JPH04114491A

JPH04114491A - 電子回路パターンとその製法

Info

Publication number: JPH04114491A
Application number: JP23486890A
Authority: JP
Inventors: Naganari Matsuda; 修成松田; Toshio Uno; 宇野　利夫; Tadahito Kanaizuka; 唯人金井塚
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-04-15

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】（産業上の利用分野）本発明は、金属酸化物薄膜を用いた電子回路パターンに
関するものである。

（従来の技術）公知のように、基板或は、フィルム上に導電性薄膜を設
けて作られた電子回路パターンは、様々なエレクトロニ
クス商品に広く用いられている。

又、金属酸化物薄膜を電極として用いたものの代表的用
途としては、ガラス或は、プラスチック基材、高分子フ
ィルム上に透明かつ低抵抗な金属酸化物薄膜を付着させ
た透明導電膜があり、液晶デイスプレィ、ＥＬデイスプ
レィといったフラットデイスプレィや、銀行のＣＤなど
のタッチパネルや太陽電池等の透明電極、ブラウン管の
窓の透明静電、或は、電磁シτルド板、発熱体といった
電気、電子分野の用途に広く利用されている。

これらの電子回路パターン形成法としては、般に、スク
リーン印刷法や、フォトレジスト法等がとられている。

例えばエツチング法の場合、通常、全面的に設けられた
導電性膜の内、必要な部分を残し、その他の部分は溶解
し取り除くこと即ち、所定のパターンにエツチングをお
こなう。基板上に形成された導電性膜をエツチングする
方法としては、従来より、まず、導電性薄膜上に所定の
パターン状マスクを形成し、しかる後にエツチングし、
その後に剥離剤により、該パターン状にマスクを溶解除
去する方法が行われている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上のような従来の方法で、パターンを形
成するには、マスクを形成する工程、エツチングする工
程、マスクの剥離工程等が必要であり、これらに要する
時間、装置、設備類も大きく、かなり繁雑である。

また、従来法では、膜の材質によってエツチング法や条
件を選択する必要がある。例えば、酸化インジウム系透
明導電膜の場合には、塩酸、硝酸系のエツチング液でパ
ターン形成が容易にできるため電極用途への実用化が広
く進んでいる。しかし、酸化スズ系透明導電膜は、酸化
インジウム系に比べ、材料コストが安いため電極用途へ
の応用拡大が期待されているものの、化学的安定性が高
く、エツチング液としてもかなり強力なものか必要であ
る。そのため、エツチング条件の設定が難しく、パター
ン形成が極めて困難であることが知られている。

これらの点からも、材料による差が少ない、より簡便な
パターン形成方法が１工能な電子回路パターン及びその
製造方法が望まれていた。

（課題を解決するための手段）本発明は、基材と該基材上に設けられた金属酸化物薄膜
とから少なくとも構成され、該薄膜が低い表面抵抗値Ｒ
Ａを有する部分Ａと高い表面抵抗値Ｒｅを有する部分Ｂ
とでパターン化され、ＲＡ／　Ｒａが１／１００より小
さく、ＡとＢとは同一組成の金属酸化物からなることを
特徴とする電子回路パターンであり、基材上に、高い表
面抵抗値Ｒｅを有する金属酸化物薄膜を設け、該薄膜に
対して、パターン状に部分的にレーザーを照射し、照射
した部分のみを前記抵抗値Ｒ，のｌ／１００以下の抵抗
値ＲＡを有するパターン化された部分となす電子回路パ
ターンの製法である。

本発明の金属酸化物薄膜としては、通常、酸化すず（Ｓ
　ｎ　０２）、酸化インジウム（Ｉｎ２０：ｔ）、酸化
インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）或は酸化亜鉛（ＺｎＯ
）酸化チタ７（ＴｉＯ□）、ＣｄＩｎ２０４　　（ＣＩ
Ｏ）ｗ　ＣｃＬ　５ｎＯ４（ＣＴＯ）を挙げることがで
き、真空蒸着法、スパッター法、ＣＶＤ法、スプレー法
等により作成できる。これらの酸化物膜は、適当な作成
条件とすることで、実用可能な特性（表面抵抗数Ω／口
〜数にΩ／口、可視光透過率６０〜９５％）をもつ透明
導電膜とできることが知られている。

金属酸化物薄膜は、化学量論的定地であれば、高抵抗で
あるが、若干還元状態にある場合や、不純物を含む場合
には、良好な導電性を示すようになる。伝導は自由電子
によるもので、生成機構としては、酸素の欠乏（格子欠
陥）、金属イオン格子点の不純物金属イオンによる置換
、格子間の不純物金属イオンによるものと考えられてい
る。例えば酸化インジウム（Ｉｎ２０＊）の場合には通
常いくらか還元されており、Ｉ　ｎ２０３−２ｘの形に
なっている。この酸素の空格子は伝導バンドの下にドナ
ーレベルを形成し、電子をトラップする。

この酸素の空格子濃度が高くなると、不純物バンドを形
成し、伝導バンドとなり、導電性をもつ。

ここにドーパントとして、Ｓｎを２〜３０ｗｔ％程度添
加する事により、自由電子濃度が１０２０Ｃ■−３と高
くなり、１０−３〜１０−４ΩＣ■と更に低い抵抗値を
示すようになる。この膜は、自由電子による吸収を近赤
外から生じ、かつ基礎吸収端は紫外域にあるため、画境
にはさまれた可視域において透明になる。

本発明で用いる金属酸化物薄膜の特性としては、上記の
ような良好な導電特性、透光性を持つ必要はない。まず
、最初に付けておく膜としては抵抗の高い状態（例えば
、表面抵抗数十に０７口以上）であって、透光性につい
ては問わない。すなわち、金属酸化物薄膜の作製条件と
して、良好な特性を持つ範囲よりも酸化を進めることで
、酸素の空格子濃度を小さくし抵抗を高くしておく。ま
た、別の例としては金属から酸化膜への遷移状態、すな
わち、より酸化不足にしておく方法もある。金属酸化物
薄膜の作製法としては、真空蒸着法、スパンター法、Ｃ
ＶＤ法、スプレー法等何でも良い。

基板としては、通常のソーダガラス、石英ガラス、アル
ミナ等の各種セラミックス、或は、ＰＥＴ等のプラスチ
ック基体、高分子フィルム等が考えられ、特に限定する
ものではない。しかし、本発明の好ましい適用基材（基
板）としては有機高分子重合体であり、特に融点が３５
０℃以下のポリマーを主材とする基材である。

これらの材料に照射するレーザーとしては、アルコンレ
−ザー　Ｈｅ−Ｎｅレーザー　Ｈｅ−Ｃｄレーザー、ル
ビーレーザー　チッソレーザーＣ０２レーザー　ＹＡＧ
レーザ−ガラスレーザ、金属蒸気レーザー　エキシマレ
ーザ−等、特に限定するものではない。しかし、実用上
、波長域、出力、価格の点からは、アルゴンレーザーＹ
ＡＧレーザー等が好ましいといえる。

レーザーの出力の下限値としては、酸化物導電膜の導電
特性を改善、例えば、元の膜特性に対し１／１００以下
にするのに必要なパワーであり、史に、導電特性をある
範囲内に制御することも可能である。また、上限値とし
ては、基板材料が熱的に損傷を受けない範囲か望ましい
。又、パターンの１］」は、レーザー系の性能で決まり
最低数−程度から可能である。

上記のような、抵抗の高い金属酸化膜に対してレーザー
を所定の位置に照射すると、照射を受けた部分は抵抗が
低くなり、非照射部分との間に導電特性の差を持つ。レ
ーザースキャン、基板をのせたＸ−Ｙテーブルなどの制
御にコンピュタ−を用いることにより、照射部分のコン
トロールをおこなうことも可能である。更に回路パター
ンをコンピュタ−に入力し制御することや、ＣＡＤによ
り設計しながらパターン形成することも可能である。

（実施例１）ＰＥＴフィルムの上に、反応性スパッターによってＩＴ
ＯＭ（−８ｎ　　５ｗｔ％）を５０ＯＡの厚さに付ける
。この膜は、表面抵抗数ＭΩ／口以上、可視透過率８５
％と過酸化状態の材料特性をもつものであった。この膜
に対し、レーザーを照射した。この時のＹＡＧレーザー
の実効出力は３Ｗ１加工速度は０．５ｍ／ｍ１ｎ１スポ
ット径５０戸である。その結果、レーザー照射した部分
は、表面抵抗５００Ω／口、比抵抗率２．５×１Ｏ−３
０Ｃ■となり末照的部分に対し、１／１０４の小さな抵
抗値となった。又、可視透過率も８５％と透明性と導電
性を合わせもつ膜になった。このように、非照射部分と
の間に導電特性の差を持たせることで、ＰＥＴフィルム
上に透明電極の回路パターンが形成された。

（実施例２）ポリカーボネイト基板上に、反応性スパッター法によっ
てＩＴＯ膜（−Ｓ　ｎ　２０　ｗ　ｔ％）を５０ＯＡの
厚さに付ける。この膜は、表面抵抗的５０にΩ／口、可
視透過率３０％と酸化不足状態の材料特性をもつもので
あった。この膜に対しアルコンレーザーを照射した。こ
の時のアルゴンレーザーの実効出力は３Ｗ１加工速度は
０．５ｍ／ｍ１ｎｎ　スポット径２０戸である。その結
果、レーザー照射した部分は、表面抵抗５００Ω／口、
可視透過率６０％となった。非照射部分との間に導電特
性の差を持たせることで、ポリカーボネイト基板トに非
照射部分との間に導電特性の差は１／１００となり、金
属酸化膜の電極回路パターンが形成された。

（実施例３）石英ガラスの上に、反応性蒸着法によって５ｎ０２　　
（Ｓｂ　　５ｗｔ％）を１００ＯＡの厚さに付ける。こ
の膜は、表面抵抗１Ｍ０７口、可視透過率８５％と過酸
化状態の材料特性をもつものであった。この膜に対し、
エキシマレーザ−を照射した。この時のエキシマレーザ
−の実効出力は５Ｗ１加工速度は１．０ｍ／ｍｉｎ、ス
ポット径１５０戸である。その結果、レーザー照射した
部分は、表面抵抗ＩＫΩ／口、可視透過率８５％と透明
性と導電性を合わせもつ膜になった。その結果、石英ガ
ラス上に透明電極の回路パターンが形成された。

（発明の効果）金属酸化膜に対しレーザー照射することにより、護膜の
特定部分の導電特性を改善することによってつくられる
電子回路パターンにより、従来の方法で、必要であった
マスクを形成する工程、エツチングする工程、マスクの
剥離工程等が不要となり、これらに要する時間、装置、
設備類も必要なくなった。さらにコンピュタ−との連結
も可能となり、大幅に、省力化、簡略化が可能できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金属酸化物膜を用いた電子回路パタ
ーンの作成に使用される装置例の概略図。第２図は、その基板付近の拡大図。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基材と該基材上に設けられた金属酸化物薄膜とか
ら少なくとも構成され、該薄膜が低い表面抵抗値Ｒ＿Ａ
を有する部分Ａと高い表面抵抗値Ｒ＿Ｂを有する部分Ｂ
とでパターン化され、Ｒ＿Ａ／Ｒ＿Ｂが１／１００より
小さく、ＡとＢとは同一組成の金属酸化物からなること
を特徴とする電子回路パターン。
（２）基材上に、高い表面抵抗値Ｒ＿Ｂを有する金属酸
化物薄膜を設け、該薄膜に対して、パターン状に部分的
にレーザーを照射し、照射した部分のみを前記抵抗値Ｒ
＿Ｂの１／１００以下の抵抗値Ｒ＿Ａを有するパターン
化された部分となす電子回路パターンの製法。