KR0128687B1 - 투명도전막 배선기판의 제조방법 - Google Patents

투명도전막 배선기판의 제조방법

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Abstract

투명도전막 배선기판의 제조방법을 건식으로 하여 제조공정의 간략화를 도모하는 것으로, (a) 기판(1)에 SiO2층(2)을 설치하고, (b) SiO2층(2) 위에 흑색ITO막(3)을 형성하고, (C) 흑색 ITO막(3)을 출력호온(4)으로부터 방출되는 레이저로 가공하고 레이저로 증발한 금속은 진공흡인헤드(5)가 흡인하고, (d)소망의 배선패턴으로 절단하며, (e)기판(1)을 소성하여 배선패턴의 흑색(ITO)막(3)을 산화·결정화시켜 배선패턴의 투명 ITO막(6)을 얻는다.

Description

투명도전막 배선기판의 제조방법
제1도는 1실시예의 제조공정도.
제2도는 투명 ITO 막과 흑색 ITO 막의 적외분광 투과율을 도시하는 그래프.
제3도는 종래의 투명도전막 배선기판의 제조공정도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 3 : 흑색 ITO 막
5 : 제거수단으로서의 진공흡인 헤드 6 : 투명 ITO 막
[산업상의 이용분야]
본 발명은 LCD, VFD, POP 등의 표시장치등에 사용되는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide)막 (이하, ITO 막이라 함.)을 이용한 투명도 전막 배선기판이 제조방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
제3도 (a),(b)에 도시한 바와같이, EB(전자빔) 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 유리기판(100)의 전면에 ITO 막 (101)을 형성한다.
이때, 유리 기판(100)을 가열하면서 ITO를 피착시켜 막형성과 동시거나 또는 막형성 후에 ITO를 결정화 시켜서 투명한 ITO 막을 얻고 있다.
제3도 (c)에 도시한 바와같이 상기 ITO 막 (101)의 표면에 레지스트층(102)을 형성하여 소정패턴의 마스크(103)를 통하여 노출한다.
현상액을 피착시켜서 현상하면 제3도 (d)에 도시한 바와 같은 레지스트 패턴(102a)이 형성되며, 다시 이 레지스트 패턴(102a)을 통하여 에칭액으로 ITO 막(101)을 에칭하면, ITO 막(101)의 노출부분이 용해되어 제3도 (e)에 도시한 바와같은 ITO 막 (101)의 배선패턴(101a)이 얻어진다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
상기한 종래의 투명도전막 배선기판의 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 제조방법이 현상액이나 에칭액 등을 사용하는 습식이기 때문에, 배수처리의 설비 등이 필요하게 되어 제조설비가 고가로 된다.
(2) 제조공정이 많아 제조시간이 길기 때문에 생산성이 낮고, 제조 원가가 높다. 본 발명은 투명도전막 배선기판의 제조방법을 물처리 공정이 없는 건식으로 하고, 제조 공정의 간략화에 의해 원가 절감을 도모하는 것을 목적으로 하고 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명에 관한 투명도전막 배선기판의 제조방법은 기판표면에 금속박막을 피착시켜 투명도전막을 형성시키는 공정과 상기 투명도 전막을 레이저 가공기에 의해 불필요 부분을 증발시켜서 패턴가공하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 투명도전막 배선기판이 다른 제조방법은 절연성과 투광성을 가지는 기판의 표면에 Sn을 도우프한 In2O3의 저급산화물인 흑색 ITO를 형성하는 공정과, 상기 흑색 ITO 막을 레이저 광선 조사에 의해 불필요 부분을 증발시켜서 배선패턴으로 가공하는 공정과, 상기 기판을 대기중에서 소성시켜 상기 흑색 ITO 막을 투명 ITO 막으로 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면 상기 기판으로서 표면에 SiO2를 피착시킨 유리기판을 사용할 수 있다.
또 본발명에 의하면 배선패턴으로 가공된 상기 흑색 ITO 막 이외의 기판상에 절연층을 형성한 후에 상기 기판을 대기중에서 소성시켜 투명 ITO 막을 형성하여도 된다. 또한 본 발명에 의하면 상기 배선 패턴을 가공하는 공정에 있어서 레이저 광선 조사에 의해 증발시킨 상기 흑색 ITO 막의 금속을 레이저 가공기의 제거수단으로 제거하도록 해도 된다.
[실시예]
제1도 및 제2도에 의해 본발명의 1 실시예를 설명한다.
제1도 (a)에 도시된 기판(1)은 LCD, VFD, POP 등의 표시장치에 있어서 프런트 패널을 겸한 배선기판으로서 사용된다.
따라서 이 기판(1)은 절연성과 투광성을 가지고 있으면 되며, 예컨대 두께 6mm 정도의 유리판에 의해 구성된다. 다만 기판(1)으로부터 Na+, K+등의 알칼리 이온이 이동이 있는 것은 바람직하지 않으므로, 상기 기판(1)은 Na나 K 등의 알칼리 금속을 함유하지 않는 재질이 좋다. 원가면에서 상기한 바와같이 알칼리금속을 함유하는 소다유리(일반의 판유리)를 사용하는 경우에는 제1도 (a)에 도시한 바와같이 기판(1)의 윗면전면에 SiO2(실리카) 층(2)을 형성한다.
그 수법은 로울코우트법, 딥핑법등에 의해 SiO2층(2)을 기판상에 1000 정도의 막두께로 형성한 후, 약 530 로 소성하면 된다.
상기 기판(1)을 EB 증착기에 세트하여 SnO2를 3~10% 도우프한 In2O3의 타블렛을 증착원으로 하고, 실온상태의 기판(1)상에 EB 증착을 행한다.
제1도 (b)에 도시한 바와같이 기판(1)의 SiO2상에는 Sn가 도우프된 In2O3의 저급산화물인 In2Ox(0x3) 1예로서 InO나 In2O 등이 있고, 이들 산화물은 흑색이므로 흑색 ITO 막으로 부르고 있다.
이 흑색 ITO 막(3)이 500 ~1000 의 두께로 형성된다.
여기서 상기 흑색 ITO 막을 대기분위기중에서 가열처리하면 In2O3의 저급산화물의 InO 나 In2O는 산화결정하여 In2O3로 되어 투명 ITO 막이 얻어진다. 이 투명 ITO 막의 불필요 부분을 레이저 광선에 이해 증발시켜서 패턴을 형성한다. 이것에 대하여 투명 ITO 막은 레이저의 흡수효율이 나쁘고 투명 ITO 막을 레이저로 직접 가공하기 위해서는 출력이 큰 레이저 가공기가 필요하였었다.
또 레이저 가공기의 레이저 출력을 크게 하면 증발층 두께의 조정이 어렵고 투명 ITO 막 만을 증발시키는 것은 쉽지 않았다. 그리고, TIO 마 하층의 SiO2층이나 기판(1)까지 레이저가 달하여 SiO2층이나 기판도 증발시켜서 손상을 입히고 마는 염려도 있었다.
그래서 제2실시예로서 ITO 막이 흑색 ITO이 단계에서 레이저 가공하면 레이저의 흡수효율도 양호하므로, 저출력으로 레이저 가공할 수 있음이 확인되었다.
이하에 그 실시예를 설명한다.
상기 EB증착시에는 기판온도를 높이지 않고 실온이므로 도전성흑막(3)중에 있는 In 금속산화는 방지되며, 따라서 흑색 ITO 막(3)이 In2O3결정으로 되는 일은 없다.
즉 이 흑색 ITO 막(3)은 투과율이 높은 투명한 In2O3중에 In 금속이나 Sn 금속자체가 함유된 상태를 유지하며, 전체로서는 투과율이 낮아 흑색피막으로서 관찰된다. 이 흑색 ITO 막(3)(ITO 흑막) 의 적외분광 투과율은 제2도에 도시한 바와 같이 1000nm에서 28% 였었다.
제1도 (c)에 도시한 바와같이 상기 흑색 ITO 막(3)의 불필요 부분을 YAG 레이저(파장 1탄)로 용융분해 증발시켜 제1도 (d)에 도시한 바와같은 소망의 배선패턴으로 절단한다. 가공대상인 막이 흑색이므로 레이저의 에너지 흡수가 양호하며, 투명한 ITO 막을 가공대상으로한 경우에 비하여 2.6배의 효율을 얻을 수 있다. 따라서 레이저의 입력파워는 작아도 된다.
또 제1도 (c)에 도시한 바와같이 본 실시예에서는 레이저 가공기의 레이저빔 조사부(4)의 근처에 제어수단으로서의 진공흡인 헤드(5)를 설치하여 증발하는 금속을 흡인하고, 이 금속이 기판(1)에 재부착하는 것을 방지하고 있다.
이와같은 진공흡인헤드(5) 대신에 제거수단으로서의 공기분출 노즐을 설치하고 증발하는 금속을 희석하여 날려 버리도록해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
레이저 가공기를 사용한 절단에 의해 흑색 ITO 막(3)의 배선 패턴이 형성된 상기기판(1)을 소정피크 온도가 560 로 10분간 대기분위기중에서 소성한다.
Sn가 도우프된 In2O3금속과 In과 혼합막인 흑색 ITO 막(3)은 In이 산화하여 결정화되고, 제1도 (e)에 도시한 바와같이 투명 ITO 막(6)의 배선 패턴이 된다. 이투명 ITO 막(6)의 적외분광 투과율은 제2도에 도시한 바와같이 1000nm에서 72% 였었다.
이상 설명한 1실시예에서는 레이저 가공기로 흑색 ITO 막(3)을 절단한 후 바로 소성하여 투명 ITO 막(6)을 형성하고 있다.
그러나 절단후 프릿유리를 주성분으로한 흑색의 절연층을 흑색 ITO막 (3)의 제거된 배선패턴 이외의 부분에 후막 인쇄법으로 피착시키고 완성시에는 표시장치의 표시부로 되는 흑색 ITO 막(3)의 배선패턴에 대하여, 그 이외의 부분이 흑색의 배영으로 되도록해도 무방하다.
이 경우에는 흑색의 절연층을 피착시킨 후 절연층을 고착하여 560 로 소성하면, 동시에 ITO막의 결정화도 행할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 건식공정으로 배선패턴이 형성되므로, 에칭액, 현상액, 배출액등이 액관리가 불필요하며, 설비가 저렴하고 공해문제도 발생되지 않는다.
(2) 기판의 전체면에 투명한 ITO 막을 형성하고, 포토리소그래픽법으로 패턴화하는 경우에 비하여 막 형성시간이 약 반으로 단축된다. 또 그후의 결정화 공정은 흑색절연층의 소성공정과 동시에 행할 수 있으므로 공정수가 증가되는 일도 없다. 또 종래와 같은 포토리소그래피의 수단으로 배선패턴을 형성하는 경우에 비하여 레이저 가공기에 의한 절단으로 배선패턴을 형성하는 쪽이 공정수가 적다. 따라서 전체적으로 보아 종래보다도 제조공정이 적어지며 제조시간을 단축시킬 수 있다.
(3) 에너지의 흡수가 양호한 흑색 ITO 막을 절단하므로 레이저 가공기의 출력을 작게 할 수 있고, 흑색 ITO 막밑에 SiO2박막이나 기판등이 있어도 이것을 손상시키는 일은 없다.
(4) 레이저 빔 조사부의 근방에 증발 금속의 제거 수단을 설정하면 증발한 ITO가 기판에 재부착하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 기판표면에 금속박막을 피착시켜서 투명도전막을 형성시키는 공정과 상기 투명도전막을 레이저 가공기에 의해 패턴 가공하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 투명도 전막 배선기관의 제조방법.
  2. 절연성과 투광성을 가지는 기판표면에 Sn을 도우프한 In2O3의 저급산화물인 흑색 ITO 막을 형성하는 공정과 상기 흑색 ITO막을 레이저에의해 배선패턴으로 가공하는 공정과, 상기 기판을 대기중에서 소성시켜 상기 흑색 ITO 막을 투명 ITO막으로 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 투명도 전막 배선기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기기판이 표면에 SiO2를 피착시킨 유리기판인 것을 특징으로 하는 투명도전막 배선기판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 배선패턴으로 가공된 상기 흑색 ITO 막 이외의 기판상에 절연층을 피착한 후에, 상기 기판을 대기중에서 소성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 투명도 전막 배서기판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배선패턴을 가공하는 공정에 있어서 레이저에 의해 증발시킨 상기 흑색 ITO 막의 금속을 레이저 가공기의 제거 수단으로 제거하는 것을 특징으로 하는 투명도전막 배선기판의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 기판이 표면에 SiO2를 피착시킨 유리기판인 것을 특징으로 하는 투명도전막 배선기판의 제조방법.
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