(57)【要約】【課題】電気配線の断線を起こすことなく、有機物質により構成される可撓性フィルムを用いて電子基板を製造することを可能とする電子基板製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】１４０℃以上に加熱した際にオリゴマーの析出が見られる有機材料で構成される基板に対し、空隙のない状態とするような基板表面処理を施すと基板を１４０℃以上に加熱した場合でもオリゴマーの析出が抑制されるため、レジストをベークする工程を経てもオリゴマーの析出が抑制され、オリゴマーの析出により電気回路が切断されることのない良好な電子基板を製造することが可能となる。【選択図】  図３
2012079736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸延伸製膜法にて製膜された有機材料により構成されるフィルム状の基板の表面を、空隙のない状態とするような基板表面処理を施す基板表面処理工程と、
前記基板表面処理工程にて前記基板表面処理を行った表面に対し、金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層上にレジストを塗布、露光、現像することでレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記レジストを１４０℃以上、前記基板の融点以下に加熱、ベークして硬化するレジストベーク工程と、
前記金属層及び前記ベーク、硬化されたレジストの形成された前記基板表面をエッチングすることで電気回路等を形成する電気回路等形成工程と
を含むことを特徴とする電子基板製造方法。
【請求項２】
前記基板表面処理は、反応性イオンエッチング処理であることを特徴とする請求項１の電子基板製造方法。
【請求項３】
前記基板表面処理は、前記基板表面に真空紫外光を照射する真空紫外処理であることを特徴とする請求項１の電子基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料により構成される可撓性フィルム上に電気回路を形成する電子基板の製造方法、及び当該製造方法により製造された電子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に電気配線等の電気回路を形成する場合、まず、基板上に金属層を形成し、その後レジストを金属層上に塗布し、露光、現像した後、例えば１６０℃程度の高温で加熱、ベークして硬化させた後にエッチングを行うことで電気配線を形成することが行われてきた。
【０００３】
このレジストの形成において、金属層の断線が起こらないような工夫の例として、特許文献１に示されるような技術が挙げられる。これは、レジスト層の密着性をより向上させることにより、エッチングの際に金属層が想定よりも多く除去されてしまうことを防ぐものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３４３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような電気配線の形成を、可撓性のある基板上にて行うことが求められているが、可撓性基板として一般的に使用される有機物質で構成される可撓性フィルムを用いて同様の電子基板を形成することが行われている。しかし、電子基板形成の工程中の１６０℃程度の加熱をするようなレジストのベーク工程において、可撓性フィルム表面に加熱の影響でオリゴマーが析出して凸状の突起を形成してしまい、金属層が切断されてしまうことがあった。その切断された部位が電気回路に相当する場合には、電気回路が切断された状態で製造されてしまうことになり、製造時から電子基板が不良品となってしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電気回路の断線を起こすことなく、有機物質により構成される可撓性フィルムを用いて電子基板を製造することを可能とする電子基板製造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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明の電子基板製造方法は、２軸延伸製膜法にて製膜された有機材料により構成されるフィルム状の基板の表面を、空隙のない状態とするような基板表面処理を施す基板表面処理工程と、前記基板表面処理工程にて前記基板表面処理を行った表面に対し、金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層上にレジストを塗布、露光、現像することでレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストを１４０℃以上、前記基板の融点以下に加熱、ベークして硬化するレジストベーク工程と、前記金属層及び前記ベーク、硬化されたレジストの形成された前記基板表面をエッチングすることで電気回路等を形成する電気回路等形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る発明の電子基板製造方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記基板表面処理は、反応性イオンエッチング処理であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る発明の電子基板製造法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記基板表面処理は、前記基板表面に真空紫外光を照射する真空紫外処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明の電子基板製造方法によると、電気回路を形成する基板の表面を、空隙のない状態とするような基板表面処理を施すことにより、基板を１４０℃以上に加熱するベーク工程を経ても基板表面でのオリゴマーの析出が抑制され、電気回路が切断された状態とはならない良好な電子基板を製造することが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明の電子基板の製造方法は、請求項１に記載の発明の効果に加え、反応性イオンエッチング処理を施すことにより、過剰なエネルギーを付与しなくとも基板の表面を空隙のない状態とすることが可能となり、ベーク工程を経てもオリゴマーの析出が抑制され、電気回路が切断された状態とはならない良好な電子基板を製造することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明の電子基板製造方法は、請求項１に記載の発明の効果に加え、基板の表面に真空紫外光を照射する真空紫外処理を施すことにより、過剰なエネルギーを付与しなくとも基板の表面を空隙のない状態とすることが可能となり、ベーク工程を経てもオリゴマーの析出が抑制され、電気回路が切断された状態とはならない良好な電子基板を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の電子基板１の上面図である。
【図２】第１実施形態の電子基板１のＸ−Ｘ断面の矢視断面図である。
【図３】第１実施形態の電子基板１の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】Ｏ２プラズマ処理装置５０の概略図である。
【図５】基板２上に金属層４を形成した状態を示す断面図である。
【図６】金属層４上にレジスト膜５を塗布した状態を示す断面図である。
【図７】レジスト膜５を、フォトマスク６を通じて露光している状態を示す断面図である。
【図８】パターニングされたレジスト膜５が金属層４上に形成されている状態を示す断面図である。
【図９】ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）で構成されている可撓性フィルムにおいて、Ｏ２プラズマ処理の有無と、加熱処理後の表面状態との関係を示す電子顕微鏡写真である。
【図１０】ＰＥＮで構成されている可撓性フィルムに対し、Ｎ２プラズマ処理を行ったものの、加熱処理後の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１１】第２実施形態の電子基板１００の断面図である。
【図１２】第２実施形態の電子基板１００の製造工程を示すフローチャートである。
【図１３】真空紫外処理装置１５０の概略図である。
【図１４】ＰＥＮで構成されている可撓性フィルムにおいて、真空紫外光照射処理の有無と、加熱処理後の表面状態との関係を示す電子顕微鏡写真である。
【図１５】ＥＬ素子２００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態である電子基板１について説明する。第１実施形態の電子基板１は、可撓性フィルム上に電気回路として金属配線３が形成されている、いわゆるフ
レキシブルケーブルである。はじめに、図１及び図２を参照して電子基板１の構造について説明する。
【００１５】
電子基板１は、図１及び図２に示すように、可撓性フィルムで構成される基板２の上面に、導電性金属によって構成される金属配線３が形成されている。
【００１６】
基板２は、有機材料で構成され、２軸延伸製膜法にて製膜された可撓性フィルムが使用される。有機材料は、一般的に電子基板の基材として用いられる物質であればよいが、その構造中にエステル結合を有する材料が好ましく、特にポリエチレンナフタレート（以下、ＰＥＮと記載する）やポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記載する）が好ましい。本実施形態では、基板２はＰＥＮにて構成されている。
【００１７】
金属配線３に使用される材料は、導電性を有する金属であれば特に限定されない。本実施形態では銅が用いられている。
【００１８】
次に本実施形態の電子基板１の製造方法について、図３〜図８を参照して説明する。図３のフローチャートが示すように、電子基板１の製造工程では、まず、反応性イオンエッチング処理工程（Ｓ１）を実施する。本実施形態では、反応性イオンエッチング処理としてＯ２プラズマ処理を行う例を示す。反応性イオンエッチング処理工程（Ｓ１）では、まず、基板２を、図４で示されるようなＯ２プラズマ処理装置５０中のＯ２プラズマ室５１に投入し、電極５２上に貼りつける。次に、真空ポンプ５６を稼働させ、Ｏ２プラズマ室５１中の圧力を５．０×１０−３［Ｐａ］とする。次に、Ｏ２ボンベ５４からＯ２プラズマ室５１に、Ｏ２ガスを１．６９×１０−２［Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ］程度の流量となるように、マスフロコントローラー５５にて調整しつつ流通させる。流通させたＯ２ガスは、真空ポンプ５６により、排気口５９から排出される。Ｏ２ガスの流量が安定し、Ｏ２プラズマ室５１中の圧力が１．８×１０−1［Ｐａ］程度となったら、電源５７によって、電
極５
２、５３間に５０［Ｗ］程度の電力を、周波数１３．６５［ＭＨｚ］にて３分間印加する。すると、印加された電力によってプラズマ化されたＯ２により、基板２の電極５３に対向している表面１２にエネルギーが付与されて、表面１２を、空隙のない状態とすることができる。
【００１９】
次に、金属層形成工程（Ｓ２）を行う。この工程では、図５に示すように、基板２のＯ２プラズマ処理を行った表面１２に蒸着法にて金属層４を形成する。本実施形態では金属層４は銅の膜であり、その厚みは１０μｍである。
【００２０】
次に、レジスト形成工程（Ｓ３）を行う。この工程では、まず、図６に示すように、金属層４上にネガ型のフォトレジストにて形成されるレジスト膜５を形成する。次に、図７に示すように、配線パターン７が開口されたフォトマスク６をレジスト膜５上に被せ、図示しない光源からの光をフォトマスク６上から照射することでレジスト膜５を露光し、現像する。これにより、図８に示すように、パターニングされたレジスト膜５が形成される。
【００２１】
次に、レジストベーク工程（Ｓ４）を行う。この工程では、パターニングされたレジスト膜５が形成されている基板２を、オーブンにて１４０℃環境下で３０分間ベークし、レジスト膜５を硬化する。
【００２２】
次に、エッチング工程（Ｓ５）を行う。金属層４及び硬化したレジスト膜５が形成されている基板２を、公知のエッチング液に浸すことでウェットエッチングを行い、金属層４をパターニングして金属配線３を形成する。そして、レジスト膜５を公知の処理方法にて
除去することで、図１及び２に示すような電子基板１を得ることができる。
【００２３】
ここで、基板２に対するＯ２プラズマ処理の有無と、１４０℃にて加熱した場合の表面状態との関係について示す。図９は、有機材料（ＰＥＮ）で構成されている可撓性フィルム（以下、ＰＥＮフィルムと記す）にＯ２プラズマによる表面処理を行った場合（図９（ａ））と行わなかった場合（図９（ｂ））において、１４０℃に加熱を行った後の表面状態を撮影した電子顕微鏡写真である。Ｏ２プラズマによる表面処理を行った基板及び行っていない基板に対し１４０℃に加熱を行うと、図９（ａ）に示した通り、空隙の少ない、若干の凹凸のある表面状態になっていることもあって、Ｏ２プラズマによる表面処理を行ったＰＥＮフィルムの表面には凸状の析出等は発生していない。よって、ＰＥＮフィルムを基板２とし、Ｏ２プラズマによる表面処理を行った表面に金属層４を形成した後に加熱を行ったとしても変化は生じず、金属層４の切断等の問題は生じない。一方、図９（ｂ）に示した、表面処理を行わずに加熱処理を行ったＰＥＮフィルムの表面には、オリゴマーの析出による凸状部８０が発生している。よって、ＰＥＮフィルムを基板２とし、Ｏ２プラズマにより表面処理を行わずに金属層４を形成した後加熱を行うと、この凸部の発生により金属層４の切断等が起こる。切断された箇所が金属配線３に該当する場合、配線の切断された不良基板を製造してしまう。
【００２４】
以上のことからも明らかな通り、本実施形態の電子基板１は、１４０℃に加熱することによるレジストのベークを含めた工程における金属配線３の形成前に、反応性イオンエッチング処理としてＯ２プラズマによる表面処理工程を行うことにより、基板２の表面が、空隙のない状態となり、基板が１４０℃以上に加熱された場合でもオリゴマーの析出が抑制されるため、ベーク工程を経てもオリゴマーの析出が抑制され、金属配線等の電気回路が切断された状態とはならない良好な電子基板を製造することが可能となる。
【００２５】
本実施形態では、基板２に対し、反応性イオンエッチング処理としてＯ２プラズマ処理を行ったが、それには限定されず、例えば、反応性イオンエッチング処理としてＮ２プラズマ処理を行った場合でも、同様の効果が得られる。
【００２６】
図１０は、ＰＥＮフィルムに、上述のＯ２プラズマ処理と同様の工程を経てＮ２プラズマによる表面処理を行った場合の、１４０℃に加熱を行った後の表面状態を撮影した電子顕微鏡写真である。Ｎ２プラズマによる表面処理を行った基板に対し１４０℃に加熱を行うと、図１０に示した通り、空隙の少ない、若干の凹凸のある表面状態になっていることもあって、Ｎ２プラズマによる表面処理を行ったＰＥＮフィルムの表面には凸状の析出等は発生していない。よって、ＰＥＮフィルムを基板２とし、Ｎ２プラズマによる表面処理を行った表面に金属層４を形成した後に加熱を行ったとしても変化は生じず、金属層４の切断等の問題は生じない。
【００２７】
なお、反応性イオンエッチング処理工程（Ｓ１）が本発明の基板表面処理工程に相当し、エッチング工程（Ｓ５）が本発明の電気回路等形成工程に相当する。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態の電子基板１００について説明する。第２実施形態の電子基板１００は、その製造方法が第１実施形態と異なる。
【００２９】
以下、第２実施形態の電子基板１００の製造方法について、第１実施形態の電子基板１の製造方法との相違点を中心に、図１１〜１４を参照して説明する。本実施形態の電子基板１００の製造工程は、第１実施形態の電子基板１の製造方法とは、その表面処理の方法が異なっている。
【００３０】
本実施形態の電子基板１００は、図１１に示すように、可撓性フィルムで構成される基
板１０２の上面に、導電性金属によって構成される金属配線３が形成されている。この構造は、第１実施形態の電子基板１と同様である。
【００３１】
次に本実施形態の電子基板１００の製造方法について、図１２〜１３を参照して説明する。図１２に示すように、本実施形態の電子基板１００の製造工程では、まず、真空紫外光照射による基板表面処理工程（Ｓ１０１）を実施する。まず、基板１０２を、図１３で示されるような真空紫外処理装置１５０中の真空チャンバー１５１中の高さ調整が可能な架台１５４上に載置する。次に、真空ポンプ１５７を稼働させ、真空チャンバー１５１中の圧力を１５［Ｐａ］とする。また、同時にエキシマランプ（キセノンランプ）１５３が設けられているエキシマランプ室１５２にＮ２ボンベ１６０から窒素を流通させる。次に、大気導入口１５６から真空チャンバー１５１に大気を流通させ、真空チャンバー１５１中の圧力が５０［Ｐａ］程度となるように調整する。そして、架台１５４の高さを所定の高さに調整した後、エキシマランプ１５３を６０分間点灯させ、波長１７２ｎｍの真空紫外光を、石英により形成されている窓１５８を経て、基板１０２の表面１１２に照射させる。照射された波長１７２ｎｍの真空紫外光により基板１０２表面にエネルギーが付与されて、基板１０２の表面を、空隙のない状態とすることができる。
【００３２】
この後、第１実施形態の場合と同様に、金属層形成工程（Ｓ２）、レジスト形成工程（Ｓ３）、レジストベーク工程（Ｓ４）、エッチング工程（Ｓ５）を行い、第２実施形態の電子基板１００を形成する。
【００３３】
ここで、基板２に対する真空紫外光照射による表面処理の有無と、１４０℃にて加熱した場合の表面状態との関係について示す。図１４は、ＰＥＮフィルムに真空紫外光照射による表面処理を行った場合（図１４（ａ））と、表面処理を行わなかった場合（図１４（ｂ））において、１４０℃に加熱を行った後の表面状態を撮影した電子顕微鏡写真である。真空紫外光照射による表面処理を行った基板及び行っていない基板に対し１４０℃に加熱を行うと、図１４（ａ）に示した通り、空隙の少ない表面状態になっていることもあって、真空紫外光照射による表面処理を行ったＰＥＮフィルムの表面には凸状の析出等は発生していない。よって、ＰＥＮフィルムを基板１０２とし、真空紫外光照射による表面処理を行った表面に金属層４を形成した後に加熱を行ったとしても変化は生じず、金属層４の切断等の問題は生じない。一方、図１４（ｂ）に示した、表面処理を行わずに加熱処理を行ったＰＥＮフィルムの表面には、オリゴマーの析出による凸状部８１が発生している。よって、ＰＥＮフィルムを基板１０２とし、真空紫外光照射により表面処理を行わずに金属層４を形成した後加熱を行うと、この凸部の発生により金属層４の切断等が起こる。切断された箇所が金属配線３に該当する場合、配線の切断された不良基板を製造してしまう。
【００３４】
以上の評価結果からも明らかな通り、本実施形態の電子基板１００は、１４０℃に加熱することによるレジストのベークを含めた工程における金属配線３の形成前に、真空紫外光照射による表面処理工程を行うことにより、基板２の表面が、空隙のない状態となり、基板が１４０℃以上に加熱された場合でもオリゴマーの析出が抑制されるため、ベーク工程を経てもオリゴマーの析出が抑制され、電気回路が切断された状態とはならない良好な電子基板を製造することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態では、真空紫外光照射による表面処理をいわゆる低真空状態にて行ったが、処理条件としてはこれには限定されず、例えば、大気圧環境下において、エキシマランプと基板との距離を、エキシマランプが基板に必要なエネルギーを与えることができるよう十分に近づけることによっても有効な基板表面処理を行うことができる。
【００３６】
なお、真空紫外光照射による基板表面処理工程（Ｓ１）が本発明の基板表面処理工程に
相当する。
【００３７】
なお、第１実施形態、及び第２実施形態は、フレキシブルケーブルとして例示したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、図１５に示す構造を有するＥＬ素子２００に本発明を適用すると、基板２０２上に、例えば第１実施形態で示したＯ２プラズマによる表面処理を行った後、透明な物質（例えばインジウムティンオキサイド：ＩＴＯ）で構成される陽極２０３を１４０℃でベークして硬化するレジストを用いてエッチング法にて形成する。次に、ＥＬ発光層２０４を形成する。そして、陰極２０５としてＡｌを、メタルマスクを用いて蒸着法にて形成する。この場合、陽極２０３形成時の１４０℃でのベーク作業時においてオリゴマーの析出による凸部の発生はないため、陽極やＥＬ発光層が一部で切断されたり、陽極と陰極がショートしてしまったりして発光しない部位が発生するという異常がない、良好なＥＬ発光素子を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１        電子基板
５０      Ｏ２プラズマ処理装置
１００    （第２実施形態の）電子基板
１５０    真空紫外処理装置
２００    ＥＬ素子
【図１】
2012079736.tif 000003
【図２】
2012079736.tif 000004
【図３】
2012079736.tif 000005
【図４】
2012079736.tif 000006
【図５】
2012079736.tif 000007
【図６】
2012079736.tif 000008
【図７】
2012079736.tif 000009
【図８】
2012079736.tif 000010
【図１１】
2012079736.tif 000011
【図１２】
2012079736.tif 000012
【図１３】
2012079736.tif 000013
【図１５】
2012079736.tif 000014
【図９】
2012079736.tif 000015
【図１０】
2012079736.tif 000016
【図１４】
2012079736.tif 000017