[發明專利]獲得透明導電薄膜的方法

無效

• 申請號: 200810092048.4
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101276079A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: V·G·拉姆伯蒂尼;N·利皮拉;S·伯納德;V·格拉索
• 申請（專利權）人: C.R.F.阿西安尼顧問公司
• 主分類號: G02F1/133
• 分類號: G02F1/133;G09F9/00;H01L21/00;H01L21/02;H01B13/00;H01B5/14;G03F7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 鄒雪梅;韋欣華

技術領域

本發明涉及一種獲得透明導電薄膜的方法。

背景技術

在廣泛領域中存在在透明襯底上提供透明導電薄膜的需求，該襯底例如由玻璃或塑料制成。可能應用的實例為汽車的“平視”(head-up)型顯示裝置，通常所說的“觸摸屏”，電磁屏蔽裝置，裝有防霧加熱器的冰箱窗口，等等。

發明內容

本發明的目的是提供一種相對簡單、便宜和有效的獲得透明導電薄膜的方法。

按照本發明的總構思，提供一種獲得透明導電薄膜的方法，特征在于其包括步驟：

-提供透明襯底；

-在透明襯底上沉積厚度不大于10μm的導電薄膜；以及

-以襯底上導電薄膜的多個殘留部分限定一種圖案的方式，從襯底表面的多個部分移除完整厚度的導電薄膜，該圖案由寬度為10nm-2μm的線條形成，并且相鄰線條之間的距離為10nm-2μm；

所述圖案以，獲得與預定的導電薄膜所需光學透射率相對應的導電薄膜中的滿的空間與空的空間的比率的方式預先確定。

按照本發明，導電薄膜的部分移除通過穿透掩模(3a；5a；31；2a)的蝕刻操作來獲得，該掩模通過選自如下的工藝而得到：納米壓印平板印刷(NIL)、微接觸印刷、聚合物自組裝過程和多孔氧化鋁的形成過程。

該蝕刻過程是穿透沉積在襯底上的薄膜的掩模的部分移除。不受掩模保護的薄膜區域中的材料通過在液體環境(濕蝕刻)或氣體環境(等離子蝕刻、活性離子蝕刻)中的化學或物理蝕刻來移除。掩模的圖案因此轉移到薄膜上。

在第一個實施方案中，其中前述的掩模通過納米壓印平板印刷工藝獲得，均勻導電薄膜最初通過真空工藝(熱蒸發、濺射化學蒸氣沉積)和液體工藝(絲網印刷、噴墨工藝、浸漬)沉積在襯底的上面，聚合材料通過旋涂施加到導電薄膜的上面，提供具有活性表面的模具，該活性表面帶有納米切口，其形成了一種圖案，該圖案與待轉移到導電薄膜的圖案相對應，用壓力將所述模具施加在聚合材料上以便在聚合材料上得到一系列被空的空間彼此隔開的聚合材料殘留部分，以襯底上導電薄膜的多個殘留部分形成所需圖案的方式，在與前述空的空間相對應的區域進行蝕刻操作來移除至達襯底表面的完整厚度的導電材料。

優選的是，該模具的活性表面具有按照不同幾何圖形(線、點等等)排列的切口來形成一結構，該結構具有寬度在10nm和500nm之間的線條，相鄰線條的距離在10nm和500nm之間，并且所述切口的深度在100nm和1000nm之間。

在第一個實例中，聚合薄膜由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或熱塑性材料制成，并且在施加模具期間對薄膜進行加熱以使其呈現所需形狀。在替換的實例中，聚合材料以環氧樹脂或丙烯酸樹脂液滴的形式沉積，并通過紫外線照射使其在施加模具的過程中發生交聯。

在設計用作顯示器的應用中，為了獲得具有微米尺寸的導電薄膜區域的顯示器，且使每個微米尺寸的導電薄膜都呈現一種納米圖案，可以提供具有微米突起(reliefs)的模具，并使每一個突起依次具有納米切口。

按照進一步的特征，在按照本發明的方法中使用的模具可以為例如由硅和石英制成的剛性模具，或者由摻雜碳的聚二甲基硅烷(PDMS?C)制成的軟模具。

在一替換的方法中，使用微接觸印刷工藝，這種工藝是通過在所述模具活性表面上提供一層聚合材料，從而在導電層的上面施加模具之后，導電層本身仍然覆蓋著被空的空間分開的聚合材料的多個部分，這樣在與所述空的空間相對應的區域，有可能隨后通過蝕刻移除至達襯底表面的完整厚度的導電層。

為了增加“縱橫比”(例如，在表面上的導電材料的滿的空間與空的空間的比率)，并且因此在既定的相同透射率下增加導電性，在等離子蝕刻步驟中，按照本發明的進一步特征，可以設想使用納米復合聚合物，這種納米復合聚合物包括具有不同選擇性的金屬和氧化物。所述選擇性使得金屬層比聚合物層被挖得更多，這樣得到了具有更高縱橫比的結構。在等離子蝕刻或活性離子蝕刻過程中，所要建立的在聚合材料和薄膜之間的選擇性很低，因此導致對這兩種材料相似的蝕刻，但是這種情況不包括特定材料(如PMMA和Si)的組合，其選擇性可以很高。在大多數情況下，從100-200nm(通常用于NIL和微接觸過程)聚合薄膜開始，可在導電薄膜上得到的厚度不可能超過300nm。在聚合物中包含顆粒(如金、碳、氧化鋁、硅酸鹽，等等)使得在等離子蝕刻步驟中的阻抗增加。