[发明专利]经涂覆的柔性组件

说明书

本发明涉及一种经涂覆的柔性组件(1)，特别是经涂覆的柔性电子组件，其包括柔性基板(2)和至少一层基于难熔金属的金属涂层(3)。基于难熔金属的涂层(3)包含大于6原子％且小于50原子％的Re。另外，本发明涉及一种通过提供柔性基板(2)以及沉积至少一层基于难熔金属的金属涂层(3)来制备经涂覆的柔性组件(1)的方法，所述基于难熔金属的金属涂层(3)包含大于6原子％且小于50原子％的Re。

本发明涉及一种经涂覆的柔性组件，特别是经涂覆的柔性电子组件，其包括柔性基板和至少一层基于难熔金属的金属涂层。本发明还涉及一种制备经涂覆的柔性组件的方法。

柔性组件领域的技术进展与薄膜材料领域的进展密切相关。特别地，该进展可使电子领域(特别是薄膜组件例如薄膜晶体管(TFT))进一步发展。此外，新集成工艺的研发进展还使得电子器件能与柔性基板结合，从而可以制备柔性电子组件。

数十年来已经发生的薄膜材料的研发和优化现已产生多种有利的制备薄膜组件的方法。因此，这类薄膜组件可以例如非常廉价地制备，并且通过在大面积基板上生产而具有一致的品质。最广泛使用的这类薄膜组件中的两种为二极管和晶体管，其用于许多数字和模拟电路中，并且还用作传感器元件以及用于能量回收。

在电子器件和电子设备领域中，特别是消费性电子器件中，当前的发展在越来越大的程度上由设计确定：“形式遵循功能”。在现代器件中为了实现这一设计理念，柔性组件正变得越来越重要。(柔性)形式因素是关键的参数。组件的柔性(也称为弯曲性、变形性)和由此的器件在未来将开辟出大量的使用领域，例如健康领域、汽车工业、人机界面(HMI)或图形用户界面(GUI)、新型计算机平台、移动通信、能源管理等。

目前，在柔性电子器件领域中已经存在大量的原型。外来的新材料(例如石墨烯、碳纳米管、有机半导体等)和贵金属通常用于这些原型，以便获得期望的性质。由于成本原因，这类原型不是非常适合大规模生产，通常仅在学术上受关注。因此，在消费性电子器件中，经常尝试将已建立的薄膜工艺从刚性基板(例如玻璃、硅)转移至柔性基板(例如聚合物膜)。

专利文献也涉及柔性电子组件的领域。因此，例如，US 2014 0170413A1公开了多种制备具有柔性基板的涂覆体的方法。在所述方法中，透明导电氧化物以及掺杂或合金化的银的各种层沉积在柔性基板上。

这类柔性组件(特别是柔性电子组件)越来越重要地应用于显示器、可穿戴设备和便携式设备、医疗技术(例如医疗器械、传感器、植入物)、能量生产、能量管理和能量储存(例如柔性太阳能电池、薄膜电池、电容器)、汽车工业和住宅或建筑技术(例如传感器、智能玻璃)中。这些组件在操作期间或安装期间必须承受高弹性变形，例如弯曲应力或拉伸应力。这些应力通常也是循环性的，并且对用于这些组件的材料的机械性质提出了严格的要求。

由于需要低电阻，这类柔性电子组件的导体轨道或导体轨道结构通常由Cu、Al、Ag、Cu基、Al基或Ag基合金或者贵金属(例如Pt和Au)组成。替代材料(例如石墨烯、碳纳米管和导电聚合物)非常柔韧，但导电性比上述金属或贵金属差，因此它们目前仅用于简单的组件中。

Pt和Au具有优异的导电性以及非常好的抗氧化性和耐腐蚀性，但由于成本原因不适合大规模使用。

Cu、Al、Ag、Cu基、Al基或Ag基合金具有高的断裂伸长率。然而，它们仅显示出对杂质(向内)扩散的低阻挡作用。例如，这种扩散可以从组件的基板或其他层进入导体轨道中，也可以从导体轨道进入半导体中。因此，存在Cu、Al、Ag或者Cu、Al或Ag合金的成分扩散到半导体中并破坏半导体性能的风险。此外，Cu、Al、Ag、Cu基、Al基或Ag基合金仅具有低的耐腐蚀性。因此，这些材料仅在有限的程度上可用于还可在具有较高的大气湿度的环境中使用的组件，并且由Cu、Al、Ag、Cu基、Al基或Ag基合金组成的导体轨道需要另外的覆盖层和/或阻挡层，这取决于各组件的用途。

对于柔性组件的功能，另一个重要标准是施加到基板上的一个或多个层(例如导体轨道)具有足够的粘附性。为此，根据所用的基板，另外施加适当的粘结层。