OLED照明应用的金属电极形成制造技术

本公开涉及产生透明电极膜的方法，其包括(i)使包括具有聚合物涂层的基底的膜与环绕辊的模具接触，且其中该接触在该聚合物涂层内产生多个孔；孔以约100nm到约100μm的频率周期出现；(ii)固化该聚合物涂层以产生固化的聚合物涂层；以及(ii)将金属层沉积于该固化的聚合物涂层上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】OLED照明应用的金属电极形成相关申请本申请要求2015年6月15日提交的美国专利申请第62/175,606号的权益，其公开内容全文并入本文中。
本公开涉及可用于有机发光二极管(OLED)应用中的金属电极和此类电极的形成。
技术介绍
在如平板计算机、笔记本电脑、监测器和智能电话等较小大小和中等大小电子件中需要透明导电膜(TCF)。另外，如OLED(有机发光二极管；organiclightemittingdiode)照明、OPV(有机光伏装置；organicphotovoltaics)和DSSC(染料敏化太阳能电池；dye-sensitizedsolarcell)的大面积应用需要透明导电膜。随着应用的有效面积增大，需要具有更均一且更低的薄层电阻的TCF。此外，当将此类膜集成到装置中时，高透射率和平滑表面粗糙度为必要的。常规透明电极包括ITO(氧化铟锡；indiumtinoxide)且持续广泛地用于许多应用中。然而，ITO具有一些缺陷，如脆性和相对较高的薄层电阻，其不可易于调适用于柔性和大面积应用。存在制造透明导电膜的若干已知方法。第一方法使用银纳米线或纳米粒子涂层，其中混浊度可随薄层电阻减小而增加。用于制造导电TCF的第二方法为直接印刷，包含丝网、柔性版和凹版印刷。通过这些方法，可接受线宽难以达到低于约20到25微米(μm)，其对于裸眼可见。第三方法为可产生金属网结构的压印。可将线宽减小到几微米，从而使其对于裸眼不可见。虽然此方法似乎可为有前景的解决方案，但其难以形成所需的纳米级图案。如果可形成纳米级图案，那么将达到高透射率和低薄层电阻。最终方法为光刻法(接着是蚀刻)。此也可用于形成对于裸眼不可见的金属网结构。然而，此工艺极为复杂且制造成本高。不同于线栅偏振膜——其中偏振归因于膜的脊图案而仅在一个方向上是可能的，TCF具有对于本文中所描述的电极应用所必需的孔图案或交叉线图案。需要探索其它膜和方法以替代与ITO膜相关联的那些膜和方法且克服其它已知制造方法的不足。
技术实现思路
本公开涉及产生透明电极膜，包括(i)使驻存在基底上的聚合物涂层与模具接触，其中所述模具环绕辊，且其中该接触在所述聚合物涂层内产生多个孔；该孔以100nm到约100μm的频率周期出现；(ii)固化所述聚合物涂层以产生固化的聚合物涂层；以及(iii)将金属层沉积于该固化的聚合物涂层上。附图说明图1呈现激光干涉光刻装置(setup)的示意图。图2显示被模具环绕的辊的示意图。图3呈现用于制造透明电极膜的整个工艺的示意图。图4为如图3中呈现的工艺的工艺流程图。图5为聚合物模具的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。图6为基底上通过本专利技术的模具产生的图案化聚合物涂层的FESEM图像。图7为基底上的图案化聚合物涂层的FESEM图像，其中导电层倾斜地沉积于聚合物涂层上。图8显示在施加金属层之后的示范性模具形状和最终图案化。图9显示用于OLED照明的透明电极的横截面示意图。图10呈现用于OLED照明的透明电极的顶部示意图。具体实施方式在本公开中，描述透明导电膜的创新制造方法。纳米级模具——如通过激光干涉光刻产生的模具——用于所述方法中且环绕辊。该模具和辊可用于在驻存于基底上的聚合物涂层中产生孔。可如通过金属蒸发方法倾斜地沉积纳米图案，其避免蚀刻、掩蔽和对准工艺的常规步骤。因此，透明导电膜通常包括基底、聚合物涂层和金属层。模具产生模具可由任何合适的方法——如激光干涉光刻——形成。图1中描绘使用激光干涉光刻的一个实施方式。He-Cd激光器发射325nm的光，其由第一镜反射穿过电子遮光器(shutter)。光接着由第二镜反射到光束扩展器且接着反射到旋转台，其中将光引导至用于形成模具的坯料(blank)(在图中标注为“样本”)上。另一镜将光反射到产生干涉图案的坯料上。“坯料”为在经由例如激光干涉光刻方法形成峰和谷之前的模具材料。利用遮光器和旋转台允许产生如图2中所示的具有一系列峰和谷的模具。模具接着附接到辊，其中模具环绕辊，如图2中所描绘。在一些实施方式中，粘合剂用于将模具粘附到辊。辊可由任何合适的材料制成。这些材料包含塑料和金属。一些辊由包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)或镍的材料制成。虽然可使用任何合适的形状，但某些峰的形状为正方形、矩形、圆形或圆柱形，且可为这些形状中的一种或多种的组合。图8中显示了示例性峰形状。模具中的峰用于在聚合物涂层中形成孔。优选模具包括石英、SiO2、硅酮或有机聚合物。导电膜产生如图3所示，透明导电膜(例如，可用作电极)可通过以下方法产生，所述方法包括：(i)使驻存于基底上的聚合物涂层与模具接触，其中模具环绕辊，且其中该接触在聚合物涂层内产生多个孔；孔在聚合物涂层的表面上以约100nm到约100μm出现(在某些实施方式中为约50nm到约800nm的频率)；(ii)固化聚合物涂层(例如通过暴露于UV辐射)以产生固化的聚合物涂层；以及(iii)将金属层沉积于固化的聚合物涂层上。金属层可以一定倾斜角度沉积到聚合物涂层表面。可选地，可添加保护层以覆盖金属层。在一些实施方式中，孔在聚合物涂层的表面上的频率为从约100nm到约100μm，或频率可为约200nm到约50μm、或300nm到约25μm、或约400nm到约1μm、或约500nm到约750nm、或约600nm到约700nm、或这些值的任何组合。相对于圆形或正方形孔，此类孔的直径或宽度在约70nm到约50μm范围内，包含但不限于从约100nm到约25μm、约200nm到约20μm、约300nm到约10μm、约400nm到约1μm或约500nm到约800nm、或这些值的任何组合。孔通常具有以下深度：从约50nm到约50μm、约75nm到约25μm、或约100nm到约10μm、或约500nm到约1μm、或这些值的任何组合。另外，两个孔的边缘或侧面之间的最短距离通常在约30nm到约50μm范围内，包含但不限于从约50nm到约25μm、约100nm到约10μm、约250nm到约1μm、约500nm到约800nm、或这些值的任何组合。基底可利用可支撑聚合物涂层的任何合适的基底。基底通常为其上面沉积聚合物涂层的材料层且取决于所期望的应用可呈不同形状或形式。某些基底为塑料。基底的厚度和聚合物涂层的厚度在厚度上为几微米到几十纳米范围内。在一些实施方式中，基底包含聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)和聚醚砜(PES)中的一种或多种。优选地，基底为透明的。可选地，基底可充当限制水分和氧气通过电极膜的阻挡层。在某些实施方式中，如Al2O3或ZrO、ZnO、SiO2或SiN的阻挡材料可沉积于塑料基底上。基底聚合物聚碳酸酯(PC)如本文中所使用的术语“聚碳酸酯(polycarbonate)”或“聚碳酸酯(polycarbonates)”包括共聚碳酸酯、均聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。PC聚合物可从SABIC购得。术语聚碳酸酯可进一步被界定为具有式(1)的重复结构单元的组合物：其中R1基团的总数目的至少60％为芳族有机自由基且其其余部分为脂族、脂环族或芳族自由基。在另一方面中，每个R1为芳族有机自由基，且更优选地，为具有式(2)的自由基：─A1─Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
产生透明电极膜的方法，其包括：使驻存于基底上的聚合物涂层与模具接触，其中所述模具环绕辊，且其中所述接触在所述聚合物涂层内产生多个孔，所述孔以100nm到约100μm的频率周期出现；固化所述聚合物涂层以产生固化的聚合物涂层；以及将金属层沉积于所述固化的聚合物涂层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.15 US 62/175,6061.产生透明电极膜的方法，其包括：使驻存于基底上的聚合物涂层与模具接触，其中所述模具环绕辊，且其中所述接触在所述聚合物涂层内产生多个孔，所述孔以100nm到约100μm的频率周期出现；固化所述聚合物涂层以产生固化的聚合物涂层；以及将金属层沉积于所述固化的聚合物涂层上。2.权利要求1所述的方法，其中所述模具通过激光干涉光刻形成。3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其进一步包括将保护层施加到所述金属层上。4.权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述金属层为导电的。5.权利要求4所述的方法，其中所述金属层包括铝、银、铬、镍或铂中的至少一种。6.权利要求1到5中任一项所述的方法，其中通过倾斜角沉积而沉积所述金属层。7.权利要求6所述的方法，其中所述倾斜角沉积利用约10°到约80°的角度。8.权利要求1到7中任一项所述的方法，其中所述金属层的厚度为约10nm到100nm。9.权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述保护层包括塑料。10.权利要求1到9中任一项所述的方法，其中所述聚合物涂层包括紫外线(UV)可固化聚合物且所述聚合物涂层的所述固化包括将所述聚合物涂层暴露于UV辐射。11.权利要求10所述的方法，其中所述聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·H·金，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL