制造涂有上层栅格的亚毫米导电栅格的方法以及涂有上层栅格的亚毫米导电栅格技术

技术编号:7150511 阅读:225 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及通过如下方式在基板(2)上制造涂有上层栅格的亚毫米导电栅格(3):通过沉积稳定且散布于溶剂中的胶体聚合物纳米颗粒溶液来生产具有亚毫米开口的掩模(1),所述聚合物颗粒具有玻璃态转化温度Tg,并在低于Tg的温度干燥所述遮蔽层,直到获得具有直边缘的掩模(10),通过沉积被称为栅格材料的导电材料来形成导电栅格,在大于或等于0.8倍Tg的温度下利用栅格材料对所述遮蔽层进行热处理,从而在所述掩模区域的边缘和栅格的侧边缘(31)之间产生空间;在所述栅格上以及所述掩模区域(1)的边缘和栅格的侧边缘(31)之间的空间中沉积由所谓覆盖层材料的材料制成的被称为覆盖层的层;去除遮蔽层。本发明专利技术还涉及这样获得的栅格。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造涂有上层栅格的亚毫米导电栅格的方法以及涂有上层栅格的亚毫米导电栅格本专利技术涉及一种用于生产涂有上层栅格的亚毫米导电栅格的工艺以及涂有上层栅格的这种栅格。已知有能够获得微米尺寸金属栅格的制造技术。这些技术的优点是获得了小于1 欧姆/平方的表面电阻,同时保持了大约75到85%的光透射率(IV)。用于生产这些栅格的工艺基于通过光刻工艺与经由液体线路的化学侵蚀组合,或通过激光烧蚀技术蚀刻金属层的技术。此外,已知有基于金属或金属覆盖的聚合物线的编织的自支撑导电栅格,其用于电磁屏蔽。这些栅格的线具有至少20 μ m的尺度。这些栅格机械性能不是很强,平坦性有缺陷,在编织和实施期间需要受控的张力,否则存在缺陷众多、网孔畸变、撕破、散开等风险。此外,在特定应用中,设法涂布亚毫米导电栅格。例如,出于美观的原因,在机动车挡风玻璃中,利用石墨使编织钨或铜丝制成的加热栅格颜色变深。在编织或针织栅格之前使金属线颜色变深(利用石墨悬浮液涂布)。因此本专利技术旨在通过提出一种经济、快速和/或简化(制造步骤数量有限等)、可再现的制造带涂层的导电亚毫米栅格的工艺来克服现有技术过程的缺点。本专利技术的目的还有拓宽基于导电栅格的适用产品范围,尤其是通过使新功能成为可能来拓宽。这种栅格的光学性质和/或导电性质至少可以与现有技术相比。为此目的,本专利技术的第一主题是一种在基板,尤其是平坦和/或透明基板的主面上制造涂有上层栅格的亚毫米导电栅格,尤其是亚微米尺寸(至少对于栅格宽度而言)栅格的工艺,包括-在所述主面上产生具有亚毫米开口的掩模,所述掩模被称为网络掩模,包括-通过稳定并散布于溶剂中的胶体聚合物纳米颗粒的溶液沉积掩模层,所述聚合物颗粒具有给定的玻璃态转化温度Tg ;-在低于所述温度Tg的温度干燥所述遮蔽层,直到获得具有掩模区域的基本为直线的边缘的开口网络的掩模;-通过所述网络掩模形成所述导电栅格,包括沉积被称为栅格材料的至少一种导电材料,直到填充所述开口的深度的一小部分;-在大于或等于0.8倍Tg的温度,尤其是介于Tg和1. 5倍Tg之间温度下利用栅格材料对所述遮蔽层进行热处理(可以是或不是局部的),导致掩模区域收缩,从而在所述掩模区域的边缘和栅格侧边缘之间产生空间;-在所述栅格上以及所述掩模区域边缘和栅格侧边缘之间的空间中沉积由所谓覆盖层材料的材料制成的被称为覆盖层的层;-去除所述遮蔽层,直到显露出涂有所述上层栅格的导电栅格。根据本专利技术具有开口网络的掩模及其根据本专利技术的制造方法对于所考虑的栅格而言具有若干优点。在下文中将解释与增加热处理和上层栅格相关联的优点。于是掩模沿着网络的至少一个特征方向(因此平行于基板的表面),或甚至沿着两个(所有)方向具有随机的非周期性结构。那么栅格线的布置可能基本是开口网络布置的副本。网络掩模区域的边缘基本是直的,亦即,沿着相对于表面(如果表面是弯曲的,相对于切平面)介于80和100°之间,甚至85°和95°之间的中平面。由于掩模区域的边缘是直的(在热处理前后都是直的)-形成栅格的沉积层是不连续的(沿着边缘没有或很少有沉积);-形成上层栅格的沉积层是不连续的(沿着边缘没有或很少有沉积)。于是能够去除掩模(甚至涂有栅格和上层栅格)而不损伤上层栅格和覆盖的栅格。为了获得基本直的边缘,有必要-选择有限尺寸的颗粒,因此选择纳米颗粒,以便促进它们的分散,优选其至少一个特征(平均)尺度,例如平均直径,介于10和300nm之间,甚至介于50和150nm之间;并且-在溶剂中稳定纳米颗粒(尤其是通过表面电荷进行处理,例如通过表面活性剂, 通过控制PH),以防止它们凝结,析出和/或因重力而下落。此外,调节纳米颗粒的浓度,优选按重量计算在5%,或甚至10%和60%之间,更优选在20%和40%之间。避免了增加胶合剂(或足够少量以免影响掩模)。由于这种特定的工艺,能够以更低成本获得由适当特征尺寸的随机(形状和/或尺寸)非周期性图案构成的掩模-网络开口的(平均)宽度A被选择为微米尺寸(换言之,相邻掩模区域之间的距离),甚至纳米尺度宽度A,尤其是几百纳米到几十微米之间,尤其是200nm和50 μ m之间;-掩模区域或图案的(平均)尺寸B(因此,相邻开口之间的尺寸)为毫米级或亚毫米级,尤其介于5和500 μ m之间,甚至从100到250 μ m之间;-B/A比值是可调节的,尤其是根据颗粒的属性调节,尤其介于7和20,甚至40之间;-在掩模的给定区域中,甚至在整个表面的大部分上,开口的最大宽度和开口的最小宽度之间的差异小于4,或甚至小于或等于2 ;-在掩模的给定区域中,甚至在整个表面的大部分上,最大图案尺度和最小图案尺度之间的差异小于4,或甚至小于或等于2;-在掩模的给定区域中,或甚至在整个表面的大部分上,开口图案(未贯通或“盲” 开口)量,换言之,互连裂口的量,小于5%,或甚至小于或等于2%,因此网络裂口有限或甚至几乎为零,任选地可以通过蚀刻网络减小且可能消除裂口 ;-在给定区域中,或在整个表面上,对于给定图案,图案的大部分或甚至全部,图案的最大特征尺寸和图案的最小特征尺寸之间的差异小于2,以便加强各向同性;并且-对于网络的大部分或甚至全部段,边缘平行间隔开恒定距离,尤其是10μ m的尺度(例如,利用放大率为200的光学显微镜观察)。宽度A例如可以介于1和20 μ m之间,或甚至介于1和10 μ m之间,B可以介于50 和200 μ m之间。经由本专利技术的工艺,于是能够形成开口网孔,其可以在整个表面上扩展,从而能够获得各向同性性质。掩模的厚度可以是亚微米尺寸直到几十微米。掩模层越厚,宽度A(和B)越大。由开口划界的图案(因此还有栅格和/或上层栅格的网孔)形状各异,典型具有三个、四个或五个侧面,例如,主要有四个侧面,和/或有随机且非周期性分布的各种尺寸。对于大多数或所有图案(相应地,网孔)而言,网孔两个邻边之间的角度可以介于 60°和110°之间,尤其介于80°和100°之间。在一种配置中,获得具有开口(任选地大致平行)的主网络和开口(任选地大致垂直于平行网络)的二次网络,其位置和距离是随机的。二次开口具有例如小于主要开口的宽度。这使得能够接下来生产由平均线宽A’界定的栅格,A’基本与开口宽度A相同,线之间的(平均)间距B’基本与(网孔)开口之间的间距B相同。具体而言,线的尺寸A’可以优选介于几十微米和几百纳米之间。可以在7和20 之间,甚至30到40之间选择比值B,/K'。此外,通过光刻制造的一般有规则和周期性形状(正方形、矩形)的现有技术栅格的特征尺寸形成了 20到30 μ m宽金属线的网络,金属线例如间隔300 μ m,在它们被点光源照射时,是衍射图案的源。制造具有随机图案的栅格会更加困难和昂贵。要制造的每个图案都需要特定掩模。现有技术的这种制造技术还具有大约几十μ m的分辨极限,使得图案看起来很美观。编织非常细的丝线自身也有缺陷,尤其是需要较大直径的丝线(>40μπι)。编织仅会产生周期性图案。因此,根据本专利技术的网络掩模能够以更低成本设想任何尺寸的其它形状的不规则栅格。于是,栅格在至少一个(栅格)方向上是随机的。干燥导致遮蔽层收缩和表面上纳米颗粒的摩擦,在层中导致张应力,其经由弛豫形成开口。在干燥之后,这样获得了大量纳米颗粒,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在基板(2)的主面上制造涂有上层栅格(4)的亚毫米导电栅格(3)的工艺,包括:-在所述主面上产生被称为网络掩模的具有亚毫米开口的掩模(1),包括:-通过稳定且散布于溶剂中的胶体聚合物纳米颗粒的溶液沉积掩模层,所述聚合物颗粒具有给定的玻璃态转化温度Tg;-在低于所述温度Tg的温度对所述遮蔽层进行干燥,直到获得具有开口(10)的网络的掩模,所述开口(10)具有掩模区域的基本为直线的边缘;-通过所述网络掩模形成所述导电栅格,包括沉积被称为栅格材料的至少一种导电材料,直到填充所述开口的深度的一小部分;-在大于或等于0.8倍Tg的温度下利用栅格材料对所述遮蔽层进行热处理,导致所述掩模区域收缩,从而在所述掩模区域的边缘和所述栅格的侧边缘(31)之间产生空间;-在所述栅格上以及所述掩模区域(1)的边缘和所述栅格的侧边缘(31)之间的空间中沉积由所谓覆盖层材料的材料制成的被称为覆盖层的层;-去除所述遮蔽层,直到显露出涂有所述上层栅格(4)的所述导电栅格(3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·扎格杜
申请(专利权)人:法国圣戈班玻璃公司
类型:发明
国别省市:FR

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