JPS58113376A - 導電性薄膜のエツチング方法 - 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】 本発明は導電性薄膜のエツチング方法に関するものであ
り、従来のフォトレジスト法や、シルクスクリーン印刷
法にくらぺて着しく、エツチングプロセスを簡略化した
ものである。

従来基板上に導電性薄膜を形成した材料としてはガラス
板やフィルム上に金中アルミニウムなどの金属薄績を設
けたもの及び酸化スズ又は酸化インジウム等の金属酸化
物薄膜を設けたものが知られている。これらの材料はそ
の構成から表面導電性を有する。さらに金属薄膜ヤ金属
酸化物の薄膜を蒸着したようなものには、透明性を有す
る材料も含まれておりネガガラスや透明導電性フィルム
として知られている。

こりような表面導電性を有する材料はその導電性を利用
した用途、例えばフレキシブルサーキット、帯電防止、
電磁シャヘイ、タッチパネルや面状発熱体に利用され、
％に透明導電性を有する材料は、その他に透明導電性を
必要とする用途、例えば液晶ディスプレー用電極、電場
発光体用電極、光導電性感光体用電極等のエレクトロニ
クスの分野に広く利用されている。

これらの用途には表面導電性を有する材料がそのまま後
加工なしで利用されるケースは少く、用途によって必要
なパターンに導電部分がエツチングされたり、導電ペイ
ントや保繰コート被膜が導電面Ｋｍ布されたり、粘着剤
や接着剤が導Ｗ面中非導電面Ｋｐｍ布される。本発明は
この表面導電性を有する、基板上べ導電性薄膜が形成さ
れた材料の導電性薄膜部分を用途によつ【必要なパター
ンにエツチングする方法に圓する。

従来、基板上に形成された導電性薄ｍをエツチングする
方法としては、フォトレジスト法やスクリーン印Ｊｌ！
ＩＩ法によって、要望するパターンな得るため導電性薄
膜表面にマスクを形成し、しかる後エツチングする方法
等、基本的にはマスクな導電性表向に形成する方法がと
られてきた。

フォトレジスト法によつ″ｃ−ｆスクを形成した後エツ
チングする方法は、ＸＣ等の電子囲路を形成する方法に
利用されているものであり、スクリーン印刷法によって
マスクを形成した後エツチングする方法は鋼張積層板等
の材料で電極を形成するためのエツチング方法に利用さ
れているものである。

フォトレジスト法を峰細に説明すると、まず元感元性樹
脂層を導電性表向に塗布やラミネートによって積層し、
次に該層を紫外線等で側光する。これによりパターン部
分が架構し、浴剤に小路となるので非架橋部分つみを浴
剤でｍ解して取り去ったｔｋ浴剤をＥｍｕてマスクな形
成する。次にエツチング液に浸漬するかエツチング液を
噴射して、マスクが形成されてない部分の導電性薄膜を
除去し、水洗し乾燥する。そしてＩＩｋ債にマスクを膨
潤する溶剤に浸漬し、マスクを除去し、溶剤を乾燥して
エツチングが終了し、要望するパターンが得られる。こ
のように驚くべきほど多くの工程な必要とする。

シルクスクリーン法の場合は、パターン状ニインク等の
マスク材料を印刷するためのシルクスクリーンを作成し
た後、シルクスクリーンな介してマスク材料を導電性表
面に印刷し、乾燥してマスクを形成する。以後の１梶は
フォトレジスト法と同じであり、やはり多くの工程が必
要である。シルクスクリーン法はマスクを短時間で大Ｊ
ＩｔＫ導電性表面に形成することができるので、フォト
レジスト法に較べてエツチングコストの低減に寄与する
が、以後の工程が長いのでエツチングコストはまだまだ
割高である。

本発明省らはこのような従来のフォトレジスト法やスク
リーン印刷法のような複雑な導電性ＩＩＩｍのエツチン
グ方法を改良し、量率でエツチングコストの低減を達成
するエツチング方法を鋭意検討した結果、従来より使用
されている公知のエツチング液が増粘により塗工可能と
なり、しかもこの増粘されたエツチング液を例えばシル
クスクリーンを介して直接、導電性薄膜に塗工し、しか
る研簡単な水洗等で所望のパターンにエツチングできる
◆を見いだし本発明を完成した。

即ち、本発明は、基板上に形成された導電性＊ｍをｓ　
１０　ｏｐｓ以上に増粘されたエツチング液を皺工する
◆により、エツチングすることを％倣とする導電性薄膜
のエツチング方法である。

本発明においては上述の如く基本的にマスクが不必要で
あるので、マスクを形成し除去することに関するすべて
の工程が省略でき、エツチング液根が極端に簡単となり
、エツチングコストが非常に低減される。

以下本発明を好１ＩＩＩＫ説明する。本発明の導電性薄
膜としては基板上に形成された厚みｓ、ｏｏ。

ム以下の導電層が好ましい。ｓ、ｏ　ｏ　ｏム以上だと
本発明のエツチング方法ではエツチングに時間がかかり
すぎる。そして導電性薄膜の材料としては、各種金属例
えばアルξニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、タンタル、鋼
、金、銀、コバルト等の金属や酸化スズやインジウムス
ズ酸化物などの金属酸化物及びヨク化銅や窒化チタン等
のその他の導電性材料が挙げられる。

基板上に導電性薄膜を形成する方法としては、蒸着法、
化学メッキ法、電気メツキ法や化学コーティング法及び
それらの組合せ方法のいずれも可能であるが、形成され
た薄膜の均一性、製造の容易性及び基板と導電性薄膜と
の接層性から蒸着法が適している。蒸着法としては真ｇ
！蒸着法、ＲＦ及びＤＣスパッタリング法、反応性スパ
ッタリング法やイオンブレーティング法等があるが、形
成する導電性薄膜の材質及び導電性薄膜に要求される物
性や製造コストの観点から適宜好ましい蒸着法が選定さ
れる。

又導電性薄膜には必要に応じてアンカーコーティング層
あるいはトップコーチイングツ曽があっても良い。

本発明の導電性薄膜の基板としては、導電性薄−の形成
及びエツチングに耐えられるものなら例でもよく、有機
系高分子基板、無機系基板中紙及びそれらの複合酸履物
のいずれも使用できる。有機系高分子基板としては例え
ば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナ
フタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、
スチレン樹脂、ムＢ８樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチ
レン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱町−性樹脂、エ
ポキシ樹脂、ケイ本樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジ
アリルフタレート４ＩｌＩＪＩ＆、フェノールｗ腫、原
本樹脂などの熱硬化樹脂などを挙げることができる。無
愼糸基板としては、伺えばソーダガラス、ホウ珪酸ガラ
ス、珪酸ガラスなどのガラス質のもの、アルばす、マグ
ネシア、ジルコニア、シリカ糸などの陶磁器さらに金属
酸化物および各種化合物半導体などでも良い。

次に本発明における増粘されたエツチング液をＩＩＩｊ
ＩｉＩする方法につい【述べる。エツチング液は一般に
水溶液であることを利用して増粘するために、■水浴性
高分子をエツチング液に溶解させる方法、■水系のエマ
ルジョンをエツチング液に添加する方法、■無機中有機
及び高分子の微小粒子をエツチング液に加える方法及び
これらの方法を併用する方法等がある。

■の水溶性高分子としては、カルボキシメチル＊　）ｋ
　Ｏ）Ｃ、ハイドロオキシエチルセルロース、でんぷん
等のセルロース系高分子及びポリアクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、水浴性す・イロン等の合成高分子等が挙
げられる。これらをエツチング液に溶解した場合、分子
状に溶解するとともに増粘効果が大きく、エツチング液
の粘度をかなり大きく増大することができる。従って、
水浴性高分子で増粘されたエツチング液を用いて端書き
法やシルクスクリーン法で導μ性薄編を容易にしかも微
細なパターンにエツチングすることが可￥１ヒであり、
この方法が最も好ましい。

■の水系のエマルジョンとしては、ノニオン糸、カチオ
ン系中アニオン系等が挙げられ、はとんどすべての合成
高分子をエマルジョン化したものが用い得る０例えば食
品包装に用いられるポリビニリデンクｃＩライドのエマ
ルジョンー粘着剤として用いられるアクリル系粘着剤の
エマルジ１ン、ゴム系粘着剤のエマルジョンや合成高分
子としてのム暴Ｓのエマルジョン等がある。これらの水
系のエマルシヨンは粒子が小さいものが好ましく筆書き
法中シルクスクリーン法で導電性薄膜に塗工できエツチ
ングできる。

しかし、一般に、エツチング液の粘度をあまり大きくで
きないこと、エマルジョンの粒子が分子の集合体である
のであるｌ１ｉｌＬの大きさをもつため、エツチング液
の塗布条件に注意が必要でしかも、倣爾なパターンのエ
ツチングが―しく■の水溶性高分子で増粘されたエツチ
ング液を使用した方法に比べると中中劣る。

■の無機中有機及び高分子の微小粒子でエツチング液を
増粘する方法に関しては増粘効果が少く、粒子が大きい
場合シルクスクリーン法を用いることができず微細なノ
（ターンのエツチングが離しい、しかし暗書き法を用い
て導電性薄膜を簡単なパターンにエツチングする等には
有効である。

なお前述の■〜■は併用することもｑ１１！である。

本発明における増粘を總されるエツチング液は伺えば、
王水中塩酸の水溶液等の強酸、チオ硫酸中酢酸の水溶液
等の弱酸、苛性ソーダ中苛性カリの水溶液等の強塩基、
硫化ナトリウムや！ｌ！憾酸ソーダの水溶液等の弱塩基
、ＮＩＬｃｌ！やＩＩ等の強酸と強塩基の塩の水溶液、
又、塩化第二鉄等の酸化剤の酸性水瘍液等の酸化還元剤
の水＃液等があり、一般に無機の水溶液が用いられてい
る。これらのエツチング液はエツチングされる導４性薄
偵の種類によって適宜選定される。例えば、金薄膜の場
合、王水、塩酸の水溶液、アルカリ金部の水酸化物の水
溶液やアルカリ金属の誠化物等がエツチング液として用
いられる。鋼薄膜には硝酸の水＃Ｉ液が、銅薄膜には硫
酸の水浴液が、アルミニウムには苛性ソーダの水溶液が
エツチング液として用いられる。又インジウム−スズ酸
化物の場合、塩酸の希薄溶液や塩化ａＩ２鉄の酸性水浴
液が用いられる。

前述の方法により増粘されたエツチング液の粘度は１０
　ｏｐｍ以上が必要であり、そのために、水浴性高分子
等の添加量が選択される。又、好ましくは１００　ｏｐ
ｓ以上に増粘すると嫁書き法やスクリーン印刷法等で容
易に導電性薄膜に塗布して、ＪＲ望するパターンにエツ
チングできる。

１００９１未満だと筆書き法やシルクスクリーン法で塗
布してもエツチング液が處動変形してＩＩｌ望するパタ
ーンに導電性薄膜をエツチングできない。

エツチング液の粘度が大きくなるとまず筆書き法で塗布
することができな（なるが、その場合でもシルクスクリ
ーン法でスキージを用いて温布が可能でしかもＩＩｌ、
望するパターンに導電性薄膜をエツチングすることが可
能でやる。エツチング准がかなり高粘度になり、構造粘
性をもつよ５になっても導電性薄膜をエツチングできる
ので増粘されるエツチング液の敢為の粘度に限定はない
。しかし、粘度の増大とともにか加削の童が増大すると
エツチング液のエツチング能力が低下するので、増粘の
ためエツチング液に龜加する、水Ｓａ高分子や水系エマ
ルジョンの 及び微小粒？加電はエツチング液に対し５０ｗｔ−以下
で使用され５０　ｗｔ−以下０．０１　ｗｔ％以上が好
ましい。

増粘されたエツチング液を導電性薄膜に盈イμする方法
としては筆書き法が最も’４ＭＪである１戸、シルクス
クリーン法を用いるとかなり微細なパターンにエツチン
グすることができる。他の方法としては、導電性薄膜の
上にアルミ寺をエツチングして作成した叉スクを設置し
て噴騰法で塗布することができる。又グラビアコーター
ヤリバースロールコータ−等を用いて連続的Ｋｔ１布す
ることも可能である。

本発明の増粘されたエツチング液ｔ／ｍ布する方法は従
来のエツチング液を用いる方法と比軟してやや艇いエツ
チング時間を必要とする。しかし、従来の方法のよ５忙
エツチング橿を占有することがなく、エツチング液を塗
布した後自由な場所に放置できるという長所をもってい
るので、太麺のエツチングを行う場合、夾質的なエツチ
ング速度はかえって増大する。

増粘されたエツチング液の洗浄は非常に簡単で、水中好
ましくは温水中に浸漬するか、水又４１　ｍ水を噴射す
れば良い。水洗速度が遅いと、エツチング液を塗布した
周辺部分が水洗中にエツチングされるので、水又は温水
を噴射する方法が水洗速度の増大とともに正確なエツチ
ングパターンを得る上で好ましい方法である。

しかしながら、本発明のエツチング液はエツチング後、
必ずしも水洗される必要はない。例えば水浴性高分子で
増粘したエツチング液を導電性薄膜に塗工しある時間経
過すると、塗工した部分の導電性薄膜の破塵が光了し一
気的に絶縁されるので、そのまま乾燥するとタッチパネ
ル令のスイッチ装置のスペーサーをエツチングと同時に
設置した事になる。又同様に、粘盾剤とし【用いられる
アクリル系エマルジョンでｊＭ粘されたエツチング液を
用いて、導１１１８：薄腺上に塗工後、水洗せずに、あ
る時間経過ｔｊｔ乾燥−（−ると、前述のスペーサー、
あるいは面発熱体寺に接着剤なエツチングと同時に塗布
したことになる。以上のように本発明のエツチング方法
を用いると導電性薄膜層で形成される衣面褥電注積層体
の後加工に予想外の効果を示す。

本発明の増粘されたエツチング液を便米の方法で導電性
薄膜の上にマスクを施し１このちに頒布しても良好なエ
ツチングパターンな侍る上で効果がある。これはエツチ
ング液の粘度が尚いので、従来のエツチング液のように
マスクの下からエツチング液が導電性薄膜層に友人して
、不必要な部分をエツチングすることがないからである
。

以下本発明を実施例によって詳述する。

実施真１ 市販のポリエステルフィルム（１２５μｍ厚み）にＲＦ
スパッタリング（日電アネルバ製８Ｐｒ−２１０Ｈ［使
用）Ｋよって厚み１００ムの金薄膜を蒸着した。次に市
販の水ｆ＃Ｉ性高分子ＨＫＯ（ハイドロオキシエチルセ
ルロース、ダイセル化学工業製　ＱＰ−５２０００ム〕
を硫化ナトリウムの２５　ｗｔ　％の水Ｉｌ液に２５　
ｗｔ−の割合で溶解して、シルクスクリーン用のインク
（増粘されたエツチング１ｌｌ）を作成した。そして、
第１図に示す斜ａｍ分がインクを逃さないように作成し
たシルクスクリーンの版な用いて前記のインクを前記の
金蒸着フィルムの蒸着面ｔｌａＫ印刷した。印刷後２０
秒紗過したのちインクを水洗したところ、インクを塗布
した部分のり み金薄膜は除去された。本発明のインクをシル４スクリ
ーンの版で印刷したパターンはスクリーンのパターンと
ほとんど同じ、であり、又、第１因の斜線部分の間が完
全に電気市に絶縁されており、エツチングが完全に行わ
れたことをボしたＯ 実施例２ 市販のポリエステルフィルム（ダイヤ小イ・１１２５μ
菖厚み〕にＲＦスパッタリングによつ−（二厚み５００
ムのインジウムスズ酸化物（スズ（社）化物含有率６重
量−）薄膜を蒸着しγこ。次に実施例１で示した水溶性
高分子ＨＫＣを塩酸酸性塩化第二鉄浴液（４２ボーメイ
曳）に２５　ｗｔ％の割合で溶解してインクを作成し、
実施例１のシルクスクリーン版を通して、インジウムス
ズ酸化物薄膜に印刷した。印刷後１分間軒遇したのちイ
ンクを水洗したところ、シルクスクリーンの版のパター
ンどおりにインジウムスズ酸化物薄膜はエツチングされ
、第１図のｆ＋一部分の間が完全に電気的に絶縁されて
いた。

比較ｆ１１１ 実施例１に示したポリニスデルフィルムに１００ムの金
薄膜を蒸着したフィルムに硫化ナトリウムの２５ｗｔ嘩
の水＃ｉ液を実施例１に示したシルクスクリーンの版を
用いて印刷したところエツチング液が印刷後に人動し、
パターン通りのエツチングができなかった。

比較ｈ２ ＊施例１に示したポリエステルフィルムに５００ムのイ
ンジウムスズ酸化物を蒸着したフィルムに塩＃酸性塩化
第二鉄の水溶液（４２ボーメイア１）を実施例１に示し
たシルクスクリーンの版を用いて印刷したところエツチ
ング液な印刷ｔｋＫル動し、パターン造りのエツチング
ができなかった。

実施例３ 実施例１に示したポリニスデルフィルムに１００ムの金
薄膜な１Ｉｋ７１Ｆシたフィルムを実施例１に示した水
浴性高分子ＨＸＣを種々のＩＬ量パーセントの割合で硫
化ナトリウムの５　ｗｔ％の水溶液に溶解して作成した
棟々のインクで実施例１と同様の方法でエツチングを行
った結果、インクの粘度が１０　ｏｐｓ未滴の場合は、
印刷後インクがひｌｃ動じてパターン通りのエツチング
ができす、又、ＨＫＯの１度が５０　ｗｔ−以上の場合
は、シルクスクリーン版のパターン通りの印刷ができず
、エツチング速度も遅り、パターン造りのエツチングが
出来なかった。

実施例４ 実施ＮＩＫ示したポリエステルフィルムに１００ムの金
薄膜を蒸着したフィルムなＣＭＧ（カルボキシメチルセ
ルロース、ダイセル化字工業製　タイプ２０００、捺染
用）あるいはでんぷんを２５　ｗｔ％の硫化す）　ＩＪ
ウムの水溶液に２５　ｗｔ−の割合で溶解して作成した
槓々のインクを用い実施例１と同様の方法で画像的にも
電気的にも良好にエツチングすることができ１こ８イン
クを印刷後水洗までの時間はいずれの礪曾でも１分以内
の短時間で充分であった。

実施例５ 実施例ＩＫ示したポリエステルフィルムに１００ムの金
薄膜を蒸着したフィルムを火ゐレリ１に示した水溶性高
分子ＨＩＣＣを檀々のエツチング液王水（ａｌｌ、６Ｍ
＃　７　：　ｌｌ塩酸３〕、ＮｔＯＨＩ）１５ｗｔ％水
溶液、ＨＯＩ　ｆ）　１０　ｗｔ％　ｆ）水＋６　ＲＫ
　−ｆべて２５　Ｗｔチの割合で溶解した種々のインク
上用い、実施例１と同様の方法で１ＩｔＩＩ導的にも電
気的に４良好にエツチングすることができた。但し、イ
ンクを印刷後水洗するまでのいわゆるエツチング時間は
王水の場合１分間、ＮａＯＨの水浴液の場合５０分間、
ＨＯＩの水溶液の場合１０分間が必要であった。

実施？ｌ１６ 市販の顕４ＩＬ＃Ｉｌ用のスライドガラスにＲ１スノく
ツタリングによって銅及びアルイエりムを各々１００Ａ
の厚みに蒸着したフィルムを実施例５に示した水溶性高
分子ＨＩＯをＮａＯむ１５ｗｔ％水Ｉｖ欣に２５ｗｔ−
の割合で溶解したインクを用い、実施例１と同様の方法
で１像的にも電気的にもエツチングすることができた。

尚、インクを印刷後水洗するまでのいわゆるエツチング
時間は、鋼の場合１０分、アル建ニウムの場合５分間が
必要であった。　　　□ 実施例７ 実施例１に示したポリエステルフィルムに１００五の金
薄ＩＩ＆を蒸着したフィルムに、アクリル糸エマルジョ
ン（ダイセル化学工業社製セビアンム品番５Ｂ２１）Ｋ
５ｗｔ％の割合で脆化ナトリクムを溶解して作成したイ
ンクを実施例１に示したシルクスクリーン版を用い印刷
した。

印刷後１分間経過した後水洗しないで第１図の斜線部分
間の導通をテスターで−ベたところ、完全に電気的に絶
縁されていた。

次に、試片な１００℃のオープンに入れ、インク中の水
分を乾燥したところ、インクは粘庸性を示したので、エ
ツチングされた試片をカフス板などに貼りつけることが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は金薄膜をエツチングする場合に、エツチングの
終了を確認するために金薄膜の表囲に施されるマスクの
千菌図である。 尚、斜線部分はテスタによってエツチング後も金薄膜が
残存する部分を表わす。 出願人代理人　古　　谷　　　　馨

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成された導電性薄膜を、１０　ｏｐｓ以上に
   増粘されたエツチング液を臆工する事により、エツチン
   グすることを特徴とする導電性薄膜のエツチング方法。