JP6869594B2 - 透明発光素子ディスプレイ用電極基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、２０１７年９月２６日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１７−０１２４１９９号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本出願は、透明発光素子ディスプレイ用電極基板およびその製造方法に関する。
本出願は、透明発光素子ディスプレイ用電極基板およびその製造方法に関する。
最近、韓国は、先端ＩＣＴ技術とＬＥＤ技術との融合により、華やかな看板だけでなく、公園および都心内に多様な景観照明を演出して都市の人々に情報および見どころを提供している。特に、ＩＴＯ透明電極素材を用いた透明ＬＥＤディスプレイはガラスとガラスとの間にＬＥＤを適用したものであって、電線が見えず高級な演出が可能であるという利点がある。これによって、ホテル、デパートなどの室内インテリアに活用されており、ビル外壁のメディアファサードの実現においてその重要性が増している。
透明でありながらも電気が流れてタッチスクリーンなどに用いられる透明電極は、スマート機器の普及に伴ってその需要が爆発的に伸びており、そのうち最も多く用いる透明電極は、インジウムとスズの酸化物であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）である。しかし、ＩＴＯ透明電極素材の主原料であるインジウムは、全世界的に埋蔵量が多くなく、中国など一部の国でのみ生産されており、生産費用が高価である。また、抵抗値が一定に適用されずに表出されるＬＥＤの明かりが一定でないという欠点がある。これによって、ＩＴＯを活用した透明ＬＥＤは、高性能低費用の透明電極素材への活用には限界がある。
透明電極素材としてＩＴＯが最も多い比重を占めて用いられてきたのは事実であるが、経済性、制限的性能などの限界によって新しい素材を活用した研究と技術開発が持続的に行われている。次世代新素材として注目されている透明電極素材には、メタルメッシュ（Ｍｅｔａｌ Ｍｅｓｈ）、ナノワイヤ（Ａｇ Ｎａｎｏｗｉｒｅ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、導電性高分子、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）などがある。そのうち、メタルメッシュは、ＩＴＯを代替した物質の８５％を占める新素材で低費用高導電度を有していて、その活用度の面から市場が広がっている。
メタルメッシュを活用した透明ＬＥＤディスプレイは、既存のＩＴＯ透明ディスプレイより維持補修が容易であり、資源節減、環境汚染防止を大幅に低減できるだけでなく、製造コストの節減で経済的である。また、多様な用途に拡大適用が可能で、新しい透明電極素材として多様な製品への適用および活用の可能性をもっている。
本出願は、透明発光素子ディスプレイ用電極基板およびその製造方法を提供しようとする。
本出願の一実施態様は、
透明基板と、
前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、
前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含み、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを含み、
前記発光素子実装部の上部面および側面ともに黒化層パターンを含まない透明発光素子ディスプレイ用電極基板を提供する。
透明基板と、
前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、
前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含み、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを含み、
前記発光素子実装部の上部面および側面ともに黒化層パターンを含まない透明発光素子ディスプレイ用電極基板を提供する。
また、本出願の他の実施態様は、
透明基板と、前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含む電極基板を用意するステップと、
前記少なくとも１つの発光素子実装部の上部面および側面ともにレジストパターンを形成するステップと、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを形成するステップと、
前記レジストパターンを除去するステップとを含む透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法を提供する。
透明基板と、前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含む電極基板を用意するステップと、
前記少なくとも１つの発光素子実装部の上部面および側面ともにレジストパターンを形成するステップと、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを形成するステップと、
前記レジストパターンを除去するステップとを含む透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法を提供する。
本出願の一実施態様によれば、前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンが備えられるので、透明発光素子ディスプレイ用電極基板の視認性を低下させることができる特徴がある。
また、前記黒化層パターンは、配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともにのみ備えられ、前記発光素子実装部の上部面および側面には備えられないので、透明発光素子ディスプレイの製造時、前記発光素子実装部上に備えられるソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）の付着力が維持される効果を得ることができる。
さらに、本出願の一実施態様によれば、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部に線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを適用することにより、配線の視認性を低下させることができる。なお、前記配線電極部のメタルメッシュパターンは、前記発光素子実装部パターンを除いた透明基板の上部面の有効画面部の全領域に備えられることにより、共通電極配線部の広さを最大化して抵抗を低下させることができる。
以下、本出願について詳細に説明する。
本出願において、「透明」とは、可視光線領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で約８０％以上の透過率特性を有することを意味するものとする。
本出願において、「透明」とは、可視光線領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で約８０％以上の透過率特性を有することを意味するものとする。
透明ＬＥＤディスプレイは、情報提供サービスおよび景観演出などにより都市の人々に多様な見どころを提供しており、多様な分野で需要が伸びている。これまで透明電極素材としてＩＴＯが最も大きな比重を占めて用いられてきたことは事実であるが、経済性、制限的性能などの限界によって、新しい素材を活用した研究と技術開発が持続的に行われている。
より具体的には、従来の透明ＬＥＤディスプレイを実現するにあたり、Ａｇナノワイヤや透明金属酸化物（ＩＴＯ、ＩＺＯなど）を導入して透明電極配線を形成した。しかし、Ａｇナノワイヤや透明金属酸化物（ＩＴＯ、ＩＺＯなど）は抵抗が高いため、ＬＥＤ駆動個数に制限があり、透明ＬＥＤディスプレイを大面積化するのに限界がある。また、抵抗を低下させるために、前記Ａｇナノワイヤや透明金属酸化物の厚さを厚くすると、透明ＬＥＤディスプレイの透過率が低下する問題がある。
そこで、本出願では、抵抗特性、視認性などに優れた透明発光素子ディスプレイを提供するために、透明発光素子ディスプレイの電極基板に金属電極を適用しようとする。前記金属電極を適用する場合には、低い抵抗を確保できるという利点があるが、反射率およびＹＩ（黄色度指数：Ｙｅｌｌｏｗ Ｉｎｄｅｘ）の増加によって外観視認性が増加する問題が発生しうる。このような現象を抑制するために金属電極の表面に黒化層を形成する場合には、ＬＥＤ実装部のソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）付着力が低下する問題が発生しうる。
したがって、本出願では、抵抗特性、視認性などに優れているだけでなく、ＬＥＤ実装部でのソルダー付着力が維持できる透明発光素子ディスプレイを提供しようとする。
本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板は、透明基板と、前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含み、前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを含む．
本出願において、前記透明基板は、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板であってもよいが、これに限定されず、電子素子に通常用いられる透明基板であれば限定されない。具体的には、前記透明基板としては、ガラス；ウレタン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリエステル樹脂；（メタ）アクリレート系高分子樹脂；ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などからなるものであってもよい。
本出願において、前記配線電極部は、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部を含むことができる。また、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部はいずれも、線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを含み、前記メタルメッシュパターンは、前記発光素子実装部を除いた透明基板上の有効画面部の全領域に備えられる。
前記信号電極配線部は、第１共通電極配線部と第２共通電極配線部との間に備えられる。
本出願において、前記第１共通電極配線部は、（＋）共通電極配線部であり、前記第２共通電極配線部は、（−）共通電極配線部であってもよい。また、前記第１共通電極配線部は、（−）共通電極配線部であり、前記第２共通電極配線部は、（＋）共通電極配線部であってもよい。
本出願において、前記第１共通電極配線部は、（＋）共通電極配線部であり、前記第２共通電極配線部は、（−）共通電極配線部であってもよい。また、前記第１共通電極配線部は、（−）共通電極配線部であり、前記第２共通電極配線部は、（＋）共通電極配線部であってもよい。
本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイの配線電極部および発光素子実装部を下記の図６に概略的に示した。
本出願によれば、（＋）共通電極配線部と（−）共通電極配線部との間に信号電極配線部が通る構造でチャネルが形成されて、それぞれの発光素子ごとに別途に電極配線が出ておらず、前記（＋）共通電極配線部と（−）共通電極配線部とに共通電極として連結される。
前記発光素子実装部は、ソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）を用いて発光素子が実装される位置に備えられる構成であって、前記透明基板上に２つ以上備えられ、前記発光素子の個数は、透明発光素子ディスプレイの用途などを考慮して、当業者が適切に選択可能であり、特に限定されるものではない。より具体的には、前記発光素子の個数は、電極の抵抗に関連があり、電極が十分に低抵抗でディスプレイの面積が大きいほど、発光素子の個数は増加できる。同一の面積に発光素子の個数が増加すると、解像度が高くなり、同一の間隔で発光素子の個数が増加すると、ディスプレイの面積が大きくなって電力供給部の電線ラインが減少できるので、前記発光素子の個数は、透明発光素子ディスプレイの用途などを考慮して、当業者が適切に選択可能である。
本出願の一実施態様において、前記２つ以上の発光素子は、信号電極配線部と直列連結され、第１共通電極配線部および第２共通電極配線部と直列連結される。前記第１共通電極配線部および第２共通電極配線部は、発光素子が駆動できる十分な電流量を提供し、発光素子の色信号を送ることは、低い電流だけでも信号を送ることができるため、信号電極配線部と直列連結される。もし、すべての発光素子の駆動および信号のために、本出願のような構造ではなく、電源供給部にそれぞれの電極で並列に連結されていれば、発光素子の配置距離に応じて抵抗値を合わせるために、それぞれ電極幅を異なるようにしなければならず（最も遠い発光素子に連結される電極幅が最も大きい）、多数の発光素子が備えられる特性上、電極配置領域の空間的制約により低抵抗の電極を構成することが困難である。
前記発光素子実装部は、金、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデン、ニッケル、またはこれらの合金を含むことができるが、これのみに限定されるものではない。
本出願において、前記発光素子実装部は、ソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）を用いて発光素子が実装される位置に備えられる構成であって、個々の発光素子実装部は、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部と電気的に連結される少なくとも４つの電極パッド部を含むことができる。前記少なくとも４つの電極パッド部は、２つの信号電極パッド部、１つの第１共通電極パッド部、および１つの第２共通電極パッド部を含むことができる。前記２つの信号電極パッド部は、発光素子の信号Ｉｎ−ｏｕｔパッド部であって、それぞれ信号電極配線部の末端に備えられ、第１共通電極パッド部および第２共通電極パッド部はそれぞれ、第１共通電極配線部と第２共通電極配線部の末端に備えられる。
また、前記透明基板上には、少なくとも１つのキャパシタパッド部を追加的に含んでもよい。本出願の一実施態様において、前記キャパシタパッド部を２つ含むことができる。前記キャパシタパッド部は、キャパシタが付着するパッドであって、前記キャパシタは、発光素子に供給する電流を安定化する役割を果たすことができる。
前記少なくとも４つの電極パッド部はそれぞれ、メタルメッシュパターンを含まず、それぞれのパッド部の全領域が金属からなってもよい。より具体的には、前記電極パッド部は、溶接される発光素子によって遮られる部分であるので、メタルメッシュパターンを含まず、それぞれのパッド部の全領域が金属からなってもよい。
前記少なくとも４つの電極パッド部間のそれぞれの間隔は、０．１ｍｍ〜１ｍｍであってもよい。前記のような間隔を有することにより、後に発光素子形成のためのソルダーペーストのスクリーンプリンティング時の公差を考慮してショートを防止することができる。
前記電極パッド部およびキャパシタパッド部の形態は特に限定されるものではなく、四角形状であってもよい。また、前記電極パッド部およびキャパシタパッド部の大きさは、０．１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよいが、これのみに限定されるものではない。
前記４つの電極パッド部は、１つの発光素子と接合される。すなわち、本出願の一実施態様において、透明基板上に多数の発光素子が備えられる場合に、それぞれの発光素子は、４つの電極パッド部と接合される。
本出願の一実施態様において、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部はいずれも、線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを含むことができる。本出願において、前記メタルメッシュパターンの線幅が同一であるというのは、線幅の標準偏差が２０％以下、好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下であることを意味する。また、本出願において、前記メタルメッシュパターンの線高さが同一であるというのは、線高さの標準偏差が１０％以下、好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下であることを意味する。さらに、本出願において、前記メタルメッシュパターンのピッチが同一であるというのは、ピッチの標準偏差が１０％以下、好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下であることを意味する。
本出願の一実施態様において、前記メタルメッシュパターンは、発光素子が備えられる領域を除いた透明基板上の有効画面部の全領域に備えられる。より具体的には、前記メタルメッシュパターンは、前記透明基板上の全面積対比８０％以上の面積の領域に備えられ、９９．５％以下の面積に備えられてもよい。また、前記メタルメッシュパターンは、前記透明基板上の全面積を基準として、透明基板上に備えられるＦＰＣＢパッド部領域と発光素子パッド部領域を除いた面積の８０％以上の面積の領域に備えられ、９９．５％以下の面積に備えられてもよい。本出願において、前記ＦＰＣＢパッド部領域は、外部電源を印加するＦＰＣＢパッド部を含み、その面積は、ＦＰＣＢパッド部の全面積以上、ＦＰＣＢパッド部の全面積の３倍以下であってもよい。また、本出願において、前記発光素子パッド部領域は、前述した電極パッド部を含み、その面積は、電極パッド部の全面積の１．５倍以上、電極パッド部の全面積の３倍以下であってもよい。
本出願において、前記配線電極部のメタルメッシュパターンは、当技術分野におけるパターン形態が使用できる。より具体的には、前記メタルメッシュパターンは、三角形、四角形、五角形、六角形、および八角形のうち１つ以上の形態を含む多角形パターンを含むことができる。
前記メタルメッシュパターンは、直線、曲線、または直線や曲線からなる閉曲線を含むことができる。
前記メタルメッシュパターンは、発光素子実装部が備えられる領域を除いた透明基板の上部面の有効画面部の全領域に備えられるので、許容される最大限の配線領域を確保することができ、これによって透明発光素子ディスプレイの抵抗特性を改善することができる。より具体的には、前記メタルメッシュパターンの面抵抗は、０．１Ω／ｓｑ以下であってもよい。
前記メタルメッシュパターンのピッチは、１００μｍ〜１，０００μｍであってもよく、１００μｍ〜６００μｍであってもよく、１００μｍ〜３００μｍであってもよいが、これは、当業者が所望の透過率および導電度によって調節することができる。
前記メタルメッシュパターンの材料は特に限定されないが、金属および金属合金のうちの１種以上を含むことが好ましい。前記メタルメッシュパターンは、金、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデン、ニッケル、またはこれらの合金を含むことができるが、これのみに限定されるものではない。
前記メタルメッシュパターンの線高さは特に限定されるものではないが、メタルメッシュパターンの導電度および形成工程の経済性の面から、３μｍ以上であってもよく、３μｍ〜１０μｍであってもよい。
前記メタルメッシュパターンの線幅は、２５μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよいが、これのみに限定されるものではない。前記メタルメッシュパターンの線幅が小さいほど、透過率と配線視認性の面から有利であり得るが、抵抗減少を引き起こすことがあり、この時、メタルメッシュパターンの線高さを高めると、前記抵抗減少を改善することができる。前記メタルメッシュパターンの線幅は、５μｍ以上であってもよい。
前記メタルメッシュパターンの開口率、すなわち、パターンによって覆われていない面積比率は、７０％以上であってもよく、８５％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。
本出願の一実施態様によれば、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部に線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを適用することにより、配線の視認性を低下させることができる。前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンの線幅、ピッチまたは線高さが同一でない場合には、配線電極部の視認性が増加しうるので、好ましくない。
本出願において、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンはそれぞれ、断線部によって互いに分離可能である。前記断線部は、メタルメッシュパターンのうちその一部が断線して、電気的連結を互いに断絶させる領域を意味する。前記断線部の幅は、離隔した第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部間の最隣接末端間の距離を意味することができる。前記断線部の幅は、８０μｍ以下であってもよく、６０μｍ以下であってもよいし、４０μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下であってもよいが、これのみに限定されるものではない。前記断線部の幅は、５μｍ以上であってもよい。
また、本出願の一実施態様に係るメタルメッシュパターンの線幅１４０、線高さ１５０およびピッチ１６０を下記の図７に概略的に示した。前記メタルメッシュパターンの線幅、線高さおよびピッチは、当技術分野で知られた方法を利用して測定することができる。例えば、ＳＥＭ断面を観察し測定する方法、非接触表面形状測定器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）で測定する方法、触針式表面段差測定器（アルファステップまたはＳｕｒｆａｃｅｒ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）で測定する方法などを利用することができる。
本出願の一実施態様によれば、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンをそれぞれ分離する断線部の幅を最小化することにより、配線の視認性を低下させることができる。
本出願において、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンは、それぞれ独立した印刷工程で形成してもよく、１回の印刷工程により同時に形成してもよい。これによって、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンは、互いに同一の線高さを有することができる。本出願において、線高さが同一であるというのは、線高さの標準偏差が１０％未満、好ましくは５％未満、またはさらに好ましくは２％未満であることを意味する。
本出願では、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンを形成するために、印刷法を利用することにより、透明基板上に線幅が薄く精密な第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンを形成することができる。前記印刷法としては特に限定はなく、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ナノインプリントなどの印刷法が使用可能であり、これらのうち１種以上の複合方法が使用されてもよい。前記印刷法は、ロール対ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）方法、ロール対平板（ｒｏｌｌ ｔｏ ｐｌａｔｅ）、平板対ロール（ｐｌａｔｅ ｔｏ ｒｏｌｌ）、または平板対平板（ｐｌａｔｅ ｔｏ ｐｌａｔｅ）方法を用いることができる。
本出願では、精密なメタルメッシュパターンを実現するために、リバースオフセット印刷法を応用することが好ましい。このために、本出願では、ブランケットと呼ばれるシリコーン系ゴム上にエッチング時にレジストの役割を果たすインクを全面積にわたってコーティングした後、これを１次クリシェと呼ばれるパターンが刻まれている凹版を介して必要のない部分を除去し、２次にブランケットに残っている印刷パターンをメタルなどが蒸着されているフィルムあるいはガラスのような基材に転写した後、これを焼成およびエッチング工程により所望のパターンを形成する方法を行うことができる。このような方法を利用する場合、メタルが蒸着された基材を用いることで全領域での線高さの均一性が確保されることにより、厚さ方向の抵抗を均一に維持できるという利点がある。この他にも、本出願では、前述したリバースオフセットプリンティング方法を利用して導電性インクを直接印刷した後、焼成することにより、所望のパターンを形成する直接印刷方式を含むことができる。この時、パターンの線高さは、押圧する印圧によって平坦化され、導電度の付与は、金属ナノ粒子の相互表面融着による連結を目的とする熱焼成工程やあるいはマイクロウェーブ焼成工程／レーザ部分焼成工程などにより付与することができる。
本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板を下記の図１に概略的に示した。下記の図のように、本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板は、透明基板１０と、前記透明基板１０上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部２０と、前記透明基板１０上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部３０とを含み、前記配線電極部２０のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターン４０を含み、前記発光素子実装部３０の上部面および側面ともに黒化層パターンを含まない。
本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法は、透明基板と、前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含む電極基板を用意するステップと、前記少なくとも１つの発光素子実装部の上部面および側面ともにレジストパターンを形成するステップと、前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを形成するステップと、前記レジストパターンを除去するステップとを含む。
本出願において、前記レジストパターンを形成するステップは、当技術分野で知られた方法を利用することができ、より具体的には、フォトリソグラフィ、インクジェットプリンティング、またはスクリーンプリンティング方法で行われてもよいが、これらのみに限定されるものではない。
前記レジストパターンは、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂などを１種以上含むことができるが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、前記黒化層パターンを形成するステップは、銅、セレン、コバルト、ニッケル、マンガン、マグネシウム、ナトリウム、これらの酸化物およびこれらの水酸化物のうちの１種以上を含むメッキ溶液を用いたメッキ工程により行われる。前記メッキ工程は、電解メッキ工程、無電解メッキ工程などであってもよい。
本出願の一実施態様に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法を下記の図２に概略的に示した。
また、本出願の一実施態様は、前記透明発光素子ディスプレイ用電極基板を含む透明発光素子ディスプレイを提供する。
前記透明発光素子ディスプレイは、前記透明発光素子ディスプレイ用電極基板の発光素子実装部上にソルダーが備えられ、前記ソルダー上に発光素子が備えられる構造であってもよい。前記透明発光素子ディスプレイの製造方法は、本出願に係る透明発光素子ディスプレイ用電極基板を用いたことを除けば、当技術分野で知られた方法を利用して製造することができる。
以下、実施例を通じて本明細書に記載の実施態様を例示する。しかし、以下の実施例によって前記実施態様の範囲が限定されることを意図するものではない。
＜実施例＞
＜比較例１＞
２５０μｍの厚さのＰＥＴフィルム上に、電解メッキ工程により銅を８μｍの厚さに蒸着した。前記蒸着基材の上部にリバースオフセット印刷工程によりレジストパターンを形成した。１０％濃度の塩化第二鉄系銅エッチング液およびスプレーエッチング設備を活用してレジストパターンが備えられていない領域の銅を除去した。ＮａＯＨ１ｗｔ％水溶液を用いて残存するレジストパターンを除去することにより、電極基板を製造した。
＜比較例１＞
２５０μｍの厚さのＰＥＴフィルム上に、電解メッキ工程により銅を８μｍの厚さに蒸着した。前記蒸着基材の上部にリバースオフセット印刷工程によりレジストパターンを形成した。１０％濃度の塩化第二鉄系銅エッチング液およびスプレーエッチング設備を活用してレジストパターンが備えられていない領域の銅を除去した。ＮａＯＨ１ｗｔ％水溶液を用いて残存するレジストパターンを除去することにより、電極基板を製造した。
前記比較例１による透明発光素子ディスプレイの構造、カメライメージおよび顕微鏡イメージを下記の図４に概略的に示した。
＜比較例２＞
前記比較例１の電極基板を、ＹＭＴ社の銅黒化処理剤のＹＢＭ−１００を超純水で１０％濃度に希釈した溶液に常温で３０秒間浸漬した後、水洗および乾燥工程を進行させた。これによって、全面黒化工程が完了した電極基板を製造した。
前記比較例１の電極基板を、ＹＭＴ社の銅黒化処理剤のＹＢＭ−１００を超純水で１０％濃度に希釈した溶液に常温で３０秒間浸漬した後、水洗および乾燥工程を進行させた。これによって、全面黒化工程が完了した電極基板を製造した。
前記比較例２による透明発光素子ディスプレイの構造、カメライメージおよび顕微鏡イメージを下記の図５に概略的に示した。
＜実施例１＞
前記比較例１の電極基板上に、レジストペーストをスクリーンプリンティング方法を利用して発光素子実装部に選択的に印刷した。前記スクリーンプリンティング用レジストは、重量平均分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌのクレゾールノボラック樹脂４０ｇとＴｅｇｏ社の界面活性剤Ｇｌｉｄｅ−４１０ ０．１ｇをＰＧＭＥＡ５９．９ｇに溶解して製造した。
前記比較例１の電極基板上に、レジストペーストをスクリーンプリンティング方法を利用して発光素子実装部に選択的に印刷した。前記スクリーンプリンティング用レジストは、重量平均分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌのクレゾールノボラック樹脂４０ｇとＴｅｇｏ社の界面活性剤Ｇｌｉｄｅ−４１０ ０．１ｇをＰＧＭＥＡ５９．９ｇに溶解して製造した。
前記レジストパターンが備えられている電極基板を、ＹＭＴ社の銅黒化処理剤のＹＢＭ−１００を超純水で１０％濃度に希釈した溶液に常温で３０秒間浸漬した後、水洗および乾燥工程を進行させて黒化工程を完了した。
前記黒化処理が完了した電極基板をＮａＯＨ１ｗｔ％水溶液に３０秒間浸漬して残存するレジストパターンを除去した後、水洗および乾燥工程を進行させて選択黒化処理が完了した電極基板を製造した。
前記実施例１による透明発光素子ディスプレイの構造、カメライメージおよび顕微鏡イメージを下記の図３に概略的に示した。
＜実験例＞
前記実施例１および比較例１〜２の電極基板の特性を評価して、下記表１に示した。
下記の発光素子実装部パターンのソルダー付着力は、下記のように評価した。前記発光素子実装部パターンにスクリーンプリンティングを利用してソルダーペーストパターンを形成し、１５０℃、５分間電極基板を熱処理した。その後、３Ｍ Ｍａｇｉｃ Ｔａｐｅ Ｔｅｓｔにより前記発光素子実装部パターンで脱着されたソルダーペーストパターンの個数を測定した。計２０個のソルダーペーストパターンを基準として脱着されたパターンの個数が０個のときはＯＫ、３個以上のときはＮＧと評価した。前記実施例１の熱処理後のソルダーの形状および付着評価後の写真を下記の図８に示し、比較例２の熱処理後のソルダーの形状および付着評価後の写真を下記の図９に示した。下記の図９の結果のように、比較例２では、付着評価後、ソルダーが脱離する現象を確認することができた。
前記実施例１および比較例１〜２の電極基板の特性を評価して、下記表１に示した。
下記の発光素子実装部パターンのソルダー付着力は、下記のように評価した。前記発光素子実装部パターンにスクリーンプリンティングを利用してソルダーペーストパターンを形成し、１５０℃、５分間電極基板を熱処理した。その後、３Ｍ Ｍａｇｉｃ Ｔａｐｅ Ｔｅｓｔにより前記発光素子実装部パターンで脱着されたソルダーペーストパターンの個数を測定した。計２０個のソルダーペーストパターンを基準として脱着されたパターンの個数が０個のときはＯＫ、３個以上のときはＮＧと評価した。前記実施例１の熱処理後のソルダーの形状および付着評価後の写真を下記の図８に示し、比較例２の熱処理後のソルダーの形状および付着評価後の写真を下記の図９に示した。下記の図９の結果のように、比較例２では、付着評価後、ソルダーが脱離する現象を確認することができた。
下記の反射率および黄色度指数（Ｙｅｌｌｏｗ Ｉｎｄｅｘ）は、スペクトロフォトメーター（ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ、ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ−３７００、Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｃｏｒｐ．）を用いて測定した。
前記結果のように、本出願の一実施態様によれば、前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンが備えられるので、透明発光素子ディスプレイ用電極基板の視認性を低下させることができる特徴がある。
また、前記黒化層パターンは、配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面のみ備えられ、前記発光素子実装部の上部面および側面には備えられないので、透明発光素子ディスプレイの製造時、前記発光素子実装部上に備えられるソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）の付着力が維持される効果を得ることができる。
さらに、本出願の一実施態様によれば、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部に線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを適用することにより、配線の視認性を低下させることができる。なお、前記配線電極部のメタルメッシュパターンは、前記発光素子実装部パターンを除いた透明基板の上部面の有効画面部の全領域に備えられることにより、共通電極配線部の広さを最大化して抵抗を低下させることができる。
１０：透明基板
２０：配線電極部
３０：発光素子実装部
４０：黒化層パターン
５０：レジストパターン
６０：発光素子
７０：ソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）
８０：第１共通電極配線部
９０：第２共通電極配線部
１００：電源印加部
１１０：信号電極配線部
１２０：断線部
１３０：メタルメッシュパターン
１４０：メタルメッシュパターンの線幅
１５０：メタルメッシュパターンの線高さ
１６０：メタルメッシュパターンのピッチ
２０：配線電極部
３０：発光素子実装部
４０：黒化層パターン
５０：レジストパターン
６０：発光素子
７０：ソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）
８０：第１共通電極配線部
９０：第２共通電極配線部
１００：電源印加部
１１０：信号電極配線部
１２０：断線部
１３０：メタルメッシュパターン
１４０：メタルメッシュパターンの線幅
１５０：メタルメッシュパターンの線高さ
１６０：メタルメッシュパターンのピッチ
Claims (11)
- 透明基板と、
前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、
前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含み、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを含み、
前記発光素子実装部の上部面および側面ともに黒化層パターンを含まず、
前記配線電極部は、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部を含み、
前記信号電極配線部は、第１共通電極配線部と第２共通電極配線部との間に設けられ、
前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部はいずれも、線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを含み、
前記メタルメッシュパターンは、前記発光素子実装部を除いた透明基板上の有効画面部の全領域に備えられるものである、透明発光素子ディスプレイ用電極基板。 - 前記メタルメッシュパターンの線幅は２５μｍ以下であり、ピッチは１００μｍ〜１，０００μｍであり、線高さは３μｍ以上である、請求項１に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板。
- 前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部のメタルメッシュパターンはそれぞれ、断線部によって互いに分離され、
前記断線部の幅は、８０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板。 - 前記配線電極部および前記発光素子実装部はそれぞれ独立して、金、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデン、ニッケル、またはこれらの合金を含むものである、請求項１から３のいずれか一項に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板。
- 前記発光素子実装部は、前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部と電気的に連結される少なくとも４つの電極パッド部を含むものである、請求項１から４のいずれか一項に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板。
- 前記少なくとも４つの電極パッド部は、２つの信号電極パッド部、１つの第１共通電極パッド部、および１つの第２共通電極パッド部を含むものである、請求項５に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板。
- 透明基板と、前記透明基板上に備えられ、メタルメッシュパターンを含む配線電極部と、前記透明基板上に備えられる少なくとも１つの発光素子実装部とを含む電極基板を用意するステップと、
前記少なくとも１つの発光素子実装部の上部面および側面ともにレジストパターンを形成するステップと、
前記配線電極部のメタルメッシュパターンの上部面および側面ともに黒化層パターンを形成するステップと、
前記レジストパターンを除去するステップとを含み、
前記配線電極部は、第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部を含み、
前記信号電極配線部は、第１共通電極配線部と第２共通電極配線部との間に設けられ、
前記第１共通電極配線部、第２共通電極配線部、および信号電極配線部はいずれも、線幅、線高さおよびピッチが同一のメタルメッシュパターンを含み、
前記メタルメッシュパターンは、前記発光素子実装部を除いた透明基板上の有効画面部の全領域に備えられるものである、透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法。 - 前記レジストパターンを形成するステップは、フォトリソグラフィ、インクジェットプリンティング、またはスクリーンプリンティング方法で行われるものである、請求項７に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法。
- 前記レジストパターンは、クレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、およびポリヒドロキシスチレン樹脂のうちの１種以上を含むものである、請求項７または８に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法。
- 前記黒化層パターンを形成するステップは、銅、セレン、コバルト、ニッケル、マンガン、マグネシウム、ナトリウム、これらの酸化物およびこれらの水酸化物のうちの１種以上を含むメッキ溶液を用いたメッキ工程により行われるものである、請求項７から９のいずれか一項に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明発光素子ディスプレイ用電極基板を含む透明発光素子ディスプレイ。
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