(57)【要約】【課題】グラフト重合メッキ配線技術を用いながらも、多層の回路配線間で電気的な接続ができるようにする。【解決手段】ＩＴＯ層３が表面に形成されたガラス基板２とグラフトポリマー層６との密着性を高めるために、ガラス基板２の表面全体に単分子膜レベルの膜厚で中間層５を形成する。グラフトポリマー層６はＩＴＯ層３の上を覆うようにパターニングされ、グラフトポリマー層６の表面にＣｕ層６がメッキ処理によって形成される。ＩＴＯ層３とＣｕ層８との間には単分子膜レベルの膜厚で中間層５が形成されているが、この膜厚では中間層５がもつ本来の絶縁性が失われ、ＩＴＯ層３とＣｕ層８とを電気的に接続することが可能となる。【選択図】図１
2010040646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に所定のパターンで第１の導電層が形成された基板と、
重合開始機能を有し、前記第１の導電層を含む前記基板の表面を覆うように単分子膜レベルの膜厚で形成された中間層と、
前記中間層の上に、前記第１の導電層と少なくとも部分的にオーバーラップするように所定のパターンをもって形成されたグラフトポリマー層と、
前記グラフトポリマー層の表面を覆い、かつ前記第１の導電層上の中間層に一部を接触させることにより前記第１の導電層と電気的に接続された第２の導電層と、
を有することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記中間層がシランカップリング剤であることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記第２の導電層が金属メッキ層であることを特徴とする請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
基板の表面に所定のパターンで第１の導電層を形成する第１工程と、
前記第１の導電層を含む前記基板の表面に、重合開始機能を有した中間層を単分子レベルの膜厚で形成する第２工程と、
前記中間層の上に、前記第１の導電層と部分的にオーバーラップするように所定のパターンをもってグラフトポリマー層を形成する第３工程と、
前記グラフトポリマー層の上を覆い、かつ一部を前記第１の導電層上の中間層に接触させることにより第１の導電層と電気的に接続された第２の導電層を形成する第４工程と、
からなることを特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフトポリマーを用いて基板上に所定パターンの導電層を形成した回路基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１記載のように、絶縁性樹脂の中に重合開始剤を含有した中間層を基板上に形成し、その表面にグラフトポリマー層を所定のパターン状に形成した後、このグラフトポリマー層の上に無電気メッキなどにより金属製の導電層を形成して前記所定のパターンに対応した導電層パターンを得るグラフト重合メッキ配線技術が公知である。
【特許文献１】特開２００６−２８６９６４号公報
【０００３】
この特許文献１記載の技術は、中間層を用いることによってグラフトポリマー層を基板に強く密着させ得ること、グラフトポリマー層自体を微細なパターンで形成できること、基板表面に現れる凹凸を小さく抑えることができること、そして所定パターンで形成したグラフトポリマー層の表面に導電層が形成されるため、導電層を形成した後に余分な導電層を除去するためのエッチング工程を要しないなどの利点がある。これらの利点は、高精細な導電層パターンを得る上で非常に有効で、プリント配線板やフレキシブル配線板への適用など、その用途も広い。
【０００４】
このグラフト重合メッキ配線技術では、特にグラフトポリマー層と基板との間に用いられる中間層が、基板とグラフトポリマー層との密着性を強めていることが特長で、基板がフレキシブル配線基板であってもこの手法で高精細な導電層パターンを形成しておけば、フレキシブル配線基板が繰り返し屈曲されたとしても導電層パターンに剥がれや損傷が生じるおそれはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
グラフト重合メッキ配線技術で作られた回路基板では、グラフトポリマー層の上に形成された高精細な導電層パターンの周囲に高い絶縁性のある中間層が現れる。したがって、基板上に単層あるいは一層ごとに独立した導電層パターンを形成する際には効果的であるが、導電層パターンを多層構成にし、しかも積層された上下の導電層パターンの相互間で電気的な接続を図ろうとする際には中間層がもつ高い絶縁性のために対応が難しくなる。
【０００６】
例えば、フレキシブルな透明シートに液晶表示素子を配列した液晶表示シートには、透明な導電層としてＩＴＯ膜が多用され、個々の表示画素を駆動する信号線に用いられているが、こうしたＩＴＯ膜による信号線は透明シートに一括して形成されることが多く、表示画面外の透明性を必要としない領域にも一連に形成するのが通常である。ところが、ＩＴＯ膜の抵抗値は１０Ω／□（シート抵抗）（シート抵抗の単位は、Ω／□、□は無次元を表す）程度もあるため、信号線が微細かつ長くなってくると応答遅れや表示輝度にムラがでやすい。
【０００７】
これを軽減するには、透明性が要求されない表示画面外ではＣｕメッキ配線（０．０２Ω／□）を用いてバイパス配線することが有効で、上述したグラフト重合メッキ配線技術が適用できれば効果的である。しかし、グラフトポリマー層を形成するには、表示画面外のＩＴＯ膜が形成された領域を覆うように絶縁性の高い中間層を設ける必要があるため、そのままではＣｕメッキ配線とその下層のＩＴＯ膜との電気的な接続をすることができない。
【０００８】
さらに、ＴＦＴ液晶はガラス基板上に表示画素ごとに薄膜トランジスタを形成し、これらを駆動して画像表示が行われるが、薄膜トランジスタの駆動回路をスペース効率よく形成するには、導電層パターンを複数層形成するとともに層間での電気的接続が不可欠である。したがって、特許文献１記載の手法ではグラフトポリマー層の下地となる中間層が絶縁層となるので適用が困難である。なお、中間層を形成する際に例えばホトリソグラフィ技術などを利用し、電気的な接続を要する個所で部分的に中間層を除去しておけば対応は可能になるが、その場合にはスピンコートで中間層を簡便に形成することができず、エッチング工程の増加や、層間での電気的な接続を図るための別工程が不可欠で、作業工数が増えてコストアップが避けられない。
【０００９】
本発明は上記背景を考慮してなされたもので、その目的は、予め所定のパターンをもつ導電層が形成された基板に対し、その表面に重合開始機能を有する中間層を形成した上でグラフトポリマー層を利用した導電層パターンを形成するに際し、基板に予め形成された導電層とグラフトポリマー層の上に形成された導電層とを簡便に電気的に接続することが可能な回路基板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するにあたり、重合開始機能を有する中間層が、ある条件下ではこの中間層が基板とグラフトポリマー層との密着性を何ら阻害することなく、第１の導電層と第２の導電層との間で導電性を発現するという物性に着目してなされたもので、本発明の回路基板は、表面に所定のパターンで第１の導電層が形成された基板と、前記第１の導電層を含む前記基板の表面を覆うように単分子膜レベルの膜厚で形成された重合開始機能を有する中間層と、前記中間層の上に、前記第１の導電層と部分的にオーバーラップするように所定のパターンをもって形成されたグラフトポリマー層と、前記グラフトポリマー層の表面を覆い、かつ前記第１の導電層上の中間層に一部を接触させることにより前記第１の導電層と電気的に接続された第２の導電層とからなることを特徴としている。前記中間層にはシランカップリング剤を効果的に用いることができ、また前記第２の導電層には金属メッキ層を簡便に用いることができる。
【００１１】
そして本発明方法は、基板の表面に所定のパターンで第１の導電層を形成する第１工程と、前記第１の導電層を含む前記基板の表面に、重合開始機能を有する中間層を単分子レベルの膜厚で形成する第２工程と、前記中間層の上に、前記第１の導電層と部分的にオーバーラップするように所定のパターンをもってグラフトポリマー層を形成する第３工程と、前記グラフトポリマー層の上を覆い、かつ一部を前記第１の導電層上の中間層に接触させることにより第１の導電層と電気的に接続された第２の導電層を形成する第４工程とからなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、グラフトポリマー層を利用した密着性の高い第２の導電層を形成する際に、グラフトポリマー層と基板との間の強靱な密着性を確保するために中間層を用いながらも、その下層に予め形成された第１の導電層との電気的な接続を簡単に行うことが可能となり高機能の回路基板が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を用いた回路基板を模式的に示す図１及び図２において、ガラス基板２の表面に透明な導電層となるＩＴＯ層３が所定のパターンで形成されている。所定パターンでＩＴＯ層３を形成するには、フォトリソグラフィを併用したスパッタリングやイオンプレーティング、塗布法など周知の技術を用いることができる。この第１工程でＩＴＯ層３が形成されたガラス基板２に対し、第２工程ではＩＴＯ層３を含むガラス基板２の表面全体を覆うように中間層５が形成される。
【００１４】
中間層５には、その膜厚が極めて薄くてもガラス基板２との間に高い密着性が必要であり、さらにその上に形成されるグラフトポリマー層６との間の密着性も要求される。このため、中間層５はグラフトポリマーとの結合基を有することが必須である。また、加水分解したシランカップリング剤などのようなＯＨ基を有する中間層と、表面に高密度のＯＨ基が付与されたガラス基板を用いれば、脱水反応による化学結合力で中間層５とガラス基板２との密着力を高めることも可能となる。上記中間層５の好例として、ＴＭＳＭＡ（トリメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）を１０重量パーセントでＭＥＫ溶液に溶解したもの、ガラス基板２の好例として、紫外線照射した無アルカリガラス基板、が挙げられる。
【００１５】
中間層５には特にパターニング処理が必要とされないため、ＩＴＯ層３を形成したガラス基板２を清浄化した後にスピンコータで簡便に塗布することができる。上記のようにＭＥＫ溶液に溶解された液状の中間層材料をガラス基板２の表面にスピンコートした後、所定の乾燥処理を行うことによってＩＴＯ層３を含むガラス基板２の表面全体に中間層５を形成することができる。このとき、最終的に形成される中間層５の膜厚が単分子膜レベル（１μｍ未満）となるようにガラス基板２に滴下する液状の中間層材料が正確に計量される。
【００１６】
第２工程でガラス基板３の表面全体を覆うように単分子膜レベルの膜厚で中間層５を形成した後、その上に所定パターンでグラフトポリマー層６を形成する第３工程が行われる。グラフトポリマー層６の形成手法は特許文献１に詳しく記載されているが、中間層５の表面にグラフトポリマー材料を均一に塗布して乾燥処理を行った後、その表面に、最終的に必要となる導電層の形成パターンに対応したパターン露光を与える。露光が与えられた領域のグラフトポリマー層が中間層５と密着し、現像処理を行うことによって未露光のグラフトポリマー層が除去され、中間層５の上にはパターン化されたグラフトポリマー層６を得ることができる。
【００１７】
所定パターンのグラフトポリマー層６が得られた後の第４工程で、グラフトポリマー層６の表面に無電解メッキ処理が行われ、導電層としてＣｕ層８が形成される。Ｃｕ層８はグラフトポリマー層６の表面全体を包み込むように形成され、図示のように中間層５の表面にも部分的に接するようになる。第４工程の後にはこの回路基板全体の洗浄が行われ、さらにＣｕ層８に対しては防錆処理が行われ回路基板の製造が完了する。なお、Ｃｕ以外にも導電性のある他の金属メッキ層を用いるようにしてもよい。
【００１８】
ところで、グラフトポリマー層６の表面に形成されたＣｕ層は、ガラス基板２の表面の２個所にそれぞれ電気的に独立させて形成したＩＴＯ層３の相互を電気的に接続するとともに、共通にグランド電位にするコモン電極として用いることを想定している。したがってＣｕ層８とＩＴＯ層３との間を電気的に接続する必要があるため、グラフトポリマー層６はＩＴＯ層３との間に中間層５を挟んではいるが、図示のようにそれぞれのＩＴＯ層３とオーバーラップするようにパターニングされる。そして、その表面を覆うようにＣｕ層８が設けられることに伴い、Ｃｕ層８の一部はＩＴＯ層３の上を覆っている中間層５に接触した状態で形成される。
【００１９】
そして本発明において特徴的なことは、本来的には絶縁性の高い中間層５が、その膜厚が単分子膜レベルの膜厚さまで薄くなると、具体的には「望ましくは０．１〜１５ｎｍ、さらに望ましくは０．２〜６ｎｍ、さらに好ましくは０．５〜３ｎｍ」くらいであると、その絶縁性が失われてしまい、図示のように、ＩＴＯ層３とＣｕ層８とが近接して対面した部分では導通性を発現することにある。この結果、このように製造された回路基板では、第１の導電層としてガラス基板２の表面に形成されたＩＴＯ層３と、中間層５の上のグラフトポリマー層６の表面に第２の導電層として形成されたＣｕ層８とが互いに近接して対向した部分では電気的に導通した状態となり、Ｃｕ層８をアース電位にすることによってガラス基板２の表面の２個所に形成されたＩＴＯ層３をともにアース電位にすることが可能となる。
【００２０】
上記のように製造された回路基板について、ＩＴＯ層３とＣｕ層８との間のコンタクト抵抗を測定したところ０．３Ω・ｃｍ２以下であり、配線パターンを多層化する際の層間での電気的接続を図る上で非常に実用的な手法であることが確認された。グラフトポリマーを利用した微細な配線パターンの形成技術は様々な利点がある一方で、基板の表面には絶縁性の高い中間層が形成されるため層間での電気的な接続を必要とする多層型の回路基板への適用が困難であったが、上記のように中間層に対しては特にパターニング処理を要せずに、単にその厚みをコントロールするだけで層間での電気的接続も容易に行うことが可能となり、グラフト重合メッキ配線技術の適用範囲を広げる上でその利点は大きい。
【００２１】
以上、図示した実施形態にしたがって本発明について説明してきたが、本発明は基板自体の透明，不透明はもとより、リジッドな基板あるいはフレキシブルな基板のいずれにでも等しく適用することが可能である。また、第１，第２の導電層がもつパターンについても適宜の変更が可能で、例えば第１の導電層と第２の導電層とが平行に延びる帯状の配線パターンである場合や、第１の導電層がいわゆるランド状に広がっているような場合にも本発明を用いることができる。さらに、基板表面に設けられる第１の導電層や、グラフトポリマー層の表面に設けられる第２の導電層に関しても、ＩＴＯ層やＣｕ層に限らず種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の回路基板を模式的に示す部分破断斜視図である。
【図２】本発明の回路基板の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
２  ガラス基板
３  ＩＴＯ層
５  中間層
６  グラフトポリマー層
８  Ｃｕ層
【図１】
2010040646.tif 000003
【図２】
2010040646.tif 000004