rxT“_x) 03]、镧锆钛酸铅、镁铌酸铅(Pb (Mg1/3Nb2/3) 03)、铌酸铅(PbNb206)、钛酸铋(Bi4Ti3012)、铋铌酸铅(PbBi2Nb209)、钛酸锶(SrTi03)、铜钛酸钙(CaCu3Ti4012)和铁钛钽(FeTiTa06)。在一些实施例中，第二介电层具有至少10或大于10并且至多约100的介电常数。这些适用于本文所公开的多层膜材料的例子包括过渡金属氧化物(例如，Ta205，Zr02、Hf02、Ti0jP氧化钇稳定的ZrO 2)，硅酸铪混合物(例如，HfS1和HfS1N)，以及CaTi03。在一些实施例中，第二介电层包含氧化锆(Zr02)。在一些实施例中，第二介电层包含氧化钇稳定的氧化锆。
[0043]第二介电层16可使用膜金属化领域中所采用的例如溅射(例如，阴极或平面磁控溅射)、蒸镀(例如，电阻式或电子束蒸镀)、化学气相沉积、电镀等技术形成。在一些实施例中，第二介电层16通过溅射(换句话讲，溅射沉积工艺)形成。
[0044]在一些实施例中，在具有惰性和/或反应性气体(例如，分别为氩气和氧气)的气体氛围的存在下，溅射沉积工艺可使用由交流(AC)电源供电的双靶。AC电源交替变换双靶中每一个的极性，使得对于AC循环的一半来说，一个靶为阴极并且另一个靶为阳极。在下一个循环中，极性在双靶之间转换。这样的转换通常以设定的频率发生。引入到工艺中的氧气既在接纳无机组合物的基底上、又在靶的表面上形成氧化物层。介电氧化物可在溅射期间带电，从而中断溅射沉积过程。极性转换可中和从靶溅射的表面材料，并且可提供沉积材料的均匀度和更好的控制。
[0045]在具有惰性和/或反应性气体(例如，分别为氩气和氧气)的气体氛围的存在下，溅射沉积工艺可代替地使用由直流(DC)电源供电的靶。DC电源独立于其它电源向每一个阴极靶供电(例如，脉冲功率)。在该方面，每个单独的阴极靶和对应的材料可在不同的功率水平下溅射，从而提供对整个层厚度中的组成的附加控制。DC电源的脉冲方面类似于AC溅射中的频率方面，从而允许在反应性气体种类(例如氧气)的存在下对高速率溅射进行控制。脉冲DC电源允许对极性转换进行控制，可中和从靶溅射的表面材料，并且可提供沉积材料的均匀度和更好的控制。
[0046]在一些实施例中，溅射沉积工艺通过射频溅射进行。在射频(RF)溅射中，通过在具有惰性气体或惰性和反应性气体的组合(例如，分别为氩气和氧气)的气体氛围存在下的RF电源为靶供电。RF溅射中可以避免电荷聚集在绝缘靶上。可以使用多种气体压力，例如在0.133Pa至2Pa范围内的气体压力。在一些实施例中，使用至少1.2Pa的氩气压力。
[0047]第二介电层可以具有多种可用的厚度。例如，第二介电层可以具有几微米(例如，20nm或30nm)至约2微米的厚度。在一些实施例中，第二介电层具有至多1微米、750纳米或500纳米的厚度。在这些实施例中的任一个中，第二介电层可以具有至少100、150、200、250或300nm的厚度。在一些实施例中，第二介电层具有在lOOnm至900nm、150nm至750nm、300nm至750nm、或300nm至600nm范围内的厚度。对于第一介电层如上所述，电容密度与介电厚度成反比，并且通常嵌入式电容器应用需要更高的电容密度。
[0048]再次参见图1，根据本发明的多层膜包括设置在第二介电层16上的第二导电层18。第二导电层例如可在最终的电容器中充当电极。第二导电层可包括导电性单质金属、导电性金属合金、导电性金属氧化物、导电性金属氮化物、导电性金属碳化物或导电性金属硼化物。可用于第二导电层的导电金属的例子包括单质银、铜、铝、金、钯、铂、镍、铑、钌、铝、锌、以及它们的组合。第二导电层可以通过多种方法形成。例如，可以使用溅射(例如，使用上述任何技术)、蒸镀、燃烧化学气相沉积、无电解电镀以及印刷。形成导电材料的晶种层可能是有用的，所述晶种层通过例如溅射形成，之后进行电镀以增加第二导电层厚度。在一些实施例中，第二导电层对于至少大部分的多层膜来说是连续的。在其他实施例中，第二导电层可以被置于第二介电层上的离散的区域。例如，可以在溅射期间使用阴影掩膜以在第二介电层的表面上提供几个电极。
[0049]就前述实施例中任一个的第二导电层而言，第二导电层可以具有至少1微米的厚度，在一些实施例中，具有至少5、10、15、或20微米的厚度。第二导电层的厚度可以为至多100微米，在一些实施例中，为75微米。例如，第二导电层的厚度可以在1微米至100微米、5微米至100微米、10微米至100微米、20微米至100微米、1微米至75微米或10微米至75微米的范围内。
[0050]在一些实施例中，在第二介电层16和第二导电层18之间可以存粘合促进层(粘结层)。合适的粘合促进层的例子包括金属、合金、氧化物、金属氧化物、金属氮化物和金属氧氮化物的层。在一些实施例中，粘合促进层包括铬、钛、镍、镍铬合金、或铟锡氧化物。粘合促进层例如可以具有例如从几纳米(例如，lnm或2nm)至约10纳米的厚度，并且如果需要可以更厚。粘合促进层可以通过例如溅射(例如，包括上述工艺中的任意一种)，蒸镀(例如，电阻式或电子束蒸镀)，或化学气相沉积形成。
[0051 ] 对于嵌入式电容器，本文所公开的多层介电膜的第一介电层和第二介电层的组合在柔性基底上提供了具有可接受电容密度值的高收率的功能电容器。如上所述，第一介电层可以减轻第一导电层表面的问题。另外，虽然第二介电层中材料的击穿场强通常低于第一介电层中材料的击穿场强，但第二介电层的存在可以增加介电材料中局部位点的击穿场强，因为它可以用来修复第一介电层中的缺陷。第一介电层和第二介电层一起可以提供比类似厚度但仅具有第一介电层或第二介电层之一的介电层更高的功能电容器收率。这个优点在以下实例中得以证明。在实例1中，制备了根据本发明的多层膜。在此实例的膜中，第一介电层和第二介电层具有800nm的合并厚度。对于从本文所公开的多层膜制备的5mm直径的功能电容器来说，观察到100%的收率。相比之下，对于具有相同构造除了不包括第二介电层并具有厚度为900nm的第一介电层以外的5mm直径的功能电容器来说，观察到75%的收率。另外，制备了具有相同构造除了不包括第一介电层以外的功能电容器，并且发现其大部分被短路了。
[0052]根据本发明的多层膜可以例如整体或部分地使用辊到辊制造技术制备，虽然上述方法中的任一种也可以在固定的过程中进行。可以被便利地用于制备根据本发明的多层膜的设备100的例子显示在图2中。电动卷轴102a和102b使基底104来回移动通过设备100。基底可以为如上所述的第一导电层12，在其任意实施例中，例如，为金属箔。控温旋转转筒106以及惰轮108a和108b带着基底104通过等离子源110、单体蒸发器114、交联单元116和溅射施加器112。从贮存器120向蒸发器114供应单体或单体混合物118。任选地，可以将气流(例如，氮、氩、氦)引入到蒸发器中(图2中未示出)。来自蒸发器114的蒸汽通过喷嘴或扩散片(图2中未示出)并且在基底104上冷凝。可以包括UV灯的交联单元116可以被用于由单体制造交联聚合物层以形成第一介电层。溅射施加器112可以随着转筒106带着膜前进而施加第二介电层。红外灯124可以在施加一个或多个层之前或之后用于加热基底。可以使用多次(在一个方向上)通过装置100而将连续层施加到基底104。可以将设备100封闭在合适的室(图2中未示出)中并保持真空或提供合适的惰性气氛以阻止氧气、粉尘和其他气氛污染物对各种预处理、蒸发、冷凝、交联和溅射步骤的干扰。
[0053]可以用于制备根据本发明的多层膜的其他辊到辊真空室制造设备描述在美国专利 5，440，446 (Shaw 等人)和 7，018，713 (Padiyath 等人)中。
[0054]在棍到棍工艺中，可以基于式[t = q/(s*w)]调节第一介电层的厚度，其中t =厚度，q =单体流速，s =涂覆转筒速度并且w =单体沉积源宽度。可以基于第一介电层的厚度调节在光化辐射(例如，UV光)中的暴露时间，更长的停留时间适用于更厚的层。
[0055]不像某些光学应用中的膜，根据本发明的多层膜不需要总是透射可见光和任选的其他波长的光。在本文所公开的多层膜的一些实施例中，多层膜具有至多约10% (在一些实施例中，至多约9、8、7、6、5、4、3、2、或1%)的平均可见光透射率。在一些实施例中，多层膜在390nm到750nm的范围内的平均透射率为至多约10% (在一些实施例中，为至多约9、8、7、6、5、4、3、2或1%)。本文所公开的多层膜的实施例中，第一导电层或第二导电层中的至少一个具有至多约10% (在一些实施例中，至多约9、8、7、6、5、4、3、2、或1% )的平均可见光透射率。在一些实施例中，第一导电层或第二导电层中的至少一个在390nm至750nm范围内具有至多约10% (在一些实施例中，至多约9、8、7、6、5、4、3、2或1% )的平均透射率。
[0056]在一些实施例根据本发明的多层膜是柔性的。在此所用的术语“柔性的”是指能形成为卷。在一些实施例中，术语“柔性的”是指能绕曲率半径至多7.6厘米(_)(3英寸)、在一些实施例中至多6.4cm(2.5英寸),5cm(2英寸)、3.8cm(l.5英寸)或2.5cm(l英寸)的卷芯弯曲。在一些实施例中，多层膜可以绕至少0.635cm(1/4英寸)、1.3cm(1/2英寸)或1.9cm (3/4英寸)的曲率半径弯曲。
[0057]本发明的一些实施例
[0058]在第一实施例中，本发明提供一种多层膜，其包括:
[0059]其在可见光范围内具有小于约10%平均透光率的第一导电层；
[0060]通过已蒸发液体的冷凝而设置在(例如，直接形成于)第一导电层上的第一介电层；
[0061]设置在(例如，直接形成于)第一介电层上的不同的第二介电层，所述第二介电层不是通过已蒸发液体的冷凝形成的；和
[0062]设置在(例如，直接形成于)第二介电层上并在可见光范围内具有小于约10%平均透光率的第二导电层。
[0063]在第二实施例中，本发明提供了第一实施例的多层膜，其中已蒸发液体是通过液体的雾化形成的。
[0064]在第三实施例中，本发明提供了第一实施例的多层膜，其中已蒸发液体是通过液体的闪蒸形成的。
[0065]在第四实施例中，本发明提供了第一至第三实施例中任一个的多层膜，其中第一介电层形成在其之上的第一导电层表面的平均粗糙度为至少10纳米。
[0066]在第五实施例中，本发明提供一种多层膜，其包括:
[0067]具有顶部表面的第一导电层，所述顶部表面的平均粗糙度为至少10纳米；
[0068]设置在(例如，直接形成于)第一导电层顶部表面上并具有第一介电常数的第一介电层；
[0069]设置在(例如，直接形成于)第一介电层上并具有大于第一介电常数的第二介电常数的不同的第二介电层；和
[0070]设置在(例如，直接形成于)第二介电层上的第二导电层。
[0071]在第六实施例中，本发明提供了第五实施例的多层膜，其中第一介电层是通过已蒸发液体的冷凝形成的。
[0072]在第七实施例中，本发明提供了第六实施例的多层膜，其中已蒸发液体是通过液体的雾化形成的。
[0073]在第八实施例中，本发明提供了第六实施例的多层膜，其中已蒸发液体是通过液体的闪蒸形成的。
[0074]在第九实施例中，本发明提供了第一至第八实施例中任一个的多层膜，其中第一介电层具有小于20的介电常数。
[0075]在第十实施例中，本发明提供了第九实施例的多层膜，其中第一介电层具有小于10的介电常数。
[0076]在第