TW442817B - Process for depositing metallic conductor paths as electrodes on a channel plate for large-screen flat-panel displays - Google Patents

Description

442817 五、發明說明（1) 本發明有關一種使用無電及電動金屬澱積方法於大螢幂 平面顯示面板用通道板上殿積作為電極之金屬導體路徑之 方法。 現代大榮幕平面顯示面板--所謂電衆顯示面板（PDP)及 電漿定址液晶顯示器（PALC)--需要由玻璃製造之所謂通道 板以產生功能。此板具有脊形通道，亦稱為障壁或隔板I 具有限定數量之垂直（PDP)或水平（PALC)延伸導體路徑， 以作為定址電極。此等電極係澱積於該肋形脊之間，依序 僅於形成該電極之後製得或係預先於該玻璃基板上形成。 圖1译顯示該通道板之典型具體實例。 現代平面顯示器之結構，尤其是通道板，係充分描述於 相關文獻中。 此等定址電極之澱積因為該通道板之微結構而產生不少 問題-該肋形脊間距離，即通道寬度，亦稱為間距，係為 1 0 0至6 0 0微米之大小。 JP 9 5-0 77 8 92描述一種方法，其中藉著絲網印製法或其 他印製法，藉著類金屬糊漿之結構化澱積，而於該通道板 上形成該定址電極。此種先前技藝方法之根本缺點係為有 效印裂法之解析度不足，且該含金屬印製漿之成本高，而 無法在具有成本效率之下產製大螢幕平面顯示器。此外， 此方法僅適於在尚未具有隆脊之平面玻璃基板上澱積電 US-A 4, 35 9, 6 63描述一種藉著濺射所需之電極材料於讀 玻璃基板上，而於該通道中澱積定址電極之方法。此種機

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五、發明說明（2) 射方法之基本缺點係因高設備投資所導致之高製造成本及 相對低之基板通量。 曰本公開公告JP-A H 8 -2 2 2 128描述一種於顯示用通道板 上澱積電極之方法，其係使用無電及電動方法，其令係於 該顯示器之整體面積上非選擇性地澱積金屬鍍層。因為顯 示區域由電極所佔之部分係由5 - 2 0百分比，顯示區域之其 他95-80百分比需於整體區域澱積之後進行蝕刻，以產生 電極結構。因此，此種方法無法適當地利用所使用之電鍍 浴的金屬含量。結果，產生含金屬或含重金屬之廢棄物， 其需於高成本下丟棄。此外，此文件僅具體陳述作為基質 之單一透明導電性（I TO )。然而，此層僅能藉真空法（濺射 或蒸發）澱積，故所述之由液相電鍍所得之優點部分消 失。 圖式簡要說明： \/圖1 係習知具有玻璃基板1之通道板的典型實施例示意剖 面圖，該基層具有由脊3所形成之通道2並具有電極 4 〇 γ/ί 2 係本發明第實施例之六個步驟（a ) - ( f)的示意剖面 圖，俾根據選擇性地提供的鈀晶核來選擇性地提供電 極給玻璃基板。 V7圖3 係本發明第實施例之六個步驟（a ) - ( ί )的示意剖面 圖，俾根據鈀起動層來選擇性地提供電極給玻璃基 層，該起動層覆蓋整個玻璃基板且後續選擇性地加以 結構化。 4 係本發明第^實施例之八個步驟（a ) - ( h )之示意剖面 第6頁 442817 _案號88115651 年冬月/6曰 修正_ 五'發明說明（3) 圖，俾根據選擇性地提供的鈀晶核來選擇性地提供電 極給玻璃基板。 元件及符號對照表 1 玻璃基板 2 通道 3 脊 4 電極 5 正光阻劑 6 選擇性鈀晶核層 7 鎳路徑 8 銅路控 9 鎳-磷層 10起動把凝核層 11負光阻劑 1 2鎳路徑 1 3銅路徑 1 4鎳磷層 1 5機械光阻劑 1 6選擇性糙化結構 1 7鈀凝核層 1 8鎳路徑 1 9銅路徑 2 0金層 本發明之目的係根據此種亦描述於此文件開始之方法， 係進行該方法，使其更具成本效率，而降低澱積金屬之消

第6a頁 4 42 8 t 7 _案號88115651 价年} 月Α β 修正_ 五、發明說明（4) 耗、消除附加之蝕刻方法步驟及相關有害之廢棄物及重複 使用昂貴之真空方法。 根據本發明，藉著無電及/或電動澱積方法，選擇性地 僅於該電極區域澱積金屬.導體路徑而達成此目的。 本發明方法使用選擇性無電金屬澱積及電動金屬澱積 (不施加電流），即由液相選擇性地澱積。與真空方法（例 如濺射或蒸汽澱積）比較之下，此等方法較具成本效率， 因為僅需要低值投資，而提供高基板通量。此外，與高真 空技術比較之下，清潔室等級要求實質較為寬鬆。本發明

第6b頁 4428 t 7 五、發明說明（3) 一— —---- 方法達成此等優點，尤其是前述日本公開申請案所述之全 區域金屬電鍍，但該電子路徑[sic]係於該玻璃基板上選 擇性地構成。此情況使金屬消耗減少至少丨〇倍。此外，前 述曰本公開申請案之方法不需後績蝕刻步驟。在取消此等 方法步驟之下，本發明方法亦不產生廢棄成本極高之含有 金屬或重金屬的廢棄物。 一於其他技術範疇内，例如當於平面電子組件諸如液晶顯 示器構件上產製接觸卡疊或供微電路等使用之導體路徑 時，已知使用雷射光束於基板上澱積經結構化之金屬鍍 層。 大面積金屬鍍層一般係藉著罩幕而選擇性地澱積及去 除。然而，此等方法不適於澱積供pDp或pALC使用之電 極’因為此種應用需要具有42英吋對角線或更大面積之金 属鍵層。此外，使用雷射使大面積基板結構化並不經濟。 另外，障壁肋之側邊無法輕易地曝照雷射光，使其無法視 需要移除該保護層。然而，PDP或PALC通道板之產製需徹 底去除沿著該肋狀隆脊側邊之所有金屬。 EP 〇 534 <76 B1另外描述一種於供電子電路用之玻璃 基板上選擇性地澱積導體路，徑之方法，其中將具有欲澱積 路徑結構之負像的罩幕放置於激勵雷射光束路徑_。由罩 幕所射出之雷射光束指向一平面石英玻璃基板，其備姓面 與還原銅浴接觸。而根據所需之結構選擇性地澱積由雷射 誘發之薄銅路徑。因為此種方法仍需使用雷射，而且尤其 不適於大面積玻璃基板諸如通道板《此外，需要使用昂貴

442817 五、發明說明（4) ' ---— ，因為僅有此類玻璃可透射所需激勵雷射之 光’而谷許選擇性地澱積後側面之錦。 ▲ Π:去相反地本發明方法有利地僅使用適於大型 ί ΐ ί %不使用供選擇性地結構化該定址電極之真 空技術。此外，續方屮X具 βχ方法不需要作為基層之透明導電層或石 央玻璃或雷射〇 士卜外，士七、本 肋步降㈣：辟 可輕易地使用於已具有 肋瓜隆膂或障壁肋之通道板。 t = = =法特別有利於PDp/puc面板之通道結構’因為 其亦合許該通道牆形成均勻金屬鍍層。 - 基‘板之糙化亦有優點，因為其改善黏著性。 此外，本發明容許使用所有適於在施加或不施 :藏積之所有金屬及金屬合金，㈣單一材料或為多層形 式。 當產製供電子應用使用之印刷電路板或供電子電路使用 之玻璃基板時，由先前技藝（DE 44 38 799 A1&Ep 〇 M3 458 B1)得知使用選擇性無電戰積，以形成連接該組件之 金属導體广然而’此等約1〇年前得知之方法因為不同尺寸 及不同之邊界條件，而無法輕易地使用於選擇性地塗佈通 道板之通道。因此，未影響於供大螢幕平面顯示器使用之 通道板上澱積作為電極之金屬導體路徑之技術，因此由澱 積大面積金屬鍍層之原理所控制，而藉著罩幕技術擇 發展該導體路徑。 有數種適於結構化該導體路徑之方法。根據本發明進一 步之發展，若先無電澱積薄導體路徑，之後藉電動或化學

44281 1到特別之優點。已證明較佳情況係先澱 區域導電性薄層，之後選擇性地覆蓋， ^上選擇性地電動及/或無電增大。最後， 電極區域外之該全區域起動薄層。該電極 調型罩幕選擇性地增大為佳。 積 作為起動層之全區域導電性簿層，之 術結構化，再電動及/或無電地增大Λ行本 金屬或為導 ，以最大200 址電極之金 備該導體路 通道板之光 影術結構化 ，剝除其他 於該已形成 定使用相對 電性氧 毫微米 屬導體 徑之選 阻劑及 。由微 區域之 晶核之 少量之 五、發明規明（5) 澱積增大， 積作為起動 於電極所需 再次去除位 面積以借助 或可藉著 後藉著微影 發明。 該導電性 最大層厚係 於通道板 其他較佳具 該通道板先 通道結構之 自由通道隨 由液相澱積 至少一保護 者之導體路 或另一種 擇性結構時 上’之後由 徑上，而具 選擇性地 用噴墨技術 起動層可或為 為5 0 〇毫微来 上搬積作為定 體實例為當製 使用覆蓋整體 正罩幕而藉微 後形成Ιε晶核 金屬導體路徑 層。此方法確 徑。 進行該方法之 〃將纪晶核選 液相將金屬導 有至少一保護 澱積鈀晶核有 以澱積該鈀晶 化物，澱積之 層厚為佳8 路徑之方法的 擇性結構時， 對應於該導體 影術所界定之 光阻劑，最後 路徑，而具有 金屬而具有固 製備該導體路徑之選 於該導體路徑結構 於該已形成晶核4硌 較佳方式係 擇性地澱積 體路徑澱積 層。 數種選擇。根據一具體實例，使 核。或根據

4428 1 7 五、發明說明（6) '^〜 例，該鈀晶核係藉著使用具有對應於導體路徑結構之開口 的經機械或經微影結構化之罩幕，蝕刻或脅砂該通道板Q 而選擇性地澱積該鈀晶核。此步驟將未覆蓋之路徑區域’ 化，以自鈀浴選擇性地形成晶核。 键 進行該方法之另一種選擇係先以鈀晶核復蓋整趙通道 板’以使該導體路徑選擇性地澱積。之後，供電極結$ 用之路徑係使用覆蓋整體通道板之光阻劑及罩幕，藉著 影術於該路徑令選擇性地澱積金屬而產製。剝除其他區域 中底層具有鈀晶核之光阻劑，所澱積之導體路徑具有至少 一保護層。全區域鈀晶核形成並非連續金屬層，而僅為二 別晶核之分佈。因此，最多需要一種極薄之全區域起動 層，之後如前文所述般地選擇性增大。 ，微影術結構化11已知係包括以下步驟：施加光阻劑、曝 光、顯影、蝕刻位於曝光位置之基板、及最後剝除該光阻 劑（或類似方法諸如鬆開）。 為了防止其與玻璃反應，較佳係於整體區域上，於全區 域鈀晶核形成層之底層施加Si〇2擴散障壁。 遑方法可藉著使用供無電或電動澱積用之金屬或金屬合 金而特別有成本效率地進行，其係執行輸送電流之功能及 腐蝕保護及濺射保護之功能。根據本發明第一具體實例， 2佳清况係電極材料包含鎳及/或銅且同時有金屬腐蝕毋 1使得該腐蝕保護金屬係為可無電澱積者，以鎳、鈀或 ^ ^佳。或以該電極材料含有鎳及/或貴金屬同時有金屬 保護為佳。此情況下，該責金屬係為可無電或電動澱

第10頁 修正 年彡mUp 7發明說明（9) 之金屬，諸如例如鈀、銀或金’而該腐蝕保護金屬係為 無電澱積之金屬’以鎳、鈀或金為佳。就無電澱積而 1了該金屬係存在於還原浴中。例如’若欲澱積銅’則提 I灃^性銅浴，亦稱為”化學銅使該金屬自動觸媒殿 以下實施例係進一步說明本發明方法之順序，並明確地 説明其優點。 實施例1 (圖2) 平面AF 45玻璃基板ι(ι〇〇χΐ〇〇χ3毫米3)之一侧面上塗 佈正抗蝕劑5(光阻劑）例如（ShiPley 1818)至2微米之厚 彦，經由對應於所需電極結構之罩幕而選擇性地曝光（步 )。顯影之後’基板1浸於氟化氫敍水溶液中歷經三分 鐘。使玻璃表面產生輕度化學糙化，而使玻璃上之金屬具 有較佳之黏著性。該玻璃基板1置於一框架中’使得僅有 一玻璃側面曝露於該液體。該玻璃基板1隨後浸入5百分比 之鹽酸氣化錫（Π )溶液中，以蒸餾水淋洗3 0秒’於〇. 〇5百 分比之鹽酸氯化鈀（Π )溶液中浸潰1分鐘，以起始鈀晶核 形成6(步驟b)。該玻璃基板1隨後於流動之蒸餾水下淋洗 一分鐘。隨後藉著浸入丙酮中而剝除光阻劑5。僅於該玻 璃上留下鈀晶核6，其為使電極進一步結構化所需（步驟 c)。 經處理之玻璃於70 eC溫度下浸入化學鎳浴（Ni含量4.5克 /升，次磷酸鹽含量22克/升，PH值4. 5)中歷經一分鐘•使 鎳路徑於150毫微米厚度及微影術所界定之寬度下選擇性 地澱積（步驟d)。此等導體路徑7係於2〇〇 eC下乾燥，以達

第11頁 442 8 t 7 _m 88115651 "h 年$ 曰 修正_ 五、發明說明（10) 到較佳之黏著性。經選擇性链錄之玻璃於4 q艽下於化學銅 浴（Cu含量2.5克/升，甲醛水溶液濃度37百分比，8毫升/ 升’pH值8. 2)中浸潰45分鐘，使2.5微米銅8澱積於鎳7上 (步驟e)。該銅路徑8現在鍍鎳以防止腐蝕。該基板於5百 分比鹽酸氣化錫（Π )溶液中浸漬3 〇秒，以蒸餾水淋洗1 5 秒’之後浸潰於活化劑（Pd含量5〇毫克/升，PH值2)中歷經 3 〇秒。以蒸餾水淋洗之後，玻璃基板再於6 5它前述化學鎳 溶液中浸潰5分鐘，以形成1微米厚之鎳磷層9，作為腐蝕 保護（步驟f ) » 實施例2 (仍為圖2 ) 玻璃基板1仍如實施例1般地選擇性提供鈀晶核6，不同 處係使用喷墨技術以直接以經結構化方式殿積鈀晶核β經 處理之玻璃隨後於70 C溫度之前述化學鎳浴中浸潰一分 鐘’以選擇性地澱積1 5 〇毫微米厚之鎳路徑7，寬度係為印 製技術所界定（步驟d )。印製方法之後，該層於2 0 0 °C下熱 固定。經選擇性鍍鎳之玻璃於前述40 銅浴中浸潰4 5分 鐘，使該鎳上殿積2. 5微米厚之銅層8(步靜e)。銅路徑8鍍 鎳9以作為腐蝕保護。該基板於5百分比鹽酸氯化錫（Π )溶 液中浸潰3 0秒，以蒸餾水淋洗1 5秒，之後於實施例1所述 之活化劑中浸潰3 0秒》以蒸餾水淋洗之後，該玻璃基板再 於65 eC下於前述化學鎳溶液中浸潰五分鐘。以形成1微米 厚之錄9碟層，作為腐姓保護（步雜f)。 實施例3 (圖3) 平面D 263玻璃基板1(1〇〇χ10〇χ3毫米3)浸於氟化氣銨 水溶液中歷經五分鐘’使玻螭表面產生輕度化學糙化’而

第12頁 4 42 8 1 7 __案號.狀115651 穴年务月Α B __ 五、發明說明（ll) 改善玻璃上之金屬的黏著性。該玻螭基板1置於一框架 中’使得僅有一玻璃側面曝露於該液體。該玻璃基板隨後 浸入5百分比之鹽酸氯化錫（Π )溶液中，以蒸餾水淋洗3 〇 秒，於0.05百分比之鹽酸氣化纪（11)溶液中浸潰1分鐘， 以起始鈀晶核形成10(步驟a)。該玻璃基板隨後於流動之 蒸德水下淋洗一分鐘》之後’於經化學處理之玻璃侧面上 施加負光阻劑1 1 ( 3微米），使用對應之罩幕進行結構化（步 驟b)。經處理之玻璃於60 °C溫度下於前述錄浴中浸潰一分 鐘。而選擇性地淑:積厚度為100毫微米而具有微影界定寬 度之鎳路徑12(步驟c)。經選擇性鍍鎳之玻璃於4〇 °c之前 述銅浴中浸潰45分鐘’以於鎳上澱積2. 5微米之銅13(步驟 d)。現在藉著浸潰於含有100克/升濃度之錯合劑乙二胺四 乙酸（EDT A )之鹼水溶液（1 0百分比氫氧化鈉溶液）中，而剝 除光阻劑1 1及位於其底層之鈀晶核1 〇 (步驟e )。之後於銅 路徑13上链鎖以防止腐姓’該基板於5百分比鹽酸氣化錫 (E )溶液中浸潰3 0秒’之後以蒸餾水淋洗1 5秒，之後於前 述活化劑中浸潰30秒》以蒸餾水淋洗之後，該破璃基板再 於該化學鎳溶液中浸潰五分鐘。形成1微米厚之錄破層 14，作為腐蚀保護（步驟f)。 實施例4 (圖4 ) 平面AF 45玻璃基板1 ( 2 0 0 X 1 5 0 X 3毫米3)藉絲網印製法 結構性地塗钸機械性抗蝕劑1 5 (步驟a)。經結構化之玻璃 基板使用氧化鋁粒進行喷砂方法，俾提供糙化的區域（步 驟b )。喷砂之後’剝除該抗蝕劑丨5，僅留下因喷砂於該玻 璃基板上而產生之縫化結構16(步驟c) β此步驟產生深約5

42 8 ] 7 案號.88115651 fg年$月/^日 -五'發明說明（12) 微米之通道。該通道底板上’尖峰至谷底之高度 〇. 5 微米。經糙化之玻璃基板浸潰於5百分比鹽酸氣化錫 溶液中，以蒸餾水淋洗3 0秒，於 〇. 〇 5百分比鹽酸氣化鈀（Π )溶液中浸潰—分锫 ^ ^ . 刀程，以起始紀 晶核形成17(步驟d)。該玻璃基板藉著直接喑费 ^ ^ 饮月務而以；&潑 水淋洗五分鐘。由該f璃未經糖化之部分除去該晶核、Ϊ7， 於經糙化之通道區域中留下足量之晶核1 7 (步驟e )。經處 理之玻璃於6 〇 t：溫度下於前述鎳浴中浸潰一分鐘，在把晶 核上殿積具有100毫微米厚度及界定寬度之鎳路徑18(步驟 f ) »經選擇性鍍鎳之玻璃於40 t之前述銅浴中浸潰45分 鐘’於鎳上澱積2.5微米銅（步驟g)。該銅路19徑現已鍍 金，以防止腐蝕。該基板於85它溫度下之金浴（金含量3 ί nl袁PH值4. 6)中浸潰丨,5分鐘。而於銅19上選擇性地澱積 10〇亳微米厚之金層20(步驟h)。 此等實施例顯示本發明可於供平面顯示器用之通道板上 Ϊίί澱積該定址電極，而提供—種本身及因選擇性地澱 ^金屬導體路徑而大幅減少之金屬消耗而具有經J 之方 法。

Claims (1)

1. 442 8 1 7 _案號88115651 ^年多月/Zg 修正_ 六、申請專利範圍 1. 一種於大螢幕平面顯示器用通道板上澱積金屬導體路 徑之方法，其係使用無電及電動之金屬澱積方法，其特徵 為該金屬導體路徑係藉著無電及/或電動澱積方法而僅選 擇性地澱積於電極區域中。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為先無電澱積 一薄導體路徑，之後藉著電動或化學澱積調整。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其特徵為先澱積一全 區域導電性薄層以作為起動層，之後選擇性地覆蓋及電動 及/或無電調整電極所需區域，再移除位於電極區域外之 全區域起動薄層。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其特徵為該電極區域 係藉著自動調整罩幕而選擇性地調整。 5. 如申請專利範圍第2項之方法，其特徵為先澱積一全 區域導電性薄層以作為起動層，之後微影結構化，之後電 動及/或無電調整。 6. 如申請專利範圍第2項之方法，其特徵為一導電性薄 層先選擇性地結構化以作為起動層，以使用喷墨技術並佳 及以喷灑含金屬溶液.懸浮液或糊漿為佳，之後電動及/或 無電地調整。 7. 如申請專利範圍第3至6項中之任一項之方法，其特徵 為施加最大層厚為550毫微米之金屬以作為導電性起動 層。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其特徵為該層厚最大 係為200毫微米。

   442 8 1 7 _案號88115651 年多月β 日 修正_ 六'申請專利範圍 9. 如申請專利範圍第3或4或5項之方法，其特徵為施加 最大層厚係為5 0 0毫微米之導電性氧化物以作為導電性起 動層。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其特徵為該層厚最大 係為2 00毫微求。 11. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為製備該導體 路徑之選擇性結構化時，該通道板先藉著微影術使用光阻 劑及覆蓋整體通道板之正罩幕根據該導體路徑結構進行結 構化，之後於經微影術界定之自由路徑上覆以鈀晶核，之 後剝除其他區域之光阻劑，最後該金屬導體路徑由液相澱 積於已形成晶核之路徑上，而具有至少一保護層。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為製備該導體 路徑之選擇性結構時，鈀晶核根據該導體路徑結構選擇性 地澱積，最後該金屬導體路徑係自液相澱積於已形成晶核 之路徑上，而具有至少一保護層。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之方法，其特徵為該鈀晶核 係藉噴墨技術澱積。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之方法，其特徵為該鈀晶核 係經由具有對應於該導體路徑結構之開口的機械性或微影 性結構化罩幕藉著蝕刻或喷砂該通道板，使未覆蓋之路徑 區域糙化，以自一鈀浴選擇性地形成晶核，而選擇性地澱 積。 15.如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為製備該導體 路徑之選擇性澱積時，整體通道板先覆以鈀晶核，隨之藉

   442 8 1 7 _案號 88115651_年月日_^_ 六、申請專利範圍 著微影術使用一覆蓋整體通道板之光阻劑及一罩幕，以於 該通道中選擇性澱積金屬，而產生供電極結構用之通道， 之後同時剝除該光阻劑及該底層之該鈀晶核，所澱積之導 體路徑之後具有至少一保護層。 1 6.如申請專利範圍第2、U 、1 2或1 5項之方法，其特徵 為於該通道板全區域上澱積一 S i 02擴散障壁較佳，以位於 該全區域鈀晶核形成層之下層為佳。 17.如申請專利範圍第2、11、12或15項之方法，其特徵 為無電或電動澱積時，使用同時具有電流輸送功能及防腐 姓及防藏射功能之金屬或金屬合金。 1 8.如申請專利範圍第1 7項之方法，其特徵為該電極材 料係包含鎳及/或銅，同時具有金屬防蝕，該防腐金屬係 包含一可無電澱積之防蝕金屬，以鎳.鈀或金為佳。 19.如申請專利範圍第17項之方法，其特徵為該電極材 料係包含鎳及/或貴金屬，同時具有金屬防蝕，使該貴金 屬包含一可燕電或電動殿積之金屬諸如例如.銀或金，而 該防蝕金屬係包含可無電澱積之防蝕金屬，以鎳.鈀.鉻或 金為佳。 2 0.如申請專利範圍第2、1 1、1 2或1 5項之方法，其特徵 為形成該電極之層係為多層之料層形式。 21.如申請專利範圍第20項之方法，其特徵為該多層之 料層各包括一黏著促進層.導電層及至少一保護層。