KR100414000B1 - 유리에금속을접착시키는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 판넬용 실리케이트 유리 기판 상에 직접 부착되는 금속 필름의 접착성을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 유리 표면의 특성을 변경하도록 상기 유리의 표면을 화학적으로 처리함으로써 유리 표면에 금속 필름의 접착 견고성을 향상시킨다.

Description

유리에 금속을 접착시키는 방법{Adhering Metal to Glass}

본 발명은 유리 기판, 특히 전자기기용 유리 기판 상에 부착되는(deposited) 금속 필름(metal film)의 접착성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

전자 및 광-전자 디바이스의 제조 시, 유리 기판 상에 금속 필름을 부착시키는 것이 요구된다. 이러한 요구사항은 급속히 성장하는 디스플레이 기술(display technology) 분야에서 사용되는 디바이스(device)의 제조에 있어서 널리 적용된다.

이의 용도로서, 액정 표시(LCD) 디바이스, 특히 능동 매트릭스(active matrix, AMLCD) 디바이스에 사용되는 박막 트랜지스터(TFTs)의 제조를 들 수 있다. 상기 용도에서, TFT는 디스플레이 디바이스의 유리 판넬 상에서 제조된다. 디스플레이 기술에 있어서, 또 하나의 용도로서 능동 소자(active element)가 금속-절연체-금속(MIM) 타입의 다이오드(diode)인 AMLCD을 들 수 있다.

AMLCD에 사용되는 전형적인 비정질-실리콘 TFT 배열은 바닥-게이트 역전구조(bottom-gate inverted structure)이다. 이러한 TFT 구조를 제조하는데 있어서, 제1 단계는 AMLCD 디바이스에 판넬을 형성하는 얇은 유리 쉬트(glass sheet)의 일 표면 상에 배리어층(barrier layer)을 부착한 다음, 상기 배리어층의 상부에 금속 필름을 부착시키는 단계로 구성된다. 그 후, 상기 금속 필름은 선택적인 에칭에 의하여 패턴화되어 게이트 라인(gate line)으로 언급되는 전도 라인(conducting line)의 열(row)을 형성한다. 이러한 라인들은 유리 쉬트와 연결된 드라이버 칩(driver chip)에 전기적으로 연결된다.

상기 금속 필름은 이러한 목적을 위하여 알려져 있는 공정으로 부착될 수 있다. 예를 들면, 이러한 목적을 위하여 금속 필름을 부착하는 하나의 방법은 스퍼터링(sputtering)에 의한 것이다. 금속은 DC 마그네트론(magnetron)에 의하여 스퍼터링되어 유리 판넬 상에 필름을 부착시킬 수 있고, 유리는 상기 공정동안 200∼300℃의 온도까지 승온된다. 금속 필름은 10mT 미만의 압력에서 아르곤(argon) 분위기 하에서 스퍼터링에 의해 약 30 nm/분보다 큰 속도로 침적될 수 있다.

진보된 평판 디스플레이 산업은 지속적으로 그리고 적극적으로 보다 저렴하고 높은 성능을 갖는 디스플레이 제품을 향하여 진행되고 있다. 그 결과, AMLCD-제조업자들은 공정단계를 줄이고, 라인 생산성을 증가시키기 위한 수단을 적극적으로 추구하고 있다. 하나의 예는 "무알칼리" 유리 기판의 상용화에 의하여 가능해진, 기판과 그 상부에 부착된 TFT(박막 트랜지스터) 디바이스 사이의 산화물 배리어층을 제거하는 것이다. 더욱이, 중앙 집중형 TFT 생산라인에서 보다 높은 생산성을 달성하기 위하여는, 기판 및 TFT 구조가 화학적으로, 그리고 열적으로 보다 가혹한 공정 조건을 받게 된다.

동시에, 보다 정밀한 TFT 회로 구조가 요구되는 경우에는 증가된 디스플레이 해상도가 중요한 성능 경향이다. 게이트 전도체(gate conductor)에서 적절한 콘덕턴스를 유지하기 위하여, 보다 두꺼운 금속 구조가 바람직하다.

이러한 계속되는 TFT 판넬 디자인 및 공정 경향의 몇몇은 궁극적으로 유리 기판 및 상기 기판 상에 놓여진 디바이스 층 상에 보다 많은 요구조건을 부과할 수 있다. 따라서, 유리 기판 상에 직접 부착되어야 하는 게이트 전도체의 점착 견고성을 증가시킴으로써 비용을 절감하고 디스플레이 성능을 개선시키기 위하여 AMLCD-제조업체에게 보다 큰 디자인 및 공정 허용도(latitude)를 제공한다.

또한, 유리의 품질에 뚜렷하게 영향을 미치지 않고 이러한 결과들을 달성하는 것이 바람직하다. 결론적으로, 제조된 유리 쉬트의 광투과성이 가능한 한 높게 유지되어야 하는 반면, 상기 유리 쉬트에 고유한 광 산란은 가능한 한 낮게 유지되어야 한다. 이 때문에, 표면의 기계적 연마(abrasion)를 이용하는 몇몇 방법과 같이 유리 쉬트의 조도(roughness)를 현저히 증가시키는 방법들은 억제되어야 한다. 특히, 0.04 마이크론보다 큰 RMS 표면 조도를 초래하는 상기 방법들은 억제되어야 한다. 바람직하다. 가장 바람직하게는, 0.025 마이크론보다 큰 RMS 표면 조도는 회피되어야 한다.

본 발명은 실리케이트 유리를 사용하고 상기 유리의 표면을 화학적으로 처리하여 금속 필름의 접착성을 향상시킴으로써 유리 기판 상의 박막 트랜지스터를 이용하는 것과 같은 표시 디바이스를 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 대부분의 선행 기술의 경우와 같이 상대적으로 가혹한 화학적 또는 기계적 조도화를 초래하는 처리방법에 의존함이 없이 이러한 목적을 달성할 수 있다.

발명의 요약

본 발명은 디스플레이 판넬용 규산염 유리 기판 상에 직접 부착되는 금속 필름의 접착성을 개선하는 방법에 관한 것으로, 화학적 처리에 의하여 실리케이트 유리 기판의 표면을 개질시키는 단계 및 상기 실리케이트 유리 기판의 화학적으로 개질된 표면 상에 금속 필름을 부착시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법을 이용하여, 이러한 효과는 유리 외관을 뚜렷하게 변경함이 없이 달성될 수 있다. 또한, 이러한 효과는, 예를 들면 0.04 마이크론보다 큰 RMS 표면 조도를 야기하는, 유리 표면에 심각한 마손을 초래하는 기계적 연마 기술을 사용함이 없이 달성될 수 있다. 물론, 폴리싱 후의 표면 조도가 평판 디스플레이에 부적합할 정도로 크지 않는 한, 본 발명은 기계적으로 표면이 폴리싱된 유리(플로트 유리가 종종 평판 유리 디스플레이 용도로 사용되기 때문임)에 여전히 적용될 수 있다.

본 발명은 실리케이트 유리 판넬 상에 금속 필름을 부착시키고 상기 금속 필름을 패턴화하여 전기적으로 전도성을 갖는 게이트 라인을 형성함으로써 AMLCD 디바이스용 실리케이트 유리 판넬 상에 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 금속의 유리에 대한 접착성을 향상시키기 위하여 실리케이튼 유리 판넬의 표면을 화학적으로 처리하는 단계 및 상기 실리케이트 유리 판넬의 화학적으로 처리된 표면 상에 금속 필름을 부착시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 금속은 스퍼터링 증착 기술을 이용하여 증착된다.

본 발명은 유리 표면 상에 금속 필름을 부착시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 성형된 유리 표면 및 폴리싱된 유리 표면을 포함하여, 현재 LCD 산업에서 사용되는 모든 전형적인 유리 표면 상에 이러한 필름을 부착시키는데 유용하다.

독커티(Dockerty) 공정(예를 들면, 미국특허번호 제3,338,696호 및 제3,682,609호에 개시되어 있는)에 의하여 제조된 쉬트 유리는 상대적으로 얇은 쉬트가 청결한(pristine) 표면을 가지면서 제조될 수 있기 때문에 매우 바람직하다. 상기 공정은 LCD 판넬과 같은 제품의 중량을 최소화하고 폴리싱과 같은 고가의 마감(finishing) 단계의 필요성을 회피한다. 플로트 공정으로 알려져 있는 다른 공정들에 의하여 제조된 쉬트 유리는 보다 두껍다. 또한, 상기 쉬트 유리는 이것이 플로팅되는 금속에 의하여 오염되는 경향을 갖는다. 결국, 현재 제조되는 바와 같이, 상기 쉬트 유리는 적절한 판넬을 제조하기 위하여 연마되고 폴리싱되어야 한다.

LCD 디바이스를 제조함에 있어서, LCD 디바이스의 품질을 저하시키는 경향을 갖는 알칼리 금속 이온의 이동을 회피하기 위하여 유리 표면에 걸쳐 배리어 층을 적용하는 것은 일반화되어왔다. 1차적으로, 사용된 배리어 층으로 실리카 또는 알루미나 필름이 사용되어 왔다. 그러나, 알카리 금속 이온이 명목상 없는 쉬트 유리 조성의 출현으로 인하여 TFT 제조에 있어서 공정 단계 및 이와 결합된 비용을 제거하기 위하여 배리어 층 필름을 생략하는 것이 바람직하게 되었다.

표준 ASTM 테스트 D3359-87이 필름의 접착 견고성을 평가하는데 사용되었다. 기계적인 결함이 존재하는 표면 조건과 유사한 상대적으로 가혹한 테스트는 각각의 필름을 마찰시키는(scribing) 단계를 수반하여 작은 정사각형의 그리드(grid)를 형성한다. 마찰된 모서리의 현미경 검사 결과, 접착력이 금속 필름의 버클링(buckling)에 의존한다는 점이 발견되었다. 이는 부착 및 냉각 과정동안 발생되는 압축 스트레스의 결과로 추측되었다.

본 발명자들은, 바람직한 구체예에서, 유리 상에 부착된 금속 필름의 접착성이 플루오르 이온을 함유하는 수용성 약산용액에 상기 유리를 먼저 노출시킴으로써 향상될 수 있음을 발견하였다. 약산 혼합물을 사용한다는 것은 사용된 산이 강하게 해리되지 않음을 의미한다. 바람직하게, 상기 산들의 해리상수는 10^-1미만이다. 또한 바람직하게, 상기 산 용액의 pH는 약 1 내지 6의 범위이다. 더 높은 pH에서는 유리로부터 금속성분들의 의미있는 침출(leaching)이 일어나지 않는 것으로 여겨진다. 상기 약산의 사용은 0보다 낮은 pH를 갖는 산용액을 전형적으로 사용하는 미국특허출원번호 제08/277,408호의 개시내용과는 상당히 다르다.

이러한 약산 용액은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 단일 시약 매체는 단일 화합물과 물의 혼합물을 이용하여 달성될 수 있다. 플루오르 인산(fluophosphoric acid) 또는 플루오르 인산염(fluophosphate salts)(예를 들면, 나트륨, 칼륨, 또는 암모늄 모노플루오르 인산(monofluophosphate) 또는 나트륨, 칼륨, 또는 암모늄 헥사플루오르 인산(hexafluophosphate)), 플루오르 규산(fluosilic acid) 또는 플루오르 규산염(fluosilicate salts), 플루오르 붕산(fluoboric acid), 또는 플루오르 붕산염(fluoborate salts), 플루오르 알루미늄염(fluoaluminate salts), 플루오르화 제1주석(stannous fluoride) 및 플루오르화 제2주석(stannic fluoride)이 예시된다. 이러한 매체에서, 단일의 자족의(self-sufficient) 시약은 물과 상호 작용하여 활성 플루오르를 함유하는 이온 및 약산 성분을 생성시킨다. 물론, 상기 성분들의 조합 또한 사용될 수 있다.

선택적으로, 적합한 약산 혼합물은 무기 약산(예를 들면, 붕산, HF, 규산 및 인산)뿐만 아니라, 유기 약산(예를 들면, 시트릭산, 타르타릭산, 옥살릭산, 프탈릭산, 포르믹산, 아세트산)과 같은 적어도 하나의 약산과 플루오르를 함유하는 물질을 조합함으로써 달성될 수 있다.

적당한 플루오르-함유 화합물의 예는 HF, NH₄F, NH₄HF₂, (NH₄)₃AlF₆, NH₄PF₆, (NH₄)₂SiF₆, NH₄BF₄, SnF₂, SnF₄, 및 Na₂PO₃F를 포함한다. 그러나, 바람직한 플루오르-함유 화합물들은, 예를 들어 NaF, ZnF₂, AlF₃, CeF₃, CeF₄, TaF₅와 같은 플루오르-함유 염이다.

본 발명의 약산용액은 혼합용액 내의 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 바람직하게 0.005 내지 0.6 M이고, 더욱 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 M이며, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.05 M이다. 이러한 용액 내의 약산은 바람직하게는 약 0.05 내지 2 M의 농도, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5 M의 농도이며, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 0,3 M의 농도이다.

본 발명의 가장 바람직한 구체예에 있어서, 플루오르를 함유하는 화합물 및 아세트산, 시트릭산, 또는 인산 중 어느 하나의 혼합물이 함께 혼합된다. 예를 들면, 바람직한 구체예에서 0.01 내지 0.06 M의 NaF는 0.05 내지 2 M의 H₃PO₄와 혼합되고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.05 M의 NaF는 0.1 내지 0.3 M의 H₃PO₄와 혼합된다.

본 발명에 따르면, 바람직하게는 산용액은 유리의 투과성 또는 광산란 특성들을 뚜렷하게 변경시키지 않도록 사용된다. 광 산란은 시각적 흐림도(haze)가 나타나지 않도록 1.0％ 미만, 바람직하게는 0.5％ 미만이어야 한다. 바람직하게는, 유리를 상기 산 혼합물에 노출시킨 후에 상기 유리는 약 0.025 마이크론 미만, 보다 바람직하게는 약 0.01 마이크론 미만, 그리고 가장 바람직하게는 약 0.009 마이크론 미만의 RMS 표면 조도를 나타낸다. 비교를 위하여, 코닝 인코오포레이티드(Corning Incorporated)의 코드 1737 유리는 성형시 전형적으로 약 0.0003∼0.0005 마이크론의 RMS 표면 조도를 갖는다. LCD 용도에 사용되는 폴리싱된 플로트 유리는 전형적으로 0.001∼0.0012 마이크론의 RMS 표면 조도를 갖는다.

본 발명의 산 용액들이 이러한 유리와 접촉할 때, 상기 활성 불소화합물은 유리 표면을 공격함으로써 화학적 특성을 변경한다. 가능한 변경은 Si-O 결합을 Si-OH 결합으로 전환시키는 것을 수반한다. 이는 2개의 실리콘 원자 사이의 가교 산소결합이 끊어져 2개의 실란올(Si-OH) 그룹이 형성되는 것으로 표현될 수도 있다. 산소결합의 끊어짐은 활성 불소에 의하여 촉진된다고 여겨질 수 있다. 개략적으로, 이는 하기와 같이 표시된다:

금속은 구배 계면 또는 금속 산화물 중간층 생성으로 인하여 화학적으로 변경된 표면에 보다 잘 접착되는 것으로 보인다.

약산 성분의 효과는 1차적으로 플루오르 이온의 반응성을 증가시키는 바람직한 pH에 영향을 주는 것으로 여겨진다. 더 높은 pH는 플루오르 이온과 물의 화학적 평형을 플루오르화(F^-) 이온보다는 바이플루오르화(HF₂ ^-) 이온의 생성 방향으로 이동시킬 수 있다. 어떤 경우에도, 금속 필름과 유리사이의 압축 응력(compressive stress)은 어떤 요인에 의하여 경감되거나 조절된다.

바람직한 더 낮은 활성 플루오르화물 및 더 높은 pH 범위와 같이 보이도록, 예를 들면 0.02 M HF 및 0.01 M HCl의 희석된 농도의 강산과 플루오르 화합물의 혼합물을 사용하여 유사한 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 처리는 모니터링(monitoring) 및 조정(adjustment)에 대한 빈번한 요구로 인하여 대규모의 생산에 적용하기에는 바람직하지 않다.

본 발명에 따라 혼합된 산으로 유리 기판의 표면을 처리하는 것은 유리 상에 직접 부착되는 게이트 금속의 접착 견고성을 증대시킴으로써 AMLCD의 제조 시 보다 큰 디자인 및 공정 허용도를 가능케 한다. 바람직하게는 보다 화학적으로 내구성을 갖는 유리의 사용에 의하여 보강될 수 있는, 이러한 플루오르화된 약산 처리는초기, 그리고 장기간에 걸쳐 접착 견고성을 강화시킨다.

"High-Definition Displays and Technology Trends in TFT-LCDs"라는 제목으로 발표된 최근 연구는 AMLCD 디바이스용 게이트 라인을 제작함에 있어서 다양한 제조업체에 의하여 사용된 금속을 보고하고 있다(I-Wei Wu,Journal of the SID.2/1, 1994). 이러한 금속으로는 알루미늄, 크롬, 탄탈룸, 몰리브덴 및 이들의 합금이 포함된다.

본 발명의 산 용액으로 처리한 후 이러한 금속으로 스퍼터링 부착된 대부분의 유리 샘플에 대한 분석은 금속 산화물 층이 스퍼터링 증착의 초기 단계 중에 형성되는 것을 나타낸다. 초기 산화물 층은 전술한 표면화학 성질의 변경에 기인한 것으로 믿어진다. 이러한 산화물 층의 두께는 바람직하게는 약 30∼1000 Å, 보다 바람직하게는 약 50∼300 Å, 그리고 가장 바람직하게는 약 50∼150 Å이다. 본 발명에 따라 플루오르화된 약산 용액을 이용하여 유리를 처리한 후, 이러한 두께 범위의 산화물 층은 알루미늄, 크롬, 탄탈룸 및 몰리브덴-탄탈룸 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속들을 사용하여 스퍼터링 증착될 수 있다. 놀랍게도, 이러한 산화물 층은 2％보다 적은, 1％보다 훨씬 적은 산소를 갖는 스퍼터링 분위기를 이용하여 부착될 수 있다(바람직하게는, 상기 산화물 층은 산소가 없는 분위기에서 증착됨). 이러한 산화물 층이 보다 강한 산화 분위기 없이 부착될 수 있다는 사실은 유리의 표면화학 성질이 본 발명의 플루오르화된 약산 용액으로 변경된다는 이론을 보다 뒷받침한다. 본 발명자들은 이러한 초기 금속 산화물 층을 갖는, 코팅된 유리 제품이 그렇지 않은 제품과 비교하여 접착력이 매우 향상되었음을 발견하였다.

일 구체예에 있어서, 상기 금속은 산 처리 직후(directly after) 부착된다. 상기 "직후"라는 용어는 유리의 표면 화학을 실질적으로 변경시키는 다른 공정(예를 들면, 이온 에칭)이 사용되기 이전에 부착되는 것을 의미한다. 이러한 방법으로, 산 용액과의 접촉에 의하여 생성된, 변경된 표면화학 성질은 금속 부착 공정에 앞서 적어도 실질적으로 보유된다. 표면화학 성질을 실질적으로 변경시키지 않는 후속공정의 예로는 물 세척(water rinsing)이 있다.

금속의 유리로의 초기 접착에 대한 스크린 테스트는 요구되는 두께, 예를 들면 300 또는 500 nm 두께까지 깨끗한 유리 표면 상에 금속 필름을 스퍼터링 증착시키는 것을 수반한다. 이러한 필름은 예리한 도구로 스크라이빙되어 작은 정사각형 그리드를 형성한다. 그 다음, 25 온스보다 큰 잡아끄는 힘으로 셀로판 테이프 조각이 그리드 전체에 견고하게 압착되고 글어당겨진다. 그리드로부터 제거된 정사각형 금속의 수에 따라, 접착성은 0(65％ 이상 제거됨)부터 5(전혀 제거되지 않음)까지 평가된다.

상승된 온도 및 습도는 지연된 박리를 가속화하고 악화된 상태에서 시간 경과후의 접착성을 평가하는 수단으로서 사용되었다. 본 테스트에 있어서, 스크라이빙된 샘플은 테스트 오븐 내에서 24시간 동안 위치된다. 상기 오븐은 85±4％의 상대습도의 분위기에서 85±2℃로 유지된다. 그 다음, 샘플은 제거되고 이전과 같이 데이프 테스트된다. 선택적으로, 상기 샘플은 확대사진 촬영되어 확대된 사진에서 스크라이빙된 라인의 모서리가 버클링(buckling)에 대하여 검사될 수 있다.본 발명은 하기의 실시예를 통하여 보다 예시되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

비교의 목적으로, 본 실시예는 미국특허출원번호 제08/277,408호에 이미 개시된 용액 조성물을 예시하기 위하여 제공된다. 유리 테스트를 위한 샘플은 독커티 다운드로우(Dockerty downdraw) 공정에 의하여 제조된, 1.1mm 두께의 코닝 코드 1737 유리 쉬트로부터 제조되었다.

이러한 유리 샘플의 처리를 위하여, 산 용액은 0.05 몰 농도로부터 0.6 몰 농도까지 변화하는 농도의 플루오르화 수소산 및 0.1 몰 농도로부터 5.0 몰 농도까지 변화하는 염산을 함유하도록 제조되었다. 상기 유리 샘플은 5분부터 25분까지 변화하는 시간 동안 산 혼합물 내에 담겨졌다. 처리 시간은 처리 배스의 가열 또는 교반에 의하여 단축될 수 있다. 그 다음, 상기 샘플은 금속 필름이 약 600 mm의 보통 두께보다 큰 두께를 갖도록 의도적으로 부착되도록 하고, 전술한 바와 같이 스크라이빙되었다.

계속되는 테스트는 화학적 혼합물 내에서의 HF의 농도가 동등하게 효과적인 결과로 상당히 희석될 수 있음을 지시하였다. 이처럼, 0.01 M의 낮은 HF 농도를 갖는 용액이 성공적으로 사용되었다.

상업적 규모로 혼합된 산 용액을 테스트하기 위하여, 300 mm를 초과하는 폭, 400 mm를 초과하는 길이 및 1.1 mm의 두께를 갖는 상업적 크기의 판넬이 사용되었다. 이러한 판넬은 세척되었고, 대기 온도(약 25 ℃)에서 2 내지 10분 동안 혼합산 배스에 담겨졌다. 이러한 판넬은 0.01 내지 0.05 M HF 및 1.0 내지 2.5 M HCl의 농도를 갖는 산 용액에 담겨졌다.

테스트에서 사용된 개별적인 사항은 하기 표 1과 같다:

이러한 모든 샘플들은 허용가능한 접착성을 나타내었고, 여기서 즉시 또는 지연된 박리의 증거도 없었다. 코닝 코드 1737 유리가 실시예 6의 용액을 이용하여 처리되는 경우에는, RMS 표면 조도는 전형적으로 약 0.0006 내지 0.0008 마이크론 사이이다.

상기 농도가 유리의 광 특성을 손상시킴이 없이 성공적으로 작용한다는 것은매우 놀라울 뿐만 아니라, 하기의 실시예에서 증명되는 것과 같이 본 발명의 보다 부식성이 작은 약산 용액이 효과적으로 작용한다는 것은 더욱 놀라운 것이다.

실시예 2

유리 테스트를 위한 샘플들은 독커티 다운드로우 공정에 의하여 생산된 1.1 mm 두께의 코닝 인코오포레이트 코드 1737 유리 쉬트로 다시 제조되었다. 이러한 유리 샘플의 처리를 위하여, 산 용액은 플루오르를 함유하는 화합물(NaF) 및 시트릭산 또는 인산 중의 하나를 포함시켜 제조되었다. 유리 샘플은 1분부터 10분까지 변화하는 시간 동안 산 혼합물에 침지되었다. 처리 시간은 플루오르를 함유하는 배스(bath)의 농도를 증가시키거나, 처리 배스를 가열하거나 배스를 교반시킴으로써 단축될 수 있다. 그 다음, 샘플들은 약 600 mm의 명목상 두께보다 두껍게 부착되고, 전술한 바와 같이 스크라이빙되었다.

상업적 규모상에서 혼합된 산 용액을 테스트하기 위하여, 300 mm를 초과하는 폭 400 mm를 초과하는 길이 및 약 0.7 내지 1.1 mm의 두께를 갖는, 상업적 크기의 판넬이 사용되었다. 이러한 판넬은 세척되고, 약 20 내지 65 ℃의 온도에서 2 내지 10분 동안 혼합된 산 배스에 담겨졌다.

테스트에서 사용된 개별적인 사항은 하기 표 2와 같다.

이러한 샘플들은 모두 유리 기판에 스퍼터링된 필름의 가장 좋은 접착 결과를 나타내었다. 실시예 2의 샘플 9가 본 발명의 가장 바람직한 구체예이다.

본 발명의 방법은 이러한 유리 표면들이 이러한 유리 표면이 성형시 또는 표면 폴리싱되는지 여부에 관계없이 다양한 상업적 기판 상에 효과적인 것으로 판명되었다. 다른 유리 상에 대한 방법의 테스트에 따르면, 유리 기판의 성질이 상기 방법의 효율성에 영향을 미칠 수 있음을 나타낸다. 특히, 주어진 유리표면의 고유의 화학적 내구성이 중요한 것으로 보인다. 이러한 경우에서 내구성은 가속화된 산 테스트에서 중량 변화에 의하여 증명될 수 있는 유리 용해에 대한 내성을 의미한다.

유리 내구성의 측정은 유리의 테스트 샘플이 95 ℃에서 24시간 동안 5 중량％의 HCl용액에 함침될 때 발생하는 중량의 손실이다. 상기 보고된 테스트에서 사용된 코닝 코드 1737 유리의 내구성은 매우 바람직한 수치인 약 0.5 mg/㎠로 측정되었다. 설명한 바와 같이, 이 유리는 유리 표면의 화학적 처리 후에 지속적으로 우수한 금속 접착성을 제공하였다. 이러한 테스트를 고려하면, 본 발명의 제조방법은 5mg/㎠ 이하의 내구성 값을 갖는 유리에 대하여 성공적이다.

Claims (20)

1. 실리케이트 유리 기판의 투과성에 뚜렷하게 영향을 미침이 없이 부착될 금속의 접착성을 증가시키기에 충분한 플루오르 함유-이온을 함유하는 약산 용액에 유리 기판을 노출시키는 단계; 및

   상기 실리케이트 유리 기판의 표면 상에 금속 필름을 스퍼터링 증착하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬용 실리케이트 유리 기판 상에 직접 부착되는 금속 필름의 접착성을 향상시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 노출단계가 1과 6사이의 pH를 갖는 약산 용액에 상기 유리를 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 노출단계가 적어도 하나의 플루오르를 함유하는 화합물의 수용액에 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 노출단계에 있어서의 상기 산 용액이 플루오르 인산, 플루오르 인산염, 플루오르 규산, 플루오르 규산염, 플루오르 붕산, 플루오르 붕산염, 플루오르 알루미늄염, 플루오르화 제1 주석, 플루오르화 제2 주석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 노출단계가 플루오르를 함유하는 화합물 및 약산의 혼합물에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 노출단계에 있어서의 상기 약산이 시트릭산, 아세트산 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 노출단계가 노출단계 후에 약 0.04 마이크론보다 작은 RMS 표면 조도를 형성시키면서 실리케이트 유리 기판의 표면에서 살리케이트 결합을 화학적으로 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 혼합용액 내에서의 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 0.005 내지 0.6 M이고, 상기 용액 내에서의 약산의 농도가 0.05 내지 2 M인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 혼합용액 내에서의 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 0.01 내지 0.1 M이고, 상기 용액 내에서의 약산의 농도가 0.01 내지 0.5 M인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제2항에 있어서, 상기 혼합용액 내에서의 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 0.01 내지 0.1 M이고, 상기 용액 내에서의 약산의 농도가 0.01 내지 0.5 M인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 플루오르를 함유하는 화합물이 플루오르를 함유하는 염인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 약산이 0.05 내지 2 M농도의 인산임을 특징으로 하는 방법.
13. 제6항에 있어서, 상기 노출단계가 20∼65 ℃의 온도에서 1∼25분 동안 상기 용액의 배스에 기판을 함침시킴으로써 실리케이트 유리 기판을 용액에 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제8항에 있어서, 상기 노출단계가 플루오르를 함유하는 화합물 및 시트릭산, 아세트산 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 산의 혼합물에 상기 유리기판을 노출시키는 단계를 포함하며, 상기 혼합물은 유리 기판의 광 투과 특성이 여전히 LCD 응용에 적합하도록 하면서 부착될 금속의 접착성을 증대시키기에 충분한 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 실리케이트 유리 기판의 화학적으로 변경된 표면 상에 부착되는 금속이 알루미늄, 크롬, 탄탈룸, 몰리브덴 및 이의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 평판 디스플레이 디바이스용 유리 판넬 기판을 1 내지 6의 pH를 갖고 플루오르를 함유하는 약산 용액에 노출시켜, 상기 노출 단계 후에 약 0.04 마이크론 보다 작은 RMS 표면 조도를 형성시키는 반면, 상기 실리케이트 유리 판넬의 표면 상에 부착될 금속 필름의 접착성이 향상되도록 하는 단계;

    상기 노출 단계 직후 상기 실리케이트 유리 판넬의 화학적으로 처리된 표면 상에 금속 필름을 스퍼터링 증착시키는 단계; 및

    평판 디스플레이용 박막 트랜지스터를 형성하기 위하여 상기 금속 필름을 패턴화하는 단계;

    를 포함하는 디스플레이 판넬용 유리 기판 상에 스퍼터링 증착된 금속 필름의 접착성을 향상시키기 위한 비기계적인 연마방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 혼합용액 내에서의 상기 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 0.005 내지 0.6 M이고, 상기 용액 내에서의 상기 약산의 농도가 0.05 내지 2 M인 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 혼합용액 내에서의 상기 플루오르를 함유하는 화합물의 농도가 0.01 내지 0.1 M이고, 상기 용액 내에서의 약산의 농도가 0.01 내지 0.5 M인 것을 특징으로 하는 방법.
19. 플루오르를 함유하는 화합물 및 시트릭산, 아세트산, 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 산으로 이루어지는 혼합물에 유리 기판을 노출시키는 단계, 상기 산 혼합물은 상기 유리 기판의 투과성에 뚜렷하게 영향을 미침이 없이 부착될 금속의 접착성을 증대시키기에 충분함;

    상기 유리 상에 약 50∼500 Å의 두께를 갖는 금속 산화물 층을 직접 부착시키는 단계; 및

    상기 금속 산화물 상에 금속을 스퍼터링 증착시키는 단계;

    를 포함하는 정보 디스플레이 분야에 사용되는 금속 코팅된 유리를 제조하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 금속 산화물 층을 부착시키는 단계가 2％ 미만의 산소를 갖는 분위기 하에서 약 50∼150 Å 사이의 두께를 갖는 금속 산화물 층을 스퍼터링 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.