形成导电网格图案的方法及由其制造的网格电极和层叠体技术

本发明专利技术涉及一种制造导电网格图案的方法、由该方法制造的网格电极和层叠体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求于2014年02月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2014-0016625的优先权和权益，上述申请的全部内容通过引用的方式并入本说明书中。本专利技术涉及一种制造导电网格图案的方法、由该方法制造的网格电极和层叠体。
技术介绍
便携式终端例如智能电话、互联网装置和便携式游戏装置需要更轻薄的外观以为使用者提高可携带性。便携式终端具有有限的尺寸而使使用者不便通过使用菜单键、数字键和方向键实现所需的功能，因此便携式终端目前配置为在使用者观看屏幕时通过使用触摸屏使得使用者能够直接选择显示在屏幕上的菜单项。触摸屏使使用者能够在观看屏幕时触摸显示在屏幕上的菜单项以进行所需的功能，因此触摸屏需要由透明材料形成，并且包括用于检测使用者的触摸输入的触摸电极。触摸电极通常由在触摸屏中具有交叉结构的两条电极线形成，而且所述两条触摸电极线可以形成于不同的片材中，或形成于一个片材中，以测定使用者的触摸输入。具有格状结构的触摸屏采用电容法，传感器电极图案由多个交叉第一导电侧线和第二导电侧线形成。当触摸对象接近具有格状结构的触摸屏时，互相水平和垂直连接的第一和第二导电侧线收集接近点处变化的电容，触摸屏分析所收集的信号并检测触摸输入。触摸屏的电极采用透明金属氧化物，例如电阻高于导电金属但具有高的光学透过率的铟锡氧化物(ITO)。透明金属氧化物在具有小的表面积的装置中没有问题。由于逸出功大，导电性相对不高，当表面积增加时有产生电压降的缺点。当透明金属氧化物形成在透明膜例如PET膜上时，与沉积时间成比例地产生膜的表面损坏，并且产生阴离子冲击，使得难以制造大的触摸屏。为了克服上述问题，US专利公开号2010-0156840公开了一种通过使用具有网格结构的触摸电极检测触摸输入的触摸屏传感器。但是，具有网格结构的触摸电极可以被视觉识别，或者由于网格图案可以展现莫尔效应。当具有网格结构的触摸电极的线宽缩小时，视觉识别和莫尔效应减少，但在微细图案的可实现线宽上有限制，而且实现具有小于1μm的次微米级线宽的超细网格结构的方法需要较高的加工成本，使得在大量制造和制造大的触摸电极上有问题。因此，需要有关能够实现具有小于1μm的次微米级线宽的超细网格结构的合理制造方法的研究。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种用于制造导电网格图案的方法、由该方法制造的网格电极和层叠体。技术方案本专利技术提供了一种制造导电网格图案的方法，包括：a)在包括导电层的基板的导电层上形成第一光敏材料层；b)通过使刻有线形图案的透明光掩模与所述第一光敏材料层的上表面接触而形成第一光敏材料图案层；c)在具有所述第一光敏材料图案层的导电层上形成第二光敏材料层；d)使刻有线形图案的透明光掩模与所述第二光敏材料层的上表面接触，使得所述第一光敏材料图案层的线形图案与该透明光掩模的线形图案交叉而在导电层上形成第二光敏材料图案层；e)蚀刻导电层上未形成所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层的部分；以及f)去除所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图
案层以制造导电网格图案。此外，本专利技术提供了一种通过所述方法制造的网格电极，该网格电极包括具有100nm以上900nm以下的线宽的导电网格图案。此外，本专利技术提供了一种层叠体，该层叠体包括：基板；配置在所述基板上的导电层；配置在所述导电层上的第一光敏材料线形图案；以及配置在所述导电层上并且与所述第一光敏材料线形图案交叉的第二光敏材料线形图案。有益效果根据本专利技术，可以通过简单的光学处理制造具有次微米级线宽的超细网格结构的电极。与现有薄膜上的金属氧化物类透明电极相比，根据本专利技术制造的具有次微米级线宽的超细网格结构的电极可以克服氧化物层的固有表面电阻值的局限，因此很容易将电极应用于大面积透明电极。在使用塑料基板的情况下，即使当基板由于细线的结构而弯曲或弯折，也可以将局部集中的应力有效分散至基板，使得电极可以容易地应用于柔性电子装置。通过本专利技术的制造方法制造的网格电极非常容易用于电子装置的触摸面板的电极结构中。本专利技术通过使用软相位差掩模可以诱导光敏层的均匀接触，使得容易地在具有平面、非平面或曲面的圆柱形模具上形成图案，因此可以容易地将次微米级的网状网格结构应用于自动化工艺例如基于圆柱形辊模具的卷对卷工艺中。本专利技术可以通过使用透明柔性基板作为光掩模形成和重叠具有各种尺寸的大面积图案，或在圆柱形辊模具的圆柱形曲面上划分或独立地形成具有不同形状的图案，从而提高工艺的自由度。附图说明图1和2描述了相移光刻的原理。图3说明了根据光学相移光刻制造次微米级网格图案的困难。图4图示地说明了根据本专利技术制造网格电极的过程。图5是实施例1的具有40μm线宽的线形图案(重复周期为80μm)的铬空白掩模的扫描电镜(SEM)图像。图6是根据实施例1制造的透明光掩模的SEM图像。图7是根据实施例1制造的光敏网格图案的示意图和SEM图像。图8是根据实施例1制造的导电网格图案的示意图和光学显微镜图像。图9是根据实施例1制造的导电网格图案的低倍率放大和高倍率放大的SEM图像。图10是在Al蚀刻之前的光敏材料网格图案的SEM图像。图11是在Al蚀刻之后的导电网格图案的SEM图像。图12是根据本专利技术制造的具有200nm以下线宽的图案的SEM图像。图13说明了根据本专利技术制造的具有导电网格图案(110×110mm2)且其中没有莫尔效应的基板的透明度。图14图示地说明了根据本专利技术的另一个示例性实施方案制造加入了路由器图案的电极的过程。<参考数字和符号的说明>100：基板200：导电层310：第一光敏材料层330：第一光敏材料图案层400：刻有线形图案的透明光掩模510：第二光敏材料层530：第二光敏材料图案层600：导电网格图案710：第三光敏材料层730：第三光敏材料图案层800：铬空白掩模900：路由器图案具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术。与现有的基于金属氧化物例如氧化铟锡(ITO)的透明电极相比，具有次微米级线宽的网状结构的电极通过使用具有高导电性的金属形成导电图案具有能够使线宽最小化和使透明度最大化的电极结构，而且容易应用于大面积和柔性电子装置。当将具有导电层的电极应用于柔性电子装置时，由于柔性基板和导电层之间机械弹性模量大的差异，导电层会不可避免地损坏。当将具有次微米级线宽的网状结构的电极应用于柔性电子装置时，即使基板由于细线的结构而被细线的结构弯曲或弯折，也可以将局部集中的应力有效分散至基板，使得电极可以非常容易地应用于柔性电子装置。用于制造现有纳米结构的技术在制造电极上有局限性，因此已尝试了新的技术。代表性地使用了利用软光刻的微/纳米图案化技术，软光刻方法是指通过使用柔性有机材料制造图案或结构而无需现有的光刻中使用的复杂装置的新转移方法。为了通过利用相移光刻制造具有次微米级线宽的网格结构，已经提出了通过利用电子束光刻将具有棋盘形状的凹凸图案之间的间距控制为具有次微米尺寸来制造相位差光刻掩模的方法。当由图案形成的柔性基板用作光掩模时，如图1所示，图案凸出部分与图案凹入部分之间的边界界面处介质(例如玻璃n＝1.45)与空气(n＝1.0)之间的折射率的差异，产生入射UV光的相位差。当鉴于图案的高度和入射UV光的波长的相位差变为2π本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造导电网格图案的方法，包括：a)在包括导电层的基板的导电层上形成第一光敏材料层；b)通过使刻有线形图案的透明光掩模与所述第一光敏材料层的上表面接触而形成第一光敏材料图案层；c)在具有所述第一光敏材料图案层的导电层上形成第二光敏材料层；d)使刻有线形图案的透明光掩模与所述第二光敏材料层的上表面接触，使得所述第一光敏材料图案层的线形图案与该透明光掩模的线形图案交叉而在导电层上形成第二光敏材料图案层；e)蚀刻导电层上未形成所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层的部分；以及f)去除所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层以制造导电网格图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.13 KR 10-2014-00166251.一种制造导电网格图案的方法，包括：a)在包括导电层的基板的导电层上形成第一光敏材料层；b)通过使刻有线形图案的透明光掩模与所述第一光敏材料层的上表面接触而形成第一光敏材料图案层；c)在具有所述第一光敏材料图案层的导电层上形成第二光敏材料层；d)使刻有线形图案的透明光掩模与所述第二光敏材料层的上表面接触，使得所述第一光敏材料图案层的线形图案与该透明光掩模的线形图案交叉而在导电层上形成第二光敏材料图案层；e)蚀刻导电层上未形成所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层的部分；以及f)去除所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层以制造导电网格图案。2.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：在步骤d)之后，在其上形成有所述第一光敏材料图案层和所述第二光敏材料图案层的导电层上形成第三光敏材料层；以及在所述导电层上形成第三光敏材料图案层。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述透明光掩模的线形图案的线宽是2μm以上500μm以下。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述导电网格图案的线宽是100nm以上900nm以下。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述导电层包含银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铬(Cr)和铂(Pt)中的至少一种金属或其中两种以上金属的合金。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述导电层包括透明金属氧化物。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述导电层包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铝锌-银-氧化铝锌(AZO-Ag-AZO)、氧化铟锌-银-氧化铟锌(IZO-Ag-IZO)、氧化铟锡-银-氧化铟锡(ITO-Ag-ITO)、和氧化铟锌锡-银-氧化铟锌锡(IZTO-Ag-IZTO)中的至少一种。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述透明光掩模包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、环烯烃共聚物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或其共聚物中的至少一种。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述导电层的厚度是5nm以上10μm以下。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一光敏材料层和所述第二光敏材料层的厚度分别是0...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴正岵，辛富建，金在镇，李钟炳，郑镇美，郑有珍，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR