JP2024011876A - Article production method - Google Patents

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Osamu Koga
幹大 新納
Mikio Shinno
諒 楠岡
Ryo Kusuoka
康祐 ▲高▼橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of suppressing deterioration in pattern shape or dimensional accuracy caused by a low speed of substitution of etchant with cleaning fluid.
SOLUTION: An article production method comprises: forming a resist pattern 12 on at least one surface of a plate-shaped metal material 11; performing etching using ferric chloride liquid, as etchant 13, on a region exposed at a position of an opening of the resist pattern 12 on the at least one surface; and subsequently washing using cleaning fluid 14 surfaces of the metal material 11 and the resist pattern 12. The washing using the cleaning fluid 14 is performed on the metal material 11 under a condition in which a potential of suppressing ionization of metal included in the metal material is applied.
SELECTED DRAWING: Figure 3
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an article.

カラー画像を表示可能な有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置には、カラーフィルタを利用するものと、赤色、緑色及び青色に発光する有機EL素子を利用するものとがある。後者の有機EL表示装置の製造では、例えば、赤色、緑色及び青色に発光する有機物を、蒸着マスクを介した蒸着によってガラス基板上へ堆積させる(特許文献1)。 Organic electroluminescence (EL) display devices capable of displaying color images include those that utilize color filters and those that utilize organic EL elements that emit red, green, and blue light. In the production of the latter organic EL display device, for example, organic substances that emit red, green, and blue light are deposited on a glass substrate by vapor deposition through a vapor deposition mask (Patent Document 1).

特開2022-75760号公報JP2022-75760A

本発明は、洗浄液によるエッチング液の置換の速度が低いことに起因したパターンの形状又は寸法精度の低下を生じ難くし得る技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique that can make it difficult for the shape or dimensional accuracy of a pattern to deteriorate due to a low rate of replacement of an etching solution by a cleaning solution.

本発明の一側面によると、板状の金属素材の少なくとも一方の面にレジストパターンを形成することと、前記少なくとも一方の面のうち前記レジストパターンの開口の位置で露出した領域を、エッチング液として塩化第二鉄液を用いてエッチングすることと、その後、前記金属素材及び前記レジストパターンの表面を洗浄液で洗浄することとを含み、前記洗浄液による洗浄は、前記金属素材にそれが含む金属のイオン化を抑制する電位が加わる条件下で行う物品の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a resist pattern is formed on at least one surface of a plate-shaped metal material, and a region of the at least one surface exposed at the position of the opening of the resist pattern is treated with an etching solution. The steps include etching using a ferric chloride solution, and then cleaning the surfaces of the metal material and the resist pattern with a cleaning solution, and the cleaning with the cleaning solution ionizes the metal contained in the metal material. Provided is a method for manufacturing an article under conditions in which a potential is applied that suppresses.

本発明の他の側面によると、対向電極と前記金属素材との間に前記洗浄液を介在させた状態で、前記金属素材の電位が前記対向電極の電位と比較してより低くなるようにそれらの間へ電圧を印加することを含んだ上記側面に係る物品の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, with the cleaning liquid interposed between the counter electrode and the metal material, the potential of the metal material is lower than the potential of the counter electrode. A method of manufacturing an article according to the above aspect is provided, comprising applying a voltage between the two.

本発明の更に他の側面によると、前記対向電極は、前記金属素材よりも標準酸化還元電位が高い導電材料からなる上記側面に係る物品の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an article according to the aspect, in which the counter electrode is made of a conductive material having a higher standard redox potential than the metal material.

本発明の更に他の側面によると、前記金属素材は、鉄、ニッケル、銅及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも1つの金属から形成されている上記側面の何れかに係る物品の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, the metal material is made of at least one metal selected from the group consisting of iron, nickel, copper, and alloys thereof. A method is provided.

本発明の更に他の側面によると、前記レジストパターンの厚さは5μm以上であり、前記開口は径が40μm以下のものを含んだ上記側面の何れかに係る物品の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an article according to any of the above aspects, wherein the resist pattern has a thickness of 5 μm or more, and the opening has a diameter of 40 μm or less.

本発明によれば、洗浄液によるエッチング液の置換の速度が低いことに起因したパターンの形状又は寸法精度の低下を生じ難くし得る技術が提供される。 According to the present invention, a technique is provided that can make it difficult to reduce the shape or dimensional accuracy of a pattern caused by the slow replacement rate of the etching solution with the cleaning solution.

図1は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one step in a method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another step in the method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing still another step in the method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention. 図4は、エッチング及びその後の洗浄を行うことによって得られた構造の一例を示す走査電子顕微鏡写真である。FIG. 4 is a scanning electron micrograph showing an example of a structure obtained by etching and subsequent cleaning. 図5は、エッチング及びその後の洗浄を行うことによって得られた構造の他の例を示す走査電子顕微鏡写真である。FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing another example of a structure obtained by etching and subsequent cleaning.

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記側面の何れかをより具体化したものである。以下に記載する事項は、単独で又は複数を組み合わせて、上記側面の各々に組み入れることができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below are more specific implementations of any of the above aspects. The matters described below can be incorporated into each of the above aspects alone or in combination.

また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の構成部材の材質、形状、及び構造等によって限定されるものではない。本発明の技術的思想には、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 In addition, the embodiments shown below illustrate configurations for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes the materials, shapes, structures, etc. of the following constituent members. It is not limited by. Various changes can be made to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims.

なお、同様又は類似した機能を有する要素については、以下で参照する図面において同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は模式的なものであり、或る方向の寸法と別の方向の寸法との関係、及び、或る部材の寸法と他の部材の寸法との関係等は、現実のものとは異なり得る。 Note that elements having the same or similar functions will be designated by the same reference numerals in the drawings referred to below, and overlapping explanations will be omitted. In addition, the drawings are schematic, and the relationship between dimensions in one direction and dimensions in another direction, and the relationship between the dimensions of a certain member and the dimensions of other members, etc. may differ from the actual one. It can be different.

図1は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。図2は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図である。図3は、本発明の一実施形態に係る物品の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one step in a method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another step in the method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing still another step in the method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention.

ここで説明する方法では、物品として、蒸着マスクを製造する。ここで説明する方法は、蒸着マスク以外の物品の製造に利用することもできる。 In the method described here, a vapor deposition mask is manufactured as an article. The method described here can also be used to manufacture articles other than vapor deposition masks.

蒸着マスクを製造するに当たり、先ず、図1に示す金属素材11を準備する。金属素材11は、板状である。金属素材11は、例えば、鉄、ニッケル、銅及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも1つの金属から形成されている。金属素材11の厚さは、例えば、15乃至200μmの範囲内にある。 In manufacturing a vapor deposition mask, first, a metal material 11 shown in FIG. 1 is prepared. The metal material 11 is plate-shaped. The metal material 11 is made of, for example, at least one metal selected from the group consisting of iron, nickel, copper, and alloys thereof. The thickness of the metal material 11 is, for example, within a range of 15 to 200 μm.

次に、図1に示すように、金属素材11の少なくとも一方の面にレジストパターン12を形成する。図1では、金属素材11の両面にレジストパターン12を形成している。レジストパターン12は、例えば、金属素材11へドライフィルムレジストをラミネートし、その後、ドライフィルムレジストへのパターン露光及び現像処理を順次行うことにより形成することができる。 Next, as shown in FIG. 1, a resist pattern 12 is formed on at least one surface of the metal material 11. In FIG. 1, resist patterns 12 are formed on both sides of a metal material 11. The resist pattern 12 can be formed, for example, by laminating a dry film resist onto the metal material 11, and then sequentially subjecting the dry film resist to pattern exposure and development.

レジストパターン12の厚さは、5μm以上であることが好ましい。レジストパターン12をドライフィルムレジストから形成する場合、その厚さを小さくすると、ラミネート工程において皺を生じ易くなるとともに、エッチング工程においてレジストパターン12の割れを生じ易くなる。 The thickness of the resist pattern 12 is preferably 5 μm or more. When the resist pattern 12 is formed from a dry film resist, if the thickness is reduced, wrinkles are likely to occur in the lamination process, and cracks in the resist pattern 12 are likely to occur in the etching process.

レジストパターン12の厚さは、15μm以下であることが好ましい。小さな開口径を有する貫通孔が設けられた蒸着マスクを得るためには、レジストパターン12は、厚さが小さいことが望ましい。 The thickness of the resist pattern 12 is preferably 15 μm or less. In order to obtain a vapor deposition mask provided with through holes having a small opening diameter, it is desirable that the resist pattern 12 has a small thickness.

レジストパターン12の各々は、複数のレジスト開口を有している。一方のレジストパターン12に設けられたレジスト開口は、他方のレジストパターン12に設けられたレジスト開口対応して配列している。一方のレジストパターン12に設けられた各レジスト開口は、このレジスト開口に対応して他方のレジストパターン12に設けられたレジスト開口と、金属素材11の厚さ方向に対して垂直な平面への正射影の中心位置が互いに等しい。 Each resist pattern 12 has a plurality of resist openings. The resist openings provided in one resist pattern 12 are arranged in correspondence with the resist openings provided in the other resist pattern 12. Each resist opening provided in one resist pattern 12 has a corresponding resist opening provided in the other resist pattern 12, and a resist opening provided in a plane perpendicular to the thickness direction of the metal material 11. The center positions of the projections are equal to each other.

ここでは、金属素材11の一方の面に設けられたレジストパターン12は、金属素材11の他方の面に設けられたレジストパターン12と比較して、レジスト開口径がより小さい。金属素材11の一方の面に設けられたレジストパターン12と、金属素材11の他方の面に設けられたレジストパターン12とは、レジスト開口の開口径が等しくてもよい。 Here, the resist pattern 12 provided on one surface of the metal material 11 has a smaller resist opening diameter than the resist pattern 12 provided on the other surface of the metal material 11. The resist pattern 12 provided on one surface of the metal material 11 and the resist pattern 12 provided on the other surface of the metal material 11 may have the same resist opening diameter.

これらレジスト開口、開口径が40μm以下のものを含んでいることが好ましい。金属素材11の両面にレジストパターン12が設けられている場合、それらレジストパターン12の一方のレジスト開口が40μm以下の開口径を有していてもよく、それらレジストパターン12の双方のレジスト開口が40μm以下の開口径を有していてもよい。なお、これらレジスト開口の開口径は、例えば、10μm以上である。 It is preferable that these resist openings include those having an opening diameter of 40 μm or less. When resist patterns 12 are provided on both sides of the metal material 11, one resist opening of these resist patterns 12 may have an opening diameter of 40 μm or less, and both resist openings of these resist patterns 12 may have an opening diameter of 40 μm or less. It may have the following opening diameters. Note that the opening diameter of these resist openings is, for example, 10 μm or more.

次に、第1エッチング工程を実施する。第1エッチング工程では、図2に示すように、レジストパターン12をエッチングマスクとして用いた金属素材11のエッチングを行って、レジストパターン12のレジスト開口の位置で金属素材11の表面に凹部を形成する。ここでは、金属素材11の一方の面の凹部と、金属素材11の他方の面の凹部とは、それらが繋がらない深さに形成する。 Next, a first etching step is performed. In the first etching step, as shown in FIG. 2, the metal material 11 is etched using the resist pattern 12 as an etching mask to form a recess on the surface of the metal material 11 at the position of the resist opening of the resist pattern 12. . Here, the recess on one surface of the metal material 11 and the recess on the other surface of the metal material 11 are formed to a depth that does not connect them.

上記の通り、ここでは、金属素材11の一方の面に設けられたレジストパターン12は、金属素材11の他方の面に設けられたレジストパターン12と比較して、レジスト開口の開口径がより小さい。従って、金属素材11の一方の面に形成される凹部は、金属素材11の他方の面に形成される凹部と比較して、開口径がより小さい。 As described above, here, the resist pattern 12 provided on one surface of the metal material 11 has a smaller resist opening diameter than the resist pattern 12 provided on the other surface of the metal material 11. . Therefore, the recess formed on one surface of the metal material 11 has a smaller opening diameter than the recess formed on the other surface of the metal material 11.

このエッチングでは、エッチング液13として、例えば、塩化第二鉄液を使用する。塩化第二鉄液は、大きな比重を有するように調製されたものであること、例えば、比重が1.54乃至1.61g/cmの範囲内になるように調製されたものであることが好ましい。 In this etching, for example, a ferric chloride solution is used as the etching solution 13. The ferric chloride liquid must be prepared to have a large specific gravity, for example, within the range of 1.54 to 1.61 g/ cm3 . preferable.

エッチング液13による金属素材11のエッチングは、エッチング液13を金属素材11へ接触させることにより行う。例えば、エッチング液13を金属素材11へ向けてスプレーするか、又は、金属素材11をエッチング液13に浸漬させることにより、エッチング液13を金属素材11へ接触させる。 Etching of the metal material 11 with the etching liquid 13 is performed by bringing the etching liquid 13 into contact with the metal material 11. For example, the etching liquid 13 is brought into contact with the metal material 11 by spraying the etching liquid 13 toward the metal material 11 or by immersing the metal material 11 in the etching liquid 13 .

金属素材11には、高温のエッチング液13を接触させることが好ましい。例えば、エッチング液13の液温は、55乃至80℃の範囲内とすることが好ましい。 It is preferable that the metal material 11 is brought into contact with a high temperature etching solution 13 . For example, the temperature of the etching solution 13 is preferably within the range of 55 to 80°C.

次に、第1洗浄工程を実施する。第1洗浄工程では、図3に示すように、両面に凹部が設けられた金属素材11とレジストパターン12との複合体を洗浄液14で洗浄する。洗浄液14としては、例えば、水を使用する。洗浄液14による洗浄は、例えば、上記の複合体を洗浄液14に浸漬させることにより行うか、この複合体へ向けて洗浄液14を噴霧若しくは吐出することにより行うか、又は、それらの組み合わせにより行う。 Next, a first cleaning step is performed. In the first cleaning step, as shown in FIG. 3, a composite of a metal material 11 and a resist pattern 12, each of which has recesses on both sides, is cleaned with a cleaning liquid 14. For example, water is used as the cleaning liquid 14. Cleaning with the cleaning liquid 14 is performed, for example, by immersing the above composite in the cleaning liquid 14, by spraying or discharging the cleaning liquid 14 toward the composite, or by a combination thereof.

洗浄液14による洗浄は、金属素材11にそれが含む金属のイオン化を抑制する電位が加わる条件下で行う。ここでは、洗浄槽と2つの対向電極15と電圧印加装置16とを備えた洗浄装置を使用することによって、金属素材11と対向電極15との間に、金属素材11が含む金属のイオン化を抑制する電圧を加えながら、洗浄液14による洗浄を行う。洗浄装置は、洗浄液14を吐出するノズルを更に備えていてもよい。 Cleaning with the cleaning liquid 14 is performed under conditions where a potential is applied to the metal material 11 to suppress ionization of the metal contained therein. Here, by using a cleaning device equipped with a cleaning tank, two counter electrodes 15, and a voltage application device 16, ionization of the metal contained in the metal material 11 is suppressed between the metal material 11 and the counter electrode 15. Cleaning with the cleaning liquid 14 is performed while applying a voltage of The cleaning device may further include a nozzle that discharges the cleaning liquid 14.

各対向電極15と金属素材11とは、それらの間にレジストパターン12及び洗浄液14を介在させた状態で、互いに向き合っている。対向電極15は、どのような形状を有していてもよい。例えば、対向電極15は、板状であってもよく、網状であってもよい。対向電極15は、洗浄液14と接していれば、金属素材11と向き合っていなくてもよい。洗浄装置は、ここでは一対の対向電極15を含んでいるが、洗浄装置が含む対向電極15の数は1以上であればよい。 Each counter electrode 15 and the metal material 11 face each other with the resist pattern 12 and the cleaning liquid 14 interposed therebetween. The counter electrode 15 may have any shape. For example, the counter electrode 15 may be plate-shaped or mesh-shaped. The counter electrode 15 does not need to face the metal material 11 as long as it is in contact with the cleaning liquid 14 . Although the cleaning device includes a pair of opposing electrodes 15 here, the number of opposing electrodes 15 included in the cleaning device may be one or more.

対向電極15は、好ましくは、金属素材11よりも標準酸化還元電位が高い導電材料からなる。例えば、対向電極15は、白金、金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム及びイリジウムからなる群より選択される少なくとも1つの貴金属から形成される。 The counter electrode 15 is preferably made of a conductive material having a higher standard redox potential than the metal material 11. For example, the counter electrode 15 is formed from at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, gold, rhodium, palladium, ruthenium, and iridium.

電圧印加装置16は、金属素材11の電位が対向電極15の電位と比較してより低くなるようにそれらの間へ電圧を印加する。電圧印加装置16は、洗浄液14による洗浄を開始してから終了するまでの期間の一部で又はこの期間の全体に亘って、対向電極15と金属素材11との間へ電圧を印加する。金属素材11の電位を対向電極15の電位と比較してより低くすることにより、金属素材11が含んでいる金属のイオン化が生じ難くなる。 The voltage application device 16 applies a voltage between the metal material 11 such that the potential of the metal material 11 is lower than the potential of the counter electrode 15. The voltage application device 16 applies a voltage between the counter electrode 15 and the metal material 11 during a part of or the entire period from the start to the end of cleaning with the cleaning liquid 14. By making the potential of the metal material 11 lower than the potential of the counter electrode 15, ionization of the metal contained in the metal material 11 becomes less likely to occur.

次に、両面に凹部が設けられた金属素材11とレジストパターン12との複合体を乾燥させる。続いて、この複合体の一方の面に液状樹脂を塗布し、塗膜を硬化させる。これにより、金属素材11の一方の面に設けられた、より小さな開口径を有している凹部を、樹脂硬化物で埋め込む。 Next, the composite of the metal material 11 and the resist pattern 12, each of which has concave portions on both sides, is dried. Subsequently, a liquid resin is applied to one side of the composite and the coating is cured. As a result, the recessed portion provided on one surface of the metal material 11 and having a smaller opening diameter is filled with the cured resin material.

次に、第2エッチング工程を実施する。第2エッチング工程では、レジストパターン12及び樹脂硬化物層をエッチングマスクとして用いた金属素材11のエッチングを行って、開口径がより大きな凹部を、開口径がより小さな凹部に繋がるまで深くする。これにより、金属素材11に貫通孔を形成する。第2エッチング工程は、エッチングすべき対象物が異なること以外は、第1エッチング工程について上述したのと同様の方法により行うことができる。 Next, a second etching step is performed. In the second etching step, the metal material 11 is etched using the resist pattern 12 and the cured resin layer as an etching mask to deepen the recesses with larger opening diameters until they connect to the recesses with smaller opening diameters. Thereby, a through hole is formed in the metal material 11. The second etching step can be performed in the same manner as described above for the first etching step, except that the object to be etched is different.

次に、第2洗浄工程を実施する。第2洗浄工程では、貫通孔が設けられた金属素材11とレジストパターン12と樹脂硬化物層との複合体を洗浄液で洗浄する。第2洗浄工程は、洗浄すべき対象物が異なること以外は、第1洗浄工程について上述したのと同様の方法により行うことができる。 Next, a second cleaning step is performed. In the second cleaning step, the composite of the metal material 11 provided with through holes, the resist pattern 12, and the cured resin layer is cleaned with a cleaning liquid. The second cleaning process can be performed in the same manner as described above for the first cleaning process, except that the object to be cleaned is different.

その後、金属素材11からレジストパターン12及び樹脂硬化物層を除去する。更に、金属素材11を洗浄及び乾燥に供する。以上のようにして、貫通孔が設けられた金属素材11を蒸着マスクとして得る。 Thereafter, the resist pattern 12 and the cured resin layer are removed from the metal material 11. Furthermore, the metal material 11 is washed and dried. In the manner described above, the metal material 11 provided with through holes is obtained as a vapor deposition mask.

エッチングによって凹部又は貫通孔を形成する場合、その後の洗浄工程における洗浄液によるエッチング液の置換の速度が低いと、凹部又は貫通孔からなるパターンの形状又は寸法精度が低下する。これは、凹部又は貫通孔の開口径が小さい場合に特に顕著である。上述した方法によれば、洗浄液によるエッチング液の置換の速度が低いことに起因したパターンの形状又は寸法精度の低下を生じ難くすることができる。これについて、以下に説明する。 When forming recesses or through holes by etching, if the rate of replacement of the etching liquid by the cleaning liquid in the subsequent cleaning step is low, the shape or dimensional accuracy of the pattern consisting of the recesses or through holes will deteriorate. This is particularly noticeable when the opening diameter of the recess or through hole is small. According to the above-described method, it is possible to make it difficult for the shape or dimensional accuracy of the pattern to deteriorate due to the slow rate of replacement of the etching solution by the cleaning solution. This will be explained below.

解像度が100PPI(pixels per inch)程度である、画素サイズが比較的大きな有機EL表示装置の製造では、蒸着マスクとして、貫通孔の開口径が85μm程度のものを使用していた。 In manufacturing an organic EL display device with a relatively large pixel size and a resolution of about 100 PPI (pixels per inch), a vapor deposition mask with a through-hole opening diameter of about 85 μm has been used.

しかしながら、近年、スマートフォンや仮想現実(VR)装置などの多様な電子機器で、超高解像度(UHD)の表示装置が要求されてきている。これに伴って、蒸着マスクにも超高解像度(UHD級)のパターンを形成することができる微細な貫通孔が要求されるようになっている。例えば、解像度が350PPIの有機EL表示装置の製造では、貫通孔の開口径が40μm程度の蒸着マスクが要求される。 However, in recent years, ultra-high resolution (UHD) display devices have been required for various electronic devices such as smartphones and virtual reality (VR) devices. Along with this, vapor deposition masks are also required to have minute through-holes that can form ultra-high resolution (UHD class) patterns. For example, in manufacturing an organic EL display device with a resolution of 350 PPI, a vapor deposition mask with a through-hole opening diameter of about 40 μm is required.

小さな開口径を有する貫通孔が設けられた蒸着マスクを得るためには、上記の通り、レジストパターンは、厚さが小さく、貫通孔の開口径が小さいことが必要である。しかしながら、レジストパターンをドライフィルムレジストから形成する場合、その厚さを小さくすると、ラミネート工程において皺を生じ易くなるとともに、エッチング工程においてレジストパターンの割れを生じ易くなる。従って、上述した開口径を有する貫通孔が設けられた蒸着マスクを得るためには、エッチングマスクとしてのレジストパターンは、レジスト開口の開口径が20μm程度であることが必要であり、5μm以上の厚さを有していることが望ましい。 In order to obtain a vapor deposition mask provided with through holes having a small opening diameter, the resist pattern needs to have a small thickness and the opening diameter of the through holes must be small, as described above. However, when a resist pattern is formed from a dry film resist, if the thickness is reduced, wrinkles are likely to occur in the lamination process, and cracks in the resist pattern are likely to occur in the etching process. Therefore, in order to obtain a vapor deposition mask provided with through holes having the above-mentioned opening diameter, the resist pattern used as an etching mask needs to have a resist opening diameter of about 20 μm and a thickness of 5 μm or more. It is desirable that the

ところで、鉄、ニッケル、銅などの単体金属又はそれらの合金からなる金属素材のエッチングは、一般に、安価なエッチング液である塩化第二鉄液をスプレーすることで行っている。高温であり且つ比重が大きな塩化第二鉄液な、例えば、液温が55乃至80℃の範囲内にあり、比重が1.54乃至1.61g/cmの範囲内にある塩化第二鉄液をエッチングに用いると、エッチング後の表面は滑らかになる。エッチング後の表面が滑らかになるエッチングによって形成される貫通孔は、開口形状の真円度が高く、開口径の面内ばらつきが小さい。従って、上記のエッチングには、一般に、高温であり且つ比重が大きな塩化第二鉄液が用いられている。 Incidentally, metal materials made of single metals such as iron, nickel, and copper or alloys thereof are generally etched by spraying a ferric chloride solution, which is an inexpensive etching solution. Ferric chloride liquid with high temperature and high specific gravity, for example, ferric chloride with liquid temperature in the range of 55 to 80°C and specific gravity in the range of 1.54 to 1.61 g/cm 3 When a liquid is used for etching, the surface after etching becomes smooth. A through-hole formed by etching that has a smooth surface after etching has a highly rounded opening shape and small in-plane variations in opening diameter. Therefore, the above-mentioned etching generally uses a ferric chloride solution that is high in temperature and has a large specific gravity.

しかしながら、比重が大きな塩化第二鉄液には、粘性が高いため、エッチング後の洗浄工程における洗浄液との置換性が劣るという問題がある。この置換性の問題は、レジストパターンに設けられるレジスト開口の開口径が小さくなるほどより顕著になる。 However, a ferric chloride solution with a large specific gravity has a problem in that it has a high viscosity and thus has poor replaceability with a cleaning liquid in a cleaning process after etching. This problem of substitutability becomes more pronounced as the opening diameter of resist openings provided in the resist pattern becomes smaller.

この置換性が劣っている場合、例えば、レジストパターンのレジスト開口間で、洗浄液によるエッチング液の置換の速度に相違を生じる。それ故、これらレジスト開口の位置で、エッチングの進行度に相違を生じる。その結果、金属素材に形成された凹部は開口径に大きなばらつきを有することになるか、又は、この金属素材から得られる蒸着マスクは貫通孔の開口径に大きなばらつきを有することになる。 If this replacement property is poor, for example, the speed at which the etching solution is replaced by the cleaning solution differs between resist openings in the resist pattern. Therefore, the degree of progress of etching differs depending on the position of these resist openings. As a result, the recesses formed in the metal material will have large variations in opening diameter, or the vapor deposition masks obtained from this metal material will have large variations in the opening diameter of the through holes.

或いは、上記の置換性が劣っている場合、レジストパターンの1以上のレジスト開口内に、洗浄液によるエッチング液の置換の速度が異なる領域を生じる。置換の速度が異なる領域を1つのレジスト開口内に生じると、そのレジスト開口の位置で、エッチングの進行度が異なる部分を生じることになる。その結果、金属素材に形成された凹部、又は、この金属素材から得られる蒸着マスクの貫通孔は、開口の形状精度が低いものとなる。 Alternatively, if the above-mentioned replacement property is poor, regions are created in one or more resist openings of the resist pattern where the rate of replacement of the etching solution by the cleaning solution is different. If regions with different rates of substitution occur within one resist opening, portions with different rates of etching will occur at the positions of the resist opening. As a result, the shape accuracy of the opening of the recess formed in the metal material or the through hole of the vapor deposition mask obtained from this metal material is low.

図4は、エッチング及びその後の洗浄を行うことによって得られた構造の一例を示す走査電子顕微鏡写真である。図5は、エッチング及びその後の洗浄を行うことによって得られた構造の他の例を示す走査電子顕微鏡写真である。 FIG. 4 is a scanning electron micrograph showing an example of a structure obtained by etching and subsequent cleaning. FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing another example of a structure obtained by etching and subsequent cleaning.

図4及び図5に示す構造は、図2を参照しながら説明した第1エッチング工程を実施し、次いで、対向電極15及び電圧印加装置16を省略したこと以外は第1洗浄工程と同様の洗浄工程を実施し、その後、金属素材11からのレジストパターン12の除去、金属素材11の洗浄、及びその乾燥を順次行うことによって得られたものである。ここでは、レジストパターン12の厚さは10μmとし、そのレジスト開口の開口は略正方形状としている。 The structure shown in FIGS. 4 and 5 is obtained by carrying out the first etching process described with reference to FIG. This was obtained by carrying out the process, and then sequentially removing the resist pattern 12 from the metal material 11, cleaning the metal material 11, and drying it. Here, the thickness of the resist pattern 12 is 10 μm, and the resist opening has a substantially square shape.

このように、洗浄工程において、対向電極15及び電圧印加装置16を利用した電圧印加を行わない場合、形状及び寸法精度に優れたパターンだけでなく、形状又は寸法精度に劣るパターンも生じる。それ故、パターンの形状及び寸法精度に優れた蒸着マスクを製造することができない。 As described above, in the cleaning process, when no voltage is applied using the counter electrode 15 and the voltage application device 16, not only patterns with excellent shape and dimensional accuracy but also patterns with poor shape and dimensional accuracy are produced. Therefore, it is impossible to manufacture a vapor deposition mask with excellent pattern shape and dimensional accuracy.

これに対し、図1乃至図3を参照しながら説明した方法では、洗浄工程において、対向電極15及び電圧印加装置16を利用した電圧印加を行う。この電圧印加により、洗浄工程において、金属素材11が含んでいる金属のイオン化は生じ難くなる。それ故、エッチングの進行度のばらつきを小さくすることができ、従って、パターンの形状及び寸法精度に優れた蒸着マスクを製造することが可能となる。 In contrast, in the method described with reference to FIGS. 1 to 3, a voltage is applied using the counter electrode 15 and the voltage application device 16 in the cleaning step. This voltage application makes it difficult for the metal contained in the metal material 11 to be ionized in the cleaning process. Therefore, it is possible to reduce variations in the degree of progress of etching, and it is therefore possible to manufacture a vapor deposition mask with excellent pattern shape and dimensional accuracy.

以下に、本発明に関連して行った試験を記載する。 Below, tests conducted in connection with the present invention are described.

(実施例)
本例では、蒸着マスクを、図1乃至図3を参照しながら説明した方法により製造した。
(Example)
In this example, a vapor deposition mask was manufactured by the method described with reference to FIGS. 1 to 3.

具体的には、金属素材11として、巻取りロールから供給された長尺巻き物の金属箔であって、厚さが0.025mmの低熱膨張性のインバー材を用いた。この金属素材11の両面に、脱脂処理、整面処理、及び洗浄処理を順次施した。次に、金属素材11の両面に、10μm厚のドライフィルムレジストをラミネートした。次いで、露光マスクを介して、金属素材11にラミネートしたドライフィルムレジストの各々をパターン露光した。その後、35℃の1%炭酸ナトリウム溶液を用いた現像処理によって、これらドライフィルムレジストから未露光部を除去した。以上のようにして、図1に示すように、金属素材11と、その一方の面に設けられたレジストパターンと、その他方の面に設けられたレジストパターン12とからなる複合体を得た。ここでは、一方のレジストパターン12に設けたレジスト開口の開口径は10μmとし、他方のレジストパターン12に設けたレジスト開口の開口径はより大きくした。 Specifically, as the metal material 11, a long roll of metal foil supplied from a take-up roll and a low thermal expansion Invar material with a thickness of 0.025 mm was used. Both surfaces of this metal material 11 were sequentially subjected to degreasing treatment, surface smoothing treatment, and cleaning treatment. Next, a 10 μm thick dry film resist was laminated on both sides of the metal material 11. Next, each of the dry film resists laminated on the metal material 11 was pattern-exposed through an exposure mask. Thereafter, unexposed areas were removed from these dry film resists by development using a 1% sodium carbonate solution at 35°C. In this way, as shown in FIG. 1, a composite body consisting of a metal material 11, a resist pattern provided on one surface thereof, and a resist pattern 12 provided on the other surface was obtained. Here, the opening diameter of the resist opening provided in one resist pattern 12 was set to 10 μm, and the opening diameter of the resist opening provided in the other resist pattern 12 was made larger.

次に、第1エッチング工程を実施することにより、図2に示すように、金属素材11の両面に凹部を形成した。このエッチングは、エッチング槽内でスプレーノズルからエッチング液13を上記の複合体へ向けて噴霧することにより行った。エッチング液13としては、比重が1.525g/cmの塩化第二鉄液を使用した。エッチング液13の温度は65℃とした。 Next, a first etching step was performed to form recesses on both sides of the metal material 11, as shown in FIG. This etching was performed by spraying the etching solution 13 toward the above composite from a spray nozzle in an etching tank. As the etching solution 13, a ferric chloride solution having a specific gravity of 1.525 g/cm 3 was used. The temperature of the etching solution 13 was 65°C.

次に、第1洗浄工程を実施した。第1洗浄工程では、金属素材11の両面に凹部を形成した上記複合体を、図3に示すように洗浄液14中に浸漬させるとともに、この複合体へ向けてノズルから洗浄液14を吐出させた。洗浄液14としては、水を使用した。対向電極15としては、白金製の電極を使用した。 Next, a first cleaning step was performed. In the first cleaning step, the composite body in which recesses were formed on both sides of the metal material 11 was immersed in the cleaning liquid 14 as shown in FIG. 3, and the cleaning liquid 14 was discharged from a nozzle toward the composite body. As the cleaning liquid 14, water was used. As the counter electrode 15, a platinum electrode was used.

次に、両面に凹部が設けられた金属素材11とレジストパターン12との複合体を乾燥させた。続いて、この複合体の一方の面に液状樹脂を塗布し、塗膜を硬化させた。これにより、金属素材11の一方の面に設けられた、より小さな開口径を有している凹部を、樹脂硬化物で埋め込んだ。 Next, the composite of the metal material 11 and the resist pattern 12, each of which had concave portions on both sides, was dried. Subsequently, a liquid resin was applied to one side of this composite, and the coating film was cured. As a result, the recessed portion provided on one surface of the metal material 11 and having a smaller opening diameter was filled with the cured resin.

次に、第2エッチング工程を実施した。第2エッチング工程では、レジストパターン12及び樹脂硬化物層をエッチングマスクとして用いた金属素材11のエッチングを行って、開口径がより大きな凹部を、開口径がより小さな凹部に繋がるまで深くした。これにより、金属素材11に貫通孔を形成した。第2エッチング工程は、エッチングすべき対象物が異なること以外は、第1エッチング工程と同様の方法により行った。 Next, a second etching step was performed. In the second etching step, the metal material 11 was etched using the resist pattern 12 and the cured resin layer as an etching mask to deepen the recesses with larger opening diameters until they connected to the recesses with smaller opening diameters. As a result, a through hole was formed in the metal material 11. The second etching step was performed in the same manner as the first etching step, except that the object to be etched was different.

次に、第2洗浄工程を実施した。第2洗浄工程では、貫通孔が設けられた金属素材11とレジストパターン12と樹脂硬化物層との複合体を洗浄液で洗浄した。第2洗浄工程は、洗浄すべき対象物が異なること以外は、第1洗浄工程と同様の方法により行った。 Next, a second cleaning step was performed. In the second cleaning step, the composite of the metal material 11 provided with through holes, the resist pattern 12, and the cured resin layer was cleaned with a cleaning liquid. The second cleaning process was performed in the same manner as the first cleaning process, except that the object to be cleaned was different.

次いで、金属素材11からレジストパターン12及び樹脂硬化物層を除去した。具体的には、50℃の5%の水酸化ナトリウム溶液を上記の複合体へ噴霧して、レジストパターン12及び樹脂硬化物層を溶解剥離した。 Next, the resist pattern 12 and the cured resin layer were removed from the metal material 11. Specifically, a 5% sodium hydroxide solution at 50° C. was sprayed onto the above composite to dissolve and peel off the resist pattern 12 and the cured resin layer.

その後、金属素材11を洗浄及び乾燥に供した。以上のようにして、貫通孔が設けられた金属素材11を蒸着マスクとして得た。 Thereafter, the metal material 11 was washed and dried. In the manner described above, a metal material 11 provided with through holes was obtained as a vapor deposition mask.

また、レジストパターン12の厚さ、及び、上記一方のレジストパターン12に設けるレジスト開口の開口径の少なくとも一方を変化させたこと以外は、上述したのと同様の方法により、複数の蒸着マスクを製造した。なお、厚さが15μm又は20μmのドライフィルムレジストを使用して、開口径が10μmのレジスト開口を有するレジストパターンを形成するべくパターン露光を行った場合、ドライフィルムレジストにレジスト開口を形成することはできなかったため、その後のエッチング等は行わなかった。 In addition, a plurality of vapor deposition masks were manufactured by the same method as described above, except that at least one of the thickness of the resist pattern 12 and the opening diameter of the resist opening provided in one of the resist patterns 12 was changed. did. Note that when a dry film resist with a thickness of 15 μm or 20 μm is used and pattern exposure is performed to form a resist pattern having resist openings with an opening diameter of 10 μm, it is impossible to form resist openings in the dry film resist. Since this could not be done, subsequent etching etc. were not performed.

(比較例)
本例では、対向電極15及び電圧印加装置16を省略して、第1及び第2洗浄工程における電圧印加を行わなかったこと以外は、上記実施例と同様の方法により、複数の蒸着マスクを製造した。なお、本例でも、厚さが15μm又は20μmのドライフィルムレジストを使用して、開口径が10μmのレジスト開口を有するレジストパターンを形成するべくパターン露光を行った場合、ドライフィルムレジストにレジスト開口を形成することはできなかったため、その後のエッチング等は行わなかった。
(Comparative example)
In this example, a plurality of evaporation masks were manufactured by the same method as in the above example, except that the counter electrode 15 and the voltage application device 16 were omitted, and no voltage was applied in the first and second cleaning steps. did. In addition, in this example, when a dry film resist with a thickness of 15 μm or 20 μm is used and pattern exposure is performed to form a resist pattern having resist openings with an opening diameter of 10 μm, the resist openings are formed in the dry film resist. Since it could not be formed, subsequent etching etc. were not performed.

(評価)
実施例及び比較例に係る蒸着マスクについて、貫通孔の開口径及び開口形状を調べた。そして、開口径の面内ばらつきが十分に小さく且つ開口径の形状精度に優れていたものについては、「A」と評価した。開口径の面内ばらつきがやや大きいか又は開口径の形状精度にやや劣るものについては、「B」と評価した。また、開口径の面内ばらつきが大きいか又は開口径の形状精度に劣るものについては、「C」と評価した。
(evaluation)
Regarding the vapor deposition masks according to Examples and Comparative Examples, the opening diameter and opening shape of the through holes were investigated. A sample in which the in-plane variation in the opening diameter was sufficiently small and the shape accuracy of the opening diameter was excellent was evaluated as "A". Those in which the in-plane variation in the aperture diameter was slightly large or the shape accuracy of the aperture diameter was slightly inferior were evaluated as "B". In addition, those in which the in-plane variation in the opening diameter was large or the shape accuracy of the opening diameter was poor were evaluated as "C".

実施例に係る蒸着マスクについて得られた評価結果を、以下の表1に示す。また、比較例に係る蒸着マスクについて得られた評価結果を、以下の表2に示す。 The evaluation results obtained for the vapor deposition masks according to Examples are shown in Table 1 below. Furthermore, the evaluation results obtained for the vapor deposition mask according to the comparative example are shown in Table 2 below.

表1に示すように、実施例の方法では、レジストパターン12の厚さ、及び、上記一方のレジストパターン12に設けるレジスト開口の開口径が如何様であろうと、開口径の面内ばらつきが十分に小さく且つ開口径の形状精度に優れた貫通孔を金属素材11に形成することができた。 As shown in Table 1, in the method of the embodiment, regardless of the thickness of the resist pattern 12 and the opening diameter of the resist opening provided in one of the resist patterns 12, the in-plane variation in the opening diameter is sufficient. It was possible to form a through hole in the metal material 11 that was small and had an excellent opening diameter shape accuracy.

他方、比較例の方法では、表2に示すように、上記一方のレジストパターン12に設けるレジスト開口の開口径が40μmである場合には、レジストパターン12の厚さが如何様であろうと、開口径の面内ばらつきが十分に小さく且つ開口径の形状精度に優れた貫通孔を金属素材11に形成することができた。しかしながら、比較例の方法では、上記一方のレジストパターン12に設けるレジスト開口の開口径を小さくすると、開口径の面内ばらつきが大きくなるか又は開口径の形状精度が低下した。また、比較例の方法では、上記一方のレジストパターン12に設けるレジスト開口の開口径が小さい場合、レジストパターン12の厚さを大きくするほど、開口径の面内ばらつきが大きくなるか又は開口径の形状精度が低下するという傾向が見られた。 On the other hand, in the method of the comparative example, as shown in Table 2, if the opening diameter of the resist opening provided in one of the resist patterns 12 is 40 μm, no matter what the thickness of the resist pattern 12 is, the opening is It was possible to form a through hole in the metal material 11 in which the in-plane variation in diameter was sufficiently small and the shape accuracy of the opening diameter was excellent. However, in the method of the comparative example, when the aperture diameter of the resist aperture provided in one of the resist patterns 12 was made smaller, the in-plane variation in the aperture diameter increased or the shape accuracy of the aperture diameter decreased. In addition, in the method of the comparative example, when the opening diameter of the resist opening provided in one of the resist patterns 12 is small, the greater the thickness of the resist pattern 12, the greater the in-plane variation in the opening diameter or the larger the opening diameter. There was a tendency for shape accuracy to decrease.

11…金属素材、12…レジストパターン、13…エッチング液、14…洗浄液、15…対向電極、16…電圧印加装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Metal material, 12... Resist pattern, 13... Etching liquid, 14... Cleaning liquid, 15... Counter electrode, 16... Voltage application device.

Claims (5)

板状の金属素材の少なくとも一方の面にレジストパターンを形成することと、
前記少なくとも一方の面のうち前記レジストパターンの開口の位置で露出した領域を、エッチング液として塩化第二鉄液を用いてエッチングすることと、
その後、前記金属素材及び前記レジストパターンの表面を洗浄液で洗浄することと
を含み、前記洗浄液による洗浄は、前記金属素材にそれが含む金属のイオン化を抑制する電位が加わる条件下で行う物品の製造方法。
forming a resist pattern on at least one surface of a plate-shaped metal material;
Etching a region of the at least one surface exposed at the position of the opening of the resist pattern using a ferric chloride solution as an etching solution;
After that, the surface of the metal material and the resist pattern is cleaned with a cleaning liquid, and the cleaning with the cleaning liquid is performed under conditions where a potential that suppresses ionization of the metal contained in the metal material is applied to the metal material. Method.
前記洗浄液による洗浄は、対向電極と前記金属素材との間に前記洗浄液を介在させた状態で、前記金属素材の電位が前記対向電極の電位と比較してより低くなるようにそれらの間へ電圧を印加することを含んだ請求項1に記載の物品の製造方法。 The cleaning with the cleaning liquid involves applying a voltage between the counter electrode and the metal material so that the potential of the metal material is lower than the potential of the counter electrode, with the cleaning solution interposed between the counter electrode and the metal material. A method for manufacturing an article according to claim 1, comprising applying. 前記対向電極は、前記金属素材よりも標準酸化還元電位が高い導電材料からなる請求項2に記載の物品の製造方法。 3. The method of manufacturing an article according to claim 2, wherein the counter electrode is made of a conductive material having a higher standard redox potential than the metal material. 前記金属素材は、鉄、ニッケル、銅及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも1つの金属から形成されている請求項1に記載の物品の製造方法。 2. The method of manufacturing an article according to claim 1, wherein the metal material is made of at least one metal selected from the group consisting of iron, nickel, copper, and alloys thereof. 前記レジストパターンの厚さは5μm以上であり、前記開口は径が40μm以下のものを含んだ請求項1に記載の物品の製造方法。
2. The method of manufacturing an article according to claim 1, wherein the resist pattern has a thickness of 5 μm or more, and the opening has a diameter of 40 μm or less.
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