JPH05303916A - 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明導電膜配線基板の製造方法を乾式とし、
製造工程の簡略化を図る。 【構成】 (a)基板1にSiO2 層2を設ける。
(b)SiO2 層2の上に導電性黒膜3を形成する。
(c)導電性黒膜3を出力ホーン4から放出されるレー
ザーで加工し、(d)所望の配線パターンにカッティン
グする。(c)レーザーで蒸発した金属は真空吸引ヘッ
ド5が吸引する。(e)基板1を焼成して配線パターン
の導電性黒膜3を配化・結晶化させ、配線パターンの透
明導電膜6を得る。
製造工程の簡略化を図る。 【構成】 (a)基板1にSiO2 層2を設ける。
(b)SiO2 層2の上に導電性黒膜3を形成する。
(c)導電性黒膜3を出力ホーン4から放出されるレー
ザーで加工し、(d)所望の配線パターンにカッティン
グする。(c)レーザーで蒸発した金属は真空吸引ヘッ
ド5が吸引する。(e)基板1を焼成して配線パターン
の導電性黒膜3を配化・結晶化させ、配線パターンの透
明導電膜6を得る。
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101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。
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101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】本発明に係る透明導電膜
配線基板の製造方法は、基板の表面に金属薄膜を被着さ
せて透明導電膜を形成させる工程と、前記透明導電膜を
レーザーによってパターン加工する工程を有することを
特徴としている。
配線基板の製造方法は、基板の表面に金属薄膜を被着さ
せて透明導電膜を形成させる工程と、前記透明導電膜を
レーザーによってパターン加工する工程を有することを
特徴としている。
【0008】本発明に係る透明導電膜配線基板の他の製
造方法は、絶縁性と透光性を有する基板の表面にSnを
ドープしたIn金属を被着させて導電性黒膜を形成する
工程と、前記導電性黒膜をレーザーによって配線パター
ンに加工する工程と、前記基板を大気中で焼成して前記
導電性黒膜を透明導電膜に形成する工程を有することを
特徴としている。
造方法は、絶縁性と透光性を有する基板の表面にSnを
ドープしたIn金属を被着させて導電性黒膜を形成する
工程と、前記導電性黒膜をレーザーによって配線パター
ンに加工する工程と、前記基板を大気中で焼成して前記
導電性黒膜を透明導電膜に形成する工程を有することを
特徴としている。
【0009】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。
【0010】また、本発明によれば、配線パターンに加
工された前記導電性黒膜以外の基板上に絶縁層を形成し
た後に前記基板を大気中で焼成してもよい。
工された前記導電性黒膜以外の基板上に絶縁層を形成し
た後に前記基板を大気中で焼成してもよい。
【0011】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、レーザーが蒸発させた前記導
電性黒膜の金属を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、レーザーが蒸発させた前記導
電性黒膜の金属を除去手段で除去するようにしてもよ
い。
【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In2O3 金属のタブレッ
トを蒸着源とし、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、Snがドープさ
れたITO膜とIn金属の混合層である導電性黒膜3が
500〜1000Åの厚さに形成される。
O2 を3〜10%ドープしたIn2O3 金属のタブレッ
トを蒸着源とし、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、Snがドープさ
れたITO膜とIn金属の混合層である導電性黒膜3が
500〜1000Åの厚さに形成される。
【0015】ここで、前記導電性黒膜を大気雰囲気中で
加熱するとIn金属が酸化結晶して透明導電膜が得られ
るので、そのなかの不要部分をレーザーで蒸発させてパ
ターンを形成することも可能である。これに対し、透明
導電膜はレーザーの吸収効率が悪く、透明導電膜をレー
ザーで直接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。
加熱するとIn金属が酸化結晶して透明導電膜が得られ
るので、そのなかの不要部分をレーザーで蒸発させてパ
ターンを形成することも可能である。これに対し、透明
導電膜はレーザーの吸収効率が悪く、透明導電膜をレー
ザーで直接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】またレーザーの出力を大きくすると、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
層までレーザーが達してSiO2 層をも蒸発させて損傷
を与えてしまう恐れもあった。
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
層までレーザーが達してSiO2 層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膜が導電
性黒膜の段階でレーザー加工すれば、レーザーの吸収効
率も良好なので、低出力でレーザー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。
性黒膜の段階でレーザー加工すれば、レーザーの吸収効
率も良好なので、低出力でレーザー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
ていないので、導電性黒膜3中にあるIn金属の酸化は
防止され、従って導電性黒膜3がIn2 O3 の結晶とな
ることはない。即ち、この導電性黒膜3は、透過率の高
い透明なIn2 O3 中にIn金属やSn金属自体が含ま
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。この導電性黒膜3(ITO黒膜)
の赤外分光透過率は、図2に示すように1000nmで
28%であった。
ていないので、導電性黒膜3中にあるIn金属の酸化は
防止され、従って導電性黒膜3がIn2 O3 の結晶とな
ることはない。即ち、この導電性黒膜3は、透過率の高
い透明なIn2 O3 中にIn金属やSn金属自体が含ま
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。この導電性黒膜3(ITO黒膜)
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、前記導電性黒膜
3の不要部分をYAGレーザー(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、レーザーの入力パワーは小さくてよい。
3の不要部分をYAGレーザー(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】レーザーを用いたカッティングによって導
電性黒膜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と
の混合膜である導電性黒膜3は、Inが酸化して結晶化
し、図1(e)に示すように透明導電膜6の配線パター
ンになる。この透明導電膜6(透明ITO膜)の赤外分
光透過率は、図2に示すように1000nmで72%で
あった。
電性黒膜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と
の混合膜である導電性黒膜3は、Inが酸化して結晶化
し、図1(e)に示すように透明導電膜6の配線パター
ンになる。この透明導電膜6(透明ITO膜)の赤外分
光透過率は、図2に示すように1000nmで72%で
あった。
【0022】以上説明した一実施例では、レーザーで導
電性黒膜3をカッティングした後、直ちに焼成して透明
導電膜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導電
性黒膜3を除去し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導電
性黒膜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。
電性黒膜3をカッティングした後、直ちに焼成して透明
導電膜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導電
性黒膜3を除去し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導電
性黒膜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で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で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ITO黒膜
をカッティングするのでレーザーの出力を小さくするこ
とができ、ITO黒膜下にSiO2 薄膜があってもこれ
を損傷することがない。
をカッティングするのでレーザーの出力を小さくするこ
とができ、ITO黒膜下にSiO2 薄膜があってもこれ
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ITO黒膜の赤外分光透過率を
示すグラフである。
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 導電性黒膜 5 除去手段としての真空吸引ヘッド 6 透明導電膜
【手続補正書】
【提出日】平成5年5月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】 レーザーを用いたカッティングによって
導電性黒膜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I
nとの混合膜である導電性黒膜3は、Inが酸化して結
晶化し、図1(e)に示すように透明導電膜6の配線パ
ターンになる。この透明導電膜6(透明ITO膜)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200〜300オングストロ
ーム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導電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。
導電性黒膜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I
nとの混合膜である導電性黒膜3は、Inが酸化して結
晶化し、図1(e)に示すように透明導電膜6の配線パ
ターンになる。この透明導電膜6(透明ITO膜)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200〜300オングストロ
ーム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導電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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (5)
- 【請求項1】 基板の表面に金属薄膜を被着させて透明
導電膜を形成させる工程と、前記透明導電膜をレーザー
によってパターン加工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】 絶縁性と透光性を有する基板の表面にS
nをドープしたIn金属を被着させて導電性黒膜を形成
する工程と、前記導電性黒膜をレーザーによって配線パ
ターンに加工する工程と、前記基板を大気中で焼成して
前記導電性黒膜を透明導電膜に形成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3】 前記基板が、表面にSiO2 を被着させ
たガラス基板である請求項1又は2記載の透明導電膜配
線基板の製造方法。 - 【請求項4】 配線パターンに加工された前記導電性黒
膜以外の基板上に絶縁層を被着した後に前記基板を大気
中で焼成する工程を有する請求項1記載の透明導電膜配
線基板の製造方法。 - 【請求項5】 前記配線パターンを加工する工程におい
て、レーザーが蒸発させた前記導電性黒膜の金属を除去
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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