン誘導体が、第四級アン
   モニウム基含有フェロセン誘導体である請求項１の欠陥
   検出方法。 ３、カチオン性基含有フェロセン誘導体が、炭素数４〜
   １６の第四級アンモニウム基を有する請求項２の欠陥検
   出方法。