JP2003533890A - 電極を作製するためのエッチング方法 - Google Patents
電極を作製するためのエッチング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
実質的に透明な電極が、順に、下部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層、を基材上に形成する工程と、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層および前記導電層を化学エッチングして前記金属導電層中に別個の電極を形成する工程と、を有する方法によって、前記基材上に形成される。
Description
【０００１】
技術分野
この発明は、ディスプレイ装置に使用するための透明な電極をパターン形成す
るための湿潤エッチング方法に関する。
るための湿潤エッチング方法に関する。
【０００２】
背景技術
本明細書に参照により取り入れる米国特許出願第０９／００９，３９１号には
、基材上に複数の実質的に透明な電極を形成する方法が記載されている。この方
法は、基材上に、順に、下部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも約４０
０8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層を形成する工程を含む。上部高屈
折率層、導電層および、任意に、下部高屈折率層が、レーザー融蝕によってパタ
ーン形成され、金属導電層中に複数の別個の電極を形成する。レーザー光線が基
材の上にラスタパターンで走査され、そしてラスタ画像プロセッサからのデジタ
ル信号の制御下で変調される。レーザー融蝕の手順を終えた後、電極集成体は表
面残留物および再堆積したデブリで汚染される。次に、集成材の表面を、界面活
性剤を含有する水溶液で洗浄し、任意に緩やかに研磨し、残留物およびデブリを
除去する。
、基材上に複数の実質的に透明な電極を形成する方法が記載されている。この方
法は、基材上に、順に、下部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも約４０
０8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層を形成する工程を含む。上部高屈
折率層、導電層および、任意に、下部高屈折率層が、レーザー融蝕によってパタ
ーン形成され、金属導電層中に複数の別個の電極を形成する。レーザー光線が基
材の上にラスタパターンで走査され、そしてラスタ画像プロセッサからのデジタ
ル信号の制御下で変調される。レーザー融蝕の手順を終えた後、電極集成体は表
面残留物および再堆積したデブリで汚染される。次に、集成材の表面を、界面活
性剤を含有する水溶液で洗浄し、任意に緩やかに研磨し、残留物およびデブリを
除去する。
【０００３】
要旨
電極集成材の、上部高屈折率層、導電層、および、任意に、下部高屈折率層の
融蝕パターン形成は、高度に正確且つ有効である。しかしながら、このような方
法は、すべての材料および構造体に適切ではない場合がある。レーザー融蝕装置
で用いた高解像度画像ファイルは、全てのパターン形成操作に必要とされない場
合がある。さらに、既存の製造設備中にレーザー融蝕装置を組み入れることが可
能ではない場合がある。
融蝕パターン形成は、高度に正確且つ有効である。しかしながら、このような方
法は、すべての材料および構造体に適切ではない場合がある。レーザー融蝕装置
で用いた高解像度画像ファイルは、全てのパターン形成操作に必要とされない場
合がある。さらに、既存の製造設備中にレーザー融蝕装置を組み入れることが可
能ではない場合がある。
【０００４】
１つの態様において、本発明は、電極の形成方法であり、前記方法は、基材上
に、順に、下部高屈折率層、導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導
電率を有する上部高屈折率層を形成する工程と、前記下部高屈折率層、前記上部
高屈折率層および前記導電層を化学エッチングし、前記導電層中に電極を形成す
る工程と、を含む。
に、順に、下部高屈折率層、導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導
電率を有する上部高屈折率層を形成する工程と、前記下部高屈折率層、前記上部
高屈折率層および前記導電層を化学エッチングし、前記導電層中に電極を形成す
る工程と、を含む。
【０００５】
別の態様において、本発明は、実質的に透明な電極集成体であって、順に、下
部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有
する上部高屈折率層を堆積させた基材を有する実質的に透明な電極集成体である
。前記導電層は、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層、および前記導電層
を化学エッチングすることによって形成された複数の別個の電極を備える。
部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有
する上部高屈折率層を堆積させた基材を有する実質的に透明な電極集成体である
。前記導電層は、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層、および前記導電層
を化学エッチングすることによって形成された複数の別個の電極を備える。
【０００６】
さらに別の態様において、本発明は、実質的に透明な電極集成体を備えるディ
スプレイ装置である。前記電極集成体は、順に、下部高屈折率層、金属導電層、
および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層を堆積さ
せた基材を有する。前記導電層は、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層、
および前記導電層を化学エッチングすることによって形成された複数の別個の電
極を備える。
スプレイ装置である。前記電極集成体は、順に、下部高屈折率層、金属導電層、
および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層を堆積さ
せた基材を有する。前記導電層は、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層、
および前記導電層を化学エッチングすることによって形成された複数の別個の電
極を備える。
【０００７】
別の態様において、本発明は、この実質的に透明な電極集成体を有する電子デ
バイスである。
バイスである。
【０００８】
本発明の１つ以上の実施態様の詳細を、以下の説明に示す。本発明の他の特徴
、目的、および利点は、説明および特許請求の範囲から明らかであろう。
、目的、および利点は、説明および特許請求の範囲から明らかであろう。
【０００９】
詳細な説明
本発明の方法で用いられる基材は、その上に電極の形成を可能にする十分な機
械的結合性および十分に平滑な表面を有する何れの材料から作製されてもよい。
電極集成体の他の層と同様、基材は好ましくは、液晶ディスプレイで使用するこ
とを可能にするために十分に透明である。ガラス基材を用いてもよいが、基材が
合成樹脂から作製されることが概して好ましい。この目的のための好ましい樹脂
には、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリ（アルキル）アクリレート、セルロ
ースジアセテート、ポリカーボネート、ポリエステルの他、スイス、バーゼルの
Ｌｏｎｚａ ＡＧ製の商品名「ＰＯＫＡＬＯＮ ＨＴ」より入手可能な高ガラス
転移温度（Ｔｇ）ポリカーボネートコポリマー、スイス、バーゼルのＬｏｎｚａ
ＡＧ製の商品名「ＴＲＡＮＳＰＨＡＮ」として市販の材料などの、ポリ（ビス
（シクロペンタジエン）縮合物）などがある。この材料は、製造元によれば式：
械的結合性および十分に平滑な表面を有する何れの材料から作製されてもよい。
電極集成体の他の層と同様、基材は好ましくは、液晶ディスプレイで使用するこ
とを可能にするために十分に透明である。ガラス基材を用いてもよいが、基材が
合成樹脂から作製されることが概して好ましい。この目的のための好ましい樹脂
には、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリ（アルキル）アクリレート、セルロ
ースジアセテート、ポリカーボネート、ポリエステルの他、スイス、バーゼルの
Ｌｏｎｚａ ＡＧ製の商品名「ＰＯＫＡＬＯＮ ＨＴ」より入手可能な高ガラス
転移温度（Ｔｇ）ポリカーボネートコポリマー、スイス、バーゼルのＬｏｎｚａ
ＡＧ製の商品名「ＴＲＡＮＳＰＨＡＮ」として市販の材料などの、ポリ（ビス
（シクロペンタジエン）縮合物）などがある。この材料は、製造元によれば式：
【化１】
（式中、Ｘが極性基である）である「ＡＲＴＯＮ」という商品名で、日本の東京
にある日本合成ゴム社で販売されたポリマーから作製されたフィルムである。
にある日本合成ゴム社で販売されたポリマーから作製されたフィルムである。
【００１０】
基材は一方または両方の表面が被覆され、気体および湿気に対して遮断層を提
供し、および／または基材の硬度および耐引っかき性を改善し、および／または
高屈折率層の、基材に対する接着性を改善することができる。例えば、硬質ポリ
マーが、基材の表面の一方または両方の上に被覆されてもよい。このような硬質
コーティングは一般に、約１〜約１５Φｍ、好ましくは、約２〜約４Φｍの厚さ
を有する。コーティングを、適切なポリマー材料の（熱によってまたは紫外線に
よって開始された）フリーラジカル重合によって重合させることができる。特に
好ましい硬質コーティングは、ウィスコンシン州、ニューベルリンのＴｅｋｒａ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「ＴＥＲＲＡＰＩＮ」という商品名で販売されるア
クリルコーティングである。
供し、および／または基材の硬度および耐引っかき性を改善し、および／または
高屈折率層の、基材に対する接着性を改善することができる。例えば、硬質ポリ
マーが、基材の表面の一方または両方の上に被覆されてもよい。このような硬質
コーティングは一般に、約１〜約１５Φｍ、好ましくは、約２〜約４Φｍの厚さ
を有する。コーティングを、適切なポリマー材料の（熱によってまたは紫外線に
よって開始された）フリーラジカル重合によって重合させることができる。特に
好ましい硬質コーティングは、ウィスコンシン州、ニューベルリンのＴｅｋｒａ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「ＴＥＲＲＡＰＩＮ」という商品名で販売されるア
クリルコーティングである。
【００１１】
シリカ（ＳｉＯx）の薄い（一般に、１０〜４０ｎｍ、好ましくは約３０ｎｍ
）層を基材の一方または両方の表面の上に適用し、最終液晶ディスプレイ集成体
のための気体および湿気遮断層の働きをし、および接着性促進剤の働きをして下
部高屈折率層の接着性を改善することができる。本明細書で用いた用語「シリカ
」は、式ＳｉＯxの材料を意味し、Ｘは必ずしも２に等しくない。これらのシリ
カ層を、酸素雰囲気中でケイ素の化学蒸着またはスパッタリングによって堆積さ
せることができ、その結果、堆積された材料は高純度シリカの理論量式（ｓｔｏ
ｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ ｆｏｒｍｕｌａ）ＳｉＯ2に正確に合致しない。硬質
コーティングとシリカ層との両方が基材に適用されるとき、前記層は、何れの順
序で適用されてもよい。好ましい実施態様において、第１のシリカ層を基材の表
面の上に適用し、その後に、順に、硬質コーティングおよび第２のシリカ層を適
用する。
）層を基材の一方または両方の表面の上に適用し、最終液晶ディスプレイ集成体
のための気体および湿気遮断層の働きをし、および接着性促進剤の働きをして下
部高屈折率層の接着性を改善することができる。本明細書で用いた用語「シリカ
」は、式ＳｉＯxの材料を意味し、Ｘは必ずしも２に等しくない。これらのシリ
カ層を、酸素雰囲気中でケイ素の化学蒸着またはスパッタリングによって堆積さ
せることができ、その結果、堆積された材料は高純度シリカの理論量式（ｓｔｏ
ｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ ｆｏｒｍｕｌａ）ＳｉＯ2に正確に合致しない。硬質
コーティングとシリカ層との両方が基材に適用されるとき、前記層は、何れの順
序で適用されてもよい。好ましい実施態様において、第１のシリカ層を基材の表
面の上に適用し、その後に、順に、硬質コーティングおよび第２のシリカ層を適
用する。
【００１２】
本方法において、基材の上に以下の層を、すなわち、下部高屈折率層、金属導
電層および上部高屈折率層を順に堆積させる。いろいろな技術、例えば、電子ビ
ームおよび熱蒸発を用いて、これらの層を堆積させることができるが、前記層は
好ましくは、スパッタリングによってまたは化学蒸着によって堆積される。ｄｃ
スパッタリング方法が特に好ましいが、ＲＦ、マグネトロンおよび反応スパッタ
リングおよび低圧、プラズマ強化およびレーザー強化化学蒸着もまた、用いても
よい。好ましいプラスチック基材を用いるとき、３つの層の各々を、約１７０℃
以下の温度で基材の上に堆積させ、プラスチック基材への損傷を妨ぐのがよい。
温度の限度はもちろん、用いた正確な基材材料でによって変化する。例えば、Ｔ
ＲＡＮＳＰＨＡＮ基材については、堆積温度は約１６０〜約１６５℃より高くな
るべきではない。
電層および上部高屈折率層を順に堆積させる。いろいろな技術、例えば、電子ビ
ームおよび熱蒸発を用いて、これらの層を堆積させることができるが、前記層は
好ましくは、スパッタリングによってまたは化学蒸着によって堆積される。ｄｃ
スパッタリング方法が特に好ましいが、ＲＦ、マグネトロンおよび反応スパッタ
リングおよび低圧、プラズマ強化およびレーザー強化化学蒸着もまた、用いても
よい。好ましいプラスチック基材を用いるとき、３つの層の各々を、約１７０℃
以下の温度で基材の上に堆積させ、プラスチック基材への損傷を妨ぐのがよい。
温度の限度はもちろん、用いた正確な基材材料でによって変化する。例えば、Ｔ
ＲＡＮＳＰＨＡＮ基材については、堆積温度は約１６０〜約１６５℃より高くな
るべきではない。
【００１３】
基材に隣接した下部高屈折率層は、電気絶縁性または導電性であってもよい。
絶縁材料が概して好ましく、下部高屈折率層の何れかの部分がパターン形成工程
の後に隣接した電極間に残っていても、残存部分が電極間の電気ショートを起こ
さない。このような電気ショートは、それが実際において２つの隣接した電極を
単一電極に変え、電極集成体が用いられる液晶ディスプレイまたはタッチスクリ
ーンの品質に悪影響を与えるので、もちろん望ましくない。しかしながら、パタ
ーン形成条件が、下部高屈折率層の部分がパターン形成後に残っていないことを
確実にする場合、高屈折率導電層が用いられてもよい。
絶縁材料が概して好ましく、下部高屈折率層の何れかの部分がパターン形成工程
の後に隣接した電極間に残っていても、残存部分が電極間の電気ショートを起こ
さない。このような電気ショートは、それが実際において２つの隣接した電極を
単一電極に変え、電極集成体が用いられる液晶ディスプレイまたはタッチスクリ
ーンの品質に悪影響を与えるので、もちろん望ましくない。しかしながら、パタ
ーン形成条件が、下部高屈折率層の部分がパターン形成後に残っていないことを
確実にする場合、高屈折率導電層が用いられてもよい。
【００１４】
絶縁性であるか導電性であるかを問わず、下部高屈折率層は一般に、金属酸化
物から形成される。下部高屈折率層に用いられてもよい酸化物は、酸化インジウ
ム（Ｉｎ2Ｏ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化
インジウムガリウム、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）および酸化スズインジウム（Ｉ
ＴＯ）である。ＩＴＯが好ましい。液晶ディスプレイ集成体用の電極の製造の当
業者には周知であるように（例えば、Ｐａｔｅｌらの、ＤＣスパッタリングによ
って可撓性の基材上の反応性ＩＴＯ堆積方法のモニタリングおよび制御方法、Ｓ
ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏａｔｅｒｓ ３９th Ａｎｎｕａｌ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、４４１
−４５（１９９６）、Ｇｉｂｂｏｎｓらの、ディスプレイの適用のためのＩＴＯ
コーティング、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏａｔｅｒｓ ４０th Ａｎｎｕａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ、２１６−２２０（１９９７））、このような金属酸化物層の導電率は
、酸化物層が堆積される条件を変化することによって、数オーダー以上、制御さ
れ得る。好ましいｄｃスパッタリング堆積方法についての関連条件には、温度、
反応装置圧力、酸素分圧、ｄｃバイアスおよび堆積速度などが挙げられる。ドー
ピングもまた、絶縁層の導電率を制御するために用いてもよい。一般に、絶縁層
の厚さは、約２０〜約８０ｎｍである。
物から形成される。下部高屈折率層に用いられてもよい酸化物は、酸化インジウ
ム（Ｉｎ2Ｏ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化
インジウムガリウム、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）および酸化スズインジウム（Ｉ
ＴＯ）である。ＩＴＯが好ましい。液晶ディスプレイ集成体用の電極の製造の当
業者には周知であるように（例えば、Ｐａｔｅｌらの、ＤＣスパッタリングによ
って可撓性の基材上の反応性ＩＴＯ堆積方法のモニタリングおよび制御方法、Ｓ
ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏａｔｅｒｓ ３９th Ａｎｎｕａｌ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、４４１
−４５（１９９６）、Ｇｉｂｂｏｎｓらの、ディスプレイの適用のためのＩＴＯ
コーティング、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏａｔｅｒｓ ４０th Ａｎｎｕａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ、２１６−２２０（１９９７））、このような金属酸化物層の導電率は
、酸化物層が堆積される条件を変化することによって、数オーダー以上、制御さ
れ得る。好ましいｄｃスパッタリング堆積方法についての関連条件には、温度、
反応装置圧力、酸素分圧、ｄｃバイアスおよび堆積速度などが挙げられる。ドー
ピングもまた、絶縁層の導電率を制御するために用いてもよい。一般に、絶縁層
の厚さは、約２０〜約８０ｎｍである。
【００１５】
基材に隣接した下部高屈折率層で（および上部高屈折率層で）必要とされる屈
折率は、本発明の電極集成体が組み入れられる最終装置に存在している他の層に
ある程度依存して変化する。概して、高屈折率層の屈折率は、５５０ｎｍで測定
されるとき、１．６を超え、上に言及した論文に記載されているように、好まし
い金属酸化物の高屈折率層の屈折率を、１．９を超えるように容易に作製するこ
とができる。
折率は、本発明の電極集成体が組み入れられる最終装置に存在している他の層に
ある程度依存して変化する。概して、高屈折率層の屈折率は、５５０ｎｍで測定
されるとき、１．６を超え、上に言及した論文に記載されているように、好まし
い金属酸化物の高屈折率層の屈折率を、１．９を超えるように容易に作製するこ
とができる。
【００１６】
導電層は、使用された堆積方法によって堆積可能な、最終電極集成体において
必要とされる低い抵抗を提供する十分な導電率を有することができる何れの材料
からも作製される。好ましくは、導電層は、金属または金属合金、最も好ましく
は金、銀の少なくとも１つの金属および金／銀合金（例えば、米国特許第４，２
３４，６５４号に記載された合金）を含む。金は導電層の耐蝕性を改善するので
、この層が金のより薄い層を一方の面または両面に被覆された銀の層を含むのが
概して望ましい。例えば、金の２つの１ｎｍ層の間に挟まれた銀の１０ｎｍ層は
、良好な結果となることがわかった。導電層の全厚さは、一般に、約５〜約２０
ｎｍの範囲である。
必要とされる低い抵抗を提供する十分な導電率を有することができる何れの材料
からも作製される。好ましくは、導電層は、金属または金属合金、最も好ましく
は金、銀の少なくとも１つの金属および金／銀合金（例えば、米国特許第４，２
３４，６５４号に記載された合金）を含む。金は導電層の耐蝕性を改善するので
、この層が金のより薄い層を一方の面または両面に被覆された銀の層を含むのが
概して望ましい。例えば、金の２つの１ｎｍ層の間に挟まれた銀の１０ｎｍ層は
、良好な結果となることがわかった。導電層の全厚さは、一般に、約５〜約２０
ｎｍの範囲である。
【００１７】
上部高屈折率層を形成するための好ましい材料および方法は、下部高屈折率層
を形成するための材料および方法と同じであるが、ただし、上層を堆積させるた
めに用いた条件を変化させ、上層の実質的な導電率を生じさせるのがよい。電極
集成体で用いた層の抵抗は通常、集成体の表面全体にわたって測定され、導電率
が少なくとも約４００8 1／スケア、望ましく約１００〜約２００8 1／スケアであ
る上部高屈折率層が良好な結果をもたらす。上部高屈折率層の厚さは好ましくは
、約２０〜約１００ｎｍである。
を形成するための材料および方法と同じであるが、ただし、上層を堆積させるた
めに用いた条件を変化させ、上層の実質的な導電率を生じさせるのがよい。電極
集成体で用いた層の抵抗は通常、集成体の表面全体にわたって測定され、導電率
が少なくとも約４００8 1／スケア、望ましく約１００〜約２００8 1／スケアであ
る上部高屈折率層が良好な結果をもたらす。上部高屈折率層の厚さは好ましくは
、約２０〜約１００ｎｍである。
【００１８】
以下の表１は、下部高屈折率層、導電層および上部高屈折率層の組合せの実施
例を記載する。
例を記載する。
【００１９】
【表１】
【００２０】
下部高屈折率層、導電層および上部高屈折率層の堆積の後に、上部高屈折率層
および導電層が、湿潤エッチプロセスを用いてパターン形成され、導電層中に複
数の別個の電極を形成する。パターン形成は好ましくは、上部高屈折率層と導電
層との両方を通して完全に広がり、導電層中に形成された隣接した電極間の短絡
回路がないことを確実にするのがよい。実際は、パターン形成は通常、基材に隣
接した下部高屈折率層を通して完全に広がるが、しかしながら、既に示したよう
に、下部高屈折率層の何れかの部分がパターン形成後に残っている場合、下部高
屈折率層は、隣接した電極間の望ましくない電流漏れを妨ぐのに十分な抵抗を有
することが好ましい。
および導電層が、湿潤エッチプロセスを用いてパターン形成され、導電層中に複
数の別個の電極を形成する。パターン形成は好ましくは、上部高屈折率層と導電
層との両方を通して完全に広がり、導電層中に形成された隣接した電極間の短絡
回路がないことを確実にするのがよい。実際は、パターン形成は通常、基材に隣
接した下部高屈折率層を通して完全に広がるが、しかしながら、既に示したよう
に、下部高屈折率層の何れかの部分がパターン形成後に残っている場合、下部高
屈折率層は、隣接した電極間の望ましくない電流漏れを妨ぐのに十分な抵抗を有
することが好ましい。
【００２１】
本発明の湿潤エッチ方法において、順に、下部高屈折率層、導電層、および上
部高屈折率層を適用した基材は、エッチング槽内で処理される。湿潤エッチ方法
は多数の工程を含めてもよく、または単一工程で行われてもよい。エッチング槽
の組成物は、上部および下部高屈折率層および導電層のために選択された材料に
応じて広範囲に変化してもよい。好ましくは、エッチング槽の組成物は、導電層
中に電極を形成するために下部高屈折率層、上部高屈折率層および導電層を除去
するように選択されるのがよい。
部高屈折率層を適用した基材は、エッチング槽内で処理される。湿潤エッチ方法
は多数の工程を含めてもよく、または単一工程で行われてもよい。エッチング槽
の組成物は、上部および下部高屈折率層および導電層のために選択された材料に
応じて広範囲に変化してもよい。好ましくは、エッチング槽の組成物は、導電層
中に電極を形成するために下部高屈折率層、上部高屈折率層および導電層を除去
するように選択されるのがよい。
【００２２】
例えば、電極構造体中の層が表１の材料を利用し、下部高屈折率層がＩＴＯで
ある場合、エッチング溶液は、Ｈ2ＳＯ4を保有する第１の槽、ＦｅＣｌ3を保有
する第２の槽およびＨ2ＳＯ4を保有する第３の槽を含めてもよい。次に、電極構
造体を第１のＨ2ＳＯ4槽に浸漬して第１の上部高屈折率層をエッチし、次に第２
のＦｅＣｌ3槽に浸漬して導電層をエッチし、三番目に、第３のＨ2ＳＯ4槽内に
浸漬して下部高屈折率層をエッチする。
ある場合、エッチング溶液は、Ｈ2ＳＯ4を保有する第１の槽、ＦｅＣｌ3を保有
する第２の槽およびＨ2ＳＯ4を保有する第３の槽を含めてもよい。次に、電極構
造体を第１のＨ2ＳＯ4槽に浸漬して第１の上部高屈折率層をエッチし、次に第２
のＦｅＣｌ3槽に浸漬して導電層をエッチし、三番目に、第３のＨ2ＳＯ4槽内に
浸漬して下部高屈折率層をエッチする。
【００２３】
しかしながら、好ましくは、エッチ槽は、Ｈ2ＳＯ4とＦｅＣｌ3との両方を保
有する単一槽である。エッチング槽内のＨ2ＳＯ4の、ＦｅＣｌ3に対する比は、
溶液温度および溶液中の電極構造体の滞留時間に応じて広範囲に変化してもよい
。例えば、表１の層材料で被覆された基材を考えると、約３重量％の濃縮した３
７％Ｈ2ＳＯ4および約０．０１重量％のＦｅＣｌ3の原液を調製してもよい。こ
れらの原液を特定の重量比で配合し、適当なエッチング溶液を作ってもよい。３
％Ｈ2ＳＯ4原液の、０．０１％ＦｅＣｌ3原液に対する比は好ましくは、約１：
１〜約６：１、好ましくは約２：１〜約５：１、最も好ましくは、約４：１〜約
５：１の範囲である。
有する単一槽である。エッチング槽内のＨ2ＳＯ4の、ＦｅＣｌ3に対する比は、
溶液温度および溶液中の電極構造体の滞留時間に応じて広範囲に変化してもよい
。例えば、表１の層材料で被覆された基材を考えると、約３重量％の濃縮した３
７％Ｈ2ＳＯ4および約０．０１重量％のＦｅＣｌ3の原液を調製してもよい。こ
れらの原液を特定の重量比で配合し、適当なエッチング溶液を作ってもよい。３
％Ｈ2ＳＯ4原液の、０．０１％ＦｅＣｌ3原液に対する比は好ましくは、約１：
１〜約６：１、好ましくは約２：１〜約５：１、最も好ましくは、約４：１〜約
５：１の範囲である。
【００２４】
エッチング溶液の温度もまた、広範囲に変化してもよいが、室温よりわずかに
高いエッチング温度が、良好なエッチを達成するために必要とされる溶液の成分
の濃度および滞留時間を最小にするために好ましい。上に記載した濃度の好まし
い成分を用いて、溶液の温度は好ましくは、約２０℃〜約６０℃、より好ましく
は約３０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３５℃であるのがよい。エッチング溶
液の温度は好ましくは、約±５℃の範囲に維持されるのがよい。
高いエッチング温度が、良好なエッチを達成するために必要とされる溶液の成分
の濃度および滞留時間を最小にするために好ましい。上に記載した濃度の好まし
い成分を用いて、溶液の温度は好ましくは、約２０℃〜約６０℃、より好ましく
は約３０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３５℃であるのがよい。エッチング溶
液の温度は好ましくは、約±５℃の範囲に維持されるのがよい。
【００２５】
滞留時間もまた、エッチング溶液の成分、それらの濃度、およびエッチング溶
液の温度に応じて広範囲に変化することがあるが、滞留時間は、製造の調整のプ
ロセスの使用を可能にするためにできる限り最小にするのがよい。上の好ましい
成および温度を用いて、滞留時間は約１分〜約１０分、好ましくは約３分〜約５
分、より好ましくは約３．５分〜約５分であるのがよい。
液の温度に応じて広範囲に変化することがあるが、滞留時間は、製造の調整のプ
ロセスの使用を可能にするためにできる限り最小にするのがよい。上の好ましい
成および温度を用いて、滞留時間は約１分〜約１０分、好ましくは約３分〜約５
分、より好ましくは約３．５分〜約５分であるのがよい。
【００２６】
エッチング槽は好ましくは、残留物を電極集成体から除去するのを助けるため
に撹拌される。前記槽を、何れかの周知の技術によって、例えば、撹拌棒でまた
は超音波撹拌で、撹拌することができる。約４０〜約５０ｋＨｚの周波数による
超音波撹拌が好ましく、約４０ｋＨｚでの撹拌が、上に記載したエッチング槽材
料のために特に好ましい。
に撹拌される。前記槽を、何れかの周知の技術によって、例えば、撹拌棒でまた
は超音波撹拌で、撹拌することができる。約４０〜約５０ｋＨｚの周波数による
超音波撹拌が好ましく、約４０ｋＨｚでの撹拌が、上に記載したエッチング槽材
料のために特に好ましい。
【００２７】
上のエッチング槽で達成されたエッチの質を、いろいろな方法で評価してもよ
い。望ましいエッチライン幅を実際のエッチライン幅と比較することができ、エ
ッチされたラインを目視検査して、残留物がないことを確認することができる。
さらに、エッチされた領域の導電率を評価してもよく、低い導電率は、測定され
た領域の、より完全なエッチを示す。
い。望ましいエッチライン幅を実際のエッチライン幅と比較することができ、エ
ッチされたラインを目視検査して、残留物がないことを確認することができる。
さらに、エッチされた領域の導電率を評価してもよく、低い導電率は、測定され
た領域の、より完全なエッチを示す。
【００２８】
エッチング方法が終了した後、試料を任意に水または別の適した洗浄溶液です
すぎ洗いをして残留物を除去し、試料の表面をきれいにしてもよい。この任意の
洗浄工程の後、複数の導体を、パターン形成工程の間に形成された別個の電極の
上を覆う上部高屈折率層の部分に付着させ、これらの導体が、上部導電層を介し
て電極との電気接点を作る。このように形成された電極集成体を、受動型液晶デ
ィスプレイ、タッチスクリーンディスプレイまたは他の平面型ディスプレイに使
用してもよい。
すぎ洗いをして残留物を除去し、試料の表面をきれいにしてもよい。この任意の
洗浄工程の後、複数の導体を、パターン形成工程の間に形成された別個の電極の
上を覆う上部高屈折率層の部分に付着させ、これらの導体が、上部導電層を介し
て電極との電気接点を作る。このように形成された電極集成体を、受動型液晶デ
ィスプレイ、タッチスクリーンディスプレイまたは他の平面型ディスプレイに使
用してもよい。
【００２９】
５５０ｎｍで透明度が約８０％より大きく、シート抵抗が約２０オーム／スケ
アより小さい本発明の電極集成体を容易に形成することができることが見いださ
れた。このような電極集成体は容易に、例えば、液晶ディスプレイ、タッチスク
リーンディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ、およびコレステリ
ックディスプレイなどの商用品位のディスプレイ集成体に取り入れられる。これ
らのディスプレイは、例えば、コンピュータ、電話、ポケットベル（登録商標）
、手で持つ電子オルガナイザーなどの多種多様な電子デバイスで用いてもよい。
アより小さい本発明の電極集成体を容易に形成することができることが見いださ
れた。このような電極集成体は容易に、例えば、液晶ディスプレイ、タッチスク
リーンディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ、およびコレステリ
ックディスプレイなどの商用品位のディスプレイ集成体に取り入れられる。これ
らのディスプレイは、例えば、コンピュータ、電話、ポケットベル（登録商標）
、手で持つ電子オルガナイザーなどの多種多様な電子デバイスで用いてもよい。
【００３０】
実施例
電極集成体を、順に、以下の層状構造、すなわち、ハードコート層／ＴＲＡＮ
ＳＰＨＡＮ基材／ハードコート層／３０ｎｍのＳｉＯｘ／３８．５ｎｍのＩＴＯ
の下部高屈折率層／１ｎｍのＡｕの導電層／８ｎｍのＡｇ／１ｎｍのＡｕ／３５
ｎｍのＩＴＯの上部高屈折率層、で作製した。温度、Ｈ2ＳＯ4（３％）およびＦ
ｅＣｌ3（０．０１％）の濃度比、および時間を変化させること、および望まし
い（フォトレジストの間隔の）エッチライン幅と比較して達成された実際のエッ
チライン幅の質を評価することからなる実験マトリックスを構成した。調べた温
度は３０℃、３５℃および４０℃であり、濃度比は２：１、４：１および５：１
であり、滞留時間は１分、３分および５分であった。すべての溶液は、Ｈ2ＳＯ4 （３％）およびＦｅＣｌ3（０．０１％）の同じロットから作製された。電極集
成体を、４０または４７ｋＨｚの超音波装置内でエッチングした。
ＳＰＨＡＮ基材／ハードコート層／３０ｎｍのＳｉＯｘ／３８．５ｎｍのＩＴＯ
の下部高屈折率層／１ｎｍのＡｕの導電層／８ｎｍのＡｇ／１ｎｍのＡｕ／３５
ｎｍのＩＴＯの上部高屈折率層、で作製した。温度、Ｈ2ＳＯ4（３％）およびＦ
ｅＣｌ3（０．０１％）の濃度比、および時間を変化させること、および望まし
い（フォトレジストの間隔の）エッチライン幅と比較して達成された実際のエッ
チライン幅の質を評価することからなる実験マトリックスを構成した。調べた温
度は３０℃、３５℃および４０℃であり、濃度比は２：１、４：１および５：１
であり、滞留時間は１分、３分および５分であった。すべての溶液は、Ｈ2ＳＯ4 （３％）およびＦｅＣｌ3（０．０１％）の同じロットから作製された。電極集
成体を、４０または４７ｋＨｚの超音波装置内でエッチングした。
【００３１】
Ｈ2ＳＯ4（３％）：ＦｅＣｌ3（０．０１％）の２：１の比は、この実施例の
条件下で濃縮されすぎであり、温度、時間および超音波槽の周波数に関係なくオ
ーバーエッチングにつながることがわかった。
条件下で濃縮されすぎであり、温度、時間および超音波槽の周波数に関係なくオ
ーバーエッチングにつながることがわかった。
【００３２】
Ｈ2ＳＯ4（３％）：ＦｅＣｌ3（０．０１％）の４：１の比は、この実施例の
条件の一部では良好な結果となるが、この比において、エッチング方法の結果は
温度および時間に非常に敏感性である。
条件の一部では良好な結果となるが、この比において、エッチング方法の結果は
温度および時間に非常に敏感性である。
【００３３】
５：１の溶液組成については、１０度の温度変動は、（同じ時間間隔について
）エッチの品質をあまり変化させないように思われた。最も良い結果は３．５分
〜５分であることがわかった。
）エッチの品質をあまり変化させないように思われた。最も良い結果は３．５分
〜５分であることがわかった。
【００３４】
この実施例の電極集成体のための最適なエッチ溶液は、Ｈ2ＳＯ4（３％）：Ｆ
ｅＣｌ3（０．０１％）の５：１の比であった。前記溶液を超音波槽内で３５±
５℃でモニターするのがよく、導体を３．５〜５分の滞留時間、浸漬するのがよ
い。これらの条件で我々は、オーバーエッチング、残留物を観察しない。４０ｋ
Ｈｚおよび４７ｋＨｚの周波数の２つの異なった超音波槽を用いたが、それらは
共に良好な結果をもたらした。
ｅＣｌ3（０．０１％）の５：１の比であった。前記溶液を超音波槽内で３５±
５℃でモニターするのがよく、導体を３．５〜５分の滞留時間、浸漬するのがよ
い。これらの条件で我々は、オーバーエッチング、残留物を観察しない。４０ｋ
Ｈｚおよび４７ｋＨｚの周波数の２つの異なった超音波槽を用いたが、それらは
共に良好な結果をもたらした。
【００３５】
本発明の多くの実施態様を記載した。にもかかわらず、本発明の精神および範
囲から外れることなくいろいろな変更が可能であることは理解されるであろう。
囲から外れることなくいろいろな変更が可能であることは理解されるであろう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，
ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ
Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ
，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，
ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ラム，ジョスナ
アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427，
セント ポール，ピー．オー．ボックス
33427
Ｆターム(参考） 2H092 GA35 GA43 HA04 MA18 PA01
5F043 AA27 BB18 GG02 GG04
Claims (23)
- 【請求項１】 電極の形成方法であって、基材上に、順に、下部高屈折率層
、導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率
層を形成する工程と、 前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層および前記導電層を化学エッチング
して前記導電層中に電極を形成する工程と、を含む、電極の形成方法。 - 【請求項２】 前記エッチング工程が、Ｈ2ＳＯ4およびＦｅＣｌ3を含む単
一槽内で行われる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記槽が、Ｈ2ＳＯ4の３％溶液およびＦｅＣｌ3の０．０１
％溶液を約２：１〜約５：１の比で含む、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記槽内の比が約４：１〜約５：１である、請求項２に記載
の方法。 - 【請求項５】 前記上部および下部高屈折率層と前記導電層とが、約１分〜
約５分の滞留時間、前記槽内に存在する、請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】 前記上部および下部高屈折率層と前記導電層とが約１分〜約
５分の滞留時間、前記槽内に存在する、請求項２に記載の方法。 - 【請求項７】 前記上部および下部高屈折率層と前記導電層とが約３分〜約
５分の滞留時間、前記槽内に存在する、請求項２に記載の方法。 - 【請求項８】 前記槽の温度が約３０℃〜約４０℃である、請求項２に記載
の方法。 - 【請求項９】 前記槽を撹拌する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法
。 - 【請求項１０】 前記槽が超音波槽である、請求項２に記載の方法。
- 【請求項１１】 別個の電極の上を覆う前記上部屈折率層の部分に複数の導
体を接続する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記基材が、ポリエーテルスルホン、ポリ（アルキル）ア
クリレート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
カーボネートコポリマーおよびポリ（ビス（シクロペンタジエン）縮合物）から
なる群から選択された材料である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記基材が、その少なくとも一つの表面の上にシリカ層を
さらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記基材がその表面の上に、順に、以下の層、すなわち、
第１のシリカ層、ハードコート層、および第２のシリカ層を含む、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項１５】 実質的に透明な電極の形成方法であって、基材上に、順に
、下部高屈折率層、導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有
する上部高屈折率層、を堆積させる工程と、 単一槽内で、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層および前記導電層を化
学エッチングして前記導電層中に電極を形成する工程と、を含み、前記槽がＨ2
ＳＯ4およびＦｅＣｌ3を含む、方法。 - 【請求項１６】 実質的に透明な電極集成体であって、順に、下部高屈折率
層、金属導電層、および少なくとも約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高
屈折率層、を堆積させた基材を含み、前記導電層が、前記下部高屈折率層、前記
上部高屈折率層、および前記導電層を化学エッチングすることによって形成され
た複数の別個の電極を含む、実質的に透明な電極集成体。 - 【請求項１７】 前記基材が、ポリエーテルスルホン、ポリ（アルキル）ア
クリレート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ
カーボネートコポリマーおよびポリ（ビス（シクロペンタジエン）縮合物）から
なる群から選択された材料である、請求項１６に記載の電極集成体。 - 【請求項１８】 前記化学エッチングが、Ｈ2ＳＯ4およびＦｅＣｌ3を含む
単一槽内で行われる、請求項１６に記載の電極集成体。 - 【請求項１９】 前記基材が、その少なくとも一つの表面の上にシリカ層を
さらに含む、請求項１６に記載の電極集成体。 - 【請求項２０】 前記基材がその表面の上に、順に、以下の層、すなわち、
第１のシリカ層、ハードコート層、および第２のシリカ層を含む、請求項１６に
記載の電極集成体。 - 【請求項２１】 請求項１６に記載の電極集成体を含むディスプレイ装置。
- 【請求項２２】 請求項２１に記載のディスプレイ装置を含む電子デバイス
。 - 【請求項２３】 実質的に透明な電極集成体を含むディスプレイ装置であっ
て、前記電極集成体が、順に、下部高屈折率層、金属導電層、および少なくとも
約４００8 1／スケアの導電率を有する上部高屈折率層を堆積させた基材を含み、
前記導電層が、前記下部高屈折率層、前記上部高屈折率層、および前記導電層を
化学エッチングすることによって形成された複数の別個の電極を含む、ディスプ
レイ装置。
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