JP5677961B2 - サブミリメートル導電性グリッド用のサブミリメートル開口部を有するマスクの製造方法、並びにマスク及びサブミリメートル導電性グリッド - Google Patents
サブミリメートル導電性グリッド用のサブミリメートル開口部を有するマスクの製造方法、並びにマスク及びサブミリメートル導電性グリッド Download PDFInfo
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Description
・該マスキング層として、第一の溶媒中に安定化して分散されたコロイドナノ粒子の第一の溶液を被着させ、該ナノ粒子は所定のガラス転移温度Tgを有し、
・第一のマスキング層として知られる該マスキング層の乾燥を、ネットワークマスクと呼ばれる、サブミリメートルの開口部の二次元ネットワークを有し実質的に直立したマスク領域端部を有するマスクが得られるまで、該温度Tgより低い温度で行い、該ネットワークマスクはネットワークマスクゾーンと呼ばれるゾーンにあり、
そして該方法は、該表面上での第二のマスキング層の液体被着による一体マスクゾーンの形成を更に含み、該一体マスクゾーンは該ネットワークマスクゾーンに隣接及び接触しており、
及び/又は該方法は、該表面に少なくとも1つのカバーを配置することによる少なくとも1つのカバーゾーンの形成を含み、該カバーゾーンは該ネットワークマスクゾーンに接触しており、
及び/又は該方法は、第一のマスキング層の乾燥後に、該ネットワークマスクゾーンの一部分の開口部に液体充填(特に厚さの一部分に、部分的に)を行うことによるか、あるいはネットワークマスクゾーンの一部の開口部を液体被着によりカバーすることによる、充填マスクゾーンの形成を含む、
マスクの製造方法である。
・分散を促進するために、好ましくは少なくとも1つの特徴的な(平均)寸法を有する、大きさの限定された、例えば平均径が10〜300nm、あるいは50〜150nmの粒子、従ってナノ粒子、を選択すること、及び、
・それらの凝集、沈殿及び/又は重力による沈降を防ぐために、溶媒中のナノ粒子を安定化させること(特に、例えば界面活性剤によるなどの表面電荷による処理による、pHの制御による)、
の双方が必要である。
温度が高いほど(全ての条件が同じとして)、Bは大きくなる。
・スピンコーティング、
・カーテンコーティング、
・ディップコーティング、
・スプレーコーティング、及び、
・フローコーティング、
が挙げられる。
・例えば加熱グリッドの加熱能力の調節のため、さもなければいくつかの電極を形成するために、グリッドゾーンを少なくとも2つのグリッド領域に分離するための分離ゾーン、
・グリッドと上部電極の接続システムとの間の分離ゾーン、
・情報を送るためのコミュニケーションウインドウ、及び、
・摩滅を防ぐため、接地を防止するための境界画定ゾーン、
を持つことができる。
・特にグリッド領域の端にある、少なくとも1つの一体ストリップ(直線、曲線のもの)又は複数の一体ストリップ(一定の間隙で平行のものなど)、好ましくは1つの(且つ同じ)グリッド端に開いた複数のストリップ、及び/又は、
・特にグリッドゾーンの内部又は周辺ゾーンの、複数の一体の幾何学パターン(周期的又は非周期的ネットワークで配置されている個別の丸い形状であるものなど)、
を形成することが可能である。
・スクリーン印刷、ブラシ又はスプレーガンで適用可能な、APCIS社により販売されている溶媒相ブルーインク420S、
・160〜180℃で数分の重合をともなうスクリーン印刷によって適用可能な、又は200℃での処理中に水溶性である、溶媒フリーのPlastisol可剥性ワニス140−60044/27、
・スクリーン印刷により適用可能な、APCIS社により販売されている可剥性(且つ水溶性)ワニス140−20004 PRINT COLOR、
・ポリカーボネートに基づくポリウレタンワニスである耐水可剥性のワニスAQAPEEL 550、及び、
・KHANTI CORROSION社からの変成ビニル樹脂に基づく可剥性ワニス、
を含めて、販売されている。
・Coates Screen Inks GmbH社により販売されている製品LAB−N210350:60、
・スクリーン印刷により適用可能な、APCIS社により販売されている水溶性ワニス140−20004 PRINT COLOR、
・Marabu社により販売されている製品Ultraglass UVGL及びUltraglass UVGO、
・Lascaux Lift Solution社により販売されている製品Lascaux Screen Filler及びLascaux Screen Painting Fluid、及び、
・BASF/BTC社により販売されている製品POLIGEN ES9101018、ES 91022及びES91025、
を含めて、販売されている。
・機械的作用により、特に、送風(強制的気流など)、非研磨性エレメント(フェルト、布帛、黒板ふきタイプの)でのこすり取り、切削エレメント(刃物など)での切削により、及び/又は、
・昇華、アブレーション、レーザータイプの手段により、
行うことができる。
・少なくとも1つの一体ストリップ(接続システムのため及び/又は他の電気的機能のための)を作り出すために少なくともネットワークマスクの一端に沿って(好ましくは基材の端部近くで)、
・2つの一体ストリップを互いに向き合わせて又は2つの隣接する端部に形成するためにネットワークマスクの2つの端部に沿って、及び、
・周囲全体(長方形の枠、リングなど)に一体ストリップを作り出すためにネットワークマスクの(完全な)輪郭を与えるよう、
部分的に除去することが可能である。
・酸化ケイ素、オキシ炭化ケイ素を基礎材料とするもの、一般式SiOCの層、
・窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、オキシ炭窒化ケイ素を基礎材料とするもの、一般式SiNOC、とりわけSiN、特にSi3N4の層、
であることができる。
・ネットワークマスクと呼ばれ、実質的に直立した端部のマスク領域を有する、サブミリメートルの開口部を有するマスクであり、該ネットワークマスクは、識別可能な、好ましくはポリマーの、特に実質的に球形の、例えば50℃より高いガラス転移温度を有する球状ナノ粒子の、積重体を含み(好ましくは本質的にそれらから構成される)、ネットワークマスクゾーンとして知られる1つのゾーンのマスクであって、好ましくは親水性表面上にあるマスク、
・ネットワークマスクゾーンに隣接する少なくとも1つの一体マスキングゾーン、
・及び/又は少なくとも1つの充填ネットワークマスクゾーン、
・及び/又はネットワークマスクゾーン上にカバーを有する少なくとも1つのカバーゾーン、
を備えた基材も提供する。
・ネットワークの開口部の(平均)幅Aがミクロンサイズ、あるいはナノスケールであり、特に数百nm〜数十ミクロン、とりわけ200nm〜50μmであり、
・パターンの(平均)寸法(従って隣接する開口部間の寸法)Bがミリメートル台又は更にはサブミリメートル台であり、特に5〜800μm、又は更には100〜250μmであり、
・B/A比が、特に粒子の性質に応じて調節可能であり、特に7〜20又は更には40であり、
・マスクの所定の領域、あるいは表面の大部分もしくは全体において、開口部の最大幅と開口部の最小幅との差が4未満、又は更には2以下であり、
・マスクの所定の領域、あるいは表面の大部分もしくは全体において、最大パターン寸法と最小パターン寸法との差が4未満、又は更には2以下であり、
・マスクの所定の領域、あるいは表面の大部分もしくは全体において、開放パターン(非貫通又は「ブラインド」開口)の程度、言い換えれば、相互接続が断絶している程度が、5%未満、又は更には2%以下であり、従って、ネットワークの断絶が限られているか、又はほぼゼロであって、それは所望によりネットワークのエッチングによって低減し、なくすこともでき、
・所定のパターン、所定の領域における又は表面全体にわたるパターンの大部分又は全てについて、そのパターンに特徴的な最大寸法とそのパターンに特徴的な最小寸法との差が、等方性を強めるために2未満であり、及び、
・ネットワークのセグメントの大部分又は全てについて、端部が、特に10μm程度の(例えば200倍の光学顕微鏡で観察される)一定の間隔をあけ、平行になっている、
ランダムな(形状及び/又は大きさ)、非周期的パターンからなるマスクを、低コストで得ることができる。
・第一のマスキング層の乾燥及び一体マスキングゾーン(必要に応じ乾燥した)及び/又は充填マスクゾーン(必要に応じ乾燥した)の形成後、及び/又はカバーの配置後に、導電性材料を、
・開口部の深さの一部分が充填されるまで、既に画定されたネットワークマスクの開口部を通して、表面へ(直接又は間接的に)被着させること、
を含み、且つ、
・第一のマスキング層を除去してサブミリメートルの導電性グリッドを露出させること、
・第二のマスキング層及び/又は充填層及び/又はカバーを除去して機能性ゾーンをむき出しにすること、
を引き続いて含む、基材の主表面におけるサブミリメートルの導電性グリッド及び(いわゆる)機能性ゾーンの作製にも関する。
・ストランドのサブミリメートルの(平均の)幅(A’)に対するストランド間の(平均の)間隔(B’)の比が7〜40であること。
・グリッドの網目がランダム(非周期的)であり、多様な形状及び/又は大きさであること。
・ストランドにより画定された網目が3辺及び/又は4辺及び/又は5辺、例えば大抵は4辺、を有すること。
・グリッドが少なくとも1つのグリッド方向において、好ましくは二方向において、非周期的な(又はランダムな)構造を持つこと。
・所定の領域又は表面全体の大部分又は全部に関して、網目の最大の特徴的寸法と網目の最小の特徴的寸法との差が2未満であること。
・網目の大部分又は全部に関して、1つの網目の隣接する二辺の間の角度が60°〜110°、特に80°〜100°であり得ること。
・ストランドの最大幅とストランドの最小幅との差が、所定のグリッド領域において又は表面の大部分もしくは全部において4未満、又は2以下であること。
・所定のグリッド領域において又は表面の大部分もしくは全部において、最大網目寸法(網目を形成するストランド間の間隔)と最小網目寸法との差が4未満、又は2以下であること。
・所定のグリッド領域において又は表面の大部分もしくは全部において、封止されていない網目及び/又は切断された(「ブラインド」)ストランドセグメントの量が5%未満、又は2%以下であること、すなわち、ネットワークの破断が限定されているか、又はほぼゼロであること。
・ほとんどの部分に関して、ストランドの端部は10μm程度(例えば200倍の光学顕微鏡で観察される)の一定間隔をあけ、特に実質的に直線、平行であること。
・フッ化マグネシウム又はカルシウムは、紫外バンド全域、すなわちUVA(315〜380nm)、UVB(280〜315nm)、UVC(200〜280nm)、及びVUV(約10〜200nm)にわたり、80%超又は更には90%超を透過させる。
・石英及び特定の高純度シリカは、UVA、UVB及びUVCバンドの全域にわたり、80%超又は更には90%超を透過させる。
・ホウケイ酸ガラス、例えばSchott社からのBorofloatなどは、UVAバンド全域にわたり70%超を透過させる。
・0.05%未満のFe(III)又はFe2O3を含むソーダ−石灰−シリカガラス、特にSaint−Gobain社からのDiamantガラス、Pilkington社からのOptiwhiteガラス、Schott社からのB270ガラスなどは、UVAバンド全域にわたり70%超又は更には80%超を透過させる。
・種々の光学的及び/又はエネルギー特性を有する電気化学的な及び/又は電気的に制御可能なデバイス、例えば液晶デバイス又は光起電性デバイス、あるいは有機もしくは無機発光デバイス(TFELなど)、照明器具、特に平面式照明器具、場合により平面式紫外線ランプ、における電極(単層又は多層電極)、
・例えば車両用(フロントガラス、リアウインドウ、ポートホール)、ラジエーター、タオルウォーマー又は冷蔵庫タイプの電気製品用、除霜、結露防止、曇り止めなどの機能用の、加熱デバイスの加熱グリッド、
として使用することを目的とする。
水中にて、濃度40wt%、pH5.1で安定化させたアクリルコポリマーに基づくコロイドナノ粒子の、粘度が15mPa・sの単純エマルションを、湿式法により、スピンコーティングで、例えば平坦で無機質の、ガラス機能を有する基材1の主表面に被着させる。これらのコロイドナノ粒子は80〜100nmの特徴的な寸法を有し、DSM社により商標Neocryl XK 52(登録商標)で販売され、115℃のTgを有する。
・大きな厚さの材料を、特に一段階で、被着する、
・マスクを取り外した後に、そのマスクに一致する、特に大きな厚さの、パターンを保持する、
という特別な利点を有する。
まず、ネットワークマスクを充填することにより一体マスクを得ることができる。第一の例では、特定のゾーンのネットワークマスクの間隙を埋めるために、DSM NeoResins社によりNeoCryl XK−240の名称で販売されているアクリルコポリマーのナノ粒子の水性分散液を用いる。この分散液は48重量%の水と52重量%のアクリルコポリマー粒子からなり、コポリマー粒子の平均径は180nm前後(光散乱を用いた既知の方法により測定して)である。このポリマーのガラス転移温度は−4℃である。この分散液の25℃における粘度は160mPa・sであり、そのpHは7.5である。
水溶性フィルムをスクリーン印刷により形成する。20gのPVA粉末、例えばクラレ社により販売されているMOWIOLを、80gの冷水と混合したものを用いる。この混合物を混ぜながら90〜95℃で30分間加熱する。その後、周囲空気で冷却し、スクリーン印刷によりネットワークマスクに適用し(充填マスクゾーンを形成する)及び/又はネットワークマスクゾーンに隣接して適用する(隣接一体ゾーンを形成する)。
ネットワークマスク1は好ましくは、基材2の全面を占める。ネットワークマスクが得られ、一体ゾーン(カバーゾーン、一体マスキングゾーン、充填ゾーン)が作られたところで、マスキングのないゾーンを作り出すために、(充填又は非充填)ネットワークマスクの及び/又は一体マスク(液体ルートにより得られた)の1以上の所定のゾーンを、例えばブロー又はレーザーにより除去する。
・数mm幅の1以上の横手方向(又は長手方向)の長方形ストリップの除去、
・輪郭部の、すなわちマスキングのない、従ってネットワークマスクを縁取るゾーンの除去、
からなることができる。
マスクを部分的に除去した後、導電性グリッド5を(好ましくは少なくともその接続システムゾーンとともに)導電性の被着物により作製する。
Claims (28)
- サブミリメートルの開口部(10)を有するマスク(1)であり、液体マスキング層を所定の溶液として被着することと乾燥することにより基材の主表面に作られるマスクを製造する方法であって、
・該マスキング層として、第一の溶媒中に安定化して分散されたコロイドナノ粒子の第一の溶液を被着させ、該ナノ粒子は所定のガラス転移温度Tgを有し、
・第一のマスキング層として知られる該マスキング層の乾燥を、ネットワークマスクと呼ばれる、サブミリメートルの開口部の二次元ネットワークを有し実質的に直立したマスク領域端部を有するマスクが得られるまで、該温度Tgより低い温度で行い、該ネットワークマスクはネットワークマスクゾーンと呼ばれるゾーンにあることと、
該方法が、該表面上での第二のマスキング層の液体被着による一体マスクゾーンの形成を含み、該一体マスクゾーンは該ネットワークマスクゾーンに隣接及び接触していること、
及び/又は該方法が、該表面に少なくとも1つのカバーを配置することにより少なくとも1つのカバーゾーンを形成することを含み、該カバーゾーンは該ネットワークマスクゾーンに接触していること、
及び/又は該方法が、第一のマスキング層の乾燥後に、該ネットワークマスクゾーンの一部分の開口部に液体充填を行うことにより充填マスクゾーンを形成することを含むこと、
を特徴とする、サブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。 - 前記第一のマスキング層の乾燥を50℃より低い温度で行うことを特徴とする、請求項1に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第一の溶液の溶媒が水性であり、前記ナノ粒子がポリマーであり、及び/又は無機ナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第二のマスキング層が液体ルートにより被着されること及び/又は前記充填ゾーンが50℃より低い温度で乾燥されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 液体ルートによる前記一体ゾーンの形成又は前記充填マスクゾーンの形成のために、溶媒中に安定化して分散されたコロイドナノ粒子を含む第二の溶液を被着させ、該ナノ粒子が所定のガラス転移温度Tgを有し、前記第二のマスキング層又は充填ゾーンを該温度Tgより高い温度で乾燥させることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記溶媒が水性溶媒であることを特徴とする、請求項5に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第二の溶液のポリマー又は各ポリマーのガラス転移温度Tgが30℃以下であることを特徴とする、請求項5又は6に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第二の溶液がポリマーのナノ粒子を含み、及び/又は無機のナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項5〜7のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記ポリマーが、アクリルコポリマー、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエステル、又はそれらの混合物であることを特徴とする、請求項3又は8に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記一体ゾーン又は充填マスクゾーンの形成のために、ミクロンスケールの無機粒子が添加された、熱処理により固化されないペーストを被着させることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記一体ゾーンの形成のために、剥離可能な接着性ポリマーフィルムを形成するか、又は前記ネットワークマスクの形成後に、溶解したポリマーの水溶液の被着により可溶性ポリマーフィルムを形成し、その後、水溶液で洗浄することにより該可溶性ポリマーフィルムを除去することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記充填ゾーンの形成のために、溶解したポリマーのポリマー溶液を前記開口部を通して被着させ、次いで前記充填マスクを水溶液で洗浄することにより除去し、その際に前記第一の溶液を水性であるように選択する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記カバーを前記ネットワークマスク上に配置することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第二のマスキング層又は充填層、あるいは前記カバーの被着が前記ネットワークマスクゾーンを少なくとも2つの領域に分離することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 場合により前記充填ゾーンである、前記ネットワークマスクゾーンの少なくとも1つの周辺部分の機械的及び/又は光学的な除去により、及び/又は少なくとも1つの一体又は充填マスクゾーンの部分的な機械的及び/又は光学的除去により、前記表面にマスキングのないゾーンを形成することを含むことを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第二のマスキング層又は前記充填層又は前記カバーの被着が前記ネットワークマスクゾーンとマスキングのないゾーンとを分離することを特徴とする、請求項12に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 前記第一の溶液及び/又はしかるべき場合に前記第二の溶液もしくは前記充填用の溶液のナノ粒子の形状及び大きさが前記乾燥により実質的に変わらないことを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載のサブミリメートルの開口部を有するマスクの製造方法。
- 主表面上に、
・端部が実質的に直立した開口部を有する識別可能なナノ粒子の多層を含むサブミリメートルの開口部のネットワークを有し、その結果としてネットワークマスクゾーンを画定しているマスク、
・前記ネットワークマスクゾーンに隣接する少なくとも1つの一体マスキングゾーン、
・及び/又は充填ネットワークを有する少なくとも1つのマスクゾーン、
・及び/又はネットワークマスクゾーンの上のカバーを有する少なくとも1つのカバーゾーン、
を備えた基材。 - 前記一体マスキングゾーン及び/又は充填ゾーンが前記ネットワークマスクゾーン又は一体マスキングゾーンを少なくとも2つの領域に分離していること、及び/又は充填ゾーンがマスキングのない第一のゾーンで前記ネットワークマスクゾーンを分離していることを特徴とする、請求項18に記載の基材。
- 前記主表面が、前記ネットワークマスクゾーンに隣接及び接触している、マスキングのない少なくとも1つの第二のゾーンを備えている、請求項18に記載の基材。
- 前記第一のマスキング層及び/又は第二のマスキング層の厚さが2〜100ミクロンである、請求項18〜20のいずれか一項に記載の基材。
- 前記ネットワークマスクの、ストランドのサブミリメートルの幅(A)に対する前記開口部間の間隔(B)の比率が7〜40であり、及び/又は幅Aが200nm〜50μmであり、間隔Bが5〜500μmである、請求項18〜20のいずれか一項に記載の基材。
- 基材の主表面にサブミリメートルの導電性グリッド及び隣接する機能性ゾーンを製造する方法であって、
・第一のマスキング層の乾燥と一体マスキングゾーン及び/又は充填マスクゾーンの形成後、及び/又はカバーの配置後に、導電性材料を、開口部の深さの一部分が充填されるまで、請求項18〜22のいずれか一項に記載のネットワークマスクの開口部、又は請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法に従って得られたネットワークマスクの開口部を通して、前記表面へ被着させること、
を含み、且つ、
・第一のマスキング層を除去してサブミリメートルの導電性グリッドを露出させること、
・第二のマスキング層及び/又は充填層及び/又はカバーを除去して機能性ゾーンをむき出しにすること、
を引き続いて含む、基材の主表面にサブミリメートルの導電性グリッド及び隣接する機能性ゾーンを製造する方法。 - 前記第一のマスキング層の除去が液体ルートによることを特徴とする、不規則なサブミリメートルの導電性グリッド及び機能性ゾーンを製造するための請求項23に記載の方法。
- 前記第一のマスキング層、前記第二のマスキング層及び/又は前記充填層の除去を液体ルートにより一段階で行うことを特徴とする、不規則なサブミリメートルの導電性グリッド及び機能性ゾーンを製造するための請求項23に記載の方法。
- 前記ネットワークマスクゾーンに隣接及び接触しているマスキングのないゾーンにおいて前記導電材料を被着させることを含むことを特徴とする、不規則なサブミリメートルの導電性グリッド及び機能性ゾーンを製造するための請求項23〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記被着を、大気圧での被着により、真空下での被着、スパッタリング又は蒸着により、行うことを特徴とする、不規則なサブミリメートルの導電性グリッド及び機能性ゾーンを製造するための請求項23〜26のいずれか一項に記載の方法。
- むき出しの機能性ゾーンにおいて絶縁材料を被着させることを含むことを特徴とする、不規則なサブミリメートルの導電性グリッド及び機能性ゾーンを製造するための請求項23〜27のいずれか一項に記載の方法。
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