JP5571870B2 - 極微細構造を有する光透過型金属電極およびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記金属電極層が、ランダムに配置された、前記層を貫通する複数の開口部を有しており、
前記金属電極層の金属部位の任意の2点間は切れ目無く連続しており、
前記金属電極層における、前記開口部に阻害されない連続した金属部位の最大の直線距離が、260nm以下である金属部位が、全面積の90%以上であり、
平均開口部径が10nm以上、260nm以下の範囲にあり、
前記開口部の中心間距離が平均開口部径以上、390nm以下の範囲にあり、
前記金属電極層の膜厚が10nm以上200nm以下の範囲にある
ことを特徴とするものである。
ブロックコポリマー膜の相分離形状であるドット状のミクロドメインを生成させ、前記ミクロドメインのパターンをマスクとしてエッチングを行うことにより、開口部を有する金属電極層を形成させることを含んでなることを特徴とするものである。
透明基板を準備し、
前記透明基板上に有機ポリマー層を形成させ、
前記有機ポリマー層の上に無機物質層を形成させ、
前記無機物質層の上にブロックコポリマー膜のドット状のミクロドメインを生成させ、
前記ブロックコポリマーミクロドメインパターンを前記有機ポリマー層および前記無機物質層に転写することにより透明基板の表面に有機ポリマーと無機物質とからなる柱状構造を形成させ、
前記形成された柱状構造の間隙部位に金属層を製膜し、
前記有機ポリマーを除去すること
を含んでなることを特徴とするものである。
ε(ω) = εb(ω) − ωp2 / ω2 (1)
このときωp2 = ne2/m×ε0は、伝導電子のプラズマ周波数であり、nはキャリア密度、eは電荷、mは実効質量、ε0は真空の誘電率である。(1)式の第1項は金属のダイポールの寄与であり、ここでは1に近い。第2項は伝道電子からの寄与である。
本発明の実施形態に係る光透過型金属電極、および光透過型金属電極の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明すると以下の通りである。
sinθm − n×sinθi = m×λ/d (2)
ここで、θmは出射角、θiは透明基板側の入射角、λは入射する光の波長、dは回折格子の間隔であり、mは回折次数であり、整数(m=0、±1、±2、・・・)であり、nは透明基板の屈折率である。したがって、回折が生じない条件は、最低回折次数であるm=−1のとき、式(2)が解をもたない条件となる。これを解くと λ/n < 1 となり、入射光の波長を透明基板の屈折率で除した値が回折を生じないための閾値となる。一般に使用される透明基板の屈折率はn=2.0を超えない。したがって、本発明における開口部間のピッチが一般に入射波長の1/2以下であれば、回折の影響を回避することができる。
これに対して、本実施形態でテンプレートとして用いたブロックポリマーの相分離形状は、開口部の相対位置がまったくのランダムであり、本発明の光透過型金属電極を製造するのに適している。
第一に可視領域における光透過型金属電極の作製を行った。
発明者らは50〜70nmの周期のドット状構造を持つブロックコポリマーの相分離形状得る方法を見出した。この配向されたドット状のパターンは、この後に記述され通りの方法で基板に転写される。転写された構造に金属電極を蒸着し、パターン転写部位を除去することで、光透過型金属電極として用いることができる。その方法を説明すると以下の通りである。
前記、参考例1の効果を比較すべく、開口部面積比率が等しく、しかし平均開口部径が約100倍である約5μmの金属電極を作製した。作製には、4インチアモルファスクオーツウエハー上に感光性レジストを塗布し約5μmの開口部を有するマスクを作製し、露光装置を用いて露光、現像を行うことで、柱上パターンを作製し、その上からアルミニウムを約30nm蒸着した。蒸着後に感光性レジストのマスク部位を除去した。作製した金属電極の500nmにおける透過率を測定した結果、透過率は約32%であり、抵抗率は約30μΩ・cmであった。
第二に、参考例1よりも金属開口部面積比率の低い光透過型金属電極の作製を行った。
金属開口部面積比率の低い光透過型金属電極には、参考例1で用いたブロックポリマーのエッチング時間を長くとることにより実現できる。このような構造を持つ光透過型金属電極を得る方法を詳細に説明すると以下の通りである。
2 金属電極層
3 金属部
4 開口部
5 有機ポリマー層
6 無機物質層
7 ブロックコポリマー層
8 ポリマードメイン
Claims (7)
- 透明基板と、その表面に形成された金属電極層とを具備してなる光透過型金属電極であって、
前記金属電極層が、ランダムに配置された、前記層を貫通する複数の開口部を有しており、
前記金属電極層の金属部位の任意の2点間は切れ目無く連続しており、
前記金属電極層における、前記開口部に阻害されない連続した金属部位の最大の直線距離が、260nm以下である金属部位が、全面積の90%以上であり、
平均開口部径が10nm以上、260nm以下の範囲にあり、
前記開口部の中心間距離が平均開口部径以上、390nm以下の範囲にあり、
前記金属電極層の膜厚が10nm以上200nm以下の範囲にある
ことを特徴とする光透過型金属電極。 - 前記金属電極層が、前記光透過型金属電極に入射する光の周波数よりもプラズマ周波数の高い材料からなる、請求項1に記載の光透過型金属電極。
- 前記金属電極層が、アルミニウム、銀、白金、ニッケル、およびコバルトからなる群から選択される、請求項1または2に記載の光透過型金属電極。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光透過型金属電極の製造方法であって、ブロックコポリマー膜の相分離形状であるドット状のミクロドメインを生成させ、前記ミクロドメインのパターンをマスクとしてエッチングを行うことにより、開口部を有する金属電極層を形成させることを含んでなることを特徴とする、光透過型金属電極の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光透過型金属電極の製造方法であって、透明基板を準備し、
前記透明基板上に有機ポリマー層を形成させ、
前記有機ポリマー層の上に無機物質層を形成させ、
前記無機物質層の上にブロックコポリマー膜のドット状のミクロドメインを生成させ、
前記ブロックコポリマーミクロドメインパターンを前記有機ポリマー層および前記無機物質層に転写することにより透明基板の表面に有機ポリマーと無機物質とからなる柱状構造を形成させ、
前記形成された柱状構造の間隙部位に金属層を製膜し、
前記有機ポリマーを除去すること
を含んでなることを特徴とする、光透過型金属電極の製造方法。 - 前記ブロックコポリマーミクロドメインパターンの転写をエッチングにより行う、請求項5に記載の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光透過型金属電極または請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法により製造される光透過型金属電極を具備してなることを特徴とする表示装置。
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