TW201505502A - 含精細金屬線之透明基板及製造其之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種透明基板，包括：一樹脂圖案層，包括複數個溝槽，該些溝槽係分別包括一側表面以及一底表面、以及一導電層，係形成於該些溝槽中，其中，該導電層之一線寬係0.1微米至3微米，且該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至50%；以及其製備方法。從而可使製備程序簡化，且可為一連續性製程，其製備成本不高，並可製備具有優異導電特性以及透明度之透明基板。
Description
本發明係有關於一種透明基板以及製造其之方法，具體而言，係有關於一種含線寬為3微米以下之精細金屬線之透明基板，且提供優異的導電特性以及透明特性，以及有關於製造其之方法。
包含形成於高分子薄膜或玻璃基板上之精細導電圖案之基板係被應用於多種領域中，例如電磁波屏蔽過濾器、加熱絲玻璃、觸控面板、液晶顯示器等。同時，用於顯示裝置或觸控面板之導電基板中，當一導電圖案之線寬大於3微米時，由於導電圖案層以及基板之間不同的反射率，該導電圖案可輕易的被明顯地由基板外部觀察到從而導致顯示品質的劣化。因此，調控降低該導電圖案之線寬是必須的。然而，根據相關的技術中製備導電基板的方法，實現如此精細線寬是困難的。
更具體而言，根據相關的技術，為了形成一含有精細圖案形成於其中之導電基板，其方法可為：於一玻璃基板或一高分子基板上形成溝槽，藉由濕塗法等填充一
導電材料於該溝槽中，接著，利用刮刀等將塗佈於溝槽以外之基板上之導電材料移除；將金屬粒子、金屬氧化物等填充於溝槽中，接者施加熱及/或壓力於其上以執行壓縮程序，以及其他類似的方法可以使用。
然而，於濕塗法中，包含導電高分子或導電粒
子等類似物之樹脂係被使用作為導電材料。在此情況下，該樹脂的導電度係明顯地低於固體金屬，且其製備速率亦被提高，而溝槽中容易產生未填滿的區域，從而導致缺陷率的上升。此外，為了實現線寬小於3微米的細線，被填於溝槽中之導電材料需具有相當細微的奈米尺寸，然而實際情況下，將導電材料的此尺寸縮減為如此小的尺寸是不可行的。
同時，使用施加熱及/或壓力壓縮金屬粒子或
金屬氧化物粒子之方法的情況下，由於熱及/或壓力的施加，其圖案容易產生變形而降低其精確度，從而導致形成精細圖案的限制。
此外，除了上述之方法外，使用導電墨水並藉
由印刷或電鍍於基板上形成精細圖案以形成具有導電精細圖案之導電基板方法已被提出。然而，使用導電墨水執行印刷的方法中，為了實現精細的線寬，該導電墨水的墨滴尺寸需降低至奈米尺寸。然而，當將墨滴尺寸降低至奈米尺寸係難以實施時，使用導電墨水進行印刷的方法則不適合用於形成具有線寬小於3微米之圖案。此外，當使用電鍍方法時，由於難以選擇性地於溝槽上進行電鍍，因此需
於電鍍後，使用拋光粒子藉由拋光程序而移除形成於溝槽以外區域之金屬膜。然而，在此情況下，係難以應用一連續的程序，如輥對輥(roll-to-roll)，故需耗費相對長的製備時間，以及導致繁瑣的程序。
本發明之目的係在於提供一透明基板的製備
方法，其導電圖案的線寬係小於或等於3微米，並且展現優異的導電性以及透明特性。本製備方法簡單，其製備程序可被簡化，且可使用如輥對輥之連續方法而製備。
根據本發明之一目的，一透明基板的製備方法
可包括：形成一樹脂圖案層，其包括分別具有一側表面以及一底表面之複數個溝槽；形成一導電層，係藉由沉積一金屬於該樹脂圖案層上，其中，該導電層之平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至50%，以及一金屬沉積角度係控制於相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°；以及物理性的移除該樹脂圖案層上且存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層。
該溝槽之最大寬度可為0.1微米至3微米，且
該溝槽之最大深度可為該溝槽之最大寬度之0.2至2倍。相對於一垂直方向，該溝槽之側表面可具有範圍為0°至15°之傾斜角。於該溝槽之該側表面之一上邊緣之一曲率係等於或小於該溝槽之該最大寬度之0.3倍。該溝槽之該底表面之一總面積係該樹脂圖案層之一總截面積之0.1%至5%。
形成包括複數個溝槽之該樹脂圖案層之方法係藉由印模法、光刻法、或一電子束光刻法。
該導電層之形成係沉積於該溝槽之該側表面之導電層厚度為該導電層之該平均高度之25%以下。
物理性地移除該導電層之步驟可藉由刮除法、分離法、或其組合所進行。其中，物理性地移除該導電層之步驟可藉由拋光法以進行，以及使用三聚氰胺泡沫或具有一粗糙表面之一織物以移除該導電層。
視需求，形成該導電層之步驟可更包括於沉積金屬之前，形成一黏著控制層於該樹脂圖案層上。形成該黏著控制層之步驟可藉由化學氣相沉積法或物理氣相沉積法而進行，形成該黏著控制層之步驟係使得沉積角度係相對於該樹脂圖案層之法線方向之-15°至15°。
形成該導電層之步驟可更包括形成一黑化層。形成該黑化層之步驟可藉由化學氣相沉積法或物理氣相沉積法而進行。用於形成該黑化層之材料之沉積角度，可為相對於該樹脂圖案層之法線方向之約-15°至15°之範圍內。
根據本發明之一目的，其製備方法可更包括：於物理性移除該導電層之後，平坦化該樹脂圖案層。
根據本發明之另一目的，一透明基板可包括：一樹脂圖案層，包括複數個溝槽，該些溝槽係分別包括一側表面以及一底表面；以及一導電層，係形成於該些溝槽中；其中，該導電層之一線寬係0.1微米至3微米，且該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至
50%。
同時，根據本發明之另一目所揭露之該透明基板，當相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之一傾斜角之絕對值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之另一傾斜角之絕對值係以θ2表示時，tan θ1+tan θ2=0，以及，該導電層之一垂直截面係滿足以下方程式1及2：
同時，根據本發明之另一目的所揭露之該透明基板，當相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之一傾斜角之絕對值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之另一傾斜角之絕對值係以θ2表示時，tan θ1+
tan θ2>0，且該導電層之一垂直截面係滿足以下方程式3及方程式4：
其中，H係該溝槽之最大深度，以及D係該溝槽之最大寬度；且當該導電層之平均高度係定義為h，且通過一設置於由該溝槽之中心點起算高度為1.2h之一點之一水平線係定義為一參考線時，面積S0係設置於該參考線下方之該導電層之截面積；面積S1係於設置於該參考線上方之部分該導電層中，貼附於該溝槽之一側表面之截面積；面積S2係設置於該參考線上方之部分該導電層中，貼附於該溝槽之另一側表面之截面積。
同時，根據本發明之另一目的所揭露之該透明基板，可更包括一平坦層，係位於該導電層之一上方部分上。在此情況下，該平坦層與形成該樹脂圖案層之材料之間之折射率差可為0.3以下。
該透明基板之一開口率可為95%至99.9%，且
該透明基板之片電阻可為0.01Ω/□至100Ω/□，其係展現優異的透明特性以及導電特性。
根據本發明之一實施態樣，於透明基板之製備
方法中，可形成顯著的精細金屬線，其具有3微米以下的線寬，且從而，可顯著地降低由精細金屬線的反射所造成透明度之劣化，如此一來，可製備具有優異透明度之透明基板。因此，根據本發明之實施態樣所製備之透明基板可有效地應用於顯示器之領域中，如觸控面板或透明有機發光二極體等(OLEDs)。
此外，根據該透明基板之製備方法，當一包括
導電層之透明基板可藉由如輥對輥(roll-to-roll)程序之連續製程而製備，其可具有優異的產率，且其所需的製備成本亦相對較低。此外，此種製備方法對於環境係友善的，且可藉由物理性的方法移除金屬，可顯著的減少化學廢棄物的產生。
10‧‧‧透明基板
20‧‧‧樹脂圖案層
24‧‧‧溝槽
30‧‧‧導電層
40‧‧‧黏著控制層
50‧‧‧平坦層
60‧‧‧精細粒子
圖1及圖2係根據本發明之一實施態樣之實施利所揭露之包括一導電層之透明基板之製備方法。
圖3係根據本發明之一實施態樣中所揭示，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)顯示溝槽之圖像。
圖4係根據本發明之一實施例所揭露之透明基板之溝槽之截面圖。
圖5係根據本發明之一實施例所揭示，使用光學顯微鏡顯示之包括導電層之透明基板之圖像。
圖6係根據本發明所揭示之發明實施例所製備之透明基板之圖像。
圖7係根據本發明所揭示之比較例1所製備之透明基板之圖像。
圖8係根據本發明所揭示之比較例2所製備之透明基板之圖像。
圖9係根據本發明之實施態樣所揭示，透明基板之導電層之垂直截面示意圖。
下文係配合圖式，以詳細描述本發明之具體實施例，以下所提供之圖式係用於具體說明本發明，並以舉例的方式說明。從而，本發明並不受限於下文中所描述之特定實施態樣。同時，於該些圖式中，相同的標號係始終表示相同或相似之元件，且為了更完整的說明本發明，圖式中之各個元件可被放大、縮小、或省略。
為了製出具有優異導電性以及透明特性之透明基板，本案之發明人於反復的研究中，發現於形成導電層時，將該導電層之平均高度控制於溝槽深度之50%以下，且一金屬沉積角度係控制於相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°，如此一來，可製備包括線寬為3微米以下之導電層之透明基板，並完成本發明。
更具體而言，本發明之一實施態樣係有關於一
透明基板之製備方法，包括：形成一樹脂圖案層，其包括複數個溝槽，該些溝槽分別包括一側表面以及一底表面；形成一導電層，係藉由沉積一金屬於該樹脂圖案層上，其中，該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至50%，以及一金屬沉積角度係控制於相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°；以及物理性的移除該樹脂圖案層上，存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層。
如圖1所示，根據本發明之一實施態樣，一透
明基板的製備方法可包括：形成形成一樹脂圖案層20，其包括複數個溝槽24(參照圖1(A))；形成一導電層30於該樹脂圖案層20上(參照圖1(B))；以及物理性的移除該樹脂圖案20上，存在於存在於該溝槽24之導電層30以外區域之導電層30(參照圖1(C))。
首先，可形成包括複數個溝槽24之樹脂圖案
層20。在此情況下，如圖1所示，該樹脂圖案層20可被形成於一底座10上，但該樹脂圖案層20之形成並無特別的限制，該樹脂圖案層20可不使用一離型底座而形成。同時，於形成樹脂圖案層20於該底座10上的步驟中，該底座10並無特別的限制，但可由透明材料所構成，如此一來，於形成導電層後，該底座可不需由該樹脂圖案層20分離而使用。舉例而言，該底座10可為一玻璃基板、一透明高分子層、或類似物。該高分子層可例如為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(polyethylene terephthalate film)、聚碳酸酯薄膜
(polycarbonate film)、聚萘二甲酸薄膜(polyethylene naphthalene film)、聚醯亞胺薄膜(polyimide film)、纖維素薄膜(cellulose film)、或其類似物。
該樹脂圖案層20之形成可藉由：例如，於該
透明底座10上形成一樹脂組成物層，接者利用圖案化樹脂之方法，如壓印法、光刻法、或電子束光刻法等本技術領域中習知之方法形成複數個溝槽。形成樹脂圖案層20之方法並無特別的限制，其中，具體而言，考慮到製程的簡化及製備成本等，較佳係使用壓印法。
同時，作為該樹脂圖案層20，本領域中習知之
各種樹脂皆可使用，並無特別的限制。舉例而言，於本發明之一實施態樣中，該樹脂圖案層20可由一活性能量射線固化型樹脂、一熱固性樹脂、一導電高分子樹脂、或其混合物所構成，例如，可包括聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、丙烯酸酯(ester acrylate)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)、聚乙炔(polyacetylene)、聚對亞甲苯(polyparaphenylene)、聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)、以及其類似物。
同時，溝槽24係提供形成導電層之空間，其
結構係如圖3所示，可包括側表面以及底表面，並具有條紋形狀。同時，於本發明之一實施態樣中，該樹脂圖案層包括複數個溝槽24，較佳地，可包括於同一方向延伸之複數個溝槽以及於於另一方向延伸之複數個溝槽，其彼此交會以形成一晶格形態。同時，相對於該基板平面，該溝槽
24於垂直方向之截面(在此稱為垂直截面)之形狀並無特別的限制，溝槽24之垂直截面可為一圓形、一橢圓形、一多邊形、或其結合的形狀。圖4(A)至4(C)係根據本發明之一實施態樣之溝槽之多種截面形狀。該溝槽24之垂直截面形狀可為一如圖4(A)所示之倒梯形，如圖4(B)所示，於垂直截面中，當該溝槽24之底表面為彎曲型時，該溝槽24之側表面可類似一倒梯形之側表面。如圖4(C)所示，於溝槽24之垂直截面中，其側表面之上邊緣可為一圓形。如上所示，於本發明之一實施態樣中，該溝槽之形狀並無特別的限制。然而，於溝槽之上方部份之寬度小於下方部份之寬度的情況下，難以形成溝槽圖案，如此一來，該溝槽之形成係以溝槽之上方部份之寬度不小於溝槽之下方部份之寬度為較佳。也就是說，該溝槽最高部之寬度可等於或大於該溝槽之最低部之寬度。
此外，該溝槽之該側表面具有相對於垂直方向
之一0°至15°之傾斜角，較佳為0°至10°之傾斜角，更佳為1°至5°之傾斜角。於側表面相對於垂直方向傾斜的角度小於0°的情況下，該溝槽之下表面之寬度係大於溝槽上表面之寬度，如此一來，於形成圖案的程序中，模具以及樹脂之間貼附性會上升，以至於破壞溝槽的形狀，或者降低製備的速率。於側表面相對於垂直方向傾斜的角度大於15°的情況下，於導電層之沈積過程中，沈積於溝槽側表面的金屬量則會增加，從而於物理性的移除該樹脂圖案層上，存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層之步驟中，該溝槽內之
導電層可能同時被移除，而導致缺陷。同時，根據本發明之一實施態樣，該溝槽可具有兩個側表面，且兩個側表面之傾斜角度可彼此相同或不相同。
此外，根據本發明之一實施態樣，該溝槽之最
大深度H係該溝槽之最大寬度之0.2至2倍，較佳為該溝槽之最大深度係該溝槽之最大寬度之0.7至1倍。在此情況下，該最大深度H係指該溝槽之最底端至最頂端之距離，而最大寬度D係指於水平方向中，溝槽之寬度中最長之寬度(請見圖4)。於溝槽之最大深度係滿足該數值範圍的情況下，可進行圖案化程序，且可避免於物理性的移除該樹脂圖案層上，存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層之步驟中，該溝槽內之導電層可能同時被移除的現象。
此外，根據本發明之一實施態樣，該溝槽24
之最大寬度D可大約為0.1微米至3微米，較佳為0.3微米至2微米，更佳為0.5微米至0.9微米。當溝槽之最大寬度小於0.1微米時，該導電層之線寬係極度地被窄化，從而導致電阻的上升以及導電度的劣化。當該溝槽之最大寬度係大於3微米時，該導電層之線寬係上升，而藉由導電層之反射，該金屬線可能會被觀察到，因而降低產品的外觀品質。
此外，如圖4(C)所示，當溝槽之側表面之上邊
緣有一圓形形狀時，該上邊緣之曲率半徑可等於或小於該溝槽之最大深度H之0.3倍，而較佳係約為該溝槽之最大深度H之0.01至0.15倍。當該溝槽之上邊緣之曲率半徑係大
於該溝槽之最大深度H之0.3倍時，可減少於移除導電層時造成導電層破裂的現象，以提高其移除速率以及其平整性。
此外，於該樹脂圖案層中，該溝槽之底表面之
總面積可為該樹脂圖案層之總截面積之0.1%至5%。當該溝槽之底表面之總面積係大於該樹脂圖案層總截面積之5%時，該基板之透明度係因導電層而降低。當該溝槽之底表面之總面積係小於該樹脂圖案層總截面積之0.1%時，可能無法確保有效的導電度。
接者，該導電層30可形成於該樹脂圖案層20上。
在此情況下，該導電層30可包括一金屬層，舉例而言，該金屬層可藉沈積如銅、銀、金、鋁、鎳、銅、鐵、鉻、鉑、鉬或其合金之金屬而形成。其中，基於成本考量以及導電特性，該導電層30係較佳包括由沈積銅、鋁、或其類似物所形成之一金屬層。此外，若有需要，該導電層30可形成為二或多層之結構。舉例而言，該導電層30可更包括一黏著控制層或一黑化層，其係形成於包括金屬之一金屬層之上方部份以及/或下方部份。
同時，於本發明之一實施態樣中，該導電層30可藉由沈積金屬於該樹脂圖案層20上而形成。在此情況下，其中，該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之50%以下，以及一金屬沉積角度係控制於相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°。在此情況下，該導電層
之平均高度之量測方法，係測量於該溝槽中心點之部份導電層之高度(在此係指中央高度)，且由中央高度計算之-20%至+20%之偏差值內計算該平均值。同時，每一溝槽之中心點係指於垂直截面中，其底表面之中心點。
較佳地，該導電層之平均高度可大約為該溝槽
之最大深度之5%至50%、10%至50%、或20%至40%，而金屬沈積角可大約為-15°至15°、-10°至10°、或-5°至5°。
根據發明人之研究結果，當一導電層係經由本
領域之習知方法(如濺射法或電子束蒸鍍法)而形成於具有寬度為3微米以下之溝槽中時，存在於該溝槽中之部分導電層30可能於移除存在於溝槽外之剩餘區域之導電層30時，一併被移除，從而可能會發生短路。然而，於導電層之沉積步驟中，其沉積高度以及金屬沉積角度滿足上述之範圍時，所形成之線寬為3微米以下之導電層，則不會發生短路，藉此，可製備具有優異導電特性以及透明特性之基板。
同時，該導電層之沉積高度可藉由薄膜的處理
速度等而控制。舉例而言，當金屬蒸鍍係於相同的功率下進行，換言之，於單位時間內的蒸鍍量係恆定的情況下，其沉積高度可藉由薄膜處理速度的改變而調控。當薄膜處理速度提高時，暴露於蒸氣下的時間將會減少，以降低其沉積高度。
此外，金屬沉積角度可藉由裝設一遮罩於沉積
裝置上，或者調整蒸發源以及待沉積之底座元件之間的距
離。更具體而言，具有一預定寬度之開口之遮罩，可被設置於蒸發源以及底座元件之間，如此一來，僅有於一所需角度移動之蒸氣可穿透。此外，根據蒸發源以及待沉積之底座元件之間的距離增加，實際上可到達該底座元件之蒸氣的角度可被窄化。
於金屬沉積角度係如上述方法而調控的情況
下，可調控沉積於溝槽側表面之導電層的厚度。較佳地，根據本發明之一實施態樣，該導電層之形成中，沉積於溝槽側表面之導電層厚度可為該導電層之平均高度之25%以下。根據發明人之研究結果，當貼附於溝槽側表面之導電層厚度大於25%時，形成具有線寬為3微米以下，且不短路之精細金屬線是困難的。
同時，不一定為必需的，根據本發明之一實施
態樣，導電層30之形成可於沉積金屬之步驟前，更包括形成一黏著控制層40於樹脂圖案層20之步驟(請參見圖2(B))。
該黏著控制層40可提供用於避免於樹脂圖案
層20於導電層30分離時所導致的導電層30之氧化，以及可提供用於，調控樹脂圖案層20以及導電層30之間之黏著性質，以藉此促進其分層。該黏著控制層40可選自由氧化矽、金屬氧化物、鉬、碳、錫、鉻、鎳、以及鈷所組成之群組而構成。
該黏著控制層40之厚度可大約為0.005微米至
0.2微米，較佳為0.005微米至0.1微米，更佳為0.01微米
至0.06微米。當該黏著控制層40之厚度係小於0.005微米時，可能不適合進行薄膜之形成。由於其薄膜厚度為0.2微米以下時方可得到充分的薄膜特性，故薄膜厚度大於0.2微米的情況下，可能會提高不必要的製備成本。
同時，該黏著控制層之形成方法，可基於形成該黏著控制層之材料而適當地選擇，然並無特別的限制。舉例而言，該黏著控制層之製備程序可利用化學氣相沉積法或物理氣相沉積法，且在此情況下，沉積角度可大約為-15°至15°，約為-10°至10°、或約為-5°至5°。
此外，若有需要，於形成導電層時，可於沉積金屬之前及/或沉積金屬之後更形成一黑化層。
黑化層之形成，可藉由降低該導電層之反射率以改善該透明基板之透光度，且形成黑化層之方法可為本技術領域中之習知方法，並無特別的限制。
舉例而言，該黑化層可選自由氧化矽、金屬氧化物、鉬、碳、錫、鉻、鎳、以及鈷所組成之群組而構成。
此外，該黑化層之厚度可大約為0.005微米至0.2微米，較佳係約為0.005微米至0.1微米，而更佳係約為0.01微米至0.06微米。
當該黑化層之厚度係小於0.005微米時，可能不適合進行薄膜之形成。由於其薄膜厚度為0.2微米以下時方可得到充分的薄膜特性，故薄膜厚度大於0.2微米的情況下，可能會提高不必要的製備成本。
黑化層之組成以及其厚度可依據所需之黑化
程度而調控。當於導電層之上部份以及下部份皆形成黑化層時，上部份之黑化層以及下部份之黑化層之組成以及其厚度可彼此相同或彼此不相同，舉例而言，當形成上部份之黑化層以及下部份之黑化層之材料不相同時，由於黑化的程度可藉由該黑化層之厚度而改變，因此上部份之黑化層以及下部份之黑化層之厚度可能不相同。
同時，形成該黑化層之方法可基於形成黑化層
之材料而選擇，然並無特別的限制。舉例而言，該黑化層之製備程序可利用化學氣相沉積法或物理氣相沉積法，且在此情況下，沉積角度可大約為-15°至15°，約為-10°至10°、或約為-5°至5°。
同時，藉由上述方法所形成之導電層之線寬可
大約為0.1微米至3微米，較佳為0.3微米至2微米，更佳為0.5微米至0.9微米。當溝槽之最大寬度小於0.1微米時，該導電層之線寬係極度地被窄化，從而導致電阻的上升以及導電度的劣化。當該溝槽之最大寬度係大於3微米時，該導電層之線寬係上升，而藉由導電層之反射，該金屬線可能會被觀察到，因而降低產品的外觀品質。
此外，該導電層之平均高度可為該溝槽深度之5%至50%，舉例而言，係約為0.1微米至2微米。
藉由上述方法，於該樹脂圖案層20上形成該導電層30之後，該樹脂圖案層20上，存在於該溝槽24之導電層以外區域之導電層，即貼附於該樹脂圖案層20之外表面之部分導電層可選擇性地被移除。在此情況下，該導
電層之移除可以物理方法而移除。在此，該物理方法係指一種利用物理力量，且不同於利用化學反應(如蝕刻)之方法以移除導電層。更具體而言，物理性移除該導電層之程序係藉由刮除法、分離法、或其組合所進行。
在此情況下，刮除法係指以刮削方式移除導電
層之方法。分離法係指施加一張力至導電層之一端部，以亦該樹脂圖案層分離該導電層之方法。刮除法可於導電層以及樹脂圖案層之間的黏著性質較強的情況下使用。而分離法可於導電層以及樹脂圖案層之間的黏著性質較弱的情況下使用。此外，刮除法以及分離法可於單一程序中同時進行，其中，導電層與樹脂圖案層之間的黏著性質相對較強的部份可利用刮除法移除，而導電層與樹脂圖案層之間之黏著性質相對較弱之另一部分可利用分離法而移除。舉例而言，於該基板中，開口之一端部至另一端部係使用具有三聚氰胺泡沫或具有粗糙表面之織物進行拋光時，該開口之一邊緣部份具有相對較高的黏著力，其可經刮除而移除，然該開口之中央部分係具有相對較低的黏著力，其可經由該織物於其上進行拋光時所產生的張力而移除。
同時，當該導電層係利用上述之物理方法移除
時，相對於本領域之化學方法，該移除程序可同時被簡化，且具有對環境友善之優勢。當利用化學方法移除該導電層時，存在於溝槽中之導電層需藉由插入一額外的耐蝕刻材料於形成於溝槽中之該導電層之上部份，以保護溝槽中之導電層等，以選擇性地移除溝槽中之導電層以外，為該樹
脂圖案層之剩餘部份之導電層。在此情況下，由於需外加一插入一抗腐蝕材料的程序，其製備成本以及產率會受到影響。經比較，利用物理方法移除導電層的情況下，不須外加其他程序，且不需使用如蝕刻液或抗蝕刻材料等有毒的化學物質，從而達到環保的特性。
此外，於使用上述之物理方法的情況下，由於
導電層的移除係一連續性的程序，可提升其產率，且亦可縮短所需之製備時間。
再者，根據本發明之一實施態樣，包括導電層
之透明基板之製備方法可於物理性移除該導電層厚，更包括平坦化該樹脂圖案層之步驟(請參見圖1(D)及圖2(E))。於進行平坦化步驟的情況下，平坦層50可避免導電層之氧化，亦可提高其抗刮特性，且亦可減少由樹脂形狀所導致之光散射情形。
同時，藉由填充一透明樹脂組成物於樹脂圖案
層20之溝槽中，可展現偏振特性，且形成該平坦層之材料可與形成該樹脂圖案層之材料相同或不相同。較佳地，該平坦層之材料與該樹脂圖案層之材料之間的折射率差係為0.3以下。當該平坦層以及該樹脂圖案層之間之折射率差上升，於光穿透時，光會被散射、反射、或繞射而產生混濁(haze)，進而破壞其透明透性。
根據本發明一實施態樣之透明基板，藉由上述
方法所製備之透明基板可包括：一樹脂圖案層，其包括複數個溝槽，該些溝槽係分別包括一側表面以及一底表面；
以及一導電層，係形成於該些溝槽中；其中，該導電層之一線寬可為0.1微米至3微米，且該導電層之一平均高度可大約為每一溝槽之最大深度之5%至50%。
在此，該溝槽之最大寬度可大約為0.1微米至
3微米，以及該溝槽之最大深度可大約為該最大寬度之0.2倍至2倍。該溝槽之側表面可具有相對於垂直方向之一0°至15°之傾斜角。此外，於該溝槽之該側表面之一上邊緣之一曲率可等於或小於該溝槽之該最大寬度之0.3倍；該溝槽之該底表面之一總面積可為該樹脂圖案層之一總截面積之0.1%至5%。
該溝槽之形狀以及其形成面積等詳細描述係與上文相同，故省略之。
同時，該樹脂圖案層可由本領域習知之樹脂而形成，舉例而言，可為一活性能量射線固化型樹脂、一熱固性樹脂、一導電高分子樹脂、或其混合物，例如，可包括聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、丙烯酸酯(ester acrylate)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)、聚乙炔(polyacetylene)、聚對亞甲苯(polyparaphenylene)、聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)、以及其類似物。
同時，根據本發明之一實施態樣，該導電層係包括銅、銀、金、鋁、鎳、銅、鐵、鉻、鉑、鉬或其合金之金屬而形成。此外，該導電層可形成為二或多層之結構，
其係於金屬層之上方部份以及/或下方部份包括另一膜層。
舉例而言，若有需要，該導電層可於其金屬層之下方部份更包括一黏著控制層，以及於該金屬層之上方部份以及/下方部份更包括一黑化層。由於有關於該金屬層、該黏著控制層、以及該黑化層係於上文中之詳細描述相同，故在此省略之。
同時，該導電層之平均高度係較佳約為0.01
微米至2微米，以及該導電層之線寬可大約為0.1微米至3微米，較佳係約為0.3微米至2微米，更佳係約為0.5微米至0.9微米。當導電層之高度係滿足上述之範圍時，可製備線寬為3微米以下之導電層，且無短路現象，因此，可製備具有優異導電特性以及透明特性之基板。
此外，根據本發明之一實施態樣之一透明基板，
貼附於溝槽側表面之導電層厚度可為該導電層之平均高度之25%以下。如上所述，當貼附於溝槽測表面之導電層厚度係大於25%時，於移除該樹脂圖案層上，存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層時，存在於該溝槽中之部分導電層可能同時被移除，從而容易發生短路。在此，貼附於該溝槽測表面之該導電層之厚度係指由該溝槽之側表面至該導電層最外層表面之垂直距離。
根據本發明之一實施態樣，由上文所述之製備
方法所製備之透明基板中，面積S1及S2係貼附於溝槽側表面之導電層之面積，以及面積S0係貼附於溝槽之底表面導電層之面積，其較佳係滿足以下方程式1及2，或方程式3
及4。
更具體而言，根據本發明之一實施態樣之透明
基板中，當相對於垂直方向之該溝槽之一側表面之一傾斜角之絕對值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之另一側表面之一傾斜角之絕對值係以θ2表示時，tan θ1+tan θ2=0，也就是說，當溝槽之側表面不具傾斜角時，該導電層之垂直截面係較佳滿足以下方程式1及2：
此時，面積S0係設置於該參考線1下方之該導電層之截面積，且面積S1及S2係於設置於該參考線上方之部分該導電層中，貼附於該溝槽之一側表面之截面積；面積係設置於該參考線上方之部分該導電層中，貼附於該溝槽之另一側表面之截面積(請參見圖9)。在此情況下，當導電層之平均高度係定義為h時，通過一設置於由該溝槽之中心點C起算高度為1.2h之一點之一水平線係定義為一參考線。導電層之平均高度之定義係與上文所述相同。
此時，根據本發明之一實施態樣之透明基板中，當相對於垂直方向之該溝槽之一側表面之一傾斜角之絕對
值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之另一側表面之一傾斜角之絕對值係以θ2表示時，若tan θ1+tan θ2>0時，也就是於至少一溝槽之側表面具有傾斜角時，且該導電層之一垂直截面係滿足以下方程式3及方程式4：
於方程式3及4中，T0係滿足以下方程式5：[方程式5]T0=[H(tan θ1+tan θ2)-D+{(D-H(tan θ1+tan θ2))2+2S0(tan θ1+tan θ2)}0.5]/(tan θ1+tan θ2)；H、D、S0、S1、及S2之定義係與方程式1及2相同。
根據發明人之研究結果，若所形成之導電層係滿足以上方程式，甚至當精細線之寬度為3微米以下時，存在於溝槽中之導電層可不分層，且維持在其中，因此於確保有充分的導電特性的情況下，得到具有優異辨識度透明基板。
此時，根據本發明之一實施態樣之透明基板，可更包括一平坦層，係位於該導電層之一上方部分上。在此情況下，形成該平坦層之材料與形成樹脂圖案層之折射
率差係0.3以下。
此時，根據本發明之一實施態樣之透明基板，
其開口率係95%至99.9%，且其片電阻係0.01Ω/□至100Ω/□，並產現優異的透光特性以及導電性質。
在此情況下，開口率係指於該透明基板中未形
成導電層之表面面積之面積百分比，且其計算可為{(透明基板表面之截面面積-形成導電層之面積的總和)/透明基板表面之截面積}×100。根據本發明之一實施態樣之透明基板中，當導電層之線寬小且其開口率高時，可顯著地降低導電層反射所造成外觀上的缺陷，並可提供優異的透明度。
此時，根據本發明之一實施態樣之透明基板可
應用於所有採用導電基板之應用領域中，例如可應用於觸控面板、有機太陽能電池之電極、透明有機發光二極體、電磁波屏蔽膜、電熱絲玻璃、及可撓性基板等。圖5係使用光學顯微鏡顯示之本發明之一實施態樣之透明基板之圖像。如圖5所示，根據本發明之實施態樣之透明基板，其導電層可具有窄的線寬，可顯著地減少該導電層之反射所造成透明度的劣化，因此，該透明基板可具有高度的透明度，從而係適合使用於各種領域之顯示裝置中，如觸控面板或透明有機發光二極體。
在此，本發明之實施態樣將透過詳細的實施例
以具體說明。
發明實施例
將聚氨酯-丙烯酸酯樹脂組合物施加於厚度為
50微米之聚對苯二甲酸乙酯之底座元件上後，係使用一模具以形成樹脂圖案層，其中，溝槽之垂直截面形狀係為倒梯形之形狀，且該些溝槽係以晶格狀排列，該些溝槽之最大寬度D係1.0微米、該些溝槽之最大深度H為0.5微米，且相對於垂直方向，該溝槽截面之倒梯形的兩個側表面之傾斜角為5度。在此情況下，該些溝槽之間隔為100微米。
接者，使用輥對輥電子束蒸鍍裝置(由ULVAC
公司製造)，並於裝設遮罩的情況下，沉積一銅金屬於該樹脂圖案層上，其沉積角係-5至+5度。在此情況下，沉積於該溝槽底表面之銅層平均高度係0.2微米，且沉積於該溝槽之側表面之銅層厚度係5奈米以下。
完成沉積程序後，存在於溝槽外區域之導電層
係使用Sunform P3000(Sun abrasives Co.,Ltd製造)作為具有粗糙表面之織物以移除，從而製備一透明基板。於上述製備方法所製備之透明基板，存在於該些溝槽中之銅層中，於參考線以下之導電層面積，及S0係0.2微米2，然未確認參考線以上之導電層。
比較實施例1
除了該銅金屬之沉積厚度為0.5為米以外，一透明基板係以如發明實施例所述之製備方法製備而得。
比較實施例2
將聚氨酯-丙烯酸酯樹脂組合物施加於厚度為
50微米之聚對苯二甲酸乙酯之底座元件上後，係使用一模具以形成樹脂圖案層，其中，溝槽之垂直截面形狀係為倒梯形之形狀，且該些溝槽係以晶格狀排列，該些溝槽之最大寬度D係1.0微米、該些溝槽之最大深度H為0.5微米，且相對於垂直方向，該溝槽截面之倒梯形的兩個側表面之傾斜角為5度。在此情況下，該些溝槽之間隔為100微米。
接者，使用輥對輥電子束蒸鍍裝置(由ULVAC
公司製造)，並於不裝設遮罩的情況下，沉積一銅金屬於該樹脂圖案層上，其沉積角係-5至+5度。在此情況下，沉積於該溝槽底表面之銅層平均高度係0.2微米，且沉積於該溝槽之側表面之銅層厚度係80奈米以下。
完成沉積程序後，存在於溝槽外區域之導電層
係使用Sunform P3000(Sun abrasives Co.,Ltd製造)作為具有粗糙表面之織物以移除，從而製備一透明基板。
實驗實施例1-是否產生短路
根據發明實施例以及比較實施例1及2所製備之透明基板，係使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察是否於其中之導電層有發生短路的情形。圖6至8係根據發明實施例以及比較實施例1及2所製備之透明基板之圖像。圖6(A)及6(B)係根據發明實施例之透明基板，改變顯微鏡之角度以及放大倍率圖像。圖7係根據比較實施例1之透明基板之圖像。圖8係根據比較實施例2之透明基板之圖像。參照圖6，可確認於基板係藉由本發明之實施態樣所製備而成之情況下，即使於移除溝槽以外之剩餘區域之導電層後，
導電層係平均地形成於該些溝槽內。然而，如圖7所示，當該基板係根據比較實施例1所製備而得時，可確認於移除溝槽以外之剩餘區域之導電層時，存在於溝槽中之導電層係一同被移除。此外，如圖8所示，當該基板係根據比較實施例2所製備而得時，可確認存在於溝槽中之導電層部分剝離。
實驗實施例2-導電度之量測
由發明實施例以及比較實施例1及2所製備之透明基板之電阻值，係使用Fluke 117 Multi-meter(Fluke公司製造)量測。其量測結果係如表1所示。
10‧‧‧透明基板
20‧‧‧樹脂圖案層
24‧‧‧溝槽
30‧‧‧導電層
50‧‧‧平坦層
Claims (38)
- 一種透明基板之製備方法，包括：形成一樹脂圖案層，其包括複數個溝槽，該些溝槽分別包括一側表面以及一底表面；形成一導電層，係藉由沉積一金屬於該樹脂圖案層上，其中，該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至50%，以及一金屬沉積角度係控制於相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°；以及物理性的移除該樹脂圖案層上，存在於該溝槽之導電層以外區域之導電層。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，該溝槽之一最大寬度係0.1微米至3微米，以及該溝槽之最大深度係該溝槽之最大寬度之0.2倍至2倍。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，該溝槽之該側表面具有相對於垂直方向之一0°至15°之傾斜角。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，於該溝槽之該側表面之一上邊緣之一曲率係等於或小於該溝槽之該最大寬度之0.3倍。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，該溝槽之該底表面之一總面積係該樹脂圖案層之一總截面積之0.1%至5%。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，形成包括複數個溝槽之該樹脂圖案層係藉由印模法、光刻法、或一電子束光刻法。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，該導電層之形成係沉積於該溝槽之該側表面之導電層厚度為該導電層之該平均高度之25%以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，物理性地移除該導電層之步驟係藉由刮除法、分離法、或其組合所進行。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，物理性地移除該導電層之步驟係藉由拋光法以進行，以及使用三聚氰胺泡沫或具有一粗糙表面之一織物以移除該導電層。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，形成該導電層之步驟，更包括於沉積該金屬之前，形成一黏著控制層於該樹脂圖案層上。
- 如申請專利範圍第10項所述之製備方法，其中，形成該黏著控制層之步驟係藉由化學氣相沉積法或物理氣相沉積法而進行。
- 如申請專利範圍第11項所述之製備方法，其中，形成該黏著控制層之步驟，係使得沉積角度係相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°。
- 如申請專利範圍第1項所述之製備方法，其中，形成導電層之步驟更包括形成一黑化層。
- 如申請專利範圍第13項所述之製備方法，其中，形成該黑化層之步驟係藉由化學氣相沉積法或物理氣相沉積法而進行。
- 如申請專利範圍第14項所述之製備方法，其中，形成該黑化層之步驟，係使得沉積角度係相對於該樹脂圖案層之法線方向的-15°至15°。
- 如申請專利範圍第1項所述製備方法，更包括：於物理性移除該導電層後，平坦化該樹脂圖案層。
- 一種透明基板，包括：一樹脂圖案層，包括複數個溝槽，該些溝槽係分別包括一側表面以及一底表面；以及一導電層，係形成於該些溝槽中；其中，該導電層之一線寬係0.1微米至3微米，且該導電層之一平均高度係控制為每一溝槽之最大深度之5%至50%。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該溝槽之最大寬度係0.1微米至3微米；以及該溝槽之最大深度係該溝槽之最大寬度之0.2至2倍。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該溝槽之該側表面具有相對於垂直方向之一0°至15°之傾斜角。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，於該溝槽之該側表面之一上邊緣之一曲率係等於或小於該溝槽之該最大寬度之0.3倍。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該溝槽之該底表面之一總面積係該樹脂圖案層之一總截面積之0.1%至5%。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該樹脂圖案層係包括一活性能量射線固化型樹脂、一熱固性樹脂、一導電高分子樹脂、或其混合物。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該導電層之平均高度係0.01微米至2微米。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該導電層之該線寬係0.1微米至0.5微米。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，貼附至該溝槽之該側表面之該導電層之厚度，係該導電層之平均高度之25%以下。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該導電層包括銅、銀、鎳、鉻、鉑、或其合金之一金屬層。
- 如申請專利範圍第26項所述之透明基板，其中，該導電層更包括一黏著控制層，其係設置於該金屬層之下方部分上。
- 如申請專利範圍第27項所述之透明基板，其中，該黏著控制層之厚度為0.005至0.2微米。
- 如申請專利範圍第27項所述之透明基板，其中，該黏著控制層係包括至少一選自由氧化矽、氧化金屬、鉬、錫、碳、鉻、鎳、以及鈷所組成之群組。
- 如申請專利範圍第26項所述之透明基板，其中，該導電層更包括一黑化層，其係設置於該金屬層之至少一上方部份以及一下方部分。
- 如申請專利範圍第27項所述之透明基板，其中，該黑化層之厚度為0.005至0.2微米。
- 如申請專利範圍第30項所述之透明基板，其中，該黑化層係包括至少一選自由氧化矽、氧化金屬、鉬、錫、碳、鉻、鎳、以及鈷所組成之群組。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，當相對於垂直方向之該溝槽之一側表面之傾斜角之絕對值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之另一側表面之傾斜角之絕對值係以θ2表示時，tan θ1+tan θ2=0，以及，該導電層之一垂直截面係滿足以下方程式1及2：
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，當相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之一傾斜角之絕對值係以θ1表示，以及相對於垂直方向之該溝槽之該側表面之另一傾斜角之絕對值係以θ2表示時，tan θ1+tan θ2>0，且該導電層之一垂直截面係滿足以下方程式3及方程式4：
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，更包括：一平坦層，係位於該導電層之一上方部分上。
- 如申請專利範圍第35項所述之透明基板，其中，該平坦層與形成該樹脂圖案層之材料之間之折射率差係0.3以下。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該透明基板之一開口率係95%至99.9%。
- 如申請專利範圍第17項所述之透明基板，其中，該透明基板之片電阻係0.01Ω/□至100Ω/□。
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