(57)【要約】      （修正有）【課題】酸化インジウム錫を用いた透明配線部材において、透明性と導電性に優れ、かつ低コストで製造可能な透明配線部材およびその形成方法を提供する。【解決手段】最表面が無機材料で構成される基板１０上に配線が形成された透明配線部材１１の形成方法であって、非配線部に樹脂材料のパターンを印刷法により形成する工程と、基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材１１の形成方法を用いることで、高い透明性と導電性を有し、かつ低コストで透明配線部材を提供することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最表面が無機材料で構成される絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材であって、
基板上の非配線部は樹脂材料で構成され、
配線部は酸化インジウム錫を含む材料で構成されていることを特徴とする透明配線部材。
【請求項２】
前記絶縁基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の透明配線部材。
【請求項３】
最表面が樹脂材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材であって、
前記配線は無機材料と酸化インジウム錫を含む材料が順次積層されて構成されていることを特徴とする透明配線部材。
【請求項４】
前記最表面が樹脂材料で構成される基板がカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項３に記載の透明配線部材。
【請求項５】
絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材であって、  
前記絶縁基板上の非配線部は樹脂材料で構成されており、  
前記絶縁基板上の配線部は無機材料および酸化インジウム錫を含む材料が順次積層されて構成されていることを特徴とする透明配線部材。
【請求項６】
前記無機材料が金属酸化物を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の透明配線部材。
【請求項７】
前記酸化インジウム錫を含む材料で構成される透明配線が結晶性であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の透明配線部材。
【請求項８】
最表面が無機材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材の形成方法であって、  
非配線部に樹脂材料のパターンを印刷法により形成する工程と、  
基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、  
シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法。
【請求項９】
最表面が樹脂材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材の形成方法であって、  
配線部に無機材料のパターンを印刷法により形成する工程と、  
基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、  
シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法。
【請求項１０】
絶縁基板上に形成された透明配線部材の形成方法であって、非配線部に樹脂材料のパターンを印刷法により形成する工程と、  
配線部に無機材料のパターンを印刷法により形成する工程と、  
基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、  
シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の透明配線部材の形成方法により形成されたことを特徴とする透明配線部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透明配線部材とその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイス、タッチパネル、太陽電池等の透明配線に用いられる透明導電性材料として、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化アンチモン錫、酸化アルミニウム亜鉛等が知られているが、中でも酸化インジウム錫は高い可視光線透過率と優れた導電性を有するため、最も広く用いられている。
【０００３】
上記透明配線は、真空成膜法を用いて成膜され、フォトリソグラフィ法を用いてパターン形成されるのが一般的である。しかしフォトリソグラフィ法は、感光性レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離と複雑な工程を経る必要があり、設備コストおよびランニングコストが高額になるため、フォトリソグラフィ法を用いない透明配線のパターン形成方法が求められている。
このような背景から、酸化インジウム錫インクを用いて印刷法により透明配線を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１)。
【０００４】
また、印刷法を用いてレジスト材料の配線パターンを基板上の透明配線が不要な部分に形成し、真空成膜法を用いて酸化インジウム錫膜を基板全面に成膜後、リフトオフ法を用いて配線が不要な部分の酸化インジウム錫膜をレジストごと除去し、透明配線を形成する技術も知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５７３８６号公報
【特許文献２】特開２００９−２９５４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、透明性、導電性、フレキシブル基板との密着性等の透明配線に求められる種々の要求特性を、酸化インジウム錫インクを用いて形成した酸化インジウム錫膜と真空成膜法で形成した酸化インジウム錫膜について比較した場合、酸化インジウム錫インクを用いて形成した膜は、真空成膜法で形成した膜には到底及ばない。すなわち、透明性、導電性、フレキシブル基板との密着性等の特性が悪いという問題があった。特に導電性に関しては、抵抗率が１Ｅ−２Ω・ｃｍ程度と高い値しか得られないという欠点があった。
【０００７】
また、特許文献２の技術の方法では、リフトオフ時のレジスト残渣がデバイス特性に大きな影響をもたらすため、歩留まりが大幅に下がることによりコストアップするという問題があった。  
そこで本発明は、酸化インジウム錫を用いた透明配線部材において、高い透明性と導電性を有し、かつ低コストで製造可能な透明配線部材およびその形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の発明は、最表面が無機材料で構成される絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材であって、基板上の非配線部は樹脂材料で構成され、配線部は酸化インジウム錫を含む材料で構成されていることを特徴とする透明配線部材である。
また、請求項２に記載の発明は、前記絶縁基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の透明配線部材である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、最表面が樹脂材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材であって、前記配線は無機材料と酸化インジウム錫を含む材料が順次積層されて構成されていることを特徴とする透明配線部材である。
また、請求項４に記載の発明は、前記最表面が樹脂材料で構成される基板がカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項３に記載の透明配線部材である。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材であって、前記絶縁基板上の非配線部は樹脂材料で構成されており、前記絶縁基板上の配線部は無機材料および酸化インジウム錫を含む材料が順次積層されて構成されていることを特徴とする透明配線部材である。
また、請求項６に記載の発明は、前記無機材料が金属酸化物を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の透明配線部材である。
また、請求項７に記載の発明は、前記酸化インジウム錫を含む材料で構成される透明配線が結晶性であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の透明配線部材である。
【００１１】
また、請求項８に記載の発明は、最表面が無機材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材の形成方法であって、非配線部に樹脂材料のパターンを印刷法により形成する工程と、基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法である。
【００１２】
また、請求項９に記載の発明は、最表面が樹脂材料で構成される基板上に配線が形成された透明配線部材の形成方法であって、配線部に無機材料のパターンを印刷法により形成する工程と、基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法である。
【００１３】
また、請求項１０に記載の発明は、絶縁基板上に形成された透明配線部材の形成方法であって、非配線部に樹脂材料のパターンを印刷法により形成する工程と、配線部に無機材料のパターンを印刷法により形成する工程と、基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜する工程と、シュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、酸化インジウム錫を含む膜で構成された配線パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする透明配線部材の形成方法である。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至１０の何れか１項に記載の透明配線部材の形成方法により形成されたことを特徴とする透明配線部材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、酸化インジウム錫を用いた透明配線部材において、透明性と導電性に優れ、かつ低コストで製造可能な透明配線部材およびその形成方法を提供することが可能となる。
また、最表面がＳｉＯ２等の無機材料で構成された絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材において、非配線部を樹脂材料で形成し、配線部を、酸化インジウム錫を含む材料で構成することにより、高い透明性と導電性を有し、かつ低コストな透明配線部材を実現することができる。
また、酸化インジウム錫膜は、成膜条件によっては、無機膜上では結晶質、樹脂膜上では非晶質となる特性を持つ。  
【００１５】
上記部材において、非配線部に樹脂材料を印刷法により形成し、基板全面に真空成膜法を用いて酸化インジウム錫を含む膜を成膜した場合、非配線部には非晶質の膜、配線部には結晶性の膜が形成される。次にシュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、フォトリソグラフィ法を利用せずに、配線部にのみ酸化インジウム錫を含む膜を残すことが可能となる。このとき透明配線部材の配線部は酸化インジウム錫を含む膜、非配線部は樹脂材料で形成された膜で構成される。
【００１６】
上記絶縁基板としてガラス基板を用いることで、従来の液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示素子や、タッチパネル、太陽電池等への応用を目的とした透明配線部材を容易に形成することが可能となる。
また、最表面が樹脂材料で構成される絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材であって、配線を、透明性を有する無機膜と酸化インジウム錫を含む膜を順次積層する構造にすることで、透明性と導電性に優れ、かつ低コストの透明配線部材を実現することができる。  
【００１７】
上記透明配線部材において、配線部に透明性を有する無機膜を印刷法により形成し、基板全面に真空成膜法を用いて酸化インジウム錫を含む膜を成膜した場合、非配線部には非晶質の膜、配線部には結晶性の膜が形成される。次にシュウ酸を含むエッチャントを用いて、非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、フォトリソグラフィ法を利用せずに、配線部にのみ酸化インジウム錫を含む膜を残すことが可能となる。このとき透明配線部材の配線部は、無機膜と酸化インジウム錫を含む膜の二層で構成され、非配線部は基板表面が露出した構造となる。
【００１８】
上記基板をカラーフィルタとすることで、カラーフィルタの上に透明ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を形成するフロントドライブ型ディスプレイ等への応用が可能となる（伊藤学、応用物理、第７７巻［００２５］、２００８）。
絶縁基板上に配線が形成された透明配線部材において、基板上に形成される非配線部を樹脂膜で構成し、配線部を、透明性を有する無機膜および酸化インジウム錫を含む膜が順次積層された構成とすることで、高い透明性と導電性を有し、かつ製造コストの低い透明配線部材を実現することができる。  
【００１９】
上記部材において、非配線部に樹脂膜を印刷法により形成し、配線部に透明性を有する無機膜を印刷法により形成し、基板全面に真空成膜法により酸化インジウム錫を含む材料を成膜した場合、非配線部には非晶質の膜、配線部には結晶性の膜が形成される。次にシュウ酸を含むエッチャントを用いて非配線部に成膜された酸化インジウム錫を含む膜のみを溶解させることにより、フォトリソグラフィ法を利用せずに、配線部にのみ酸化インジウム錫を含む膜を残すことが可能となる。このとき透明配線部材の配線部は、無機膜と酸化インジウム錫とを含む膜の二層で構成され、非配線部は樹脂材料で形成された膜で構成される。
上述の無機材料を、金属酸化物を含む材料とすることで、上層に成膜する酸化インジウム錫を含む膜を容易に結晶化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態および実施例１を示す薄膜トランジスタの構造を表す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態および実施例２を示す薄膜トランジスタの構造を表す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態および実施例３を示す薄膜トランジスタの構造を表す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態の間において重複する説明は省略する。
図１に本発明の実施例１に係る透明配線部材の一例を示す。最表面が無機材料で構成される基板１０上に透明配線部１１と非配線部１２とを備えた透明配線部材である。
図２に本発明の実施例２に係る透明配線部材の別の一例を示す。最表面が樹脂材料で構成される基板２０上に透明配線部１１と透明配線部下層１３とを備えた透明配線部材である。
図３に本発明の実施例３に係る透明配線部材の別の一例を示す。絶縁基板３０上に非配線部１２と透明配線部１１と透明配線部下層１３とを備えた透明配線部材である。
【００２２】
絶縁基板３０には、最表面が無機材料で構成される基板１０と最表面が樹脂材料で構成される基板２０、および最表面が無機材料と樹脂材料が混在した基板の三種類が含まれる。  
本発明の、最表面が無機材料で構成される絶縁基板１０として、ガラス、石英等を単体で使用することができる。またガラス基板や樹脂基板に、ＳｉＯ２等の透明性を有する無機膜を形成した複合基板を用いることもできる。  
本発明の、最表面が樹脂材料で構成される絶縁基板２０としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、透明性ポリイミド等を単体で使用することもできる。また、樹脂基板およびガラス基板等に、アクリル樹脂、フッ素樹脂等を形成した複合基板を用いることができる。
【００２３】
本発明で用いる透明配線部１１は、高い透明性と高い導電性を両立する酸化インジウム錫を含む材料である。透明配線部１１は結晶性であり、シュウ酸を含むエッチャントでは溶解しない必要がある。透明配線部１１はスパッタ法等で形成することができるが、これらに限定されるものではない。  
真空成膜法を用いることで、高い透過率と低い抵抗率を有する透明配線部１１を得ることができる。透明配線部１１の透過率は８０％以上、抵抗率は１Ｅ−４Ω・ｃｍ台であることが好ましい。
【００２４】
本発明で用いる非配線部１２にはアクリル樹脂、フッ素樹脂等が用いられるが、これらに限定されるものではない。この非配線部１２は高い絶縁性を有さなければならない。非配線部１２の抵抗率は１Ｅ＋１２Ω・ｃｍ以上、好ましくは１Ｅ＋１４Ω・ｃｍ以上である。  
本発明で用いられる非配線部１２は上述の樹脂材料のパターンを印刷法で成膜し、ＵＶ照射、熱処理等を施すことにより硬化させて形成される。非配線部１２の印刷法としては、高精細、薄膜形成可能な凸版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット法等が好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。
透明配線部下層１３に用いる無機材料は金属酸化物、特にＳｉＯ２が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。  
【００２５】
本発明で用いる透明配線部下層１３は透明性を有するのが好ましい。ここで透明性を有するとは、可視光領域（λ＝４００〜７００ｎｍ）における平均透過率が７０％以上あることである。  
本発明で用いる透明配線部下層１３は上述の無機材料の前駆体を印刷法で成膜し、ＵＶ照射、熱処理等を施すことにより余分な樹脂材料を除去することにより形成される。印刷法として、特に高精細および薄膜形成が可能な凸版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット法等が好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明を、実施例１から３を用いて説明する。  
（実施例１）  
図１に示すように、最表面が無機材料で構成される基板１０として、コーニング製のガラス基板ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）を用いた。基板１０上に非配線部１２として、アクリル樹脂をベースとしたレジストを、凸版印刷法を用いて形成した後、ＵＶ照射を行ってレジストを硬化させた。硬化後の非配線部１２のライン／スペースは１０／１０μｍ、膜厚は１００ｎｍであった。  
【００２７】
次にＤＣスパッタ法を用いて酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜を基板全面に形成した。成膜条件は５００Ｗ、０．５Ｐａ、Ａｒ＝５０ＳＣＣＭ、Ｏ２＝１ＳＣＣＭ、膜厚は１１０ｎｍとした。このとき基板１０に接して成膜されているＩＴＯ膜は結晶質、レジスト上に成膜されているＩＴＯ膜は非晶質であることを、Ｘ線回折測定法を用いて確認した。最後にシュウ酸系エッチャントを用いて、レジスト上の非晶質のＩＴＯ膜を除去し、基板１０上に成膜された結晶性のＩＴＯ膜のみを残すことで、基板１０上に透明配線部１１を得た。透明配線部１１のライン／スペースは１０／１０μｍであった。
このようにして得られた透明配線部材の透明配線部１１の抵抗率は２．２Ｅ−４Ω・ｃｍ、透過率は８２％であった。
【００２８】
（実施例２）  
図２に示すように、最表面が樹脂材料で構成される基板２０として、帝人デュポン製のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板を用い、基板上にＳｉの前駆体であるシラザンの溶液を、反転オフセット印刷法を用いて形成した後、１１０℃の環境下でオゾンを用いて酸化させ、透明配線下層１３となるＳｉＯ２を得た。得られた透明配線部下層１３のライン／スペースは１０／１０μｍ、膜厚は６０ｎｍであった。次にＤＣスパッタ法を用いてＩＴＯ膜を基板全面に形成した。成膜条件は５００Ｗ、０．５Ｐａ、Ａｒ＝５０ＳＣＣＭ、Ｏ２＝１．０ＳＣＣＭ、膜厚は８０ｎｍとした。このとき基板１１に接して成膜されているＩＴＯ膜は非晶質、透明配線部下層１３上に成膜されているＩＴＯ膜は結晶質であることを、Ｘ線回折測定法を用いて確認した。最後にシュウ酸系エッチャントを用いて、基板２０と接している部分の非晶質のＩＴＯ膜のみを除去し、透明配線部下層１３上に成膜された結晶性のＩＴＯ膜を残すことで、基板２０上に透明配線部１１を得た。透明配線部１１と透明配線部下層１３のライン／スペースは１０／１０μｍであった。  
このようにして得られた透明配線部材の透明配線部１１の抵抗率は２.８Ｅ−４Ω・ｃｍ、透過率は８０％であった。
【００２９】
（実施例３）  
図３に示すように、絶縁基板３０として、コーニング製のガラス基板ＥＡＧＬＥ ＸＧを用い、基板上にＳｉの前駆体であるシラザンの溶液を、凸版印刷法を用いて形成した後、１１０℃の環境下でオゾンを用いて酸化させ、透明配線部下層１３となるＳｉＯ２を得た。次に非配線部１２にフッ素樹脂を、凸版印刷法を用いて形成し、１８０℃で硬化させた。得られた透明配線部下層１３のライン／スペースは２０／１０μｍ、膜厚は８０ｎｍであった。透明配線部１１のライン／スペースは１０／２０μｍ、膜厚は８０ｎｍであった。次にＤＣスパッタ法を用いてＩＴＯ膜を基板全面に形成した。成膜条件は５００Ｗ、０．５Ｐａ、Ａｒ＝５０ＳＣＣＭ、Ｏ２＝０．５ＳＣＣＭ、膜厚は１００ｎｍとした。このとき非配線部１２に接して成膜されているＩＴＯ膜は非晶質、透明配線下層１３上に成膜されているＩＴＯ膜は結晶質であることを、Ｘ線回折測定法を用いて確認した。最後にシュウ酸系エッチャントを用いて、非配線部１２と接している部分の非晶質のＩＴＯ膜のみを除去し、透明配線下層１３上に成膜された結晶性のＩＴＯ膜を残すことで、透明配線部下層１３上に透明配線部１１を得た。  
このようにして得られた透明配線部材の透明配線部１１の抵抗率は５.８Ｅ−４Ω・ｃｍ、透過率は８５％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
最表面が樹脂材料で構成される非配線部と最表面が無機材料で構成される配線部を有する絶縁基板を用いることで、高い透明性と導電性を有し、かつ低コストで製造可能な透明配線部材およびその形成方法を提供することができる。このような透明配線部材は、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイス、タッチパネル、太陽電池等に応用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  最表面が無機材料で構成される基板  
２０  最表面が樹脂材料で構成される基板  
３０  最表面が無機材料で構成される基板と、最表面が樹脂材料で構成される基板と、最表面が無機材料と樹脂材料が混在した基板  
１１  透明配線部  
１２  非配線部  
１３  透明配線下層
【図１】
2014063898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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