CN111279263A - 黑色阻隔壁图案膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本申请的一个示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜包括：透明基底；设置在所述透明基底上的电极层；设置在所述电极层上的黑色分隔壁图案；以及设置在所述电极层上的未设置黑色分隔壁图案的区域中的黑色可UV固化树脂层。

Description

黑色阻隔壁图案膜及其制造方法
技术领域
本申请要求于2018年3月27日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0034975号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及黑色分隔壁图案膜及其制造方法。
背景技术
电泳可变透射率膜易于透射和阻挡从外部进入的光，并因此可以用作建筑用智能窗、车辆用天窗和透明显示器用光阻挡膜。
图1是示出相关技术中的在光阻挡模式或光透射模式下工作的电泳可变透射率膜的工作原理的图。
通常，如图1所示，为了从光阻挡模式切换到光透射模式，向金属电极图案施加正电压，并且使带负电的纳米粒子集中在具有相对小的电极宽度的金属电极图案上，使得光阻挡模式可以被转换成光透射模式。
然而，存在这样的问题：可见度由于电泳可变透射率膜中用于保持金属电极图案与透明基底之间的距离的球状间隔物而增加。
发明内容
技术问题
本申请致力于提供黑色分隔壁图案膜及其制造方法。
技术方案
本申请的一个示例性实施方案提供了黑色分隔壁图案膜，
其包括：
透明基底；
设置在透明基底上的电极层；
设置在电极层上的黑色分隔壁图案；以及
设置在电极层上的未设置黑色分隔壁图案的区域中的黑色可UV固化树脂层。
此外，本申请的另一个示例性实施方案提供了制造黑色分隔壁图案膜的方法，
该方法包括：
在透明基底上形成电极层；
向电极层上施加黑色可UV固化树脂组合物；
用压印模具压制所施加的黑色可UV固化树脂组合物，以及然后使黑色可UV固化树脂组合物固化；以及
移除压印模具。
此外，本申请的又一个示例性实施方案提供了包括黑色分隔壁图案膜的可变透射率膜。
有益效果
根据本申请的示例性实施方案，由于包括黑色分隔壁图案，因此当将示例性实施方案应用于电泳智能窗时，可以防止在光阻挡模式下透射率增加。
此外，根据本申请的示例性实施方案，由于可以通过使用压印工艺来制造黑色分隔壁图案膜，因此可以简化制造黑色分隔壁图案膜的工艺并且形成具有期望的线宽度的黑色分隔壁图案。
附图说明
图1是示意性地示出相关技术中的可变透射率膜的图。
图2是示意性地示出根据本申请的一个示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜的图。
图3是示意性地示出根据本申请的示例性实施方案的制造黑色分隔壁图案膜的方法的图。
图4是示意性地示出根据本申请的示例性实施方案的制造压印模具的方法的图。
图5是示出根据本申请的示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜的在光透射模式下的显微图像的图。
图6是示出根据本申请的示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜的SEM图像的图。
[附图标记说明]
10：第一透明基底
20：第二透明基底
30：第一电极层
40：第二电极图案
50：带负(-)电的炭黑纳米颗粒
60：球状间隔物
70：透明基底
80：电极层
90：黑色分隔壁图案
100：黑色可UV固化树脂层
110：黑色可UV固化树脂组合物
120：压印模具
130：透明基底
140：干膜抗蚀剂
150：离型层
具体实施方式
在下文中，将详细描述本申请。
在本申请中，术语“透明”意指在可见光区域(400nm至700nm)中透射率为约80％或更高。
通常，为了制造电泳可变透射率膜，必需使用透明电极膜和金属图案电极膜。此外，为了在两个电极膜之间注入电泳物质例如带负(-)电的炭黑颗粒分散溶液，需要保持单元间隙。为此，需要设置球状间隔物、柱状间隔物图案或分隔壁图案。相关技术中的可变透射率膜示意性地示出在图1中。
在将使用光敏树脂组合物的光刻工艺应用于制造分隔壁图案的情况下，在大面积上实现具有均一线宽度的分隔壁图案方面存在限制。这归因于光掩模与光敏树脂组合物层的曝光间隙的均匀性以及光敏树脂组合物层的施加均匀性。
此外，在将透明分隔壁图案应用于制造分隔壁图案的情况下，可能存在这样的问题：当将示例性实施方案应用于智能窗时，在光阻挡模式下透射率增加。该问题可能是由透明分隔壁图案处的漏光引起的。
此外，在使用光刻工艺制造黑色分隔壁图案的情况下，由于黑色光敏树脂组合物的高光密度，曝光能量没有转移到下侧，因此，分隔壁图案可能无法实现。此外，在为了解决该问题而过度地发射曝光能量的情况下，可能存在分隔壁图案的线宽度大大增加的问题。
因此，本申请提供了能够解决上述问题的黑色分隔壁图案膜及其制造方法。
根据本申请的一个示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜包括：透明基底；设置在透明基底上的电极层；设置在电极层上的黑色分隔壁图案；以及设置在电极层上的未设置黑色分隔壁图案的区域中的黑色可UV固化树脂层。
在本申请中，透明基底可以是但不限于在透明度、表面平滑度、易处理性和防水性上优异的玻璃基材或透明塑料基材，并且透明基材没有限制，只要透明基材通常用于电子元件即可。具体地，透明基材可以由玻璃、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、基于(甲基)丙烯酸酯的聚合物树脂或基于聚烯烃的树脂(例如聚乙烯或聚丙烯)制成。
在本申请中，电极层可以包含透明导电氧化物。更具体地，电极层可以包含但不仅限于铟氧化物、锌氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物和铟锌锡氧化物中的一者或更多者。
为了确保在激活光阻挡模式时带电粒子的再分散特性，电极层的表面电阻可以为200Ω/sq或更小。
在本申请中，黑色分隔壁图案的线高度可以为5μm或更大，黑色分隔壁图案的线宽度可以为30μm或更小。此外，黑色分隔壁图案的线高度可以为5μm至50μm，黑色分隔壁图案的线宽度可以为5μm至30μm。如果黑色分隔壁图案的线高度小于5μm，则透明电极与金属电极图案基底之间的距离减小，使得为了确保在光阻挡模式下透射率为1％或更小，分散液体中带负(-)电的纳米粒子的含量过度增加，并因此，存在当可变透射率元件工作时带负(-)电的纳米粒子的分散特性劣化的问题。此外，如果黑色分隔壁图案的线高度大于50μm，则透明电极与金属电极图案基底之间的距离增加，并因此，工作速度可能降低。可以基于黑色分隔壁图案的线高度来确定电极之间的单元间隙。更具体地，如果单元间隙小，则为了确保光阻挡特性，光阻挡分散液体的浓度可能增加，并且带电粒子的浓度过度增加可能使分散稳定性劣化。此外，如果单元间隙大，则透明电极与金属图案之间形成的电场的强度可能降低，并且电泳特性(即，粒子的移动速度)可能随着带电粒子与金属图案之间的距离增加而降低。
黑色分隔壁图案的透射率可以为5％或更小。此外，黑色分隔壁图案的透射率可以为0％至5％。如果黑色分隔壁图案的透射率大于5％，则可能存在在光阻挡模式下黑色分隔壁图案可见的问题。在当前正在开发的电泳可变透射率膜的情况下，光阻挡模式(光阻挡分散液体分散的状态)下的透射率在1％至5％的水平上。如果黑色分隔壁图案的透射率高于该水平，则在分隔壁部分处可能会看到漏光。
黑色分隔壁图案的线间距可以为100μm至1,000μm。如果黑色分隔壁图案的线间距小于100μm，则可变透射率的范围可能由于分隔壁图案的区域的面积增加而减小。如果黑色分隔壁图案的线间距大于1,000μm，则可能难以保持电泳元件的均匀单元间隙。在其中存在黑色分隔壁图案的区域中不存在可变透射率，并因此，在线宽度保持相同时，如果黑色分隔壁图案的线间距太小，则可变透射率区域的面积减小。相反，如果所述线间距太大，则在将透明电极基底和金属图案基底层合的过程期间，基底(膜)变形，并因此，可能产生气泡，并且单元间隙的均匀性可能劣化。
在本申请中，在玻璃基底的整个表面上形成厚度等于黑色分隔壁图案的线高度的黑色可UV固化树脂层，然后可以通过使用分光光度计(SolidSpec-3700,Shimadzu Corp.)来测量透射率。
在本申请中，黑色可UV固化树脂层的厚度可以为1μm或更小，以及黑色可UV固化树脂层的透射率可以为80％或更大。此外，黑色可UV固化树脂层的厚度可以大于0μm且为1μm或更小，以及黑色可UV固化树脂层的透射率可以为80％或更大且小于100％。如果黑色可UV固化树脂层的厚度大于1μm，则透明电极与金属电极图案之间的电场的形成受到阻碍，并因此，存在电泳元件的工作特性可能劣化的问题。此外，如果黑色可UV固化树脂层的透射率小于80％，则在光透射模式下透射率降低，并因此，存在电泳元件的可变透射率范围减小的问题。
在本申请中，黑色分隔壁图案和黑色可UV固化树脂层各自可以由黑色可UV固化树脂组合物制成，并且黑色可UV固化树脂组合物可以包含但不仅限于丙烯酸类单体、丙烯酸类低聚物、光引发剂、黑色颜料和黑色染料中的一者或更多者。
在本申请中，黑色分隔壁图案和黑色可UV固化树脂层可以通过将黑色可UV固化树脂组合物施加到电极层上然后进行压印过程来同时形成。即，黑色分隔壁图案和黑色可UV固化树脂层可以包含相同的材料。
根据本申请的示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜示意性地示出在图2中。如图2所示，根据本申请的示例性实施方案的黑色分隔壁图案膜包括：透明基底70；设置在透明基底70上的电极层80；设置在电极层80上的黑色分隔壁图案90；以及设置在电极层80上的未设置黑色分隔壁图案90的区域中的黑色可UV固化树脂层100。
此外，根据本申请的示例性实施方案的制造黑色分隔壁图案膜的方法包括：在透明基底上形成电极层；向电极层上施加黑色可UV固化树脂组合物；用压印模具压制所施加的黑色可UV固化树脂组合物以及然后使黑色可UV固化树脂组合物固化；以及移除压印模具。
根据本申请的示例性实施方案的制造黑色分隔壁图案膜的方法示意性地示出在图3中。如图3所示，根据本申请的示例性实施方案的制造黑色分隔壁图案膜的方法包括：在透明基底70上形成电极层80；向电极层80上施加黑色可UV固化树脂组合物110；用压印模具120压制所施加的黑色可UV固化树脂组合物110以及然后使黑色可UV固化树脂组合物110固化；以及移除压印模具120。
在本申请中，在透明基底上形成电极层可以使用本技术领域中已知的方法。更具体地，在透明基底上形成电极层可以使用但不仅限于沉积法等。
根据本申请的示例性实施方案的制造压印模具的方法示意性地示出在图4中。更具体地，压印模具可以通过包括但不仅限于以下的制造方法来制造：在透明基底130上形成干膜抗蚀剂140；通过使干膜抗蚀剂140曝光和显影来形成图案；以及在透明基底和图案上形成离型层150。
离型层可以实现为具有基于氟的离型材料和基于有机硅的离型材料的混合物的层。离型层的厚度可以为但不仅限于100nm或更小。形成离型层的方法的实例包括湿涂覆法、气相沉积法等，并且气相沉积法有利于在具有台阶部分的表面上实现均匀的离型层。
此外，本申请的示例性实施方案提供了包括黑色分隔壁图案膜的可变透射率膜。
根据本申请的示例性实施方案的可变透射率膜可以通过使用本技术领域中已知的材料和方法来形成，不同之处在于可变透射率膜包括黑色分隔壁图案膜。
例如，可变透射率膜可以具有第二透明基底，该第二透明基底具有设置在黑色分隔壁图案膜上的第二电极图案。在黑色分隔壁图案膜的电极层与第二电极图案之间包含带负(-)电的纳米粒子。
带负(-)电的纳米粒子可以是但不仅限于炭黑纳米颗粒。
可变透射率膜可以通过使用但不仅限于以下方法来制造：制备上述可变透射率膜，然后在黑色分隔壁图案膜的电极层与第二电极图案之间注入其中分散有带负(-)电的纳米粒子的溶液。
在本申请中，可变透射率膜可以通过电泳而工作。当根据本申请的示例性实施方案的可变透射率膜处于OFF模式时，透射率降低。在其中向电极层和第二电极图案施加电压的ON模式下，透射率可以随着带负(-)电的纳米粒子由于电泳而集中在作为正(+)电极的金属图案上而增加。
发明实施方式
在下文中，将参考实施例描述在本说明书中公开的示例性实施方案。然而，示例性实施方案的范围不旨在受以下实施例限制。
<实施例>
<实施例1>
1)压印模具的制造
在温度为110℃、速率为1.3mpm(米每分钟)以及压力为0.4MPa的条件下，将厚度为25μm的干膜抗蚀剂(DFR)辊层合在250μm的透明PET膜上。通过使用曝光装置利用波长为365nm的平行光来选择性地施加150mJ/cm2的曝光能量(光处理)。通过在温度为30℃以及喷射压力为0.2MPa的条件下使用Na2CO3为1重量％的显影剂，通过将完全曝光的DFR层合膜喷射显影90秒，来制造具有线宽度为25μm以及深度为25μm的凹陷部分的DFR图案膜。
通过使用气相沉积法在DFR图案膜上形成厚度为100nm并且具有基于氟的离型材料和基于有机硅的离型材料的混合物的离型层来完全制造压印模具。
2)透明可UV固化树脂组合物的制造
用表1所示的组合物制造透明可UV固化树脂组合物。
[表1]
Figure BDA0002463392580000081
3)黑色可UV固化树脂组合物的制造
通过将20重量份的黑磨基料(black mill base)(20重量份的粒径为100nm的炭黑、4重量份的分散剂和76重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)与80重量份的透明可UV固化树脂组合物混合来制造黑色可UV固化树脂组合物。
4)黑色分隔壁图案膜的制造
将黑色可UV固化树脂组合物施加到表面电阻为150Ω/sq的ITO膜上，然后用压印模具以0.5MPa的压力和0.1mpm的速率辊压。通过使用UV固化装置以365nm的波长用1J/cm2的曝光能量通过从层合体的上方照射层合体以及然后从ITO膜分离压印模具来制造具有黑色分隔壁图案的ITO膜。
通过压印过程制造的黑色分隔壁图案的线宽度为25μm以及线高度为25μm。在未设置黑色分隔壁图案的区域中的黑色可UV固化树脂层的厚度为0.5μm。
黑色分隔壁图案的透射率为3％，没有黑色分隔壁图案的黑色可UV固化树脂层的透射率为92％。
在玻璃基底的整个表面上形成厚度等于黑色分隔壁图案或黑色可UV固化树脂层的线高度的黑色可UV固化树脂层，然后通过使用分光光度计(SolidSpec-3700，ShimadzuCorp.)来测量透射率。
图5示出了根据实施例1的黑色分隔壁图案膜的在光透射模式下的显微图像，图6示出了黑色分隔壁图案膜的SEM图像。
<比较例1>
将透明可UV固化树脂施加到表面电阻为150Ω/sq的ITO膜上，然后用压印模具以0.5MPa的压力和0.1mpm的速率辊压。通过使用UV固化装置以365nm的波长用1J/cm2的曝光能量从层合体的上方照射层合体以及然后从ITO膜分离压印模具来制造具有透明分隔壁图案的ITO膜。
通过压印过程制造的透明分隔壁图案的线宽度为25μm以及线高度为25μm。未设置透明分隔壁图案的区域中的透明可UV固化树脂层的厚度为0.5μm。
透明分隔壁图案的透射率为85％，没有透明分隔壁图案的透明可UV固化树脂层的透射率为95％。
因此，根据本申请的示例性实施方案，由于包括黑色分隔壁图案，因此当将示例性实施方案应用于电泳智能窗时，可以防止在光阻挡模式下透射率增加。
此外，根据本申请的示例性实施方案，由于可以通过使用压印工艺来制造黑色分隔壁图案膜，因此可以简化制造黑色分隔壁图案膜的过程并且形成具有期望的线宽度的黑色分隔壁图案。

Claims (12)

1.一种黑色分隔壁图案膜，包括：
透明基底；
设置在所述透明基底上的电极层；
设置在所述电极层上的黑色分隔壁图案；以及
设置在所述电极层上的未设置黑色分隔壁图案的区域中的黑色可UV固化树脂层。
2.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色分隔壁图案的线高度为5μm或更大。
3.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色分隔壁图案的线宽度为30μm或更小。
4.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色分隔壁图案的透射率为5％或更小。
5.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色可UV固化树脂层的厚度为1μm或更小。
6.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色可UV固化树脂层的透射率为80％或更大。
7.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述黑色分隔壁图案和所述黑色可UV固化树脂层包含丙烯酸类单体、丙烯酸类低聚物、光引发剂、黑色颜料和黑色染料中的一者或更多者。
8.根据权利要求1所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述电极层包含透明导电氧化物。
9.根据权利要求8所述的黑色分隔壁图案膜，其中所述透明导电氧化物包含铟氧化物、锌氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物和铟锌锡氧化物中的一者或更多者。
10.一种制造根据权利要求1至9中任一项所述的黑色分隔壁图案膜的方法，所述方法包括：
在透明基底上形成电极层；
向所述电极层上施加黑色可UV固化树脂组合物；
用压印模具压制所施加的黑色可UV固化树脂组合物，以及然后使所述黑色可UV固化树脂组合物固化；以及
移除所述压印模具。
11.一种可变透射率膜，包括根据权利要求1至9中任一项所述的黑色分隔壁图案膜。
12.根据权利要求11所述的可变透射率膜，其中所述可变透射率膜通过电泳而工作。
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