导电组件的制作方法
【专利说明】
[0001 ]本申请要求于2013年9月6日提交的欧洲申请号13183282.6的优先权，出于所有的 目的将此申请的全部内容通过引用结合在此。
技术领域
[0002] 本发明设及一种光学透明的并且导电的多层组件、设及一种用于其制造的方法并 且设及其在各种应用中的用途。
【背景技术】
[0003] 光学透明的并且导电的氧化物(TC0)半导体材料由于其在可见光谱中的光学透明 度和高电导率的独特组合长期W来已经被视为在如平板显示器、薄膜太阳能电池 W及激光 和发光二极管的应用中的有前景的功能材料。
[0004] TC0半导体材料典型地是含有一种或两种金属元素的二元或Ξ元化合物。TC0半导 体材料的最具代表性实例是杂质渗杂的ZnO、Ιπ2〇3、Sn化和CdO W及Ξ元化合物，如化2Sn化、 aiSn〇3、Zn2ln2〇 日、化31112〇6、1112811〇4、〔(1511〇3^及由化0、1112〇3和511〇2的组合组成的多组分氧 化物。
[0005] 目前，Sn渗杂的Ιπ2〇3(IT0)是最广泛使用的用于TC0应用的材料。然而，IT0的大规 模实施由于铜的缺乏、毒性和高成本受到严重阻碍。
[0006] 因此，具有与ΙΤ0的设备性能可比较的设备性能的替代TC0材料是高度希望的。
[0007] 已经开发了若干种方法用于在不同衬底上，典型地在玻璃衬底上制造 TC0薄膜，包 括化学气相沉积、物理气相沉积、脉冲激光沉积和磁控瓣射。
[000引运些方法典型地要求高退火溫度后处理步骤，通常大于400°C，W便改进如此沉积 的（as-d邱ositecOTCO材料的薄膜结晶度。该改进的薄膜结晶度有利地导致更好的光学透 射率、电导率和载流子迁移率。
[0009] 然而，因为常规衬底不能承受高退火溫度，该沉积过程必须在相对低的溫度下完 成。
[0010] 因此，在本领域仍然需要提供用于在包括聚合物衬底的各种衬底上简单制造光学 透明的并且导电的组件的替代方法并且提供在其表面上、特别地在大面积表面上均匀地具 有高透明度和高电导率特性的组件。 发明概述
[0011] 现在已经发现，光学透明的并且导电的多层组件可W通过本发明的方法在各种衬 底、特别地聚合物衬底上容易地获得，该多层组件有利地结合了在电磁波谱的可见区域内 的低吸收系数和高电导率值。
[0012] 而且，已经出人意料地发现，通过结合导电的有图案的膜和导电的连续膜，有可能 有利地降低由此提供的多层组件的厚度，由此保证在电磁波谱的可见区域内的低吸收系 数，同时成功地在其表面上、特别地在大面积表面上均匀地获得更高的电导率值和出色的 机械特性。
[0013] 此外，已经发现本发明的方法可w有利地在液相中、优选地在环境友好的水基介 质中进行。
[0014] 在第一实例中，本发明设及一种用于制造多层组件的方法，所述方法包括W下步 骤： (1) 提供至少一个有图案的衬底，所述有图案的衬底是通过包括W下步骤的方法可获 得的： (1-a)提供具有外表面和内表面的光学透明的衬底层[层化T-1)]， (1-b)提供包含至少一种第一金属化合物[化合物(Ml)]的液体组合物[组合物化1)]， (1-C)任选地，提供包含至少一种第二金属化合物[化合物(M2)]的液体组合物[组合物 化2)]，所述化合物(M2)与该化合物(Ml)相同或不同， (1-d)使用该组合物化1)将有图案的层[层(LMP)]印刷到该层化T-1)的至少一个表面 上， (1-e)任选地，使如在步骤(1-d)中提供的该层(LMP)与该组合物化2)接触，并且 (1-f)在至少50°C的溫度下干燥在步骤（1-d)亦或步骤（1-e)中提供的该有图案的衬 底； (2) 提供至少一个无图案的衬底，所述无图案的衬底是通过包括W下步骤的方法可获 得的： (2-a)提供具有外表面和内表面的光学透明的衬底层[层化T-2)]，所述层化T-2)与该 层化T-1)相同或不同， (2-b)提供包含至少一种光学透明的金属化合物[化合物(Mnt)]的液体组合物[组合物 化 3)]， (2-C)任选地，在蚀刻气体的存在下通过射频辉光放电法处理该层化T-2)的至少一个 表面， (2-d)使如在步骤(2-a)亦或步骤(2-C)中提供的该层化T-2)与该组合物化3)接触，由 此提供光学透明的无图案的层[层(LMT)]，并且 (2-e)在至少50°C的溫度下干燥在步骤(2-d)中提供的该无图案的衬底;并且 (3) 将所述至少一个有图案的衬底施加到所述至少一个无图案的衬底的至少一个表面 上，由此提供多层组件。
[0015] 在第二实例中，本发明设及一种多层组件，该多层组件包含： (1) 至少一个有图案的衬底，所述有图案的衬底包含： -有图案的层[层(LMP)]，由至少一种第一金属化合物[化合物(Ml)]的忍W及任选地至 少部分覆盖所述忍的至少一种第二金属化合物[化合物(M2)]的壳制成，所述化合物(M2)与 所述化合物(Ml)相同或不同，W及 -任选地，光学透明的衬底层[层化T-1)]，直接粘附到该层(LMP)的至少一个表面上、优 选地到该层(LMP)的一个表面上；W及 (2) 至少一个无图案的衬底，所述无图案的衬底包含： -具有外表面和内表面的光学透明的衬底层[层化T-2)]，所述层化T-2)与该层化T-1) 相同或不同，如果存在的话，W及 -由至少一种光学透明的金属化合物[化合物(MdO]制成的光学透明的无图案的层[层 (LMT)]，直接粘附到该层化Τ-2)的至少一个表面上、优选地到该层化Τ-2)的一个表面上， 该层化Τ-2)的所述至少一个表面在蚀刻气体的存在下任选地通过射频辉光放电法处 理。
[0016] 本发明的多层组件是有利地通过本发明的方法可获得的。
[0017] 在第Ξ实例中，本发明设及本发明的多层组件在电子装置中作为光学透明电极的 用途。
[0018] 本发明的光学透明电极可W有利地用于电子装置中，如平板显示器、光伏电池、窗 户、晶体管、发光二极管和激光器。
[0019] 为了本发明的目的，通过"有图案的衬底"，它指的是在所述衬底的至少一个表面 上包含有图案的层的衬底。
[0020] 通过术语"有图案的层"，它在此旨在表示具有任何几何图形的层。
[0021] 为了本发明的目的，通过"无图案的衬底"，它指的是在所述衬底的至少一个表面 上包含连续层的衬底。
[0022] 将本发明的多层组件的有图案的衬底的层(LMP)典型地直接粘附到该无图案的衬 底的层(LMT)上。
[0023] 本发明的多层组件的有图案的衬底和无图案的衬底都是有利地光学透明的。
[0024] 为了本发明的目的，通过术语"光学透明的"，它指的是对于具有从约200皿至约化 m的波长的入射电磁福射光学透明的。
[0025] 未特别限制该层化T-1)或该层化T-2)的厚度;然而，应理解的是，该层化T-1)和该 层化T-2)将典型地具有至少扣m、优选地至少10皿的厚度。当要求足够的机械阻力时，尽管 仍适用于本发明的多层组件，将不使用具有小于如m厚度的层化T-1)和层化T-2)。
[0026] 未特别限制该层化T-1)或该层化T-2)的厚度的上限，条件是所述层化T-1)和层 化T-2)仍可W提供特定领域的目标用途所要求的光学透明度。
[0027] 本领域的技术人员，将依赖于层化T-1)和层化T-2)的性质选择所述层化T-1)和层 化T-2)的适当厚度W提供所要求的光学透明度。
[00%]层化T-1)和层化T-2)，彼此相同或不同，有利地具有该入射电磁福射的至少75%、 优选地至少80%、更优选地至少90%的透射率。
[0029] 本发明的多层组件因此也有利地是光学透明的。
[0030] 本发明的多层组件典型地具有该入射电磁福射的至少50%、优选地至少55%、更 优选地至少60 %的透射率。
[0031 ]典型地使用分光光度计根据任何适合的技术测量透射率。
[0032] 层(LMP)和层(LMT)有利地是导电层。
[0033] 本发明的多层组件有利地具有最多50 Ω/平方、优选地最多25 Ω/平方、更优选地 最多20 Ω /平方、甚至更优选地最多15 Ω /平方的电阻率。
[0034] 本发明的多层组件典型地具有包括在25WI1与250WI1之间、优选地在lOOwn与150μπι 之间的厚度。
[0035] 层化Τ-1)和层化Τ-2)，彼此相同或不同，可W是多孔衬底层亦或无孔衬底层。
[0036] 通过术语"多孔的"，它在此旨在表示含有具有有限尺寸的孔的衬底层。
[0037] 通过术语"无孔的"，它在此旨在表示不含具有有限尺寸的孔的致密衬底层。
[0038] 层化Τ-1)和层化Τ-2)，彼此相同或不同，典型地由选自玻璃和聚合物的材料制成。
[0039] 合适的聚合物的非限制性实例包括氣聚合物、聚締控(如聚乙締和聚丙締）、聚糞 二甲酸乙二醋、聚对苯二甲酸乙二醋、聚酷胺、乙締乙酸乙締醋W及聚氯乙締。
[0040] 层化Τ-1)和层化Τ-2)，彼此相同或不同，有利地是非导电的衬底层。
[0041] 非导电的衬底层与导电层的区别在于，所述非导电的衬底层具有超过50 Ω/平方 的电阻率。
[0042] 层(LMP)优选地是有图案的网格层[层(LMP'）]，该网格层由至少一种第一金属化 合物[化合物(Ml)]的忍W及任选地至少部分覆盖所述忍的至少一种第二金属化合物[化合 物(M2)]的壳制成，所述化合物(M2)与所述化合物(Ml)相同或不同。
[0043] 本发明的多层组件的有图案的衬底优选地是包含W下各项的有图案的网格衬底： -有图案的网格层[层(LMP'）]，由至少一种第一金属化合物[化合物(Ml)]的忍W及任 选地至少部分覆盖所述忍的至少一种第二金属化合物[化合物(M2)]的壳制成，所述化合物 (M2)与所述化合物(Ml)相同或不同，W及 -任选地，光学透明的衬底层[层化T-1)]，直接粘附到该层(LMP'）的至少一个表面上、 优选地到该层(LMP '）的一个表面上。
[0044] 通过术语"有图案的网格层"，它在此旨在表示具有网格图案几何结构的层。
[0045] 该层(LMP'）优选地具有包括在100皿与800μπι之间、优选地在150皿与500μπι之间的 筛目尺寸。
[0046] 该层化ΜΡ'）优选地具有包括在化m与70μπι之间、优选地在7μπι与35μπι之间的条宽 度。
[0047] 典型地使用数字显微镜根据任何合适的技术测量该层(LMP'）的筛目尺寸和条宽 度。
[0048] 本发明的多层组件，其中该有图案的衬底包含具有包括在lOOwn与800WI1之间、优 选地在150μπι与500WI1之间的筛目尺寸W及包括在扣m与70μπι之间、优选地在7WI1与35μπι之间 的条宽度的层(LMP'），有利地是光学透明的并且具有该入射电磁福射的至少50%、优选地 至少55%、更优选地至少60%的透射率。
[0049] 根据本发明的方法的实施例，层化Τ-1)可W是如W上定义的本发明的多层组件的 无图案的衬底，所述无图