[发明专利]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有效

专利信息
申请号: 200980137916.9 申请日: 2009-09-25
公开(公告)号: CN102164870A 公开(公告)日: 2011-08-24
发明(设计)人: G·扎格杜;B·恩希姆;E·鲁瓦耶 申请(专利权)人: 法国圣-戈班玻璃公司
主分类号: C03C17/00 分类号: C03C17/00;C03C17/36;C03C17/40;H01L51/52;H01L51/56;H01L51/10
代理公司: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 陈松涛;夏青
地址: 法国*** 国省代码: 法国;FR
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摘要:
搜索关键词: 制造 上层 栅格 毫米 导电 方法 以及
【说明书】:

发明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(TL)。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20μm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)。

因此本发明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。

本发明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,本发明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。

根据本发明具有开口网络的掩模及其根据本发明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50μm之间;

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