导电图形形成底板以及底板制造方法与流程

本发明涉及导电图形形成底板以及底板制造方法。

背景技术：

导电图形形成底板以及底板制造方法

本发明涉及导电图形形成底板以及底板制造方法。

在例如液晶屏幕、有机EL屏幕以及等离子体屏幕等的平板屏幕(FPD)中，采用的是以下的导电图形形成底板。也就是说，使用的是在透明底板上形成有导电图形的导电图形形成底板。

近年来，作为具有在FPD中要求是高精细的导电图形的导电图形形成底板公知如下。例如，对于在透明底板上以溅镀来形成的金属膜，通过激光的照射来进行图形形成而形成有导电图形的导电图形形成底板(参照专利文献1及专利文献2)。另外，公知的还有，激光照射前的金属膜是通过铝的真空蒸镀来形成的导电图形形成底板(参照专利文献3)。

这里，在高功能化发展的FPD领域中，对上述导电图形形成底板中的导电图形提出了更进一步的高精细化要求。电极图案等的导电图形被要求有较低的电阻，为了抑制高度精细的图形宽度较窄的导电图形的电阻，就需要使得导电图形的厚度为一定的厚度。然而，在溅镀或真空蒸镀中，由于成为导电图形的金属膜不能够形成得太厚，所以在上述的专利文献1～3所记载的技术中，导电图形的高精细化自然是由限度的。另外，即使能够较厚地形成金属膜，在通过例如激光照射等来从厚的金属膜除去不要的部分时，也会存在有以下的课题。也就是说，为了不发生导电图形之间的短路，就需要除去足够的不要的部分，并且，必须尽可能抑制对除去后的导电图形或透明底板所施加的损害。

于是，本发明的课题就是提供一种在导电图形进一步高精细化的同时，还能够抑制对导电图形或透明底板的损害的导电图形形成底板。

【专利文献1】(日本)特许第5488461号公报

【专利文献2】(日本)特开2013-152514号公报

【专利文献3】(国际公开)第WO2012/096232号小册子

技术实现要素：

为了解决上述课题，本发明的技术方案1提供一种导电图形形成底板，其包括具有透光性及绝缘性的透明底板，和形成在该透明底板的表面上的指定图形的导电图形，其特征在于：所述导电图形包括有在所述透明底板的表面上形成所述指定图形并具有透光性及导电性的图形化透明导电层，和在所述图形化透明导电层的表面由以金属粒子为主要成分的导电材料组成的图形化金属层。

根据第一技术方案所记载的发明，就能够提供一种在导电图形进一步高精细化的同时，还能够抑制对导电图形或透明底板的损害的导电图形形成底板。

附图说明

图1所示是本发明的一个实施方式所涉及的导电图形形成底板的模式化的平面图。

图2(a)、(b)所示是图1中的区域A1的模式化的放大图。

图3(步骤S1)、(步骤S2)是在图1及图2所示制造导电图形形成底板的底板制造方法中，以与图1同样的模式化的平面图来表示形成导电图形的本源的层叠膜为止的各个过程。

图4(步骤S1)、(步骤S2)所示是以模式化的截面图来表示形成导电图形的本源的层叠膜为止的各个过程的图。

图5(步骤S3)所示是以与图4同样的模式化的截面图来表示从所形成的层叠膜来形成导电图形的过程。

图6(a)、(b)所示是与截面形状一起来显示的第一实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。

图7(a)、(b)所示是与截面形状一起来显示的第二实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。

图8所示是第三实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。

图9所示是第一比较例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。

图10所示是第二比较例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。

具体实施方式

参照图1及图2来说明本发明的一个实施方式所涉及的导电图形形成底板。图1所示是本发明的一个实施方式所涉及的导电图形形成底板的模式化的平面图。图2所示是图1中的区域A1的模式化的放大图。在图2(a)中所示的是图1中的区域A1的模式化的放大平面图，在图2(b)中所示的是沿着图2(a)的V1-V1横截线的模式化的截面图。

本实施方式的导电图形形成底板1用于上述的FPD，包括有透明底板101和透明导电层102以及导电图形110。

透明底板101是具有透光性及绝缘性的底板，可以例举有以PET(polyethylene terephthalate)等为代表的透明塑料所形成的底板或以玻璃来形成的底板等。

透明导电层102是形成在透明底板101的表面上的具有透光性及导电性的层，施加有对应于FPD的图形形成。作为形成该透明导电层102的材料，可以例举有氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)以及氧化锌(ZO)等的氧化物。在这些材料中，从电阻低的观点出发，ITO最合适。另外，透明导电层102的厚度以在10nm～50nm的范围为好，从透明性高的观点出发，更好的是在10nm～20nm的范围。

导电图形110是形成在透明底板101的表面并与透明导电层102电连接的图形，对于透明导电层102来说具有电极图案的作用。

这里，在本实施方式中，导电图形110如图2(a)所示地，是隔开一定间隔相互平行地多根排列的高度精细的细线图形。然后，各导电图形110如图2(b)所示地，是在透明底板101的表面层叠了图形化的透明导电层111和图形化的金属层112。

图形化的透明导电层111是在透明底板101的表面上与透明导电层102连续地来形成上述的高度精细的图形形状的。该图形化的透明导电层111是以与透明导电层102为同样的ITO等的材料来形成为与透明导电层102同样厚度的图形。

图形化的金属层112是在图形化的透明导电层111的表面上以金属粒子为主要成分的导电材料来形成的。具体来说就是，使用由银粒子和树脂粘结剂混合成浆糊状的导电银胶来如后所述地形成，从而成为银粒子由树脂粘结剂来粘结的层。从抑制高度精细的导电图形110的电阻的观点出发，图形化的金属层112的厚度以超过1μm为好，而从后述的容易形成的观点出发，其厚度在15μm以下为好。

接着，参照图3～图5来对图1及图2所示的制造导电图形形成底板1的底板制造方法进行说明。

该底板制造方法是形成成为指定图形的导电图形110的本源的层叠膜，并从该层叠膜来除去导电图形110的图形以外的区域后形成导电图形110的制造方法。图3是在图1及 图2所示制造导电图形形成底板的底板制造方法中，以与图1同样的模式化的平面图来表示形成导电图形的本源的层叠膜为止的各个过程。图4所示是以模式化的截面图来表示形成导电图形的本源的层叠膜为止的各个过程的图。另外，图5所示是以与图4同样的模式化的截面图来表示从所形成的层叠膜来形成导电图形的过程。

在该底板制造方法中，如图3及图4中作为步骤S1所示地，首先是在透明底板101的表面形成透明导电层102和包络形状的透明导电层103(第一层的形成过程)包络形状的透明导电层103是与透明导电层102相连，同时又具有包含了导电图形110的图形的包络形状的图形

在本实施方式中，该步骤S1中的图形形成包括通过溅镀或真空蒸镀的ITO等材料构成的薄膜的形成，和通过光刻法的图形形成。在图形形成中，对透明导电层102的图形形成和对包络形状的透明导电层103的图形形成是同时进行的。

通过光刻法的图形形成是以以下的步骤来进行的。首先，是在所形成的薄膜的表面涂覆光刻胶(抗光蚀剂)，并对该光刻胶进行预焙(预烘干)。在预焙中，光刻胶会因为被加热而固化。

接着，进行掩模曝光。在掩模曝光中，使用的是刻画有透明导电层102的图形和包络形状的透明导电层103的包络图形的掩模，并隔着该掩模来对光刻胶进行曝光。该掩模曝光之后，通过显影液来进行显影。因曝光而变质的部分以外的光刻胶由显影来除去。通过该显影，由透明导电层102的图形和包络形状的透明导电层103的包络图形构成的掩膜图案就通过光刻胶来刻画到上述的薄膜上了。显影之后，通过超纯净水等的清洗液来进行洗净，并进一步通过后烘培的加热来进行清洗液的除去。

之后，掩膜图案之外多余部分的薄膜通过蚀刻来除去，就形成了图形化后的透明导电层102和包络形状的透明导电层103。最后，除去作为掩膜图案的光刻胶后，光刻法的图形形成就完成了。

在步骤S1的下一个步骤中，如图3及图4的步骤S2所示地，是在包络形状的透明导电层103的表面形成包络形状金属层104(第二层的形成过程)。通过该步骤S2，来形成包络形状的透明导电层103和包络形状金属层104的层叠膜120。

这里，在本实施方式中，包络形状金属层104的形成是通过采用将颗粒直径为几百nm～1μm左右的银粒子和树脂粘结剂混合成浆糊状的导电银胶的丝网印刷以及印刷后的烧结来进行的。作为导电银胶以适合激光制图的为好。在丝网印刷中，导电银胶是在包络形状的透明导电层103的表面上与该包络形状的透明导电层103为相同形状地来印刷的。

印刷后的导电银胶经烧结就形成了包络形状金属层104。导电银胶是通过含有溶剂成分来成为浆糊状的。该溶剂成分通过烧结被蒸发后，银粒子就因为树脂粘结剂而成为被粘结的状态。在本实施方式中，所进行的丝网印刷是使得该烧结后的包络形状金属层104的厚度在1μm～15μm的范围内。

接着，通过除去作为导电图形110而剩余部分以外的多余的区域，来从包络形状的透明导电层103和包络形状金属层104的层叠膜120形成导电图形110(图形形成过程)。除去该多余的区域是如图5的步骤S3所示地，通过激光照射来进行的。另外，在本实施方式中，作为激光照射所使用的激光是以波长为1030～1100的第一谐波可以激光振荡的脉冲激光。

当激光L照射到多余的区域时，作为比包络形状金属层104更薄的基底层的包络形状的透明导电层103会发生烧蚀消融。由此，多余的区域的包络形状金属层104就会与包络形状的透明导电层103一起被除去，因而就在导电图形110相互之间的分割部分里露出了平整光滑且没有短路的底板表面。

这时，由于发生烧蚀消融的包络形状的透明导电层103是容易剥离层的基底层，所以就能够抑制所照射的激光L的强度。由此，就能够抑制对构成导电图形110的图形化的透明导电层111及图形化的金属层112的表面的损伤，更进一步地是能够抑制对露出在导电图形110相互之间的分割部分的透明底板101的表面的损伤。这种损伤抑制的效果在采用与玻璃相比而由容易受到激光照射时的损伤的透明塑料来形成透明底板时尤其有效。

另外，如上所述地，在本实施方式中，是通过波长为1030～1100的第一谐波的激光的照射来形成导电图形110的。通过使用这种第一谐波的激光来进行图形形成，与例如采用二次谐波的激光来进行图形形成的情况相比，能够抑制对透明底板101的表面的损伤。也就是说，二次谐波的激光的波长要比第一谐波的激光的波长短。在采用玻璃以外的PET等来形成透明底板101时，因为二次谐波的激光的波短于第一谐波的激光的波长，所以就容易被透明底板101吸收，其结果就是，照射时会容易对透明底板101的表面造成损伤。在本实施方式中，因为将第一谐波的激光用于图形形成，即使透明底板101是由PET等形成的，也能够抑制对透明底板101的表面的损伤。

在如此制造的本实施方式的导电图形形成底板1中，导电图形110是在图形化的透明导电层111的表面上设有以金属粒子为主要成分的导电材料来形成的图形化的金属层112。导电图形110中的导电性主要是由图形化的金属层112来担负的。因此，即使是高度精细且图形宽度狭小的导电图形110，为了将其电阻抑制到足够的低，也需要使得图形化的金 属层112的厚度在一定程度以上。这里，该图形化的金属层112的厚度是由上述的金属粒子的颗粒直径来决定的。因此，作为该金属粒子，通过采用对应于图形化的金属层112中所希望的厚度的颗粒直径的金属粒子，就能够同时兼顾导电图形110的高精细化和导电图形110的电阻抑制。在本实施方式中，采用的颗粒直径是几百nm～1μm左右的金属粒子(银粒子)。由于能够同时兼顾，在本实施方式的导电图形形成底板1中，导电图形110就能够进一步高精细化。

另外，如上所述地，在本实施方式中，作为导电图形110的本源的层叠膜120中的包络形状的透明导电层103具有在激光照射时会发生烧蚀消融的容易剥离层的基底层的作用。由此，多余的区域的包络形状金属层104就会与包络形状的透明导电层103一起被除去，因而就在导电图形110相互之间的分割部分里露出了平整光滑且没有短路的底板表面。然后，由于预见到该基底层的作用，所以，即使将包络形状金属层104如上所述地形成为较厚，也能够抑制所照射的激光L的强度。由此，就能够抑制对导电图形110或透明底板101的表面的损伤了。

如此，本实施方式的导电图形形成底板1就在导电图形110被进一步高精细化的同时，还抑制对导电图形110或透明底板101的损伤。

另外，在本实施方式的导电图形形成底板1中，图形化的金属层112的厚度在1μm～15μm的范围内。从抑制高度精细的导电图形110的电阻的观点出发，图形化的金属层112的厚度以超过1μm为好，而从容易进行激光照射的加工的观点出发，其厚度在15μm以下为好。

另外，在本实施方式中，是通过激光照射从包络形状的透明导电层103和包络形状金属层104的层叠膜120除去多余的区域来形成导电图形110的。在本实施方式中，通过激光照射来以高加工精度形成高度精细的导电图形110的。另外，由于是对上述的层叠膜120进行激光照射，如上所述地，本实施方式的导电图形形成底板1就能够抑制对导电图形110或透明底板101的表面的损伤。

另外，在本实施方式中，形成图形化的金属层112的导电材料是由金属粒子(银粒子)和树脂粘结剂混合成浆糊状的导电浆料(导电银浆)烧结后，来使得银粒子通过树脂粘结剂粘结的。作为导电材料，由于采用这样的材料，所以就能够以简便低价的导电浆料的丝网印刷的操作来形成图形化的金属层112。本实施方式的导电图形形成底板1由此就能够实现制造成本的降低。

另外，在本实施方式中，作为包含在导电材料里的金属粒子采用的是银粒子。含有银 粒子的导电材料具有低电阻和容易通过激光照射来形成图形的优点。

另外，根据使用图3～图5来说明的本实施方式的底板制造方法，如上所述地，就能够制造同时兼顾导电图形110的高精细化和导电图形110的电阻抑制的导电图形形成底板1。

另外，根据本实施方式的底板制造方法，通过采用使用了导电浆料的丝网印刷来降低制造成本和通过激光照射的图形形成，就能够以高的加工精度来形成高度精细的导电图形110。

还有，上述实施方式仅是本发明的代表性的方式，本发明并不局限于该实施方式。也就是说，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种的变形。即使是变形，只要具有本发明的导电图形形成底板及底板形成方法的构成，毋庸赘言，也是包含在本发明的范畴里的。

例如，在前述的实施方式中，作为本发明提及的导电图形形成底板的一个例子，例示的是在平板屏幕(FPD)中所使用的导电图形形成底板1。然而，本发明所说的导电图形形成底板并不局限于此，并不局限于其具体的使用方式。

另外，在前述的实施方式中，作为本发明提及的导电图形的一个例子，例示的是隔开一定间隔相互平行地多根排列的导电图形110。然而，本发明所说的导电图形并不局限于此，并不局限于其具体的图形形状。

另外，在前述的实施方式中，作为包含在形成本发明所说导电图形的导电材料中的金属粒子的一个例子，例示的是银粒子。然而，这里所说的金属粒子并不局限于此，也可以是银以外由金属构成的粒子。只是，含有银粒子的导电材料因为具有低电阻和容易通过激光照射来形成图形的优点，所以如上所述地优先选用。

(实施例)

接着，对于实际进行导电图形形成底板的制造的实施例和用来与该实施例比较的比较例一起说明。另外，在实施方式的说明中参照的图1～图5同样在以下的实施例或比较例的说明中用来参照。另外，在以下的实施例中，虽然对各种尺寸或材质进行具体的叙述，但这些尺寸或材质仅是举例，本发明并不局限于这些尺寸或材质。

(第一实施例)

在第一实施例中，作为透明底板采用的是以PET来形成的厚度为150μm的底板。然后，进行图3及图4的步骤S1的处理。

首先，通过溅射法在透明底板的表面上形成作为透明导电层及包络形状透明导电层的 本源的厚度为20nm的ITO薄膜。接着，通过上述的光刻法从ITO薄膜除去透明导电层及包络形状透明导电层以外的不要的部分来形成透明导电层及包络形状透明导电层。

接着，进行图3及图4的步骤S2的处理，通过使用导电银胶的丝网印刷和印刷后的烧结在包络形状透明导电层的表面形成包络形状金属层。在本实施例中，作为激光制图用的导电银胶采用的是东洋科美株式会社生产的RAFS110S。另外，作为激光制图用的导电银胶也可以采用株式会社ASAHI化学研究所制作的LS-470L-2F等。另外，印刷后的烧结是在130°℃前后进行30分钟左右。在本实施例中，进行丝网印刷来使得烧结后的包络形状金属层的厚度为6～7μm。

这里，导电银胶是通过印刷后的烧结来挥发溶剂成分的，该烧结后的组成比例是银粒子为72～78％、树脂粘结剂(聚酯系或氨基甲酸乙酯系)为22～28％。

接着，进行图5的步骤S3的处理，来从包络形状透明导电层和包络形状金属层的层叠膜除去作为导电图形而留下部分以外的多余的区域。

在本实施例中，导电图形的排列间距为60μm、导电图形的图形宽度为40～45μm、导电图形相互间的间隔为15～20μm。另外，作为用于形成这种导电图形的激光，采用的是波长为1050nm的第一谐波，平均输出功率为13W的能够激光振荡的脉冲光纤激光器。激光照射条件是光束聚光直径为30μm、平均输出功率为12W、扫描速度为3000mm/s。

经过以上的处理，就得到了第一实施例的导电图形形成底板。

图6所示是与截面形状一起来显示的第一实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。图6(a)所示是第一实施例的导电图形形成底板1-1中的导电图形110-1的放大照片，图6(b)所示是邻接的导电图形110-1相互之间的分割部分的实测截面形状。

如图6所示地，在第一实施例的导电图形形成底板1-1中，是在导电图形110-1相互之间的分割部分里露出了平整光滑且没有短路的底板表面。另外，通过目视确认可以得知，对于露出的透明底板101-1的表面或其两侧的导电图形110-1基本没有损伤。

另外，在如图5的步骤S3的处理所示地进行激光照射来除去作为导电图形而留下部分以外的多余的区域时，通过目视能够确认的由激光照射来形成的痕迹残留在导电图形中。也就是说，如图6(a)的放大照片所示地，导电图形110-1的边缘部分是在被容许的范围内有一些凹凸的形状，并且残留有因激光照射的热而融化的形状。另外，在照射脉冲激光时，激光的电子束光点形状(圆形)连续后作为重叠的形状会出现在加工痕迹中。只是，毋庸赘言，该加工痕迹当然也是在被容许的范围内的痕迹。

(第二实施例)

在第二实施例中，导电图形的排列间距为40μm、导电图形的图形宽度为20～25μm、导电图形相互间的间隔为15～20μm。另外，激光照射条件是光束聚光直径为30μm、平均输出功率为9W、扫描速度为3000mm/s。除了以上的不同点之外，是在和上述第一实施例相同的条件下来获得第二实施例的导电图形形成底板的。

图6所示是与截面形状一起来显示的第一实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。图7(a)所示是第二实施例的导电图形形成底板1-2中的导电图形110-2的放大照片，图7(b)所示是邻接的导电图形110-2相互之间的分割部分的实测截面形状。

如图7所示地，在第二实施例的导电图形形成底板1-2中，在比第一实施例更为高度精细的导电图形110-2的相互之间的分割部分里，也露出了平整光滑且没有短路的底板表面。另外，通过目视确认可以得知，对于露出的透明底板101-2的表面或其两侧的导电图形110-2基本没有损伤。

(第三实施例)

在第三实施例中，作为用于形成导电图形的激光采用的是波长为1064nm的第一谐波、平均输出功率为15W的能够激光振荡的脉冲YAG激光器。除了这点之外，是在和上述第一实施例相同的条件下来获得第三实施例的导电图形形成底板的。

图8所示是第三实施例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。如图8所示地，在第三实施例的导电图形形成底板1-3中，与第一实施例同样地，导电图形110-3的相互之间的分割部分里，也露出了平整光滑且没有短路的底板表面。另外，通过目视确认可以得知，对于露出的透明底板101-3的表面或其两侧的导电图形110-3基本没有损伤。

(第一比较例)

在第一比较例中，是在图3及图4的步骤S1的处理中不形成包络形状透明导电层，而是仅形成透明导电层。除了这点之外，是在和上述第一实施例相同的条件下来获得第一比较例的导电图形形成底板的。

图9所示是第一比较例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。在第一比较例中，是在没有作为基底的包络形状透明导电层的状态下，对直接形成在透明底板101-4表面的厚度为6～7μm的包络形状金属层进行激光照射。在该第一比较例的导电图形形成底板1-4中，如在图9的放大照片中的区域A2或区域A3中所见的，没有充分地除去不要的部分，在邻接的导电图形110-4之间会产生短路。假如为了消除这种短路而进一步提高激光的平均输出功率时，就有可能产生例如导电图形110-4的图形宽度变窄而断线等的损伤。

(第二比较例)

第二比较例也和第一比较例同样地，是在图3及图4的步骤S1的处理中不形成包络形状透明导电层，而是仅形成透明导电层。另外，在第二比较例中，导电图形的排列间距为40μm、导电图形的图形宽度为20～25μm、导电图形相互间的间隔为15～20μm。

更进一步地，在第第二比较例中，作为用于形成导电图形的激光采用的是波长为532nm的二次谐波、平均输出功率为10W的能够激光振荡的脉冲YAG激光器。激光照射条件是光束聚光直径为30μm、平均输出功率为10W、扫描速度为3000mm/s。除了以上的不同点之外，是在和上述第一实施例相同的条件下来获得第二比较例的导电图形形成底板的。

图10所示是第二比较例的导电图形形成底板中的导电图形的放大照片。在第二比较例中，是在没有作为基底的包络形状透明导电层的状态下，对直接形成在透明底板101-5表面的厚度为6～7μm的包络形状金属层来照射波长为532nm的二次谐波的激光。在该第二比较例的导电图形形成底板1-5中，如图10的放大照片中所见地，在露出到导电图形110-5相互之间的分割部分的透明底板101-5的表面中产生有被剜掉成电子束光点形状那样的损伤。在第二比较例中，作为透明底板101-5使用的是玻璃以外由PET形成的材料，所以上述损伤会显著地出现。

(评价)

对于第一～第三实施例，从图6～图8的放大照片可以知道，高度精细的导电图形110-1～10-3是在对导电图形110-1～10-3或透明底板101-1～101-3的损伤被抑制的情况下形成的。另外，从第一实施例和第二实施例的比较可知，是能够在抑制这样的损伤的同时使得导电图形110-1、110-2进一步高精细化的。

然后，从第一～第三实施例和第一及第二比较例的比较可知，为了高精细化，即使将包络形状金属层形成得较厚，由于作为包络形状透明导电层的容易剥离的基底层的作用，也能够充分除去不要的部分并抑制损伤。