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TW201305699A - 平坦圖案化透明接點、具有平坦圖案化透明接點之裝置及／或其製造方法（一） - Google Patents

平坦圖案化透明接點、具有平坦圖案化透明接點之裝置及／或其製造方法（一） Download PDF

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TW201305699A
TW201305699A TW101122050A TW101122050A TW201305699A TW 201305699 A TW201305699 A TW 201305699A TW 101122050 A TW101122050 A TW 101122050A TW 101122050 A TW101122050 A TW 101122050A TW 201305699 A TW201305699 A TW 201305699A
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TW
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layer
patterned
energy
substrate
conductive
Prior art date
Application number
TW101122050A
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Inventor
Alexey Krasnov
Muhammad Imran
Boer Willem Den
Original Assignee
Guardian Industries
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Publication date
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Abstract

特定範例係有關經改良之用於製造圖案化實質地透明接點膜之方法、以及由如是方法所製造之接點膜。在特定案例中，接點膜可為圖案化及實質地平坦。因此，接點膜可被圖案化而不從層及/或膜刻意移除任何材料，諸如光微影術所可能需要的情形。在特定範例實施例中，一包含至少兩層之氧交換系統可沉積在一基材上，且層可選擇性曝露於熱量及/或能量以利於氧離子或原子從具有較高生成焓(enthalpy of formation)之層轉移至一具有較低生成焓之層。在特定案例中，氧轉移係可准許改變膜的選擇性部分之傳導率。這可有利地導致一相對於傳導率及/或電阻率被圖案化之平坦接點膜。

Description

平坦圖案化透明接點、具有平坦圖案化透明接點之裝置及/或其製造方法(一)
特定範例實施例係有關用於製造圖案化實質地透明接點膜之方法、以及由如是方法所製造之接點膜及/或電子裝置。在特定範例案例中，接點膜可為圖案化但仍保持實質地平坦。易言之，接點膜可被圖案化而不從層及/或膜刻意移除任何材料，諸如像是光微影術及類似物等製程所可能需要的情形。
背景及特定範例實施例的概要
電子裝置係為該技藝所習知。一型電子裝置係為顯示器裝置，其可譬如包括LCD裝置、LED裝置、OLED裝置、電漿裝置、平板顯示器裝置、觸控螢幕裝置、及/或類似物。在特定案例中，電子裝置可包括圖案化透明電極、薄膜及/或接點。如同將瞭解：在部分案例中，“圖案化”可指相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。在部分情形中，這些圖案化膜可為可位址化(譬如經由一TFT陣列)並可包含膜的傳導及電阻部分之一格柵及/或矩陣狀圖案。在許多案例中，可能欲提供一包含傳導及電阻部分之電極及/或接點，藉以使顯示器裝置及/或觸控螢幕妥當地運作，譬如如同一主動矩陣LCD裝置的案例。
用於電子裝置之習見圖案化透明接點的製造係包括沉積一連續透明傳導氧化物層(TCO)，接著是一多步驟光微影術製程以移除TCO的部分。例如，氧化銦錫(ITO)時常經由 濺鍍被沉積在一玻璃基材上作為一毯覆層。經濺鍍的毯覆層時常利用一光微影製程被圖案化，該光微影製程係包括(典型地經由旋塗)施加一光阻材料、軟烘烤、曝光、硬烘烤、蝕刻及清洗。
第1圖是一習見圖案化接點之橫剖視圖。如第1圖可瞭解，一TCO(譬如ITO或類似物)係配置作為一基材1上之一毯覆層。TCO經由光微影術被圖案化成為多個分開且圖案化的島3，藉此界定透明接點。將瞭解：係具有一階步圖案且接點不是連續地平坦。
雖然廣泛採用光微影術，其卻具有缺陷。例如，光微影術涉及許多步驟及許多中間材料，增加了與產品相關的時間及成本。該製程一般亦可能在圖案化層形成期間增高缺陷的機率，其譬如係由於光阻失準、烘烤的問題、不正確曝光及/或蝕刻、光阻不完全移除等等所導致。光微影製程亦典型地留下尖銳的階步或“角”，其會影響後續施加的層及/或材料。在一範例中，有機發光二極體(OLED)可尤其容易受到此效應。並且，因為在部分案例中，TCO材料可具有與其所沉積的基材折射率不同之一折射率，當TCO的部分被移除時，因為部份地出現有TCO塗覆物及其折射率差異，基材及/或塗覆物的視覺外觀將呈現不均勻。的確，一典型TCO典型地具有約2.0的折射率，而支撐玻璃基材則典型具有約1.5的折射率。因此，光微影術製程可能導致物件視覺外觀的不均勻外觀，這是一項額外的缺點。ITO本身具有高成本，且身為有害物質之地球的銦供應量亦在耗竭 之中。
因此，熟習該技術者將瞭解：欲能夠提供經改良之用於形成圖案化接點之方法、及/或由如是方法所製造之電子裝置。
特定範例實施例的一形態係有關一自然平坦薄膜透明傳導接點，其選擇性地藉由輻射熱量或類似物被圖案化。
特定範例實施例的另一形態係有關一可包括至少兩相鄰層之透明接點，其中第一層係高度具傳導性且透明(至少在可見光頻譜中)，傳導率強烈地依據氧化狀態而定，且其中第二層係為能夠在升高溫度與第一層以離子或原子形式交換氧之一透明層。
在特定情形中，第一層係在沉積期間被次氧化且第二層被氧化；且氧在後續熱量、IR、UV或其他曝露期間從第二層轉移至第一層以實質地抑制傳導率。在特定情形中，第一層在沉積期間被氧化且第二層被次氧化；且氧在後續熱量、IR、UV或其他曝露期間從第一層轉移至第二層。
在部分情形中，膜堆積體的整體區域係依沉積現狀具非傳導性，並只在曝露於熱量或其他能量的區域中變成傳導性。在部分案例中，膜堆積體的整體區域係依沉積現狀具傳導性，並只在曝露於熱量或其他能量的區域中變成非傳導性。
在特定範例實施例中，傳導率的選擇性變化係只在NIR頻譜區中而非可見光中顯著地影響層的光學參數，故在傳導 及非傳導區之間係具有極小或毫無視覺外觀的可察覺差異。
在特定範例實施例中，兩層可沉積在一基材上。在特定情形中，一層可為實質地傳導性，且另一者可至少部份地(且可能完全地)氧化。在特定其他情形中，兩層皆可至少部份地氧化。該等層可選擇性曝露於熱量、輻射、及/或能量藉以利於氧原子轉移於層之間。在部分情形中，氧原子可從具有較高生成焓的層流到具有較低生成焓的層。在特定案例中，此氧轉移係可准許改變膜的選擇性部分之傳導率。這可有利地導致一相對於傳導率及/或電阻率被圖案化之平坦接點膜。
特定範例實施例亦有關平坦透明接點在顯示器、平板、觸控螢幕、及/或其他電子裝置中之使用技術，譬如作為經由光微影術製程所製造之較常用的非平坦接點之一替代方案。如本文所述的平坦圖案化接點及用於製造平坦圖案化接點之方法係在部分範例中以平坦薄膜層中的特定點之傳導率的選擇性變化為基礎。在特定範例實施例中，可經由將熱量、輻射、及/或能量(譬如紅外線輻射)施加到至少兩薄膜及/或層來達成此作用。在部分案例中，施加熱量、輻射、及/或能量係可能刺激及/或利於該等層之間會影響傳導率的原子(譬如氧原子)之轉移。在部分案例中，可能生成傳導及非傳導區的一矩陣，依據沉積現狀之層的原始組成物、以及熱量、輻射及/或能量已施加在何處而定。
本發明的特定範例實施例係有關一用於製造包含由一基材所支撐的一多層薄膜塗覆物之一經塗覆物件的方法。 一傳導層係配置於基材上。一次氧化緩衝層配置於傳導層上。一過氧化層配置於次氧化物上。能量被選擇性施加至塗覆物的一或多個部分，其中選擇性施加能量係造成過氧化層中的氧往下移徙至傳導層內以在一或多個部分增大傳導層的電阻率。選擇性施加能量之後，多層薄膜塗覆物係實質地平坦且相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。
本發明的特定範例實施例係有關一用於製造電子裝置之方法。提供一包括一用以支撐一多層薄膜塗覆物的玻璃基材之經塗覆物件，其中多層薄膜塗覆物以遠離基材的次序包含：一包含Zn、Sn、及/或其一氧化物之種晶層，一包含Ag的層，其依沉積現狀具傳導性，一次氧化緩衝層，及一過氧化介電層。係界定將成為傳導部分之包含Ag的層中之一第一組的部分，且亦界定將成為非傳導部分之包含Ag的層中之一第二組的部分。塗覆物在第二組的部分上方之區域中曝露於來自一能量源的能量，藉以造成氧離子或原子從過氧化介電層移徙至包含Ag的層並使包含Ag的層相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。具有包含Ag的圖案化層之經塗覆物件係建造於一電子裝置內。
本發明的特定範例實施例係有關一用於製造一包含由一基材所支撐的一多層薄膜塗覆物之經塗覆物件的方法。一包含Ag及O的第一層係配置於基材上，其中第一層係至少初始實質為非傳導性。一次氧化緩衝層配置於第一層上。能量係鄰近於第一層的一或多個部分被選擇性施加到塗覆物，藉以造成氧在其中的一多部分處往上移徙到次氧 化緩衝層內以在一或多個部分處增大第一層的傳導率。選擇性施加能量之後，多層薄膜塗覆物係實質地平坦且相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。
本發明的特定範例實施例係有關一用於製造一電子裝置之方法。提供一包括一用以支撐一多層薄膜塗覆物的玻璃基材之經塗覆物件，其中多層薄膜塗覆物以遠離基材的次序包含：一包含Zn、Sn、及/或其一氧化物之種晶層，一包含Ag及O的層，其依沉積現狀具非傳導性，及一次氧化緩衝層。係界定將成為傳導部分之包含Ag及O的層中之一第一組的部分，且界定將成為非傳導部分之包含Ag及O的層中之一第二組的部分。塗覆物、包括包含Ag及O的層係在第一組的部分上方之區域中曝露於來自一能量源的能量，藉以造成氧離子或原子從包含Ag及O的層移徙至次氧化緩衝層內並使包含Ag及O的層相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。具有包含Ag的圖案化層之經塗覆物件係建造於一電子裝置內。
這些及其他實施例、特徵構造及優點可以任何適當的組合或次組合作組合以產生更進一步的實施例。
圖式簡單說明
可連同圖式參照範例示範性實施例的下文詳細描述更良好且更完整地瞭解這些及其他的特徵構造及優點，其中：第1圖是一習見圖案化接點之橫剖視圖；第2圖是根據特定範例實施例之一用來製造一平坦圖案化接點之中間產物的橫剖視圖； 第3圖是根據特定範例實施例示範第2圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖；第4圖是第3圖範例實施例之更詳細橫剖視圖；第5圖是包括第4圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖；第6圖是根據特定範例實施例之另一用來製造一平坦圖案化接點之中間產物的橫剖視圖；第7圖是根據特定範例實施例顯示第6圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖；第8圖是包括第7圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖；第9圖是根據特定範例實施例之一包括一平坦圖案化接點之鑽石狀陣列的範例平面圖；第10圖是根據特定範例實施例顯示一平坦圖案化接點可如何配合使用一光微影性形成的接點之橫剖視圖；第11圖是根據特定範例實施例顯示一平坦圖案化接點可如何配合使用一光微影性形成的接點之另一範例橫剖視圖；第12圖是顯示根據特定範例實施例所產生的依沉積現狀及熱量啟動式電極之傳輸的圖形；第13圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之反射色彩差異的圖形，其中亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用；第14圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之透射色彩差異的圖形，其中 亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用；第15圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的OLED之範例橫剖視圖；第16圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的LCD顯示器裝置之橫剖視圖；及第17圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的觸控螢幕之橫剖視示意圖。
特定範例實施例的詳細描述
本發明的特定範例實施例係有關用於製造一平坦多層透明接點而不採用光微影術製程之技術。可藉由施加能量(譬如從一或多個紅外線(IR)或UV輻射源，經由加熱，利用一雷射，及/或類似物，譬如經由一近鄰罩幕)到至少兩薄膜的一組合，來達成一薄膜材料的傳導率之選擇性變化。能量施加係刺激在兩層之間會影響傳導率的離子或原子(譬如氧離子)之轉移，因此選擇性地生成高傳導率及高電阻率的區域。
特定範例實施例可譬如使用傳導及一過氧化層的一組合，其中譬如利用IR輻照使氧從過氧化層被轉移至其底下的傳導層，因此使傳導層在所欲區域中選擇性具非傳導性。在特定情形中，可配合過氧化的TiOx、ZrOx及/或類似物使用Ag作為傳導層。一額外的實質次氧化超薄緩衝層可被導入傳導層與過氧化層之間，以幫助降低沉積期間傳導層氧化的可能性。在特定的其他範例實施例中，來自一非 傳導層的離子或原子(譬如包括Ag)可被往上驅迫至一薄次氧化緩衝層及/或一保護層內，因此幫助在原始非傳導層中生成高傳導率的區域。
特定範例實施例因此有利地提供一便宜且自然平坦透明接點。以添加或取代方式，特定範例實施例係降低傳導及非傳導區域之間的可偵測視覺差異之可能性。
對於平板顯示器(譬如LCD顯示器，電漿顯示器面板，OLED顯示器，OLED照明等)、觸控面板螢幕、及/或其他普及的電子裝置中所出現之習見以ITO為基礎的非平坦接點，可以添加或取代方式使用本文所描述的範例技術。
第2圖是根據特定範例實施例之一用來製造一平坦圖案化接點的中間產物之橫剖視圖，且第3圖是根據特定示範性實施例顯示第2圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖。如第2圖範例實施例所示，一高度傳導性且透明的金屬層13(譬如Ag製或包括Ag)及一介電層17(譬如包括ZrOx，TiOx等)係彼此相對近鄰地設置。介電層17可在譬如熱處理期間、曝露於一雷射、被IR及/或UV能量所輻照等曝露於一能量源時相對容易地與傳導層13中的金屬交換氧。此啟動係造成氧以可控制方式從介電層17移徙至傳導層13的區域內，而生成高電阻率的選擇性區域。介電層17可在特定範例實施例中被過氧化以利於此製程。然而，在特定的其他範例實施例中，介電層17可被完全地氧化或甚至部份地氧化。
譬如，層17可為任何透明材料，諸如一介電質，一透 明半導體，一透明金屬或上述的一組合。範例係包括TiOx，金屬性Zr，ZrOx，ZrTiOx，ZrAlOx，InSnOx，ZrNbOx，ITO，及/或類似物。層17可為從約10至400nm厚度，更佳從約30至300nm，且最佳從約5至250nm。層17可從一金屬性靶材、一陶瓷靶材及/或藉由反應性濺鍍被濺鍍沉積。在特定範例中，層17可以約3至25sccm的氧流率經由一鋯靶材被沉積。氬對於氧的比值可為從約50：1至約2：1。當層17包含不只一材料時，層17可從一合金靶材及/或藉由共同濺鍍(從不只一靶材)被沉積。
可在本發明的不同實施例中提供一或多個選用性底塗物11，譬如位於基材1與傳導層13之間。一底塗物層11可為一種晶層(譬如由理想配比氧化鋅、氧化錫、或任何適當TCO材料製成或包含氧化鋅、氧化錫、或任何適當TCO材料)，以促進配置其上的Ag或其他金屬層之較好品質。底塗物層11可以添加或取代方式幫助作為一障壁層(譬如在基材1是鈉鈣矽玻璃基材的情形下用來幫助降低鈉移徙)。可在特定範例實施例中對於此等目的使用一含矽層(譬如矽的一氧化物及/或氮化物或是包括矽)。在又其他的範例實施例中，可提供一或多個率匹配層以改良層堆積系統的光學性質。譬如，可提供一或多個高率/低率層堆積體，亦可提供高/低/中率堆積體、及/或類似物。在本發明的不同實施例中，可基於率匹配、色匹配、及/或其他目的使用氧化錫、氧化鈦、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、及/或其他材料。
在本發明的不同實施例中亦可提供一或多個選用性覆 塗物19。選用性覆塗物19可作為層堆積體頂部上之一包封蓋層，以減慢或另行降低長期劣化的可能性。適當材料係譬如包括TiOx，ZrOx，SiOx，SixNy，SiOxNy等。
如第2至3圖所示，在特定範例實施例中，一次氧化緩衝層15可介於傳導層13與介電層17之間。已發現包括此緩衝層係可降低(且有時防止)傳導層15在沉積期間之氧化。此層可在本發明的特定範例實施例中被次氧化。適當材料係譬如包括次氧化的ZrOx，金屬性Zr，ZrTiOx，ZrAlOx，ITO，ZrNbOx，TiOx，SnOx，TiOx等。在特定範例實施例中，緩衝層15可為0.1至30nm厚，更佳0.3至20nm厚，又更佳0.5至15nm厚，且有時約2nm厚。
接點可初始被製成傳導性(譬如使用純Ag，接著是次氧化緩衝且然後是過氧化層)，如第2至3圖所示。如上述，可藉由一短波或其他IR加熱器或是含有或不含強制冷卻的另一型烤爐在真空或大氣壓力中(譬如從一輻射性熱量源)施加IR輻射，來達成選擇性傳導率倒反。可在特定範例實施例中經由一選用性具有熱絕緣之近鄰罩幕來進行熱量輻照。
如第3圖所示，這導致初始傳導層13藉由從至少初始過氧化介電層17流動的氧離子或原子而變成一圖案化Ag層13’。該啟動可在特定範例實施例中將過氧化介電層17轉換成一完全氧化或甚至略微次氧化的介電層17’。然而，在特定的其他範例實施例中，譬如依據從介電層17移徙至傳導層17內的氧量而定，介電層可保持過氧化。
第4圖是第3圖範例實施例的更詳細橫剖視圖。如第4圖 所示，來自包含TiOx的至少初始過氧化介電層17’之氧離子或原子係經由熱量或輻射源23被驅迫通過包含TiOx及/或ZrOx的次氧化障壁層15且進入以Ag為基礎的層內，使其成為一圖案化層13’。
在特定的範例實施例中，玻璃在曝露期間的表面溫度係為從200至650度C，且周遭空氣溫度為從20至300度C。較佳地，表面溫度保持小於800度C，且周遭空氣溫度保持小於500度C。曝露時間可在不同實施例中持續從5秒至10分鐘。因此，在特定範例實施例中，將瞭解：可以環室溫度或升高的外部溫度條件來進行製程，其中玻璃溫度較佳保持低於玻璃的融化或軟化點。
罩幕25有助於控制曝露的區域，故譬如只使選擇性區域被圖案化。如上文略為提及，其亦可具熱量屏蔽性，藉此在特定範例實施例中幫助控制玻璃的溫度。然而將瞭解：一具有適當解析度的雷射可能不需要此罩幕25。可在雷射以一適當波長操作時、在包含或不含一罩幕下利用一層來達成熱處理。例如，可在特定範例實施例中使用一具有1064nm工作波長的YAG雷射將所需要的能量傳遞至選定區域。
接點的傳導部分之薄膜電阻(sheet resistance)可從0.2變動至500歐姆/平方(ohms/square)，而非傳導部分的薄膜電阻則可為至少約50歐姆/平方，更佳至少約100歐姆/平方，又更佳至少約1,000歐姆/平方，且有時可在特定範例實施例中甚至超過1M歐姆/平方。這些廣泛範圍的次範圍在不同的 範例實施例中亦為可能。例如，在特定的太陽能電池應用中，可能對於傳導部分欲具有小於10歐姆/平方的薄膜電阻，而當使用在特定主動矩陣LCD裝置中時則小於30至50歐姆/平方的薄膜電阻可能足夠。在特定範例實施例中，可能提供優於30,000：1的薄膜電阻比值，而在其他範例實施例中，可能可以提供優於100,000：1的薄膜電阻比值。
第5圖是包括第4圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖。第5圖的X標記顯示基材的傳導部分。由於利用一近鄰罩幕(及/或雷射束)並因為超薄Ag(或另一傳導材料)層在側向方向的低熱傳導率，故達成接點的良好驟然性。因此，不是因為材料移除、而是因為材料的物理性質變化，來達成選擇性部分的傳導率變化。
雖然特定的範例實施例已被描述成包括一Ag製或含Ag的傳導層，可在本發明的不同實施例中使用其他材料。例如，傳導層可由金、鉑、鈀、銀及/或其組合製成或包括金、鉑、鈀、銀及/或其組合。在可見光頻譜中為充分透明並容許選擇性部分中的高傳導率圖案化之其他材料係包括但不限於鋯，銦，錫，及/或鈦，及含有其的化合物(譬如AgZr，Agln，AgSn，AgTi，及/或類似物)。
傳導層13可為從約1至50nm厚度，更佳從約3至25nm，且最佳從約5至15nm。傳導層13可從一金屬性靶材、一陶瓷靶材及/或藉由反應性濺鍍被濺鍍沉積。當傳導層13包含不只一材料時，其可從一合金靶材及/或藉由共同濺鍍(從不只一靶材)被沉積。
如上述，接點可在特定範例實施例中被初始製成傳導性。然而，在特定的其他範例實施例中，接點可被製成初始非傳導性。在如是案例中，一包含氧化的Ag(譬如AgO、Ag2O、AgOx，其中0.1<x<1，更佳0.2<x<0.8，且最佳x<=0.5)或類似物的層可被配置於基材上，接著是一次氧化層，諸如一包含TiOx、ZrOx或其他適當材料的層，因此，第6圖是根據特定範例實施例用來製造一平坦圖案化接點之另一中間產物的橫剖視圖，而第7圖是根據特定的範例實施例顯示第6圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖。初始配置的非傳導層21係可由AgO、Ag2O、或其他適當材料製成或是包括AgO、Ag2O、或其他適當材料。其可支撐一次氧化緩衝層15，次氧化緩衝層15有助於在沉積期間降低非傳導層21進一步氧化的可能性。然而，其亦可以添加或取代方式作為供從非傳導層21移徙外出的氧離子或原子所用之一容槽。例如，如第7圖所示，熱量或輻照源23可造成氧原子移徙至次氧化層15’內，而生成一圖案化之以Ag為基礎的層21’。
第8圖是包括第7圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖。第8圖因此類似於第5圖，差異在於第8圖的Ys代表基材1上的平坦圖案化接點中之高電阻率的部分。
將瞭解：接點不論藉由使氧離子或原子移徙至一傳導層內或從一介電或非傳導金屬氧化物層外出而產生，係可實質地平坦。在特定範例實施例中，材料可能未刻意被移 除以生成平坦區域。而是，如上述，可藉由選擇性曝露於能量源來引起材料的物理性質變化。在特定範例實施例中，平坦圖案化接點可具有實質均勻的厚度，較佳在厚度上偏離小於25%，更佳小於20%，且有時偏離小於10至15%。在特定範例實施例中，整體平坦度係可等同於或優於可由光微影技術達成的整體平坦度。
雖然特定的範例實施例已被描述成有關於圖案化列及/或行(譬如在一矩陣狀配置中)，在本發明不同實施例中可以具有其他圖案。譬如，第9圖是根據特定範例實施例之一包括一平坦圖案化接點之鑽石狀陣列的範例平面圖。本文所描述的技術係可用來生成一陣列狀配置、第9圖範例的鑽石狀配置、或任何其他適當配置中之一或多個圖案化列及/或一或多個圖案化行。
如上述，選擇性施加的熱量、輻射、及/或能量係可能造成特定層中的氧原子流入特定其他層內。因此，如上述，接點可初始具傳導性或非傳導性。這是因為當選擇性施加熱量、輻射、及/或能量時，氧將在接點中的特定位置從較高生成焓的區域流到較低生成焓的區域。易言之，在特定範例實施例中，氧原子或離子可在被適當激勵時從具較高生成焓的層轉移至具較低生成焓的層。
如同已知，焓係為熱力學系統總能量的一測量值-包括內部能量(生成一系統所需要的能量)以及藉由令其環境位移並建立其體積與壓力使其具有空間所需要的能量量。焓典型係就一系統的焓變化(△H)作討論，其在部分案例中 等於系統的內部能量變化，加上該系統已對其周遭環境所作的功。如是條件中的焓變化係為一化學反應所吸收或釋放之熱量。一物質的生成焓係為伴隨一物質從處於標準狀態的其成份元素以標準狀態形成之焓變化。氧化鋯(譬如ZrO2)的理論性標準生成焓是-1080 kJ/mol，而當沉積一銀層時，若該層包含銀，主要地，生成焓理論上將為0(因為實質並未形成新化合物)。然而，若形成氧化鋯的一次氧化物，生成焓將不同。氧化銀的理論性標準生成焓係為-31.1 kJ/mol。因此可看出氧為何將從一過氧化ZrOx層移徙至一以Ag為基礎的層，以及氧為何將從一氧化銀包含層移徙至一次氧化緩衝層。
在特定範例實施例中，可能可以在一基材的一共同側上提供兩實質平坦圖案化接點。若雷射及/或能量的深度可被適當地限制或垂直地控制，則可達成此作用。然而，特定範例實施例可在一基材的相對側上提供平坦圖案化接點，譬如用以獲得適當的列及行位址化。
在再其他的範例實施例中，可能可以使本文所描述的平坦圖案化接點技術混合及匹配於更多習見的光微影技術。第10至11圖譬如是根據特定範例實施例顯示平坦圖案化接點可如何配合使用光微影性形成的接點之範例橫剖視圖。如第10圖所示，一平坦圖案化接點3’可配置於一基材1上。一光微影性形成的接點3可位居平坦圖案化接點3’上方。這可在特定範例實施例中提供適當的列及行位址。當然將瞭解：平坦圖案化接點3’及光微影性形成的接點3之位 置可逆反，譬如使得光微影性形成的接點3與基材1相鄰且使得圖案化接點3’位居其頂上。與第10圖相反，第11圖顯示基材1的一第一主要表面上之一平坦圖案化接點3’以及基材1的相對主要表面上之一光微影性形成的接點3。
在特定範例實施例中，譬如在銀層依沉積現狀具傳導性的案例中，可使用銀集合作為用於促進傳導率變化、及氧化變化之機構或機構的一部份。氧化可促進集合，其轉而可導致熱量區域中銀層的不連續且其轉而可終止傳導率。
在特定範例實施例中，諸如Zr、Al、Ni等摻雜物可被添加至銀以幫助控制(譬如降低)其對於集合及/或氧化的臨閾值。摻雜物位準在特定範例情形中可為從0.0001重量%至5重量%，其中0.5重量%是摻雜物的一較佳範例位準。供Ag降低其氧化之適當摻雜物-譬如包括Ti、Mg、Zr、Ni、Pd、PdCu、及Hf-係可幫助降低Ag中的氧擴散且亦可作為顆粒精製器。
已發現：平坦圖案化接點的經啟動及未經啟動區域之電傳導率變化係造成主要在紅外線範圍中之光學傳輸的變化。這有利地降低接點的傳導及非傳導區之間的視覺外觀差異。這清楚顯示於第12圖，第12圖是顯示根據特定範例實施例產生的依沉積現狀及熱量啟動式電極之傳輸的圖形。如同可從第12圖的圖形看出，依塗覆現狀電極以及熱處理或經其他啟動式電極之間在UV頻譜中幾乎沒有變化。該移位實際上係推升可見光範圍中的傳輸，且顯著的傳輸增益係清楚位於頻譜的紅外線部分中。在關心紅外線 傳輸的範例應用(譬如某平板顯示器或其他電子裝置應用)中，可提供一適當的IR濾器藉以幫助降低EMI的效應。
第13圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之反射色彩差異的圖形，其中亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用；且第14圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之透射色彩差異的圖形，其中亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用。如可從這些圖形看出，對於反射及透射色彩的△a*及b*值係皆很低並與玻璃上的ITO沉積所造成之移位比較起來極為有利。在特定範例實施例中，對於反射及透射色彩的△a*係小於10，更佳小於5，且有時甚至小於或等於2或3。類似地，在特定範例實施例中，對於反射及透射色彩的△b*係小於10，更佳小於5，且有時甚至小於或等於2或3。
在特定範例實施例中，傳導及非傳導區域之間可能沒有顯著色彩差異。有利地，霾度(haze)可被改良並在特定範例實施例中的確很接近0。
如上述，本文所描述的平坦圖案化接點可配合使用多種不同電子裝置。OLED係為可從本文所描述的平坦圖案化接點獲益之一型電子裝置。OLED係使用在電視螢幕、電腦監視器、諸如行動電話及PDA等小型可攜式系統螢幕、手錶、廣告、資訊、指示物、及/或類似物中。OLED亦可有時使用在用於空間照明的光源中以及大區域發光元件中。OLED裝置譬如描述於美國專利案Nos.7,663,311； 7,663,312；7,662,663；7,659,661；7,629,741；及7,601,436中，其各案整體內容合併於本文以供參考。有機發光二極體(OLED)係為一種其中發射性電致發光層是回應於電流而發光的有機化合物膜之發光二極體(LED)。此層有機半導體材料在部分案例中座落於兩電極之間。一般而言，譬如，這些電極的至少一者為透明。這些電極的一或兩者可為如本文所描述之透明平坦圖案化接點。
如上述，一氧交換系統(譬如雙層)亦可配合使用OLED顯示器。一典型OLED係包含兩有機層-亦即，電子及電洞運送層-其被嵌入兩電極之間。頂電極典型係為一具有高反射率的金屬性面鏡。底電極典型係為被一玻璃基材所支撐的一透明傳導層。頂電極一般係為陰極，而底電極一般為陽極。常對於陽極使用ITO。當一電壓施加至電極時，電荷在電場影響下開始於裝置中移動。電子離開陰極，且電洞在反方向從陽極移動。這些電荷的重新組合係導致生成具有由發射分子的LUMO與HOMO位準之間能隙所提供的頻率(E=hv)之光子，代表施加至電極的電力轉變成光。可使用不同材料及/或摻雜物來產生不同色彩，其中色彩可被組合以達成另外額外的色彩。
第15圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層之OLED的範例橫剖視圖。玻璃基材1502可支撐一透明陽極層1504。電洞運送層1506亦可為一以碳奈米管(CNT)為基礎的層，限制條件在於其摻有妥當的摻雜物。亦可提供習見的電子運送及發射及陰極層1508及1510。如 上文略為提及，陽極層1504及陰極層1510的一者或兩者係可從本文所描述的平坦圖案化接點技術獲益。
這些技術可類似地使用在無機發光二極體(ILED)、聚合物發光二極體(PLED)及/或其他應用中。譬如請見美國申請案編號Nos.12/923,842及12/926,713，其描述如是裝置的範例並合併於本文以供參考。
亦如上述，本文所描述的技術可配合使用LCD及/或其他平板顯示器。LCD裝置係為該技藝所習知。譬如請見美國專利案Nos.7,602,360；7,408,606；6,356,335；6,016,178；及5,598,285，暨美國申請案編號No.13/020/987，其各案整體合併於本文以供參考。第16圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層之LCD顯示器裝置的橫剖視圖。顯示器裝置1601概括包括被嵌夾於第一及第二基材1604及1606之間的一層液晶材料1602，且第一及第二基材1604及1606典型係為硼矽酸鹽玻璃基材。第一基材1604常稱為色濾器基材，而第二基材1606常稱為主動或TFT基材。
第一或色濾器基材1604典型具有一形成其上之黑矩陣1608，譬如用以增強顯示器的色彩品質。為了形成黑矩陣，一聚合物、丙烯酸、聚醯亞胺、金屬、或其他適當基底係可配置作為一毯覆層並後續利用光微影術或類似物被圖案化。個別的色濾器1610配置於黑矩陣中所形成的洞中。典型地，個別的色濾器常包含紅1610a、綠1610b及藍1610c色濾器，但可對於如是元件以添加或取代方式使用其他色。個別的色濾器可藉由噴墨技術、或藉由其他適當技術被光 微影性形成。一典型從氧化銦錫(ITO)或其他適當傳導材料形成的共同電極1612係形成為實質地橫越基材整體、或黑矩陣1612及個別色濾器1610a、1610b及1610c上方。
第二或或TFT基材1606具有形成其上之一陣列的TFT1614。這些TFT可被驅動電子件(未圖示)選擇性地致動，以控制液晶材料2層中之液晶光閥的功能運作。TFT基材及形成其上的TFT陣列譬如描述於美國專利案Nos.7,589,799；7,071,036；6,884,569；6,580,093；6,362,028；5,926,702；及5,838,037中，其各案整體合併於本文以供參考。第16圖雖未顯示，在一典型LCD顯示器裝置中可包括一光源、一或多個偏振器、配向層及/或類似物。亦可提供覆蓋玻璃，以譬如幫助保護色濾器基材及/或其他更多的內部組件。TFT基材1606及/或色濾器基材1604可支撐平坦圖案化接點，譬如作為圖案化電極。
亦如上述，本文所描述的技術可配合使用觸控螢幕面板裝置。觸控面板顯示器可為一包括本文所描述的平坦圖案化接點或其他傳導層之電容性或電阻性觸控面板顯示器。譬如請見美國專利案Nos.7,436,393；7,372,510；7,215,331；6,204,897；6,177,918；及5,650,597；以及申請案編號No.12/292,406，其揭示合併於本文以供參考。譬如，第17圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層之觸控螢幕的橫剖視示意圖。第17圖包括一下屬的顯示器1702，其在特定範例實施例中可為一LCD、電漿或其他平板顯示器。一光學無色黏劑1704將顯示器1702耦合 至一薄玻璃片1706。提供一可變形PET箔1708作為第17圖範例實施例中的最頂層。PET箔1708藉由複數個柱間隔件1710及邊緣密封件1712而與薄玻璃基材1706的上表面分開。第一及/或第二平坦圖案化接點層1714及1716可分別設置於較靠近顯示器1702之PET箔1708的表面上以及較靠近薄玻璃基材1706面對PET箔1708的表面上。一者或兩者可根據本文提出的技術被圖案化。
雖然已識別特定的範例電子裝置，本文揭露的技術可配合使用另其他的電子裝置，包括譬如在太陽能光伏應用中作為多種不同裝置中的閘極或資料線等等。
將瞭解使用本文所描述技術之一優點係在於：可以比習見以ITO為基礎的接點更低之成本來產生接點。成本節約的一項致能因素係有關於以一較便宜薄層的銀來取代ITO。成本節約的另一項致能因素係有關於消除了光微影術中所使用的許多材料及步驟。平坦圖案化接點因為其就傳導率及/或電阻率而言被圖案化而不中斷層的實際結構，故有利地具有增大的耐久性。
雖然特定的範例實施例已被描述成使用IR輻射以供圖案化，其他範例實施例可使用不同的技術。譬如，可對於IR以添加或取代方式使用UV及/或可見光雷射波長。這些技術有時可能為有利，因為IR可至少部份地被塗覆物所反射，而UV及/或有些其他可見光波長則可被Ag以外的層有效地吸收並因此用來加熱堆積體。例如，若使用UV，能量可被種晶層(其可為一具有適合於約3.0至3.6eV能量之UV 吸收的帶隙之半導體)吸收。因此，在特定範例實施例中可能可以添加藉由種晶層從UV能量之可能的熱量吸收，並隨後將其轉移至過氧化層。
本文所描述的特定範例實施例已被描述成包括配置於玻璃基材上之薄膜層堆積體。將瞭解：玻璃基材可譬如為以鈉鈣矽為基礎的基材或硼矽酸鹽玻璃基材。然而，在其他範例實施例中，基材可為一矽晶圓或晶片。在又其他的範例實施例中，基材可為一撓性及/或以塑膠為基礎的聚合材料。易言之，本文所描述的基材可由任何適當的材料製成。
除非明述，本文的“上”、“被~支撐”用語及類似物不應詮釋成表示兩元件直接彼此相鄰。易言之，一第一層可稱作位於一第二層“上”或被一第二層“支撐”，縱使其間具有一或多層亦然。
雖已連同目前視為最實用且最佳的實施例來描述本發明，請瞭解本發明不限於所揭露的實施例，而是相反地，係意圖涵蓋申請專利範圍的精神與範圍內所包括之各種不同修改及均等配置。
1‧‧‧基材
1602‧‧‧液晶材料
3‧‧‧光微影性形成的接點
3’‧‧‧平坦圖案化接點
11‧‧‧底塗物層
13‧‧‧傳導層
13’‧‧‧圖案化Ag層
15‧‧‧次氧化障壁層/次氧化緩衝層
15’‧‧‧次氧化層
17‧‧‧介電層
17’‧‧‧至少初始過氧化介電層
19‧‧‧選用性覆塗物
21‧‧‧非傳導層
21’‧‧‧圖案化之以Ag為基礎的層
23‧‧‧熱量或輻照源
25‧‧‧罩幕
1502‧‧‧玻璃基材
1504‧‧‧透明陽極層
1506‧‧‧電洞運送層
1508,1510‧‧‧電子運送及發射及陰極層
1601‧‧‧顯示器裝置
1604‧‧‧第一基材/色濾器基材
1606‧‧‧第二基材/TFT基材
1608‧‧‧黑矩陣
1610‧‧‧色濾器
1610a‧‧‧紅色濾器
1610b‧‧‧綠色濾器
1610c‧‧‧藍色濾器
1612‧‧‧共同電極/黑矩陣
1614‧‧‧TFT
1702‧‧‧顯示器
1704‧‧‧光學無色黏劑
1706‧‧‧薄玻璃片
1708‧‧‧可變形PET箔
1710‧‧‧柱間隔件
1712‧‧‧邊緣密封件
1714‧‧‧第一平坦圖案化接點層
1716‧‧‧第二平坦圖案化接點層
第1圖是一習見圖案化接點之橫剖視圖；第2圖是根據特定範例實施例之一用來製造一平坦圖案化接點之中間產物的橫剖視圖；第3圖是根據特定範例實施例示範第2圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖；第4圖是第3圖範例實施例之更詳細橫剖視圖； 第5圖是包括第4圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖；第6圖是根據特定範例實施例之另一用來製造一平坦圖案化接點之中間產物的橫剖視圖；第7圖是根據特定範例實施例顯示第6圖的中間產物可如何用來產生一平坦圖案化接點之橫剖視圖；第8圖是包括第7圖範例實施例的平坦圖案化接點之格柵狀矩陣的範例平面圖；第9圖是根據特定範例實施例之一包括一平坦圖案化接點之鑽石狀陣列的範例平面圖；第10圖是根據特定範例實施例顯示一平坦圖案化接點可如何配合使用一光微影性形成的接點之橫剖視圖；第11圖是根據特定範例實施例顯示一平坦圖案化接點可如何配合使用一光微影性形成的接點之另一範例橫剖視圖；第12圖是顯示根據特定範例實施例所產生的依沉積現狀及熱量啟動式電極之傳輸的圖形；第13圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之反射色彩差異的圖形，其中亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用；第14圖是顯示根據本發明特定範例實施例所製造的依沉積現狀及熱量啟動式電極之透射色彩差異的圖形，其中亦顯示對於ITO及裸玻璃的移位以供比較用；第15圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的OLED之範例橫剖視圖； 第16圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的LCD顯示器裝置之橫剖視圖；及第17圖是根據一範例實施例之一併入有一或多個平坦圖案化接點層的觸控螢幕之橫剖視示意圖。
1‧‧‧基材
11‧‧‧底塗物層
13’‧‧‧圖案化Ag層
15‧‧‧次氧化障壁層/次氧化緩衝層
17’‧‧‧至少初始過氧化介電層
19‧‧‧選用性覆塗物
23‧‧‧熱量或輻照源
25‧‧‧罩幕

Claims (22)

  1. 一種製造包含由基材所支撐的多層薄膜塗覆物之經塗覆物件的方法，該方法包含下列步驟：將一包含Ag及O的第一層配置於該基材上；將一次氧化緩衝層配置於該第一層上；及將能量選擇性施加至該第一層的一或多個部分，藉以造成其中位於該一多部分的氧往上移徙至該次氧化緩衝層內，以在該一或多個部分增大該第一層的電阻率，其中在該選擇性施加能量之後，該多層薄膜塗覆物係為實質地平坦且相對於傳導率及/或電阻率被圖案化。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一層具有比該次氧化緩衝層的生成焓更高之一生成焓。
  3. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中該次氧化緩衝層包含次氧化的ZrOx，金屬性Zr，ZrTiOx，ZrAlOx，ITO，或ZrNbOx。
  4. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其進一步包含將一種晶層配置於該玻璃基材上，該第一層位於該種晶層上方且直接地接觸該種晶層。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該種晶層包含氧化鋅。
  6. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其進一步包含將一包含TiOx、SiOx、SixNy、或SiOxNy的覆塗物層配置於該次氧化緩衝層上方。
  7. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中在該選擇性施 加能量之後，位於該一或多個部分之該第一層的電阻率係降低至小於50歐姆/平方(ohms/square)且其中位於該一或多個部分外之該第一層的電阻率係為至少約1M歐姆/平方。
  8. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中在該選擇性施加能量之後，該第一層之位於該一或多個部分外的區域對於該第一層之位於該一或多個部分的區域之電阻率的薄膜電阻比值係為至少約30,000：1。
  9. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中在該選擇性施加能量之後，該第一層之位於該一或多個部分外的區域對於該第一層之位於該一或多個部分的區域之電阻率的薄膜電阻比值係為至少約100,000：1。
  10. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中該選擇性施加能量係造成小於5的一a*及b*移位。
  11. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中該第一層係如同初始沉積現狀為實質非傳導性。
  12. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中經由至少一短波紅外線能量源進行該選擇性施加能量。
  13. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中經由至少一近紅外線能量源進行該選擇性施加能量。
  14. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中經由至少一YAG雷射進行該選擇性施加能量。
  15. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其中經由一介於一能量源與該經塗覆物件之間的熱量阻絕罩幕進行該選 擇性施加能量。
  16. 如前述申請專利範圍任一項之方法，其進一步包含下列步驟：將一包含氧化錫的層配置於該基材上；及將一包含氧化鋅的層配置於該包含氧化錫的層上，該包含氧化錫的層係位於該包含Ag與O的層之下且直接地接觸該包含Ag與O的層。
  17. 一種製造一電子裝置之方法，該方法包含下列步驟：提供一包括支撐一多層薄膜塗覆物的一玻璃基材之經塗覆物件，該多層薄膜塗覆物以遠離該基材的次序包含：一包含Zn的種晶層，一包含Ag與O的層，該包含Ag與O的層係如同初始沉積現狀為實質非傳導性，及一次氧化緩衝層；界定將成為傳導部分之該包含Ag與O的層中之一第一組的部分以及將成為實質非傳導部分之該包含Ag與O的層中之一第二組的部分；使該塗覆物、包括該包含Ag與O的層在該一組的部分上方之區域中曝露於來自一能量源的能量，藉以造成氧離子或原子從該包含Ag與O的層移徙至該次氧化緩衝層內，並使該包含Ag與O的層相對於傳導率及/或電阻率被圖案化；及將具有該包含Ag的經圖案化層之該經塗覆物件建 造於一電子裝置內。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該包含Ag的層係包含AgO、Ag2O、或AgOx，其中0.2<x<0.8。
  19. 如申請專利範圍第17至18項中任一項之方法，其中該次氧化緩衝層係至少在該曝露之前，至少初始地包含次氧化的ZrOx，金屬性Zr，ZrTiOx，ZrAlOx，ITO，或ZrNbOx。
  20. 如申請專利範圍第17至19項中任一項之方法，其中該電子裝置係為一觸控面板裝置，平板顯示器裝置，或太陽能光伏裝置。
  21. 如申請專利範圍第17至20項中任一項之方法，其中該多層薄膜塗覆物係在該曝露之後改變厚度不大於15%。
  22. 如申請專利範圍第17至21項中任一項之方法，其中沿著該多層薄膜塗覆物的光學差異係不可被一人體裸眼察覺。
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