KR101431888B1

KR101431888B1 - 투명 도체 박막 형성

Info

Publication number: KR101431888B1
Application number: KR1020117027285A
Authority: KR
Inventors: 시흐 창 창; 릴리 후앙; 승 재 홍; 존 제트. 종
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2014-08-26
Also published as: US20100323166A1; WO2010147783A3; EP2443534A2; US8956718B2; CN102460352A; KR20120021307A; CN102460352B; WO2010147783A2

Abstract

터치 센싱 시스템 내의 실질적으로 투명한 도체층은 유기층과 실질적으로 투명한 도체층 사이에 배리어층을 형성함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어층은 유기층 상에 형성될 수 있고, 투명 도체층은 배리어층 상에 형성될 수 있다. 배리어층은 유기층의 가스 방출을 감소시키거나 방지하여 투명 도체층의 품질을 증가시키는 것을 돕는다. 다른 예에서, 투명 도체의 배리어층을 형성하고 배리어층 상에 투명 도체의 제2 층을 형성함으로써, 2개의 다른 종류의 투명 도체의 조합층이 유기층 상에 형성될 수 있다. 배리어층을 형성할 때 발생할 수 있는 가스 방출은 배리어층의 투명 도체가 저품질이 되도록 할 수 있지만, 제2 층의 고품질 투명 도체를 얻을 수 있다.

Description

투명 도체 박막 형성{TRANSPARENT CONDUCTOR THIN FILM FORMATION}

본 발명은 일반적으로 터치 센싱 시스템 내의 실질적으로 투명한 도체층에 관한 것으로, 특히, 실질적으로 투명한 도체층을 형성하기 전에 유기층과의 사이에 배리어층을 형성하는 것에 관한 것이다.

실질적으로 투명한 도체(여기서는 간단히 "투명 도체" 또는 투명 도전성 물질"이라 함)는 예를 들어 박막으로서 형성될 때 광에 실질적으로 투명할 수 있는 전기적 도전성 물질이다. 광학적 및 전기적 특성의 조합 때문에, 실질적으로 투명한 도체의 박막은 액정 디스플레이, 터치 스크린, 정전기 방지 코팅, 태양 전지 등의 다양한 상품에 사용되어 왔다. 임의의 애플리케이션에서, 투명 도체의 박막은 예를 들어, 반도체층, 절연층, 금속층 등을 포함하는 물질의 다수 층의 스택업 내의 층으로서 형성될 수 있다. 유기층, 즉, 유기 물질로 형성되는 층은 또한 임의의 스택업 내에 사용될 수 있다. 유기층은 일반적으로 스택업의 표면에 유기 물질을 기계적으로 도포, 예를 들어, 코팅함으로써 형성될 수 있는 절연층이다. 임의의 애플리케이션에서, 유기 절연층은, 에피택셜 성장 등의, 층을 형성하기 위하여 좀 더 느리고 좀 더 고가의 방법을 필요로 할 수 있는 무기 절연층의 저비용 대안일 수 있다.

임의의 종래의 LCD 디스플레이 등의 임의의 종래의 애플리케이션에서, 투명 도체 박막은 유기층을 포함하는 스택업 상에 증착될 수 있다. 이들 애플리케이션에서, 인듐 틴 옥사이드(ITO) 등의 임의의 투명 도체 박막을 형성하는데 필요할 수 있는 고온은 유기 물질로부터 가스를 방출, 즉, 유기 물질 내에 갇힌 가스를 주변 환경으로 방출할 수 있다. ITO 및 유기층을 모두 사용하는 종래의 애플리케이션에서, ITO 박막 형성시의 가스 방출은 문제를 일으키지 않는다. 그러나, 새로운 기술은 유기층의 가스 방출이 발생하면 형성되기 더 어려울 수 있는 고품질 ITO 박막을 필요로 할 수 있다.

개요

본 발명은 터치 센싱 시스템 내의 실질적으로 투명한 도체층, 특히, 유기층 및 실질적으로 투명한 도전층 사이의 배리어층의 형성에 관한 것이다. 예시적인 일 실시예에서, 유기층을 포함하는 터치 센서 패널 스택업 상의 투명 도체층은, 유기층 상에 배리어층을 형성하고 배리어층 상에 투명 도체층을 형성함으로써 형성될 수 있다. 배리어층은, 예를 들어, 가스가 유기층으로부터 환경으로 들어가는 것을 방지함으로써 투명 도체층의 형성시에 유기층의 가스 방출을 감소시키거나 방지할 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 투명 도체층은, 유기층 상에 투명 도체의 배리어층을 형성하고 배리어층 상에 투명 도체의 제2 층을 형성함으로써 형성될 수 있다. 이 방식에 있어서, 배리어층의 형성시에 발생할 수 있는 유기층의 가스 방출은 배리어층의 투명 도체가 제2 층의 투명 도체보다 낮은 품질이 되도록 하기 때문에, 예를 들어, 2개의 다른 종류의 투명 도체의 조합층이 형성될 수 있다. 즉, 배리어층은 제2 층의 형성시 가스 방출을 감소시키거나 방지하며, 따라서, 제2 층의 고품질 투명 도체를 얻을 수 있다.

본 개시물은 다음의 도면을 참조하여 하나 이상의 다양한 실시예에 따라 상세히 설명한다. 도면은 단지 개시물의 예시적인 실시예를 설명하기 위하여 제공된다. 이들 도면은 개시물을 독자가 이해하기 용이하도록 제공되며 개시물의 폭, 범위 또는 이용가능성을 제한하는 것으로 고려되지 않는다. 명료성과 설명의 용이함을 위하여 이들 도면은 반드시 일정한 비율로 그려지는 것은 아니다.
도 1a 내지 1c는 예시적인 터치 스크린을 각각 포함하는 예시적인 이동 전화, 예시적인 디지털 미디어 플레이어 및 예시적인 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 도면.
도 2는 예시적인 터치 스크린의 일 구현예를 나타내는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 블록도.
도 3은 본 개시물의 실시예에 따른 유기층 및 투명 도체층 사이에 배리어층을 포함하는 도 2의 예시적인 컴퓨팅 시스템의 세부사항을 나타내는 단면도.
도 4 내지 8은 본 개시물의 실시예에 따라 배리어층을 형성하는 예시적인 프로세스를 나타내는 도면.
도 9 내지 13은 본 개시물의 실시예에 따라 배리어층을 형성하는 다른 예시적인 프로세스를 나타내는 도면.
도 14 내지 18은 본 개시물의 실시예에 따라 배리어층을 형성하는 다른 예시적인 프로세스를 나타내는 도면.
도 19 내지 23은 본 개시물의 실시예에 따라 배리어층을 형성하는 다른 예시적인 프로세스를 나타내는 도면.

다음의 실시예의 설명에서는, 그의 일부를 형성하고 실행될 수 있는 특정 실시예가 도시되는 첨부된 도면을 참조한다. 다른 실시예가 사용될 수 있으며 개시된 실시예의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 구조적 변경이 가능하다.

임의의 터치 센서 패널에서, 투명성이 요구되지 않는 영역 내의 금속 및 소망의 투명성을 갖는 영역 내의 ITO 등의 다른 목적을 위한 2종류의 도전성 물질을 이용하는 전기적 도전성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 임의의 예에서, 2개의 종류의 도전성 물질은, 의도된 접속점을 제외하고, 전기적 절연층을 이용하여 서로 절연될 수 있다. 유기층은, 2개의 물질의 순서가 반대일 수 있지만, 아래에 형성된 도전성 물질(예를 들어, 금속) 및 위에 형성된 도전성 물질(예를 들어, ITO) 사이의 절연층으로서 기능할 수 있다.

본 개시물의 실시예는 일반적으로 터치 센싱 시스템 내의 실질적으로 투명한 도체층에 관한 것으로, 특히, 유기층과 실질적으로 투명한 도전층 사이에 배리어층을 형성하는 것에 관한 것이다. 배리어층은 유기층으로부터의 가스가 환경으로 진입하는 것을 방지함으로써, 예를 들어, 투명 도체층의 후속 형성시 유기층의 가스 방출을 감소 또는 방지할 수 있다. 이러한 환경에서 형성된 투명 도체층은 가스 발생이 일어나는 환경에서 형성된 투명 도체층보다 고품질일 수 있고, 예를 들어, 더 나은 광학적 및/또는 전기적 특성을 가질 수 있다. 고품질 투명 도체층은 새로운 터치 스크린 설계 등의 임의의 애플리케이션에서 특정한 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 뷰잉(viewing) 영역, 즉, 사용자가 볼 수 있는 이미지를 디스플레이하는 터치 스크린의 영역 내의 ITO 층은 고품질 결정(crystalline) ITO로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

터치 스크린 기술은 유기 물질을 포함하는 스택업(stack up) 상에 증착된 고품질 투명 도체층으로부터 이득을 볼 수 있는 기술의 일 예이다. 터치 스크린은 LCD 등의 디스플레이 장치 앞에 위치하는 투명 터치 센서 패널을 포함하거나 터치 센싱 회로가 부분적으로 또는 전체적으로 디스플레이 등에 통합된 집적 터치 스크린을 포함할 수 있다. 터치 스크린은 사용자가 손가락, 스타일러스 또는 다른 물체를 이용하여 디스플레이 장치에 의해 디스플레이되는 사용자 인터페이스(UI)에 의해 지시될 수 있는 위치에서 터치 스크린을 터치함으로써 다양한 기능을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 일반적으로, 터치 스크린은 터치 센서 패널 상의 터치 이벤트 및 터치 이벤트의 위치를 인식하고, 컴퓨팅 시스템은 터치 이벤트시에 나타나는 디스플레이에 따라 터치 이벤트를 해석할 수 있고, 그 후, 터치 이벤트에 기초하여 하나 이상의 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어 상호 용량 터치 센서 스크린은 실질적으로 투명한 스택업의 뷰잉(viewing) 영역 상의 수평 및 수직 방향의 행 및 열로 종종 배치되는 ITO 등의 투명 도전성 물질의 드라이브 및 센스 라인의 매트릭스로부터 형성될 수 있다. ITO가 이하에서 투명 도전성 물질의 일 예로서 사용되지만, 다른 투명 도전성 물질이 사용될 수 있다. 드라이브 신호는 드라이브 라인을 통해 전송되어 드라이브 라인 및 센스 라인의 교점 또는 인접 영역(센싱 픽셀)에 상호 정전 용량의 형성을 초래할 수 있다. 상호 정전 용량 및 터치 이벤트에 의한 상호 정전 용량에 대한 임의의 변경은 드라이브 신호에 의해 센스 라인에서 발생될 수 있는 센스 신호로부터 결정될 수 있다.

터치 스크린의 뷰잉 영역에 형성된 드라이브 및 센스 라인은 임의의 터치 스크린 설계에서 보일 수 있다. 그러므로, 임의의 터치 스크린 설계에서, ITO의 광학 품질은 중요할 수 있다. 또한, 임의의 터치 스크린 설계에서, 드라이브 및 센스 라인의 레이아웃 및 터치를 검출하는데 사용될 수 있는 터치 센싱 방식은 ITO의 전기적 품질에 좀 더 민감할 수 있다. 이들 및 다른 애플리케이션에서, ITO 층의 형성시 유기층의 가스 방출을 감소시키는 배리어층은 결과적인 ITO층의 잠재적으로 증가되는 광학 및/또는 전기적 품질에 의해 특정한 이점을 가질 수 있다. 유기층과 투명 도체층 사이의 배리어층은 또한 ITO 층에 대한 더 강한 하부층의 제공, 및 광학 품질, 스텝 커버리지, 열적 내구성 및 전기적 도전성의 개선 등의 다른 이점을 제공할 수 있다. 배리어층은 또한 유기 물질 및 ITO의 열 전도성에서의 부정합을 경감하는 것을 돕고 스택업의 스크래치 위험성을 감소시키는 것을 도울 수 있다.

박형(thinness), 밝기 및 파워 효율 등의 본 발명의 다양한 실시예의 잠재적인 이점 중의 일부는 특히 휴대용 장치에 유용할 수 있지만, 본 발명의 실시예의 사용이 휴대용 장치에 한정되지는 않는다. 도 1a 내지 1c는 본 발명의 실시예에 따른 통합된 터치 스크린이 구현될 수 있는 예시적인 시스템을 나타낸다. 도 1a는 통합된 터치 스크린(124)을 포함하는 예시적인 이동 전화(136)를 나타낸다. 도 1b는 통합된 터치 스크린(126)을 포함하는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(140)를 나타낸다. 도 1c는 통합된 터치 스크린(128)을 포함하는 예시적인 퍼스널 컴퓨터(144)를 나타낸다.

도 2는 배리어층을 갖는 예시적인 터치 스크린(220)의 일 구현예를 나타내는 예시적인 컴퓨팅 시스템(200)의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(200)은 예를 들어 이동 전화(136), 디지털 미디어 플레이어(140), 퍼스널 컴퓨터(144) 또는 터치 스크린을 포함하는 임의의 모바일 또는 넌-모바일 컴퓨팅 장치에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(200)은 하나 이상의 터치 프로세서(202), 주변 장치(204), 터치 제어기(206) 및 터치 센싱 회로(이하에서 더 상세히 설명한다)를 포함하는 터치 센싱 시스템을 포함할 수 있다. 주변 장치(204)는, 제한되지 않지만, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 타입의 메모리 또는 저장장치, 감시 타이머 등을 포함할 수 있다. 터치 제어기(206)는, 제한되지 않지만, 하나 이상의 센스 채널(208), 채널 스캔 로직(210) 및 드라이버 로직(214)을 포함할 수 있다. 채널 스캔 로직(210)은 RAM(212)을 액세스할 수 있고, 센스 채널로부터 데이터를 자율적으로 판독할 수 있고, 센스 채널에 대한 제어를 제공할 수 있다. 또한, 채널 스캔 로직(210)은 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이 드라이버 로직(214)을 제어하여 터치 스크린(220)의 터치 센싱 회로의 드라이브 영역에 선택적으로 인가될 수 있는 다양한 주파수 및 위상의 자극 신호(216)를 발생할 수 있다. 임의의 실시예에서, 터치 제어기(206), 터치 프로세서(202) 및 주변 장치(204)는 단일 ASIC(application specific integrated circuit)에 통합될 수 있다.

컴퓨팅 시스템(200)은 또한, 터치 프로세서(202)로부터 출력을 수신하고 출력에 기초하여 동작을 수행하는 호스트 프로세서(228)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 호스트 프로세서(228)는 LCD 드라이버(234) 등의 디스플레이 제어기 및 프로그램 저장장치(232)에 접속될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 LCD 드라이버(234)를 이용하여 사용자 인터페이스(UI)의 이미지 등의 터치 스크린(220) 상의 이미지를 발생하고, 터치 프로세서(202) 및 터치 제어기(206)를 이용하여 디스플레이된 UI로의 터치 입력 등의 터치 스크린(220) 상 또는 부근의 터치를 검출할 수 있다. 터치 입력은 프로그램 저장장치(232) 내에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 사용되어, 제한되지는 않지만, 커서 또는 포인터 등의 물체의 이동, 스크롤링 또는 패닝(panning), 제어 설정 조절, 파일 또는 서류 열기, 메뉴 보기, 선택, 명령 실행, 호스트 장치에 접속된 주변 장치의 동작, 전화 호의 응답, 전화 호 신청, 전화 호의 종료, 볼륨 또는 오디오 설정의 변경, 어드레스 등의 전화 통신과 관련된 정보의 저장, 자주 다이얼링되는 번호, 수신 호, 부재중 호, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크로의 로그온, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 제한된 영역에 대한 인증된 개인 액세스의 허용, 컴퓨터 데스크탑의 사용자의 선호 배치와 관련된 사용자 프로파일의 로딩, 웹 콘텐츠로의 액세스 허용, 특정 프로그램의 런칭, 메시지 암호화 및 복호화 등을 포함할 수 있는 동작을 수행하도록 한다. 호스트 프로세서(228)는 터치 프로세싱과 관련될 수 없는 추가의 기능을 수행할 수 있다.

터치 스크린(220)은 복수의 드라이브 라인(222) 및 복수의 센스 라인(223)을 갖는 용량성 센싱 매체를 포함하는 터치 센싱 회로를 포함할 수 있다. "라인"이라는 용어는 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이 때때로 간단히 도전성 경로를 의미하는 것으로 사용될 수 있고, 엄격하게 선형인 구조물로 제한되지 않고, 방향을 변경하는 경로를 포함하고 상이한 크기, 형상, 물질 등의 경로를 포함한다. 복수의 드라이브 라인(222) 및 복수의 센스 라인(223) 중의 하나 또는 모두는 ITO 층으로 형성될 수 있다. 드라이브 라인(222)은 드라이브 인터페이스(224)를 통한 드라이버 로직(214)으로부터의 자극 신호(216)에 의해 구동될 수 있고, 센스 라인(223)에서 발생되는 결과적인 센스 신호(217)는 센스 인터페이스(225)를 통해 터치 제어기(206) 내의 센스 채널(208)(또한 이벤트 검출 및 복조 회로라 함)로 전송된다. 따라서, 드라이브 라인 및 센스 라인은 터치 픽셀(226) 등의 터치 화소(터치 픽셀)로서 여겨질 수 있는 용량성 센싱 노드를 형성하기 위하여 상호 작용할 수 있는 회로 센싱 회로의 일부이다. 드라이브 인터페이스(224), 센스 인터페이스(225) 및 다른 회로(미도시)는 뷰잉 영역 경계(240) 뒤에 위치하여, 이들 소자들은 시야에서 보이지 않게 감추어지지만, 터치 픽셀(226) 및 드라이브 라인(222) 및 센스 라인(223)의 대응 부분은 뷰잉 영역(242)에서 보이게 노출된 상태로 된다.

도 3은 터치 스크린(220)의 경계 영역(246)의 더 상세한 도면이다. 도 3은 도 2의 선(A-A')을 따르는 경계 영역(246)의 단면도로서, 경계 영역 내의 터치 스크린(220)의 스택업(301)의 일부를 나타낸다. 스택업(301)은 유리 기판(303), 금속층(305), 유기층(307), 배리어층(309) 및 ITO층(311)을 포함한다. 터치 스크린은 또한 드라이브 인터페이스(224)(도 3에는 도시되지 않음)에 접속될 수 있는 플렉시블 구리 커넥터(315)에 스택업(301)을 본딩할 수 있는 이방성 도전성막(ACF)(313)을 포함한다. 스택업(301)은 전기적 콘택이 ITO층(311) 및 금속층(305) 사이에 형성될 수 있는 콘택 영역(317)을 포함할 수 있다. 콘택 영역(317)은 라우팅/콘택 영역(319) 내의 뷰잉 영역 경계(240) 뒤에 위치할 수 있다. ITO층(311)의 일부는 예를 들어 라우팅/콘택 영역(319) 내의 콘택 영역(317)으로부터 뷰잉 영역(242)으로 연장하여 드라이브 라인(222)을 형성한다.

배리어층(309)은 ITO(311) 상의 유기층 가스 방출의 영향을 감소 또는 방지할 수 있다. 이와 반대로, 배리어층(309) 없이, 유기층을 통해 금속층과 접촉하는 단일 ITO층이 형성될 수 있지만, 이 경우, ITO 품질은 유기층의 물리적, 화학적 및/또는 열적 특성에 크게 의존할 수 있다. ITO를 이용하는 임의의 애플리케이션에서, 원하는 전기적 도전성 및 광학적 요구사항, 즉, 100 내지 200 오옴/sq 등의 낮은 시트 저항 및 200 A 또는 그보다 얇은 박막 두께를 달성하기 위하여, ITO층은 유기층이 견딜 수 있는 온도보다 높을 수 있는 증가된 온도에서 증착되어야 한다. 이 경우, 유기 가스 방출 또는 스퍼터링시 이온 충격과 결합된 고온에 의한 분해/화학적 반응은 나쁜 ITO 품질을 유도할 수 있고, 유기층 자체가 손상될 수 있다.

본 예에서, 배리어층(309)은 유기층(307)을 피복하지만 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않으면서 라우팅/콘택 영역(319)의 대부분 상에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 배리어층(309)은 유기층(307) 상에 직접 형성되고, ITO층(311)은 배리어층(309) 상에 직접 형성된다. 그러나, 임의의 실시예에서, 배리어층은 유기층 상에 직접 형성되지 않고 유기층의 가스 방출을 줄이거나 방지할 수 있는 다른 위치에 형성될 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예에서, ITO층(311)은 배리어층(309) 상에 직접 형성되지만, 임의의 실시예에서, 배리어층은 다른 위치에 형성될 수 있다.

도 4 내지 8은 배리어층(309)이 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는 도전성 물질로 형성되는 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 9 내지 13은 배리어층(309)이 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는 무기 유전체 물질로 형성되는 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 14 내지 18은 배리어층(309)이 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는 유기 물질로 형성되는 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 19 내지 23은 배리어층(309)이 뷰잉 영역(242)으로 연장하는 투명 도체로 형성되는 예시적인 실시예를 나타낸다.

도 4는 유리 기판(303) 상의 금속층(305)의 패터닝을 나타낸다. 도 5는 금속층(305)을 피복하는 유기층(307)을 나타낸다. 도 6은 본 예에서 ITO로 형성되는 배리어층(309)을 나타낸다. 배리어층(309)은 실질적으로 라우팅/콘택 영역(319)을 피복하도록 증착되고, 결과적으로 유기층(307)의 실질적인 전체를 피복한다. 배리어층(309)은 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는다. 이 예에서 ITO로 형성된 배리어층(309)의 패터닝은 섀도우 마스크 등을 이용한 포토레지스트의 마스킹 기술로 달성될 수 있다. 제1 실시예를 참조하면, 도 4 내지 7은 도전성 물질을 이용하여 배리어층(309)을 형성하는 예시적인 프로세스의 단계를 나타낼 수 있다. 이 예에서, 다양한 상이한 도전성 물질이 사용될 수 있다. 본 예에서, ITO는 배리어층(309)에 사용되는 도체이지만, 불투명 도체가 사용될 수 있다. 특히, 본 예에서, 배리어층은 경계 영역(246)에 형성되고, 따라서, 뷰잉 영역 경계(240)에 의해 시야로부터 숨겨질 수 있다. 포함될 수 있는 도전성 물질의 예는 몰리브덴(Mo) 물질, 도전성 투명 옥사이드(CTO), 징크 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드, 카본 나노튜브, 도전성 유기 폴리머 등을 포함한다.

뷰잉 영역(242)에서 ITO층(311) 내에 고품질 ITO를 형성하는 것이 바람직하지만, 배리어층(309) 내에 형성되는 ITO는 고품질 ITO일 필요는 없다. 예를 들어, 배리어층(309)의 ITO는 뷰잉 영역 경계(240)애 의해 시야로부터 숨겨질 수 있다. ITO 배리어층(309)이 보이지 않기 때문에, 광학적 품질은 높을 필요가 없다. 그러나, 배리어층(309)의 ITO의 전기적 품질은 고품질 ITO층(311) 및 금속층(305) 사이의 양호한 전기적 접속을 제공하기 위하여 높을 필요가 있다. 또한, ITO 배리어층(309)은 배리어층 상에 형성될 고품질 결정 ITO층(311)의 부분에 대한 단단한 기초를 제공하기 위하여 양호한 기계적 특성을 가질 필요가 있다. 단단한 기초는 더 얇은 고품질 ITO층(311)이 형성되도록 함으로써, 뷰잉 영역(242) 내의 고품질 ITO 층의 광학적 품질을 개선한다. 예를 들어, ITO 배리어층을 포함하는 임의의 실시예에서, 배리어층의 ITO는 유기층의 열적 팽창 및 수축에 의해 ITO층(311)에 도달할 수 있는 기계적 압력의 양을 감소시키기 위하여 유기층 상에 더 두껍게 증착될 수 있다. 이것은 또한 ITO층(311)이 더 얇게 형성되는 것을 도울 수 있다. 반대로, 본 실시예에서처럼, 배리어층(309)의 ITO는 시야로부터 숨겨질 수 있다. 이 경우, ITO 배리어층(309)을 두껍게 하고 층의 광학적 품질을 감소시키는 것은 터치 스크린(220)의 성능에 영향을 주지 않아야 한다.

임의의 실시예에서, 배리어층(309)을 라우팅/콘택 영역(319) 상에는 형성하고 뷰잉 영역(242) 상에는 형성하지 않는 것은 예를 들어 포토레지스트로 뷰잉 영역을 마스킹함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 뷰잉 영역에 걸쳐 배치되는 섀도우 마스크는 스퍼터링되거나 기화된 ITO가 뷰잉 영역 내에 증착되는 것을 막는데 사용될 수 있다. 섀도우 마스크는 스퍼터가 뷰잉 영역 상에 증착되는 것을 막지만 스퍼터가 라우팅/콘택 영역 상에 증착되는 것을 허용하는 물리적 배리어일 수 있다. 섀도우 마스크는 배리어층이 가스 방출을 충분히 감소시키기에 충분히 두꺼울 때 제거될 수 있다.

도 7은 스택업(301)의 실질적으로 전체 표면에 증착된 ITO층(311)을 나타낸다. 상술한 바와 같이, ITO층(311)은 물리적 기상 증착, 화학적 기상 증착 등의 프로세스에 의해 증착될 수 있다. 배리어층(309)이 없으면, 뷰잉 영역 내의 ITO가 유기층 상에 직접 형성되지 않고 유기층으로부터 사실살 멀리 떨어져 있어도, 뷰잉 영역(242) 내에 증착된 ITO는 유기층(307)의 가스 방출에 의해 영향을 받을 수 있다. 이것은 유기층으로부터의 가스 방출은 가스가 유기층으로부터 먼 스택업(301)의 영역을 포함할 수 있는 유기층 주변의 환경으로 방출하도록 하기 때문이다. ITO층이 이미 유기층(307) 상에 증착되어 배리어층(309)을 형성하므로, 유기층의 가스 방출이 감소된다. 그러므로, 더 높은 온도 방법이 ITO층(311)을 증착하는데 사용될 수 있고, 이는 고품질 결정 ITO를 초래할 수 있다. 이 고품질 결정 ITO층(311)은 뷰잉 영역(242) 내에 증착될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 고품질 ITO층(311)이 증착된 후에, 라우팅/콘택 영역(319) 내의 ITO층(311)의 일부 및 저품질 ITO층(배리어층(309))은 2개의 개별 층으로 제조되거나 ITO의 품질이 층의 두께를 통해 상이한 거리에서 상이할 수 있는 ITO의 단일 층으로 제조될 수 있다. 즉, 배리어층(309) 및 ITO층(311)은 다른 종류의 ITO를 포함하는 조합층으로서 제조될 수 있다. 반대로, 뷰잉 영역(242) 내에 형성된 고품질 ITO층(311)의 일부는 고품질 결정 ITO 등의 단일 종류의 ITO일 수 있다. 본 실시예에서, 배리어층(309)은 저품질 ITO(예를 들어, 저온)로 형성되지만, 배리어층(309)은 예를 들어 ITO층(311)과 동일한 고품질 ITO로 형성될 수 있다. 즉, ITO의 제1 증착은 배리어층(309)으로서 특정 품질의 ITO를 증착하도록 수행될 수 있다. 증착은 충분한 ITO가 증착되어 유기층(307)에 의한 가스 방출에 효율적인 배리어를 형성할 때까지 진행될 수 있다. 스택업(301)을 둘러싸는 환경은 예를 들어 불활성 가스로 증착 챔버를 채워 유기층(307)의 가스 방출로부터 가스를 제거함으로써 청소될 수 있다. ITO가 진공하에서 증착되는 임의의 실시예에서, 소망의 두께의 배리어층(309)이 달성된 후에 증착 프로세스가 단순히 정지할 수 있다. 정지시, 증착 챔버 내의 진공은 유기층(307)의 가스 방출로부터 가스를 제거하기 위하여 유지될 수 있다. 가스가 충분히 제거되면, 고품질 ITO의 증착이 제2 스테이지에서 재개될 수 있다. 제2 스테이지에서, 스택업(301)을 둘러싸는 환경은 방출된 가스로 더럽혀지지 않았기 때문에, 고품질 결정 ITO가 제2 스테이지에서 형성될 수 있다.

도 8은 ITO층(311)의 행으로서 드라이브 라인(222)을 형성하기 위하여 마스킹 및 에칭 단계로부터 달성되는 패터닝된 ITO(801)를 나타낸다. ITO층(311) 및 배리어층(309)이 ITO층이므로, 2개의 층의 품질이 다르더라도, 마스킹 및 에칭 단계는 단지 한번에 적용될 필요가 있다. 즉, 배리어층(309) 및 ITO층(311)은 동시에 패터닝될 수 있다.

도 9 내지 13은 배리어층(309)이 유전체 물질로부터 형성될 수 있는 다른 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 9는 유리 기판(303) 상의 금속층(305)의 패터닝을 나타낸다. 본 예에서, 금속층(305)은 이전의 예의 금속층과 동일할 수 있다. 도 10은 유기층(307)의 형성을 나타낸다. 도 11은 유전체 물질로 형성되는 배리어층(309)의 형성을 나타낸다. 이전의 예에서처럼, 배리어층(309)은 라우팅/콘택 영역(319)의 대부분에 걸쳐 증착되어 유기층(307)을 피복한다. 마찬가지로, 배리어층(309)은 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는다. 유전체 배리어층(309)은, 예를 들어 뷰잉 영역(242)을 마스킹하고 물리적 기상 증착을 수행하여 유전체 물질을 라우팅/콘택 영역(319) 상에 증착하여 배리어층(309)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 유전체 배리어(309)는 도전성이 아니므로, 콘택 홀이 패터닝되어 배러어층(309) 내에서 개방되어 ITO층(311)에 대한 유전체를 통해 콘택 금속층(305)으로의 경로를 제공한다.

도 12는 스택업(301)의 실질적으로 전체 표면에 걸쳐 증착된 ITO층(311)을 나타낸다. 이전의 예에서처럼, 유전체 배리어층(309)은 더 높은 온도에서 발생되는 유기층(307)의 가스 방출을 줄이거나 방지할 수 있기 때문에 ITO층(311)은 더 높은 온도의 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 도 13은 패터닝된 ITO층(1301)을 초래하는 마스킹 및 에칭 단계의 결과를 나타낸다. 도 8에 도시된 이전의 예의 ITO층(311)의 패터닝과 유사하게, ITO층의 패터닝된 행은 드라이브 라인(222)을 형성한다. 그러나, 이전의 예와 달리, 마스킹 및 에칭 단계는 유전체 물질로 형성되는 배리어층(309)을 제거하지 않는다. 대신에, 배리어층(309)은 유기층(307)에 대한 커버로서 남는다.

도 14 내지 18은 배리어층(309)이 낮은 가스 방출 유기 물질로 형성될 수 있는 다른 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 14 내지 15는 이전의 예의 도 9 내지 10와 유사하게 유리 기판(303) 상의 금속층(305)의 패터닝 및 금속층(305)을 피복하는 유기층(307)의 형성을 나타낸다. 도 16은 낮은 가스 방출 유기 물질로 형성되는 배리어층(309)을 나타낸다. 이전의 예에서처럼, 배리어층(309)은 뷰잉 영역(242)로 연장하지 않으면서 라우팅/콘택 영역(319) 및 결과적으로 유기층(307)을 피복한다. 도 17은 실질적으로 스택업(301)의 전면을 피복하는 ITO층(311)의 형성을 나타낸다. 도 18은 상술한 예시적인 실시예와 유사하게 마스킹 및 에칭 절차에 의해 형성될 수 있는 패터닝된 ITO(1801)를 나타낸다. 이전의 실시예에서 처럼, 패터닝된 ITO(1801)는 드라이브 라인(222)을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 패터닝된 ITO(1801)를 형성하는데 사용될 수 있는 프로세스는 배리어층(309)을 제거하지 않는다. 그러므로, 배리어층(309)은 실질적으로 계속 유기층(307)을 피복한다.

도 19 내지 23은 배리어층(309)이 투명 도체로 형성될 수 있는 다른 예시적인 실시예를 나타낸다. 그러나, 도 4 내지 8에 도시된 이전의 예시적인 실시예와 달리, 본 실시예의 배리어층(309)은 뷰잉 영역(242)을 포함하여 실질적으로 스택업(301)의 전면 상에 형성될 수 있다. 도 19 내지 20은 이전의 예시적인 실시예와 유사하게 유리 기판(303) 상의 금속층(305)의 패터닝 및 금속층(305)을 피복하는 유기층(307)의 형성을 나타낸다. 도 21은 ITO 등의 투명 도체로 형성되는 배리어층(309)을 나타낸다. 이전의 예시적인 실시예와 달리, 배리어층(309)은 실질적으로 스택업(301)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 즉, 배리어층(309)을 형성하는 프로세스는 포토레지스트, 섀도우 마스킹 등에 의한 마스킹 등에 의해 소정의 영역 내의 배리어층의 형성을 방지하거나 마스킹, 에칭 등을 포함할 수 있는 패터닝 프로세스 등의 형성후의 소정 영역으로부터 배리어층을 제거하는 단계를 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 배리어층을 형성하는 본 프로세스는 임의의 다른 프로세스보다 비용에 있어서 좀 더 효율적일 수 있는 적은 수의 단계를 초래할 수 있다.

도 22는 실질적으로 스택업(301)의 전면을 피복하는 ITO층(311)의 형성을 나타낸다. 이전의 예시적인 실시예와 마찬가지로, 배리어층(309)은 유기층(307)에 의한 가스 방출이 ITO층(311)의 형성에 영향을 주는 것을 감소시키거나 방지하여, 더 높은 온도가 사용될 수 있고 결과적으로 고품질 ITO층(311)을 얻을 수 있다. 그러나, 이전의 예시적인 실시예와 달리, 뷰잉 영역(242) 내의 고품질 ITO층(311)은 배리어(309)의 저품질 ITO 상에 형성된다.

도 23은, 예를 들어, 마스킹 및 에칭 절차에 의해 형성될 수 있는 패터닝된 ITO(2401)을 나타내고, 도 8을 참조하여 상술한 예시적인 실시예와 유사하게, 배리어층(309) 및 ITO층(311)은 동시에 패터닝될 수 있다. 이전의 실시예에서처럼, 패터닝된 ITO(2301)는 드라이브 라인(222)을 형성할 수 있다. 도 8의 예에서처럼, 패터닝된 ITO(2301)를 형성하는데 사용될 수 있는 프로세스는 또한 배리어층(309)을 패터닝할 수 있지만, 프로세스는 ITO의 조합층, 즉, 저품질 ITO 배리어층(309) 및 고품질 ITO층(311)의 조합을 처리하기 위하여 조절될 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 일부의 실시예는 다른 투명 도체의 배리어층, 예를 들어, (가스 방출 등에 의해 부과된 제한 내의) 고품질 ITO, 도전성 투명 옥사이드(CTO), 징크 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드, 카본 나노튜브, 도전성 유기 폴리머 등을 포함할 수 있다.

다양한 실시예가 위에서 설명되었지만, 이들은 단지 예이며 제한하기 위한 것이 아니다. 마찬가지로, 다양한 도면은 개시물에 대한 예시적인 구조 또는 다른 구성을 나타내는 것으로, 개시물에 포함될 수 있는 특징 및 기능의 이해를 돕기 위한 것이다. 개시물은 도시된 구조 및 구성에 제한되지 않고 다양한 다른 구조 및 구성을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 개시물은 다양한 예시적인 실시예 및 구현예의 관점에서 설명하였지만, 개별 실시예 중의 하나 이상에 기재된 다양한 특징 및 기능은 그들이 기재된 특정 실시예로의 적용에 한정되는 것은 아니다. 대신에, 이러한 실시예가 기재되었든 기재되지 않았든 또는 이러한 특징이 기재된 실시예의 일부로서 제시되었든 제시되지 않았든 간에 이들은 단독 또는 임의의 조합으로 개시물의 다른 실시예 중의 하나 이상에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시물의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예 중의 임의의 것에 의해 제한되지 않는다.

예를 들어, 상술한 실시예가 드라이브 라인의 형성을 나타내지만, 센스 라인이 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 개시물의 실시예는 상이한 기판 상, 동일 기판의 반대 측면 상 또는 기판의 동일한 측면 상에 형성된 드라이브 및 센스 라인을 포함할 수 있다. 또한, 드라이브 및 센스 라인은 도면에 도시된 바와 같이 향하지 않고, 비직교일 수 있고, 피라미드, 다이아몬드, 절단된 다이아몬드, 벽돌, 패치(patch) 등의 형상일 수 있다.

예시적인 실시예은 데카르트 좌표를 참조하여 설명하였다. 그러나, 당업자는 명료성을 위해 특정한 좌표계를 참조할 수 있고, 구조물의 방향을 특정 방향 또는 특정 좌표계로 제한하지 않는다. 또한, 특정 물질 및 물질의 타입은 예시적인 실시예의 설명에 포함되지만, 당업자는 동일한 기능을 달성하는 다른 물질이 이용될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

뷰잉(viewing) 영역 및 뷰잉 영역 경계를 갖는 터치 스크린으로서,
드라이브 인터페이스(224);
센스 인터페이스(225); 및
터치 센서 패널 스택업(301)
을 포함하고,
상기 터치 센서 패널 스택업은,
유기층(307);
상기 유기층 상에 형성된 조합층 - 상기 조합층은 전도성의 제1 서브 층(309) 및 전도성의 제2 서브 층(311)을 포함하고, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층보다 상기 유기층에 더 가까이 배치됨 -;
적어도 상기 제2 서브 층으로부터 패터닝되고, 상기 드라이브 인터페이스에 접속되는 복수의 드라이브 라인(222); 및
상기 센스 인터페이스에 접속되고 상기 복수의 드라이브 라인을 가로지르는 복수의 센스 라인(223)을 포함하고,
상기 유기층은 상기 복수의 드라이브 라인과 상기 복수의 센스 라인 사이에 배치되는, 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 복수의 센스 라인은 상기 터치 센서 패널 스택업 내의 적어도 다른 하나의 투명 도체층으로부터 패터닝되는 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 낮은 가스 방출 유기 물질, 유전체 물질, 투명 도체 및 불투명 도체로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 터치 스크린의 뷰잉 영역(242)으로 연장하지 않는 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층과 동일한 물질로 형성되고, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층보다 저 결정성 물질의 투명 도체인 터치 스크린.
제5항에 있어서, 상기 제1 서브 층 및 상기 제2 서브 층은 동시에 패터닝되는 터치 스크린.
제5항에 있어서, 상기 제1 서브 층 및 상기 제2 서브 층 둘 모두는 상기 터치 스크린의 뷰잉 영역 내에 형성되는 터치 스크린.
제5항에 있어서, 상기 제2 서브 층은 200 오옴/sq 이하의 시트 저항을 갖고 200 옹스트롬 이하의 두께를 갖는 터치 스크린.
제5항에 있어서, 상기 터치 센서 패널 스택업은 도전층(305)을 더 포함하고, 상기 유기층은 상기 도전층의 제1 부분 상에 배치되는 터치 스크린.
제9항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 도전층의 제2 부분에 접촉하는 터치 스크린.
제9항에 있어서, 상기 유기층은 상기 도전층의 제1 부분에 접촉하는 터치 스크린.
제9항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 유기층에 접촉하는 터치 스크린.
제9항에 있어서,
상기 유기층은 상기 뷰잉 영역 경계(240) 뒤에 위치되고,
상기 제2 서브 층은 상기 뷰잉 영역으로 연장하는 터치 스크린.
제13항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 뷰잉 영역으로 연장하지 않는 터치 스크린.
제9항에 있어서, 상기 제1 서브 층의 시트 저항은 상기 제2 서브 층의 시트 저항보다 높은 터치 스크린.
제9항에 있어서, 상기 제1 서브 층의 두께는 상기 제2 서브 층의 두께보다 두꺼운 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 터치 스크린은 컴퓨팅 시스템(144), 이동 전화(136) 및 디지털 미디어 플레이어(140) 중의 하나의 내부에 포함되는 터치 스크린.
뷰잉 영역 및 뷰영 영역 경계를 갖는 터치 스크린을 생성하는 방법으로서,
드라이브 인터페이스(224)를 제공하는 단계;
센스 인터페이스(225)를 제공하는 단계;
유기층(307)을 포함하는 터치 센서 패널 스택업(301)을 제공하는 단계;
상기 유기층 상에 조합층을 형성하는 단계 - 상기 조합층은 전도성의 제1 서브 층(309) 및 전도성의 제2 서브 층(311)을 포함하고, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층보다 상기 유기층에 더 가까이 배치됨 -;
적어도 상기 제2 서브 층으로부터 패터닝되고 상기 드라이브 인터페이스에 접속되는 복수의 드라이브 라인(222)을 형성하는 단계; 및
상기 센스 인터페이스에 접속되고 상기 복수의 드라이브 라인을 가로지르는 복수의 센스 라인(223)을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 유기층은 상기 복수의 드라이브 라인과 상기 복수의 센스 라인 사이에 배치되는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 복수의 센스 라인은 상기 터치 센서 패널 스택업 상에 형성된 적어도 다른 하나의 투명 도체층으로부터 패터닝되는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 낮은 가스 방출 유기 물질, 유전체 물질, 투명 도체 및 불투명 도체로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 서브 층을 형성하는 단계는 상기 터치 센서 패널 스택업을 마스킹하여 상기 제1 서브 층이 상기 터치 스크린의 뷰잉 영역(242)에 형성되지 않도록 하는 단계를 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 서브 층의 적어도 일부는 상기 유기층 상에 형성되는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제2 서브 층의 적어도 일부는 상기 제1 서브 층 상에 형성되는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제2 서브 층을 형성하기 전에 상기 스택업의 주변 환경으로부터 가스를 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 가스는 상기 제1 서브 층의 형성 중에 상기 유기층에 의해 방출되는 방법.
제18항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층과 동일한 물질로 형성되고, 상기 제1 서브 층은 상기 제2 서브 층보다 저 결정성 물질의 투명 도체로 형성되는 방법.
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