TWI610150B - 製造導電網孔圖樣之方法、以該方法製造之網狀電極及層板 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種製造導電網孔圖樣之方法，以該方法製造之網狀電極，及層板。

Description

製造導電網孔圖樣之方法、以該方法製造之網狀電極及層板
本申請案主張2014/2/13於韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)申請之韓國專利申請案10-2014-0016625的優先權及權益，該案係以全文引用方式併入本文中。
本發明關於一種製造導電網孔圖樣之方法，以該方法製造之網狀電極，及層板。
可攜式終端(諸如智慧型手機、網路裝置、及可攜式遊戲裝置)需要更輕薄之外觀以改善對使用者而言之可攜性。
該等可攜式終端尺寸受限因而不便於使用者藉由使用選單鍵、數字鍵及方向鍵進行想要的功能，因此可攜式終端目前係建構成當使用者觀看螢幕時藉由使用觸控螢幕使得使用者能直接選擇螢幕上所顯示之選單項目。
觸控螢幕使得使用者能在觀看螢幕時碰觸螢幕上所顯示的選單項目來進行想要的功能，因此觸控螢幕需要由透明材料形成，且包括用於偵測使用者碰觸輸入之觸控電極(touch electrode)。
觸控電極通常係由在觸控螢幕中具有交叉結構的兩條電極線形成，且這兩條觸控電極線可形成於不同之片材中，或於一個片材中，以測定使用者之碰觸輸入。
具有格狀結構之觸控螢幕採用電容法，且感測電極圖樣係由複數個交叉第一導電側線和第二導電側線形成。當碰觸物體接近該具有格狀結構之觸控螢幕時，該等水平以及垂直彼此連接之第一及第二導電側線收集接近點處改變的電容，該觸控螢幕分析所收集之信號並偵測碰觸輸入。
觸控螢幕之電極採用透明金屬氧化物，諸如電阻高於導電金屬但具有高光學透射率之銦錫氧化物(ITO)。
透明金屬氧化物在小表面積之裝置上沒有問題。由於功函數大，以及導電性不是相對較高，故當表面積增加時，存在產生電壓下降的缺點。
當在透明膜(諸如PET膜)上形成透明金屬氧化物時，與沉積時間成比例地產生膜的表面損壞，及產生陰離子撞擊，因此難以製造大型觸控螢幕。
為了克服該問題，美國專利公開號第2010-0156840揭示藉由使用具有網狀結構之觸控電極來偵測碰觸輸入的觸控螢幕感測器。
然而，具有網狀結構之觸控電極可目視分辨，或可由 網狀圖樣展現雲紋效應。
當具有網狀結構之觸控電極的線寬縮小時，目視分辨及雲紋效應減少，但仍存在微米圖樣(micro pattern)之可實現線寬的限制，以及實現具有次微米級線寬(小於1μm)之超細微網狀結構的方法之處理成本高，因而在大量製造及製成大觸控電極方面仍有問題。
因此，需要有關能實現具有次微米級線寬(小於1μm)之超細微網狀結構的合理製造方法之研究。
本發明提供一種製造導電網孔圖樣之方法，以該方法製造之網狀電極，及層板。
本發明提供一種製造導電網孔圖樣之方法，其包括：a)在包括導電層之基底基板的該導電層上形成第一光敏性材料層；b)藉由使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第一光敏性材料層的上表面接觸而形成第一光敏性材料圖樣層；c)於具備該第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料層；d)使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第二光敏性材料層的上表面接觸，以使該第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣與該透明光罩之線性圖樣交叉而在該導電層上形成第二光敏性材料圖樣層；e)蝕刻該導電層未形成該第 一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之部分；以及f)移除該第一光敏性材料圖樣層及該第二光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣。
此外，本發明提供一種包含該方法所製造的線寬為100nm或更大以及900nm或更小之導電網孔圖樣的網狀電極。
此外，本發明提供一種層板，其包括：基底基板；設置於該基底基板上之導電層；設置於該導電層上之第一光敏性材料線性圖樣；及設置於該導電層上且與該第一光敏性材料線性圖樣交叉之第二光敏性材料線性圖樣。
根據本發明，可經由簡單感光方法製造具有次微米級線寬之超細微網狀結構的電極。
相較於現有在薄膜上之基於金屬氧化物的透明電極，根據本發明製造的具有次微米級線寬之超細微網狀結構的電極可克服氧化物層之固有表面電阻值，因而非常容易將電極應用於大面積透明電極。
在使用塑膠基底基板的情況下，即使當基底基板因細線之結構而彎曲或折曲時亦可將局部集中的應力有效分布至該基底基板，因而電極可容易地應用於撓性電子裝置。
由本發明之製造方法所製造的網狀電極非常容易用於電子裝置之觸控面板的電極結構中。
本發明可藉由使用軟相差遮罩誘發光敏性層之均勻接 觸，使得容易在具有平面、非平面或彎曲表面之圓筒形模中形成圖樣，如此可容易地將次微米級網狀結構應用至自動化方法，諸如基於圓筒形滾筒模之捲至捲方法。
本發明可藉由使用透明撓性基底基板作為光罩而形成具有各種尺寸之重疊大面積圖樣，或在圓筒形模之圓筒形彎曲表面上分開或獨立地形成具有不同形狀的圖樣，從而改善方法的自由度。
[發明模式]
下文茲詳細說明本發明。
相較於基於金屬氧化物(諸如銦錫氧化物(ITO))之現有透明電極，具有具次微米級線寬之電極係具有能在藉由使用具有高導電性的金屬形成導電圖樣時最小化線寬及最大化透射率之電極結構，以及容易應用至大面積及撓性電子裝置。當將具有導電層之電極供應至撓性電子裝置時，該導電層因撓性基底基板與與該導電層之間的機械彈性模數差異大而無法避免地破裂。當將具有具次微米級線寬之網狀結構的電極應用至撓性電子裝置時，即使基底基板因細線之結構而折曲或彎曲，仍可將局部集中的應力有效分散至該基底基板，以使電極可非常容易用以應用至撓性電子裝置。
製造現有奈米結構之技術在製造電極時有其限制，因此已嘗試新技術。代表性使用運用軟微影術之微/奈米圖樣化技術，該軟微影法係指在無現有照相術中所使用的複 雜裝置之情況下，藉由使用撓性有機材料製造圖樣或結構之新式轉移方法。
為了藉由使用相移微影術製造具有次微米級線寬之網狀結構，已提議一種藉由使用電子束微影術將具有棋盤形之凹凸圖樣之間的間隔控制為具有次微米(submicro)大小來製造相差光蝕刻法遮罩之方法。
當使用形成有圖樣之撓性基底基板作為光罩時，如圖1所圖示，因在圖樣凸出部分與圖樣凹入部分之間的邊界界面之介質(例如玻璃n=1.45)與空氣(n=1.0)之間的折射率差異而產生入射UV光之相差。當考慮圖樣之高度d及入射UV光之波長的相差變成2π之整數比時，局部產生破壞性干擾，因此相移微影術使用如圖2所圖示在凸出圖樣邊界或凹入圖樣邊界的局部區域中形成UV光強度接近0之零點的現象。因此，即使使用一般便宜UV燈亦可容易獲得具有小於1微米之次微米級圖樣。
考慮可使用一般空白遮罩獲得之圖樣的解析度(R=kl/NA(k：程序指數(process index)，l：光源之波長，NA：透鏡之孔徑比))，相移微影術具有即使在不使用昂貴極UV光源的情況下亦能藉由使用便宜UV燈輕易獲得次微米級圖樣的優點。再者，相移微影術具有當相差光罩係由撓性材料形成時，該相差光罩因撓性基底基板之性質而對於圓筒形模具有非常高黏著性質，因此可在平面或非面平(彎曲)基底基板上形成均勻圖樣的優點。
藉由使用相移微影術非常容易製造具有次微米規範之 線寬w(<1μm)的線性圖樣，但為了製造待施加至透明電極之具有超細微線寬的圖樣係彼此連接以及交叉之網狀結構，必須製造圖樣基底遮罩以使該等圖樣之間的間隔d與線寬w相似(d
Figure TWI610150BD00001
w)。其原因係於相移微影術中，圖樣係藉由在具有相差光罩之立體凸出及凹入形狀的圖樣之角落的邊界界面局部展現破壞性干擾之近場來誘發該圖樣光敏化的方法，圖樣化成圖樣係沿著角落封閉之結構。因此，為了實現圖樣係彼此連接及交叉之網狀結構，存在需要將相差光罩之單元圖樣之間的間隔控制成具有次微米規範的技術困難。
藉由說明圖3，當使用圖3A所圖示之相差光罩以製造網孔圖樣時，圖3B中所圖示的四邊形之間的間隔d與相差光罩的凸出圖樣之間的間隔g成比例增加。為了克服該問題及製造網孔圖樣，當將相差光罩的凸出圖樣之間的間隔g控制成如圖3C所圖示之小於1μm的次微米尺寸時，可製造圖3D所圖示之網孔圖樣。
缺點在於，為了將相差光罩的凸出圖樣之間的間隔g控制成如圖3C所圖示之小於1μm的次微米尺寸，必須使用昂貴的超細微圖樣化設備，諸如電子束或離子束，製造方法具有高難度，以及該方法因基於高度真空之圖樣化方法而難以應用以使電極變大。
本發明關於一種製造導電網孔圖樣之方法。詳言之，本發明關於一種製造具有次微米規範(<1μm)之線寬的導電網孔圖樣之方法。
本發明提供一種製造導電網孔圖樣之方法，其包括：在包括導電層之基底基板的導電層上形成第一光敏性材料圖樣層以及具有與該第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣交叉的線性圖樣之第二光敏性材料圖樣層；蝕刻未形成導電層之第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層的部分；以及移除該第一光敏性材料圖樣層及該第二光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣。
本發明提供一種製造導電網孔圖樣之方法，其包括：a)在包括導電層之基底基板的該導電層上形成第一光敏性材料層；b)藉由使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第一光敏性材料層的上表面接觸而形成第一光敏性材料圖樣層；c)於具備該第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料層；d)使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第二光敏性材料層的上表面接觸，以使該第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣與該透明光罩之線性圖樣交叉而在該導電層上形成第二光敏性材料圖樣層；e）蝕刻該導電層未形成該第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之部分；以及f)移除該第一光敏性材料圖樣層及該第二光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣。
步驟a)係在包括導電層之基底基板的該導電層上形成第一光敏性材料層之步驟。
基底基板之類型無特殊限制，但可選自本技術中常用的基底基板。特別是，基底基板可為透明基底基板，例如，透明基底基板可包括石英、玻璃、及塑膠中至少一 者，或由其至少一者形成。
基底基板可包括石英或由石英形成。石英具有在UV區帶中之波長的優異透射率、優異抗磨性、及優異機械性質。在此情況下，當稍後複製母圖樣之形狀時，可藉由使用UV固化樹脂來確保用於誘發固化的UV之透射率。
基底基板之厚度無特殊限制，但當塑膠基底基板係基於使用模或相差遮罩之捲至捲法製造時，基底基板的厚度可為40μm或更大以及400μm或更小。
導電層可包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、及鉑(Pt)中至少一種金屬，或其二或多種金屬的合金。
導電層可包括透明金屬氧化物。
透明金屬氧化物之類型無特殊限制，但可選自本技術中常用的透明金屬氧化物。例如，透明金屬氧化物可包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鋁鋅氧化物-銀-鋁鋅氧化物(AZO-Ag-AZO)、銦鋅氧化物-銀-銦鋅氧化物(IZO-Ag-IZO)、銦錫氧化物-銀-銦錫氧化物(ITO-Ag-ITO)、及銦鋅錫氧化物-銀-銦鋅錫氧化物(IZTO-Ag-IZTO)中至少一者。
導電層之堆疊法無特殊限制，但可為例如熱沉積、濺鍍、電子束沉積、積層處理法、或溶液塗覆法。
當使用溶液塗覆法作為導電層之堆疊法時，導電層可藉由使用導電金屬前驅物、導電金屬氧化物前驅物、奈米粒子、奈米線、導電紡織品、及導電聚合物中至少一者而 形成於基底基板上。
導電層之厚度(高度)無特殊限制，但可為5nm或更大以及10μm或更小。
形成於導電層上之第一光敏性材料層可藉由將光敏性材料組成物施加導電層而形成。包括在光敏性材料組成物中之光敏性材料的類型無特殊限制，但當光敏性材料根據曝光而對於顯影劑具有不同溶解性時，以及光敏性材料係在形成圖樣之後藉由熱處理而固化時，可確立更安定的處理條件。
該光敏性材料組成物可為正型光敏性材料組成物或負型光敏性材料組成物，且無特殊限制。光敏性材料組成物可為正型光敏性材料組成物。
光敏性材料組成物之固體含量可根據所使用之光敏性材料組成物的黏度及固體而改變，但例如根據光敏性材料組成物總重量計為10重量%或更多以及60重量%或更少。
第一光敏性材料層之厚度可為0.01μm或更大以及10μm或更小。
步驟b)係藉由使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第一光敏性材料層的上表面接觸而形成第一光敏性材料圖樣層之步驟。
透明光罩可為浮凸雕刻(convexly carved)有線性圖樣之透明光罩。
透明光罩可為相差軟遮罩，及詳言之，遮罩可為由具 有微米尺寸週期之凹凸形的軟材料製成之接觸遮罩。
雕刻有凸出線性圖樣之透明光罩可具有線性凹部及線性突起。在此情況下，突起之線寬以及凹部之線寬可彼此相同或不同，以及突起之線寬以及凹部之線寬可彼此相同。
在透明光罩中，當突起之線寬以及凹部之線寬可彼此相同時，一個突起之線寬以及一個凹部之線寬可界定為該凹凸部分的週期。例如，當透明光罩之凹凸部分的週期為80μm時，該週期可意指突起具有40μm之線寬以及凹部具有40μm之線寬。
透明光罩之凹凸部分的週期決定由該透明光罩所形成之光敏性材料圖樣的間距。例如，當透明光罩之凹凸部分的週期為80μm時，由該透明光罩形成之光敏性材料圖樣的間距可為40μm。在此情況下，光敏性材料圖樣之間距意指介於任一圖樣的線寬之縱向中的中心線與與該圖樣相鄰之其他圖樣的線寬之縱向的中心線之間的距離。
只要透明光罩之材料為具有高透射係數及低楊氏模數的撓性材料，透明光罩之材料無特殊限制，但透明光罩可包括例如聚二甲基矽氧烷(PDMS)系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸胺甲酸乙酯(PUA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、環烯烴共聚物(COP)、聚對酞酸伸乙酯(PET)、及聚乙烯基丁二烯(PVB)中至少一者或其共聚物。詳言之，透明光罩可包括基於PDMS之聚合物，但基本上不局限於此。
浮凸雕刻於透明光罩中之線性圖樣的線寬可根據最終實現的所要圖樣而改變。考慮到所使用之UV光源的波長、由破壞性干擾所致之近場光學圖樣形成、及由透明光罩之撓性材料造成之圖樣凹凸部分的凹陷部分下降，浮凸雕刻於透明光罩中之線性圖樣的線寬可為2μm或更大以及500μm或更小。
在透明光罩中形成之凹凸部分的週期可經由方程式1及2根據所製造之網狀電極的決定透射率之格柵間隔以及表面電阻值來設計及預測，以及具有由網狀電極之線寬及所使用之電極金屬的材料特性所造成之值。透明光罩之凹凸部分的週期可為20μm或更大以及160μm或更小。
Figure TWI610150BD00002
(方程式2)T TOT =T sub ×(1-f F )2
在此情況下，pG及tG分別表示導電格柵之電阻率及厚度，ξ為由形成金屬層之程序所致之程序相關係數，而fF表示該金屬層佔據基板的面積比，即，填充因數。Tsub表示基底基板之透射係數，而TTOT表示包括導電網孔之基底基板的最終透射係數。
透明光罩之線性凸出圖樣的度高(即，突起之高度)可為50nm或更大以及500μm或更小。
當透明光罩與第一光敏性材料層之上表面接觸時，雕刻有線性圖樣之透明光罩的表面可與該第一光敏性材料層之上表面接觸。在此情況下，因透明光罩之折射率與空氣之折射率之間的差異而產生入射至透明光罩之紫外線的相差，及因破壞性干擾而會在圖樣的突起與凹部的邊界處(即，該透明光罩與空氣接觸之界面)形成紫外線強度接近0之零點。
步驟b)可包括：b-1)使透明光罩與第一光敏性材料層之上表面接觸之後，將紫外線照射至該透明光罩上；b-2)移除該透明光罩，使用顯影劑顯影該第一光敏性材料層，並形成第一光敏性材料圖樣層；以及b-3)固化所形成之第一光敏性材料圖樣層。
在步驟b-1)中，藉由透明光罩將第一光敏性材料層分成照射紫外線之部分以及不照射紫外線之部分，而該第一光敏性材料層之照射紫外線的部分可對於顯影劑具有高溶解性。
在步驟b-1)中，照射之紫外線的強度無特殊限制，但可為例如10mJ/cm2或更高以及200mJ/cm2或更低。
只要顯影劑為能熔融經紫外線照射之第一光敏性材料層部分的溶液，步驟b-2)中所使用之顯影劑無特殊限制，但該顯影劑可為鹼顯影劑，例如氫氧化鉀(KOH)。
步驟b)可進一步包括於步驟b-2)之後乾燥所形成的第一光敏性材料圖樣層。在此情況下，包括在第一光敏性材料圖樣層中之溶劑等可被氣化。
只要是能使包括在第一光敏性材料圖樣層中之溶劑等氣化的溫度，用於乾燥第一光敏性材料圖樣層的溫度無特殊限制。
在步驟b-3)中，固化之第一光敏性材料圖樣層可經硬化及固定。
於步驟b-3)中，用於固化第一光敏性材料圖樣層之溫度可為150℃或更高以及250℃或更低。
於步驟b)中形成之第一光敏性材料圖樣層可為固化之第一光敏性材料圖樣層。在此情況下，當進行於具備該第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料圖樣層的程序時，對於圖樣之損壞(諸如固化之第一光敏性材料圖樣層分離或熔融)較少或無損壞。
第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣的線寬可為100nm或更大以及900nm或更小。
步驟c)為於具備第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料層的步驟。
第二光敏性材料層之厚度可與第一光敏性材料圖樣層之厚度(高度)相同或與之接近。第二光敏性材料層之厚度可根據第一光敏性材料圖樣層之厚度(高度)改變，但可為例如0.01μm或更大以及10μm或更小。
第二光敏性材料層可藉由將光敏性材料組成物施加至具備第一光敏性材料圖樣層之導電層上而形成。
形成第二光敏性材料層之光敏性材料組成物可與形成第一光敏性材料層之光敏性材料組成物相同或不同。
步驟d)為使雕刻有線性圖樣之透明光罩與第二光敏性材料層的上表面接觸，以使第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣與透明光罩之線性圖樣交叉而在導電層上形成第二光敏性材料圖樣層的步驟。
於步驟d)中，雕刻有線性圖樣之透明光罩係與第二光敏性材料層的上表面接觸，以使第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣與透明光罩之線性圖樣交叉，且此處之「交叉」意指雕刻有線性圖樣之透明光罩係與第二光敏性材料層之上表面接觸，以使第一光敏性材料圖樣層的線性圖樣與相差軟遮罩的線性圖樣正交或具有預定角度。
步驟d)可包括：d-1)使透明光罩與第二光敏性材料層之上表面接觸之後，將紫外線照射至該透明光罩上；d-2)移除該透明光罩，使用顯影劑顯影該第二光敏性材料層，並形成第二光敏性材料圖樣層；以及d-3)固化所形成之第二光敏性材料圖樣層。
步驟d)可進一步包括於步驟d-2)之後乾燥所形成的第二光敏性材料圖樣層。
步驟d-1)、d-2)及d-3)、以及該乾燥步驟可引用步驟b-1)、b-2)、及b-3)、及該乾燥步驟之說明，且該等步驟可在分別與b-1)、b-2)、及b-3)、及該乾燥步驟相同或不同條件下獨立地進行。
於步驟d)中形成之第二光敏性材料圖樣層可為固化之第二光敏性材料圖樣層。
步驟d)中之透明光罩可引用上述透明光罩之說明。
步驟d)中之透明光罩可與步驟b)中之透明光罩相同或不同。
第二光敏性材料圖樣層之線性圖樣的線寬可為100nm或更大以及900nm或更小。
根據本發明之其他特定實例，可藉由圖樣化在導電層上之光敏性材料三次或更多次來製造額外次微米圖樣或微米圖樣。
於步驟d)之後，該方法可另外包括：於形成有該第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之該導電層上形成第三光敏性材料層；及於該導電層上形成第三光敏性材料圖樣層。
第三光敏性材料層之厚度可與第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之厚度(高度)相同或與之接近。第三光敏性材料層之厚度可根據第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之厚度(高度)改變，但可為例如0.01μm或更大以及10μm或更小。
第三光敏性材料層可藉由將光敏性材料組成物施加至具備第一光敏性材料圖樣層及該第二光敏性材料圖樣層之導電層上而形成。
形成第三光敏性材料層之光敏性材料組成物可與形成第一光敏性材料層及該第二光敏性材料圖樣層之光敏性材料組成物相同或不同。
在本發明範例實施態樣中，形成第三光敏性材料圖樣層之步驟可為藉由將具有透光部分及不透光部分之光罩配 置在第三光敏性材料層上，同時與該第三光敏性材料層隔開，而在導電層上形成第三光敏性材料圖樣層的步驟。
光罩包括根據雕刻圖樣之透光部分及不透光部分，且該雕刻圖樣可為透光部分或不透光部分。光罩之圖樣無特殊限制。例如，當導電層具有用於觸控面板之網孔圖樣時，光罩中所雕刻之圖樣可為路由器圖樣。路由器圖樣係可與用於觸控面板之網孔圖樣連接及可與外部撓性印刷電路板連接的構造。
在本發明其他範例實施態樣中，形成第三光敏性材料圖樣層之步驟可為使雕刻有線性圖樣之透明光罩與第三光敏性材料層的上表面接觸，以使第一光敏性材料圖樣層之線性圖樣及第二光敏性材料圖樣層之線性圖樣中至少一者與透明光罩之線性圖樣交叉或平行，以在導電層上形成第三光敏性材料圖樣層的步驟。
藉由添加該步驟，藉由重疊或連接次微米圖樣或微米圖樣，可製造形成具有三角形、矩形、正方形、或多邊形排列等之圖樣形狀的網狀電極。
步驟e)為蝕刻導電層未形成第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層之部分的步驟。
步驟e)中之蝕刻程序可藉由使用一般乾式蝕刻或濕式蝕刻法進行，但考慮具有微米線寬及產品瑕疵之導電圖樣的可靠度，蝕刻程序可藉由乾式蝕刻法進行。
當於步驟d)之後形成額外光敏性材料圖樣層時，步驟e)可為蝕刻導電層中未形成第一光敏性材料圖樣層、第二 光敏性材料圖樣層、及額外光敏性材料圖樣層的部分之步驟。
當於步驟d)之後形成第三光敏性材料圖樣層時，步驟e)可為蝕刻導電層中未形成第一光敏性材料圖樣層、第二光敏性材料圖樣層、及第三光敏性材料圖樣層的部分之步驟。
步驟f)為移除第一光敏性材料圖樣層及第二光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣的步驟。
移除第一及第二光敏性材料圖樣層的方法無特殊限制，及可採用本技術中一般使用的方法。
當於步驟d)之後形成額外光敏性材料圖樣層時，第一光敏性材料圖樣層、第二光敏性材料圖樣層、及額外光敏性材料圖樣層可於步驟f)中移除。
當於步驟d)之後形成第三光敏性材料圖樣層時，第一光敏性材料圖樣層、第二光敏性材料圖樣層、及第三光敏性材料圖樣層可於步驟f)中移除。
如圖4所圖示，根據本發明第一範例實施態樣之製造導電網孔圖樣的方法可包括：a)在包括導電層200之基底基板100的該導電層200上形成第一光敏性材料層310；b)藉由使雕刻有線性圖樣之透明光罩400與該第一光敏性材料層310的上表面接觸而形成第一光敏性材料圖樣層330；c)於具備該第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料層510；d)使雕刻有線性圖樣之透明光罩400與該第二光敏性材料層510的上表面接觸，以使該第 一光敏性材料圖樣層330之線性圖樣與該透明光罩之線性圖樣交叉而在該導電層上形成第二光敏性材料圖樣層530；e)蝕刻該導電層200未形成該第一光敏性材料圖樣層330及第二光敏性材料圖樣層530之部分；以及f)移除該第一光敏性材料圖樣層及該第二光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣600。
如圖4及14所圖示，根據本發明第二範例實施態樣之製造導電網孔圖樣的方法可包括：在包括導電層200之基底基板100的該導電層200上形成第一光敏性材料層310；藉由使雕刻有線性圖樣之透明光罩400與該第一光敏性材料層310的上表面接觸而形成第一光敏性材料圖樣層330於具備該第一光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二光敏性材料層510；使雕刻有線性圖樣之透明光罩400與該第二光敏性材料層510的上表面接觸，以使該第一光敏性材料圖樣層330之線性圖樣與該透明光罩之線性圖樣交叉而在該導電層上形成第二光敏性材料圖樣層530；於形成有該第一光敏性材料圖樣層330及第二光敏性材料圖樣層530之該導電層200上形成第三光敏性材料層710；藉由將鉻空白遮罩800配置於該第三光敏性材料層710上，同時與該第三光敏性材料層710隔開，而在導電層上形成第三光敏性材料圖樣層730；蝕刻導電層200中未形成第一光敏性材料圖樣層330、第二光敏性材料圖樣層530、及第三光敏性材料圖樣層730的部分；以及移除該第一光敏性材料圖樣層330、該第二光敏性材料圖樣層 530、該第三光敏性材料圖樣層730以製造路由器圖樣900連同導電網孔圖樣600。
本發明之製造導電網孔圖樣的方法可應用於捲至捲方法。
當將本發明之製造導電網孔圖樣的方法應用於捲至捲方法時，雕刻有線性圖樣之透明光罩可包括提供在中空圓筒形基底基板的外周表面上且雕刻有線性圖樣之包覆層，以及在該圓筒形基底基板內部提供紫外線燈。
在此情況下，只要中空圓筒形基底基板之材料能使紫外線通過且具有於透明光罩旋轉時能抗可施加之衝擊的機械性質，該中空圓筒形基底基板之材料無特殊限制，但該中空圓筒形基底基板之材料可為例如石英或玻璃。
當該方法應用於捲至捲方法時，具備導電網孔圖樣之基底基板可為撓性膜。例如，基底基板可為塑膠膜，且該塑膠膜之材料無特殊限制，以及而採用本技術中一般使用的材料。
本發明提供一種包含上述方法所製造的線寬為100nm或更大以及900nm或更小之導電網孔圖樣的網狀電極。
該網狀電極之說明可引用上述用於製造導電網孔圖樣的方法之說明。
導電網孔圖樣可包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、及鉑(Pt)中至少一種金屬，或其二或多種金屬的合金。
例如，導電網孔圖樣可包括透明金屬氧化物，詳言之，導電網孔圖樣可包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鋁鋅氧化物-銀-鋁鋅氧化物(AZO-Ag-AZO)、銦鋅氧化物-銀-銦鋅氧化物(IZO-Ag-IZO)、銦錫氧化物-銀-銦錫氧化物(ITO-Ag-ITO)、及銦鋅錫氧化物-銀-銦鋅錫氧化物(IZTO-Ag-IZTO)中至少一者。
在本發明中，「網狀」意指網形，且可包括二或多條線交叉之形狀，以及正交格柵圖樣。
導電網孔圖樣可為兩組線彼此正交之格柵圖樣。第一組呈水平方向之線性圖樣的間距可與第二組呈垂直方向之線性圖樣的間距相同或不同。詳言之，第一組線性圖樣之間距可與第二組線性圖樣之間距相同。
第一組線性圖樣之線寬及第二組線性圖樣之線寬各可為100nm或更大以及900nm或更小。
第一及第二組線性圖樣之線性圖樣的間距各可為2μm或更大以及500μm或更小。詳言之，第一及第二組線性圖樣之線性圖樣的間距各可為10μm或更大以及80μm或更小。
網狀電極可另外包括經由額外的光敏性材料圖樣層而形成之額外次微米圖樣或微米圖樣。詳言之，網狀電極可另外包括路由器圖樣層。
網狀電極可用作觸控面板之網狀電極、有機發光裝置之輔助電極、及有機發光裝置之金屬電極以及有機太陽能 電池之網狀電極中至少一者。詳言之，網狀電極可為觸控面板之網狀電極。
本發明提供一種層板，其包括：基底基板；設置於該基底基板上之導電層；設置於該導電層上之第一光敏性材料線性圖樣；及設置於該導電層上且與該第一光敏性材料線性圖樣交叉之第二光敏性材料線性圖樣。
層板之說明可引用上述用於製造導電網孔圖樣的方法之說明。
只要第一及第二光敏性材料線性圖樣之高度彼此相同或接近，該第一及第二光敏性材料線性圖樣之高度無特殊限制，但可為例如0.01μm或更大以及10μm或更小。
第一及第二光敏性材料線性圖樣之線寬可為100nm或更大以及900nm或更小。
第一及第二光敏性材料線性圖樣之間距各可為2μm或更大以及500μm或更小。詳言之，第一及第二光敏性材料線性圖樣之間距各可為10μm或更大以及80μm或更小。
層板可另外包括提供於導電層上之額外次微米圖樣或額外微米圖樣。
層板可另外包括提供於導電層上之第三光敏性材料圖樣。第三光敏性材料圖樣可根據用途而為與第一及第二光敏性材料線性圖樣連接的線性圖樣或第三圖樣，例如第三光敏性材料圖樣可為與第一及第二光敏性材料線性圖樣連接之路由器圖樣。
第三光敏性材料圖樣之厚度可與第一及第二光敏性材料線性圖樣的厚度(高度)相同或與之接近。第三光敏性材料圖樣之厚度可根據第一及第二光敏性材料線性圖樣的厚度(高度)而改變，但可為例如0.01μm或更大以及10μm或更小。
第一及第二光敏性材料線性圖樣之材料可彼此相同或不同。即，第一及第二光敏性材料線性圖樣之光敏性材料組成物可彼此相同或不同。
第三光敏性材料圖樣之材料可與第一及第二光敏性材料線性圖樣之至少一者相同或不同。形成第三光敏性材料圖樣之光敏性材料組成物可與形成第一光敏性材料線性圖樣及該第二光敏性材料圖樣線性圖樣之光敏性材料組成物相同或不同。
導電層可包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、及鉑(Pt)中至少一種金屬，或其二或多種金屬的合金。
導電層可包括透明金屬氧化物。例如，導電層可包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鋁鋅氧化物-銀-鋁鋅氧化物(AZO-Ag-AZO)、銦鋅氧化物-銀-銦鋅氧化物(IZO-Ag-IZO)、銦錫氧化物-銀-銦錫氧化物(ITO-Ag-ITO)、及銦鋅錫氧化物-銀-銦鋅錫氧化物(IZTO-Ag-IZTO)中至少一者。
100‧‧‧基底基板
200‧‧‧導電層
310‧‧‧第一光敏性材料層
330‧‧‧第一光敏性材料圖樣層
400‧‧‧雕刻有線性圖樣之透明光罩
510‧‧‧第二光敏性材料層
530‧‧‧第二光敏性材料圖樣層
600‧‧‧導電網孔圖樣
710‧‧‧第三光敏性材料層
730‧‧‧第三光敏性材料圖樣層
800‧‧‧鉻空白遮罩
900‧‧‧路由器圖樣
圖1及2描述相移微影術之原理。
圖3圖示根據相移微影術製造次微米級網孔圖樣的困難。
圖4示意圖示根據本發明製造網狀電極之方法。
圖5為實施例1之具有40μm線寬的線圖樣(重複週期為80μm)之鉻空白遮罩的光學顯微鏡影像。
圖6為根據實施例1製造之透明光罩的光學顯微鏡影像。
圖7為根據實施例1製造之光敏性網孔圖樣的示意圖及光學顯微鏡影像。
圖8為根據實施例1製造之導電網孔圖樣的示意圖及光學顯微鏡影像。
圖9為根據實施例1製造之導電網孔圖樣的低倍率及高倍率掃描電子顯微鏡(SEM)影像。
圖10為Al蝕刻前之光敏性材料網孔圖樣的SEM影像。
圖11為Al蝕刻後之導電網孔圖樣的SEM影像。
圖12為根據本發明製造之具有200nm或更小線寬的圖樣之SEM影像。
圖13圖示根據本發明製造之設有導電網孔圖樣(110 x 110mm2)且其中無雲紋效應的基板之透明度。
圖14示意圖示根據本發明其他範例實施態樣製造添加路由器圖樣(router pattern)之電極的方法。
下文茲將參考實施例更詳細說明本發明。然而，下列實施例係用以解說本發明，但無意限制本發明。
<實施例1> 製造軟式接觸遮罩
如圖5所圖示，圖樣係藉由使用具有線寬約40μm之線性圖樣(約80μm之重複週期)的鉻(Cr)空白遮罩以及使用光敏性材料AZ1512(未稀釋溶液)或SU8 25(稀釋300%，丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA))，將聚二甲基矽氧烷(PDMS)預聚合物及硬化劑以9：1之比混合，將該混合物倒至該圖樣上，藉由熱固化使該混合物固化，將該混合物與該光敏性材料圖樣分開以製造雕刻有線性圖樣之PDMS透明光罩的現有光蝕刻法所製造。所製造之透明光罩的光學顯微鏡影像係圖示於圖6。
製造光敏性材料圖樣
藉由真空濺鍍法將鋁(Al)沉積在石英成50nm厚度，然後藉由在鋁(Al)上塗覆及乾燥光敏性材料而形成第一光敏性材料層。在此情況下，第一光敏性材料層之厚度係調整至約100nm至400nm。在透明光罩與第一光敏性材料層接觸之後，曝光(Karl Suss MA8遮罩對準器，1000W)、顯影(顯影劑CPD18)、及乾燥形成第一光敏性材料圖樣層。在此情況下，將曝光量調整至10mJ/cm2至200mJ/cm2之範圍。然後，在150℃至250℃之溫度下熱處理 經乾燥之第一光敏性材料圖樣層約數十分鐘並固化之。其次，第二光敏性材料層係以與第一光敏性材料圖樣層相同順序額外形成於具備該第一光敏性材料圖樣層的鋁上，然後藉由將同一透明光罩旋轉90°且使該透明光罩與該第二光敏性材料層接觸、然後曝光、顯影、乾燥、及固化該第二光敏性材料層，而在該鋁上形成第二光敏性材料圖樣層。因此，在該鋁上製造線寬為100nm至900nm且間距為40μm之光敏性材料網孔圖樣。所形成之光敏性材料網孔圖樣的示意圖及光學顯微鏡影像係圖示於圖7。
製造導電網孔圖樣
導電網孔圖樣係藉由使用在鋁上製造之網孔光敏性圖樣作為蝕刻遮罩來乾式蝕刻厚度為50nm之Al層所製造。所製造之導電網孔圖樣的示意圖及光學顯微鏡影像係圖示於圖8，而其SEM影像係圖示於圖9。
在此情況下，乾式蝕刻之程序條件係如下示。
程序壓力：5m托耳
氣體種類及流率：BCl3：Cl2=35：15sccm
蝕刻施加功率：ICP：RF=300：30W
100‧‧‧基底基板
200‧‧‧導電層
310‧‧‧第一光敏性材料層
330‧‧‧第一光敏性材料圖樣層
400‧‧‧雕刻有線性圖樣之透明光罩
510‧‧‧第二光敏性材料層
530‧‧‧第二光敏性材料圖樣層
600‧‧‧導電網孔圖樣

Claims (15)

  1. 一種製造導電網孔圖樣之方法，其包括：a)在包括導電層之基底基板的該導電層上形成第一正型光敏性材料層；b-1)使雕刻有線性圖樣之透明光罩與第一正型光敏性材料層之上表面接觸之後，將紫外線照射至該透明光罩上；b-2)移除該透明光罩，使用顯影劑顯影該第一正型光敏性材料層，並形成第一正型光敏性材料圖樣層；及b-3)固化所形成之第一正型光敏性材料圖樣層，c)於具備該第一正型光敏性材料圖樣層之導電層上形成第二正型光敏性材料層；d)使雕刻有線性圖樣之透明光罩與該第二正型光敏性材料層的上表面接觸，以使該第一正型光敏性材料圖樣層之線性圖樣與該透明光罩之線性圖樣交叉而在該導電層上形成第二正型光敏性材料圖樣層；e)蝕刻該導電層未形成該第一正型光敏性材料圖樣層及第二正型光敏性材料圖樣層之部分；以及f)移除該第一正型光敏性材料圖樣層及該第二正型光敏性材料圖樣層以製造導電網孔圖樣，其中該導電網孔圖樣之線寬為100nm或更大以及900nm或更小，及其中該透明光罩之線性圖樣的線寬為2μm或更大以及500μm或更小。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括：在步驟d)之後，於形成有該第一正型光敏性材料圖樣層及第二正型光敏性材料圖樣層之該導電層上形成第三正型光敏性材料層；及於該導電層上形成第三正型光敏性材料圖樣層。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電層包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、及鉑(Pt)中至少一種金屬，或其二或多種金屬的合金。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電層包括透明金屬氧化物。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電層包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鋁鋅氧化物-銀-鋁鋅氧化物(AZO-Ag-AZO)、銦鋅氧化物-銀-銦鋅氧化物(IZO-Ag-IZO)、銦錫氧化物-銀-銦錫氧化物(ITO-Ag-ITO)、及銦鋅錫氧化物-銀-銦鋅錫氧化物(IZTO-Ag-IZTO)中至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該透明光罩包括聚二甲基矽氧烷(PDMS)系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸胺甲酸乙酯(PUA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、環烯烴共聚物(COP)、聚對酞酸伸乙酯(PET)、及聚乙烯基丁二烯(PVB)中至少一者或其共聚物。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電層之 厚度為5nm或更大以及10μm或更小。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一正型光敏性材料層及第二正型光敏性材料層各者的厚度為0.01μm或更大以及10μm或更小。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟b-1)及d)分別包括在使該透明光罩與該第一正型光敏性材料層或該第二正型光敏性材料層的上表面接觸之後，將強度為10mJ/cm2或更高以及200mJ/cm2或更低之紫外線照射至該透明光罩上。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在步驟a)中，形成該導電層之方法包括熱沉積、濺鍍、電子束沉積、層壓處理法、或溶液塗覆法。
  11. 一種層板，其包含：基底基板；設置於該基底基板上之導電層；設置於該導電層上之第一正型光敏性材料線性圖樣；及設置於該導電層上且與該第一正型光敏性材料線性圖樣交叉之第二正型光敏性材料線性圖樣，其中該第一正型光敏性材料線性圖樣及該第二正型光敏性材料線性圖樣之線寬分別為100nm或更大以及900nm或更小。
  12. 如申請專利範圍第11項之層板，其另外包含：設置於該導電層上之第三正型光敏性材料線性圖樣。
  13. 如申請專利範圍第11項之層板，其中該導電層包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、及鉑(Pt)中至少一種金屬，或其二或多種金屬的合金。
  14. 如申請專利範圍第11項之層板，其中該導電層包括透明金屬氧化物。
  15. 如申請專利範圍第11項之層板，其中該導電層包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鋁鋅氧化物-銀-鋁鋅氧化物(AZO-Ag-AZO)、銦鋅氧化物-銀-銦鋅氧化物(IZO-Ag-IZO)、銦錫氧化物-銀-銦錫氧化物(ITO-Ag-ITO)、及銦鋅錫氧化物-銀-銦鋅錫氧化物(IZTO-Ag-IZTO)中至少一者。
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