KR100606214B1

KR100606214B1 - 전극 조립체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100606214B1
Application number: KR1020007007912A
Authority: KR
Inventors: 최형철; 추이지; 히스린다에스; 스미스윌리암케이
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2006-07-28
Also published as: JP2002509272A; KR20010040361A; WO1999036261A1; EP1056596B1; US7303809B2; DE69901937D1; US20020114901A1; EP1056596A1; US6379509B2; US20010050222A1; DE69901937T2

Abstract

실질적으로 투명 전극이 기판 상에 형성되며 상기 기판, 높은 굴절률층, 금속 도전층, 도전 상부층 또는 반도체 상부층 순서대로 형성되고 상기 상부층 및 상기 도전층은 금속 도전층으로부터 복수의 분할 전극을 형성하기 위해, 바람직하게는 레이저 제거에 의해 패터닝한다. 도체는, 금속 도전층을 노출하기 위해 이 층을 제거함이 없이, 상부층에 직접 부착할 수 있다. 높은 굴절률층, 도전층 및 상부층은 모두 스퍼터링 또는 고온을 요구하지 않는 유사 공정에 의해 형성되기 때문에 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 전극은 예를 들어, 평판 디스플레이 및 터치 스크린 디스플레이에서 사용될 수 있다.

Description

전극 조립체 및 그 제조 방법{PROCESS FOR FORMING ELECTRODES}

본 발명은 전극의 제조 방법, 그 방법으로 제조된 전극 조립체 및 그 전극 조립체를 조립한 액정 디스플레이와 터치 스크린 디스플레이에 관한 것이다.

액정 디스플레이는 2개의 실질적으로 투명한 전극 조립체 사이에 개재된 액정 물질을 포함한다. 저항 형태 또는 커패시터 형태의 터치 스크린 디스플레이는, 그 위에 중첩되는 2개의 실질적으로 투명한 전극 조립체를 갖는 디스플레이 스크린(예를 들어, 음극선관)을 포함한다. 2개의 디스플레이 형태에서, 이들 각각의 전극 조립체는 전형적으로 실질적으로 투명할 만큼 얇은 도전층을 증착한 기판을 포함한다. ("실질적으로 투명하다."라는 용어는 본원 명세서에 있어서, 2개의 중첩된 전극이 2개의 전극이 조립된 액정 디스플레이 패널 또는 터치 스크린 디스플레이를 실질적으로 선명하지 않게 하거나, 이들 색상을 왜곡시키지 않도록 전극이 충분한 가시광선을 투과시키는 것을 의미한다. 전형적으로, 상용 규격은 2개의 중첩 전극이 550㎚에서 적어도 80% 투과성을 갖는 것을 필요로 한다.). 액정 디스플레이에 있어서, 통상 기판은 유리인 반면에, 터치 스크린 디스플레이는 통상 적어도 한 개의 전극에 대하여 합성 수지(플라스틱) 기판을 사용한다. 도체는 보통 인듐 주석 산화물 또는 유사한 금속 산화물을 형성한다. 도체는 전형적으로 고온에서 스퍼터링 또는 화학 기상 증착법에 의해 증착된 후에, 고온에서 어닐링하는 것에 의해 형성된다. 유리 기판은 도체를 증착 및 어닐링하는 온도로서 300℃ 이상의 온도가 사용되고, 또 플라스틱 기판에 관해서는 보다 낮은 온도가 사용되며, 그 결과로 얻어지는 전기 저항은 보다 높다.

한편, 액정 디스플레이 또는 터치 스크린 디스플레이는 높은 굴절률을 갖는 2개의 층 사이에 개재된 금속 도전층을 포함하는 박막 전극이 사용될 수 있고, 이러한 2개 층은 통상 금속 산화물로부터 형성된다. 금속 도전층은 그것을 복수의 전극으로 분할하도록 패터닝되고, 이들 각 전극에 부착되어 액정 물질로 목표한 패턴을 형성할 수 있다. 지금까지는, 도체가 전극에 부착된 점에서 기판으로부터 이격된 굴절률층을 제거할 필요가 있다. 그렇지 않으면, 높은 굴절률층이 도체 및 전극 사이에 흐르는 전류에 과도한 저항을 나타낼 수 있기 때문이다.

이들 박막 전극 조립체를 형성하는 수 개의 방법이 공지되어 있다. 고저항을 유지할 수 있는 경우에, 본래의 상부의 높은 굴절률층을 준비하여, 그 위에 접촉 부분만을 만든다. 한편, 도체에 도전성 스페이서를 준비하여, 압력하에 높은 굴절률층에 대하여 적용하고, 그 스페이서가 높은 굴절률층을 관통하여 전극과 접촉할 수 있도록 한다. 그러나, 이 방법은 스페이서를 경유하여 도체와 전극사이의 전기 접촉이 하나의 전극 조립체로부터 다른 조립체로 재현할 수 없어 불량하게 되는 경향이 있기 때문에, 수율에 나쁜 영향을 끼친다. 그 이외의 방법에서는, 하나의 높은 굴절률층과 금속 도전층이 기판 상에 증착되고, 또 금속 도전층을 패터닝하여 전극을 형성한다. 그 후, 마스크는 도체를 전극에 부착한 영역을 커버하도록 적용되고, 제2의 높은 굴절률층이 증착되며, 마스크는 이러한 높은 굴절률층이 도체가 접촉되는 포인트에 적용되는 것을 방지한다. 왜냐하면 이들 포인트에서 "상부"의 높은 굴절률층은 전극과 도체사이에 상당히 높은 저항을 발생시키기 때문이다. 이 방법은 2개의 개별 증착 공정이 있기 때문에 시간이 소비되고 비용이 필요하다. 또한, 상부에 고 굴절층이 적용되기 전에, 도전층은 공기에 노출되어, 어떤 종류의 도전층이 공기 중에서 산화될 가능성이 있기 때문에 문제를 발생한다.

또 다른 형태의 방법에서, 모든 3개의 층은 1개의 동작으로 증착되고, 상부의 높은 굴절률층과 도전층은 전극을 형성하도록 패터닝되며, 그 후에, 도체가 전극에 접속되는 범위 내에 있는 상부의 높은 굴절률층이 제거된다. 이러한 형태의 방법은 단일 증착 동작을 필요로 하기 때문에, 공기와 노출에 의해 도전층의 산화를 피할 수 있다. 그러나, 높은 굴절률 상부층의 필요 부분은 선택적으로 제거하기 어렵다.

더욱이, 전극을 형성하는 많은 선행 기술은 200℃ 또는 그 이상의 온도로 높여 사용할 것을 요구하고, 실질적으로 유리 기판 또는 고가의 고온 플라스틱(225℃ 이상의 유리 변이 온도를 가지고, 그 온도에서 공정을 지속할 수 있는 중합체는 공지되어 있다)의 사용을 필요로 한다. 박막 전극이 기판상에 형성되어 얻어지면, 보다 낮은 유리 변이 온도를 갖고, 보다 저렴한 유리 기판을 사용하는 것이 유리한 액정 디스플레이의 많은 용도가 있다(예를 들어, 셀룰러 폰 및 다른 이동 전자 장치).

본 발명은 단일의 증착 동작을 요구하고, 높은 굴절률 상부층의 선택적 제거를 요구하지 않는 기판 상에 전극을 형성하는 공정에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 형태로는 비교적 저렴한 플라스틱 기판의 사용이 가능하다.

따라서, 본 발명은 기판과, 그 기판에 형성된 높은 굴절률층과, 그 높은 굴절률층 상에 형성된 금속 도전층을 포함하고, 실질적으로 투명한 전극 조립체를 제공한다. 본 발명의 전극 조립체는 도전층 상에 형성된 400 Ω/□이하의 저항을 가지는 높은 굴절률 상부층을 가지며, 적어도 상부층 및 도전층은 도전층을 복수의 개별 전극으로 분할하도록 패터닝된다.

본 발명은 또한 이러한 전극 조립체를 형성하는 공정을 제공한다. 이 방법은 기판상에 높은 굴절률층 및 금속 도전층을 순서대로 형성하는 공정을 포함한다. 본 발명의 방법에서 400 Ω/□이하의 저항을 가지는 높은 굴절률 상부층이 금속 도전층 상에 형성되고, 상부층과 도전층은 금속 도전층으로부터 복수의 개별 전극을 형성하도록 패터닝된다.

본 발명은 또한 2개의 전극 조립체 사이에 개재된 액정 물질을 포함하는 액정 디스플레이 조립체를 제공하고, 이러한 전극 조립체중 적어도 어느하나는 상기한 바와 같이 본 발명의 전극 조립체이다.

최종적으로, 본 발명은 2개의 전극 조립체가 중첩되는 디스플레이 스크린을 포함하는 터치 스크린 장치를 제공하고, 전극 조립체 중 적어도 어느하나는 상기한 바와 같이 본 발명의 전극 조립체이다.

도 1은 본 발명의 방법을 실시하는 적합한 장치의 간략한 측면도.

도 2는 도 1에서 라인 Ⅱ-Ⅱ 을 따라 잘라진 단면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 장치를 사용하여 제조한 본 발명의 적합한 전극 조립체의 가시광선선 및 적외선 근처의 광 투과 스펙트럼도.

본 발명에 사용된 기판은 충분한 기계적 완전성 및 그 위에 전극을 형성할 수 있도록 충분한 표면 평탄성을 가지는 임의의 물질로 형성할 수 있다. 기판은 다른 전극 조립체와 마찬가지로, 액정 디스플레이에 사용할 수 있도록 충분히 투명해야 한다. 유리 기판이 사용될 수 있지만, 기판은 합성 수지에 형성되는 것을 선호한다. 이러한 목적을 위한 선호되는 수지는 폴리카보네이트 및 폴리[비스(사이클로펜타디엔)축합물]을 포함되고, 이 물질은 상표 "TRANSPHAN"으로 스위스, CH-4002 바젤 뮌헨스타이너스트라세 38, Lonza AG에 의해 판매된다. 이러한 물질은 상표 "ARTON"으로 일본, 도꾜 104, 쯔끼찌 2-11-24, Japan Synthetic Rubber Co. Ltd.에 의해 판매된 중합체 필름이고, 이러한 중합체는 다음의 화학식(X는 극성군임)으로 제조업자에 의해 기술된다. 본 발명에 사용할 수 있는 다른 기판은 폴리에테르 술폰 및 폴리(알킬)아크릴레이트를 포함한다.

기판은 가스 및 습기 제거용으로 작용하도록 하나 또는 양 표면 및/또는 기판에 고 굴절률층의 부착을 개선하기 위해 코팅하여 제공된다. 예를 들어, 경질 중합체 코팅이 기판의 하나 또는 양 표면에 제공되는 것이 유용하다. 이러한 경질 코팅은 전형적으로 대략 1에서 15㎛의 두께를 가지고, 바람직하게는 2에서 4㎛를 가지며, 적당한 중합 물질의 자유 래디컬 중합(열 또는 자외선 조사에 의해 초기화됨)에 의해 제공될 수 있다. 특히 바람직한 경질 코팅은 미국, 위스콘신주 53151 뉴베르린 웨스트 링컨 애버뉴 6700, Tekra Corporation에 의해 상표 "TERRAPIN"으로 판매된 아크릴 코팅이다. 영구적인 액정 디스플레이 조립체를 위해 가스 및 습기 제거용과 높은 굴절률층의 접착을 개선하기 위해 접착 프로모터용 실리카(SiOx) 박층(전형적으로 10-30㎛) 기판의 한쪽 평면에 제공하는 것이 유용하다. 양면 코팅 및 실리카층이 기판에 제공되는 경우에, 양쪽 순서로 제공된다.(실리카란 용어는 화학식 SiOx, 여기서, x는 반드시 2일 필요가 없다)의 물질을 의미하고, 그 기술분야의 보통 의미로 사용된다. 기술분야의 당업자들에게 공지된 바와 같이, 이러한 실리카층은 화학 기상 증착법 또는 산소 대기압하에서 실리콘 스퍼터링에 의해 증착되고, 그 결과 증착된 물질은 순수 실리카의 스토치오메트릭 화학식 SiO2에 정확히 일치하지 않는다.)

본 발명에서, 기판상에 높은 굴절률층, 금속 도전층 및 높은 굴절률 상부층이 순서대로 증착된다. 다른 기술도, 예를 들어, e-빔 또는 열 증착이 이들 층을 증착하기 위하여 채용되고, 이 층은 바람직하게는 스퍼터링 또는 화학 기상 증착에 의해 증착되고, 특히 DC 스퍼터링이 선호되며, RF 스퍼터링의 경우에는 마그네트론 및 반응 스퍼터링, 저압 플라즈마 및 레이저 화학 기상 증착법이 사용될 수 있다. 선호하는 플라스틱 기판을 사용하는 경우, 각각의 3개 층의 증착에는 플라스틱 기판이 손상되지 않도록 170℃ 이하의 온도로 가열하고, 이러한 공정의 온도 제한은 상기한 TRANSPHAN 기판의 사용으로 변화될 수 있으며, 이러한 온도는 160-165℃ 이상이 되지 않는다.

기판에 인접한 높은 굴절률층은 도전성인 경우가 일반적으로 바람직하지만, 전기적으로 절연성 또는 도전성에도 양호하다. 이는, 절연성의 굴절률층을 사용하면, 만약 패터닝 공정 후에 인접하는 전극 사이에 높은 굴절률층 부분이 남아있는 경우, 그 잔여 부분이 전극사이에 전기적인 쇼트를 일으키지 않는다는 것을 보장하기 때문이다. 이러한 쇼트의 존재는 결과적으로 2개의 인접 전극을 단일 전극으로 하여, 이것에 의해 전극 조립체가 사용되고 있는 액정 디스플레이 조립체 또는 터치 스크린의 품질에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 물론 바람직하지 않다. 그러나, 도전성 높은 굴절률층은 패터닝 조건에 있어 높은 굴절률층의 어떤 부분도 패터닝 후에 남아있지 않다는 것이 확인되면, 사용할 수 있다.

절연성인지 또는 도전성인지에 따라서, 높은 굴절률층은 전형적으로 금속 산화층으로부터 형성된다. 이러한 목적에 바람직한 산화물은 산화 인듐(In₂O₃), 이산화티타늄(TiO₂), 산화 카드뮴(CdO₂), 산화 갈륨 인듐, 오산화 니오븀(Nb₂O₅), 산화 인듐 주석 및 산화 주석(SnO₂)이 선호된다. 액정 디스플레이용 조립체의 전극 제조는 당업자에게 공지된 바와 같이,(예를 들어, 파텔등, DC 스퍼터링을 구비하는 유연한 기판 상의 반응 ITO 증착 공정 모니터 및 조절 방법, Society of Vacuum Coaters 40th Annual Technical Conference Proceedings, 216-220, 1997). 이들 금속 산화층의 전도도는 산화층이 증착되는 조건을 변화시킴으로써 수개의 차수 이상을 조절할 수 있다. 선호하는 DC 스퍼터링 증착 공정을 위한 관련 조건은 온도, 반응 압력, 산소 부분압, DC 바이어스 및 증착율을 포함한다. 도핑은 또한 절연층의 전도도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 전형적으로, 절연층의 두께는 약 20에서 80㎚ 범위 내일 것이다.

기판에 인접한 높은 굴절률층(및 높은 굴절률 상부층)에 필요한 굴절률은 본 발명의 전극 조립체가 조립되는 최종 장치에 존재하는 다른 층에 기초하여 약간 변화한다. 일반적으로, 높은 굴절률층의 굴절률은 550㎚에서 측정되고, 1.6을 초과하며, 선호되는 금속 산화물 높은 굴절률층의 굴절률은 상기 언급한 논문과 같이 1.9를 초과하도록 쉽게 만들 수 있다.

도전층은 최종 전극 조립체에서 필요한 낮은 저항을 제공하기 위하여 충분한 전도도를 가질 수 있고, 증착 공정에 의해 증착 가능한 금속 또는 금속 합금으로부터 형성될 수 있다. 바람직하게, 도전층은 최소한 금, 은 및 금/은 합금(예를 들어, US-A-4 234 654에 기술된 합금)을 포함한다. 금은 도전층의 부식 저항을 개선하기 때문에, 이러한 층은 보다 얇은 금층이 한쪽 또는 양쪽에 코팅된 은층을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개의 1 ㎚의 금층 사이에 개재된 10 ㎚의 은층은 양질의 결과를 줄 수 있다는 것은 공지되어 있다. 도전층의 전체 두께는 전형적으로 5에서 20㎚ 범위 내이다.

상부층을 형성하기 위해 선호되는 물질 및 방법은 상부층을 증착하기 위해 사용되는 조건이 상부층에 실질적인 전도도를 주기 위해 변화하는 것을 제외하고 절연층을 제조하는 물질 및 방법과 동일하다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 전극 조립체에 사용되는 층의 저항은 통상 조립체의 모든 표면상에서 보통 측정되고, 본 실시예에는 400 Ω/□의 저항을 가진 상부층을 사용하고, 바람직하게는 100에서 200 Ω/□의 저항을 갖는 상부층을 사용하는 것이 만족스러운 결과를 발생한다. 상부층의 두께는 20에서 100㎚ 범위가 바람직하다.

본 발명 공정에 따라 양호한 결과를 주도록 알려진 절연층 조합의 실시예, 도전층 및 상부층이 다음의 표 1에 주어진다(ITO는 산화 인듐 주석을 나타낸다).

절연층	도전층	상부층
ITO, 40 ㎚	Ag, 40 ㎚	ITO, 47 ㎚
ITO, 40-42 ㎚	Ag, 9-10 ㎚/Au, 1-1.5㎚	ITO, 47 ㎚
ITO, 40-42 ㎚	Ag, 9-10 ㎚/Au, 1-1.5 ㎚/Au, 1㎚	ITO, 47 ㎚
SnO2, 42 ㎚	Ag, 10-12 ㎚	ITO, 47 ㎚
SnO2, 42 ㎚	Ag, 9-10 ㎚/Au, 1-1.5㎚	ITO, 47 ㎚
SnO2, 42 ㎚	Au, 1 ㎚/Ag, 10㎚/Au, 1㎚	ITO, 47 ㎚

절연층, 도전층 및 상부층을 증착한 후에, 상부층 및 도전층은 도전층으로부터 복수의 개별 전극을 형성하기 위하여 패터닝된다. 패터닝은 도전층으로 부터 형성된 인접 전극 사이에 쇼트가 없도록 보장하기 위해 상부층 및 도전층 양자로 확장되는 것이 중요하다. 실질상, 패터닝은 보통 기판에 인접하는 높은 굴절률층으로 확장되지만, 상기한 바와 같이, 인접 전극 사이에 원하지 않는 전류 누설을 방지하기에 충분한 저항을 갖는 높은 굴절률층은 패터닝 후에도 높은 굴절률의 일부분을 유지하는 것이 바람직하다.

패터닝을 위해 선호되는 기술은 레이저 제거이고, 바람직하게는 700에서 1200 ㎚의 범위로 방사되는 적외 레이저를 사용하고, 적외 방사는 주로 도전층 내로 흡수되어, 도전층을 신속하고 확실하게 패터닝한다. 바람직하게, 레이저 제거용으로 사용된 레이저는 US-A-4 815 079, US-A-5˚268 978, US-A-5 373 576, US-A-5 418 880의 실시예에 기술된 바와 같이, 이중 클래드 광섬유를 사용하는 광섬유 레이저이다. 전형적으로, 패터닝 전극 조립체를 위해 요구되는 에너지는 대략 800 mJ㎝^-2이고, 그 결과 6 W 출력 및 8.5 ㎛ 스팟 반경을 가진 광섬유 레이저를 사용하여, 약 70 msec^-1에서 기판 상에 스팟 스캐닝을 허용하고 기판을 분당 400 ㎝²로 패터닝한다. 도면을 참고로 하여 상세히 기술하면, 전형적으로 레이저 빔은 기판을 래스터 패턴으로 스캔하는 동시에 래스터 이미지 처리기로부터 디지털 신호의 조절하에 변조된다. 이러한 기술은 제안된 전극 패턴의 디지털 이미지를 준비할 필요가 있기 때문에, 그 장치는 본질적으로 휴지 시간없이 패턴을 변경할 수 있는 이점이 있다.

레이저 제거 후에, 전극 조립체는 제거된 파편의 재증착 및 표면 찌꺼기로부터 오염된다. 조립체 표면은 물, 바람직하게 표면 활성제를 포함하는 물로 세척함으로써 클리닝할 수 있고, 표면의 완만한 세정은 최종 전극 조립체 손상없이 클리닝 공정을 촉진한다.

이러한 클리닝 공정 후에, 복수의 도체가 패터닝 단계 동안에 형성된 분할 전극 위에 놓이는 상부층의 일부분에 부착되고, 그 결과 도체는 도전 상부층을 통하여 전극과 전기적인 접촉을 한다. 이에 따라 형성된 전극 조립체는 수동형 액정 디스플레이, 터치 스크린 디스플레이 또는 다른 평판 패널 디스플레이에 사용될 수 있다.

본 발명의 전극 조립체는 550 ㎚에서 80%이상의 투명도 및 10 Ω/□보다 적은 면적 저항을 가지도록 쉽게 형성될 수 있다. 이러한 전극 조립체는 상용급의 액정 디스플레이 조립체에 쉽게 결합된다.

본 발명의 바람직한 공정은 첨부한 패터닝 공정 단계를 수행하는 선호되는 장치 개략도를 도시한 도 1 및 도 2를 참조로 하여 상세히 기술한다.

도 1 및 도 2에 도시된 장치(10)는 내부 드럼 레이저 제거 소자나, 대안의 외부 드럼 또는 플랫 베드 소자이다. 장치(10)는 2개의 직립한 말단 플레이트(12 및 14)의 반대쪽 말단에 적재되는 베이스(11)를 포함한다. 원통형 드럼 (16)은 말단 플레이트(12 및 14)사이에 적재되어 고정된다[드럼(16)의 일부분은 도 1에 장치(10)의 나머지 부분을 도시하기 위해 파손됨]. 로드(18)는 말단 플레이트(12 및 14)사이에 고정되고 광섬유 레이저 유닛(20)은 로드 상에 슬라이드식으로 적재된다. 광섬유 레이저 유닛(20)은 또한 하부로 확장되고 로드(18)에 평행한 리드 스크류에 연결된다. 광섬유 레이저 유닛(20)은 또한 레이저 및 회전 거울(도1에 도시 안됨)을 포함하고, 광섬유 레이저 유닛(20)으로 부터 로드(18)축에 예민한 각도로(전형적으로 약 65˚) 레이저 빔(24)을 발생하고, 이러한 축을 둘레로 급속히 회전하여 드럼(16)의 내부 표면 둘레로 빔은 직진한다. 패터닝 공정 동안에, 리드 스크류(22)는 광섬유 레이저 유닛(20)과 동시에 회전되고 그 결과, 빔(24)이 회전하는 경우에 광섬유 레이저 유닛(20)은 드럼(16)의 축을 따라 수평으로 이동하며, 이에 따라 빔(24)은 드럼의 내부 표면을 따라 헬리컬 경로로 나타난다. 코팅 기판의 시트(26)는 빔(24)이 시트(26)에 대해 래스터 패턴으로 통과하도록 드럼(16)의 내부 표면에 대해 진공 소자(도시 안됨)로 유지된다. 광섬유 레이저 유닛(20)의 동작은 시트(26)에 목표한 패턴을 제작하기 위하여 컴퓨터화된 제어 유닛(도시 안됨)에 의해 조절된다.

본 발명의 바람직한 공정에서, Lonza AG에 의해 판매된 5.5 밀리(140㎛) 두께의 상기한 TRANSPHAN의 시트는 최종 전극 조립체 배리어의 스크래치 저항을 개선하도록 경질 코팅하기 위해 2 내지 4 ㎛ 두께의 아크릴 중합체층(미국, 위스콘신주 53151 뉴베르린 웨스트 링컨 애버뉴 6700, Tekra Corporation에 의해 "TERRAPIN"으로 판매됨)으로 양 표면에 코팅된다. 시트의 전면(즉, 금속 산화층및 금속층이 증착된 면)은 30 ㎚의 실리카층으로 DC 스퍼터링 또는 화학 기상 증착에 의해 코팅되고, 궁극적으로 전극 조립체가 결합되는 최종 액정 디스플레이 조립체에 가스 및 습기 장벽으로서 작용하며, 또한 기판에 높은 굴절률층의 접착을 개선하는 접착 프로모터로서 작용한다.(실리카층의 위치는 사용된 기판에 의존하여 부분적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 실리카층이 접착 프로모터로서 기능할 필요가 없는 경우, 이러한 층은 단지 가스 및 습기 장벽으로서 기판의 배면(즉, 금속 산화층 및 금속층이 증착된 반대면) 또는 경질 코팅 중 하나와 기판 사이에 제공된다. 높은 굴절률층 바로 하부에 실리카층이 위치하는 경우에, 일부 또는 모든 실리카층은 패터닝 단계 동안에 제거되어, 이 층의 가스와 습기의 장벽 기능에 영향을 줄 수 있는 단점을 가지고 있다.

42 ㎚의 이산화 주석층은 산업 금속화 장치를 사용하여 DC 스퍼터링을 함으로써 시트 전면에 증착된다. 이에 따라, 1 ㎚의 금층, 10 ㎚의 은층 및 1 ㎚ 이상의 금층은 전극 조립체의 금속 도전층을 형성하기 위해 동일한 장치를 사용하여 DC 스퍼터링을 함으로써 절연층 상부에 증착된다. 최종적으로, 47 ㎚의 산화 인듐 주석층은 전극 조립체의 상부층을 형성하기 위해 동일한 장치를 사용하여 DC 스퍼터링에 의해 금속 도전층 상부에 증착된다.

이에 따라 제작되어 코팅된 시트는 도 1 및 도 2에 도시한 장치를 사용하여 패터닝된다. 레이저 유닛은 1.1 ㎛의 파장 및 8.5 ㎛(1/e² 기반으로 측정)의 스팟 반경에서 TEM₀₀ 공간 모드로 동작하는 9 W 광섬유 레이저 유닛(모델 FL9000-T, 미국 매사츄세츠 02139 캠브리지 폴라로이드 코포레이션에서 이용)이고, 이 장치의 빔은 스팟이 70 m sec^-1의 선형 속도로 코팅된 시트를 횡단하도록 회전된다. 도 3은 패터닝 직전에 코팅된 기판의 가시광선 및 적외선광 흡수 스펙트럼을 도시한다. 높은 굴절률, 높은 굴절률 상부층 및 특히, 도전층은 가시광선 범위(합성 전극 조립체는 충분히 투명함)에서 높은 투명도를 제공하도록 선택되는 동시에 패터닝을 위해 사용된 적외선광 파장에 충분한 흡수를 제공하는 것이 중요하고, 상기 금속층은 과도한 가시광선 흡수없이 양질의 적외선광 흡수를 제공한다.

이러한 패터닝 단계 후에, 패터닝된 시트는 패터닝 단계로부터 찌거기 제거 및 액정 디스플레이 조립체 결합을 위해 마련된 최종 시트를 제작하기 위해 세척제를 포함하는 물, 완만한 수동 세정으로 세척된다.

Claims

기판과,

상기 기판 상에 형성된 높은 굴절률층과,

상기 높은 굴절률층 상에 형성된 금속 도전층을 포함하는 실질적으로 투명한 전극 조립체에 있어서,,

상기 전극 조립체는 상기 도전층 상에 형성되어 400 Ω/□ 이하의 저항을 가지는 높은 굴절률 상부층을 포함하고,

상기 상부층 및 상기 도전층은, 적어도 상기 도전층을 복수의 개별 전극으로 분할하기 위하여 패터닝되는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항에 있어서, 상기 개별 전극 위에 존재하는 상기 높은 굴절률 상부층의 부분들에 연결되는 복수의 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판과 인접하는 상기 높은 굴절률층은 전기적 절연층인 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은 합성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 또는 상기 상부층과 인접하는 상기 높은 굴절률층은 최소한 산화 인듐, 이산화 티타늄, 산화 카드뮴, 산화 갈륨 인듐, 산화 인듐 주석, 및 이산화 주석 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전층은 금, 은, 금/은 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판의 최소한 하나의 표면은 경질 폴리머 코팅 및 실리카층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전극 조립체.
2개의 전극 조립체 사이에 개재된 액정 물질을 포함하는 액정 디스플레이 조립체에 있어서,

상기 전극 조립체 중 적어도 어느 하나는 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 따른 조립체인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 조립체.
2개의 전극 조립체가 그 위에 중첩된 디스플레이 스크린을 포함하는 터치 스크린 장치에 있어서,

상기 전극 조립체 중 적어도 어느 하나는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조립체인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
기판에 높은 굴절률층 및 금속 도전층을 순서대로 형성하는 단계를 포함하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체 형성 방법에 있어서,

상기 금속 도전층 상에 400 Ω/□이하의 저항을 가지는 높은 굴절률 상부층을 형성하는 단계와,

상기 금속 도전층에서 복수의 개별 전극을 형성하기 위해 상기 상부층 및 상기 금속 도전층을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 복수의 도체를 상기 개별 전극 상에 존재하는 상부층 부분에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 기판에 인접하는 높은 굴절률층, 상기 도전층 및 상기 상부층 중 적어도 어느 하나는 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 기판이 합성 수지를 포함하고, 상기 기판에 인접하는 높은 굴절률층, 상기 도전층 및 상기 상부층 중 적어도 하나가 170℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 패터닝은 레이저 제거에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 레이저 제거는 700 내지 1200㎚ 범위의 파장의 적외선 방사를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.