CN103155725A - 图案基板、图案基板的制造方法、信息输入装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

图案基板(1)包括:具有形成了第一区域(R1)和第二区域(R2)的表面的基板(3),和形成于所述第一区域(R1)和所述第二区域(R2)中的所述第一区域(R1)上的图案层(10)。所述图案层(10)是配线图案层或透明电极,所述第一区域(R1)具有引起图案层形成组合物(13)的毛细管现象的凹凸形状,且所述凹凸形状包括多个结构体(5)的集合。

Description

图案基板、图案基板的制造方法、信息输入装置和显示装置
技术领域
本发明涉及由简化的图案化步骤制造的图案基板、制造图案基板的方法、信息输入装置和显示装置。
背景技术
光刻方法是一种已知的形成电子电路等配线图案的方法。通过光刻方法,可以形成具有微细配线图案的基板。
另一方面,存在用于通过印刷方法在基板上形成配线图案等的已知可印刷电子设备。例如,通过对涂布(印刷)分散(油墨)液体、对其加热等在基板上形成所希望的配线图案,上述分散(油墨)液体通过混合导电材料、树脂粘合剂、溶剂等来提供。
与光刻方法相比,印刷方法可使工艺简化。例如,在下文引用的专利文献1公开了一种通过丝网印刷使导体形成于基板的一个表面上的配线基板以及制造该配线基板的方法。
通过丝网印刷方法形成配线图案具有比通过光刻方法形成配线图案投资小的优点。然而,所使用的油墨限于含有大量粘合剂的材料。例如,当使用导电油墨时,薄膜厚度应增加,以便提供所需的导电性。因此,丝网印刷不适合形成透明导电膜。期望提供一种在简化工序的同时通过容易地控制膜厚度来形成图案的方法。
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开第2010-165715号。
发明内容
本发明要解决的问题
因此,本发明的一个目的是提供一种通过与光刻方法或印刷方法相比的简化图案化工序制造的图案基板、制造该图案基板的方法、信息输入装置和显示装置。
用于解决问题的手段
第一发明是一种图案基板,其包括:
具有第一区域和第二区域形成于其上的表面的基板,和
形成于第一区域和第二区域中的第一区域上的图案层,
图案层是配线图案层或透明电极,
第一区域具有出现毛细管现象的凹凸形状,并且
凹凸形状包括多个结构体的集合。
第二发明是制造图案基板的方法,包括以下步骤:
对第一区域和第二区域形成于其上的基板的表面涂布图案层形成用组合物,
利用第一区域中的毛细管现象使图案层形成用组合物连续地留在第一区域和第二区域中的第一区域上,以及
固化连续留在第一区域上的图案层形成用组合物,以在第一区域上形成图案层,
第一区域具有包括多个结构体的集合的凹凸形状,以及
在凹凸形状产生毛细管现象。
根据本发明,基板具有第一区域和第二区域形成于其上的表面,且图案层形成于第一区域上。第一区域和第二区域中的每个第一区域具有其中出现毛细管现象的凹凸形状,且凹凸形状包括多个结构体的集合。第一区域的凹凸形状可以是被称为蛾眼(Moth-eye)的微细且密集的凹凸形状。由于毛细管现象仅出现在第一区域和第二区域中的第一区域上,所以仅通过将图案层形成用组合物涂布到基板的表面上来使图案层形成用组合物连续留在第一区域和第二区域中的第一区域上。因此,为了使图案层形成用组合物自发涂布到第一区域或第二区域,仅需要提前准备具有第一区域和第二区域形成于其上的表面的基板。图案层形成用组合物留在第一区域上,但不留在第二区域上,从而可通过固化留在第一区域上的图案层形成用组合物来使图案层选择性地形成于第一区域上。
例如,当使用含有导电材料的图案层形成用组合物时,图案层形成用组合物连续地留在第一区域上,从而在不需要任何复杂的步骤的情况下形成所希望的配线图案或电极。因为毛细管现象仅发生在第一区域上,所以第二区域起到配线图案之间的绝缘区域的作用。
优选地,电极具有条纹、菱形等多边形形状。或者,优选的是,当各自都具有电极的两个基板彼此面对或当基板在正面和背面均具有电极时,电极构成网格(mesh)形状。
优选的是,当图案层形成用组合物滴到第一区域上以形成图案时,接触角是120度以上,且当图案层形成用组合物滴到第二区域上时,接触角是95度以上。优选的是,结构体的配置间距(arrangement pitch)为150nm以上至1μm以下,且结构体的纵横比为1.0以上至3.0以下。
本发明的效果
如上所述,根据本发明,与光刻方法或印刷方法相比,形成图案的工序可被简化。
附图说明
图1A示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的结构实例的平面图。
图1B示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的结构实例的沿AA的示意截面图。
图2A第一区域的平面图。
图2B是图2A中示出的轨道T1、T3...的截面图。
图2C是图2A中示出的轨道T2、T4...的截面图。
图2D示出用于形成对应于图2A中示出的轨道T1、T3...的潜像的激光的调制波形的大致线图。
图2E示出用于形成对应于图2A中示出的轨道T2、T4...的潜像的激光的调制波形的大致线图。
图3A示出结构体的配置的另一个结构实例的平面图。
图3B示出形成于第一区域上的结构体被随机配置的实例的平面图。
图3C示出形成于第一区域上的结构体具有随机大小并且被随机配置的平面图。
图4示出结构体的集合的结构实例的透视图。
图5A示出用于将凹凸形状转印至第一区域中的母板的结构实例的透视图。
图5B示出放大图5A中示出的母板的一部分的透视图。
图6A示出放大图5A中示出的辊型母板的一部分的截面图。
图6B示出放大图6A中示出的第一区域的一部分的平面图。
图7示出辊型母板曝光装置的结构实例的示意图。
图8A至图8C示出根据本发明的第一实施方式的制造配线基板的方法的一个实例的流程图。
图9A至图9C示出根据本发明的第一实施方式的制造配线基板的方法的一个实例的流程图。
图10A和图10B示出根据本发明的第一实施方式的制造配线基板的方法的一个实例的流程图。
图11A至图11D示出根据本发明的第一实施方式的制造配线基板的方法的一个实例的流程图。
图12A和图12B示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的另一个结构实例的示意截面图。
图13A示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的结构实例的透视图。
图13B示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的结构实例的沿A-A的示意截面图。
图13C示出放大根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的第一区域的一部分的示意截面图。
图14示出根据本发明的第三实施方式的信息输入装置的结构实例的透视图。
图15A示出根据本发明的第三实施方式的触控面板的第一结构实例的透视图。
图15B示出第一基板的结构实例的分解透视图。
图16A示出根据本发明的第三实施方式的触控面板的第二结构实例的透视图。
图16B示出第一基板321A的结构实例的分解透视图。
图17示出根据本发明的第四实施方式的显示装置的实例的示意截面图。
图18A示出根据本发明的第五实施方式的IC(集成电路)的结构实例的平面图。
图18B示出放大图18A中所示的IC卡的一部分的平面图。
图19A是示出根据本发明的第六实施方式的显示器件的结构实例的透视图。
图19B图19A中沿A-A的示意截面图。
图20A至图20E示出制造构成根据本发明的第六实施方式的显示器件的滤色器的方法的实例的流程图。
具体实施方式
在下文中,将以下列顺序参照附图来描述本发明的实施方式。
1.第一实施方式(应用于配线基板)
2.第二实施方式(应用于液晶显示器)
3.第三实施方式(应用于包括触控面板的显示装置)
4.第四实施方式(应用于电子纸)
5.第五实施方式(应用于非接触式IC卡)
6.第六实施方式(应用于显示器件)
7.其它实施方式。
<1.第一实施方式>
[图案基板的结构]
图1A是示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的结构实例的平面图。图1B是示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的结构实例的沿A-A的示意截面图。在下文中,在配线基板的平面内彼此正交的两个方向被称为X轴方向和Y轴方向。垂直于X轴方向和Y轴方向的方向被称为Z轴方向。
图案基板的实例包括配线基板、显示器件等。配线基板的实例包括刚性基板、柔性基板、刚性-柔性基板等。显示器件的实例包括图像显示器件。图像显示器件的实例包括液晶显示器、电致发光(EL)元件(例如,有机EL元件、无机EL元件)等。
如图1A和图1B中所示,根据第一实施方式的配线基板1包括具有第一区域R1和第二区域R2形成于其上的表面的基板3,和形成于第一区域R1和第二区域R2中的第一区域R1上的图案层10。在图1B中所示的实施方式中,基板3被配置为基板层3A和成形层3B的层叠结构。每个第一区域R1具有其中毛细管现象出现在图案层形成用组合物中以形成图案层10的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体5的集合配置。虽然作为一个实例,图1A示出连续地形成于第一区域R1上的图案层10(例如,配线图案)具有带状形状,但是配线图案的形状不限定于此,且可根据电路设计等为所希望的形状。
(基板)
基板3是例如基板层3A和成形层3B的层叠结构。基板层3A是例如透明的或不透明的。作为基板层3A的材料,例如可使用诸如塑料的有机材料和诸如玻璃、金属、陶瓷和纸的无机材料。作为玻璃,例如可以使用钠钙玻璃、铅玻璃、硬质玻璃、石英玻璃、液晶玻璃(参见由日本化学会编辑的“Chemical Handbook”PI-537)。作为塑料材料,从光学特性(诸如透明度、折射率和分散性)以及各种性能(诸如耐冲击性、耐热性和耐久性)的角度来看,(甲基)丙烯酸系树脂(诸如聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯与其它烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基单体(诸如苯乙烯)的共聚物);聚碳酸酯系树脂(诸如聚碳酸酯、二甘醇双(碳酸烯丙酯)(CR-39));热固性(甲基)丙烯酸系树脂(诸如(溴化)双酚A二(甲基)丙烯酸酯的单聚合物或共聚物、(溴化)双酚A单(甲基)丙烯酸酯的氨基甲酸乙酯改性单体的聚合物和共聚物);聚酯(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸和不饱和聚酯)、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、聚烯丙酯(polyallylate)、聚醚砜、聚醚酮、环烯烃聚合物(商品名:ARTON,ZEONOR)等是优选的。从耐热性的角度来看也可使用芳族聚酰胺系树脂。
基板层3A的形状的实例包括膜状、板状或块状(block-like)的形状,但不特别限定于此,并且可以是球状、自由曲面或大块状(bulk-like)的形状。当基板层3A是塑料膜时,例如基板层3A可通过上述树脂被挤出、拉伸或用溶剂稀释以形成薄膜并使其干燥的流延成形(cast molding)来提供。在本文中,术语“膜”被定义为包含片材。
成形层3B是例如其中多个结构体5被二维配置的层。成形层3B的表面构成基板3的表面。其中多个结构体5形成的区域对应于第一区域R1。
第一区域R1是毛细管现象出现在用于形成图案层10的图案层形成用组合物中的区域中。每个第一区域R1具有凹凸形状,其中毛细管现象出现在用于形成图案层10的图案层形成用组合物中。凹凸形状包括多个结构体5的集合。由于毛细现象出现在第一区域R1的图案层形成用组合物中,所以当图案层形成用组合物被涂布在基板3的表面上时,所涂布的图案层形成用组合物仅在第一区域R1连续地保留。
另一方面,在第二区域R2中,在图案层形成用组合物中不会出现毛细现象。虽然图案层形成用组合物留在第一区域R1上,但是图案层形成用组合物不留在第二区域R2上。因此,通过固化留在第一区域R1上的图案层形成用组合物,图案层10可选择地性形成于第一区域R1上。在图1中所示的结构实例中,第二区域R2被示为几乎平坦的表面,但第二区域R2可具有凹凸形状,只要在图案层形成用组合物中不出现毛细管现象即可。
当配线基板1是例如柔性基板时,优选的是基板3具有柔性。
图2A是第一区域的平面图。图2B是图2A中示出的轨道T1、T3...的截面图。图2C是图2A中示出的轨道T2、T4...的截面图。图2D是示出用于形成对应于图2A中示出的轨道T1、T3...的潜像的激光的调制波形的大致线图。图2E是示出用于形成对应于图2A中示出的轨道T2、T4...的潜像的激光的调制波形的大致线图。
如上参考图1所述,包括结构体5的集合的凹凸形状形成于基板3的表面上的第一区域R1上。结构体5具有例如在第一区域R1中具有多行轨道T1、T2、T3...(以下也统称为“轨道T”)的配置。如图2A所示,P1表示结构体5在相同轨道(例如,T1)中的配置间距(a1和a2之间的距离)。P2表示结构体5在相邻的两个轨道(例如T1和T2)之间的配置间距,即,结构体5在轨道的延伸方向的±ξ方向上(例如a1和a7、a2和a7之间)的配置间距。在本发明中,轨道是指直线行或弯曲行中的一系列结构体5。列方向是指与在形成有结构体5的集合的基板5的主表面上的轨道的延伸方向(例如,X轴方向)交叉的方向。
在图2中所示的实施方式中,结构体5被配置为在相邻的两个轨道T之间互相偏移例如的半个间距。具体而言,在相邻的两个轨道T之间,在配置在一个轨道(例如T1)上的一个结构体5的中间位置,配置另一个轨道(例如T2)的另一个结构体5。因此,如图2A所示,结构体5被配置为使得形成六边形网格图案或类六边形网格图案(quasihexagonal gridpattern),其中结构体5的各个中心被定位于各个点a1至a7。根据一个实施方式,六边形网格图案是指正六边形网格图案。类六边形网格图案是指不同于正六边形网格图案的、在轨道的延伸方向(例如,X轴方向)上被拉伸和扭曲的六边形网格图案。
图3A是示出结构体的配置的另一个结构实例的平面图。图3B是示出形成于第一区域上的结构体被随机配置的实例的平面图。图3C是示出形成于第一区域上的结构具有随机大小并且被随机配置的平面图。
在图3A所示的实施方式中,形成于第一区域R1上的一些结构体5在相邻的三行之间形成正方形网格图案或类六边形网格图案。在本文中,类六边形网格图案是指其在不同于正六边形网格图案的轨道的延伸方向(例如,X轴方向)上被拉伸和扭曲。
如图3B所示,大量结构体5可被随机配置。或者,如图3C所示,大量结构体5可具有随机大小且可随机配置。毫无疑问,形成于第一区域R1上的大量结构体5可仅具有随机大小。
此外,结构体5可配置在蛇形轨道(以下简称为摆动轨道)上。优选的是,基板3上的每个轨道的摆动被同步。换言之,摆动优选为同步的摆动。通过同步摆动,可以保持六边形网格或类六边形网格的单元网格形状。摆动轨道的波形的实例包括正弦波、三角波等。摆动轨道的波形并不限于环状波形,且可为非环状波形。摆动轨道的摆动振幅被选择为例如约±10μm。
以此方式,作为结构体5的配置图案,可使用正方形网格图案、类正方形网格图案、随机图案或摆动模式代替类六边形网格图案或六边形网格图案。
从利用凹凸形状上的毛细管现象和在第一区域R1上连续地留下用于形成图案层10的图案层形成用组合物的角度来看,通过定位结构体5为相邻或重叠其底部来以150nm以上至1μm以下的配置间距P二维地配置结构体5。优选的是结构体5的纵横比A为1.0以上至3.0以下。通过定义结构体的配置间距和纵横比的范围,毛细管现象可出现在第一区域R1中,图案层形成用组合物可连续地留在第一区域R1上。
通过接合相邻结构体5的底部或调整结构的底部的短直径和长直径之间的比例(椭圆率)以对结构体5加入失真,可提高填充率。此外,当结构体5的纵横比A为1.8以下时,在制造配线基板1的步骤中使结构体5从模具等上移除时可有利地防止结构体5被破坏。
这里,配置间距P是指平均配置间距。纵横比A是指通过将结构体的平均高度除以平均配置间距而获得的平均纵横比。平均配置间距和平均高度如下地确定:
在图案层10形成之前或图案层10形成之后,使得结构体5的顶峰被包括地切割配线基板1。通过透射电子显微镜(TEM)拍摄截面。接着,根据所拍摄的TEM照片,确定结构体5的配置间距(图2A或图3A中所示的配置间距P1或P2)和高度(所述截面的凹凸形状中的顶峰和谷底之间的高度差)。在从配线基板1中随机选择的十个点上重复测量,以简单地平均(算术平均)测定值P1、P2...P10和测量值h1、h2...h10,以确定平均配置间距和平均高度。换言之,平均配置间距和平均高度分别由下面的等式(1)和(2)表示的关系定义。
(平均配置间距)=(P1+P2+...+P10)/10...(1)
(平均高度)=(h1+h2+...+h10)/10...(2)
其中,P1是在轨道的延伸方向上的配置间距,H1是结构体在轨道的延伸方向上的高度,P2是在轨道的相对延伸方向的±ξ方向上的配置间距(ξ=60度–δ,其中δ优选为0度<δ<=11度,更优选为3度<=δ<=6度),且H2是结构体在轨道的相对延伸方向的±ξ方向上的高度。当结构体5为凹状时,结构体5的高度在上述等式(2)中是结构体5的深度。
结构体5的纵横比不总是相同,且结构体5可具有一定的高度分布。这里,高度分布是指具有两个以上的高度(深度)的结构体5形成于基板3的主表面上。换言之,这意味着具有不同于基准(base line)的高度的结构体5和具有不同于前一高度的结构体5设置在基板3的主表面上。例如具有不同于基准的高度的结构体5周期或非周期(随机地)地设置在基板3的主表面上。周期方向的实例包括轨道的延伸方向和列方向。
优选的是,当图案层形成用组合物滴到第一区域R1上时,接触角为120度以上,并且当图案层形成用组合物滴到第二区域R2时,接触角为95度以上。这是因为图案层形成用组合物可连续地留在第一区域R1上。
在图案层10已经形成的情况下,当图案层形成用组合物滴到第一区域R1上时的接触角可通过下面的过程来估计:首先,观察配线基板1的横截面,并拟合(fit)第一区域R1的横截面形状。接着,测量当图案层形成用组合物滴到第二区域R2时的接触角。然后,基于第一区域R1的截面形状和当图案层形成用组合物滴到第二区域R2时的接触角,通过计算确定当图案层形成用组合物滴到第一区域R1上时的接触角。
本文中的接触角是指由θ/2方法确定的接触角。θ/2方法是如下的测量方法:假设液滴是圆的一部分,确定连接液滴的端点和顶峰的直线相对于表面的角度,并且该角度的两倍为接触角θ。
图4是示出结构体的集合的结构实例的透视图。图4中所示的实施方式是锥形形状的中央的倾斜比其底部和顶峰陡峭的结构体的集合。
结构体5的具体实例包括锥体、柱状、针状、半球、半椭圆和多边形,但不限于此,并且可以是其它形状。例如,锥体可具有尖锐顶部、平坦顶部或弯曲(即凸或凹)表面,但不限于此。或者,顶部可被截除,或一个或多个微孔可形成于结构体5的表面上(例如,顶部上)。锥体的锥面可以是弯曲的凹状或凸状。虽然在图4中示出的实施方式中,每个结构体5具有相同的大小和/或形状,但是结构体5的形状不限于此,并且结构体5可以被形成为具有两个或更多个尺寸和/或形状。在如后面所述的使用辊型母板曝光装置来制造辊型母板的情况下,优选的是结构体5具有其在顶部上具有弯曲凸面或具有平坦顶部的椎体形状,且形成底表面的椎体的纵向方向与轨道的延伸方向一致。
边缘5f可形成于结构体5的周缘,这是因为在配线基板1的制造步骤中结构体5可容易地从模具等上剥离。在本文中,边缘5f是指设置在结构体5的底部周缘的突出部。如图4中所示,突出部5e可设置在结构体5的周围的一部分或全部。
可通过将母板的凹凸形状光转印或热转印到转印材料上来形成成形层3B。当执行光转印(例如,UV(紫外线)转印)时,转印材料可包括紫外线射线固化材料、引发剂,如果需要的话,例如还可包括填料、功能性添加剂等。
紫外线固化材料包括例如单官能单体、双官能单体、多官能单体等。具体而言,如下所示的材料可单独使用或组合混合。
单官能单体的实例包括羧酸类(丙烯酸)、羟基类(2-羟基乙基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯、4-羟基丁基丙烯酸酯)、烷基、脂环化合物(丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯)、其他官能单体(2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸苄酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-(全氟辛基)乙基丙烯酸酯、3-全氟己基-2-羟基丙基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羟丙基丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟-3-甲基丁基)乙基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯酚丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯酚甲基丙烯酸酯、2-(2-2,4,6-三溴苯氧基)乙基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯等。
双官能单体的实例包括三(丙二醇)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、聚氨酯丙烯酸酯等。
多官能单体的实例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五及六丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯等。
引发剂的实例包括2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等。
例如,作为填料,可使用无机颗粒和有机颗粒中的任何一种。无机颗粒的实例包括金属氧化物颗粒,诸如SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2和Al2O3
功能性添加剂的实例包括流平剂、表面改性剂和消泡剂等。
当进行热转印时,转印材料可以是热塑性树脂,其可通过加热被软化,在成型后冷却和固化。热塑性树脂的实例包括聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。
在上述的实施方式中,描述了基板3被配置为基板层3A和成形层3B的层叠结构。然而,它不限于此。例如,基板3也可以是具有一体地形成于第一区域R1上的凹凸形状的基板。可通过非限制性的诸如注射成型、挤出成型和流延成型的方法形成基板3。
当基板3的表面包含氟或硅酮(silicone)时,第二区域R2容易具有高疏液性,以在第一区域中留下图案层形成用组合物,但不在第二区域中留下图案层形成用组合物。
为了在基板3的表面上包含氟,成形层3B具体可包含具有氟代烷基的化合物。例如,包含具有氟代烷基的化合物的疏液膜可形成于成形层3B的表面上。具有氟代烷基的化合物的实例包括全氟聚醚和具有氟代烷基的(甲基)丙烯酸酯。具有氟代烷基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括全氟辛基乙基丙烯酸酯,但不限于此,可以两种或更多种类型的组合使用。疏液膜可选择性地形成于第二区域R2上。
当进行热转印时,基板3例如可包含含氟材料。作为该材料,例如可使用聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)等。
为了在基板3的表面上包含硅酮,包含硅酮树脂的疏液膜可形成于成形层3B的表面上。作为硅酮树脂,可使用具有包括Si和O的硅氧烷键的基本骨架和有机基团的侧链的有机聚硅氧烷。
当进行热转印时,例如硅酮聚合物或硅油可分散在基板3上。
(图案层)
图案层10形成于第一区域R1和第二区域R2中的第一区域R1上。如后面所述,可通过以下方式形成图案层10:在基板3的表面上涂布图案层形成用组合物,使图案层形成用组合物连续地留在第一区域和第二区域中的第一区域上,以及固化留在第一区域上的图案层形成用组合物。优选地,图案层形成用组合物不留在第二区域R2上。但是,当图案层形成用组合物包含导电材料时,只要第二区域R2起到绝缘区域的作用,图案层形成用组合物可不连续地留在第二区域R2上。
形成于第一区域上的图案层10形成例如电极配线图案、透明电极图案等。具体而言,其配置诸如触控面板的装置的透明电极、电极配线、网状型透明电极和配线引出电极。
图案层形成用组合物是所谓的导电油墨,可包含导电材料,如果需要的话,还可包含粘合剂和溶剂。此外,图案层形成用组合物可包含添加剂,例如分散助剂、固化促进剂、流平剂、抗沉降剂、导电材料的覆盖材料、偶联剂、消泡剂等。当图案层形成用组合物包含导电材料时,图案层10起到配线图案(导电图案部分)或电极的作用。当图案层形成用组合物包含粘合剂(诸如树脂)时,优选的是导电材料被固定,使得导电材料彼此接触。
可根据配线基板1的用途来适当地选择包含在图案层形成用组合物中的导电材料。作为导电材料,可使用无机或有机导电材料。无机导电材料的实例包括金属纳米颗粒、透明氧化物半导体或碳纳米管。金属材料的实例包括选自金、银、铜、钯、铂、镍、铝、铬、铌、铑、钌、铱和锇中的至少一种金属微颗粒或它们的合金。金、银和铜是优选的,这是因为它们具有高导电性。这些金属可以单独使用或两种以上组合使用。特别地,当使用银微颗粒时,优选的是使用两种或更多种金属微颗粒,以便降低电迁移的影响。
金属纳米颗粒可以是金属化合物微颗粒。金属纳米颗粒的形状没有限制,但优选地具有球形或鳞片状的形状。从导电性和分散性的角度来看,金属纳米颗粒具有优选为1nm以上至100nm以下的平均粒径,更优选为2nm以上至40nm以下的平均粒径。当平均粒径为2nm以上时,合成变得更容易。当平均粒径为40nm以下时,在烧结金属纳米颗粒时,可在低于构成金属纳米颗粒的金属的熔点的温度下烧结它们。作为金属化合物微颗粒,诸如氧化银、氧化铜、氧化钯和氧化铂的金属氧化物微颗粒是优选的。其中,氧化银和氧化铜微颗粒是优选的。
当图案层10是透明导电层时,透明导电层是例如主要包含透明氧化物半导体的无机透明导电层。作为透明氧化物半导体,可使用诸如SnO2、InO2、ZnO和CdO的二元化合物、包括构成二元化合物的元素的Sn、In、Zn和Cd中的至少一种元素的三元化合物、或多元(复合)氧化物。透明氧化物半导体的具体实例包括铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)、铝掺杂氧化锌(AZO(Al2O3,ZnO))、SZO、氟掺杂氧化锡(FTO)、氧化锡(SnO2)、镓掺杂氧化锌(GZO)、氧化铟锌(IZO(In2O3,ZnO))等。特别地,从高可靠性、低电阻率等的角度来看,铟锡氧化物(ITO)是优选的。ITO纳米颗粒可用作导电材料。透明导电层为例如包含作为主要成分的导电高分子的有机透明导电层。作为导电高分子,可使用诸如聚噻吩系、聚苯胺系和聚吡咯系材料的导电高分子材料。优选的是,使用聚噻吩系导电高分子材料。作为聚噻吩系导电高分子材料,优选使用通过对聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)掺杂聚苯乙烯磺酸(PSS)所提供的PEDOT/PSS系材料。
作为粘合剂,可使用树脂材料。作为树脂材料,可使用热固性树脂、热塑性树脂或能量线照射型树脂。具体的实例包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)、碱树脂等。可以组合使用其中的两种或更多种。作为能量线,可使用例如电子束、紫外线、可见光线、γ射线、电子射线等。从生产设备的角度来看,紫外线是优选的。
溶剂没有特别地限制,只要导电性材料和粘合剂可以分散即可。例如,作为溶剂,可使用挥发性溶剂。实例包括:醇,诸如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇;碳氢化合物,诸如正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、四甲苯、茚、二戊烯、四氢化萘、十氢萘和环己基苯;醚化合物,诸如乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚和对二噁烷;和极性化合物,诸如碳酸亚丙酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和环己酮。其中,从导电材料的分散性和分散液的稳定性的角度来看,醇、烃化合物和醚化合物是优选的。此外,水可用作溶剂。
优选的是,图案层10的表面电阻形成为1000Ω/□以下的配线图案。当表面电阻为1000Ω/□以下时,图案层10适合于配线或电极。
(辊型母板的配置)
图5A是示出用于将凹凸形状转印至第一区域中的母板的结构实例的透视图。图5B是示出放大图5A中示出的母板一部分的透视图。作为用于将凹凸形状转印至第一区域的母板,可以使用例如辊型母板。图5A和5B中示出的辊型母板51例如具有柱状圆柱或中空圆柱形状。在柱状圆柱体或中空圆柱体的表面上,设置多个第一区域Rm1和第二区域Rm2。图5A和图5B示出每个第一区域Rm1和每个第二区域Rm2都在圆周方向上以环形状形成的情况。然而,第一区域Rm1和第二区域Rm2的形状并不限于本实施方式,且可根据所需的配线图案(即,形成于第一区域的图案层10的形状)来适当地选择。辊型母板51中使用的材料的非限制性实例包括金属或玻璃。
图6A是放大图5A中示出的辊型母板的一部分的截面图。图6B是示出放大图6A中示出的第一区域的一部分的平面图。例如一些凹结构体55以预定的间距设置在辊型母板51的第一区域Rm1中,且在不形成凹结构体55的情况下,第二区域Rm2几乎是平面的。第一区域Rm1中的大量结构体55被配置为形成六边形网格图案或类六边形网格图案,其中结构体55的各个中心被定位在相邻的三行轨道(T1到T3)之间的各个点b1至b7上。在这样的六边形网格图案或者类六边形网格图案中,如后面所述的辊型母板曝光装置用于空间连接二维图案,从而在每个轨道产生极性反转格式器信号和同步记录装置的旋转控制器的信号。这样,可通过以恒定角速度(CAV)以适当的进给间距(feed pitch)图案化来执行记录。通过适当地设置极性反转格式器信号的频率和辊的旋转数,能够在所需的记录区域中形成具有均匀的空间频率的网格图案。
(曝光装置的配置)
图7是示出辊型母板曝光装置的结构实例的示意图。参照图7,将要描述辊型母板曝光装置的配置。例如辊型母板曝光装置可基于光盘记录装置来配置。
激光光源71用于曝光作为记录介质的辊型母板51的表面上沉积的抗蚀剂,例如振荡用于记录的具有波长λ为266nm的激光85。从激光光源71射出的激光85作为平行光束直行并入射到光电调制器(EOM)72上。透过电光调制器72的激光85在镜73上反射,并由调制光学系统75引导。
镜73由偏振光束分离器配置,并且具有反射一个偏振分量并透过其他偏振分量的功能。透过镜73的偏振分量由光电二极管74光接收。基于所接收的光信号,电光调制器72被控制以执行激光85的相位调制。
在调制光学系统75中,通过聚光透镜76使激光85被光收集到由玻璃(SiO2)等制成的声光调制器(AOM)77中。在激光85被声光调制器77进行强度调制并扩散之后,激光85成为平行光束。从调制光学系统75射出的激光85被反射镜81反射,并且在移动光学台82上被水平、平行地引导。
移动光学台82包括光束扩展器83和物镜84。引导至移动光学台82的激光85被光束扩展器83成形为期望的光束形状,然后经由物镜84照射到辊型母板51上的抗蚀剂层。辊型母板51安装在连接至主轴电机M的转台T上。通过转动辊型母板51、将激光85移动至辊型母板51的高度方向上,并用激光85间歇地照射抗蚀剂层来使抗蚀剂层曝光。形成的潜像成为在圆周方向上具有长轴的大致椭圆形状。通过在箭头R的方向上移动光学台82来移动激光85。
曝光装置包括控制机构47,用于在对应于如图2A中所示的六边形网格或类六边形网格二维图案的抗蚀剂层上形成潜像。控制机构47包括格式器49和驱动器40。格式器49包括极性反转部分。极性反转部分对抗蚀剂层控制激光85的照射定时。驱动器40接收来自极性反转部分的输出,并控制声光调制器77。
在辊型母板曝光装置中,通过在每个轨道同步极性反转格式器信号和记录装置的旋转控制器来产生信号,使得空间上地连接二维图案。这样产生的信号由声光调制器77进行强度调制。通过以恒定角速度(CAV)以足够的旋转数、适当的调制频率和适当的进给间距来图案化,可记录六边形网格或类六边形网格图案。例如,为了提供315nm的圆周频率和300nm的相对圆周方向约60度(约-60度)频率,进给间距可为251nm(毕达哥拉斯定理(Pythagorean theorem))。极性反转格式器信号的频率通过转数(例如,1800rpm、900rpm、450rpm和225rpm)。例如,与1800rpm、900rpm、450rpm或225rpm的辊转数对应的极性反转格式器信号的频率分别为37.70MHz、18.85MHz、9.34MHz或4.71MHz。可通过用设置在移动光学台82上的光束扩展器(BEX)83放大远红外激光的光束直径5倍、将其经由具有0.9的数值孔径(NA)的物镜84照射到辊型母板51上的抗蚀剂层、并且形成微细潜像来提供类六边形网格,其在所需的记录区域中具有均匀空间频率(315nm的圆周频率,和300nm的相对圆周方向约60度(约-60度)的频率)。
[制造图案基板的方法]
参照图8至图11,将描述制造根据本发明的第一实施方式的配线基板1的方法的每个步骤。在制造方法中,鉴于制造率优选通过辊对辊方法来执行在转印步骤之后的处理的一部分或全部。
(抗蚀层形成步骤)
首先,如图8A所示,制备柱状圆柱或中空圆柱辊型母板51。例如辊型母板51由玻璃制成。接着,如图8B所示,抗蚀剂层63形成于辊型母板51的表面上。作为抗蚀剂层63的材料,例如可使用任何有机系抗蚀剂和无机系抗蚀剂。有机系抗蚀剂可包括酚醛清漆型(novolac)抗蚀剂和化学放大型抗蚀剂。无机系抗蚀剂可包括一种、两种或更多种金属化合物。
(曝光步骤)
如图8C所示,使用上述辊型母板曝光装置,旋转辊型母板51,且抗蚀剂层63用激光(曝光光束)85照射。此时,当激光85在辊型母板51的高度方向上(平行于柱状圆柱或中空圆柱辊型母板51的中心轴的方向)移动时,抗蚀剂层63被激光85照射。在这种情况下,形成潜像以仅在对应于配线图案的第一区域R1上配置曝光的区域。相反,对应于配线图案之间的绝缘区域的第二区域R2不被曝光,以配置未曝光的区域。例如,对应于激光85的轨迹的潜像54以小于可见光的波长的间距形成。
潜像54被设置为在辊型母板的表面上形成多条轨道,并形成六边形网格图案或类六边形网格图案。例如,潜像54每个都具有在轨道的延伸方向上有长轴的椭圆形状。
(显影步骤)
接着,在辊型母板51旋转的同时,显影剂被滴到抗蚀剂层63上。如图9A所示,显影抗蚀剂层63。如图所示,当抗蚀剂层63由正型抗蚀剂形成时,用激光85曝光的曝光区域由比非曝光区域更快地由显影剂溶解。结果,对应于潜像(曝光区域)54的图案形成于抗蚀剂层63上。以此方式,各自具有六边形网格图案或类六边形网格图案的开口形成于第一区域Rm1中的抗蚀剂层63上。另一方面,无开口形成于第二区域Rm2中的抗蚀剂层63上,且第二区域Rm保持完全由抗蚀剂层63覆盖。换言之,仅在第一区域R1中具有开口图案的掩模形成于辊型母板的表面上。
(蚀刻步骤)
接着,形成于辊型母板51的抗蚀剂层63的图案用作掩模(抗蚀图案)以蚀刻辊型母板51的表面。以此方式,经由开口在辊型母板的表面上的第一区域Rm1中进行蚀刻。如图9B所示,形成各自在轨道的延伸方向上具有长轴的椭圆形椎体形状、椭圆形椎体形状等的结构(凹部)55。另一方面,由于辊型母板的表面上的第二区域Rm2由抗蚀剂层63完全覆盖,所以未被蚀刻,辊型母板的表面保持平坦。蚀刻方法的实例包括湿法蚀刻方法和干法蚀刻方法。
因此,提供预期的辊型母板51。
(转印步骤)
接着,如图9C所示,通过光学转印或热转印来转印形成于辊型母板51的第一区域Rm1上的结构(凹部)55。当执行光学转印,例如,UV(紫外线)转印时,转印材料65被涂布在包括树脂膜等的基板层3A上,且所涂布的转印材料65在与辊型母板51密切接触的状态下用紫外线等照射。在转印材料65被固化以形成成形层3B之后,一体地包括基板层3A和成形层3B的基板3被剥离。
为了进一步提高表面能、涂布特性、滑动特性、塑料表面的平坦性、底漆层可形成于基板层3A的表面,或可根据需要通过UV照射处理、电晕处理等来处理基板层3A的表面。底漆层可包括有机烷氧基金属化合物、聚酯、丙烯酸类改性聚酯、聚氨酯等。
(涂布步骤)
接着,第一区域R1和第二区域R2形成于其上的基板3的表面用图案层形成用组合物13涂布。如图10A所示,基板3浸入含有图案层形成用组合物13的罐中。当基板3被提出时,图案层形成用组合物13覆盖基板3的表面,从而使第一区域R1和第二区域R2形成于其上的基板3的表面可以涂布有图案层形成用组合物13,如图10B所示。在图10A和图10B所示的实施方式中,浸渍涂布被作为一个实例来描述。用图案层形成用组合物13涂布的方法并不限于浸渍涂布,也可以采用旋转涂布、辊式涂布、凹版涂布、微凹版涂布、口模涂布(die coating)等。
(留下图案层形成用组合物的步骤)
接着,图案层形成用组合物13连续地留在图案层形成用组合物13涂布在其上的基板3的表面上的第一区域和第二区域中的第一区域上。如图11A所示,在基板3被从含有图案层形成用组合物13的罐中提起之后,图案层形成用组合物13覆盖基板3的表面。这里,第一区域和第二区域中的各个第一区域都具有其中毛细管现象出现在用于图案层13的组合物中的凹凸形状。因此,如图11B和图11C所示,被涂布在基板3的表面上的图案层形成用组合物13自发聚集在第一区域R1上,但不留在第二区域R2上。
(形成图案层的步骤)
接着,固化连续留在第一区域上的图案层形成用组合物13。具体而言,图案层形成用组合物13被加热、干燥、焙烧或适当地组合处理。或者,连续留在第一区域R1上的图案层形成用组合物13可通过激光照射、等离子处理、能量线照射等来固化。
以此方式,如图11D所示,图案层10形成于第一区域R1上。例如,当图案层形成用组合物13包含导电材料时,导电材料之间的空间变得很微小,使得每个图案层10可用作配线图案或电极。可通过图案层形成用组合物13的溶剂的比例或所涂覆的图案层形成用组合物13的湿膜厚度来控制每个图案层10的厚度。
通过上述步骤,可提供其中图案层10形成于第一区域R1上的配线基板1。图案层形成用组合物13自发聚集在第一区域R1上,但是不留在第二区域R2上。换言之,形成于每个第一区域R1上的每个图案层10起配线图案或电极的作用,且每个第二区域R2起配线图案之间的绝缘区域的作用。
根据上述制造方法,通过提前准备具有第一区域和第二区域形成于其上的表面的基板3,一旦将图案层形成用组合物13涂布在基板3的表面上,图案层形成用组合物13即可选择性地留在配线部分上。结果,可以简化形成配线图案或电极的步骤,从而提高生产性。此外,配线图案可以是微细图案、大面积图案或其组合。由于没有必要确定图案层形成用组合物13是否被涂布,所以可以在批处理模式下形成网状型透明电极和配线引出电极(wire drawing electrode)等的组合。例如,它可应用到大尺寸显示面板。
[第一实施方式的变形实施方式]
图12A和图12B是示出根据本发明的第一实施方式的配线基板的另一结构实例的示意截面图。在图12A中所示的配线基板1中,两个主表面中的每个都具有第一区域R1和第二区域R2。各个图案层10仅形成于两个区域中的第一区域R1上,从而使配线形成于基板3的两个表面上。如图12B所示,通孔TH形成于基板3的第一区域R1中。图案层形成用组合物可被注入通孔TH中,以形成导电层,且形成于基板3的两个表面上的电路等的配线可电连接。
根据上述实施方式,由于配线形成于基板3的两个表面上,所以多个电路可形成于配线基板1上。此外,当多个配线基板1经由衬垫重叠时,形成图案层10,得到多层配线基板。
<2.第二实施方式>
图13A示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的结构实例的透视图。图13B是示出根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的结构实例的沿A-A的示意截面图。图13C是示出放大根据本发明的第二实施方式的液晶显示器的第一区域的一部分的示意截面图。如图13A所示,根据第二实施方式的液体显示器件201为无源矩阵驱动系统(也被称为简单矩阵驱动系统)的显示器件,并且包括第一基板211A、第二基板211B和第一基板211A和第二基板211B之间设置的液晶层90。
第一区域R1和第二区域R2以带状配置(band-like arrangement)被重复配置在第一基板211A的两个表面中的面对第二基板211B的一个主表面上。第一区域R1和第二区域R2在第一基板211A上的表面配置类似于在根据如上所述的第一实施方式的基板3上的表面配置。例如,作为透明导电层的各个图案层210X形成于第一区域R1和第二区域R2中的第一区域R1上。每个第一区域R1具有,在凹凸形状中毛细管现象出现在用于形成图案层210X的图案层形成用组合物中。凹凸形状由多个结构体215的集合配置。因此,包括连续形成的透明导电层的多个水平(X)电极(第一电极)200X以条纹状配置形成于第二基板211B的两个表面中的面对第二基板211A的一个主表面上。
第一区域R1和第二区域R2以带状配置而重复和交替地配置在第二基板211B的两个表面中的面对第一基板211A的一个主表面上。第一区域R1和第二区域R2在第二基板211B上的表面配置类似于在根据如上所述的第一实施方式的基板3上的表面配置。例如,作为透明导电层的各个图案层210X形成于第一区域R1和第二区域R2中的第一区域R1上。每个第一区域R1具有凹凸形状,在凹凸形状中毛细管现象出现在用于形成图案层210Y的图案层形成用组合物中。凹凸形状由多个结构体215的集合配置。因此,包括连续形成的透明导电层的多个垂直(Y)电极(第二电极)200Y以条纹状配置形成于第二基板211B的两个表面中的面对第一基板211A的一个主表面上。
第一基板211A的第一区域R1和第二基板211B的第一区域R1彼此正交。换言之,第一基板211A的水平电极200X和第二基板211B的垂直电极200Y彼此正交。
根据第二实施方式,形成于各个第一区域R1上的凹凸形状上的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物连续地留在每个第一区域R1上,从而可制造液晶显示器的透明电极。
例如,第一区域R1的凹凸形状可以是被称为蛾眼(Moth-eye)的微细和密集的凹凸形状。如图13C所示,形成于每个第一区域R1上的结构体215的集合的表面形状和透明导电层优选为相似。换言之,优选的是结构体的配置间距小于减小反射的波长,且用作水平电极200X和垂直电极200Y的各个第一区域R1具有与形成于第一区域R1上的结构体215的形状相似的形状。这是因为它可以抑制由于透明导电层的形成而造成的折射率分布(refractive index profile)的变化,且可保持良好的防反射特性和/或透过特性。图13C示意地示出第一基板211A中的第一区域的放大的一部分。这同样适用于第二基板211B。
当透明导电层的形状类似于形成于第一区域R1上的结构体215的形状时,优选的是每个第一区域R1上的图案层的平均层厚度不大于400nm。当平均层厚度不大于400nm时,可抑制由折射率和透射率降低引起的可见性的降低。
结构体的集合可形成于第二区域R2上,只要毛细管现象不在图案层形成用组合物中出现即可。在这种情况下,当形成于第二区域R2上的结构体成为副波长结构体时,在第一区域R1上形成的透明电极可被进一步模糊,这是有利的。
<3.第三实施方式>
图14是示出根据本发明的第三实施方式的信息输入装置的结构实例的透视图。根据第三实施方式的信息输入装置是显示装置,其包括触控面板。如图14所示,触控面板(信息输入装置)301被设置在显示装置302D上。显示装置302D和触控面板301例如通过粘接剂粘接。前面板(表面构件)303D可以进一步被配置在触控面板301的表面上。触控面板301和前面板(表面构件)303D例如通过粘接剂粘接。
作为显示装置302D,例如可以使用各种显示装置,包括液晶显示器、CRT(阴极射线管)显示器、PDP(等离子体显示面板)、EL(电致发光)显示器、SED(表面传导电子发射显示器)等。触控面板301例如是电阻膜或电容式触控面板。电阻膜触控面板的实例是矩阵电阻膜触控面板。电容式触控面板的实例是配线传感器(Wire Sensor)或ITO栅格(ITO Grid)投射电容式触控面板。
图15A是示出根据本发明第三实施方式的触控面板的第一结构实例的透视图。触控面板301是矩阵电阻膜触控面板,且具有经由点间隔件(未示出)以预定间隔彼此面对设置的第一基板311A和第二基板311B。
图15B是示出第一基板的结构实例的分解透视图。由于第二基板311B具有与第一基板311A几乎相同的结构,所以未示出分解透视图。第一区域R1和第二区域R2以矩形配置被反复和交替地配置在第一基板311A的两个表面中的面对第二基板311B的一个主表面上。在第二基板311A上的第一区域R1和第二区域R2的表面配置类似于根据如上所述的任何实施方式中的基板上的表面配置。例如,作为透明导电层的图案层形成于第一区域R1和第二区域R2中的各个第一区域R1上。每个第一区域R1具有其中毛细管现象出现在用于形成图案层的图案层形成用组合物中的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体的集合配置。因此,包括连续形成的透明导电层的多个水平(X)电极(第一电极)300X以条纹配置形成于第一基板311A的两个表面中的一个面对第二基板311B的主表面上。
第一区域R1和第二区域R2以矩形配置被重复和交替地配置在第二基板311B的两个表面中的面对第一基板211A的一个主表面上。在第二基板311B上的第一区域R1和第二区域R2的表面配置类似于根据如上所述的任何实施方式中的基板上的表面配置。例如,作为透明导电层的图案层形成于第一区域R1和第二区域R2中的各个第一区域R1上。每个第一区域R1具有其中毛细管现象出现在用于形成图案层的图案层形成用组合物中的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体的集合配置。因此,包括连续形成的透明导电层的多个垂直(Y)电极(第二电极)300Y以条纹配置形成于第二基板311B的两个表面中的面对第一基板311A的一个主表面上。
第一基板311A的第一区域R1和第二基板311B的第一区域R1彼此正交。换言之,第一基板311A的水平电极300X和第二基板311B的垂直电极300Y彼此正交。
图16A是示出根据本发明的第三实施方式的触控面板的第二结构实例的透视图。触控面板是ITO栅格投射电容式触控面板,并且具有重叠的第一基板321A和第二基板321B。
图16B是示出第一基板321A的结构实例的分解透视图。由于第二基板321B具有与第一基板321A几乎相同的结构,所以未示出分解透视图。第一区域R1和第二区域R2被反复和交替地配置在第一基板321A的两个表面中的面对第二基板321B的一个主表面上,且相邻的第一区域R1由第二区域R2分隔。第一区域R1和第二区域R2被反复和交替地配置在第二基板321B的两个表面中的面对第一基板321A的一个主表面上,且相邻的第一区域R1由第二区域R2分隔。第一区域R1和第二区域R2在第一基板321A和第二基板321B上的表面配置类似于根据如上所述的任何实施方式中的基板上的表面配置。
在第一基板321A的第一区域R1中,各个具有预定形状的单元区域C1在X轴方向上重复连接。在第二区域R2中,每个具有预定形状的单元区域C2在Y轴方向上重复连接。在第一基板321B的第一区域R1中,每个具有预定形状的单元区域C1在Y轴方向上重复连接。在第二区域R2中,每个具有预定形状的单元区域C2在Y轴方向上重复连接。单位区域C1和单位区域C2的形状的实例包括钻石形状(菱形)、三角形、正方形等,但不限于此。
作为透明导电层的图案层形成于第一基板和第二基板的各自表面上的第一区域R1和第二区域R2中的每个第一区域R1上。每个第一区域R1具有其中毛细管现象出现在用于形成图案层的图案层形成用组合物中的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体的集合配置。因此,包括透明导电层的多个水平(X)电极(第一电极)302X形成于第一基板321A的两个表面中的面对第二基板321B的一个主表面上。此外,包括透明导电层的多个垂直(Y)电极(第二电极)302Y形成于第二基板321B的两个表面中的面对第一基板321A的一个主表面上。水平电极302X和垂直电极302Y的形状类似于第二区域R2的形状。
第一基板321A的水平电极302X和第二基板321B的垂直电极302Y彼此正交。通过重叠第一基板321A与第二基板321B,第一基板321A的各个第一区域R1与第二基板321B的各个第二区域R2重叠,并且第一基板321A的各个第二区域R2与第二基板321B的各个第一区域R1重叠。
根据第三实施方式,形成于第一区域R1上的凹凸形状上的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物被连续地留在第一区域R1上,由此可以制造触控面板的透明电极。由于没有必要确定图案层形成用组合物是否被涂布,所以可以在不需要任何复杂步骤的情况下以批处理模式形成透明电极图案和配线引出电极。
<4.第四实施方式>
图17是示出根据本发明第四实施方式的显示装置的实例的示意截面图。显示装置401是利用微胶囊电泳的所谓电子纸,并包括第一基板411A、设置为面对第一基板411A的第二基板411B、和设置在两个元件之间的微胶囊层(介质层)402。在这里,本发明被应用到利用微胶囊电泳的电子纸。电子纸并不限定于本实施方式。只要介质层被设置在被设置为彼此面对的图案基板之间,本发明就可应用于其中。在这里,介质包含气体(诸如空气)以及液体和固体。此外,介质可包含诸如胶囊剂、颜料和颗粒的成分。除了利用微胶囊电泳之外,电子纸的实例还可包括扭转向列球型(twist ball)、热可重写、调色剂显示(toner display)、面内微胶囊电泳和电子粉末颗粒电子纸。
微胶囊层402包含多个微胶囊420。例如,分散了黑色颗粒和白色颗粒的透明液体(分散介质)被封装在微胶囊中。
第一基板411A包括面对第二基板411B的表面SA上的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域中的第一区域包括第一透明导电层410A。第二基板411B包括面对第一基板411A的表面SB上的第一区域和第二区域。第一区域和第二区域中的第一区域包括第二透明导电层410B。在适当情况下,第一基板411A可经由诸如粘接剂的粘接剂层430粘接到诸如玻璃的支撑件440。
根据电子纸401的驱动系统,第一透明导电层410A和第二透明导电层410B以预定电极图案形成。驱动系统的实例包括简单矩阵驱动系统、有源矩阵驱动系统和段(segment)驱动系统。
根据第四实施方式,在第一区域R1上形成的凹凸形状的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物被连续地留在第一区域R1上,由此可制造电子纸的透明电极。由于没有必要确定是否涂布图案层形成用组合物,所以可以在不需要任何复杂步骤的情况下以批处理模式形成透明电极图案和配线引出电极。
<5.第五实施方式>
图18A是示出根据本发明第五实施方式的IC(集成电路)的结构实例的平面图。图18B是示出放大图18A中所示的IC卡的一部分的平面图。IC卡501是所谓的非接触式IC卡,包括基板511、天线线圈502和IC芯片503。天线线圈502的两端连接到IC芯片503。在基板511的两个表面上,设置了外壳材料(未示出)。
基板511可具有膜、片或板的非限制性形状,其可根据IC卡501所需的特性来选择使用。优选的是,基板511的材料是树脂材料,为了耐用和方便具有柔性。树脂材料的非限制性实例包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)和聚酯。可根据IC卡所需的特性来选择和使用以往公知的树脂材料。
例如,第一区域R1和第一区域R2螺旋、交替地形成于基板511的主表面上的边缘部分上。第一区域R1和第二区域R2在第一基板511上的表面配置类似于在根据如上所述的任何实施方式的图案基板上的表面配置。例如,作为导电层的图案层形成于第一区域R1和第二区域R2中的各个第一区域R1上。每个第一区域R1具有其中在图案层形成用组合物中出现毛细管现象的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体的集合配置。因此,包括连续地形成的导电层的天线线圈502沿第一区域R1的形状形成于基板511的主表面的边缘部分上。具有不同的纵横比等的结构体可以形成于各自的第一区域R1和第二区域R2上。
外壳材料构成IC卡的前表面和后表面,并包含作为主要成分的非限制性的高分子材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)、聚乙二醇(PEG)、取向PET等。可根据IC卡所需的特性来选择使用以往公知的树脂材料。
天线线圈502是通过在基板511上绕组多次形成的环形线圈形状的电磁感应线圈。其两端连接到IC芯片503。天线线圈502接收从读取器/写入器产生的交变磁场,以诱导交变电压,并将交变电压供给到IC芯片503。
IC芯片503由从天线线圈502供给的电力驱动并控制IC卡501内的各个组件。例如,IC芯片503通过天线线圈502与读取器/写入器通信。具体而言,IC芯片503执行例如与读取器/写入器的相互认证和数据交换。
根据第五实施方式,第一区域R1上形成的凹凸形状的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物被连续地留在第一区域R1上,由此可制造用于IC卡的天线线圈。由于没有必要确定是否涂布了图案层形成用组合物,所以可以在不需要任何复杂步骤的情况下来提高IC卡的生产性。
<6.第六实施方式>
图19A是示出根据本发明第六实施方式的显示器件的结构实例的透视图。图19B是图19A中沿A-A的示意截面图。如图19A所示,根据第六实施方式的显示器件601是无源矩阵驱动系统的显示器件,并包括偏振滤光器和基板603的层叠体604以及透明基板633和偏振滤光器644的层叠体,层叠体被以预定的间隔设置为彼此面对。在基板603和透明基板633之间,设置了包含液晶分子622的液晶层602。可观察到来自背面光的光Lb以偏振滤光器644、透明基板633、液晶层602、着色层620、基板603和偏振滤光器604的顺序穿过。在这里,本发明被应用于用作显示器件的液晶显示器件。显示器件并不限于该实施方式。只要显示器件包括彩色滤光器,本发明就可应用于其中。除了液晶显示器件之外,可应用本发明的显示器件的实例还包括EL器件。
在基板603的两个主表面中的面对透明基板633的主表面上,包括以红色、绿色和蓝色的波长频带透过光的着色层620r、620g和620b、以及透明导电层的多个水平(X)电极600X以条纹配置形成。在基板633的面对基板603的主表面上,每个都包括透明导电层的多个垂直(Y)电极600Y以条纹配置形成。
在基板603的两个主表面中的面对透明基板633的主表面上,设置网状第一区域R1,并且将第二区域R2设置为布置在第一区域R1中。第一区域R1和第二区域R2在基板3上的表面配置类似于根据如上所述的任何实施方式的基板603上的表面配置。如图19B所示,作为光屏蔽层的黑色层610形成于第一区域R1和第二区域R2的各个第一区域R1上。每个第一区域R1具有其中毛细管现象出现在用于形成黑色层610的图案层形成用组合物中的凹凸形状。凹凸形状由多个结构体615的集合配置。在每个第二区域R2上,形成着色层620r、620g和620b。因此,显示器件的滤色器由基板603、着色层620和黑色层610配置。黑色层610构成所谓的黑色矩阵。
图20A至图20E是示出制造滤色器的方法示例的流程图,该滤色器构成根据本发明第六实施方式的显示器件。
首先,如图20A所示,准备形成有第一区域R1和第二区域R2的基板603。多个结构体615的集合形成于第一区域R1和第二区域R2的各个第一区域R1上。
接着,如图20B所示,在形成有第一区域R1和第二区域R2的基板603的表面涂布图案层形成用组合物613。
接着,图案层形成用组合物613连续地留在图案层形成用组合物613被涂布在其上的基板603的表面上的第一区域R1和第二区域R2的每个第一区域R1上。第一区域R1和第二区域R2的每个第一区域R1具有其中在图案层形成用组合物613中发生毛细现象的凹凸形状。因此,涂布在基板603的表面上的图案层形成用组合物613自发地聚集在第一区域R1上,但不留在第二区域R2上。
作为与图案层形成用组合物613混合的颜料,例如可使用黑色着色剂。黑色着色剂的实例包括炭黑和钛黑。
接着,如图20C所示,连续留在第一区域R1上的图案层形成用组合物613通过加热、干燥、焙烧、激光照射、等离子体处理、能量线照射等固化,以形成黑色层610。
接着,如图20D所示,形成着色层620r、620g和620b。为了形成着色层620r、620g和620b,可使用诸如蚀刻法、染色法、电沉积法、印刷法等的公知方法。
接着,如图20E所示,形成透明电极600X。为了形成透明电极600X,例如可使用干法或湿法的膜形成方法。具体的膜形成方法可以使用化学制造方法或物理制造方法。化学制造方法的实例包括CVD(化学气相沉积)方法(诸如热CVD、等离子体CVD和光CVD)、喷雾法、浸渍法、粉末涂布方法等。物理制造方法的实例包括真空沉积法、溅射法、离子电镀法、脉冲激光沉积法等。为了保护着色层620r、620g和620b,可在形成覆层之后,形成透明电极600X。
根据第六实施方式,形成于每个第一区域R1上的凹凸形状的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物连续地留在第一区域R1上,从而可制造显示器件的滤色器。
[实施例]
在下文中,将通过实施例详细描述本发明。应当指出,本发明并不限于这些实施例。
(样本1-1)
通过在成形面的第一区域Rm1上形成凹纳米结构体来制备石英母板。接着,将纳米结构体形成于其上的石英母板用紫外线固化树脂涂布,与具有易粘接层的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片材紧密接触,并用紫外线照射以固化,然后剥离PET片材。以此方式,提供了树脂片材(适当时,以下称为图案基板),其中多个凸纳米结构体形成于PET片材的表面的第一区域上。结构体的间距P为250nm,且纵横比A为1.0。结构体以六边形网格图案设置。作为第一区域和第二区域的比率的线/空间比(适当时,以下称为L/S)被设置为0.5mm/0.5mm。
接着,将图案基板浸渍在图案层形成用组合物中,以用图案形成用组合物涂布形成有第一区域R1和第二区域R2的图案基板的表面。图案层形成用组合物如下所示:
导电材料:Ag纳米颗粒(颗粒直径:10nm),5wt%
粘合剂:十八硫醇,1wt%
溶剂:乙二醇,94wt%
在下文中,具有上述组成的图案层形成用组合物被描述为分散液A。
当1μL分散液A滴到图案基板上时,获得以下值。
当分散液A滴到第一区域R1上时的接触角θ1:125度
当分散液A滴到第二区域R2上时的接触角θ2:97度
用于测量接触角的测量装置示出如下:
测定装置:由Kyowa Interface Science Co.,LTD制造的接触角计CA-XE型。
接着,让涂布有分散液A的图案基板在25℃下静置10分钟,以使分散液A留在第一区域R1上,然后在120℃下焙烧60分钟,以提供样本1-1的图案基板。
(样本1-2)
样本1-2的图案基板被提供为类似于样本1-1,不同之处在于纵横比A为1.2。当1μL分散液A滴到图案基板上时,获得以下值。
当分散液A滴到第一区域R1上时的接触角θ1:145度
当分散液A滴到第二区域R2上时的接触角θ2:99度
(样本1-3)
样本1-3的图案基板被提供为类似于样本1-1,不同之处在于配置间距P为300nm。当1μL分散液A滴到图案基板上时,获得以下值。
当分散液A滴到第一区域R1上时的接触角θ1:127度
当分散液A滴到第二区域R2上时的接触角θ2:96度
(样本1-4)
样本1-4的图案基板被提供为类似于样本1-1,不同之处在于图案层形成用组合物如下所示:
以下示出图案层形成用组合物。
导电材料:Ag纳米颗粒(颗粒直径:10nm),5wt%
粘合剂:十八硫醇,1wt%
溶剂:辛烷,94wt%
在下文中,具有上述组成的图案层形成用组合物被描述为分散液B。
当1μL分散液B滴到图案基板上时,获得以下值。
当分散液B滴到第一区域R1上时的接触角θ1:54度
当分散液B滴到第二区域R2上时的接触角θ2:60度
(样本1-5)
样本1-5的图案基板被提供为类似于样本1-1,不同之处在于纵横比A为0.6。当1μL分散液A滴到图案基板上时,获得以下值。
当分散液A滴到第一区域R1上时的接触角θ1:116度
当分散液A滴到第二区域R2上时的接触角θ2:97度
(图案形成的评价)
评价在样本1-1至1-5的每个样品中的图案形成是否有问题。视觉上确定图案,是否得到所希望的图案。
表1示出样本1-1至1-5的评价结果。在表1中,当样本的图案形成的评价为“良好”时,则形成具有所需图案的图案层(导电层)。另一方面,当样本的图案形成的评价为“不好”时,则没有形成连续的导电层。
[表1]
Figure BDA00003052279500321
表1表明了如下情况:
没有连续的导电层形成于样本1-4和1-5的图案基板的第一区域上。与此相反,具有所需图案的导电层形成于样品1-1至1-3的图案基板上。因此,形成于第一区域R1上的凹凸形状的毛细管现象被用于图案层形成用组合物,且图案层形成用组合物被连续地留在第一区域R1上,从而使导电图案部分可被选择性地形成于第一区域R1上,且可以制造诸如配线基板的导电图案。
换言之,当基板具有通过纳米压印等转印图案预先在其上形成的第一区域R1和第二区域R2的表面时,可仅通过用图案层形成用组合物涂布基板的表面来使图案层形成用组合物选择性地留在配线部分上。结果,形成图案的步骤可以被简化。
<7.修改的实施方式>
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施方式,但是本发明并不限于上述特定实施方式,并且可以根据本发明的技术精神作出各种修改和变化。
例如,在实施方式和实例中描述的配置、方法、步骤、形状、材料、数值等仅是实例。也可适当地使用不同的配置、方法、步骤、形状、材料、数值等。
在不脱离本发明的范围的情况下,可组合实施方式和实例中描述的配置、方法、步骤、形状、材料、数值等。
虽然在上述实施方式中转印形成在辊型母板上的结构体,但是本发明并不限于上述特定实施方式,可使用矩形母板、盘状母板等。
此外,虽然形成于第一区域上的结构体具有凸状,但是可使用通过反转图3A中示出的凸状而具有凹状的结构。
此外,虽然在上述实施方式中本发明应用于其中配线和/或电极形成于其一侧或两侧的单层图案基板,但是本发明不限于此,并且可以被应用于多层图案基板。
此外,虽然在上述实施方式中配线和/或电极形成于平坦表面基板上,但是配线不仅可形成于平坦表面基板上,而且还可形成于弯曲表面基板上。
图案层不仅用于配线和/或电极,而且也用于形成有机或无机晶体管元件、存储器元件、诸如天线的发射部件等。在适当情况下,金属层可以通过电镀而层叠在图案层上。此外,它也能够用作红外反射涂层、紫外线反射涂层、金或银装饰涂层或催化剂涂层。
虽然,在上述实施方式中,本发明被应用于具有两个基板重叠的配置的投射电容式触控面板,但是本发明不限于此。例如,本发明可应用于具有其中电极形成于一个基板的两个表面上的配置的投射电容式触控面板。
虽然,在上述实施方式中,本发明使用包含颜料的图案层形成用组合物用于显示器件的滤色器,但是本发明不限于此。例如,颜料不限于黑色着色剂,并且也可以使用其他着色剂。例如,可以把图案等放到电子装置等的壳体上,以添加设计。
虽然,在上述实施方式中,本发明被应用于信息输入装置或显示装置作为电子装置的实例,但是本发明不限于此,并可以应用于各种电子装置,包括显示器件、配线元件(例如印刷基板)等。
除了上述实施方式之外,它还可以被应用于薄膜开关、键盘、太阳能电池、医疗装置的配线和/或电极的形成,以及图像传感器的滤色器的形成。此外,配线、电极、器件等可以用树脂密封,其可被应用于穿戴式电子装置。
符号说明
1    配线基板                  3       基板
3A   基板层                    3B      成形层
5    结构体                    10      图案层
13   图案层形成用组合物         R1      第一区域
R2   第二区域                  201     液晶显示器
301  触控面板(信息输入装置)   302D    显示装置
601  显示器件                  610     黑色层

Claims (16)

1.一种图案基板,包括:
基板,具有形成有第一区域和第二区域的表面,和
图案层,在所述第一区域和所述第二区域中的所述第一区域形成,
所述图案层是配线图案层或透明电极,
所述第一区域具有出现毛细管现象的凹凸形状,并且
所述凹凸形状包括多个结构体的集合。
2.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,当用于形成所述图案层的图案层形成用组合物滴到所述第一区域上时,接触角为120度以上,并且其中,
当所述图案层形成用组合物滴到所述第二区域时,接触角为95度以上。
3.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述结构体的配置间距为150nm以上1μm以下,并且其中,
所述结构体的纵横比是1.0以上3.0以下。
4.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,当用于形成所述图案层的图案层形成用组合物被涂布在所述基板的所述表面上时,所涂布的图案层形成用组合物仅连续留在所述第一区域上。
5.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,由于所述凹凸形状,在用于形成所述图案层的图案层形成用组合物中出现毛细管现象。
6.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述第二区域对用于形成所述图案层的图案层形成用组合物具有疏液性。
7.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述基板的所述表面包含氟或硅酮。
8.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述基板的所述表面还包括疏液膜。
9.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述图案层包括导电材料。
10.根据权利要求9所述的图案基板,
其中,所述导电材料是透明氧化物半导体、金属或导电高分子。
11.根据权利要求10所述的图案基板,
其中,所述图案层具有与所述凹凸形状相似的形状。
12.一种信息输入装置,包括根据权利要求1至11中任一项所述的图案基板。
13.一种显示装置,包括根据权利要求1至11中任一项所述的图案基板。
14.根据权利要求1所述的图案基板,
其中,所述图案层通过以下方式来提供:对所述表面涂布图案层形成用组合物,利用所述凹凸形状的毛细管现象使所述图案层形成用组合物连续地留在所述第一区域和所述第二区域中的所述第一区域上,以及用留在所述第一区域上的所述图案层形成用组合物形成所述图案层。
15.一种制造图案基板的方法,包括以下步骤:
对形成有第一区域和第二区域的基板的表面涂布图案层形成用组合物,
利用所述第一区域的毛细管现象使所述图案层形成用组合物连续地留在所述第一区域和所述第二区域中的所述第一区域上,以及
固化连续留在所述第一区域上的所述图案层形成用组合物以在所述第一区域上形成图案层,
所述第一区域具有包括多个结构体的集合的凹凸形状,并且
在所述凹凸形状上出现毛细管现象。
16.根据权利要求15所述的制造图案基板的方法,
其中,在形成所述图案层的步骤中,通过加热、激光照射、等离子体处理、能量线照射所述图案层形成用组合物来形成所述图案层。
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