(57)【要約】【課題】パターン化された実質的に透明な接触フィルムの改善された製造方法を提供する。【解決手段】接触フィルムは、パターン化されて実質的に平面であってもよい。したがって、接触フィルムは、意図的にフォトリソグラフィによって要求され得るような層及び／又はフィルムから任意の物質を除去する工程なしにパターン化してもよい。少なくとも２つの層を含む酸素交換システムが基板に蒸着してもよく、前記層が熱及び／又はエネルギーに選択的に露出されて酸素イオン又は原子が高い生成エンタルピーの層から低い生成エンタルピーの層に伝えられることを容易にできる。特定の場合、このような酸素の伝達はフィルムの選択的な部分の導電性を変えられる。これにより、適切に導電性及び／又は抵抗に対してパターン化された平面接触フィルムを生成することができる。【選択図】図３
2014531106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品の製造方法であって、
基板上にシード層を配置する工程と、
前記シード層上に銀含有導電層を配置する工程と、
前記導電層上に上部酸化層を配置する工程と、
前記コーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収するように、前記コーティングの選択領域を放射エネルギーに露出させる露出工程と、
（ａ）前記上部酸化層と前記導電層との間でのイオンの交換及び／又は原子の交換、及び／又は（ｂ）前記導電層内での銀凝集、を起こすように、前記対象層によって吸収された光子が前記上部酸化層に伝えられる工程と、
前記イオンの交換及び／又は前記原子の交換及び／又は前記銀凝集が、前記選択領域に相応する前記導電層部分で前記導電層の導電性を変化させる工程と、
を含む、
基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品の製造方法。
【請求項２】
前記露出工程は、単位面積当たりの平均出力を前記コーティングの最上層のアブレーション閾値未満で供給することによって実施する
請求項１に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項３】
前記コーティングは、前記露出工程によって著しく除去されない
請求項１又は２に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項４】
著しく除去されることを防ぐために、光学手段による焦点ぼけ工程をさらに含む
請求項１から３のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項５】
前記コーティングは、前記露出工程後のように、前記露出工程前でも平面である
請求項１から４のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項６】
前記コーティングに供給されるエネルギーは、前記対象層の物質のバンドギャップより大きい
請求項１から５のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項７】
前記エネルギーの出力は、１〜５０ｍＷである
請求項１から６のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項８】
前記シード層が対象層である
請求項１から７のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項９】
前記対象層によって吸収された光子は、前記シード層で前記導電層を介して前記上部酸化層に伝えられる
請求項８に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１０】
前記シード層は、スズ酸化物を含む
請求項１から９のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１１】
供給された光子エネルギーは、３．４〜４．２ｅＶである
請求項９に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１２】
供給された光子エネルギーは、約３．８ｅＶである
請求項１１に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１３】
前記放射エネルギーの波長は、２９０〜３６０ｎｍである
請求項１から１２のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１４】
前記放射エネルギーの波長は、約３２６ｎｍである
請求項１から１３のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１５】
前記シード層は、亜鉛酸化物を含む
請求項１から１４のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１６】
供給される光子エネルギーは、２．９〜３．５ｅＶである
請求項１５に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１７】
供給される光子エネルギーは、約３．２ｅＶである
請求項１５に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１８】
前記放射エネルギーの波長は、３５０〜４３０ｎｍである
請求項１から１７のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項１９】
前記放射エネルギーの波長は、約３９０ｎｍである
請求項１から１８のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２０】
前記導電層が対象層である
請求項１から１９のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２１】
前記放射エネルギーは、前記導電層によって少なくとも２０％吸収される波長でＵＶ光を含む
請求項１から２０のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２２】
前記放射エネルギーの波長は、３７５ｎｍ未満である
請求項２１に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２３】
前記放射エネルギーの波長は、３００〜３５０ｎｍである
請求項２１に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２４】
前記放射エネルギーはＵＶエネルギーであり、前記露出工程はマスクを介して１つ以上の２次元光源を用いて実施される
請求項１から２３のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２５】
前記放射エネルギーはＵＶエネルギーであり、前記露出工程は固体レーザを介して実施される
請求項１から２４のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２６】
前記放射エネルギーはＵＶエネルギーであり、前記露出工程は重水素又はキセノンランプを介して実施される
請求項１から２５のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２７】
前記導電層と前記上部酸化層間に下部酸化層が配置される
請求項１から２６のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２８】
前記露出工程後、前記導電層部分以外の領域に対する前記導電層部分における抵抗のシート抵抗比は、少なくとも約３０，０００：１である
請求項１から２７のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項２９】
前記露出工程後、前記導電層部分以外の領域に対する前記導電層部分における抵抗のシート抵抗比は、少なくとも約１００，０００：１である
請求項１から２８のいずれか１項に記載の被覆製品の製造方法。
【請求項３０】
ガラス基板によって支持され、ガラス基板から順に、Ｚｎ及び／又はＳｎの酸化物を含むシード層、蒸着された銀含有導電層、及び上部酸化誘電体層を有する多層薄膜コーティングを含む被覆製品を提供する工程と、
前記コーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収するように、前記コーティングの選択領域を放射エネルギーに露出させる露出工程と、
（ａ）前記上部酸化層と前記導電層との間でのイオンの交換及び／又は原子の交換、及び／又は（ｂ）前記導電層内での銀凝集、を起こすように、前記対象層によって吸収された光子が前記上部酸化層に伝えられる工程と、
前記イオンの交換及び／又は前記原子の交換、及び／又は前記銀凝集が、前記選択領域に相応する前記導電層部分で前記導電層の導電性を変化させる工程と、
前記露出工程後、前記被覆製品を電子装置に装着する工程と、
を含む電子装置の製造方法。
【請求項３１】
ガラス基板によって支持され、ガラス基板から順に、Ｚｎ及び／又はＳｎの酸化物を含むシード層、蒸着された銀含有導電層、及び上部酸化誘電体層を有する多層薄膜コーティングを含む被覆製品を提供する工程と、
前記コーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収するように、前記被覆製品の選択領域を露出させる露出工程の後、（ａ）前記上部酸化層と前記導電層との間でのイオンの交換及び／又は原子の交換、及び／又は（ｂ）前記導電層内での銀凝集、を起こすように、前記対象層によって吸収された光子が前記上部酸化層に伝えられる工程と、
前記イオンの交換及び／又は前記原子の交換、及び／又は前記銀凝集が、前記選択領域に相応する前記導電層部分で前記導電層の導電性を変化させる工程と、
前記露出工程後、前記被覆製品を電子装置に提供する工程と、
を含む電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特定の実施形態例は、パターン化された、実質的に透明な接触フィルムの製造方法、及びこのような方法によって製造された接触フィルム及び／又は電子装置に関する。特定の実施例では、接触フィルムはパターン化されながらも、実質的に平面であることがある。すなわち、接触フィルムは、フォトリソグラフィなどのような方法によって要求され得るような層及び／又はフィルムから意図的に任意の物質を除去する工程がなくともパターン化することができる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１１年６月３０日に出願された米国特許出願第１３／１７４，３４９及び１３／１７４，３６２の一部継続出願（ＣＩＰ）であり、全体の内容は本明細書に参照として含まれる。
【０００３】
電子装置は、当該分野で公知である。電子装置の一形態は、ディスプレイ装置として、例えばＬＣＤ装置、ＬＥＤ装置、ＯＬＥＤ装置、プラズマディスプレイ、平面パネルディスプレイ装置、タッチスクリーン装置、などを挙げることができる。特定の場合、電子装置はパターン化された透明な電極、薄膜及び／又は接触物質を含んでもよい。明白なこととして、「パターン化された（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ）」は、場合により、導電性及び／又は抵抗に対してパターン化されたものを意味してもよい。場合によっては、このようなパターン化されたフィルムが（例えば、ＴＦＴアレイを介して）扱われてもよく、フィルムの導電性の部分と抵抗の部分のグリッド型及び／又はマトリックス型パターンを含んでもよい。多くの場合、例えば活性マトリックスＬＣＤ装置を含む場合のように、ディスプレイ装置及び／又はタッチスクリーン装置が適切に機能するように、導電性の部分及び抵抗の部分を含む電極及び／又は接触物質を提供することが好ましい。
【０００４】
電子装置の従来のパターン化された透明な接触物質の製作は、連続的な透明な導電性酸化物層（ＴＣＯ）を蒸着した後、多工程フォトリソグラフィ法によってＴＣＯの部分を除去することを含む。例えば、ガラス基板上にブランケット層（ｂｌａｎｋｅｔ  ｌａｙｅｒ）としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が多くの場合、スパッタリングによって蒸着される。スパッタリングされたブランケット層は、多くの場合、（一般的に、スピンコーティングによって）フォトレジスト物質の塗布、ソフトベーキング、露出、ハードベーキング、エッチング、及び洗浄を含むフォトリソグラフィ法を用いてパターン化される。
【０００５】
図１は、従来のパターン化された接触物質の断面図である。図１から分かるように、基板１上にブランケット層としてＴＣＯ（例えば、ＩＴＯなど）が配置される。ＴＣＯがフォトリソグラフィによって分離し、パターン化された複数の島（ｉｓｌａｎｄ）３でパターン化されて透明な接触物質を限定する。段差のパターンがあり、接触物質が連続的に平面ではないことが分かる。
【０００６】
フォトリソグラフィが広く用いられているが、様々な短所を有する。例えば、フォトリソグラフィは、多くの工程及び多くの中間体物質を含み、生成物に関連する時間及び費用を増加させる。このような方法は、一般的にフォトレジストのずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、フォトレジストのベーキングによる問題、不正確な露出及び／又はエッチング、不完全な除去のために、パターン化された層を形成する間に欠陥の可能性を増加し得る。フォトリソグラフィ法は、一般的に次に塗布された層及び／又は物質に影響を及ぼし得る鋭い段差又は「角（ｈｏｒｎ）」が形成されることがある。一例として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は特にこのような作用に敏感なことがある。また、場合により、ＴＣＯ物質の屈折率は、ＴＣＯ物質が蒸着される基板の屈折率と異なり得るため、ＴＣＯ部分が除去されれば、基板及び／又はコーティングの外観が部分的に存在するＴＣＯコーティング及びその屈折率の違いのために非均一に見える。すなわち、一般的なＴＣＯの屈折率は通常約２．０であるのに対し、支持するガラス基板の屈折率は通常約１．５である。したがって、フォトリソグラフィ法は、製品の外観を非均一に見えるようにすることがあり、これもまた別の短所になる。ＩＴＯ自体が高価で、インジウム自体も有害物質であり、地球上における供給も不足している。フォトリソグラフィは、ＩＴＯ自体が有害物質であり、ブランケット層の蒸着に伴って部分的に除去されると知られる多量の廃棄物が存在し、反復的なマスク適用後の除去によっても廃棄物などが生じるために潜在的に有害環境への影響があると知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、当業者はパターン化された接触物質の改善された製造方法、及び／又はこのような方法によって製造された電子装置を提供することが望ましいと理解できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
特定の実施形態例の一態様は、放射熱などによって選択的にパターン化された、自然的な平面である、薄膜の透明な導電性接触物質に関する。
【０００９】
特定の実施形態例のまた他の態様は、対象層にエネルギーを供給して酸素移動を起こす紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）放射の使用に関する。特定の実施形態例に関連して用いることができる例示層のスタックは、赤外線（ＩＲ：ｉｎｆｒａｒｅｄ）スペクトルで良好な吸収を有する層を含まなくてもよい。すなわち、本明細書に記載した特定の実施形態例に関連して用いることができる例示のコーティングスタックにおいて、層はＩＲ放射熱に対して高吸収性をもたなくてもよい。ガラスを加熱した後にエネルギーをＡｇ及び酸素注入層に再分布させることは、パターン化された接触物質の解像度及び方法の効率を低減し得る。したがって、特定の実施形態例は、ＵＶ光露出を介して（例えばＵＶレーザによって）対象層にエネルギーを供給してもよい。特定の実施形態例の対象層は、ＵＶを吸収した後にＡｇ「注入層」結合に再分布させることができるＺｎ及び／又はＳｎの酸化物を含むか、Ｚｎ及び／又はＳｎの「シード」半導体層であってもよい。他の実施形態例において、Ａｇ系層は、それ自体が対象層であってもよい。
【００１０】
特定の実施形態例のまた他の態様は、隣接する少なくとも２つの層を含むことができる透明な接触物質に関し、第１層は高導電性を有し、透明で（少なくとも可視スペクトルで）、導電性は酸化状態に強く依存して、第２層は上昇した温度でイオン又は原子形態の酸素を第１層と交換できる透明な層である。
【００１１】
特定の実施例では、第１層は下部酸化（ｓｕｂ−ｏｘｉｄｉｚｅｄ）されて、第２層は蒸着中に酸化され；次の熱、ＩＲ、ＵＶ、又はその他の露出中に実質的に導電性を抑制するために酸素が第２層から第１層に伝えられる。特定の実施例では、第１層は酸化されて、第２層は蒸着中に下部酸化され；次の熱、ＩＲ、ＵＶ、又はその他の露出中に酸素が第１層から第２層に伝えられる。
【００１２】
場合により、蒸着されたフィルムスタックは、全体領域で非導電性を有し、熱又はその他のエネルギーに露出された領域においてのみ導電性を有する。場合により、蒸着されたフィルムスタックは、全体領域で導電性を有し、熱又はその他のエネルギーに露出された領域においてのみ非導電性を有する。
【００１３】
特定の実施形態例において、選択的な導電性変化は可視領域でないＮＩＲスペクトル領域においてのみ層の光学変数にかなりの影響を及ぼし、導電性領域と非導電性領域との間における外観の違いは、ほぼないか、又は全くない。
【００１４】
特定の実施形態例において、２つの層が基板上に蒸着してもよい。特定の実施例では、１つの層は実質的に導電性を有し、他の１つの層は少なくとも部分的に（及び場合によって全体）酸化される。特定の異なる例において、２つの層は少なくとも部分的に酸化されてもよい。層間において、酸素原子の伝達を容易にするために、層が熱、放射線、及び／又はエネルギーに選択的に露出されてもよい。場合によっては、酸素原子は高い生成エンタルピーの層から低い生成エンタルピーの層に流れてもよい。特定の場合、このような酸素の伝達は、フィルムの選択的な部分の導電性を変化させてもよい。これにより、適切に導電性及び／又は抵抗に対してパターン化された平面接触フィルムを生成してもよい。
【００１５】
特定の実施形態例は、例えばフォトリソグラフィ法によって製造される普遍的に用いられる非平面接触物質の代案として、ディスプレイ、平面パネル、タッチスクリーン、及び／又はその他の電子装置における平面の透明な接触物質の使用に関する。場合によっては、本明細書に記載した平面パターン化された接触物質及び平面パターン化された接触物質の製造方法は、平面の薄膜層の特定の位置で選択的な導電性変化に基づく。特定の実施形態例において、これは少なくとも２つの薄膜及び／又は薄層に熱、放射線、及び／又はエネルギー（例えば、赤外線放射）を印加して達成してもよい。場合により、熱、放射線、及び／又はエネルギーの印加は、層間で導電性に影響を及ぼす原子（例えば、酸素原子）の伝達を活性化及び／又は容易にしてもよい。場合により、これは蒸着された及び／又は熱、放射線、及び／又はエネルギーが印加された層の本来の組成物から導電性領域と非導電性領域のマトリックスを形成してもよい。
【００１６】
本発明の特定の実施形態例は、基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品の製造方法に関する。導電層は、基板上に配置される。下部酸化バッファ層（ｓｕｂ−ｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｂｕｆｆｅｒ  ｌａｙｅｒ）が導電層の上に配置される。上部酸化層（ｏｖｅｒ−ｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｌａｙｅｒ）が下部酸化バッファ層の上に配置される。エネルギーがコーティングの１つ以上の部分に選択的に印加され、酸素を上部酸化層から導電層に下方へ移動して、導電層の１つ以上の部分で抵抗を増加させる。選択的にエネルギーを印加した後、多層薄膜コーティングは実質的に平面で導電性及び／又は抵抗に対してパターン化される。
【００１７】
本発明の特定の実施形態例は、電子装置の製造方法に関する。ガラス基板から順にＺｎ、Ｓｎ及び／又はその酸化物を含むシード層、蒸着されたＡｇ含有導電層、下部酸化バッファ層、及び上部酸化誘電体層を含む多層薄膜コーティングを支持するガラス基板を含む被覆製品が提供される。導電性部になるＡｇ含有層部の第１セットが限定され、非導電性部になるＡｇ含有層部の第２セットが限定される。第２セットの領域におけるコーティングがエネルギー源からのエネルギーに露出され、酸素イオン又は原子を上部酸化誘電体層からＡｇ含有層に移動して、導電性及び／又は抵抗に対してＡｇ含有層をパターン化する。パターン化されたＡｇ含有層を有する被覆製品を電子装置に装着する。
【００１８】
本発明の特定の実施形態例は、基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品の製造方法に関する。少なくとも初期に非導電性を有する、Ａｇ及びＯ含有第１層が基板上に配置される。下部酸化バッファ層は、第１層の上に配置される。エネルギーは、第１層の１つ以上の部分に隣接したコーティングに選択的に印加され、酸素を第１層の１つ以上の部分から下部酸化バッファ層に上方へ移動して、第１層の１つ以上の部分で導電性を増加させる。選択的にエネルギーを印加した後、多層薄膜コーティングは実質的に平面で導電性及び／又は抵抗に対してパターン化される。
【００１９】
本発明の特定の実施形態例は、電子装置の製造方法に関する。ガラス基板から順にＺｎ、Ｓｎ、及び／又はその酸化物を含むシード層、蒸着されたＡｇ及びＯ含有非導電層、及び下部酸化バッファ層を含む多層薄膜コーティングを支持するガラス基板を含む被覆製品が提供される。導電性部になるＡｇ及びＯ含有層部の第１セットが限定され、非導電性部になるＡｇ及びＯ含有層部の第２セットが限定される。第１セットの領域において、Ａｇ及びＯ含有層を含むコーティングがエネルギー源からのエネルギーに露出され、酸素イオン又は原子をＡｇ及びＯ含有層から下部酸化バッファ層に移動して、導電性及び／又は抵抗に対してＡｇ及びＯ含有層をパターン化する。パターン化されたＡｇ含有層を有する被覆製品を電子装置に装着する。
【００２０】
本発明の特定の実施形態例は、基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品の製造方法に関する。シード層が基板上に配置される。銀含有導電層がシード層の上に配置される。上部酸化層が導電層の上に配置される。コーティングの選択領域が放射エネルギーに露出され、コーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収する。光子は、対象層によって吸収されて上部酸化層に伝えられ、（ａ）上部酸化層と導電層との間でイオン及び／又は原子の交換及び／又は（ｂ）導電層内で銀凝集を起こす。イオン及び／又は原子交換及び／又は銀凝集によって選択領域に相応する導電層部分で導電層の導電性を変化させる。
【００２１】
特定の実施形態例によれば、対象層がシード層（例えば、Ｚｎ及び／又はＳｎの酸化物を含む）、導電層、または、一部その他の層であってもよい。
【００２２】
特定の実施形態例によれば、露出工程は、単位面積当たりの平均出力をコーティングで最上層のアブレーション閾値（ａｂｌａｔｉｏｎ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）未満で供給することによって実施する。したがって、特定の実施形態によれば、コーティングは露出によって著しく剥がれることはなく、及び／又はコーティングは前記露出工程後のように露出工程前にも平面であってもよい。
【００２３】
本発明の特定の実施形態例は、電子装置の製造方法に関する。ガラス基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品が提供される。多層薄膜コーティングは、ガラス基板から順にＺｎ及び／又はＳｎの酸化物を含むシード層、蒸着された銀含有導電層、及び上部酸化誘電体層を含む。コーティングの選択領域は、放射エネルギーに露出されてコーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収する。対象層によって吸収された光子が上部酸化層に伝えられ、（ａ）上部酸化層と導電層との間でイオン及び／又は原子の交換及び／又は（ｂ）前記導電層内で銀凝集を起こして、選択領域に相応する導電層部分で導電層の導電性を変化させる。露出工程後、被覆製品を電子装置に装着する。
【００２４】
本発明の特定の実施形態例は、電子装置の製造方法に関する。ガラス基板によって支持される多層薄膜コーティングを含む被覆製品が提供される。多層薄膜コーティングは、ガラス基板から順に、Ｚｎ及び／又はＳｎの酸化物を含むシード層、蒸着された銀含有導電層、及び上部酸化誘電体層を含む。被覆製品の選択領域が放射エネルギーに露出されてコーティングで対象層が少なくとも部分的に放射エネルギーを吸収して、対象層によって吸収された光子が上部酸化層に伝えられ、（ａ）上部酸化層と導電層との間でイオン及び／又は原子の交換及び／又は（ｂ）導電層内で銀凝集を起こして、選択領域に相応する導電層部分で導電層の導電性を変化させる。露出工程後被覆製品を電子装置に装着する。
【００２５】
これら及びその他の実施形態、特徴、態様、及び利点は、任意の適切な組合せ、又は下位組合せによって更なる実施形態を作ることができる。
【００２６】
これら及びその他の特徴及び利点は、図面と共に以下の詳細な説明の実施形態例を参照することによって十分に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のパターン化された接触物質の断面図である。
【図２】特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を製造するために用いられる中間体生成物の断面図である。
【図３】特定の実施形態に係る平面パターン化された接触物質を生成するために、図２の中間体生成物が使用され得ることを説明する断面図である。
【図４Ａ】図３の実施形態例の詳細な断面図である。
【図４Ｂ】特定の実施形態に係る平面パターン化された接触物質を生成するために、図２の中間体生成物が使用され得ることを説明するまた他の断面図である。
【図５】図４Ａ又は４Ｂの実施形態例の平面パターン化された接触物質を含むグリッド型マトリックスの一例を示す平面図である。
【図６】特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を製造するために用いられるまた他の中間体生成物の断面図である。
【図７】特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を生成するために、図６の中間体生成物が使用され得ることを説明する断面図である。
【図８】図７の実施形態例の平面パターン化された接触物質を含むグリッド型マトリックスの一例を示す平面図である。
【図９】特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を含むダイヤモンド型アレイの一例を示す平面図である。
【図１０】特定の実施形態例に係るフォトリソグラフィ法で形成された接触物質に関連して平面パターン化された接触物質が使用され得ることを説明する一例示の断面図である。
【図１１】特定の実施形態例に係るフォトリソグラフィ法で形成された接触物質に関連して平面パターン化された接触物質が使用され得ることを説明するまた他の一例を示す断面図である。
【図１２】特定の実施形態例にしたがって製造された、蒸着された電極と加熱活性化した電極の透過率を示すグラフである。
【図１３】比較するために示したＩＴＯのシフト（ｓｈｉｆｔ）及びガラス基板と共に、本発明の特定の実施形態例にしたがって製造された蒸着した電極と加熱活性化した電極の反射色の差を示すグラフである。
【図１４】比較するために示したＩＴＯのシフト及びガラス基板と共に、本発明の特定の実施形態例にしたがって製造された、蒸着された電極と加熱活性化した電極の透過色の差を示すグラフである。
【図１５】実施形態例に係る一つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むＯＬＥＤの一例を示す断面図である。
【図１６】実施形態例に係る一つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むＬＣＤディスプレイ装置の断面図である。
【図１７】実施形態例に係る一つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むタッチスクリーンの断面概略図である。
【図１８】一般的な銀層の波長に対する透過率、反射率、及び吸収率をプロット（ｐｌｏｔｔｉｎｇ）したグラフである。
【図１９】レーザが非損傷導電性−変更インプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）を残す特定の実施形態例のレーザパターニングを概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の特定の実施形態例は、フォトリソグラフィ法を用いずに平面の多層透明な接触物質を製造する技術に関する。薄膜物質の選択的な導電性変化は、少なくとも２つの薄膜の組合せにエネルギーを印加（例えば、１つ以上の赤外線（ＩＲ）又はＵＶ放射源、加熱、近接マスクを通したレーザなどを使用）することにより達成してもよい。このようなエネルギーの印加は２つの層間で導電性に影響を及ぼすイオン又は原子（例えば、酸素イオン）の伝達を活性化することによって選択的に高い導電性及び高い抵抗を有する領域を形成する。
【００２９】
特定の実施形態例は、例えばＩＲ照射下において、酸素が上部酸化層から導電層に伝えられるように導電層と上部酸化層とを組み合せて、導電層が所望する領域で選択的に非導電性を有するように製造する。特定の実施例では、Ａｇは上部酸化ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘなどに関連して導電層として用いてもよい。さらに、実質的に非常に薄い下部酸化バッファ層は、導電層と上部酸化層間に導入されて蒸着中に導電層の酸化の可能性を減少させることを助ける。特にその他の実施形態例において、非導電層からイオン又は原子（例えば、Ａｇ含む）を薄い下部酸化バッファ層及び／又は保護層に上方に移動させることによって、本来の非導電層で高導電性の領域を形成することを助けることができる。
【００３０】
特定の実施形態例は、有利には低価格で自然な平面である、透明な接触物質を提供する。さらに又はその代わりに、特定の実施形態例は導電性領域と非導電性領域との間で検出可能な視覚的違いの可能性を低減する。
【００３１】
本明細書に記載される例示的技術は、平面パネルディスプレイ（例えば、ＬＣＤディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明など）、タッチパネルスクリーン及び／又はその他の大衆的な電子装置で発見される従来のＩＴＯ系非平面接触物質と共に又はその代りに用いてもよい。
【００３２】
図２は、特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を製造するために用いられる中間体生成物の断面図であり、図３は、特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を生成するために、図２の中間体生成物が使用され得ることを説明する断面図である。図２の実施形態例で示すように、高導電性かつ透明な金属層１３（例えばＡｇを含む又はＡｇの）及び誘電体層１７（例えば、ＺｒＯｘ、ＴｉＯｘなどを含む）は互いに隣接して提供される。誘電体層１７は、エネルギー源に露出される時、例えば、熱処理、レーザ露出、ＩＲ及び／又はＵＶエネルギーで照射中に導電層１３で酸素を金属と比較的に容易に交換することができる。このような活性によって、酸素を誘電体層１７から導電層１３の領域に制御可能に移動して、選択的に高い抵抗の領域を形成する。特定の実施形態例において、誘電体層１７は上部酸化されて、このような方法を容易にしてもよい。特定のその他の実施形態例において、誘電体層１７は全体酸化されたり部分的に酸化されてもよい。
【００３３】
例えば、層１７は任意の透明な物質、例えば誘電体、透明な半導体、透明な金属又は前記の組合せであってもよい。例えば、ＴｉＯｘ、金属のＺｒ、ＺｒＯｘ、ＺｒＴｉＯｘ、ＺｒＡｌＯｘ、ＩｎＳｎＯｘ、ＺｒＮｂＯｘ、ＩＴＯなどを挙げることができる。層１７の厚さは、約１０〜４００ｎｍであってもよく、好ましくは約３０〜３００ｎｍ、より好ましくは約５〜２５０ｎｍであってもよい。層１７は、金属ターゲット、セラミックターゲットからスパッタ蒸着してもよく、及び／又は反応性スパッタリングによってスパッタ蒸着してもよい。特定の実施例では、層１７は、約３から２５ｓｃｃｍの酸素流速でジルコニウムターゲットを介して蒸着してもよい。酸素に対するアルゴンの比率は、約５０：１から約２：１であってもよい。層１７が１つを超過した物質を含む場合、層１７は合金ターゲットから蒸着及び／又は（１つを超過したターゲットから）共スパッタリングによって蒸着してもよい。
【００３４】
本発明の他の実施形態において、例えば基板１と導電層１３との間に１つ以上の任意のアンダーコート１１が提供されてもよい。アンダーコート層１１は、良好な品質のＡｇを促進するためのシード層（例えば、化学量論的な亜鉛酸化物、スズ酸化物、または、任意の適切なＴＣＯ物質を含むか、それらのもの）又はその上に配置されたその他の金属層であってもよい。アンダーコート層１１は、代えて又はさらにバリア層として役割をするのを助けることができる（例えば、基板１がソーダ石灰シリカガラス基板の場合にナトリウムの移動の低減を助ける）。特定の実施形態例において、このような目的のためにシリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）含有層（例えば、シリコンを含むかシリコンの酸化物及び／又は窒化物）を用いてもよい。また、他の実施形態例において、１つ以上のインデックスマッチング層は、層スタックシステムの光学的特性を改善するために提供されてもよい。例えば、高／低／中間インデックススタックなどが提供され得るため、１つ以上の高インデックス／低インデックス層のスタックが提供されてもよい。インデックスマッチング、色マッチング及び／又は本発明の他の実施形態において、その他の目的のためにスズ酸化物、チタニウム酸化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコンオキシ窒化物、及び／又はその他の物質を用いてもよい。
【００３５】
本発明の他の実施形態において、１つ以上の任意のオーバーコート１９もまた提供されてもよい。任意のオーバーコート１９は、長期分解の可能性を低くしたり減らすために層スタックの上部にカプセル化されたキャップ層としての役割をする。適切な物質は、例えば、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙなどを挙げることができる。
【００３６】
図２及び図３に示すように、特定の実施形態例において、導電層１３と誘電体層１７との間に下部酸化バッファ層１５が介在してもよい。このようなバッファ層が蒸着中に導電層１５の酸化を低減する（場合によって防止する）ことが分かる。本発明の特定の実施形態例において、このような層は下部酸化されてもよい。適切な物質は、例えば、下部酸化ＺｒＯｘ、金属のＺｒ、ＺｒＴｉＯｘ、ＺｒＡｌＯｘ、ＩＴＯ、ＺｒＮｂＯｘ、ＴｉＯｘ、ＳｎＯｘ、ＴｉＯｘ、などを挙げることができる。特定の実施形態例において、バッファ層１５の厚さは、０．１〜３０ｎｍであってもよく、より好ましくは０．３〜２０ｎｍであり、より好ましくは０．５〜１５ｎｍであって、場合によって約２ｎｍであってもよい。
【００３７】
図２及び図３に示すように、接触物質は、初期に導電性を有するように製造する（例えば、純粋なＡｇ、次に下部酸化バッファ、その次に上部酸化層を用いる）。上記のように、選択的な導電性の反転は、真空又は大気圧下における強制冷却の有無にしたがって短波又はその他のＩＲヒータ又は他の形態のオーブンによってＩＲ放射（例えば、放射熱源からＩＲ放射）を適用して達成してもよい。特定の実施形態例において、熱照射（ｈｅａｔ  ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）は、任意に断熱する近接マスクを介して実施してもよい。
【００３８】
図３に示すように、その結果導電層１３は、初期に少なくとも初期の上部酸化誘電体層１７から流れる酸素イオン又は原子によってパターン化されたＡｇ層（１３'）になる。特定の実施形態例において、このような活性によって、上部酸化誘電体層１７が全体酸化又は多少下部酸化誘電体層（１７'）に変換されてもよい。しかし、特定のその他の実施形態例において、誘電体層１７から導電層１７に移動する酸素の量にしたがって、誘電体層は上部酸化されてもよい。
【００３９】
図４Ａは、図３の実施形態例の詳細な断面図である。図４Ａに示すように、熱又は照射源２３を用いて、酸素イオン又は原子を、ＴｉＯｘを含む少なくとも初期に上部酸化誘電体層（１７'）からＴｉＯｘ及び／又はＺｒＯｘを含む下部酸化バリア層１５を介してＡｇ系層に移動させ、パターン化された層（１３'）を製造する。
【００４０】
図４Ｂは、レーザビームを放出するレーザ源（２３'）を含むことを除き、図４Ａと類似する。図４Ａのように、酸素イオン又は原子をＴｉＯｘを含む少なくとも初期に上部酸化誘電体層（１７'）からＴｉＯｘ及び／又はＺｒＯｘを含む下部酸化バリア層１５を介してＡｇ系層に移動させ、パターン化された層（１３'）を製造する。
【００４１】
特定の実施形態例において、露出中にガラスの表面温度が２００〜６５０℃で、周囲空気温度が２０〜３００℃である。好ましくは、表面温度が８００℃未満を保持し、周囲空気温度が５００℃未満を保持する。他の実施形態において、露出時間が５秒から１０分保持されてもよい。したがって、特定の実施形態例において、このような方法は、室内温度又は上昇した外部温度条件で実施することができ、ガラスの温度が融点又は軟化点未満を保持することが好ましいことが分かる。
【００４２】
マスク２５は、例えば、選択領域がパターン化されるように露出領域の調節を助ける。上記のように、特定の実施形態例において、マスクは熱を遮断することによってガラスの温度調節を助けてもよい。しかし、適切な解像度のレーザは、このようなマスク２５が必要でないことが分かる。レーザが適切な波長で操作されれば、熱処理はマスクの有無によって層を用いて達成してもよい。特定の実施形態例において、例えば、１０６４ｎｍ作動波長を有するＹＡＧレーザを用いて選択領域に必要なエネルギーを付与してもよい。
【００４３】
接触物質の導電性の部分のシート抵抗は０．２から５００オーム／スクエアで変化してもよく、一方、非導電性の部分のシート抵抗は少なくとも約５０オーム／スクエア、より好ましくは少なくとも約１００オーム／スクエア、より好ましくは少なくとも約１，０００オーム／スクエア、場合によって、特定の実施形態例で１メガオーム／スクエアを超過してもよい。他の実施形態例において、このような広い範囲の下位範囲も可能である。例えば、特定の太陽電池の適用と関連して、シート抵抗が１０オーム／スクエア未満であることは、導電性の部分に対して好ましいが、一方、シート抵抗が３０〜５０オーム／スクエア未満であることは、特定の活性マトリックスＬＣＤ装置で用いる場合に充分なこともある。特定の実施形態例においてシート抵抗比が３０，０００：１より大きいものを提供してもよく、その他の実施形態例においてシート抵抗比が１００，０００：１より大きいものを提供してもよい。
【００４４】
図５は、図４Ａ又は図４Ｂの実施形態例の平面パターン化された接触物質を含むグリッド型マトリックスの一例を示す平面図である。図５において、Ｘマークは基板の導電性の部分を示す。接触物質の良好な遮断（ａｂｒｕｐｔｎｅｓｓ）は、近接マスク（及び／又はレーザービーム）を用いて横方向に非常に薄いＡｇ（又は他の導電性物質）層の低い熱導電性のために達成される。選択領域において、導電性の変化は、物質を除去するためではなく、物質の物性が変化するために達成される。
【００４５】
特定の実施形態例には、Ａｇを含む又はＡｇの導電層を含むことが記載されているが、本発明の他の実施形態において、その他の物質を用いてもよい。例えば、導電層は、金、白金、パラジウム、銀、及び／又はその組合せやこのようなものを含んでもよい。可視スペクトルにおいて、十分に透明で選択領域で高い導電性パターニングが可能なその他の物質は、ジルコニウム、インジウム、スズ、及び／又はチタニウム、及びこれを含有する化合物（例えば、ＡｇＺｒ、ＡｇＩｎ、ＡｇＳｎ、ＡｇＴｉ、など）を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００４６】
導電層１３の厚さが約１〜５０ｎｍであってもよく、より好ましくは約３〜２５ｎｍ、最も好ましくは５〜１５ｎｍであってもよい。導電層１３が金属ターゲット、セラミックターゲットからスパッタ蒸着及び／又は反応性スパッタリングによってスパッタ蒸着してもよい。導電層１３が１つを超過した物質を含む場合、合金ターゲット及び／又は（１つを超過したターゲットから）共スパッタリングによって蒸着してもよい。
【００４７】
上記のように、特定の実施形態例において、接触物質が初期に導電性を有するように製造してもよい。しかし、特定のその他の実施形態において、接触物質は、初期に非導電性を有するように製造してもよい。このような場合、酸化されたＡｇ（例えば、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ、ＡｇＯｘ、ここで０．１＜ｘ＜１、より好ましくは０．２＜ｘ＜０．８、最も好ましくはｘ＜＝０．５）などを含む層が基板上に配置された後に、下部酸化層（ｓｕｂ−ｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｌａｙｅｒ）、例えば、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、又はその他の適切な物質を含む層が配置されてもよい。この点で、図６は、特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を製造するために用いられるまた他の中間体生成物の断面図であり、図７は、特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を生成するために、図６の中間体生成物が使用され得ることを説明する断面図である。初期に配置された非導電層２１は、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ、又はその他の適切な物質を含むか、又は他の適切な物質であってもよい。非導電層２１は、蒸着中にその酸化の可能性の低減を助ける下部酸化バッファ層１５を支持してもよい。しかし、非導電層２１は、これから移動する酸素イオン又は原子の格納領域としての役割をしてもよい。例えば、図７に示すように、熱又は照射源２３は、酸素原子を下部酸化層（１５'）に移動してパターン化されたＡｇ系層（２１'）を形成してもよい。
【００４８】
図８は、図７の実施形態例の平面パターン化された接触物質を含むグリッド型マトリックスの一例を示す平面図である。図８は、Ｙが基板１で平面パターン化された接触物質の高い抵抗の部分を示すことを除き、図５と類似する。
【００４９】
酸素イオン又は原子を導電層に移動させたり誘電体層又は非導電性金属酸化物層から移動させることによって製造される接触物質は、実質的に平面であってもよいことが分かる。特定の実施形態例において、パターン化された領域を形成するために物質を意図的に除去しなくてもよい。上記のように、物質の物性変化は、エネルギー源に対する選択的露出によって発生してもよい。特定の実施形態例において、平面パターン化された接触物質の厚さは、好ましくは２５％未満、より好ましくは２０％未満、場合によって１０〜１５％未満度を超過する実質的に均一な厚さであってもよい。特定の実施形態例において、全体の平坦度は、フォトリソグラフィ技術によって達成されるものと同一又はより良いといえる。
【００５０】
特定の実施形態例は、パターン化された行及び／又は熱（例えば、マトリックス型の配列）に関することを記載したが、本発明の他の実施形態において、その他のパターンが可能である。例えば、図９は特定の実施形態例に係る平面パターン化された接触物質を含むダイヤモンド型アレイの一例を示す平面図である。本明細書に記載した技術を用いてアレイ型配列、図９の例示のダイヤモンド型配列、または、任意のその他の適切な配列でパターン化された１つ以上の行及び／又はパターン化された１つ以上の熱を形成してもよい。
【００５１】
上記のように、選択的に印加された、熱、放射線、及び／又はエネルギーは、酸素原子を特定の層から特定のその他の層に流れるようにしてもよい。したがって、上記のように、接触物質は初期に導電性又は非導電性を有してもよい。これは、熱、放射線、及び／又はエネルギーが選択的に印加されれば、酸素が接触物質の特定の位置で高い生成エンタルピーの領域から低い生成エンタルピーの領域に流れることができるためである。すなわち、特定の実施形態例において、酸素原子又はイオンが適切に励起されれば、酸素原子又はイオンは高い生成エンタルピーの層から低い生成エンタルピーの層に伝達されてもよい。
【００５２】
エンタルピーは、周知のように内部エネルギー（系を形成するのに必要なエネルギー）、及び系の環境を対立する体積及び圧力を設定して空間を形成するのに必要なエネルギーの量を含む熱力学界の総エネルギーの指標である。エンタルピーは、通常一部の場合、系の内部エネルギーの変化と同一の系のエンタルピー変化（デルタＨ）と周囲環境で系が行った作業の点で検討される。このような条件において、エンタルピーの変化は、化学的反応によって吸収されたり放出される熱である。物質の生成エンタルピーは、標準状態で構成元素から標準状態で物質を形成するのに伴うエンタルピーの変化である。ジルコニウム酸化物（例えば、ＺｒＯ２）の理論的な標準生成エンタルピーは、−１０８０ｋＪ／ｍｏｌであるが、一方、銀層が蒸着された場合に、層が主に銀を含めば、理論的な生成エンタルピーは０であってもよい（新しい化合物が実質的に生成されないため）。しかし、ジルコニウム酸化物の下部酸化物が形成されれば、生成エンタルピーは異なり得る。銀酸化物の理論的な標準生成エンタルピーは、−３１．１ｋＪ／ｍｏｌである。したがって、酸素が上部酸化ＺｒＯｘ層からＡｇ系層に移動し、酸素が銀酸化物含有層から下部酸化バッファ層に移動することが分かる。
【００５３】
特定の実施形態例において、基板の共通側（ｃｏｍｍｏｎ  ｓｉｄｅ）に２つの実質的に平面のパターン化された接触物質を提供してもよい。これは、レーザ及び／又はエネルギーの深さが適切に限定されたり垂直に調節されれば達成し得る。しかし、特定の実施形態例は、基板の反対側に平面パターン化された接触物質を提供して適切な行列アドレスを得ることができる。
【００５４】
また、その他の実施形態例において、従来のフォトリソグラフィ技術と本明細書に記載した平面パターン化された接触物質の技術を混合してマッチングすることができる。図１０及び図１１は、例えば特定の実施形態例に係るフォトリソグラフィ法で形成された接触物質に関連し、平面パターン化された接触物質が使用され得ることを説明した一例の断面図である。図１０に示すように、平面パターン化された接触物質３'は、基板１に配置されてもよい。フォトリソグラフィ法で形成された接触物質３は、平面パターン化された接触物質３'の上に位置してもよい。特定の実施形態例において、これは適切な行列アドレスを提供してもよい。勿論、平面パターン化された接触物質３'及びフォトリソグラフィ法で形成された接触物質３は、フォトリソグラフィ法で形成された接触物質３が基板１に隣接してパターン化された接触物質３'がその上に位置するようにその配置順序を変えてもよい。図１０と異なり、図１１は、基板１の第１主要面に平面パターン化された接触物質３'及び基板１の反対の主要面にフォトリソグラフィ法で形成される接触物質３を示す。
【００５５】
特定の実施形態例において、例えば蒸着された銀層が導電性を有する場合、銀凝集は酸化変化に伴って導電性変化を促進させるためのメカニズムの一部として用いてもよい。酸化が凝集を促進させた後、熱領域で銀層の不連続を起こし、続いて導電性を中断させることがある。
【００５６】
特定の実施形態例において、ドーパント、例えば、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎｉ、などを銀に添加して凝集及び／又は酸化に対する閾値を調節（例えば減少）することを助けてもよい。特定の例において、ドーパント値は、０．０００１重量％（ｗｔ％）から５重量％であってもよく、０．５重量％が好ましい。酸化を減少させるために、Ａｇへの適切なドーパントは、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｄＣｕ、及びＨｆを挙げることができ、Ａｇでの酸素拡散を減少させるのを助けて、結晶成長抑制剤として作用することもできる。
【００５７】
平面パターン化された接触物質の活性化した領域と不活性化された領域の導電性の変化が赤外線範囲で主に光透過を変化させることが分かった。これは、好ましくは接触物質の導電性領域と非導電性領域との間で外観の差を減少させる。これは、図１２に明確に示されており、特定の実施形態例にしたがって製造された蒸着した電極と熱活性化電極の透過率を示すグラフである。図１２のグラフから分かるように、コーティングされた電極と熱処理された電極又はその他の活性化した電極の間でＵＶスペクトルの変化はほとんどない。このようなシフトは、実際に可視範囲で透過率を増加させ、スペクトルの赤外線の部分でかなりの利益があることが明らかである。赤外線透過率が問題となる例示の用途において（例えば、一部平面パネルディスプレイ又はその他の電子装置の用途）、適切なＩＲフィルタは、ＥＭＩの作用を低減することを助けるために提供されてもよい。
【００５８】
図１３は、比較するために示したＩＴＯのシフト及びガラスと共に、本発明の特定の実施形態例にしたがって製造された蒸着した電極と加熱活性化した電極の反射色差を示すグラフであり、図１４は、比較するために示したＩＴＯのシフト及びガラスと共に、本発明の特定の実施形態例にしたがって製造された蒸着した電極と加熱活性化した電極の透過色差を示すグラフである。このようなグラフから分かるように、反射色及び透過色のデルタａ＊及びｂ＊値は非常に小さく、ガラス上のＩＴＯ蒸着によるシフトに比べて好ましい。特定の実施形態例において、反射色及び透過色のデルタａ＊は１０未満であり、より好ましくは５未満、一部の例では２又は３以下である。同様に、特定の実施形態例において、反射色及び透過色のデルタｂ＊は１０未満であり、より好ましくは５未満、より好ましくは２又は３以下である。
【００５９】
特定の実施形態例において、導電性領域と非導電性領域との間で色差の有意差はなくてもよい。好ましくは、特定の実施形態例において、ヘイズが改善されてもよく、すなわち０に非常に近い値であってもよい。
【００６０】
上記のように、本明細書に記載した平面パターン化された接触物質は、多様な電子装置に関連して用いてもよい。ＯＬＥＤは、本明細書に記載した平面パターン化された接触物質の利益を提供できる電子装置の一形態である。ＯＬＥＤは、テレビスクリーン、コンピュータモニター、小軽量システムスクリーン、例えば携帯電話及びＰＤＡ、時計、広告、情報、印（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）などに用いられる。ＯＬＥＤは、空間照明の光源及び大面積発光素子で用いられることもある。ＯＬＥＤ装置は、例えば、米国特許第７，６６３，３１１；７，６６３，３１２；７，６６２，６６３；７，６５９，６６１；７，６２９，７４１及び７，６０１，４３６に記載されており、それぞれの全体内容は、本明細書に参照として含まれている。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、電界発光層が電流に対して発光する有機化合物のフィルムである発光ダイオード（ＬＥＤ）である。場合により、このような有機半導体物質の層は、２つの電極の間に位置する。一般に、例えば、少なくとも１つの電極は透明である。このような１つの電極又は２つの電極は、本明細書に記載した平面パターン化された透明な接触物質であってもよい。
【００６１】
上記のように、酸素交換システム（例えば、２層）は、ＯＬＥＤディスプレイに関連して用いてもよい。一般的なＯＬＥＤは、２つの電極の間に挟んで入れた２つの有機層、すなわち電子及び正孔輸送層を含む。最上層電極は、一般的に高い反射率を有する金属鏡である。最下層電極は、一般的にガラス基板によって支持される透明な導電層である。最上層電極が一般的にカソードであって、最下層電極が一般的にアノードである。ＩＴＯは、多くの場合、アノードに用いられる。電極に電圧を印加すると、電荷は電場の影響下で装置で動き始める。電子がカソードを出発し、正孔はアノードから反対方向に移動する。このような電荷の再結合は、発光分子のＬＵＭＯとＨＯＭＯ水準の間でエネルギーギャップ（Ｅ＝ｈν）によって提供された振動数によって光子を形成し、電極に印加された電力は光で変形する。他の物質及び／又はドーパントを用いて他の色を生成してもよく、このような色を結合して追加の色を得ることができる。
【００６２】
図１５は、実施形態例にしたがって１つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むＯＬＥＤの一例を示す断面図である。ガラス基板１５０２は、透明なアノード層１５０４を支持してもよい。正孔輸送層１５０６が適切なドーパントによってドープされていれば、正孔輸送層は炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）系層であってもよい。従来の電子輸送及び放出層１５０８及びカソード層１５１０もまた提供されてもよい。上記のように、アノード層１５０４及びカソード層１５１０の１つ又は２つは、本明細書に記載した平面パターン化された接触物質の技術から利益を得てもよい。
【００６３】
このような技術は、同様に無機発光ダイオード（ＩＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、及び／又はその他の用途に用いてもよい。例えば、米国特許出願第１２／９２３，８４２及び１２／９２６，７１３を参照し、この文献にはこのような装置の例を記載して、本明細書に参照として含まれている。
【００６４】
上記のように、本明細書に記載した技術は、ＬＣＤ及び／又はその他の平面パネルディスプレイに関連して用いてもよい。ＬＣＤ装置は、当該分野で知られている。例えば、米国特許第７，６０２，３６０；７，４０８，６０６；６，３５６，３３５；６，０１６，１７８；及び、５，５９８，２８５、及び米国特許出願第１３／０２０，９８７を参照し、各々は本明細書全体に含まれている。図１６は、実施形態例に係る一つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むＬＣＤディスプレイ装置の断面図である。一般的に、ディスプレイ装置１６０１は、通常第１基板１６０４と第２基板１６０６との間に介在する液晶物質１６０２の層を含み、第１基板１６０４と第２基板１６０６とは、通常ホウケイ酸ガラス基板である。第１基板１６０４は多くの場合、色フィルタ基板と呼ばれ、第２基板１６０６は多くの場合、活性又はＴＦＴ基板と呼ばれる。
【００６５】
第１基板又は色フィルタ基板１６０４は、通常ディスプレイの色品質を向上させるために、一例としてその上に形成されたブラックマトリックス１６０８を含む。ブラックマトリックスを形成するために、ポリマー、アクリル、ポリイミド、金属、または、その他の適切なベースがブランケット層として配置された後にフォトリソグラフィなどを用いてパターン化されてもよい。個々の色フィルタ１６１０がブラックマトリックスで形成される正孔に配置される。一般に、個々の色フィルタは、多くの場合、赤色フィルタ（１６１０ａ）、緑色フィルタ（１６１０ｂ）、及び青色フィルタ（１６１０ｃ）を含むが、その他の色はこのような素子の代りに又は素子と共に用いてもよい。個々の色フィルタは、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、または、その他の適切な技術によって形成されてもよい。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又はその他の適切な導電性物質から形成された共通電極１６１２は、実質的に基板の全体又はブラックマトリックス１６１２及び個々の色フィルタ（１６１０ａ、１６１０ｂ、及び１６１０ｃ）の上に形成される。
【００６６】
第２基板又はＴＦＴ基板１６０６は、その上に形成されたＴＦＴ１６１４のアレイを有する。このようなＴＦＴは、駆動電子装置（図示せず）によって選択的に作動して液晶物質２の層で液晶光バルブの機能を調節する。ＴＦＴ基板及びその上に形成されたＴＦＴアレイは、例えば米国特許第７，５８９，７９９；７，０７１，０３６；６，８８４，５６９；６，５８０，０９３；６，３６２，０２８；５，９２６，７０２；及び、５，８３８，０３７に記載されており、各々は本明細書全体に含まれている。図１６に示されていない光源、１つ以上の偏光板、配向層などは、一般的なＬＣＤディスプレイ装置に含まれてもよい。カバーガラスは、例えば色フィルタ基板及び／又はその他の内部部品を保護するのを助けるために提供されてもよい。ＴＦＴ基板１６０６及び／又は色フィルタ基板１６０４は、例えば、パターン化された電極として平面パターン化された接触物質を支持してもよい。
【００６７】
上記のように、本明細書に記載した技術は、タッチパネル装置に関連して用いてもよい。タッチパネルディスプレイは、本明細書に記載した平面パターン化された接触物質又はその他の導電層を含む静電式又は抵抗式タッチパネルディスプレイであってもよい。例えば、米国特許第７，４３６，３９３；７，３７２，５１０；７，２１５，３３１；６，２０４，８９７；６，１７７，９１８；及び、５，６５０，５９７、及び米国出願番号１２／２９２，４０６を参照し、その内容は本明細書に参照として含まれている。例えば、図１７は、実施形態例に係る一つ以上の平面パターン化された接触物質層を含むタッチスクリーンの断面概略図である。図１７は、特定の実施形態例において、ＬＣＤ、プラズマ又はその他の平面パネルディスプレイであってもよい下層ディスプレイ１７０２を含む。光学的に透明な接着剤１７０４は、ディスプレイ１７０２を薄いガラスシート１７０６に結合させる。図１７の実施形態例にいて、最上層として変形ＰＥＴホイル１７０８が提供される。ＰＥＴホイル１７０８は、複数のピラースペーサ（ｐｉｌｌａｒ  ｓｐａｃｅｒ）１７１０及びエッジシール（ｅｄｇｅ  ｓｅａｌ）１７１２によって薄いガラス基板１７０６の上面から離間している。第１及び／又は第２平面パターン化された接触物質層（１７１４及び１７１６）は、ディスプレイ１７０２に隣接したＰＥＴホイル１７０８の表面及びＰＥＴホイル１７０８を向かい合う面に薄いガラス基板１７０６に提供されてもよい。１つ又は２つの接触物質層は、本明細書に記載した技術にしたがってパターン化されてもよい。
【００６８】
特定の電子装置の例が確認されたが、本明細書に開示した技術は、太陽光電池の用途において、多様な装置などでゲート又はデータ線として含まれるその他の電子装置に関連して用いてもよい。
【００６９】
本明細書に記載した技術を用いて得られる利点は、接触物質が従来のＩＴＯ系の接触物質よりも安価な費用で製造し得ることが分かる。費用節減の鍵は、ＩＴＯを比較的安価な銀の薄層に交換することに関連する。費用節減のまた他の鍵は、フォトリソグラフィで用いられる数多くの工程及び物質の除去に関連する。平面パターン化された接触物質は、好ましくは層の実際の構造を妨げることなく導電性及び／又は抵抗に対してパターン化されるため増加した耐久性を有する。
【００７０】
特定の実施形態例には、パターニングにＩＲ照射を用いることが記載されたが、その他の実施形態例は他の技術を用いてもよい。例えば、ＵＶレーザ波長及び可視レーザ波長は、ＩＲの代り又はＩＲと共に用いてもよい。このような技術は、ＩＲはコーティングによって少なくとも部分的に反射してもよいが、一方、ＵＶ及び／又は一部可視波長は、Ａｇ以外の層によって効果的に吸収されてスタックを加熱するために用いられるため、場合によっては好ましい。例えば、ＵＶを用いれば、エネルギーはシード層によって吸収され得る（これは、約３．０〜３．６ｅＶのエネルギーを有するＵＶの吸収に適切なバンドギャップを有する半導体であってもよい）。したがって、特定の実施形態例において、シード層によってＵＶエネルギーから可能な熱を吸収した後に上部酸化層に伝達してもよい。
【００７１】
このように、特定の実施形態例において、接触物質の所望する領域で薄膜物質の選択的な導電性変化は、放射エネルギーを選択的波長の光の形態で印加することによって達成してもよい。照射波長に応じて、光エネルギーは多層スタックの特定の層、例えばスズ酸化物又は亜鉛酸化物を含むシード層によって選択的に吸収された後に、光子によって銀層及び隣接した上部酸化層に供給してもよい。供給されたエネルギーは、接触物質の特定１層の間でイオン交換及び／又は導電性銀層の凝集を起こして所望する領域で導電性を変化させる。照射方法の適切なチューニングは、十分な熱を多層スタックに供給して物質を除去しなくても導電性を変更させることができる。接触物質は、実質的に平面で統合的な電子装置に多くの利点を付加する。
【００７２】
特定の実施形態例は、熱源の形態及びスタック熱相互作用メカニズムに関する。熱源からの光エネルギーは適切なメカニズムによって供給されてもよい。
【００７３】
第１の選択肢では、熱源からの光エネルギーは本質的に銀導電層以外にスタックの少なくとも１層で選択的な吸収によって供給される。この選択肢において、エネルギーは銀層及び隣接した上部酸化層に伝えられ、銀凝集及び／又はイオン及び／又は原子（例えば、酸素）交換を起こして導電性を変更させる（この場合、高度に導電性を中断又は抑制する）。スタックで任意の１つ以上の層が用いられ、光エネルギーを吸収できるが、高レベルのエネルギー伝達を保障するのを助けるために、銀に最も近い層を対象とする特定の実施において有利である。この場合、光エネルギーはスタックの少なくとも１層の物質のバンドギャップより大きくてもよい。したがって、銀層の真下に接触して位置するスズ酸化物又は亜鉛酸化物を含むシード層は、好ましい対象層であり得る。光子エネルギーは、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）を含む層に対して少なくとも３．２ｅＶであってもよく、スズ酸化物を含む層に対して少なくとも３．８ｅＶであってもよい。このような値は、３９０ｎｍ及び３２６ｎｍ未満の波長を有する紫外線（ＵＶ）光に相応する。
【００７４】
第２の選択肢では、熱源からの光エネルギーは、銀層の吸収によって供給される。図１８に示すように、銀は、近赤外線及び赤外線で大部分が反射し、可視範囲において略透明である。したがって、このような領域で吸収は小さくなる傾向があり、ＩＲ光は略「消費」される。また、その他の層（本明細書に開示した例示層のスタックで誘電体を含む）及び広いバンドギャップ半導体（例えば、シード層）は本質的にＩＲに対して透明であってもよい。したがって、ＵＶ光が銀層によって容易に吸収されるためにＵＶ光を用いることが好ましい。特定の実施形態例において、１つ以上のＵＶ波長は、吸収が１０％を超過、より好ましくは１５％を超過、より好ましくは２５％を超過するように選択されてもよい。図１８に示すように、これは、ＵＶ波長、特に４００ｎｍ未満、より好ましくは３７５ｎｍ未満、より好ましくは３００〜３５０ｎｍの波長に相応する。
【００７５】
上記から理解されるように、ＵＶ光は導電性を変更するためにスタックにエネルギーを供給するための効果的な光源であってもよい。したがって、特定の実施形態例は、スタックの物質を除去したり損傷させることなく多層スタックの少なくとも１層に供給される光、好ましくは４００ｎｍ未満のＵＶ光を用いて実質的に平面の薄膜透明な導電性接触物質が選択的にパターン化（例えば、導電性の変更）することを含んでもよいことが分かる。選択された波長は、例えば相応する光エネルギーがスタックで対象層の物質のバンドギャップより大きくなるように対象層に対してチューニングしてもよい。例えば、ＺｎＯを含む対象層に対して、光子エネルギーは、好ましくは２．７〜３．７ｅＶであり、より好ましくは２．９〜３．５ｅＶ、場合によって約３．２ｅＶである。対応する波長は、３３０〜４５０ｎｍ、より好ましくは３５０〜４３０ｎｍ、場合によって約３９０ｎｍであってもよい。スズ酸化物を含むシード対象層に対して、光子エネルギーは、好ましくは３．２〜４．４ｅＶ、より好ましくは３．４〜４．２ｅＶ、場合によって約３．８ｅＶであってもよい。対応する波長は、２７５〜３７５ｎｍ、より好ましくは２９０〜３６０ｎｍ、場合によって約３２６ｎｍであってもよい。特定の実施形態例において、供給された光の出力は、１〜５０ｍＷであってもよい。特定の実施形態例において、供給された光の出力は１〜５ｍＷであり、一方その他の実施形態で供給された光の出力は２０ｍＷであってもよい。
【００７６】
適切なパターニングは、図４Ａ〜図４Ｂに関連して記載された例示のセットアップを用いて達成してもよい。図４Ｂに示すレーザを用いることが、高解像度の領域を必要とする、又は好ましい場合（例えば、高解像度ディスプレイなどに対し）に有利であり得る。ＵＶランプのような１つ以上の２次元光源を用いたマスクを介するＵＶ照射（図４Ａに例示）は、例えば、特定形態のタッチパネルディスプレイのような用途に許容されてもよい。固体レーザは、ＵＶ照射に対して用いてもよい。他の実施形態において、重水素、キセノン、または、その他のランプを用いてもよい。
【００７７】
レーザＵＶ露出に対して、さらに又はその代りにエキシマレーザ（例えば、ＸｅＦ、ＸｅＣｌなどを基礎）を用いてもよい。このようなレーザは、通常約１２００Ｗ以下の非常に高い出力で利用可能である。エキシマレーザは、マスクを介してフィルムの露出に用いらたり処理量を増やすために用いてもよい。エキシマレーザは、ディスプレイ用にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に結晶化するのにかなり定期的に使用され、容易に市販製造に組み込めることが注目されている。
【００７８】
ＩＲスペクトルで照射するために、他の実施携帯例において短パルスイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ、Ｎｄ−ＹＡＧ、Ｈｏ−ＹＡＧ、Ｅｒ−ＹＡＧ）レーザ又はＣＯ２レーザを用いてもよい。
【００７９】
特定の技術は、多層スタックの物質を著しく損傷したり除去することなく、吸収層に十分な出力を供給することを含むことが分かる。これは、単位面積当たりの平均出力をアブレーション閾値未満で用いる特定の場合に達成されてもよい。これは、使用率、振動数、及びピーク出力を適切に均衡を合わせたり及び／又は光学手段を用いてビームの焦点ぼけを有することによって達成してもよい。
【００８０】
図１９は、レーザが非損傷導電性変更インプリントを残す特定の実施形態例のレーザパターニングを概略的に示する。インプリントは、暗い領域で示されるが、インプリントは導電性変更領域が隣接した非導電性変更領域と実質的に同一の顕著な特性を有する（例えば、認知可能な透過率変化及び／又は色シフトがない）ことが分かる。導電性変更インプリントは、用いられたレーザ又は光源にしたがって一連の部分的に重複、又は隣接した可視的又は不可視的な円、四角形又はその他の形態であってもよい。特定の実施形態例において、このような領域の導電度は、処理されなかった領域の導電度より３０，０００程度小さくてもよい。特定の実施形態例において、導電度費は、所望する用途によって１００，０００：１以上であってもよい。
【００８１】
本明細書に記載した特定の実施形態例にはガラス基板の上に配置された薄膜層スタックを含むことが記載されている。例えば、ガラス基板は、ソーダライムシリカ系基板又はホウケイ酸ガラス基板であってもよいことが分かる。しかし、その他の実施形態例において、基板はシリコンウェハ又はチップであってもよい。その他の実施形態例において、基板はフレキシブル及び／又はプラスチック系のポリマー物質であってもよい。すなわち、本明細書に記載した基板は任意の適切な物質であってもよい。
【００８２】
本明細書で使用するとき、「上に（ある）」、「によって支持されている」等の用語は、特に明記されていない限り、２つの要素が互いに直接隣り合っていることを表すものではないと解釈すべきである。言い換えると、第１層と第２層の間に層が１つ以上存在していても、第１層は第２層の「上に」ある又は第２層「によって支持されている」ということができる。
【００８３】
本発明は、現在最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて記載してきたが、本発明は、開示した実施態様に限定されるものではなく、それどころか、特許請求の範囲の主旨及び範囲に包含される様々な変更及び同等の配置を網羅するものであると解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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