JP2018522377A - 回路基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、回路基板の製造方法に関する。具体的には、本明細書は、回路基板およびこれを含む電子素子の製造方法に関する。

Description

本明細書は、2016年1月4日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2016−0000482号、および2017年1月3日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2017−0000724号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、回路基板の製造方法に関する。具体的には、本明細書は、回路基板およびこれを含む電子素子の製造方法に関する。
最近、ディスプレイや有機発光素子などの電子素子において、有効画面部に透明電極が形成されることが要求されている。そのために、電極としてITO、ZnOなどのような材料で形成された透明導電膜を使用しているが、これらは伝導度が低い問題がある。これを改善するために、伝導度向上を目的として、透明導電膜電極上に補助電極パターンからなる補助電極を形成する試みがなされている。
本明細書は、回路基板の製造方法を提供する。具体的には、本明細書は、回路基板およびこれを含む電子素子の製造方法を提供する。
本明細書は、透明基材上に、厚さが1μm以上の補助電極パターンを形成するステップと、前記補助電極パターンが備えられた透明基材上に、UV硬化型樹脂組成物を塗布してUV硬化型樹脂層を形成するステップと、前記UV硬化型樹脂層上に離型フィルムを積層するステップと、前記離型フィルムの表面を圧着するステップと、前記透明基材中の補助電極パターンが形成された面の反対面側から光を照射する露光ステップと、露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像してUV硬化型樹脂パターンを形成するステップとを含み、前記露光ステップの前または後に、前記離型フィルムを除去するステップをさらに含むものである回路基板の製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様に係る方法は、厚さの厚い補助電極上にクラックなしに透明電極を形成できるという利点がある。
本明細書の一実施態様に係る方法は、透明でかつ抵抗の低い電極を形成できるという利点がある。
従来技術の問題点を示すものである。 本明細書に係る方法で製造された電極パターンを示すものである。 本明細書の第1実施態様に係る方法の手順を示すものである。 本明細書の第2実施態様に係る方法の手順を示すものである。 実施例1の補助電極パターンの走査電子顕微鏡(SEM)イメージである。 実施例2のUV硬化型樹脂パターンおよび露出した補助電極パターンを示すSEMイメージである。 実施例2のITOが蒸着された表面を示すSEMイメージである。 比較例1のITOが蒸着された表面を示すSEMイメージである。 実施例1〜3のUV硬化型樹脂パターンおよび露出した補助電極パターンを示すSEMイメージである。 比較例2〜4のUV硬化型樹脂パターンおよび露出した補助電極パターンを示すSEMイメージである。
以下、本明細書について詳細に説明する。
本明細書は、透明基材上に、厚さが1μm以上の補助電極パターンを形成するステップと、前記補助電極パターンが備えられた透明基材上に、UV硬化型樹脂組成物を塗布してUV硬化型樹脂層を形成するステップと、前記透明基材中の補助電極パターンが形成された面の反対面側から光を照射する露光ステップと、露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像してUV硬化型樹脂パターンを形成するステップとを含む回路基板の製造方法を提供する。
前記回路基板の製造方法は、透明基材上に、厚さが1μm以上の補助電極パターンを形成するステップを含む。
前記透明基材は、剛性基材であるか、フレキシブル基材であってもよい。具体的には、前記透明基材は、フレキシブル基材であることが好ましく、前記フレキシブル基材は、プラスチック基板またはプラスチックフィルムであってもよい。前記プラスチック基板またはプラスチックフィルムは特に限定しないが、例えば、ポリアクリレート(polyacrylate)、ポリプロピレン(PP、polypropylene)、ポリエチレンテレフタレート(PET、polyethylene Terephthalate)、ポリエチレンエーテルフタレート(polyethylene ether phthalate)、ポリエチレンフタレート(polyethylene phthalate)、ポリブチレンフタレート(polybuthylene phthalate)、ポリエチレンナフタレート(PEN;Polyethylene Naphthalate)、ポリカーボネート(PC;polycarbonate)、ポリスチレン(PS、polystyrene)、ポリエーテルイミド(polyether imide)、ポリエーテルスルホン(polyether sulfone)、ポリジメチルシロキサン(PDMS;polydimethyl siloxane)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK;Polyetheretherketone)、およびポリイミド(PI;polyimide)のうちのいずれか1つ以上を含むことができる。
前記基材は、透明度の高い基板を用いるとよいし、前記基板の光透過度は、50%以上であってもよい。
前記透明基材上に補助電極パターンを形成する方法は特に限定しないが、例えば、ロールプリンティング、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法蒸着法、フォトリソグラフィ法、エッチング法などであってもよい。
前記補助電極パターンは、規則的な形態でもよいが、不規則的な形態でもよい。例えば、ストライプ(Stripe)、菱形、正方形格子、円形、ウェーブ(wave)パターン、グリッド、2次元グリッドなどになってもよいし、特定形態に制限されるわけではない。前記補助電極パターンが、一定光源から出る光が回折と干渉によって光学的性質を阻害しないように設計されなければならないとすれば、パターンの規則性を最小化したパターンを用いてもよいし、そのために、波紋、サイン曲線(Sine wave)、および格子構造のスペーシングと線の厚さを不規則に構成したパターンを用いてもよい。必要な場合、補助電極パターンは、2以上のパターンの組み合わせでもよい。前記補助電極パターンは、ボロノイダイアグラムをなす図形の境界線やドロネー三角形をなす境界線を含んでもよい。前記補助電極パターンをなす線は、直線でもよいが、曲線、波線、ジグザグ線など多様な変形が可能である。
前記補助電極パターンの厚さは、1μm以上であり、具体的には、1μm以上10μm以下であってもよく、より具体的には、1μm以上3μm以下であってもよい。
前記補助電極パターンの線幅は、3μm以上100μm以下であり、具体的には、5μm以上50μm以下であってもよい。
前記回路基板の製造方法は、前記補助電極パターンが備えられた透明基材上に、UV硬化型樹脂組成物を塗布してUV硬化型樹脂層を形成するステップを含む。
本明細書において、UV硬化型樹脂は、露光時、露光された領域でレジスト層材料の化学的変化が起こり、現像時、光に露光されない材料が離れていく感光材料を意味する。
前記UV硬化型樹脂組成物は、紫外線によって硬化する樹脂を含んでいれば特に限定しないが、前記UV硬化型樹脂組成物は、ネガティブフォトレジスト組成物であってもよい。具体的には、前記ネガティブフォトレジスト組成物は、光に露出することで現像液に対する耐性が変化する高分子を含む組成物を意味し、前記ネガティブフォトレジスト組成物は、光に露光されて現像液に対する耐性が生じる高分子を含むことができる。
前記UV硬化型樹脂組成物は、光開始剤、架橋剤、添加剤、および溶媒のうちの少なくとも1つをさらに含んでもよい。
前記高分子、光開始剤、架橋剤、添加剤、および溶媒は特に限定せず、当技術分野で一般的に使用する材質を採用することができる。
前記UV硬化型樹脂組成物を塗布する方法は特に限定せず、例えば、バー(bar)コーティング、スロットダイ(slot die)コーティング、スピン(spin)コーティング、コンマ(comma)コーティング、マイクログラビア(microgravure)コーティング、またはディップ(dip)コーティングであってもよい。
前記UV硬化型樹脂層を形成するステップは、前記補助電極パターンが備えられた透明基材上に、UV硬化型樹脂組成物を塗布するステップと、塗布されたUV硬化型樹脂組成物を乾燥するステップとを含むことができる。
前記乾燥方法は特に限定しないが、熱風乾燥方法または赤外線乾燥方法であってもよい。
前記回路基板の製造方法は、前記UV硬化型樹脂層を形成するステップの後に、前記UV硬化型樹脂層上に離型フィルムを積層するステップと、前記離型フィルムの表面を圧着するステップとをさらに含んでもよい。
前記離型フィルムは、UV硬化型樹脂層上に積層されてからUV硬化型樹脂層の損傷なく除去できれば特に限定せず、例えば、シリコン系離型フィルムおよびフッ素系離型フィルムのうちの少なくとも1つを含むことができる。
前記離型フィルムの表面を圧着する方法は特に限定しないが、圧着板、熱圧着板、圧着ロール、または熱圧着ロールを用いて離型フィルムの表面を圧着することができる。この時、圧着時間および圧着する力は、離型フィルムの材質と厚さおよびUV硬化型樹脂層の材質に応じて変更して選択可能である。
前記回路基板の製造方法は、前記露光ステップの前または後に、前記離型フィルムを除去するステップをさらに含んでもよい。具体的には、前記離型フィルムは、前記露光ステップの前に除去するか、前記露光ステップの後に除去してもよい。
前記離型フィルムを除去する方法は特に限定しないが、接着ロールによって離型フィルムを除去することができる。
前記回路基板の製造方法は、前記透明基材中の補助電極パターンが形成された面の反対面側から光を照射する露光ステップを含む。
前記露光ステップの露光条件は、塗布されたフォトレジストの性質に応じて調節可能であり、特に限定しない。UV硬化型樹脂層が十分に露光されない場合、UV硬化型樹脂層が十分に硬化せず、現像工程中にUV硬化型樹脂層の表面が損傷することがあり、補助電極パターンとUV硬化型樹脂層との間で隙間が発生し得る。反面、UV硬化型樹脂層が過度に露光される場合、補助電極上に形成されているUV硬化型樹脂層の全部または一部が露光され、現像後、補助電極上部の全部または一部が露出しない問題が発生し得る。
前記回路基板の製造方法は、露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像してUV硬化型樹脂パターンを形成するステップを含む。
前記露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分は、UV硬化型樹脂層中の補助電極パターン上に位置する部分であり、補助電極パターン上に位置するUV硬化型樹脂層の一部分は、補助電極パターンによって光が遮断されて照射された光を受けられない。
前記露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像することにより、補助電極パターン上のUV硬化型樹脂が現像液によって現像されて補助電極パターンが露出する。
前記露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射された部分は、補助電極パターンが形成されず、前記透明基材中の補助電極パターンが形成された面の反対面側から照射された光を受けた部分であり、具体的には、前記露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射された部分は、補助電極パターンの間に形成されたUV硬化型樹脂層の一部である。前記露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像することにより形成されるUV硬化型樹脂パターンは、補助電極パターンの間に形成される。
前記補助電極パターンの厚さと前記UV硬化型樹脂パターンの厚さとの差は、200nm以下であってもよい。具体的には、前記補助電極パターンの厚さと前記UV硬化型樹脂パターンの厚さとの差は、0nm以上200nm以下であってもよいし、50nm以上150nm以下であってもよい。この場合、前記補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂パターンが備えられた透明基材上に形成される透明電極層が、段差によるクラックが発生しない利点がある。
前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像する方法は特に限定しないが、例えば、現像液を露光されたUV硬化型樹脂層に塗布または噴射するか、露光されたUV硬化型樹脂層を現像液に浸漬することができる。
前記回路基板の製造方法は、前記UV硬化型樹脂パターンを形成するステップの後に、前記補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂パターンが備えられた透明基材上に透明電極層を形成するステップをさらに含んでもよい。
前記透明電極層を形成する方法は特に限定しないが、前記補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂パターンが備えられた透明基材上に透明電極材料を蒸着させることができる。
前記透明電極層は、透明な金属酸化物層であるか、厚さが薄くて光透過性のある金属層であってもよい。
前記透明電極層は、ITO(Indium Tin Oxide)、ZnO、IZO(Indium Zinc Oxide)などの金属酸化物層で形成されるか、Al、Cuなどの薄い金属で形成される。
前記回路基板の製造方法は、前記電極層上に有機物層および追加の電極層を順次に形成するステップをさらに含んでもよい。
前記補助電極および電極層が電子素子の電極層に相当する場合、電子素子の種類に合わせた追加の層をさらに形成してもよい。例えば、前記電極層上に電子素子の種類に合わせた有機物層および追加の電極層をさらに形成してもよい。
前記電子素子は、タッチパネル、太陽電池、有機発光素子、照明および液晶表示装置などを含む。
電子素子において、透明性のために透明電極を備える場合が増加しており、電極に、透明性のためには、金属酸化物を使用するか、金属層を薄く蒸着しなければならない。金属酸化物の場合、抵抗が高く、導電性が良い金属でも、透明性を確保するだけ薄く蒸着する場合、抵抗が高くなる。
これによって、前記透明電極の抵抗を低下させるために、補助電極パターンを備えることができる。
電子素子の大きさが増加させたり、フレキシビリティを付与するなど、電子素子の応用を広げていく傾向に伴い、前記補助電極の抵抗をさらに低下させる必要性が高まっている。前記補助電極パターンの抵抗を低下させる方法として補助電極パターンの厚さを増加させる方法が考えられるが、この場合、図1に示されているように、補助電極パターンと基材との段差によって蒸着される電極層にクラックが形成され、電気的短絡または配線間ショートが発生し得る。
この問題点を解決するために、図2のように、補助電極パターンと基材との段差を低減可能な平坦化層を形成することができる。
以下、実施例を通じて本明細書をより詳細に説明する。しかし、以下の実施例は本明細書を例示するためのものに過ぎず、本明細書を限定するためのものではない。
[製造例]
UV硬化型樹脂組成物の製造
重量平均分子量が10,100g/mol、酸価77mgKOH/g、アクリル反応基の比率が30mol%のアクリレート樹脂16g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート7.5g、オキシム系光開始剤1g、Glide−410界面活性剤0.5gをPGMEA(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate)75gに溶解した後、0.1μmの大きさのフィルタで濾過して、UV硬化型樹脂組成物を製造した。
[実施例1]
銅が2μmの厚さに蒸着されているPET(polyethylene terephthalate)フィルム上に、リバースオフセット印刷工程により線幅15μmのレジストインクパターンを形成した後、銅エッチング工程により厚さ2μm、線幅8μmの銅補助電極パターンを形成した。
前記厚さ2μm、線幅8μmの銅補助電極が備えられた基材上に、前記製造例で製造されたUV硬化型樹脂組成物をスピンコーティング法を利用して塗布した後、80℃で3分間熱風乾燥して、UV硬化型樹脂組成物層を形成した。
前記UV硬化型樹脂組成物層上にフッ素系離型フィルムを積層した後、25Kgf/cmの圧力条件下、圧着ロールで圧着した。
前記銅補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂組成物層が備えられている基材の背面から100mJ/cmの露光量を照射した後、接着ロールにより離型フィルムを除去した。120℃で3分間、前記離型フィルムの除去された基材を追加的に熱風乾燥した。
KOH0.05wt%の現像液に2分間現像して、銅補助電極パターン上部の備えられているUV硬化型樹脂組成物層を除去した。
前記露出した銅補助電極パターン上に、厚さが100nmのITOを蒸着した。
[実施例2]
露光量を150mJ/cmに変更したことを除き、実施例1と同様に製造した。
[実施例3]
露光量を200mJ/cmに変更したことを除き、実施例1と同様に製造した。
[比較例1]
実施例1において、UV硬化型樹脂組成物層を形成せず、厚さ2μm、線幅8μmの銅補助電極パターンが備えられたPETフィルム上に、直に厚さが100nmのITOを蒸着した。
[比較例2]
銅が2μmの厚さに蒸着されているPET(polyethylene terephthalate)フィルム上に、リバースオフセット印刷工程により線幅15μmのレジストインクパターンを形成した後、銅エッチング工程により厚さ2μm、線幅8μmの銅補助電極パターンを形成した。
前記厚さ2μm、線幅8μmの銅補助電極が備えられた基材上に、製造例で製造されたUV硬化型樹脂組成物をスピンコーティング法を利用して塗布した後、120℃で3分間熱風乾燥して、UV硬化型樹脂組成物層を形成した。
前記銅補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂組成物層が備えられている基材の背面から100mJ/cmの露光量を照射した後、KOH0.05wt%の現像液に2分間現像して、銅補助電極パターン上部の備えられているUV硬化型樹脂組成物層を除去した。
前記露出した銅補助電極パターン上に、厚さが100nmのITOを蒸着した。
[比較例3]
露光量を150mJ/cmに変更したことを除き、比較例2と同様に製造した。
[比較例4]
露光量を200mJ/cmに変更したことを除き、比較例2と同様に製造した。
[実験例1]
走査電子顕微鏡(SEM)測定
PETフィルム上に備えられた補助電極パターンの走査電子顕微鏡(SEM)イメージを図5に示した。
実施例1のUV硬化型樹脂パターンおよび露出した補助電極パターンを示すSEMイメージを図6に示した。
実施例1〜3と比較例1〜4のITOが蒸着された表面を示すSEMイメージをそれぞれ図7〜10に示した。
図7(実施例2)と図8(比較例1)とを比較すれば、UV硬化型樹脂組成物層が備えられている場合、補助電極の境界部におけるITOクラックが発生しないことが分かる。
図9(実施例1〜3)と図10(比較例2〜4)とを比較すれば、実施例1〜3のように、離型フィルムを貼り合わせた状態で背面露光を進行させる場合、補助電極の上部に樹脂組成物層が残留しないことが分かり、比較例2〜4は、図10に示しているように、残留した樹脂組成物層が存在することが分かる。
[実験例2]
抵抗測定
実施例1〜3と比較例1〜4の補助電極パターンの上部にITO100nmを蒸着した後、Mitsubishi Chemical Corporation MCP−T600面抵抗測定器を用いて補助電極基板の面抵抗を測定した。
Figure 2018522377
前記表1により、補助電極の上部に樹脂組成物が残留した比較例2〜4は、面抵抗が高いことが分かる。これは、残留した樹脂組成物が補助電極のITOの面抵抗を低減する効果を阻害することが分かる。

Claims (4)

  1. 透明基材上に、厚さが1μm以上の補助電極パターンを形成するステップと、
    前記補助電極パターンが備えられた透明基材上に、UV硬化型樹脂組成物を塗布してUV硬化型樹脂層を形成するステップと、
    前記UV硬化型樹脂層上に離型フィルムを積層するステップと、
    前記離型フィルムの表面を圧着するステップと、
    前記透明基材中の補助電極パターンが形成された面の反対面側から光を照射する露光ステップと、
    露光後、前記UV硬化型樹脂層中の光が照射されない部分を現像してUV硬化型樹脂パターンを形成するステップと
    を含み、
    前記露光ステップの前または後に、
    前記離型フィルムを除去するステップをさらに含むものである
    回路基板の製造方法。
  2. 前記UV硬化型樹脂パターンを形成するステップの後に、
    前記補助電極パターンおよびUV硬化型樹脂パターンが備えられた透明基材上に電極層を形成するステップをさらに含む、
    請求項1に記載の回路基板の製造方法。
  3. 前記電極層上に有機物層および追加の電極層を順次に形成するステップをさらに含む、
    請求項2に記載の回路基板の製造方法。
  4. 前記補助電極パターンの厚さと前記UV硬化型樹脂パターンの厚さとの差は、
    200nm以下である、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の回路基板の製造方法。
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