JPH06180443A - 基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板素材を加熱しないで酸化亜鉛膜を形成し
て、加熱に弱い性質を有する基板素材を含めてあらゆる
種類の基板素材に対して電気導体パターンを形成するこ
とができ、強度劣化を起こすことがなく、しかも金属膜
へのクラックの発生を確実に防止して、電気導体パター
ンの導通不良の発生を皆無とさせることのできる基板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。。 【構成】 表面に酸化亜鉛膜２を介して電気導体パター
ン４が形成されている基板５において、前記酸化亜鉛膜
２はその軸配向状態が（００２）を１としたときに、こ
れ以外の軸が（００２）に対して１０％以上含まれてい
る組成とされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気導体パターンが形
成されている基板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の基板は各種の電子機器
の基礎材料として広く利用されており、例えば液晶表示
装置、発光素子アレイ装置、フレキシブルプリントサー
キット等に利用されている。

【０００３】従来の基板は、ガラス板、ポリイミドシー
ト、樹脂板、樹脂シート等の基板素材に電気導体パター
ンを形成して構成されている。

【０００４】電気導体パターンの材質は銅等の導電性金
属からなり、多くは前記基板素材に触媒化処理を施し、
その上に無電解メッキ法等により形成されている。

【０００５】しかしながら、前記製造方法においては、
金属層と基板素材との密着力は、触媒化処理による基板
の粗化によって達成されるため、基板を平坦な状態に保
つことができない。このため、表面粗化後には、数十μ
ｍのサイズで不純物が溶解した跡の欠陥が残り、ミクロ
ン級の微細金属パターン形成が不可能であった。

【０００６】このような不都合を解決する手法として、
基板表面を滑らかなまま利用でき、理論的には１μｍ程
度まで微細加工が可能なスプレイパイロリシス法で成膜
した酸化亜鉛薄膜を利用したメッキ法が提案されてい
る。

【０００７】このスプレイパイロシス法においては、前
記基板素材をホットプレート上に置いて３００℃〜４０
０℃程度に加熱し、その基板素材の上に温度が室温程度
の酢酸亜鉛のエタノール溶液を窒素ガスをキャリアとし
てスプレイノズルを用いて噴霧する。これにより、基板
素材上において溶液が熱分解して酸化亜鉛膜が形成され
る。その後、酸化亜鉛膜が形成された基板素材を塩化パ
ラジウム溶液中に浸漬して触媒処理し、金属パラジウム
を酸化亜鉛膜上に析出させ、その上に電気導体パターン
を無電解メッキ法等により形成する。

【０００８】前記のようにして形成された酸化亜鉛の結
晶の配向状態は、図９に示すように、（００２）に配向
しており、しかも、この酸化亜鉛膜を用いたメッキ被膜
は密着力の高いものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
プレイパイロシス法には、電気導体パターンの基板素材
に対する密着力は大きく向上するという利点は有るが、
次のような不都合を有している。

【００１０】例えば、３００℃〜４００℃程度に加熱に
耐え得ない基板素材（例えば、樹脂膜等）を用いる基板
には適用することができない。３００℃〜４００℃程度
に加熱された基板素材に対して、温度が室温程度の酢酸
亜鉛のエタノール溶液を噴霧するため、基板素材の温度
が不均一になってしまい、形成される酸化亜鉛の膜厚も
不均一なものとなってしまう。また、基板素材は３００
℃〜４００℃程度に加熱された後に室温程度に冷却され
るために、表面に熱疲労が発生し、基板自体の強度が劣
化し、更に、金属膜にクラックが発生し、電気導体パタ
ーンの導通不良を誘発してしまう等の致命的な不都合が
有った。

【００１１】従って、前記スプレイパイロシス法に従っ
て製された基板を基礎部材として用いた電子部材等にも
同様の不都合が発生するものであった。

【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、基板素材を加熱しないで酸化亜鉛膜を形成し
て、加熱に弱い性質を有する基板素材を含めてあらゆる
種類の基板素材に対して電気導体パターンを形成するこ
とができ、強度劣化を起こすことがなく、しかも金属膜
へのクラックの発生を確実に防止して、電気導体パター
ンの導通不良の発生を皆無とさせることのできる基板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明の基板は、表面に酸化亜鉛
膜を介して電気導体パターンが形成されている基板にお
いて、前記酸化亜鉛膜はその軸配向状態が（００２）を
１としたときに、これ以外の軸が（００２）に対して１
０％以上含まれている組成とされていることを特徴とす
る。

【００１４】請求項２、請求項３および請求項４には、
前記基板を有する液晶表示装置、発光素子アレイ装置お
よびフレキシブルプリントサーキットが記載されてい
る。

【００１５】請求項５に記載の基板の製造方法は、基板
を非加熱状態に保持し、その表面に酸化亜鉛膜をスパッ
タリング法により形成し、その酸化亜鉛膜の上に電気導
体パターンを形成したことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、酸化亜鉛膜は基板を加熱しな
い状態においてスパッタリング法により形成するもので
あるために、加熱に弱い性質を有する基板素材を含めて
あらゆる種類の基板素材に対して電気導体パターンを形
成することができ、強度劣化を起こすことがなく、しか
も金属膜へのクラックの発生を確実に防止して、電気導
体パターンの導通不良の発生を皆無とさせることのでき
る基板が得られる。

【００１７】従って、この基板を用いた液晶表示装置、
発光素子アレイ装置およびフレキシブルプリントサーキ
ットは極めて特性のよいものとなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図３、およ
び図５から図８について説明する。

【０００９】図１は本発明の基板の製造方法を工程順に
示している。

【００２０】図１により本発明方法および基板を説明す
る。

【００２１】先ず、図１のａに示すように、基板として
利用される電子部材の性質に対応した電気導体パターン
を形成するための基板素材１を用意する。本実施例にお
いては、ガラス板を基板素材１として用意する。

【００２２】次に、図１のｂに示すように、基板素材１
を室温（例えば、５０℃以下）に保持したまま、その表
面にスパッタガスとしてアルゴンガスのみを用いて酸化
亜鉛膜２をスパッタリング法により形成する。

【００２３】次に、図１のｃに示すように、酸化亜鉛膜
２の表面に塩化パラジウム溶液により触媒処理を施し
て、同拡大図に示すように、パラジウムイオン３を酸化
亜鉛膜２の表面部分に吸着させる。

【００２４】次に、図１のｄに示すように、触媒処理さ
れた酸化亜鉛膜２の表面に金属パターンを形成する金属
部４として銅を無電解メッキする。

【００２５】このように形成された金属部４のパターン
ニングは、金属部４を形成した後に行なったり、酸化亜
鉛膜２を予めパターンニングすることにより行なうよう
にしてもよく、更に、そのパターンニングの方法は公知
の方法より適切な方法を選択して適用するとよい。そし
て、パターンニングが終了することにより、基板５が形
成される。

【００２６】本実施例方法により形成された基板５おい
ては、基板素材１を室温程度に保持してスパッタリング
法により酸化亜鉛膜２を形成するものであるために、加
熱に耐え得ない基板素材１に対しても酸化亜鉛膜２を形
成することができる。しかもその酸化亜鉛膜２は温度変
化の無い状態に保持して形成される。更に、表面に熱疲
労が発生したり、基板自体の強度が劣化したり、金属部
５にクラックが発生し、電気導体パターンの導通不良を
誘発してしまうことが皆無となる。そのうえ更に、図２
に示すように、酸化亜鉛の結晶の配向状態は、（００
２）の他に（１０１）等にも配向しており、前記スプレ
イパイロリシス法に比較して酸化亜鉛の結晶の配向方向
が多い。なお、表１に本実施例の方法により形成した酸
化亜鉛膜の軸配向状態を、他の方法で形成したものと比
較して示す。

【００２７】 また、酸化亜鉛膜２の触媒処理の際には、塩化パラジウ
ム溶液内に溶解する酸化亜鉛の量は、結晶の配向性によ
り異なるために、酸化亜鉛膜２の表面は前記表１に示す
基板を加熱した状態でスパッタ法により成膜したものに
比較して荒れた状態となる。従って、その荒れた酸化亜
鉛膜２の表面に析出される金属パラジウムの量も多くな
り、金属パラジウムのアンカ作用により金属部４の密着
力も前記スプレイパイロリシス法による場合とほぼ同一
若しくはそれ以上となる。このことは、図３に示す本実
施例の酸化亜鉛膜の断面を示す２万倍（傾斜角６０度）
の拡大写真は、図４に示す前記スプレイパイロリシス法
によって形成された酸化亜鉛膜の断面を示す２万倍（傾
斜角６０度）の拡大写真と構成がほぼ同一であることか
らも判る。

【００２８】図５および図６は本発明の基板を液晶表示
装置に適用したものである。

【００２９】図５は基板部の製造工程を示している。

【００３０】先ず、図５のａからｂに示すように、基板
素材としてのガラス基板１１を洗浄して、その表面にＳ
ｉＯ_２等からなるパッシベーション膜１２を形成する。

【００３１】次に、図５のｃに示すように、パッシベー
ション膜１２の表面に前記実施例と同様にして酸化亜鉛
膜１３を形成する。

【００３２】次に、図５のｄに示すように、フォトリソ
工程により酸化亜鉛膜１３をパターンニングし、表示部
分以外（駆動素子実装部分）の酸化亜鉛膜１３のみ塩化
パラジウム溶液により触媒化処理を施す。

【００３３】次に、図５のｅに示すように、無電解銅メ
ッキにより銅からなる金属部を形成して、電気導体パタ
ーン１４を形成する。

【００３４】次に、図５のｆに示すように、表示部分の
酸化亜鉛膜１３の表面に絶縁膜１５、配向膜１６を順に
形成する。

【００３５】次に、図５のｇに示すように、駆動素子１
７を半田ボールを使用したフリップチップ方式により、
電気導体パターン１４上に実装する。

【００３６】次に、図５のｈに示すように、配向膜１５
の上にスペーサ１８を散布する。

【００３７】これにより液晶表示装置に用いられる基板
１９の製造が終了する。

【００３８】その後、基板１９の表示部分には、別個に
製造されいるカラーフィルタ基板２０が適宜な方法によ
り装着されて、全体としては図６に示すように、形成さ
れる。

【００３９】このように形成された液晶表示装置におい
ては、基板１９が前記実施例と同様の効果を奏するとと
もに、更に、基板１９上に直接駆動素子１７を実装する
ので、液晶表示装置自体を小型軽量に形成することがで
き、透明導電膜上に銅をメッキして電気導体パターン１
４を形成しているので、透明導電膜だけの電気導体パタ
ーンに比較して電圧降下が少なく、また、直接駆動ＩＣ
をガラス基板にフリップチップ実装することが可能とな
る。

【００４０】なお、本発明の前記実施例において、酸化
亜鉛膜を画像表示用電極に用いる場合、酸化亜鉛のシー
ト抵抗を低減するために、酸化亜鉛以外に例えばアルミ
ニウム等を同時にスパッタする等の配慮を行なうことが
より好ましい。

【００４１】図７は本発明の基板を発光素子アレイ装置
に適用したものである。

【００４２】図７は発光素子アレイ装置の製造工程を示
している。

【００４３】先ず、図７のａからｂに示すように、基板
素材としてのガラス基板２１の表面に前記実施例と同様
にして酸化亜鉛膜２２を形成する。

【００４４】次に、図７のｃに示すように、フォトリソ
工程により酸化亜鉛膜２２をパターンニングし、続いて
図７のｄに示すように、酸化亜鉛膜２２のみ塩化パラジ
ウム溶液により触媒化処理を施す。

【００４５】次に、図７のｅに示すように、無電解銅メ
ッキにより銅からなる金属部を形成して、電気導体パタ
ーン２３を形成する。

【００４６】これにより発光素子アレイ装置に用いられ
る基板３０が形成される。

【００４７】次に、図５のｆに示すように、電気導体パ
ターン２３の表面にニッケル２４、金２５からなる腐食
防止層を順に無電解メッキする。

【００４８】次に、図７のｇに示すように、電気導体パ
ターン２３の上に感光性ポリイミド２６を塗布し、フォ
トリソ方法により導体保護層を形成する。

【００４９】次に、図７のｈに示すように、電気導体パ
ターン２３の上にフリップチップ方式により、ベアチッ
プ状の発光素子２７および駆動素子２８を実装する。

【００５０】次に、図７のｉに示すように、樹脂２９に
よりベアチップ状の発光素子２７および駆動素子２８を
封止する。

【００５１】これにより発光素子アレイ装置の製造が終
了する。

【００５２】このように形成された発光素子アレイ装置
においても、基板３０が前記実施例と同様の効果を奏す
るとともに、更に、金属膜の密着力を大きくさせるため
のガラス基板２１の表面を荒らす必要がないために、光
の散乱が発生することがないので、発光素子アレイ装置
の光学特性を劣化させることなく電気導体パターン２３
を形成することができる。

【００５３】図８は本発明の基板をフレキシブルプリン
トサーキットに適用したものである。

【００５４】図８は基板部の製造工程を示している。

【００５５】先ず、図８のａからｂに示すように、基板
素材としての樹脂フイルム３１を予め湾曲させた状態で
装置に取り付け、その表面を酸素プラズマによりアッシ
ング処理を行なう。

【００５６】次に、図８のｃに示すように、前記各実施
例と同様に樹脂フイルム３１の表面に酸化亜鉛膜３２を
形成する。この際、樹脂フイルム３１が数十℃温度上昇
したが、樹脂フイルム３１を予め湾曲させていたため
に、図８のｄに示すように、樹脂フイルム３１はその湾
曲を戻すように変形し、平坦な形状とされた。

【００５７】次に、図８のｅに示すように、フォトリソ
工程により酸化亜鉛膜３２をパターンニングし、続いて
酸化亜鉛膜３２のみ塩化パラジウム溶液により触媒化処
理を施す。

【００５８】次に、図８のｆに示すように、無電解銅メ
ッキにより銅からなる金属部を形成して、電気導体パタ
ーン３３を形成する。

【００５９】これによりフレキシブルプリントサーキッ
トに用いられる基板３４が形成される。

【００６０】このようにして形成された基板３４には、
その後、表面の絶縁加工や、小孔の穿設等が施される。

【００６１】これによりフレキシブルプリントサーキッ
トの製造が終了する。

【００６２】このように形成されたフレキシブルプリン
トサーキットにおいても、基板３４が前記実施例と同様
の効果を奏するとともに、更に、単に酸化亜鉛膜３２を
スパッタリング法により形成すると、樹脂フイルム３１
が湾曲して使用に耐えないものであるが、本実施例にお
いては、その湾曲量を予測して予め湾曲させて酸化亜鉛
膜３２を形成するものであり、平坦なフレキシブルプリ
ントサーキットを容易に形成することができる。

【００６３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。

【００６４】

【発明の効果】このように本発明の基板およびその製造
方法は、構成され作用するものであるから、基板素材を
加熱しないで酸化亜鉛膜を形成して、加熱に弱い性質を
有する基板素材を含めてあらゆる種類の基板素材に対し
て電気導体パターンを形成することができ、強度劣化を
起こすことがなく、しかも金属膜へのクラックの発生を
確実に防止して、電気導体パターンの導通不良の発生を
皆無とさせることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の製造方法の行程を示す説明図

【図２】本発明の基板の製造方法によって製造された酸
化亜鉛膜の結晶の配向状態を示す線図

【図３】本発明の基板の製造方法によって製造された酸
化亜鉛膜の結晶構造を示す金属組織部分の顕微鏡写真

【図４】従来のスプレイパイロシス法によって製造され
た酸化亜鉛膜の結晶構造を示す金属組織部分の顕微鏡写
真

【図５】本発明の基板を液晶表示装置に適用した場合の
１実施例を示す基板の製造方法の行程を示す説明図

【図６】液晶表示装置概略斜視図

【図７】本発明の基板を発光素子アレイ装置に適用した
場合の１実施例を示す基板の製造方法の行程を示す説明
図

【図８】本発明の基板をフレキシブルプリントサーキッ
トに適用した場合の１実施例を示す基板の製造方法の行
程を示す説明図

【図９】従来のスプレイパイロシス法によって製造され
た酸化亜鉛膜の結晶の配向状態を示す線図

【符号の説明】

１ 基板素材 ２、１３、２２、３２ 酸化亜鉛 ５、１９、３０、３４ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 勝美 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式 会社内 (72)発明者 友寄 壹 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式 会社内 (72)発明者 井口 弘文 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式 会社内 (72)発明者 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710−５ (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区小菅ヶ谷町2000−10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に酸化亜鉛膜を介して電気導体パタ
   ーンが形成されている基板において、前記酸化亜鉛膜は
   その軸配向状態が（００２）を１としたときに、これ以
   外の軸が（００２）に対して１０％以上含まれている組
   成とされていることを特徴とする基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板を有することを特
   徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板を有することを特
   徴とする発光素子アレイ装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板を有することを特
   徴とするフレキシブルプリントサーキット。
5. 【請求項５】 基板を非加熱状態に保持し、その表面に
   酸化亜鉛膜をスパッタリング法により形成し、その酸化
   亜鉛膜の上に電気導体パターンを形成したことを特徴と
   する基板の製造方法。