JP2015533678A - 金属構造体およびこの製造方法｛ｍｅｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｏｄｙａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｈｅｓａｍｅ｝ - Google Patents

Abstract

本明細書は、基材、金属層、および色調節層を含む金属構造体およびこの製造方法を提供する。前記金属構造体は厚さが薄くても多様な色を実現することができ、金属層の抵抗特性が低下しないという効果がある。

Description

本明細書は、金属構造体およびこの製造方法に関する。本出願は、２０１２年８月３１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００９６６４９号の出願日の利益を主張しており、その内容すべては本明細書に含まれる。

一般的に、ディスプレイ装置で金属層を適用するときに多様な色が必要な場合、染料を利用したコーティング液によって色を実現したり、メッキ方法によって色を実現したりしていた。

このような従来の方法は、金属層の製造工程以外にも追加の工程が必要となり、費用面や工程経済面において問題点があった。さらに、染料を利用したコーティング液によって色を実現する場合には、厚さが数十μｍ程度になるために金属層の厚さが厚くなり、これによって金属の抵抗特性も低下するという問題点があった。

したがって、多様な色を有する金属層を実現するための新たな技術開発の必要がある。

本出願が解決しようとする課題は、多様な色を有する金属層を実現するための金属構造体を提供することを目的とする。

本出願の一実現例は、基材、金属層、および色調節層を含む金属構造体を提供する。

本出願の一実現例は、基材上に金属層を形成するステップ、および前記金属層上に色調節層を形成するステップを含む金属構造体の製造方法を提供する。

本出願の一実現例は、基材上に色調節層を形成するステップ、および前記色調節層上に金属層を形成するステップを含む金属構造体の製造方法を提供する。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むディスプレイ基板のベゼルを提供する。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むタッチスクリーンパネルを提供する。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むディスプレイ装置を提供する。

本出願の一実現例による金属構造体は、厚さが薄くても多様な色を実現することができ、金属層の抵抗特性が低下しないという効果がある。そのため、本出願の金属構造体を利用してディスプレイ基板のベゼルに適用すれば優れた装飾効果があり、さらにタッチスクリーンパネルおよびディスプレイ装置に適用することができる。

本出願の一実現例であって、色調節層を含む金属構造体の積層構造を例示した図である。 実施例１〜６と比較例１の金属構造体のＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を示した図である。 実施例１〜６と比較例１の可視光線の全波長における金属構造体反射率を示した図である。 実施例７〜１１と比較例２の金属構造体のＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を示した図である。 実施例７〜１１と比較例２の可視光線の全波長における金属構造体反射率を示した図である。 実施例１２〜１５と比較例３による金属構造体のＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を示した図である。 実施例１２〜１５と比較例３による金属構造体の可視光線の全波長における反射率を示した図である。 実施例１２〜１５と比較例３による金属構造体の可視光線の全波長における透過率を示した図である。

以下、本出願についてより詳しく説明する。
本明細書において、ディスプレイ装置とは、ＴＶやコンピュータ用モニタなどを一括して示す言葉であって、画像を形成するディスプレイ素子およびディスプレイ素子を支持するケースを含む。

前記ディスプレイ素子としては、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）、陰極選管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）、またはＯＬＥＤディスプレイなどを例示することができる。ディスプレイ素子には、画像実現のためのＲＧＢ画素パターンおよび追加の光学フィルタが備えられている。

一方、ディスプレイ装置については、モバイル機器、スマートフォンおよびタブレットＰＣ、ＩＰＴＶなどの普及が加速化するに伴い、キーボードやリモコンなどの別途の入力装置がなくても人間の手が直接入力装置となるタッチ機能の必要性が次第に高まっている。また、特定ポイントの認識だけではなく筆記が可能な多重認識（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ）機能も求められている。

本明細書で使用される「ベゼル」とは、ディスプレイ基板で含まれる少なくとも一つの枠部を意味する。例えば、モバイル機器において前記ベゼルは、有効画面部以外の領域に含まれる。例えば、センサ部、カメラ部、ロゴ部、ボタン部、またはオープン部などが前記枠部領域に含まれるようになる。

ベゼル部では、外観装飾のために多彩な色が導入されている。現在、ベゼル部の色はシルクスクリーン方法によって実現される場合が多い。シルクスクリーン方法を使用すれば、数μｍの厚さで色を発現するようになる。ベゼル部の高さが高くなるほど画面部、タッチパネルとの接触に困難が発生するという問題点があるため、ベゼル部の高さが低いほど有利となる。本出願の一実現例による金属構造体をベゼルに適用するようになれば、５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの色調節層を利用して色を発現することができるためベゼル部の高さが低くなり、画面部の接触不良の問題も改善できるという長所がある。また、ディスプレイ基板の最外郭部とタッチパネル部が一つの構造体である一体型タッチパネルでは、ベゼル部と電極層を一つの工程で実現できるという長所もある。

そのため、本出願の一実現例による金属構造体は、基材、金属層、および色調節層を含む金属構造体を提供する。ここで、前記色調節層は、金属層の少なくとも一面に備えられることができる。例えば、金属層のいずれか一面にのみ備えられてもよく、金属層の両面すべてに備えられてもよい。

本出願の一実現例では、前記金属層は、基材と色調節層の間に備えられることができる。

本出願の一実現例では、前記色調節層は、基材と金属層の間に備えられることができる。

本出願の一実現例による金属構造体は、基材、前記基材上に備えられる金属層、前記金属層上に備えられる色調節層を含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体は、基材、前記基材上に備えられる色調節層、前記色調節層上に金属層を含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体は、基材、前記基材上に備えられる色調節層、前記色調節層上に備えられる金属層、前記金属層上に備えられる色調節層を含むことができる。

本出願の一実現例において、前記金属層または色調節層は、パターン化されたものであることができる。前記金属層はパターン化された金属層または金属パターン層であることができ、前記色調節層はパターン化された色調節層または色調節パターン層であることができる。パターンの形態については後述して説明する。

本出願の発明者は、厚さが薄くても多様な色を実現することができ、金属層の抵抗特性が低下しない金属構造体を開発しようとした。そのため、金属層の一面に金属層と同じ金属を含む色調節層を導入すれば多様な色が実現されるということを明らかにした。また、多様な色は、色調節層の厚さを異なるように調節すれば多様な色を実現することができる。

このとき、色調節層の厚さは５００ｎｍ以下、具体的には３００ｎｍ以下、より具体的には１００ｎｍ以下の範囲で調節が可能である。

色調節層の厚さが５００ｎｍ以下、具体的には３００ｎｍ以下であれば、多様な色を調節するのに十分な厚さとなり、工程生産性面や工程経済面において有利となる。また、色調節層の厚さは５ｎｍ以上、具体的には１０ｎｍ以上であることが好ましい。色調節層の厚さが５ｎｍ未満の場合には、厚さが薄過ぎて色調節の効果が少ない。

前記金属構造体でパターン化される以前の金属層または色調節層の面抵抗は、金属層または色調節層の厚さに応じて調節することができる。

本出願の一実現例において、前記金属構造体は、屈折率ｎが０超過３以下であることができる。

本出願の一実現例による金属構造体は、色調節層の消滅係数（Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ｋが０．２から２．５であることができる。

前記消滅係数ｋが０．２以上であれば、多様な色の実現を可能にする効果がある。前記消滅係数ｋは吸収係数（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）とも呼ばれ、特定波長で金属構造体が光をどの程度強く吸収するかを定義することができる尺度であり、金属構造体の透過度を決める要素である。例えば、透明な誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質である場合、ｋ＜０．２とｋ値が極めて小さい。しかし、物質内部に金属成分が増加するほどｋ値が増加するようになる。もし、金属成分がさらに多くなれば透過がほぼ起こらず、大部分表面反射のみが起こる金属となり、消滅係数ｋは２．５超過となる。

前記ｎ、ｋ値に応じて光の吸収が起こり、金属層の反射率を減らしながら色を実現することができる。色調節層のｎ、ｋ値は消滅干渉に影響を与えるようになり、反射スペクトルで特定波長の反射率を低めるようになり、色を実現できるようにする。

本出願の一実現例において、前記反射率は、測定しようとする面の反対面を黒い層（ｐｅｒｆｅｃｔ ｂｌａｃｋ）で処理した後、測定しようとする面に９０゜に入射した可視光線波長、具体的には波長３００〜８００ｎｍ、より具体的には３８０〜７８０ｎｍの光に対する反射率を意味することができる。

前記反射率は、前記金属層が基材と色調節層の間に備えられたとき、前記色調節層が前記金属層と接する面の反対面方向で測定したものであることができる。具体的に、前記色調節層は、前記金属層と接する第１面および前記第１面に対向する第２面を含むとき、２面の方向で測定したものであることができる。

また、前記反射率は、前記色調節層が前記金属層と基材の間に備えられたとき、基材側で測定したものであることができる。

本明細書において、全反射率は、入射光を１００％としたとき、光が入射した対象パターン層または金属構造体によって反射した反射光のうちの３００〜８００ｎｍ、具体的には３８０〜７８０ｎｍの波長値を基準として測定した値であることができる。

本出願の一実現例による金属構造体において、前記色調節層は、前記金属層と接する第１面および前記第１面に対向する第２面を含むことができる。このとき、前記色調節層の第２面側で前記金属構造体の全反射率を測定したとき、前記金属構造体の全反射率（Ｒｔ）は下記の数式１によって計算することができる。

また、前記金属構造体の構成が、金属構造体２種がラミネーションされた場合には、金属構造体の全反射率（Ｒｔ）は下記の数式２によって計算することができる。

前記数式１および２において、基材の全反射率はタッチ強化ガラスの反射率であってもよく、表面がフィルムである場合にはフィルムの反射率であってもよい。

また、前記閉鎖率は、金属構造体の平面を基準として伝導性パターンによって覆われる領域が占める面積の割合、すなわち（１−開口率）で示すことができる。

本出願の一実現例において、色調節層の厚さを調節すれば、前記方法によって測定した金属構造体の特定波長の反射率を低めながらも色を実現できるようにする。

本出願の一実現例において、前記金属層の材料は、比抵抗１×１０^−６Ω・ｃｍから３０×１０^−６Ω・ｃｍの物質が適切であり、好ましくは１×１０^−６Ω・ｃｍから７×１０^−６Ω・ｃｍであってもよい。

本出願の一実現例において、前記金属層の材料の具体的例としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）からなる群から選択される一つまたは二つ以上を含むことができる。例えば、前記金属のうちから選択される二つ以上の合金であってもよい。より具体的には、モリブデン、アルミニウム、または銅を含んでもよい。前記金属層は、単一膜または多層膜であってもよい。

本出願の一実現例において、前記金属層の厚さが１ｎｍから１０μｍであるものが、金属層の伝導度およびパターン形成工程の経済性側面においてさらに優れた効果を示すことができる。金属層は通常は不透明であるが、金属層の厚さが数ｎｍサイズと極めて薄い場合には透明であってもよい。金属層が不透明である場合は、不透明な金属層に色調節層が含まれた多様な色の不透明金属構造体を得ることができ、金属層が透明である場合は、透明な金属層に色調節層が含まれた多様な色の透明金属構造体を得ることができる。例えば、金属層がＡｌである場合に金属層の厚さが２０ｎｍから１０μｍの場合は、反射率が高くて透過率が極めて小さくて不透明になることがある。また、金属層の厚さが１ｎｍから２０ｎｍの場合は、可視光線領域で全反射率が５０％以下であり、平均透過率も５０％以下と透明になることがある。

また、本出願の一実現例による金属構造体において、前記色調節層は、接着層または粘着層を介在せず、直接前記基材上にまたは直接前記金属層上に備えられることができる。前記接着層または粘着層は、耐久性や光学物性に影響を及ぼすことがある。また、本出願の一実現例による金属構造体は、接着層または粘着層を利用する場合と比較するとき、製造方法がまったく異なる。さらに、接着層や粘着層を利用する場合に比べ、本出願の一実現例では、基材または金属層と色調節層の界面特性が優れる。

本出願の一実現例において、前記色調節層は、単一層で形成されてもよく、二層以上の複数層で形成されてもよい。

例えば、前記色調節層は、金属の酸化物、金属の窒化物、金属の酸窒化物、および金属の炭化物からなる群より選択される一つまたは二つ以上を含んで使用することができる。前記金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物は、当業者が設定した蒸着条件などに基づいて形成することができる。前記色調節層に含まれる金属は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）からなる群より選択される一つまたは二つ以上の合金であることができる。

具体的な例として、前記色調節層は、ＮｉおよびＭｏを同時に含むことができる。前記色調節層は、Ｎｉ５０〜９８原子％およびＭｏ２〜５０原子％を含んでもよく、その他の金属、例えばＦｅ、Ｔａ、Ｔｉなどの原子を０．０１〜１０原子％をさらに含んでもよい。ここで、前記色調節層は、必要な場合、窒素０．０１〜３０原子％または酸素および炭素４原子％以下をさらに含んでもよい。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層は、ＴｉＯ_２−ｘ、ＳｉＯ_２−ｘ、ＭｇＦ_２−ｘ、およびＳｉＮ_{１．３−ｘ}（−１≦ｘ≦１）から選択される誘電性物質および／またはアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）からなる群から選択される金属および／またはこれらのうちから選択される二つ以上の合金を含んでもよい。

前記色調節層は、前記誘電性物質のみで形成されてもよい。

前記誘電性物質と金属および／または合金が共に含まれている場合、前記誘電性物質は、外部光が入射する方向から遠くなるほど漸次的に減少するように分布されており、前記金属および合金成分はその反対に分布されていることが好ましい。このとき、前記誘電性物質の含量は２０〜５０重量％、前記金属の含量は５０〜８０重量％であることが好ましい。前記色調節層が合金をさらに含む場合、前記色調節層は、誘電性物質１０〜３０重量％、金属５０〜８０重量％、および合金５〜４０重量％を含むことが好ましい。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層は、ニッケルとバナジウムの合金、ニッケルとバナジウムの酸化物、窒化物または酸窒化物のうちのいずれか一つ以上を含む薄膜で形成することができる。このとき、バナジウムは２６〜５２原子％で含有されることが好ましく、ニッケルに対するバナジウムの原子比は２６／７４〜５２／４８であることが好ましい。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層は２以上の元素を有し、一つの元素組成比は、外光が入射する方向に応じて１００オングストロームあたり最大約２０％ずつ増加する遷移層を含むことができる。このとき、一つの元素は、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）のような金属元素であってもよく、金属元素以外の元素は、酸素、窒素、または炭素であってもよい。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層は、第１酸化クロム層、金属層、第２酸化クロム層、およびクロームミラーを含むことができ、このとき、クロムに代わってニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）のうちから選択された金属を含んでもよい。前記金属層は１０〜３０ｎｍの厚さ、前記第１酸化クロム層は３５〜４１ｎｍの厚さ、前記第２酸化クロム層は３７〜４２ｎｍの厚さを有することが好ましい。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）層、クロム酸化物（Ｃｒ_２Ｏ_３）層、およびクロム（Ｃｒ）層の積層構造を使用することができる。ここで、前記アルミナ層は反射特性の改善および光拡散防止特性を有し、前記クロム酸化物層は鏡面反射率を減少させてコントラスト特性を向上させることができる。

さらに一つの具体的な例として、前記色調節層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）およびＡｌからなる積層構造を使用することができる。ここで、前記窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）層は、全体層の反射率を減少させてコントラスト特性を向上させることができる。

本出願の一実現例において、前記金属層はアルミニウムを含み、前記色調節層はアルミニウムの酸窒化物を含むことができる。このとき、色調節層の厚さを調節し、所望する多様な色を有する金属構造体を得ることができる。例えば、色調節層の厚さを調節して青光の色を帯びるようにしてもよい。また、例えば、色調節層の厚さを調節してオレンジ光の色を帯びるようにしてもよい。さらに、例えば、色調節層の厚さを調節して金光の色を帯びるようにしてもよい。

本出願の一実現例において、前記金属層は銅を含み、前記色調節層は銅の酸化物を含むことができる。このとき、色調節層の厚さを調節し、所望する多様な色を有する金属構造体を得ることができる。例えば、色調節層の厚さを調節して淡い茶色光の色を帯びるようにしてもよい。また、例えば、色調節層の厚さを調節して暗い空色光の色を帯びるようにしてもよい。また、例えば、色調節層の厚さを調節して青光の色を帯びるようにしてもよい。さらに、例えば、色調節層の厚さを調節して紫光の色を帯びるようにしてもよい。さらに、例えば、色調節層の厚さを調節してオレンジ光の色を帯びるようにしてもよい。

本出願の一実現例において、前記色調節層は、前記金属層と同時または別途でパターン化されることができる。

本出願の一実現例において、前記パターン化された色調節層と前記パターン化された金属層は、同時または別途のパターニング工程によって積層構造を形成することができる。このような点において、吸光物質の少なくとも一部が伝導性パターン内に陥没または分散している構造や単一層の伝導性パターンがさらに表面処理されることにより、表面側一部が物理的または化学的に変形した構造と差別することができる。

ここで、前記色調節層は、前記金属層と同じ形状のパターンを有することができる。ただし、前記パターン化された色調節層のパターン規模が前記パターン化された金属層と完全に同じである必要はなく、パターン化された色調節層でパターンの線幅がパターン化された金属層でパターンの線幅に比べて狭いか広い場合も、本出願の範囲に含まれる。具体的に、前記パターン化された色調節層において、パターンの線幅は、前記パターン化された金属層でパターンの線幅の８０％から１２０％であることがある。また、前記パターン化された色調節層は、前記パターン化された金属層が備えられた面積の８０％から１２０％の面積を有することができる。

本出願の一実現例において、前記色調節層のパターンは、金属層のパターンの線幅と同じであるか太い線幅を有するパターン形態であることが好ましい。

前記パターン化された色調節層が前記パターン化された金属層でパターンの線幅よりもさらに太い線幅を有するパターン形状である場合、使用者が眺めるときにパターン化された色調節層がパターン化された金属層を隠す効果をさらに大きく付与することができるため、パターン化された金属層自体の光沢や反射による効果を効率的に遮断できるという長所がある。しかし、前記パターン化された色調節層でパターンの線幅が前記パターン化された金属層でパターンの線幅と同じであっても、本出願が目的とする効果を達成することができる。

本出願の一実現例において、前記パターン化された金属層において、パターンの線幅は０μｍ超過１０μｍ以下であってもよく、具体的には０．１μｍ以上１０μｍ以下であってもよく、より具体的には０．２μｍ以上８μｍ以下であってもよく、さらに具体的には０．５μｍ以上５μｍ以下であってもよい。

本出願の一実現例において、前記パターン化された金属層の開口率、すなわちパターンによって覆われない面積の割合は７０％以上であってもよく、８５％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。また、前記パターン化された金属層の開口率は９０から９９．９％であってもよいが、これのみに限定されるものではない。

本出願の一実現例において、前記パターン化された金属層またはパターン化された色調節層のパターンは、規則的パターンであってもよく、不規則的なパターンであってもよい。前記規則的なパターンとしては、メッシュパターンなど当技術分野のパターン形態を使用することができる。前記不規則パターンとしては特に限定されるものではないが、ボロノイダイヤグラムをなす図形の境界線形態であってもよい。本出願において、不規則パターンとパターン化された色調節層を共に使用する場合、不規則パターンによって指向性がある照明による反射光の回折パターンを除去することもでき、パターン化された色調節層によって光の散乱による影響を最小化することができ、多様な色実現を調節することができる。

本出願の一実現例による金属構造体において、前記基材としては透明基板を使用することができるが、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルムなどを使用してもよい。

本出願の一実現例による金属構造体の例を下記の図１に示した。図１は、基材、金属層、色調節層の積層順を例示するためのものであって、実際にディスプレイ基板のベゼルなどに適用するときに、全面層であってもよく、パターン形態であってもよい。

図１によれば、基材１００、金属層２００、色調節層３００の順に配置された場合を例示している。使用者が色調節層側からディスプレイ基板を眺める場合に、多様な特定色を認識することができる。前記図１において、金属層はパターン化された金属層であることができ、色調節層はパターン化された色調節層であることができる。

図１の例示の他にも、基材、色調節層、金属層の順に配置されてもよい。

例えば、本出願の一実現例による金属構造体の構造は、基材／色調節層／金属層の構造、基材／金属層／色調節層の構造、基材／色調節層／金属層／色調節層の構造、基材／色調節層／金属層／色調節層／金属層／色調節層の構造、基材／色調節層／金属層／色調節層／金属層／色調節層／金属層／色調節層の構造などであってもよい。前記説明において、金属層はパターン化された金属層であることができ、色調節層はパターン化された色調節層であることができる。

本出願の一実現例による金属構造体の製造方法は、基材上に金属層を形成するステップ、および前記金属層上に色調節層を形成するステップを含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体の製造方法は、基材上に色調節層を形成するステップ、および前記色調節層上に金属層を形成するステップを含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体の製造方法は、金属層上に色調節層を形成するステップ、および金属層または色調節層の一面と基材をラミネーションするステップを含むことができる。

前記製造方法は、金属層および色調節層をそれぞれまたは同時にパターニングするステップをさらに含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体の製造方法は、基材上にパターン化された金属層を形成するステップ、および前記パターン化された金属層形成以前、以後、または以前と以後すべて色調節層を形成するステップを含むことができる。

本出願の一実現例において、前記金属構造体の製造方法は、基材上にパターン化された色調節層を形成し、前記パターン化された色調節層を形成した後にパターン化された金属層を形成することを含むことができる。

本出願の一実現例による金属構造体の製造方法は、パターン化された金属層上にパターン化された色調節層を形成するステップ、前記パターン化された金属層またはパターン化された色調節層の一面と基材をラミネーションするステップを含むことができる。

前記金属構造体の製造方法において、基材、金属層、色調節層についての説明は上述したとおりである。

前記金属層の形成は、当技術分野に周知の方法を利用することができる。例えば、蒸着（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、湿式コーティング、蒸発、電解メッキまたは無電解メッキ、金属箔のラミネーションなどの方法によって形成することができ、具体的にはスパッタリング方法を利用して形成することができる。

前記色調節層の形成も、当技術分野に周知の方法を利用することができる。例えば、蒸着（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、湿式コーティング、蒸発、電解メッキまたは無電解メッキ、金属箔のラミネーションなどの方法によって形成することができ、具体的には反応性スパッタリング方法を利用することができる。

例えば、色調節層の形成時にＡｌＯｘＮｙ（ｘとｙはＡｌ１原子に対するそれぞれのＯおよびＮの原子数の比）の場合、Ａｌ金属ターゲットを使用して反応性スパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法を利用すれば、Ｏ_２とＮ_２のような反応性ガスの分圧調節によって工程を実行することができる。

例えば、Ｃｕを含む金属層とＣｕＯｘ（ｘはＣｕ１原子に対するＯの原子数の比）を含む色調節層を形成する場合、スパッタリングガス（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｇａｓ）として不活性気体、例えばＡｒのような気体を使用する場合、ＣｕＯｘ単一物質スパッタリングターゲット（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ）を使用することによって得るという長所がある。そのため、ＣｕＯｘ単一物質ターゲットを使用するために反応性ガスの分圧調節が必要なく、工程調節が比較的容易であり、最終金属構造体の形成でもＣｕエッチャントを利用して一括エッチングが可能であるという長所を有する。

本出願の一実現例において、前記パターン化された金属層の形成方法としては特に限定されることないが、パターン化された金属層を直接印刷方法によって形成してもよく、金属層を形成した後にこれをパターン化する方法を利用してもよい。

本出願の一実現例において、前記パターン化された金属層を印刷方法によって形成する場合、伝導性材料のインクまたはペーストを利用することができ、前記ペーストは、伝導性材料の他にもバインダ樹脂、溶媒、ガラスフリットなどをさらに含んでもよい。

金属層を形成した後にこれをパターン化する場合、エッチングレジスト（Ｅｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔ）特性を有する材料を利用することができる。

本出願の一実現例において、前記金属層のパターン化は、エッチングレジストパターンを利用した方法を利用することができる。エッチングレジストパターンは、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを利用した方法またはレーザ転写、例えば、熱転写イメージング（ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）などを利用して形成することができ、印刷法またはフォトリソグラフィ法がより好ましいが、これのみに限定されるものではない。前記エッチングレジストパターンを利用して前記伝導性薄膜層をエッチングしてパターニングし、前記エッチングレジストパターンはストリップ（ｓｔｒｉｐ）工程によって容易に除去することができる。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むディスプレイ基板のベゼルを提供する。ベゼルに前記金属構造体を含む場合、多様な色実現が可能となり、優れた装飾効果を有しながらも金属層の面抵抗が低下しないという効果がある。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むディスプレイ基板を提供する。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むタッチスクリーンパネルを提供する。例えば、静電容量式タッチスクリーンパネルにおいて、前記本出願の一実現例による金属構造体は、タッチ感応式電極基板として使用することができる。

本出願の一実現例は、前記タッチスクリーンパネルを含むディスプレイ装置を提供する。

本出願の一実現例によるタッチスクリーンパネルは、上述した基材、パターン化された金属層、およびパターン化された色調節層を含む金属構造体の他に追加の構造体をさらに含むことができる。この場合、２つの構造体が互いに同じ方向に配置されてもよく、２つの構造体が互いに反対方向に配置されてもよい。本出願のタッチスクリーンパネルに含まれることができる２つ以上の構造体が同じ構造である必要はなく、いずれか一つ、好ましくは使用者に最も近い側の構造体のみが上述した基材、パターン化された金属層、およびパターン化された色調節層を含むものであってもよく、さらに含まれる構造体はパターン化された色調節層を含まなくてもよい。また、２つ以上の構造体内の層積層構造が互いに異なってもよい。２つ以上の構造体が含まれる場合、これらの間には絶縁層が備えられることができる。このとき、絶縁層は粘着層の機能がさらに付与されることもできる。

タッチスクリーンパネルは、下部基材、上部基材、および前記下部基材の上部基材に接する面、および前記上部基材の下部基材に接する面のうちのいずれか一面または両面に備えられた電極層を含むことができる。前記電極層はそれぞれ、Ｘ軸位置検出およびＹ軸位置検出の機能を行うことができる。

このとき、前記下部基材および前記下部基材の上部基材に接する面に備えられた電極層、および前記上部基材および前記上部基材の下部基材に接する面に備えらえた電極層のうちの一つまたは二つすべてが、上述した本出願の一実現例による金属構造体であってもよい。前記電極層のうちのいずれか一つのみが本出願に係る金属構造体である場合、残りの他の一つは当技術分野に周知の伝導性パターンを有することができる。

前記上部基材と前記下部基材すべての一面に電極層が備えられて２層の電極層が形成される場合、前記電極層の間隔を一定に維持して接続が起こらないように、前記下部基材と上部基材の間に絶縁層またはスペーサが備えられることができる。前記絶縁層は、粘着剤またはＵＶあるいは熱硬化性樹脂を含むことができる。前記タッチスクリーンパネルは、上述した金属構造体中の金属層のパターンと連結する接地部をさらに含むことができる。例えば、前記接地部は、前記基材の金属層のパターンが形成された面のエッジ部に形成されることができる。また、前記金属構造体を含む積層材の少なくとも一面には、反射防止フィルム、偏光フィルム、耐指紋フィルムのうちの少なくとも一つが備えられることができる。設計の仕様に応じ、上述した機能性フィルム以外にも他の種類の機能性フィルムをさらに含むこともできる。このようなタッチスクリーンパネルは、ＯＬＥＤディスプレイパネル（ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、陰極選管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）またはプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）のようなディスプレイ装置に適用することができる。

本出願の一実現例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記基材の両面にそれぞれパターン化された金属層およびパターン化された色調節層が備えられることができる。

本出願の一実現例によるタッチスクリーンパネルは、前記金属構造体上に電極部またはパッド部をさらに含むことができ、このとき、有効画面部と電極部およびパッド部は同じ伝導体で構成されることができる。

本出願の一実現例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記パターン化された色調節層は、使用者が眺める側に備えられることができる。

本出願の一実現例は、前記金属構造体を含むディスプレイ装置を提供する。前記ディスプレイ装置において、カラーフィルタ基板または薄膜トランジスタ基板、タッチパネルのベゼルパターン、タッチセンサのブリッジパターン、およびタッチセンサの電極パターンなどで本出願の金属構造体を使用することができ、基板で装飾効果を出すための部分であればいずれの部分でも、本出願の一実現例による金属構造体を使用することができる。

以下、実施例および比較例を参照しながら、本出願をさらに詳細に説明する。しかし、以下の実施例は本出願を例示するためのものに過ぎず、これによって本出願の範囲が限定されるものではない。

＜実施例１〜６＞
ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ１００ｎｍのＡｌ層をスパッタリング方法によって製造した。Ａｌ層上に反応性ガスである窒素を添加して反応性スパッタリング法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によってＡｌＯｘＮｙ（ｘ＞０、０．３≦ｙ≦１）層を形成した。このとき、ＡｌＯｘＮｙの蒸着時間を変化させて厚さを調節した。これにより、色調節層（色御層）の厚さを厚さ６０ｎｍ（実施例１）、厚さ５０ｎｍ（実施例２）、厚さ４０ｎｍ（実施例３）、厚さ３０ｎｍ（実施例４）、厚さ２０ｎｍ（実施例５）、厚さ１０ｎｍ（実施例６）にして金属構造体を製造した。

＜実施例７〜１１＞
ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ１００ｎｍのＣｕ層をスパッタリング方法によって製造した。Ｃｕ層上に反応性ガスである窒素を添加して反応性スパッタリング法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によってＣｕＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）層を形成した。このとき、ＣｕＯｘの蒸着時間を変化させて厚さを調節した。これにより、色調節層（色御層）の厚さを厚さ１００ｎｍ（実施例７）、厚さ７５ｎｍ（実施例８）、厚さ５０ｎｍ（実施例９）、厚さ４０ｎｍ（実施例１０）、厚さ３０ｎｍ（実施例１１）にして金属構造体を製造した。

＜比較例１〜２＞
ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ１００ｎｍのＡｌ層（比較例１）をスパッタリング方法によって製造し、ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ１００ｎｍのＣｕ層（比較例２）をスパッタリング方法によって製造した。

前記実施例１〜６と比較例１の金属構造体のＣＩＥ（国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ'Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準によって明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を図２に示した。また、このときの可視光線の全波長領域である３００〜８００ｎｍの波長での金属構造体反射率を図３に示した。

図２と図３において、実施例１は５５０〜６５０ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって青光の藍色を帯び、実施例２は５００〜６００ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって赤光が感度は紫光の色を帯びた。また、実施例３では４００〜５００ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって金色の反射色を帯び、実施例４では３００〜４００ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって淡い金色の反射色を帯びた。また、実施例５と６では５００ｎｍ以下の短波長の反射率を低めることによって濃い灰色光の色を帯びた。しかし、比較例１はＡｌ本来の淡い灰色光の色を帯びた。

また、実施例７〜１１と比較例２の金属構造体のＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を図４に示した。また、このときの可視光線の全波長領域である３００〜８００ｎｍの波長での金属構造体反射率を図５に示した。

図４と図５において、実施例７は５００ｎｍ以下の短波長と７００ｎｍ以上の長波長の反射率を３０％以下に低めることによって淡い茶色光の藍色を帯び、実施例８は６００ｎｍ以上の長波長の反射率を２０％以下に低めることによって暗い空色光の色を帯びた。また、実施例９では６００〜７００ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって青光の反射色を帯び、実施例１０では５５０〜６００ｎｍ波長の反射率を約０％に低めることによって紫光の反射色を帯びた。また、実施例１１では６００ｎｍ以下の短波長の反射率を１０％以下に低めることによって赤紫光の色を帯びた。しかし、比較例２はＣｕ本来の色を帯びた。

＜実施例１２〜１５＞
ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ５ｎｍのＡｌ層をスパッタリング方法によって製造した。Ａｌ層上に反応性ガスである窒素を添加して反応性スパッタリング法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によってＡｌＯｘＮｙ（ｘ＞０、０．３≦ｙ≦１）層を形成した。このとき、ＡｌＯｘＮｙの蒸着時間を変化させて厚さを調節した。これにより、色調節層（色御層）の厚さを、厚さ８０ｎｍ（実施例１２）、厚さ６０ｎｍ（実施例１３）、厚さ４０ｎｍ（実施例１４）、厚さ２０ｎｍ（実施例１５）にして金属構造体を製造した。

＜比較例３＞
ＰＥＴ基材上に金属層である厚さ５ｎｍのＡｌ層（比較例３）をスパッタリング方法によって製造した。

前記実施例１２〜１５と比較例３の金属構造体のＣＩＥ（国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ'Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色座標基準によって明度値（Ｌ^＊）、色値（ａ^＊）、彩度値（ｂ^＊）を図６に示した。また、可視光線波長における実施例１２〜１５と比較例３の金属構造体の反射率を図７に示し、可視光線波長における実施例１２〜１５と比較例３の金属構造体の透過率を図８に示した。

図６と図７を見れば、実施例１２は６００ｎｍ以上の長波長の反射率を２０％以下に低めることによって暗い空色光の色を帯び、実施例１３は６００〜７００ｎｍ波長の反射率を０％に近く低めることによって青光の色を帯び、実施例１４は５５０〜６００ｎｍ波長の反射率を０％に近く低めることによって紫色光の反射色を帯び、実施例１５は３８０〜５００ｎｍ波長の反射率を２０％以下に低めることによって淡い茶色を帯びた。しかし、比較例３はＡｌ本来の淡い灰色光の色を帯びた。

図８を見れば、実施例１２〜１５および比較例３による金属構造体の透過率を確認することができる。

本出願が属する分野において通常の知識を有する者であれば、前記内容を土台として本出願の範疇内で多様な応用および変形を行うことが可能であろう。

以上、本出願の特定部分を詳細に記述したが、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述は単に好ましい実現例に過ぎず、それに本出願の範囲が制限されないことは明らかである。したがって、本出願の実質的な範囲は添付された請求項とその等価物によって定義されるといえる。

１００ ・・・基材
２００ ・・・金属層
３００ ・・・色調節層

Claims (23)

1. 基材、
   金属層、および
   色調節層を含む金属構造体。
2. 前記色調節層の厚さを調節して多様な色を実現する請求項１に記載の金属構造体。
3. 前記色調節層の厚さは５００ｎｍ以下である請求項１または請求項２に記載の金属構造体。
4. 前記色調節層は、前記金属層の少なくとも一面に備えられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属構造体。
5. 前記金属層は、前記基材と前記色調節層の間に備えられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属構造体。
6. 前記色調節層は、前記基材と前記金属層の間に備えられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属構造体。
7. 前記金属層に含まれる金属は、比抵抗が１×１０^−６Ω・ｃｍから３０×１０^−６Ω・ｃｍである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の金属構造体。
8. 前記金属層は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｕ、およびＡｇからなる群から選択される一つまたは二つ以上の合金を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の金属構造体。
9. 前記金属層の厚さは、１ｎｍから１０μｍである請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の金属構造体。
10. 前記色調節層は、金属の酸化物、金属の窒化物、金属の酸窒化物、および金属の炭化物からなる群から選択される一つまたは二つ以上を含む請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の金属構造体。
11. 前記金属は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｕ、およびＡｇからなる群から選択される一つまたは二つ以上の合金である請求項１０に記載の金属構造体。
12. 前記色調節層は、誘電性物質、金属、および金属の合金のうちの少なくとも一つを含む請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の金属構造体。
13. 前記誘電性物質は、ＴｉＯ_２−ｘ、ＳｉＯ_２−ｘ、ＭｇＦ_２−ｘ、およびＳｉＮ_{１．３−ｘ}（−１≦ｘ≦１）からなる群から選択されるものであり、
    前記金属または金属の合金は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｕ、およびＡｇからなる群から選択される一つまたは二つ以上の合金である請求項１２に記載の金属構造体。
14. 前記金属層はアルミニウムを含み、
    前記色調節層はアルミニウムの酸窒化物を含む請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の金属構造体。
15. 前記金属層は銅を含み、
    前記色調節層は銅の酸化物を含む請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の金属構造体。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の金属構造体を含むディスプレイ基板のベゼル。
17. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の金属構造体を含むタッチスクリーンパネル。
18. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の金属構造体を含むディスプレイ装置。
19. 基材上に金属層を形成するステップ、および
    前記金属層上に色調節層を形成するステップを含む金属構造体の製造方法。
20. 基材上に色調節層を形成するステップ、および
    前記色調節層上に金属層を形成するステップを含む金属構造体の製造方法。
21. 前記色調節層の厚さを調節して多様な色を実現する請求項１９または請求項２０に記載の金属構造体の製造方法。
22. 前記色調節層の厚さは５００ｎｍ以下である請求項１９から請求項２１のいずれか一項に記載の金属構造体の製造方法。
23. 前記金属層の形成はスパッタリング方法を利用し、
    前記色調節層の形成は反応性スパッタリング方法を利用する請求項１９から請求項２２のいずれか一項に記載の金属構造体の製造方法。