KR101509550B1 - 투명 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라, 전극은 노드 및 메쉬를 갖는 매우 미세한 전기적-전도성 라인의 그리드 네트워크를 포함하는 단단하거나 유연한 지지 기판 상에 생성되어, 투과된 광에서 아크의 형태로 가능한 한 많은 회절 이미지가 생성되고, 어떠한 고-레벨 광학적 충격도 존재하지 않는다. 그리드 네트워크는 각 노드에서 결합하는 다수의 3개의 라인 및/또는 노드들 사이에 아크 또는 물결 형태로 연장하는 전도성 섹션과의 직접적인 이온 우선권 없이 추가로 실현될 수 있다.

Description

투명 전극{TRANSPARENT ELECTRODE}

본 발명은 청구항 1항의 전제부로부터의 특징을 갖는 투명 전극에 관한 것이다.

문헌 WO 99/40 481 A1로부터, 적어도 하나의 투명 전극을 포함하는 전기변색(electrochromic) 시스템이 알려져 있으며, 이러한 전극은 높은 전도도를 갖는 비주기 그리드 네트워크로서 설계되어 있다.

전극이 공급하는 전기적 제어가능한 성분의 매우 빠른 정류를 허용하는 전극은 요구가 많아지고 있는 주제이다. 전기적 제어가능한 성분은 전술한 전기변색 기능 요소 뿐 아니라, 예를 들어 넓은 영역에 걸쳐 또는 픽셀에 의해 제어될 수 있는 전기 발광 기능 요소를 포함할 수 있다. 그러한 요소들은 종종 정보 및 이미지의 디스플레이 또는 표현에 사용된다(디스플레이, 디스플레이 스크린 등).

그러한 투명 전극의 다른 알려진 용도는 예를 들어 전기 가열 시스템 및/또는 안테나 시스템 및 또 다른 시스템이다.

대부분의 이러한 기능에 대해, 기존의 조건은, 전기 전도도가 매우 높다는 것과, 또는 달리 말하면 투명 전극의 표면 저항이 매우 낮다는 것이다. 다른 조건은, 또한 투명 윈도우가 빌딩 또는 차량 내에 있든지 간에 전극이 투명 윈도우를 위한 유리 기판에 통합될 때 조직적으로 요구되는데, 즉 기판 때문에 깜빡거리게 되는 인간의 눈에 의해 인식될 광학적 충격을 최소화하기 위해 요구된다.

그러한 투명 전극의 이용은 또한 전자기 복사선을 흡수하거나, 전자기 복사선으로부터 스크린의 사용자를 보호하기 위해 알려져 있다. 이러한 경우에, 또한 전극은 물론 광선의 통로쪽의 임의의 장애물을 가능한 한 많이 감소시켜야 한다. 다른 한 편으로, 보호 대상에 관해, 전기를 연속적으로 도통시키는 전극에 의지하는 것은 전혀 필요하지 않다(문헌 DE 10 2004 038 448 B3을 참조).

가열될 수 있는 앞 유리(windshield)의 특정한 정황에서, 2개의 기본 구조가 지금까지 종래 기술에 존재해왔다. 이들 해법들 중 하나는 균일한 표면을 갖는 투명 전도 층을 이용하는 것이지만, 이것은, 비교적 높은 표면 저항(단위 면적당 2 내지 4 오옴)으로 인해 온보드(onboard) 전기 시스템에 의해 에너지가 공급되도록 하기 위해 비용을 증가시키게 한다(이 주제에 대해, 문헌 DE 10 2004 050 158 B3을 참조). 그러한 균일한 층은 미적인 관점에서 그리 흥미가 있지 않다. 다른 해법은 적층된 기판의 플라스틱 적층 중간층 캡슐화된(encapsulated) 매우 얇은 와이어, 일반적으로 텅스텐 와이어에 관한 것이다. 이들 와이어에 의해 생성된 광학적 충격이 덜 성가시게 하기 위해, 오랜 시간 동안 적용된 하나의 공통적인 실시는 적층 내부층에서 이들 와이어를 규칙적인 물결 형태를 갖거나 갖지 않고도 캡슐화하는 것에 있다(이 주제에 대해 문헌 EP 443 691 B1을 참조).

2개의 시스템은 일반적으로 측면 에지에서 낮은 임피던스를 갖는 스트립 전극을 이용하여 전기 공급 전압에 연결된다.

철저하게 하기 위해, 제 3 시스템이 있는데, 특히 광학적 충격으로 인해 단지 후면 윈도우에서만 이용되는, 가열과 함께 (스크린-프린팅에 의해) 프린팅된 전도성 트랙을 포함하는 기판을 가열하는 시스템이 있다. 전술한 텅스텐 와이어는, 심지어 전도성 트랙의 폭을 개선하는데 상당한 진전이 이루어졌더라도, 스크린-프린팅 기계에 의해 생성될 수 있는 매우 미세한 라인보다 훨씬 더 미세하다(DE 200 19 445 U1).

도입부에 언급된 종래 기술, 즉 WO 99/40 481 A1은, 생성된 광학적 충격이 매우 감소되는 효과적인 전극에 매우 낮은-임피던스 전도성 물질을 제공하는 목적을 이미 가지고 있고, 또한 일실시예에서 물리적 모델과 함께 설명되는 비주기적 네트워크를 생성하는 것을 제안한다. 그리드는 강성의 또는 유연한 기판(윈도우, 박막)에 적용될 수 있다. 이러한 종래 기술에 따라, 이러한 그리드의 비주기는, 주로 모델에 대해 상이한 단단함(stiffness)을 갖는 4개의 응력 스프링이 2개의 이웃한 노드 사이에 최소 및 최대 간격을 뛰어넘게 결정된 한계에서의 조건 하에 각 노드에 연결된다는 점에서 규칙적인 그리드를 변형함으로써 달성된다.

이러한 패턴을 통해, 평행하게 중첩된 2개의 그리드 구조에 걸쳐 므와레(moire) 효과의 형성이 방지되고, 주장된 바와 같이, 주기적 그리드의 경우에서보다 더 낮은 생성된 광학적 충격이 그로부터 초래된다. 동시에, 이러한 전극의 표면 효과가 만족스럽고, 전기변색 층을 스위칭하는 순간에 균일성 결함이 없어진다는 것이 주지된다.

본 발명의 목적은 전도성 그리드 구조를 갖는 다른 투명 전극을 제공하는 것으로, 여기서 높은 투명도, 이에 따라 낮은 표면 커버링(covering) 정도는 가능한 한 작게 생성된 광학적 충격과 결합된다.

이러한 목적은 청구항 1항 및 다른 독립 청구항 2항 및 3항의 특징을 통해 본 발명에 따라 달성된다. 종속항의 특징은 본 발명에서 유리한 개선점을 제공한다.

본 발명에 따른 투명 전극은, 증착 및 제거 프로세스를 이용하여, 바람직하게 광 리소그래피에 의해, 기판이 유리 또는 플라스틱 기판 또는 플라스틱 (PET) 필름인지에 관계없이, 적합한 기판 상에 금속(바람직하게 구리) 그리드로부터 제조된다. 그리드 구조의 유형에 따라, 제안된 구조에 따르는 방식으로 구부러진 개별적인 와이어로부터의 동일한 제조가 고려된다.

그러므로, 금속 그리드는, 다수의 상이한 이용에 적합하지만, 특히 투명 윈도우 기판에서의 통합에 적합한 전기적-전도성 구조를 나타낸다.

최종적인 상태에서, 적절한 경우 또 다른 기능 층과 함께 2개의 유리 또는 단단한 플라스틱 기판 사이에 알려진 방법에 따라 적층함으로써 결합될 수 있으며, 이에 관한 세부사항은 본 설명에서 나중에 주어질 것이다.

그리드의 전도성 트랙은 약 10㎛의 폭을 갖고, 더욱이 이들 전도성 트랙은 시야 거리(viewing distance)로 인해 인간의 눈에 의해 인식될 수 없다. 어두운 래커(lacquer) 층은 바람직하게 기판 시트와 금속 전도성 라인 사이에 도포(applied)되어, 광학적으로 생성된 효과를 더 개선하거나, 인식될 광학적 충격을 더 감소시키게 된다.

잔여 금속 표면(기판으로부터의 거리에서)은 더욱이 기판 처리를 이용하여 더 검게 만들거나 더 어두운 칼라에 있도록 채색될 수 있다.

하나의 특정한 특징으로서, 본 발명에 따른 그리드의 생성은 특수 그리드 구조를 이용하는데, 이러한 특수 그리드 구조는 프리즘 또는 회절 패턴{이것은 "채색된 별(colored stars)" 또는 "깜박임 현상(flickering phenomena)"의 형태로 광학적으로 렌더링될 수 있고, 이것은 규칙적인 패턴의 경우에, 특히 이들 패턴이 직각 및 직선 라인에 의해 정해지는 링크된 윤곽선(outline)을 포함할 때, 회피할 수 없다}을 방지하기 위해 여러 변형에 따라 변경될 수 있다.

일반적인 구성(formulation)은, 모든 라인 세그먼트(0° 내지 180°)의 방향의 (무작위) 동등 분할(equipartition)이 그리드 구조 내부에서 생성되며, 이러한 동등 분할이 이상적인 경우에 전체적으로 그리드 구조에서의 각 바람직한 지점에서 원의 형태인 회절 패턴을 야기하는 방식으로 프린팅될 수 있다.

"회절 패턴"이라는 표현은, 본 명세서에서 광이 각 라인의 "에지"에서 회절될 때와, 인간의 눈이 섬광의 명확한 인상을 수용할 때 또는 임의의 경우에 광학적 충격이 야기될 때로부터 초래되는 효과를 의미하는 것으로 이해된다.

전제부에 언급된 종래 기술과 달리, 단지 3개의 라인만이 각 노드까지 결합하는 한 혼란스러운 구조를 구상할 수 있다. 3개-성분의 노드에 기초한 그러한 패턴의 한 가지 장점은, 각각 노드에서 2개의 전도성 섹션 사이에 내접(inscribing)하는 각도가 더 크고, 임의의 경우에 평균적으로 무작위 패턴에서 더 크다는 점에 있다. 그러므로, 더 우수한 정밀도로 코너를 구성할 수 있고 전기장 세기 피크를 피할 수 있기 때문에, 그 생성이 간략화된다.

연동(linkage) 라인이 노드들 사이에 아크 형태로 진동하며, 여기서 연동 라인이 선택적으로 한 방향의 곡선만을 포함할 수 있거나, 물결 형태로 경로를 동일하게 채택할 수 있다는 종래 기술에 관련한 차이점을 가지고 통상적인 구조가 구상될 수 있다.

물결 형태로 경로를 채택하는 경우에, 바람직한 실시예는 1/4원 세그먼트 또는 1/3원 세그먼트로부터 결합된 그리드 래티스이다. 첫 번째 경우는 개별적인 구부러진 금속 와이어로부터 전술한 제조에 또한 적합하고; 두 번째 경우는 전술한 상기 규칙에 따르는데, 이에 따라 3개의 라인만이 각 노드에서 결합한다.

백색 방향에서 회절 원의 채색된 구조를 개선시키기 위해(이에 따라 또한 정상적으로 백색으로 인식된 광에 대해 생성된 광학적 충격을 감소시키기 위해), 더욱이 전도체의 세기를 무작위로 또는 조직적으로(예를 들어 10 내지 20㎛) 변형시키는 한편, 임의의 경우에 광학적 마스킹을 꼭 보존할 수 있다.

특히, 전술한 혼란스러운 패턴에서, 와이어의 두께는, 전류의 분배가 더 균일하고 동시에 회절 패턴이 칼라에서 매끄러워지도록 적응될 수 있다. 광 리소그래피에 의한 제조 프로세스는 일단 최적화되면 "무작위" 구조의 신뢰성있는 재생을 가능하게 한다. 최적화 자체는 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다.

높은 경사도를 갖는 앞 유리 기판에 사용하기 위해, 그리드는 바람직하게 수직 방향으로 연장되어, "관찰 방향"에 대한 그리드 거리는 수직 투사에서 일정하게 남아있다.

그러므로, "가열 유리"에서, 전기적으로 가열될 수 있는 윈도우용 기판에서, 적절한 경우, 간단히 가열 저항으로서 추가 기능 없이 전극이 사용된다. 전압을 대항 측면에 적용된 2개의 전기 커넥터(버스바)에 인가하는 동안, 기판의 가열{제빙, 서리 제거(demisting)}이 시작된다. 그러한 응용은 물론 눈을 없애기 위해 가열된 채광창(skylight) 및 태양 전지에 또한 사용될 수 있다.

장점 또는 특정한 가능성은 다음과 같은 본 발명에 따른 실시예의 범주 내에 제공된다:

- 자동차 기판을 가열하기 위한 하나의 응용에서, 그리드 구조의 메쉬(mesh) 개구부는, 원하는 가열 전력(약 6W/dm²)이 온보드 전압(12 내지 14 VDC)의 인가 동안 달성되도록 설계될 수 있다. 이러한 경우에, 기판의 좁은 측면 상에(따라서 그리드의 더 작은 메쉬 개구부는 덜 보이도록 선택될 수 있다), 또는 기판의 길이 방향 측면 상에(따라서 그리드의 더 큰 메쉬 개구부가 선택될 수 있어서, 광 산란 및 투과 값을 개선시킨다) 전기 전도체(버스바)를 적용할 수 있을 것이다;

- 그리드는 적외선에 투명하고, 이러한 이유로 인해 어떠한 것도 온보드 카메라를 차단하지 않는다;

- 와이어 가열에 비교하여, 전도체 사이의 감소된 간격(=> 더 균일한 열 분배)은 깜박임 효과를 크게 감소시킨다;

- 더 균일한 열 분배는 또한 플라스틱 기판을 이용할 수 있게 하고;

- 그리드는, 광 투과에 대한 최소로 허용된 값을 초과하지 않고도, 태양광 제어를 위한 또는 적외선을 반사하는 층과 결합될 수 있다.

특히, 광 리소그래피 프로세스 또는 유사한 프로세스에 의해 기판 상에 그리드를 제조하는 경우에, 추가 가능성은 다음과 같은 것을 가능하게 한다:

- 심지어 사다리꼴 표면의 경우에 균일한 가열을 얻을 수 있기 위해 또는 타겟팅된(targeted) 방식으로 전력을 분배하기 위해 기판의 높이를 초과하도록 메쉬 개구부를 변형시킬 수 있고;

- 타겟팅된 불연속성(슬릿)으로 인해 안테나로서 금속 그리드를 이용할 수 있고;

- 적용된 그리드의 밀도를 증가시킬 수 있고 및/또는 윈도우 창유리의 프레임에 근접한 에칭 지역에 적용된 그리드의 메쉬 개구부를 제거할 수 있고, 필요시, 전기 절연 및 유사한 기준과 같은 한계에서 조건이 고려되고 충족되는 한, 일반적으로 에지에서 검은색인 스크린 프린팅을 대체할 수 있고;

- 또한 "차광판(sun-visor) 스트립"이라 불리는 통합된 눈부심-방지 필터의 역할을 할 수 있도록 그리드의 밀도를 상부 에지쪽으로 점차 증가시킬 수 있고;

- 프로세스에 따라, 외부로부터의 색채감(color impression)이 내부로부터 보여진 투명도에 독립적으로 선택될 수 있도록, 다른 표면과 독립적으로 그리드와 기판 사이의 랙커 또는 PET 필름의 칼라를 선택할 수 있다.

그러한 구성을 제조하기 위해, 평평한, 주석 도금된 구리 전도체는 바람직하게 "본래" 알려진 방식으로 전기 전도체로서 사용된다. 이들 전도체는 납땜 공구를 이용하여 직접 납땜함으로써 증착될 수 있거나, (접착제의 스폿 또는 접착 테이프, 전도성 접착재, 스폿 용접에 의해) 간단히 고정될 수 있고, 그런 후에 적층 이후에 유도 용접될 수 있다. 초음파 용접 또는 유도 용접과 같은 다른 유형의 접촉 방법도 물론 사용될 수 있다. 땜질(brazing) 및 다른 접촉 방법에 관련하여, 매우 만족스럽지 않은 용접 결과를 제공하는 것으로서 알려진 텅스텐 와이어보다 훨씬 더 유리한 물질 접합(pairing)이 있다. 유사하게, 알려진 박막 시스템에 관해, 광 리소그래피에 의해 얻어진 그리드는 접촉할 동안 더 우수한 저항을 가지므로, 접촉 표면이 손상될 정도로 약해짐(fragile)이 적어진다. 전기 전도체(버스바)의 연결 영역에서, 검고, 흐릿한 전기적 비전도성 금속으로 만들어진 표면층을 제거할 필요가 있고, 만약 제거되지 않는다면, 이들 영역은 표면 처리 이전에 커버되어야 한다.

사실상, 전술한 바와 같이, 그러한 전기적 전도성 그리드는 주어진 (고주파수) 전자기(무선)파에 대한 보호 기능을 갖는다. 그러한 파의 투과가 무선파로 동작하는 특정한 전자 기기(GPS, 통행료 지불 등)에 필요한 것으로 증명되는 경우에, 통신 윈도우는 그리드에 걸쳐 증착된 PET 필름에서 컷아웃(cutout)을 제거함으로써 깨끗하게 될 수 있다. 공기 함유를 방지하기 위해, 그리드 없이 동일한 두께로 된 PET 필름은 비어 있는 공간에 증착될 수 있다.

다른 변형은 그리드 배열에서의 자유 공간(그리드 없는)을 기판 상에 제공하는 것이다.

그러나, 이들 2가지 수단은 전체 표면을 커버하는 전기적 전도성 코팅이 설치된 차량 앞 유리의 구조에서 이미 알려져 있다.

부식 방지를 위해, 약 1cm 내지 2cm의 에지는 비어 있다. 이것은 PET 필름 + 그리드 전체를 크기 변경(resizing)함으로써(금속 그리드가 필름의 에지까지 곧장 갈 때), 또는 PET 필름 상에 비어 있는 에지를 남겨두도록 그리드 배열을 선택함으로써 수행되지만, PET 필름 자체는 유리의 에지까지 연장하거나, 그렇지 않으면 그리드는 PET 필름의 에지까지 연장하지만, (예를 들어 레이저 응용에 의해) 원주 라인을 따라 중단된다.

PET 필름이 부식 방지 또는 통신 윈도우를 위해 컷아웃을 갖지 않을 때, PET 필름의 두께가 선택될 수 있으며(예를 들어 통상적인 50㎛의 두께 대신에 125㎛), 이것은 기판의 에지에서 두드러진 곡률 반경을 생성한다.

기판(통신 윈도우, 비어 있는 에지)에 특정한 어떠한 요소도 그리드의 배열에 제공되지 않을 때, 이것은 무한한 스트립의 형태로 생성될 수 있다. 특히, 광 리소그래피에 의해 생성될 때, 각 유형의 기판을 위한 포토마스크를 제공할 필요가 없다. 그러므로, 비용은 감소된다.

그리드 배열이 기판에 특정한 어떠한 요소도 제공하지 않을 때, 그리드는 시트마다 생성될 수 있거나, 또는 형태가 단부마다 정렬된 무한한 스트립(롤)으로서 생성될 수 있다.

무한한 스트립(롤)으로서의 산업상 생산은 더 쉬워진다; 특히, 연속적인 롤 제조 프로세스에서 사전 적층물(prelaminate)(PVB + PET/구리 + PVB)의 제조를 간략화하고, 하지만 여기서 전기 전도체의 증착은 미리 수행되어야 한다. 일단 필름이 이러한 방식으로 제조되면, 이 때 필름이 절단될 수 있다.

금속 그리드가 기능층들{일렉트로크로미(electrochromy), 전자 발광, 플랫 램프, 유기 발광 다이오드(OLED), 안테나(aerial)}을 접촉하는데 사용될 때, 적어도 2개의 실시예가 다시 가능하다:

- 용량성 접촉: 금속 그리드는 어떠한 직접 전기(갈바닉) 접촉을 방지하도록 기능층을 갖는 접착 중간층으로서 PVB를 갖는 유리 기판에 부착된다;

- 기능층은 직접 전기 접촉을 갖기 위해 유리 기판에 부착되는 것 대신에 금속 그리드의 기능성 PET 필름에 부착되고;

- 기능층은 유리 또는 플라스틱 기판에 부착된 그리드 상에서 분리되어, 여기서 또한 직접 전기 접촉이 이루어진다.

예를 들어 ITO(인듐 주석 산화물)로 만들어진 투명 층에 관련하여, 본 명세서에 제시된 그리드 구조의 주요한 장점은 더 우수한 광 투과율(0.90%보다 큰)을 위해 (표면) 오옴 임피던스(>0.03 Ω/□)의 매우 낮은 레벨에 있다.

특정한 집합체(aggregate)를 위한 투명 전류 공급부로서의 응용에서, 그리드는 케이블의 부분을 간단히 교체할 수 있거나, 기판에 통합된 전자 소자(디스플레이, 센서, 발광체 등)를 위한 전류의 접촉 및 공급에 사용될 수 있다.

마지막으로, 예를 들어 고장 확인을 위한 경고 시스템에서의 다른 응용(폐회로, 전력 공급 중단 동안 신호)도 또한 상상할 수 있다.

더욱이, "순수(pure)" 전체 영역 증착과 본 발명에 따른 그리드를 결합할 수 있으며, 이것은 예를 들어 그 조립체에서 윈도우 기판의 태양광 제어(적외선 반사)를 증가시키는데 사용될 수 있다. 그러한 코팅은, 예를 들어 그리드 구조와 기판 사이에 그리드 구조와 직접 접촉될 수 있거나, 그리드 구조에 의해 기판으로부터 분리될 수 있다. 또한 적층된 기판의 완전히 상이한 평면에 위치될 수 있다.

본 발명의 주제에 대한 다른 세부사항 및 장점은 예시적인 실시예의 도면 및 아래의 그 상세한 설명으로부터 나타날 것이다.

간략한 도면들은 축적대로 도시되지 않고, 하나의 컷아웃에 따라 다음 도면들이 도시될 수 있다.

도 1은 투명 전극 또는 라인 그리드로부터의 전기적 전도성 표면 구조의 제 1 실시예로부터의 컷아웃을 도시한 도면으로서, 라인 그리드의 라인은 1/4 원으로서 생성되어, 높은 규칙성의 존재시, 광의 굴절 패턴이 항상 원하는 형태로 한정될 수 있게 되는, 제 1 실시예로부터의 컷아웃을 도시한 도면.

도 2는 2개의 노드 사이에 매번 확장하는 라인이 1/3 원으로서 생성되는 라인 그리드의 제 2 실시예로부터의 컷아웃을 도시한 도면.

도 3은 어떠한 바람직한 방향도 갖지 않는 라인 그리드의 제 2 실시예로부터의 컷아웃을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따라 전극을 통해 취한 개략적인 단면도.

도 5a 및 도 5b는 포인트 광 소스 - 종래 기술에 따라 규칙적인 직사각형 그리드 상에 그리고 본 발명에 따라 구성된 그리드 상에 투과된 광- 의 2개의 굴절 패턴의 병치를 도시한 도면.

도 1에 따라, 투명 전극(1)은 외부쪽으로 향하는 경사진 화살표(V₁, V₂)로 표시된 다른 하나의 각도에 대한 하나의 각도를 갖는 2개의 우선적인 방향을 따라 연장하는 미세한 (물결형) 라인(2)의 그리드로부터 형성된다. 여기서 각도는 직각이지만, 이것은 필수적이지 않다.

노드(3)에서 각각 교차하는 이들 라인은, 예를 들어 광 리소그래피를 통해 가능한 한 감소된 라인 두께를 갖는 적합한 프로세스를 이용하여 유리 또는 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름과 같은 투명 기판에 적용된다. 이들 라인은 예를 들어 금속 구리, 은 또는 다른 물질을 주원료로 하는, 우수한 전기 전도 품질을 갖는 물질로 구성된다. 이 실시예의 특정한 장점은, 하나의 거의 연속 층이 알려진 박막 시스템의 비교적 높은 표면 저항에 의존하는데 실패하지 않고도 수십 mm의 메쉬 개구부를 갖는 그리드의 타이트한 메쉬에 의해 시뮬레이팅된다는 점에 있다. 이와 유사하게, 순수하게 기계적인 관점에서, 이들 그리드 구조는 알려진 박막 시스템보다 더 강력하다.

도 1에 도시된 실시예에서, 라인(2)은 일정하게 변화하는 곡률 방향을 갖는 1/4 원으로서 생성되며, 여기서 접합 또는 노드(3)는 방향 변화시 정확히 위치된다. 이를 통해, 1/4 아크에 의해서만 한정되는 규칙적인 메쉬가 나타난다.

도 2는 본 발명에 따라 투명 전극(1)의 다른 실시예의 컷아웃을 도시한다. 여기서, 그리드 라인(2)은 2개의 노드(3) 사이에 매번 1/3 원으로서 생성되며, 여 기서 각 메쉬는 메쉬의 중심에 대해 외부를 향해 휘어진 각각 3개의 라인에 의해, 그리고 메쉬의 중심에 대해 내부를 향해 휘어진 각각 3개의 라인에 의해 한정되며, 이들 라인은 대안적으로 연속적으로 결합된다. 이에 기초하여, 화살표(V₁, V₂ 및 V₃)로 표시된 3개의 우선적인 방향의 존재가 초래된다.

도 3은, 단지 3개의 라인만이 노드당 결합되는 노드를 갖는 구성을 갖는 메쉬 구조가 다시 다른 한 편으로 생성되는, 바람직한 방향이 없는 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 이 경우에, 개별적인 전도성 섹션은, 확대 없이 4개의 성분을 갖는 노드로서 육안으로 보여질 수 있도록 이루어질 수 있다. 원하는 마스킹 효과의 달성은, 조직적이지 않더라도, 3개의 전도성 라인만이 모든 노드에서 결합된다는 점에 의존하고; 주요한 요인은, 이것이 총 개수의 노드의 큰 비율에 대한 경우이고, 전체적으로 어떠한 바람직한 방향도 야기하지 않는다는 것이다.

그러한 그리드 구조는 다음의 알고리즘을 이용하여 산란에 의지함으로써 생성될 수 있다.

원하는 개수에 대한 메쉬 중심의 좌표는 이 때 무작위로 선택된다. 연동 라인은 각 메쉬 중심으로부터 주변의 중심쪽으로 결정된다. 중심 수직선은 각 연동 라인에 관련하여 이어지고, 여기서 결과적인 라인은 이웃한 중심 수직선을 갖는 단면의 지점에서 절단된다.

그러나, 이러한 구조적 요건의 달성은 또한 상기 알고리즘이 수행될 수 있는 물리적 모델에 관한 유추법에 의해 설명될 수 있다.

그리드 구조는 2차원 산란 구조에 대응하며, 이것은 다수의 무작위 지점에 대한 하나의 시작점에서 기포가 형성될 때 초래되며, 이 기포는 다른 이웃한 기포와 만날 때까지 모든 방향으로 동일하게 전개한다. 버블 사이의 분리 벽의 배열은 어떠한 바람직한 방향도 갖지 않는 직선 라인으로부터 무직위 패턴에 따른다.

도 4는, 마지막으로 위에서 배열된 그리드 구조의 라인(2)을 갖는 기판(S)을 통해 수행된, 크게 확대된 단면을 개략적으로 도시한다. 칼라 콘트라스트(4)를 갖는 채색된 층이 기판(S)과 라인(2) 사이에 배열된다는 것이 명백히 도시된다. 이러한 채색된 층은, 특히 라인(2) 및 지점(3)을 마스킹하기 위해 성가신 광학적 충격을 크게 감소시키는 것이 바람직한 환경에서 사용된다. 이러한 이유로 인해, 이러한 채색된 층은 바람직하게 관찰 방향으로 그리드 구조 앞에 위치하고, 어떠한 경우에서도 섬광(scintillation) 효과를 갖지 않을 것이다.

차량의 앞 유리 기판에서, 채색된 층(4)은 선택적으로 차량 승객 및 운전자의 가시도에 대해 그리드 구조보다 더 가까워질 수 있다. 물론, 그러한 아래의 채색된 층은 금속 그리드 구조의 전기적 접촉을 방지하지 않는다.

다른 채색된 층(5)은 점선으로 표시되며, 이 층은 또한 그리드 구조의 광학적 마스킹에 사용된다. 이러한 채색된 층(5)이 전기적 전도성이 아닐 때, 물론, 예를 들어 전제부에 언급된 전기적 전도체(버스바)의 영역에서, 채색된 층은 그리드 구조의 전기적 접촉을 위해 적어도 국부적으로 제거되어야 한다.

종래의 실시예(통상적인 직사각형)에 대응하는 그리드 구조와 본 발명에 따른 그리드 구조 사이의 광학적 차이는 회절 패턴에 의해 예시된다. 회절 패턴은 (불투명한 표면에서 슬릿의 에지에서와 같이) 다양한 메쉬의 라인 섹션의 에지에서, 그리드 구조를 통해 방출되는 광의 회절에 의해 생성된다. 회절 효과는 와이어 방향의 수직선에서 각각 개별적인 (직선) 와이어에서 생성된다. 모든 와이어의 회절 패턴은 투과된 광에 추가된다.

도 5a는 등변 직사각형 또는 정사각형 메쉬를 갖는 그리드 실시예에 대한 회절 패턴을 도시하는 반면, 도 5b는 본 발명에 따른 그리드 실시예에서의 회절 패턴을 도시한다. 이들 회절 패턴은 그리드를 통해 백색 광 소스의 직접적인 관찰의 시뮬레이션으로부터 유도되지만, 기본 회절 패턴의 실제 사진을 정확히 나타낸다. 도 5a 및 5b 사이의 차이는 명확히 보여질 수 있다. 도 5a로부터의 종래의 직사각형 그리드에서, 회절 패턴은 명확한 윤곽을 갖는 십자가 형태로 생성된다. 이것은 직각으로 정확하게 연속적인 2개의 방향으로만 와이어 상의 광의 회절로 인해 설명되며, 여기서 존재하는 각 와이어 방향은 투명 도면(view)에서, 와이어 방향에 수직인 회절 라인(또는 횡단 바)을 생성한다.

비교해보면, 본 발명에 따른 구조는 도 1 및 도 2에서와 같은 그리드 구조에서 흡수된, 원의 형태(도 5b)로 회절 패턴의 생성에 유리하다.

규칙적인(원 패턴의 아크) 또는 무작위(산란) 분배에서 나타날 수 있는 모든 가능한 와이어 배향으로 인해, 단지 2개의 바에 걸쳐 회절 세기의 집중(concentration), 및 그 결과 세기의 연관된 피크가 회피된다.

결과적인 회절 패턴의 아크 형태는 세기의 이러한 피크가 없을 때를 설명하고, 이를 통해 본 발명에 따른 그리드 구조는 회절된 투과된 광에서 인간의 눈에 덜 보여질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전도성 그리드 구조를 갖는 다른 투명 전극을 제공하는 것으로, 높은 투명도, 이에 따라 낮은 표면 커버링 정도는 가능한 한 작은 생성된 광학적 충격과 결합되는 투명 전극 등에 이용된다.

Claims (17)

1. 단단하거나 유연한 기판 상의 투명 전극으로서,

   노드(3) 및 링크를 포함하는 미세한 전기적-전도성 라인(2)의 그리드 네트워크;

   상기 그리드 네트워크를 광학적으로 마스킹하는 제1 채색된 층(4)으로서, 투명 기판인 상기 기판과 상기 전기적-전도성 라인(2) 사이에 위치하는 제1 채색된 층(4); 및

   상기 그리드 네트워크를 광학적으로 마스킹하는 제2 채색된 층(5)으로서, 상기 그리드 네트워크의, 상기 제1 채색된 층(4)으로부터의 반대 면 상에 위치하는 제2 채색된 층(5)을 포함하고,

   각 노드(3)에서 결합하는 상기 전기적-전도성 라인(2)은 아크의 형태 또는 물결 형태로 구부러지고,

   그리드 네트워크는 복수의 메쉬(meshs)를 포함하고, 각각의 메쉬는 메쉬의 중심에 대해 외부를 향해 휘어진 각각의 라인(2)과, 메쉬의 중심에 대해 내부를 향해 휘어진 각각의 라인에 의해 한정되며, 상기 라인들은 연속적으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
2. 제 1항에 있어서,

   3 개의 전기적-전도성 라인이 각 노드(3)에서 연결되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그리드 네트워크는 상기 기판에 적용되고, 상기 기판은 단단한 기판인 윈도우 기판과의 표면-접착을 위해 적어도 하나의 접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그리드 네트워크의 상기 전기적-전도성 라인(2)은 5 내지 20㎛ 사이의 폭을 갖고, 상기 그리드 네트워크의 상기 전기적-전도성 라인(2)은 항상 동일한 폭 또는 국부적으로 상이한 폭으로 생성되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그리드 네트워크는 광 리소그래픽 프로세스에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그리드 네트워크는 얇은 금속 와이어로 제조되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 하나의 외부 전기적 연결이, 전극의 표면 연장부의 양면 상에 서로 대항하는 2개의 외부 연결부가 설치되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

    상기 기판의 표면의 적어도 하나의 부분은 상기 그리드 네트워크의 상기 전기적-전도성 라인(2) 및 상기 노드(3), 고주파수 전자기파가 통과하도록 설계되는 영역 또는 경계 영역이 없는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 그리드 네트워크의 에징(edging) 스트립은 그에 의해 한정된 중심 표면 영역의 대항 측면 상의 분리 라인에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는, 투명 전극.
13. 제 1항 또는 제 2항에 따른 전극과의 표면 접착에 의해 결합되는 투명 기판.
14. 제 13항에 있어서, 투명 기판은 2개의 유리 또는 플라스틱 기판 사이에 적층된 기판으로서 생성되고, 2개의 기판 사이에서 전극이 그들 기판에 대해 위치되고, 접착 층을 통해 표면 접착에 의해 이들 기판과 연결되는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
15. 제 13항에 있어서, 외부 연결부 및 전기 전도체(버스바)를 통해 전기 전압이 공급될 수 있는 전극으로 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
16. 제 13항에 있어서, 상기 전극은 기판 상에 위치된 전기 성분의 표면 공급을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
17. 제 13항에 있어서, 상기 전극은, 기판이 파손되는 경우에 신호를 생성하기 위해 정지(quiescent) 전류가 공급될 수 있는 센서로서 생성되고, 여기서 상기 기판은 에너지 공급된(energized) 유리 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.

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