JP5486019B2 - 導電性パターンおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、導電性パターンおよびその製造方法に関する。本出願は２００９年２月６日および２００９年１２月２１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００９−０００９７５０号および第１０−２００９−０１２７７５６号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
タッチスクリーン、ディスプレイ、半導体などの電子素子には電極のような導電性部品が用いられている。最近では、各種の電子素子に透明性が要求されることにより、前記導電性部品も、優れた導電性を有することのみならず、目立たないようにすることが要求されている。特に、タッチスクリーンはタッチに対する感受性および多重タッチの認識性が益々高く求められており、このような性能を発揮する導電性部品の開発が求められている。
前記導電性部品は導電性パターンや透明導電性膜の形態で形成されることができる。しかし、前記導電性部品が導電性パターンの形態で形成される場合、従来の印刷方法では導電性パターンの線幅を小さく形成するのに限界があり、フォトリソグラフィ法は、導電性パターンの線幅を小さく形成するが、高価の装置を使用するために費用が高くなるという短所がある。したがって、前記導電性部品が目立たないようにするために透明導電性膜の形態で形成されてきた。
例えば、一般的にタッチスクリーンはＩＴＯ基盤の導電性膜をパターニングして使っているが、このようなＩＴＯは大面積タッチスクリーンに適用する時に自体的な高い抵抗値によるＲＣ遅延によって認識速度が低いという問題がある。このような問題点を克服するために、多くのメーカーは印刷方式を利用してＩＴＯを代替するための技術を開発中であるが、このような技術は視認性の側面で目立たない超微細パターンを作り難いという短所がある。
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明は、超微細線幅を有する導電性パターンを経済的に提供することができ、大面積にも製造できる方法およびこれによって形成された超微細線幅を有する導電性パターンを提供することを目的とする。
本発明の一実施様態は、
ａ）基板上に導電性膜を形成するステップ；
ｂ）前記導電性膜上にエッチングレジストパターンを形成するステップ；および
ｃ）前記エッチングレジストパターンを利用して前記導電性膜をオーバーエッチング（ｏｖｅｒ−ｅｔｃｈｉｎｇ）することによって、前記エッチングレジストパターンの幅より小さい線幅を有する導電性パターンを形成するステップ
を含む導電性パターンの製造方法を提供する。
本発明による導電性パターンの製造方法は、ｄ）前記エッチングレジストパターンを除去するステップをさらに含むこともできる。
本発明のまた他の一実施様態は、線幅が１００マイクロメートル以下、好ましくは０．１〜３０マイクロメートル、より好ましくは０．５〜１０マイクロメートル、さらに好ましくは１〜５マイクロメートルの導電性パターンを提供する。本発明による導電性パターンは導電性パターン上に配置され、導電性パターンに相応するパターンを有するが、導電性パターンの線幅より長い線幅を有する絶縁層パターンをさらに含むことができる。本発明による導電性パターンは前述した方法によって製造することができる。
本発明の方法によれば、オーバーエッチング方法を利用することによって、従来の導電性パターンの形成方法に比べて、より微細な線幅を有する導電性パターンを非常に経済的に提供することができ、さらには、微細な線幅を有する導電性パターンを連結跡なしで大面積に形成することもできる。また、従来の方法によって容易に到達することができなかった超微細線幅を有する導電性パターンを提供することができる。
本発明による方法の実施形態を例示したものである。 本発明による方法の実施形態を例示したものである。 本発明による方法の実施形態を例示したものである。 オーバーエッチング程度に応じた導電性パターンの線幅を示す写真である。 導電性パターンのラインエッジラフネスおよびそれに応じた導電性パターンの最小線幅のクリティカルディメンジョンを図式化したものである。 本発明による導電性パターンが上面にエッチングレジストパターンを備えた場合の構造の断面を例示したものである。 本発明による導電性パターンが上面にエッチングレジストパターンを備えた場合の構造の断面を例示したものである。 本発明による導電性パターンが上面にエッチングレジストパターンを備えた場合の構造の断面を例示したものである。 本発明による導電性パターンが上面にエッチングレジストパターンを備えた場合の構造の断面を例示したものである。 本発明による導電性パターンの上面に備えられたエッチングレジストパターンが対称構造に配置されたものを例示したものである。 本発明による導電性パターンの上面に備えられたエッチングレジストパターンが対称構造に配置されたものを例示したものである。 実施例１で製造された導電性パターンを示すものである。 実施例１で製造された導電性パターンを示すものである。 実施例１で製造された導電性パターンを示すものである。 実施例６で製造された導電性パターンのエッチングレジスト除去前の写真である。 実施例２〜７で製造された導電性パターンを示す写真である。 実施例８で製造された導電性パターンを示す写真である。
以下、本発明をより具体的に説明する。
本発明による導電性パターンの製造方法は、ａ）基板上に導電性膜を形成するステップ；ｂ）前記導電性膜上にエッチングレジストパターンを形成するステップ；およびｃ）前記エッチングレジストパターンを利用して前記導電性膜をオーバーエッチングすることによって、前記エッチングレジストパターンの幅より小さい線幅を有する導電性パターンを形成するステップを含むことを特徴とする。本明細書において、オーバーエッチングとは、前記導電性膜を前記エッチングレジストパターンの線幅より小さい線幅を有するようにエッチングすることを意味する。
本発明による導電性パターンの製造方法は、ｄ）前記エッチングレジストパターンを除去するステップをさらに含むことができる。前記ｄ）ステップを用いた例を図１および図２に例示したが、本発明の範囲が図面に示された工程に限定されるものではなく、図１および図２に記載された工程中、必要な場合には、一部工程を省略または付加して遂行することができる。
前記基板の材料は本発明による導電性パターンの製造方法を適用しようとする分野に応じて適切に選択することができ、好ましい例としてはガラスあるいは無機材料基板、プラスチック基板またはその他のフレキシブル基板などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、前記導電性膜の材料は特に限定されないが、金属膜が好ましい。前記導電性膜材料の具体的な例としては、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデンまたはこれらの合金を含む単一膜または多層膜が好ましい。ここで、前記導電性膜の厚さは特に限定されないが、０．０１〜１０μｍであることが導電層の伝導度および形成工程の経済性の側面で好ましい。
前記導電性膜の形成方法は特に限定されず、蒸着、スパッタリング、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を利用することができる。本発明の方法によれば、ディスプレイ用電子部品の有効画面部に含まれる導電性パターンとこれの信号印加のための配線部を同時に形成することができるという長所がある。特に、前記導電性膜の形成方法として、有機金属、ナノ金属またはこれらの複合体溶液を基板上にコーティングした後、焼成および／または乾燥によって伝導度を付与する方法を利用することができる。前記有機金属としては有機銀を用いることができ、前記ナノ金属としてはナノ銀粒子などを用いることができる。
本発明において、前記導電性膜の形成前に、基板上に付着力を付与するためのバッファ層をさらに形成することもできる。
本発明による方法は、前記ａ）ステップ後に洗浄ステップをさらに含むことができる。
本発明者らは、前記ｂ）ステップで形成されるエッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）が、オーバーエッチングによって断線なしに形成することができる導電性パターンの最小線幅のクリティカルディメンジョン（Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を決定するということを明らかにした。エッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）が大きすぎる場合には、オーバーエッチング時、所望の線幅の導電性パターンを得る前に導電性パターンが断線し得る。エッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）が前記導電性パターンの最小線幅の１／２になり得る。よって、前記エッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ＬＥＲ）は、目的とする導電性パターンの線幅の１／２以下に調節することができる。したがって、エッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）は０．１〜５マイクロメートルであることが好ましく、０．２〜５マイクロメートルであることがより好ましい。この範囲にある場合、１０マイクロメートル、好ましくは５マイクロメートル以下の超微細線幅の導電性パターンを形成するのに有利である。ここで、ラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）とは、エッチングレジストパターンのラインエッジにおいて、最も深く窪んだ地点を基準に最も突出した地点の高さを意味する。図５にエッチングレジストパターンのラインエッジラフネス示す。
前記ｂ）ステップにおいて、前記エッチングレジストパターンを形成する方法は、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法またはレーザー転写、例えば、熱転写イメージ（ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）であることが好ましく、印刷法またはフォトリソグラフィ法がより好ましい。
前記印刷法は、エッチングレジスト材料を含むペーストあるいはインクを導電性膜が形成された基板上に目的とするパターン形態に転写した後に焼成する方式で行うことができる。前記転写方法は特に限定されないが、凹版またはスクリーンなどのパターン転写媒体にパターンを形成し、これを利用して所望のパターンを導電性膜上に転写することができる。前記パターン転写媒体にパターン形態を形成する方法は当技術分野で知られている方法を利用することができる。
前記印刷法は特に限定されず、グラビアオフセット印刷、リバースオフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷などの印刷法を使用することができるが、特に前述したラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）範囲内のエッチングレジストパターンを形成することによって超微細線幅を有する導電性パターンを得るためにグラビアオフセット印刷またはリバースオフセット印刷法を使用することがより好ましい。
リバースオフセット印刷は、ロール型ブランケットにペーストを塗布した後、これを凹凸を有するクリシェと密着させ、ブランケット上に目的とするパターンを形成し、次にブランケット上に形成されたパターンを導電性膜に転写する方式で行うことができる。このような印刷方法を図１に例示する。グラビアオフセット印刷は、パターンが彫られた凹版にペーストを満たした後、ブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）と呼ばれるシリコンゴムに１次転写をした後、前記ブランケットと導電性膜が形成された基板を密着させて２次転写をする方式で行うことができる。このような印刷方法を図２および図３に例示する。但し、図１〜図３は本発明を実施する方法を例示するものであって、これによって本発明の範囲が限定されるのではない。図１〜図３に記載された工程中、必要な場合には、一部工程を省略または付加して遂行することができる。
グラビアオフセット印刷法またはリバースオフセット印刷法の場合、ブランケットが有する離型特性により、インクあるいはペーストが、導電性膜が形成された基板にほぼ大部分転写されるため、別途のブランケット洗浄工程が必要ではない。前記凹版は基板を精密エッチングして製造することができる。前記凹版は金属板をエッチングして製造することができ、あるいは高分子樹脂による光学的パターニングを通じて製造することもできる。
スクリーン印刷は、パターンがあるスクリーン上にペーストを位置させた後、スクイージーを押しながら、空間が空いているスクリーンを通じて直接的に導電性膜が形成された基板にペーストを位置させる方式で行うことができる。グラビア印刷は、ロール上にパターンが彫られたブランケットを巻き、ペーストをパターンの中に満たした後、導電性膜が形成された基板に転写する方式で行うことができる。本発明においては、前記方式を各々単独で使用できるだけでなく、前記方式を複合的に使用することもできる。また、その他の当業者らに知られた印刷方式を使用することもできる。
本発明においては、印刷法を使用することが好ましく、その中でもオフセット印刷法、リバースオフセット印刷法またはグラビア印刷法を使用することが好ましい。
リバースオフセット印刷法を使用する場合、前記エッチングレジストパターンの材料が含まれた印刷用インクの粘度は０ｃｐｓ超過１０００ｃｐｓ以下であることが好ましく、５ｃｐｓ〜１０ｃｐｓであることがより好ましい。また、グラビア印刷法を使用する場合、前記インクの粘度が６０００ｃｐｓ〜１２０００ｃｐｓであることが好ましく、７０００ｃｐｓ〜８０００ｃｐｓの範囲であることがより好ましい。インクの粘度が前記範囲である時に、各印刷法において、インクのコーティングが適切になされつつ、工程中にインクの安定性（インクの工程維持能力）が維持される。
本発明において、前記エッチングレジストパターンを形成する方法は、前述した印刷法に限定されず、フォトリソグラフィ法を使用することもできる。例えば、導電性膜上に感光性と耐酸性（エッチングに対する耐性）を有するレジスト層を形成し、これを選択的な露光および現像によってパターン化する方法で行うことができる。
前記エッチングレジストパターンは特に限定されないが、テーパー角（ｔａｐｅｒ ａｎｇｌｅ）が０度超過９０度未満であることが好ましい。
前記エッチングレジストパターンは、導電性膜のエッチング時に用いられるエッチング液に反応しない耐酸性および導電性膜との十分な接着力を有する材料を用いて形成することが好ましい。さらに、前記エッチングレジストパターンの材料は絶縁性を有することが好ましい。前記エッチングレジスト材料は、漏れ電流１０−１アンペア以下である絶縁性を有することが好ましい。前記エッチングレジスト材料の漏れ電流は１０−１６アンペア以上であってもよい。前記エッチングレジスト材料は該当方法に用いられる導電性膜のエッチング液に対して耐酸性を有することが好ましく、例えば、該当導電性膜のエッチング液に対して浸漬またはスプレーの方法で接触する時に１０分以上形態の変化がないものが好ましい。
具体的には、前記エッチングレジスト材料としては可塑性または硬化性を有する高分子材料を用いることができる。本発明においては、前記エッチングレジスト材料として、熱硬化性樹脂だけでなく、ＵＶ硬化性樹脂を用いることもできる。ＵＶ硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂とは異なって溶媒を使わないことができるため、溶媒蒸発に伴う問題点がなく、安定した形態の微細なパターンの形成に有利である。図３は、ＵＶ硬化性樹脂を用いてエッチングレジストパターンを製造した場合を例示したものである。
具体的には、前記エッチングレジスト材料の例としては、イミド系高分子、ビスフェノール系高分子、エポキシ系高分子、アクリル系高分子、エステル系高分子、ノボラック（Ｎｏｖｏｌａｃ）系高分子またはその組み合わせを用いることができる。この中でもアクリル系、イミド系またはノボラック（Ｎｏｖｏｌａｃ）系樹脂が好ましい。また、前記エッチングレジスト材料の例としては、イミド系単量体、ビスフェノール系単量体、エポキシ系単量体、アクリル系単量体およびエステル系単量体のうちの２以上の組み合わせまたは共重合体、例えば、エポキシ化アクリル樹脂またはエポキシとアクリル系単量体の共重合体を用いることができる。
前記エッチングレジストパターンを印刷法によって形成する場合、固形分の含量を調節したり、溶媒を適切に選択したりすることによってプロセスマージンを増加させることができる。
前記エッチングレジストパターン形成用印刷組成物の固形分の含量は、印刷法の種類やエッチングレジストパターンの厚さに応じて異に調節することができる。例えば、グラビア印刷法を使用する場合、前記エッチングレジストパターン組成物の固形分の含量は７０〜８０重量％であることが好ましい。また、リバースオフセット印刷法を使用して、１００ｎｍ〜１０マイクロメートル、より好ましくは５００ｎｍ〜２マイクロメートルの厚さを有するエッチングレジストパターンを形成する場合、前記エッチングレジストパターン組成物の固形分の含量は１０重量％〜２５重量％であることが好ましい。しかし、本発明の範囲が前記例に限定されず、エッチングレジストパターン組成物の固形分の含量はその他の材料や工程条件に応じて当業者が調節することができる。
前記エッチングレジストパターン組成物に添加できる溶媒としては当技術分野で使われる溶媒を用いることができ、１種の単独または２種以上の混合溶媒を用いることができる。例えば、印刷法に用いられるブランケット材料、例えば、ＰＤＭＳに損傷（ｄａｍａｇｅ）を与えない溶媒であれば、特に限定されない。例えば、ＰＧＭＥＡ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ａｃｅｔａｔｅ）、エタノール、プロピレンカーボネート、ブチルセロソルブ、ＤＭＡｃ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｍｉｄｅ）、ＭＥＫ（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、ＭＩＢＫ（ｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）などを用いることができる。
前記エッチングレジストパターン形成用組成物は、接着促進剤（ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｒ）、界面活性剤などをさらに含むことができる。
前記ｃ）ステップにおいて、前記導電性パターンの形成は、前記エッチングレジストパターンをマスクとして利用してオーバーエッチングすることによって、前記エッチングレジストパターンの線幅より小さい線幅を有する導電性パターンを形成することを特徴とする。
前記エッチング方式は、エッチング液を用いる湿式エッチングまたはプラズマやレーザーを用いる乾式エッチングであってもよいが、これらに限定されるものではない。
湿式エッチングを使用する場合、エッチング液としては、硝酸（ＨＮＯ３）溶液、リン酸／硝酸／酢酸の混合酸溶液、過酸化水素、過塩素酸、塩酸、フッ酸およびシュウ酸のうちの１つまたは２つ以上またはその水溶液を用いることができ、必要な場合、所望の導電性膜をエッチングするための添加剤およびその他の元素を添加することができるが、これに限定されず、一般的に該当導電性膜のエッチング溶液として知られているものを用いてもよい。
前記ｃ）ステップにおいて、導電性膜をエッチングする時、オーバーエッチングを行うことによって、前記エッチングレジストパターンの縁の下部にアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）が形成される。
前記「アンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）」という用語は、基板上に第１層を形成し、その上に第２層を形成した後。第２層をマスクとして利用して第１層だけを選択的にエッチングする時に、第１層の側面が過度にエッチングされて、第２層の面積より第１層の面積が狭くなった形態を意味する。ここで、「第２層をマスクとして利用して」という用語は、第２層がエッチングによって変形または除去されずにそのまま残っていることを意味する。
一般的なエッチング工程においては、第２層をマスクとして利用して第１層をエッチングする場合、第１層のパターンが第２層のパターンと同一の形状で実現されることを目標とし、アンダーカットが発生することは止揚する。
しかし、本発明においては、エッチングレジストパターンの下部にアンダーカットが形成されるように導電性膜をエッチングすることによって、エッチングレジストパターンの線幅よりさらに小さい線幅の導電性パターンを得ることができる。
前記ｃ）ステップにおいて、オーバーエッチングによってアンダーカットが発生する場合、エッチングレジストパターンの線幅または長さは、導電性パターンの線幅または長さより長くなる。
また、アンダーカットが発生する場合、導電性パターンのテーパー角は０度超過９０度未満、より好ましくは０度超過４５度以下、さらに好ましくは０度超過３０度以下であるが、これらだけに限定されるものではない。ここで、テーパー角は、導電性パターンの端部がその下部層、すなわち、基板の表面となす角度を意味する。前記テーパー角は、前記導電性パターンの末端地点から前記導電性パターンの上面が平滑になり始まる地点までの接線の平均傾きを有する直線とその下部層表面との間の角度として測定することができる。本発明においては、前記のような方法を利用することによって従来技術とは異なってテーパー角が小さい導電性パターンを提供することができる。
前記ｃ）ステップにおいて、導電性パターンの形成のためのエッチング時間に応じて導電性パターンの線幅を調節することができる。エッチング時間が長くなるほど、導電性パターンの線幅を小さく形成することができる。
本発明において、前記導電性パターンの形成のためのエッチング時間は、導電性パターンの形成時に用いられるエッチング液の種類や濃度、導電性膜の種類、エッチング温度などの条件によって変わる。例えば、前記エッチング時間は、ジャストエッチングタイム（ｊｕｓｔ−ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ、ＪＥＴ）〜ジャストエッチングタイムより２０００％延びた時間、好ましくはジャストエッチングタイムより１％〜１０００％延びた時間、より好ましくはジャストエッチングタイムより１％〜５００％延びた時間、さらに好ましくはジャストエッチングタイムより５％〜１００％延びた時間であることが好ましい。ここで、ジャストエッチングタイムとは、マスクの形態と同一の形態にパターンをエッチングするのに必要な時間を意味する。エッチング時間に応じた導電性パターンの線幅を図４に例示する。
前記導電性膜のエッチング温度も、導電性膜のパターニングに用いられるエッチング液の種類や濃度、導電性膜の種類、エッチング温度などの条件によって異なり、例えば、常温〜８０度、好ましくは３０度〜７０度で遂行することができる。
エッチング方式はディップエッチング方式またはスプレー方式などが可能であるが、均一なエッチングのためにはスプレー方式がより好ましい。
前記導電性膜が多層膜である場合、多層膜が同時にほぼ同一の速度でエッチングされるためのエッチング液を用いることが好ましい。
前記エッチングレジストパターンをマスクとして利用して導電性膜をエッチングした後、前記エッチングレジストパターンは除去することもできるが、前記エッチングレジストパターンを除去せずにそのまま電子素子に用いることができる。
前記ｄ）ステップにおいて、前記エッチングレジストパターンの除去は、エッチングレジストパターン材料の種類に応じて当技術分野で知られた方法を利用することができる。
本発明において、前記エッチングレジストパターンを形成するｂ）ステップの途中または以後には、ベーク工程を遂行することが好ましい（図１および図２）。具体的には、前記ベーク工程は、ｂ）ステップの途中、基板上にエッチングレジスト層を形成した後、エッチングレジストパターンを形成した後、またはｃ）ステップにおける導電性パターンの形成前に遂行することが好ましい。ベークとは、前記エッチングレジストパターンとこれに隣接する層との間の接着力を付与すると同時に、エッチングレジストパターンを少なくとも一部硬化させることを意味し、これにより、ベークステップまたはその後のステップにおけるエッチングレジストパターンの変形を防止することができる。ベーク工程によって達成しようとするエッチングレジストパターンの硬化度はエッチングレジストパターンの材料や工程条件に応じて当業者が決定することができ、例えば、硬化度は０％〜１００％の範囲内であってもよい。
前記ベーク工程の条件は、エッチングレジストパターンの材料、エッチングレジストパターンの厚さ、導電性パターンの形成に用いられるエッチング条件、例えば、エッチング液の種類、エッチング時間、エッチング温度などに応じて当業者が選択することができる。ベーク温度が高すぎると、エッチングレジストパターンの架橋度が高すぎて変形、例えばパターン領域の歪みなどが生じる。
一例として、エッチングレジストパターンをノボラック系高分子を用いてフォトリソグラフィ方法によって形成する場合、前記ベーク温度は８０度〜１５０度で２分〜３分間遂行することが好ましい。また他の一例として、エッチングレジストパターンをノボラック系高分子を用いて印刷法によって形成する場合、前記ベークは１２５度〜１３０度で２分〜３分間遂行することが好ましい。また他の一例として、エッチングレジストパターンをアクリル系高分子を用いて形成する場合、前記ベークは１７０度〜２３０で５分〜６０分間遂行することが好ましい。また他の一例として、エッチングレジストパターンをＰＳＰＩ高分子を用いて形成する場合、前記ベーク温度は１２０度〜３００度で１分〜６０分間遂行することが好ましい。
前記ベーク温度が低すぎる場合には、ベークを遂行するのに伴う架橋効果を得ることが難しく、前記ベーク温度が高すぎる場合には、エッチングレジストパターンの歪みなどによって形状が変形する。前記ベーク時間は前述した材料または工程条件によって異なり、例えば、２分〜３分程度遂行することができるが、これに限定されるものではない。
本発明において、前記エッチングレジストパターン材料としてＵＶ硬化性樹脂を用いる場合には、ｂ）ステップの途中または以後には露光および焼成を遂行することもできる。このような例を図３に例示する。
本発明による方法は、前記ｃ）ステップまたはｄ）ステップ後に洗浄ステップをさらに含むことができる。この洗浄ステップにおいては、前記ｃ）ステップで用いたエッチング液を用いることができる。この洗浄ステップを遂行することによって異物を除去することができる。
本発明のまた他の一実施様態は、線幅が１００マイクロメートル以下、好ましくは０．１〜３０マイクロメートル、より好ましくは０．５〜１０マイクロメートル、さらに好ましくは１〜５マイクロメートルの導電性パターンを提供する。
本発明による導電性パターンは導電性パターン上に配置され、導電性パターンに相応するパターンを有するが、導電性パターンの線幅より長い線幅を有するエッチングレジストパターンをさらに含むことができる。このような構造は、前述した方法により導電性パターンを形成した後、前記導電性パターンを形成するためにマスクとして用いたエッチングレジストパターンを除去しないことによって製造することができる。この時、前記エッチングレジストパターンは絶縁性を有することが好ましい。
前記導電性パターン上にエッチングレジストパターンが備えられた場合には、エッチングレジストパターンの物質の種類およびその３次元的形状の制御を通じて追加的な光学的特性の付与が可能である。本発明による導電性パターン上に、前記導電性パターンの線幅より長い線幅を有するエッチングレジストパターンが備えられた構造を図６〜図９に例示する。しかし、これらの図面に例示された構造だけに限定されるものではなく、他の構造を有することもでき、前記エッチングレジストパターンを除去することもできる。
上記のように導電性パターン上にエッチングレジストパターンが備えられる場合、前記導電性パターンの線幅方向の断面において、前記導電性パターンの一側端部から前記絶縁層パターンの端部までの距離（ａ）と前記導電性パターンの他側端部から前記絶縁層パターンの端部までの距離（ｂ）の百分比（ａ／ｂ＊１００）が９０〜１１０の範囲内であってもよい。前記百分比は９５〜１０５であることが好ましく、９９〜１０１であることがより好ましい。本発明による方法において、前記絶縁層パターンと導電性パターンを別個のマスクを利用して形成するか、別個の印刷方法を利用して形成せず、絶縁層パターンを利用してオーバーエッチングによって導電性パターンを形成することによって、導電性パターン上に位置した絶縁層パターンが前記導電性パターンに対して対称的な構造で存在し得る。このような対称的な構造を図１０および図１１に例示したが、このような構造に本発明の範囲が限定されるものではない。本発明による導電性パターンは前述した方法によって製造することができる。
本発明による導電性パターンは規則的であってもよく、非規則的であってもよい。規則的なパターンのピッチは数〜２０００マイクロメートルであってもよく、５００マイクロメートル以下であることが好ましく、２５０マイクロメートル以下であることがより好ましい。
前記導電性パターンの面抵抗は１００オーム／スクエア〜０．００１オーム／スクエアであることが好ましい。
本発明による導電性パターンは、厚さが１０マイクロメートル以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下、さらに好ましくは１００〜３００ｎｍである。前記導電性パターンの構成物質の種類に応じて比抵抗値が決定され、導電性パターンの厚さに応じて面抵抗値が調節される。本発明においては、前述したようにエッチングレジストパターンをマスクとして利用して導電性パターンを形成する方法を利用することによって、直接導電性パターンを印刷する場合に比べて厚さが薄い導電性パターンを得ることができる。
本発明による導電性パターンは、開口率が８５％〜９８％であり、面抵抗が１オーム〜２００オームであり、厚さが１００〜３００ｎｍであり、線幅が０．１〜１０マイクロメートルであり、下記式１を満足することが好ましい。
［式１］
ａ／（１−開口率）＝Ａ
前記式１において、
ａは、導電性パターンを構成する物質からなる層の厚さｔにおける面抵抗であり、
Ａは、導電性パターンの厚さｔにおける面抵抗である。
本発明による導電性パターンは下記式２および式３を満足することが好ましい：
［式２］
ａ／［１−（Ｒ−Ｌ）２／Ｒ２］＝Ａ
［式３］
（Ｒ−Ｌ）２／Ｒ２×Ｔｓ＝Ｔｃ
前記式２および式３において、
Ｒは、導電性パターンのピッチであり、
Ｌは、導電性パターンの線幅であり、
ａは、導電性パターンを構成する物質からなる層の厚さｔにおける面抵抗であり、
Ａは、導電性パターンの厚さｔにおける面抵抗であり、
Ｔｓは、基板そのものの透過率であり、
Ｔｃは、導電性パターンを有する基板の透過率である。
本明細書において、開口率とは、積層体の全面において、導電性パターンが形成されない面積の比率を意味し、透過率とは、可視光が基板を通過しながら現れる光の透過比率を意味する。
本発明による導電性パターンは、位置別導電性パターンの厚さ偏差が３％以内であることが好ましく、２％以内であることがより好ましい。本発明による導電性パターンは、位置別導電性パターンの線幅の偏差が３０％以内であることが好ましく、２０％以内であることがより好ましい。本発明においては、導電性パターンの形成時にエッチングレジストパターンをマスクとして利用することによって、導電性インクまたはペーストを直接印刷して形成する従来技術に比べて、導電性パターンの厚さおよび／または線幅の偏差を減らすことができる。
本発明による導電性パターンは、７インチ（ｉｎｃｈ）以上の面積に連続的に形成されたパターン形態を有することが好ましく、１０インチ〜５０インチの面積を有することが好ましい。ここで、連続的に形成されたパターン形態ということは連結跡がないことを意味する。本発明においては、前述したオーバーエッチング方法を利用することによって、超微細線幅を有する導電性パターンを連結跡なしで大面積に形成することができる。このような大面積の超微細線幅を有する導電性パターンは、従来技術によって達成することができなかったものである。前記連結跡とは、小面積に製作した導電性パターンを連結して大面積を実現するための痕跡であり、例えば、小面積の導電性パターンを、パッド部を利用して連結する方法を利用することができる。この時、透過率は８５％〜９８％であることが好ましく、伝導度は０．１オーム〜１００オームであることが好ましい。これは、最小限の電気的伝導度を有しつつ、これを用いた電子機器がディスプレイのような電子素子に付着された時、これを大きく認知できないようにするための設計的なデザイン数値である。
本発明による導電性パターンは、導電性パターンを必要とする用途であれば、制限されずに使用することができる。例えば、電子素子または照明の電極として使用することができる。電子素子の例としてはタッチスクリーン、ディスプレイ、半導体などを含む。
以下、実施例によって本発明を例示する。但し、以下の実施例は本発明を例示するためのものであって、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
実施例
（実施例１）
０．５ｔガラス上にＭｏＴｉ合金を３０ｎｍの厚さで蒸着した後、その上に再びＣｕを２００ｎｍの厚さで、再びその上にＭｏを３０ｎｍの厚さでスパッタリング工程を利用して蒸着したガラス基板を製造した。
その次、リバースオフセットプリンティングを利用して、線幅８ミクロン／ピッチ２００ミクロンの大きさを有するボロノイ不規則パターンを有するクリシェ（Ｃｌｉｃｈｅ）を利用して、エッチングレジストインク（ノボラック樹脂組成物（韓国、（株）ＬＧ化学社製の商品名ＬＧ４１２ＤＦ））を印刷した。その次、印刷されたサンプルを１３０度で３分間ベーク工程を遂行した。
次に、ＥＮＦ社製（韓国）のＣｕ ｅｔｃｈａｎｔ（ＥＬＣＥ−１００）を利用して、４０度で約１１０秒間エッチング（ｊｕｓｔ ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ３０ｓｅｃ）した。次に、前記ボロノイパターンのエッチングレジストインクを除去した。これによって製造された導電性パターンは図１２のようであり、導電性パターンの線幅は２．６５マイクロメートルであった。前記エッチングレジストインクの除去前の写真を図１３に示し、前記エッチングレジストインクの除去後の導電性パターンの写真を図１４に示す。
（実施例２〜７）
導電性膜のエッチング時間を、ジャストエッチングタイム（３０秒）（実施例２）、ジャストエッチングタイムの１．３倍（実施例３）、ジャストエッチングタイムの１．５倍（実施例４）、ジャストエッチングタイムの２倍（実施例５）、ジャストエッチングタイムの３倍（実施例６）、およびジャストエッチングタイムの５倍（実施例７）の条件で各々エッチングした。ジャストエッチングタイムの３倍（実施例６）でエッチングした時の線幅は６．０５マイクロメートルであり、この時の写真を図１５に示す。
次に、前記ボロノイパターンのエッチングレジストインクを除去した。エッチングレジストインクが除去された写真を図１６に示す。各実施例における線幅は下記の通りである。
（実施例８）
０．５ｔガラス上にＮｉ金属を２０ｎｍの厚さで蒸着した後、その上に再びＡｇを２００ｎｍの厚さで、再びその上にＮｉを２０ｎｍの厚さでスパッタリング工程を利用して蒸着したガラス基板を製造した。
次に、グラビアオフセットプリンティングを利用して、線幅８ミクロン／ピッチ２００ミクロンの大きさを有するボロノイ不規則パターンをクリシェ（Ｃｌｉｃｈｅ）を利用して、ＵＶ硬化型インク（ナトコ社（日本）ＬＧＰ−７）を印刷した。
次に、印刷されたサンプルを、ＵＶ硬化を約５００ｍＪ／ｃｍ２で露光した後、再び基板を１３０度で３０分間ベーク工程を遂行した。次に、ＺＥＵＳ社製（韓国）のＡｌ ｅｔｃｈａｎｔ（リン酸、硝酸、酢酸および水の混合溶液）を利用して、４０度で約６０秒間エッチング（ｊｕｓｔ ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ２０ｓｅｃ）して、図１３のような構造の導電性パターンを得た。ＵＶ硬化型インクが透明であるので内部線幅の測定が可能であり、導電性パターンの線幅は３．７４マイクロメートルであり、絶縁層パターンの線幅は７．６１マイクロメートルであった。前記導電性パターンの写真を図１７に示す。

Claims (7)

  1. ａ）基板上に導電性膜を形成するステップ；
    ｂ）前記導電性膜上にエッチングレジストパターンを形成するステップ；および
    ｃ）前記エッチングレジストパターンを利用して前記導電性膜をオーバーエッチング（ｏｖｅｒ−ｅｔｃｈｉｎｇ）することによって、前記エッチングレジストパターンの幅より小さい線幅を有する導電性パターンを形成するステップ
    を含み、
    前記ａ）ステップにおいて、蒸着、スパッタリング、湿式コーティング、蒸発、電解メッキ、無電解メッキまたは金属箔のラミネーションを利用し、
    前記ｂ）ステップにおいて、エッチングレジストパターンのラインエッジラフネス（ｌｉｎｅ ｅｄｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ、ＬＥＲ）を、前記ｃ）ステップで形成しようとする導電性パターンの線幅の１／２以下に調節する、導電性パターンの製造方法。
  2. 前記ａ）ステップは、有機金属、ナノ金属またはこれらの複合体溶液を基板上にコーティングした後、焼成または乾燥によって伝導度を付与する方法を利用して導電性膜を形成するステップである、請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
  3. 前記ｃ）ステップにおいて、エッチング時間はジャストエッチングタイム（ｊｕｓｔ−ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ）〜ジャストエッチングタイムより２０００％延びた時間である、請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
  4. ｂ）ステップの途中または以後にベークステップをさらに含む、請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
  5. 前記ｃ）ステップ後に、ｄ）前記エッチングレジストパターンを除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
  6. 前記導電性パターンの線幅は１００マイクロメートル以下である、請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
  7. 前記導電性パターンの線幅は０．５〜１０マイクロメートルである、請求項６に記載の導電性パターンの製造方法。
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