(57)【要約】【課題】電気伝導性、透光性が良好で、電極のパターン形成が容易な透明電解膜によるパターン形成方法を提供する。【解決手段】基板表面に白金族元素を分散させた溶液を規定パターン状に塗布する感受性化処理工程と、前記白金族元素を基板表面に定着させるためのアニール処理工程と、前記基板を規定時間錫メッキ浴に浸漬して前記感受性化処理を施した箇所に錫の導電膜を堆積させる成膜工程と、当該錫の導電膜を酸化処理して透明導電膜を得る酸化工程とからなることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に白金族元素からなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫の酸化物を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた酸化亜鉛または酸化錫を加熱して透明導電膜にするアニール工程とを有することを特徴とする透明導電膜によるパターン形成方法。
【請求項２】
基板表面に白金族元素からなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた亜鉛または錫を酸化雰囲気中で加熱して酸化させ、透明導電膜にするアニール工程とを有することを特徴とする透明導電膜によるパターン形成方法。
【請求項３】
前記触媒層形成工程は、前記基板表面に白金族元素を分散させた溶液を所定のパターンに塗布する塗布工程と、前記溶液を前記基板表面に加熱定着させる焼成工程とからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明導電膜によるパターン形成方法。
【請求項４】
前記触媒層形成工程は、基板表面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜を所定パターンに欠損させて親液部を得る親液工程と、前記親液部に白金族元素を分散させた溶液を塗布する塗布工程と、前記溶液を乾燥固化する乾燥工程とからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明導電膜によるパターン形成方法。
【請求項５】
前記白金族元素を分散させた溶液の塗布は、インクジェットによって行われることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の透明導電膜によるパターン形成方法。
【請求項６】
前記白金族元素は、パラジウムであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の透明導電膜によるパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電膜によるパターン形成方法に係り、特に液晶表示装置等の漏洩電磁波遮蔽膜や各種電子デバイスの透明電極等の形成に好適な透明導電膜によるパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、透明電極は液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置等の漏洩電磁波遮蔽膜や各種電子デバイスの透明電極等に使用されている。
このような透明電極の形成方法として特許文献１に挙げられるものがある。特許文献１に記載の透明電極形成方法は、蒸着やスパッタ等により、透明基板の表面に酸化錫や酸化亜鉛を含有する透明電極を形成する。
【０００３】
このようにして形成された透明電極は、電気伝導性が低いため、低抵抗金属により補助電極を設けるようにしている。補助電極の形成は、前記透明電極の表面をフォトレジストで覆い、所定箇所のフォトレジストを切除し、前記透明電極を所定形状にエッチングする。エッチング後、前記透明基板を無電解メッキ浴に浸漬することにより前記透明基板全体にメッキ処理を施す。メッキ処理後に、前記フォトレジストを除去することにより、所定箇所に低抵抗金属の補助電極を有する透明電極が形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５１８４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような透明電極は、電気伝導性が低いと共に、光透過率も低い。また、電気伝導性を補うために付加する補助電極の形成方法にいたっては作業工程が多く、メッキ材料の無駄が多く生産性が悪い。
本発明では、電気伝導性、透光性が良好で、かつ透明電極のパターン形成が容易な透明電解膜によるパターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の透明電解膜によるパターン形成方法は、基板表面に白金族元素からなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫の酸化物を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた酸化亜鉛または酸化錫を加熱して透明導電膜にするアニール工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、白金族元素からなる触媒層の上に亜鉛または錫の酸化物を堆積させるようにして、アニール処理を施して透明導電膜を得るようにしたことで、電気伝導性を損なうことなく透明性に優れた透明導電膜のパターン形成をすることができる。
【０００８】
また、基板表面に白金族元素からなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた亜鉛または錫を酸化雰囲気中で加熱して酸化させ、透明導電膜にするアニール工程とを有することを特徴としても良い。
この方法によっても、上記方法と略同様の作用を得ることができる。
【０００９】
また、前記方法において、前記触媒層形成工程は、前記基板表面に白金族元素を分散させた溶液を所定のパターンに塗布する塗布工程と、前記溶液を前記基板表面に加熱定着させる焼成工程とからなるようにすると良い。
このような方法を採ることにより、成膜工程において、再び白金族元素がメッキ浴内に分散してしまうことがない。
【００１０】
また、前記方法において、前記触媒層形成工程は、基板表面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜を所定パターンに欠損させて親液部を得る親液工程と、前記親液部に白金族元素を分散させた溶液を塗布する塗布工程と、前記溶液を乾燥固化する乾燥工程とからなるようにしても良い。
このような方法であれば、白金族元素を分散させた溶液を塗布した後に、焼成工程を行う必要がなくなる。
【００１１】
また、前記白金族元素を分散させた溶液の塗布は、インクジェットによって行われるようにすることもできる。このような方法を採ることで、基板上に規定パターンを容易に形成することができる。
さらに、前記白金族元素は、パラジウムであるようにすると良い。パラジウムは白金族元素の中でも空気中や水中で極めて安定しており、耐食性に富んでいる。また、パラジウム同様メッキ材料として好適とされる白金や、ロジウム等に比べて安価である。よって生産コストを抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の第１の実施形態は、白金族元素であるパラジウムを分散させた溶液（以下パラジウム分散液）を基板表面に塗布し、前記溶液を乾燥後、錫のメッキ浴に浸漬させて錫メッキを前記溶液塗布表面に堆積させ、当該錫メッキを酸化させることにより透明導電膜を得るというものである。
【００１３】
具体的には、パラジウムを分散させた溶液は、塩化パラジウムを濃塩酸に分散させた溶液に水又はアルコールを加え濃度を調製したものを使用する。基板としては、触媒やメッキ浴内の薬品に対する耐食性を有する物であり、透光性素材であるものが望ましい。例えば、ガラス、透明樹脂等による板状素材またはフィルム素材等であれば良い。
【００１４】
まず、前記基板表面をアルコール等で洗浄脱脂する。洗浄脱脂後、必要に応じて基板表面を濃硫酸等でエッチングして基板表面を荒らすことにより、メッキの吸着性を良好にすると良い。
前記パラジウム分散液を、前記基板表面に塗布することにより基板表面の感受性化処理（アクチベーティング）を行う。この際、基板表面に所定のパターンを形成するようにすると良い。
【００１５】
基板表面にパラジウム分散液を塗布した後、前記パラジウム分散液を乾燥させる。前記パラジウム分散液乾燥後、前記基板表面を加熱焼成（アニール処理）することにより前記パラジウムが酸化されて基板表面に定着する。これにより、後述するようにメッキ浴中に前記基板を浸漬させた場合であっても、メッキ浴中に前記パラジウムが分散してしまうということが無くなる。また、前記アニール処理の変わりに基板表面に錫（２）イオンを塗布した後にパラジウム分散液を塗布するようにすることでもパラジウムが基板表面に吸着するようにすることができ、安定したメッキ処理を行うことができる（化学式１参照）。
【化１】
2004332085.tif 000002
上記塩化パラジウムの還元反応が進むことにより、パラジウムが基板表面に吸着し感受性化処理（センシタイジング＋アクチベーティング）が成される。
上記のようにしてパラジウムを基板表面に定着させた後、前記基板を錫のメッキ浴に浸漬させることで、前記規定パターン状に錫メッキを堆積させて成膜を行う。
【００１６】
錫メッキ浴は、例えば硫酸錫、ｐ−フェノールスルホン酸、チオ尿素、次亜リン酸ナトリウム、塩酸、Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−カルボキシメチルベタイン、カテコールから建浴されるものであれば良い。前記メッキ浴の組成は、例えば以下のようであれば良い。
硫酸錫                              ３０ｇ／ｌ
ｐ−フェノールスルホン酸          １２０ｇ／ｌ
チオ尿酸                          １５０ｇ／ｌ
次亜リン酸ナトリウム                ６０ｇ／ｌ
塩酸                          ０．２ｍｏｌ／ｌ
Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチル
−Ｎ−カルボキシメチルベタイン        ５ｇ／ｌ
カテコール                        ０．５ｇ／ｌ
【００１７】
上記のようなメッキ浴では、温度等によっても基板表面に堆積するメッキ層の厚さが変わってくるが、前記基板を３０分程度浸漬することにより前記パラジウム分散液を塗布した箇所に錫のメッキ層２０００Å程度の厚さで堆積するようにアルコール又は水等で濃度調製をすると良い。
【００１８】
堆積した錫メッキ層には、酸化雰囲気中または大気中で、ＵＶ照射、プラズマ照射、フラッシュ（光）照射等によるアニール処理を施すことにより、錫メッキ層の表面を酸化させて透明導電膜を得ることができる。ＵＶ照射をする場合、使用するＵＶは１７２ｎｍのものを１５分照射することにより約１５００Åのメッキ層が透明化される。プラズマの場合には０．１Ｔｏｒｒ酸素２００ｐｐｍで行うと良い。また、フラッシュアニールを行う場合には、実効加熱温度が５００℃〜６００℃程度になるもので５発程度照射するようにすれば良い。
【００１９】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態と第１の実施形態とでは、使用するメッキ浴は異なるが、メッキ浴へ浸漬させる前の工程は同一であるため、当該工程の説明は省略する。
第１の実施形態と同様にして、表面にパラジウムを定着させた基板を硝酸亜鉛とジメチルアミンボランからなる亜鉛メッキ浴へ浸漬させることで成膜を行う。前記メッキ浴の組成は、例えば以下のようにすれば良い。
硝酸亜鉛                      ０．１ｍｏｌ／ｌ
ジメチルアミンボラン        ０．０３ｍｏｌ／ｌ
【００２０】
上記組成のメッキ浴に基板を浸漬させることにより、パラジウム分散液を塗布した箇所には化学式２のようにして酸化亜鉛のメッキ層が堆積する。
【化２】
2004332085.tif 000003
前記亜鉛メッキ浴は、温度等に影響されるが、第１の実施工程と同様に、３０分で２０００Å程度のメッキ層が堆積するようにアルコール又は水等により、濃度を調整すると良い。
【００２１】
第２の実施形態では堆積するメッキ層が酸化亜鉛であるために、堆積した導電膜は既に透光性を有しているので酸化工程を必要としないでもパターン形成された透明導電膜を得ることができる。しかし、前記酸化亜鉛のメッキ層をさらにアニール処理することにより、より高い透明性を有する導電膜を得ることができる。
【００２２】
次に本発明の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態は、第１、第２の実施形態におけるパラジウム分散液を任意のパターンに塗布する工程の前工程を付加するものである。
本実施形態では、まず、基板表面を撥液膜により被覆する。撥液膜としては特に限定はしないが、例えばフッ素系のものや、シリコーン系のもの等で良い。
【００２３】
上記撥液膜の成膜は、例えば図１に示す成膜処理装置によるプラズマ重合で成されるようにすれば良い。前記成膜処理装置１０は、真空ポンプ２２を備える真空チャンバ１２を主要部とする。前記真空チャンバ１２の内部には、その下面に基板１を載置する処理ステージ２０が備えられる。当該処理ステージ２０は、温度調節可能に形成されることが好ましい。また、真空チャンバ１２の上面には絶縁体１４を介して高周波電極１６が備えられる。なお、前記高周波電極１６は、高周波電源１８に接続される。
【００２４】
さらに、真空チャンバ１２には成膜原料を供給する原料ガス供給手段４０と、成膜を促進させるためのガス、例えばアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給手段２４とが接続される。原料ガス供給手段４０は、原料２８を収納する容器２６と、前記容器２６を加熱するヒータ３０とから成り、流量制御弁３２を介在させる原料供給経路３６により真空チャンバ１２に接続される。また、アルゴンガス供給手段２４は、流量制御弁３２を介在させるアルゴンガス供給経路３４により真空チャンバ１２に接続されている。
【００２５】
このような成膜処理装置１０による成膜処理は、まず基板１を処理ステージ２０の上に配置する。この時処理ステージ２０の温度調節が可能であれば、基板１を低温に保持するようにして、シリコーン樹脂の重合を促進させるようにすると良い。次にシリコーン樹脂の重合反応を良好に促進させ、かつ当該重合反応以外の反応を抑制させるために真空チャンバ１２の内部を真空引きする。前記真空引きは、例えば０．２Ｔｏｒｒ程度とすると良い。
【００２６】
上記環境中でプラズマ重合反応による成膜を行う。シリコーン樹脂の成膜を行う場合であれば、原料２８として常温で液体として存在するヘキサメチルジシロキサン等を使用すると良い。前記原料２８をヒータ３０で加熱することによりガス化させ負圧となった真空チャンバ１２に導入させる。前記ガス化した原料を真空チャンバ１２に導入させる際原料供給経路３６に図示しないヒータを設け、再び加熱した後に導入させるようにしても良い。同時にアルゴンガスも真空チャンバ４２へ導入させる。
【００２７】
その後高周波電極１６により真空チャンバ１２の内部に高周波電圧を印加させることによりヘキサメチルジロキサンが電離してプラズマ化され、基板１の表面で重合することで、撥液性を有するシリコーン樹脂重合膜の成膜が成される。このようにプラズマ重合により撥液膜の成膜を行うようにすることで、微細な形状の部位にまで、撥液膜を形成することができる。
【００２８】
上記のようにして基板表面を撥液膜で被覆した後、任意のパターン形状に合わせて前記撥液膜を欠損させる。方法としては、ＵＶやプラズマを所定箇所に照射することにより成すことができる。もちろん物理的に切除するようにしても良い。
【００２９】
上記のようにして形成された撥液膜の欠損部に、パラジウム分散液を塗布する。このパラジウム分散液塗布の工程において本実施形態では、パラジウム分散液に基板を直接浸漬させるだけで規定のパターン形状に前記パラジウム分散液を塗布することができる。なお、浸漬によりパラジウム分散液の塗布を行う場合であって、前記撥液膜の膜厚が厚い場合には、塗布部の脱気を行うことで効率的に所定箇所へパラジウム分散液の塗布を行うことができる。
【００３０】
また、本実施形態においては、パラジウム分散液を乾燥させた後の基板表面へのアニール処理が不要となる。これは、パラジウム分散液を塗布した箇所以外では、メッキ浴に対して撥液性を有するために、パラジウムが付着している個所のみにメッキ浴が触れてメッキ層が堆積することとなるため、パラジウムが再び分散してしまう率が極めて低いからである。
【００３１】
なお、実施形態において、第１の実施形態では錫のメッキ層を、第２の実施形態では亜鉛酸化のメッキ層をそれぞれ触媒層の上に堆積させるようにしているが、第１の実施形態で亜鉛のメッキ層、第２の実施形態で酸化錫のメッキ層を基板表面に堆積させるようにしても良い。
【００３２】
また、パラジウム分散液の塗布工程では、例えばインクジェット等により所定パターンに前記分散液を塗布するようにしても良い。こうすることにより、前記分散液の塗布が容易になり生産性が増す。なお、インクジェットによる塗布を行う場合は、前記分散液の粘性が十分に弱い溶液であることが望ましい。
【００３３】
また、実施形態においては、使用基板について透光性素材としているが、透明導電膜のパターンを形成した場合に特に有用性を持つためには透光性素材が望ましいということであり、一般金属やセラミック等であっても透明導電膜のパターン形成をすることに支障は無い。さらに、実施形態では、基板表面への感受性化処理は１工程であるように記載しているが、当該処理を数回繰り返すことによりメッキ層の吸着を良好にすることもできる。
【００３４】
以上のような透明導電膜によるパターン形成方法において、基板表面にパラジウムからなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫の酸化物を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた酸化亜鉛または酸化錫を加熱して透明導電膜にするアニール工程とを有することを特徴とすることで、白金族元素であるパラジウムからなる触媒層の上に亜鉛または錫の酸化物を堆積させるようにして、アニール処理を施して透明導電膜を得るようにすることとなり、電気伝導性を損なうことなく透明性に優れた透明導電膜のパターン形成をすることができる。
【００３５】
また、基板表面にパラジウムからなる所定の感受性パターンを形成する触媒層形成工程と、前記基板をメッキ浴に浸漬して前記感受性パターンの表面に無電解メッキにより亜鉛または錫を堆積させる成膜工程と、前記感受性パターンの表面に堆積させた亜鉛または錫を酸化雰囲気中で加熱して酸化させ、透明導電膜にするアニール工程とを有するようにした場合であっても、上記方法と略同様の作用を得ることができる。
【００３６】
また、前記方法において、前記触媒層形成工程は、前記基板表面にパラジウムを分散させた溶液を所定のパターンに塗布する塗布工程と、前記溶液を前記基板表面に加熱定着させる焼成工程とからなるようにすることで、成膜工程において、再び白金族元素がメッキ浴内に分散してしまうことがない。
【００３７】
また、前記方法において、前記触媒層形成工程は、基板表面に撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜を所定パターンに欠損させて親液部を得る親液工程と、前記親液部にパラジウムを分散させた溶液を塗布する塗布工程と、前記溶液を乾燥固化する乾燥工程とからなるようにすることで、パラジウムを分散させた溶液を塗布した後に、焼成工程を行う必要がなくなる。
【００３８】
また、パラジウムを分散させた溶液の塗布を、インクジェットによって行うようにすることで、基板上に規定パターンを容易に形成することができる。
さらに、白金族元素として、パラジウムを使用することで以下の作用を得ることができる。
【００３９】
パラジウムは白金族元素の中でも空気中や水中で極めて安定しており、耐食性に富んでいる。また、パラジウム同様メッキ材料として好適とされる白金や、ロジウム等に比べて安価である。よって生産コストを抑えることができる。
なお、上記実施形態では白金族元素としてパラジウムを用いているが、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム等でも良い。
【００４０】
また、実施形態において、各メッキ浴の組成を具体的に示したが、本発明はこのメッキ浴に限定されるものではなく、錫または酸化亜鉛のメッキ層を無電解メッキによって得ることができるメッキ浴であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第３の実施形態における撥液膜生成する成膜処理装置の図である。
【符号の説明】
１………基板、１０………成膜処理装置、１２………真空チャンバ、１４………絶縁体、１６………高周波電極、１８………高周波電源、２０………処理ステージ。
【図１】
2004332085.tif 000004