(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記保護層形成工程では、レーザ加工によってパターニングされた前記保護層を形成し、その後、前記結合層形成工程が行われる請求項1乃至6のいずれか1項に記載の導電パターン形成方法。
前記結合層形成工程では、レーザ加工によってパターニングされた前記結合層を形成し、その後、前記保護層形成工程が行われる請求項1乃至6のいずれか1項に記載の導電パターン形成方法。
前記保護層がレジスト膜によって形成されており、前記導電パターン形成工程の後で、該レジスト膜を前記基板上から除去する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の導電パターン形成方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら上記従来技術には次の課題がある。
即ち、焼成処理又は乾燥処理などによって導電パターンを形成する場合、導電パターンの材料となる導電材料と、基板材料との熱膨張率の違いにより、焼成処理又は乾燥処理の工程、及びその後工程において、導電パターンのパターンが崩れ、導電パターンの形状精度が低下するといった課題がある。
【0005】
特にPET等の透明基板を用いる場合は、導電材料と該基板との熱膨張率の差が大きくなるので、導電パターンの形状精度が低下しやすい。
【0006】
そこで本発明は、この課題を解決すべくなされたものであり、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン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】
【0007】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
基板上に導電材料を用いて導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、
前記基板上に疎水性を有する保護層を形成する保護層形成工程と、
前記基板上に前記導電材料と結合する結合層を形成する結合層形成工程と、
前記結合層上に導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
また、上記発明にあっては、
前記導電パターン形成工程は、
前記結合層上に触媒層を形成し、さらに該触媒層に対してめっき処理を施してめっき層を形成することで前記導電パターンを形成すると好適である。
【0009】
また、上記発明にあっては、
前記触媒層にはPdとSnの混合材料が用いられていると好適である。
また、上記発明にあっては、
前記結合層は、前記触媒層と結合するカップリング剤によって形成されると好適である。
【0010】
また、上記発明にあっては、
前記導電パターン形成工程は、
前記結合層に対して前記導電材料を蒸着させることで前記導電パターンを形成すると好適である。
【0011】
また、上記発明にあっては、
前記導電パターン形成工程は、
前記結合層に対して前記導電材料をスパッタによって付着させることで前記導電パターンを形成すると好適である。
【0012】
また、上記発明にあっては、
前記保護層形成工程では、レーザ加工によってパターニングされた前記保護層を形成し、その後、前記結合層形成工程が行われると好適である。
【0013】
また、上記発明にあっては、
前記結合層形成工程では、レーザ加工によってパターニングされた前記結合層を形成し、その後、前記保護層形成工程が行われると好適である。
【0014】
また、上記発明にあっては、
前記保護層形成工程では、前記保護層を印刷によって形成し、その後、前記結合層形成工程が行われると好適である。
【0015】
また、上記発明にあっては、
前記結合層形成工程では、前記結合層を印刷によって形成し、その後、前記保護層形成工程が行われると好適である。
【0016】
また、上記発明にあっては、
前記保護層がレジスト膜によって形成されており、前記導電パターン形成工程の後で、該レジスト膜を前記基板上から除去すると好適である。
【0017】
また、上記発明にあっては、
前記基板は透明基板であると好適である。
【発明の効果】
【0018】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン形成方法を提供することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0021】
[第1実施形態]
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図1は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図である。
【0022】
(1−1:基板の準備)
本実施形態では、まず基板11の準備を行う(
図1(a))。ここでは、基板11の表面の親水化を行う。即ち、基板11の材料に基づいて、アルカリ洗浄、オゾン処理、UV照射、プラズマ処理等を適宜選択し、基板11の表面を親水化する。
【0023】
(1−2:保護層形成工程)
次に、基板11の表面に気相法、又はカップリング剤を含有する溶液への浸漬によって保護層12を形成する(
図1(b))。保護層12は、少なくともその表面が疎水性を有しており、後述する触媒層14とは結合しないカップリング剤によって形成されている。該カップリング剤として、例えば、アルキルシラン系、又はフッ化アルキルシラン系のカップリング剤を用いることができる。
【0024】
保護層12を形成した後、保護層12に対してレーザ光を照射することで保護層12をパターニングする。このパターニングは、後の工程で形成される導電パターン15に基づいて形成されるものである、これにより、レーザ光が照射された部分の保護層12が除去され基板11が露出し、基板11上に導電パターン15に倣ったパターンが形成される(
図1(c))。
【0025】
(1−3:結合層形成工程)
次に、上述の保護層形成工程においてレーザ加工によって形成されたパターンに対して、導電材料と結合する結合層13を形成する。なお、上述のように保護層12は、少なくともその表面が疎水性を有しているので、結合層13を形成する工程において、保護層12の表面に結合層13が付着することはない。よって、結合層13は、保護層12が形成されていない基板11の露出領域にのみ付着する。
ここで結合層13は、基板11とは反対側に、後述する触媒層14と結合可能な官能基を有するカップリング剤によって形成されており、例えばアミノ系シランカップリング剤やメルカプト系シランカップリング剤を用いることが可能である。
【0026】
ここでアミノ系シランカップリング剤としては、具体的は、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N,N-(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、1−(3−アミノプロピル)−1,1,3,3,3−ペンタメチルジシロキサン、3−アミノプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等を用いることができる。
【0027】
また、メルカプト系シランカップリング剤としては、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、1,3−ビス(メルカプトメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(3−メルカプトメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等を用いることができる。
【0028】
なお、ここでは保護層形成工程と結合層形成工程とに用いるカップリング剤について上述の材料を挙げているが、上述では、基板11における導電パターンの割合が、導電パターン15が形成されていない領域の割合よりも多い場合のカップリング剤を例示したものである。
上述とは異なり、基板11における導電パターン15の割合が、導電パターン15が形成されていない領域の割合よりも少ない場合は、上述において、保護層形成工程で使用されるカップリング剤を結合層形成工程で用い、一方で、結合層形成工程で使用されるカップリング剤を保護層形成工程で用いるとよい。なお、これらのカップリング剤によって形成される保護層12、又は結合層13は、いずれもほぼ単分子層であり、厚みは数nm〜数十nmである。
【0029】
(1−4:導電パターン形成工程)
次に、上述の結合層形成工程において形成された結合層13上に、厚み数十nm程度の触媒層14を形成し(
図1(e))、さらに触媒層14に対してめっき処理を施してめっき層を形成し、所望の導電パターン15を得る(
図1(f))。
【0030】
触媒層14としては、パラジウム(Pd)と錫(Sn)の混合材料が用いられ、このような材料を用いた場合、主にパラジウムが触媒作用を発揮することになる。なお、触媒層14の形成方法は、結合層13のカップリング分子に対して触媒を確実に結合させることができれば、特に方法を限定するものではないが、例えば、センシタイザー・アクチベータ法、又はキャタリスト・アクセレーター法を採用することができる。
【0031】
センシタイザー・アクチベータ法とは、錫溶液に基板11を浸漬し、続いてパラジウム溶液に浸漬して結合層13上にパラジウムを付着させる方法であり、複数回、この工程を繰り返すことで、結合層13に対するパラジウム触媒の付着量を増やすことができる。
【0032】
また、キャタリスト・アクセレーター法とは、錫とパラジウムのコロイド溶液に基板11を浸漬し、続いて酸性溶液にて錫を除去することでパラジウム触媒を基板11上に付着する方法である。
【0033】
これらの方法によって触媒層14を形成した後、触媒層14に対してめっき処理(本実施形態では無電解めっき)を施して、めっき層を形成する。本実施形態では、NiとAuのめっきを形成している。
【0034】
即ち、めっき処理を施すことで、触媒層14を取り込むようにしてめっき層が成長し、その結果、導電パターン15が形成される。より具体的には、まず、触媒層14を囲むようにNi層が形成され、さらにNi層がAu層に置換されることで、Auによる耐腐食性に優れた導電パターン15を得ることができる。
なお、めっき層はNi、Auの組み合わせのみならず、他にもAg、Cuなどによって形成することも可能である。
【0035】
(1−5:本実施形態の効果)
本実施形態によれば、導電パターン15を形成する際に、従来技術のように焼成処理や乾燥処理を行っていないので、基板11と導電パターン15の熱膨張率の差によって導電パターン15の形状精度が低下する虞がない。即ち、導電パターン15を高精度に形成することができる。
【0036】
また、保護層12が疎水性を有することで、保護層12上には結合層13、触媒層14、導電パターン15が形成されず、結合層13上にのみ、触媒層14、導電パターン15を形成することができるので、導電パターン15を高精度に形成することができる。
【0037】
さらには、導電パターン15は、結合層13のカップリング剤を介して基板11と化学的に接合している。その結果、基板をエッチング等で粗面化することで得られるアンカー効果を利用して、導電パターンを形成するといった従来の方法と比較すると、本実施形態では、アンカー効果を利用しない方法によって、アンカー効果と同等以上の結合力を有する導電パターン15を得ることができる。つまり、剥がれにくい導電パターン15を得ることができる。
【0038】
なお、このように本実施形態に係る方法によれば、基板11を粗面化する必要がないので、例えば基板11に透明基板を用いる場合、粗面化することによる透明性の低下を懸念する必要がない。よって、基板11の透明性を保った状態で、形成精度が高く、かつ基板11から剥がれにくい導電パターン15を得ることが可能になる。
【0039】
このように本実施形態によれば、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン形成方法を提供することが可能になる。
【0040】
[第2実施形態]
図2を参照して、本発明の第2実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図2は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の第1実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0041】
(2−1:結合層形成工程)
本実施形態では、まず基板21を準備し(
図2(a))、表面の親水化を行った後、基板21に結合層23を形成する(
図2(b))。なお、結合層23に用いられるカップリング剤は、上述の実施形態で用いられたカップリング剤と同一のカップリング剤であればよい。
【0042】
その後、レーザ加工によって結合層23をパターニングし、後の工程で形成される導電パターン25以外の領域の結合層23を、基板21表面から除去する。即ち、本実施形態では、レーザ加工における非加工領域に対して、導電パターン25が形成されることになる。
【0043】
(2−2:保護層形成工程)
次に、基板11の表面にスパッタ等によって保護層22を形成する(
図2(d))。保護層22は疎水性を有し、上述の第1実施形態と同一の材料を用いることができる。
【0044】
(2−3:導電パターン形成工程)
次に、結合層23上に厚み数十nm程度の触媒層24を形成し(
図2(e))、さらに触媒層14に対してめっき処理を施してめっき層を形成し、所望の導電パターン25を得る(
図2(f))。なお、この工程は上述の実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0045】
このように本実施形態によれば、上述の実施形態と同一の効果を得ることが可能であり、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン形成方法を提供することが可能になる。
【0046】
[第3実施形態]
図3を参照して、本発明の第3実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図3は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0047】
(3−1:保護層形成工程)
本実施形態では、準備済みの基板31(
図3(a))に対して、保護層32としてレジスト膜を用い、基板31上に形成することが特徴である(
図3(b))。そしてレーザ加工によってレジスト膜をパターニングする(
図3(c))。
【0048】
(3−2:結合層形成工程、導電パターン形成工程)
次に、
図3(d)〜
図3(f)に図示するように、保護層32がパターニングされた基板31に対して、結合層33を形成し、さらに触媒層34、導電パターン35を形成する(上記第1実施形態と同一であるので説明は省略する)。
なお、導電パターン35を形成する際に、保護層32上に導電パターン35が形成された場合は、レジスト除去によって、保護層32ごと、導電パターン35を除去することが可能になる。よって、不要な領域に導電パターン35を形成することなく、導電パターン35を高精度に形成することができる。
【0049】
このように本実施形態によれば、上述の実施形態と同一の効果を得ることが可能であり、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン形成方法を提供することが可能になる。
【0050】
[第4実施形態]
図4を参照して、本発明の第4実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図4は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0051】
本実施形態では、第1実施形態の保護層形成工程において、印刷によって基板41に保護層42を形成する点が特徴である(
図4(b))。これにより、導電パターン45の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、結合層形成工程、導電パターン形成工程は、上述の第1実施形態と同一であるので、説明は省略する。(なお、図中43が結合層、44が触媒層、45が導電パターンである)
【0052】
[第5実施形態]
図5を参照して、本発明の第5実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図5は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0053】
本実施形態では、第2実施形態の結合層形成工程において、印刷によって基板51に結合層53を形成する点が特徴である(
図5(b))。これにより、導電パターン55の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、導電パターン形成工程は、上述の第2実施形態と同一であるので、説明は省略する(なお、図中52が保護層、54が触媒層、55が導電パターンである)。
【0054】
[第6実施形態]
図6を参照して、本発明の第6実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図6は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0055】
本実施形態では、第1実施形態の導電パターン形成工程において、基板61上にパターニングされた保護層62、さらに結合層63に対し、めっき処理ではなく、スパッタで導電パターン65を形成することを特徴とする。これによれば、疎水性を有する保護層62には導電パターン65は形成されないので、導電パターン65の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、結合層形成工程は、上述の第1実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0056】
[第7実施形態]
図7を参照して、本発明の第7実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図7は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の第2実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0057】
本実施形態では、第2実施形態の導電パターン形成工程において、基板71上にパターニングされた結合層73、さらに保護層72に対し、めっき処理ではなく、スパッタで導電パターン75を形成することを特徴とする。これによれば、疎水性を有する保護層72には導電パターン75は形成されないので、導電パターン75の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、結合層形成工程は、上述の第2実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0058】
[第8実施形態]
図8を参照して、本発明の第8実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図8は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の第3実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0059】
本実施形態では、第3実施形態の導電パターン形成工程において、基板81上にパターニングされた保護層82、さらに結合層83に対し、めっき処理ではなく、スパッタで導電パターン85を形成することを特徴とする。これによれば、疎水性を有する保護層82には導電パターン85は形成されないので、導電パターン85の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、結合層形成工程は、上述の第3実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0060】
[第9実施形態]
図9を参照して、本発明の第9実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図9は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の第4実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0061】
本実施形態では、第4実施形態の導電パターン形成工程において、基板91上に印刷によってパターニングされた保護層92、さらに結合層93に対し、めっき処理ではなく、スパッタで導電パターン95を形成することを特徴とする。これによれば、疎水性を有する保護層82には導電パターン95は形成されないので、導電パターン95の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、結合層形成工程は、上述の第4実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0062】
[第10実施形態]
図10を参照して、本発明の第10実施形態に係る導電パターン形成方法について説明する。なお、
図10は、本実施形態における導電パターン形成方法の概略工程を示す図であるが、上述の実施形態と同一内容に関してはここでは説明を省略する。
【0063】
本実施形態では、第5実施形態の導電パターン形成工程において、基板101上に印刷によってパターニングされた結合層103、さらに保護層102に対し、めっき処理ではなく、スパッタで導電パターン105を形成することを特徴とする。これによれば、疎水性を有する保護層102には導電パターン105は形成されないので、導電パターン105の形状精度を高めることが可能になる。その他の工程、即ち、保護層形成工程、結合層形成工程は、上述の第5実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【0064】
このように本発明の第1〜第10実施形態によれば、基板上に導電材料によって導電パターンを形成する導電パターン形成方法において、高精度に導電パターンを形成可能な導電パターン形成方法を提供することが可能になる。