JP6562567B2 - アルミニウムパターン及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書は２０１４年８月１１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１４−０１０３９１０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。
本明細書は、微細なアルミニウムパターンの製造方法、及び前記製造方法により製造されたアルミニウムパターンに関する。
透明導電性フィルムは、液晶素子、電子インク素子、ＰＤＰ、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ等のようなディスプレイまたは照明装置の透明電極等として用いられている。一方、近年、太陽電池に対する関心が高まることにつれ、透明導電性フィルムは光透過度及び導電性の効果を必要とする太陽電池にも用いられている。
一般に、透明導電性フィルムは透明基板にＩＴＯのような金属酸化物を積層して製造する。透明導電性フィルムに含まれたＩＴＯは導電性物質として作用する。しかし、ディスプレイ装置等が大面積化する傾向にあり、従来のＩＴＯを用いた電極はシート抵抗が増加するという問題点がある。
また、金属パターンを用いた方式は、従来のＩＴＯフィルムを用いることより安価で抵抗が低いという長所があるが、従来のＩＴＯフィルムより光透過率が低く、タッチパターンが鮮明に見えないという点で限界がある。
よって、それを改善するために、微細な金属パターンを実現しようとする試みがなされている。
本明細書の目的は、微細なアルミニウムパターンの製造方法、及び前記製造方法により製造されたアルミニウムパターンを提供することにある。
本明細書は、基板上にアルミニウムパターンを形成するステップ、及び前記アルミニウムパターンを水に浸漬してアルミニウムパターンの少なくとも一部に酸化アルミニウムを形成するステップを含むアルミニウムパターンの製造方法を提供する。
また、本明細書は、基板、前記基板上に備えられたアルミニウムパターン、及び前記アルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に備えられた酸化アルミニウムを含むものである、前述したアルミニウムパターンの製造方法により製造されたアルミニウムパターンを提供する。
本明細書は前記アルミニウムパターンを含む導電性フィルムを提供する。
また、本明細書は前記導電性フィルムを含むディスプレイ装置を提供する。
本明細書の一実施態様による製造方法によって微細な線幅を含むアルミニウムパターンの実現が可能である。
また、比較的に簡単な製造方法により別途のマスクまたは印刷原版の製造が必要でないため、工程上、時間及び／又は費用的に経済的である。
１０１・・・基板
１０２・・・アルミニウムパターン
１０３・・・レジスト層
１０４・・・酸化アルミニウム
ａ・・・アルミニウムパターンの線幅
ｂ・・・パターンの厚さ
１０２・・・アルミニウムパターン
１０３・・・レジスト層
１０４・・・酸化アルミニウム
ａ・・・アルミニウムパターンの線幅
ｂ・・・パターンの厚さ
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
本明細書は、基板上にアルミニウムパターンを形成するステップ、及び前記アルミニウムパターンを水に浸漬してアルミニウムパターンの少なくとも一部に酸化アルミニウムを形成するステップを含むアルミニウムパターンの製造方法を提供する。
従来の金属を含むアルミニウムパターンを実現する場合、一度構成されたパターンの線幅をさらに減少させることは容易ではなかった。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンを水に浸漬して酸化アルミニウムを形成するステップにおいて、アルミニウムパターンの水に接触する面から酸化アルミニウムが生成される。
前記酸化アルミニウムは高い透過率を有しており、不透明なアルミニウムパターン薄膜を透明にすることができるため、不透明なアルミニウムパターンの線幅を減少させることができる。また、反応時間及び水の温度に応じて酸化アルミニウムの生成される範囲を調節することができ、この場合、アルミニウムパターンの線幅を当業者の選択に応じて調節することができる。
本明細書の一実施態様によるアルミニウムパターンの製造方法は、水に浸漬して酸化させるステップを含み、別途のマスク製作や、印刷原版の製作がなくても簡単な工程により構成されたパターンの線幅を容易に減少させることができ、水に浸漬する時間及び水の温度を調節して線幅を必要に応じて調節することができるため、費用及び時間的に効果的である。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンを形成するステップ後、酸化アルミニウムを形成するステップ前に、前記アルミニウムパターン上にレジスト層を形成するステップをさらに含む。
前記レジスト層は水に浸漬して酸化アルミニウムを形成する場合にアルミニウムパターンの流失を防止する役割をし、前記レジスト層の材料としては水に溶けない当業界で通常用いられる高分子及び／又は単分子を用いることができる。
本明細書の一実施態様において、前記レジスト層は一般に用いられる方法を使用することができる。具体的には、スパッタリング法、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）法、電子ビーム（ｅ−ｂｅａｍ）蒸着法等の真空工程や、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷またはグラビア印刷等の印刷工程を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記レジスト層をアルミニウムパターン上に形成するのは、アルミニウムパターンの側面にのみ選択的に酸化アルミニウムを形成し、アルミニウムパターンの上面に導電性の低い酸化アルミニウムが形成されるのを防止して、素子に積層された時に電極として役割を容易にするためである。よって、この場合、アルミニウムパターンの厚さは変わらない。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンを形成するステップは、金属パターンを形成するのに一般的に用いられる方法を使用することができる。前記パターンは、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法またはレーザー転写等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンの厚さは０μｍ超過１０μｍである。一実施態様において、前記アルミニウムパターンの厚さは１５０ｎｍ〜２００ｎｍである。前記アルミニウムパターンの厚さは当業者の必要に応じて調節することができる。
本明細書において、アルミニウムパターンの厚さは、酸化アルミニウムが形成されない一面からそれに対向する一面の間の幅を意味する。図２において、ｂ部分の幅がアルミニウムパターンの厚さに対応する。
本明細書の一実施態様において、前記酸化アルミニウムの厚さは前記アルミニウムパターンの厚さと同一であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンはメッシュパターンである。前記メッシュパターンは、三角形、四角形、五角形、六角形及び八角形のうち一つ以上の形態を含む規則的な多角形パターンを含むことができる。
本明細書の一実施態様において、前記水に浸漬する前のアルミニウムパターンのピッチは５０μｍ〜５００μｍであるが、これに限定されず、必要に応じて当業者が調節することができる。
本明細書において、アルミニウムパターンのピッチとは、パターンとパターンとの間の幅を意味し、ｎ番目パターンの中間からｎ＋１番目パターンの中間の間の幅を意味する。
アルミニウムパターンのうち水に接触する部分から酸化アルミニウムが生成されるため、前記水に浸漬した後のアルミニウムパターンのピッチは変わらない。
一実施態様において、前記酸化アルミニウムパターンが形成されたアルミニウムパターンの透過率は８０％以上１００％未満である。
本明細書の一実施態様において、前記水に浸漬した後のアルミニウムパターンの透過率は、水に浸漬する前のアルミニウムパターンに比べて１０％〜５０％増加する。
本明細書の一実施態様において、前記水に浸漬して酸化アルミニウムを形成するステップにおいて、前記水の温度は４０℃〜１００℃である。
前記温度範囲内で、酸化アルミニウムの時間及び／又は費用的に経済的である。具体的に、４０℃未満の水に浸漬する場合には、酸化アルミニウムの生成が徐々に進行されるので処理時間が上昇する。
図１は、本明細書の一実施態様によるアルミニウムパターンの製造例を示すものである。基板１０１上にアルミニウムパターン１０２を形成し、前記アルミニウムパターン上にレジスト層１０３を形成した。その後、４０℃以上の水で反応をさせれば、アルミニウムパターンの水に接触する面から酸化アルミニウム１０４が形成される。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンを３０分間以下で水に浸漬させる。本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンを５分間〜３０分間浸漬させる。前記アルミニウムパターンの浸漬時間は水の温度及び／又はパターンの線幅に応じて調節することができる。
上記のように、４０℃〜１００℃の水に浸漬させる場合、酸化アルミニウムが形成されて透過率が高くなり、３０分間以下の場合、酸化アルミニウムが過多に形成されてアルミニウムパターンが断線するのを防止することができる。
本明細書の一実施態様において、前記水の温度は４０℃〜１００℃であり、前記アルミニウムパターンを水に浸漬して酸化させるステップ後、アルミニウムパターンの透過度は５分以内に１８％以上増加する。
図３は、アルミニウムパターンを水に浸漬した時間に応じたアルミニウムパターンの透明度を示す図である。図３において、透明度を観察した結果、５分以内に透過度が１８．４％向上し、５分以後からは透明度が高くて文字が見えるのを確認することができる。
他の実施態様において、前記アルミニウムパターンを水に浸漬して酸化アルミニウムを形成するステップ後、アルミニウムパターンの透過率は２０分以内に９０％以上増加する。
本明細書の一実施態様において、前記水の温度は４０℃〜１００℃であり、前記アルミニウムパターンを水に浸漬して酸化させるステップ後、アルミニウムパターンの線幅が５分以内に１０％〜３０％減少する。
図４は、アルミニウムパターンを水に浸漬した時間に応じたアルミニウムパターンの線幅を示す図である。図4において、アルミニウムパターンの線幅を観察した結果、５分以内に３．２μｍの線幅が２．４μｍに減少するのを確認することができる。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンの線幅とは、酸化アルミニウムと接触するアルミニウムパターンの一面から前記一面に対向するアルミニウムパターンの一面の間の幅を意味する。図２において、ａ部分の幅が明細書のアルミニウムパターンの線幅に対応する。
また、本明細書は、基板、前記基板上に備えられたアルミニウムパターン、及び前記アルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に備えられた酸化アルミニウムを含むものである、前述したアルミニウムパターンの製造方法により製造されたアルミニウムパターンを提供する。
本明細書は、基板、前記基板上に備えられたアルミニウムパターン、及び前記アルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に備えられた酸化アルミニウムを含むアルミニウムパターンを提供する。
本明細書において、酸化アルミニウムはＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３及びＡｌＯ（ＯＨ）等があり、アルミニウムの酸化程度に応じて異なる。
本明細書の一実施態様において、前記酸化アルミニウムの透過率は８０％〜１００％である。前記範囲内で酸化アルミニウムを含む場合、素子に適用する時にタッチパターンが見えないようにすることができる。
また一つの実施態様において、前記アルミニウムパターンの線幅は１０μｍ以下である。前記範囲内で素子に適用する場合にパターンが見えないようにすることができる。具体的には、一実施態様によるアルミニウムパターンの線幅は２μｍ〜５μｍである。
前記アルミニウムの線幅とは、最初アルミニウムパターンの線幅から酸化アルミニウムの線幅を除いたものを意味する。図２において、ａ部分の幅が明細書のアルミニウムパターンの線幅に対応する。
本明細書は前述したアルミニウムパターンを含む導電性フィルムを提供する。
また、本明細書は前記導電性フィルムを含むディスプレイ装置を提供する。本明細書の一実施態様により、前記導電性フィルムは、現在透明電極が用いられるあらゆる分野に適用可能であり、特にＰＤＡ、ノート型パソコン、ＡＴＭ、携帯電話、ナビゲーション等のタッチスクリーンに用いられることができる。また、タッチスクリーンＯＬＥＤディスプレイパネル（ＯＬＥＤ ＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ、ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、及び陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）、ＰＤＰのようなディスプレイ装置やＯＬＥＤ照明等にも使用可能である。
本明細書の一実施態様において、前述した導電性フィルムを含むタッチスクリーンを提供する。
本明細書の一実施態様において、前記アルミニウムパターンの少なくとも一面に暗色化層をさらに含む。本明細書の一実施態様において、前記暗色化層はパターン化されたものであってもよい。本明細書において、前記暗色化層とは、有効画面部に備えられた微細金属パターンを含むタッチスクリーンにおいて、前記微細金属パターンの光反射及び回折を改善する役割をする。
本明細書の一実施態様において、前記タッチスクリーンは、前記基材の上部に前記アルミニウムパターンが形成された有効画面部の他に電極部またはパッド部をさらに含むことができ、この時、有効画面部と電極部／パッド部は同一の導電体からなってもよく、同一の厚さを持っていてその継ぎ目がなくてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記タッチスクリーンは、保護フィルム、偏光フィルム、反射防止フィルム、防幻フィルム、耐指紋性フィルム、低反射フィルム等を各基材の一面に備えることができる。
本明細書の一実施態様において、前記タッチスクリーンは前記で製造されたアルミニウムパターンを含む。例えば、静電容量式タッチスクリーンにおいて、前記本発明の一実施態様による導電性基板はタッチ感応式電極基板として用いられることができる。
本明細書の一実施態様によるタッチスクリーンは、下部基材、上部基材、及び前記下部基材の上部基材に接する面及び前記上部基材の下部基材に接する面のうち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。前記電極層は各々Ｘ軸位置検出及びＹ軸位置検出のための信号送信及び受信の機能を行うことができる。前記電極層は本明細書の一実施態様によるアルミニウムパターンを含むことができる。
前記上部基材と前記下部基材の全て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、接続が起こらないように、前記下部基材と上部基材と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は前述したアルミニウムパターンと連結された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アルミニウムパターンが形成された面の周縁部に形成されることができる。また、前記アルミニウムパターン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、耐指紋性フィルムのうち少なくとも一つが備えられることができる。設計仕様に応じて前述した機能性フィルム以外に他種類の機能性フィルムをさらに含むこともできる。
以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明することにする。但し、本明細書による実施例は色々な他の形態に変形されることができ、本明細書の範囲が下記に記載する実施例に限定されるものではない。本明細書の実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
実施例１
リバースオフセット（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ）印刷によってパターンを形成し、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）する過程を通じて、線幅３．２μｍ、ピッチ３００μｍのアルミニウムパターンを形成した。前記形成されたアルミニウムパターンを１００℃の蒸留水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）に浸漬した。
リバースオフセット（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ）印刷によってパターンを形成し、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）する過程を通じて、線幅３．２μｍ、ピッチ３００μｍのアルミニウムパターンを形成した。前記形成されたアルミニウムパターンを１００℃の蒸留水（ＤＩ ｗａｔｅｒ）に浸漬した。
前記実施例に基づき、浸漬時間に応じた線幅を下記の表１に示す。
前記表１の結果から、水に浸漬する場合に微細なアルミニウムパターンの線幅を得ることができるということを確認することができる。
Claims (9)
- 基板上にアルミニウムパターンを形成するステップ、
前記アルミニウムパターンの全面上にレジスト層を形成するステップ、及び
前記アルミニウムパターンを水に浸漬してアルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に酸化アルミニウムを形成するステップを含むアルミニウムパターンの製造方法。 - 前記水の温度は４０℃〜１００℃である、請求項１に記載のアルミニウムパターンの製造方法。
- 前記水に浸漬した後のアルミニウムパターンの透過率は、水に浸漬する前のアルミニウムパターンの透過率に比べて１０％〜５０％増加する、請求項１又は２に記載のアルミニウムパターンの製造方法。
- 前記水の温度は４０℃〜１００℃であり、
前記酸化アルミニウムを形成するステップ後、
アルミニウムパターンの線幅が５分以内に１０％〜３０％減少する、請求項１から３のいずれか１項に記載のアルミニウムパターンの製造方法。 - 前記アルミニウムパターンはメッシュパターンである、請求項１から４のいずれか１項に記載のアルミニウムパターンの製造方法。
- 基板、
前記基板に接するように前記基板上に備えられたアルミニウムパターン、
前記アルミニウムパターンの全面上のレジスト層、及び、
前記アルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に備えられた酸化アルミニウムを含むものである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法により製造された導電性フィルム。 - 基板、
前記基板に接するように前記基板上に備えられたアルミニウムパターン、
前記アルミニウムパターンの全面上のレジスト層、及び、
前記アルミニウムパターンの側面のうち少なくとも一部に備えられた酸化アルミニウムを含む導電性フィルム。 - 前記酸化アルミニウムが備えられたアルミニウムパターンの透過率は８０％〜１００％である、請求項７に記載の導電性フィルム。
- 請求項６から８のいずれか１項に記載の導電性フィルムを含むディスプレイ装置。
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