DE10223512A1 - Laserstrukturierung von elektrooptischen Systemen - Google Patents
Laserstrukturierung von elektrooptischen SystemenInfo
- Publication number
- DE10223512A1 DE10223512A1 DE10223512A DE10223512A DE10223512A1 DE 10223512 A1 DE10223512 A1 DE 10223512A1 DE 10223512 A DE10223512 A DE 10223512A DE 10223512 A DE10223512 A DE 10223512A DE 10223512 A1 DE10223512 A1 DE 10223512A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electro
- layer
- optical
- segment
- metal oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 100
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical class [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/1533—Constructional details structural features not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
- G02F1/1523—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
- G02F1/1524—Transition metal compounds
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Beschrieben werden ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten elektrooptischen Komponenten, bei dem in einem oder mehreren Schritten auf einer elektrooptischen Komponente, das ein Substrat, eine elektrisch leitfähige Schicht und mindestens eine Metalloxid-Schicht umfasst, mindestens ein Segment mindestens einer Schicht durch Laserlicht unter Bildung einer Struktur abgetragen wird, und ein Verfahren zur Herstellung von elektrooptischen Elementen aus mindestens einer so erhaltenen strukturierten elektrooptischen Komponente sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten oder Bauteilen. DOLLAR A Die elektrooptischen Elemente eignen sich als elektrooptische Displays und Anzeigen, insbesondere elektrooptische Displays und Anzeigen mit großflächigen Schaltflächen in Form schaltbarer Spiegel, Fenster oder anderer Anzeigeelemente.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung strukturierter elektrooptischer Komponenten und elektrooptischer Elemente, insbesondere von Anzeige- oder Displayelementen, mit diesen elektrooptischen Komponenten.
- Elektrooptische Displays oder Anzeigeelemente sind für viele Anwendungen von großem Interesse, insbesondere solche mit großflächigen Schaltflächen in Form schaltbarer Spiegel, von Fenstern oder anderen Anzeigeelementen. Prinzipiell handelt es sich bei elektrooptischen Systemen um zwei parallel angeordnete elektrooptische Komponenten bzw. mit elektrooptischen Funktionsschichten versehene Kondensatorplatten, die mit einem Dichtrahmen eine flache Kammer begrenzen. Mindestens eine der Kondensatorplatten besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, z. B. mit einem transparenten Halbleiter (ITO, FTO, ATO) beschichtetes Glas (z. B. K-Glas). Die Kammer zwischen den Platten ist mit einem Ionen-leitenden Medium (Elektrolyt) gefüllt. Derartige Systeme sind bekannt und werden z. B. in US-A-3451741, EP-A-240226, WO-A-94/23 333, DE-A-198 04 314, WO-A-94/23333 und D. Theis, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Verlag Chemie 1987, Bd. A81, S. 622, beschrieben.
- Derartige Systeme lassen sich grundsätzlich in nicht-strukturierte vollflächige Systeme und strukturierte Systeme unterteilen. Ein nicht-strukturiertes System wird in US-A-4902108 und ein strukturiertes System wird in DE-A-196 31 728 beschrieben.
- Zur Herstellung elektrooptischer oder elektrochromer Displays für komplexe Informationen sind strukturierte Systeme erforderlich. In US-A-4488781 und US-A-4547046 wird die Herstellung von Matrixdisplays beschrieben, die durch Abscheidung elektrochromer Materialien auf streifenförmig angeordneten elektrischen Leiterbahnen hergestellt wurden. In JP-A-63298225, JP-A-63291036 und JP-A-63163824 werden Displays mit einer zusätzlichen Absorptionsschicht beschrieben, womit nach Belichtung Informationen dargestellt werden können. JP-A-62163021 beschreibt ein Verfahren, in welchem eine amorphe elektrooptische Schicht durch Laserlicht teilweise in eine kristalline Form überführt wird, welche keine elektrooptischen Eigenschaften mehr aufweist.
- Um Displays als Mehrfach-Segment-Anzeigen zu realisieren, müssen sowohl die elektrochrome Schicht (WO3) als auch die darunter liegende transparente elektrisch leitfähige Schicht in Segmente unterteilt werden können und zwar so, dass beim Segmentieren bzw. Abtragen der elektrochromen Schicht die darunter liegende transparente elektrisch leitfähige Schicht nicht beeinflusst oder beschädigt wird. Ferner wird gefordert, das diese Segmentierung schnell, präzise, mit sauberen Kanten und möglichst in einem Arbeitsschritt erfolgt. Dies ist mit den vorstehend beschriebenen Verfahren nicht möglich.
- Überraschenderweise wurde von den Erfindern festgestellt, dass die obigen Anforderungen durch Strukturierung mit Laserlicht erfüllt werden können. Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten elektrooptischen Komponenten, bei dem in einem oder mehreren Schritten auf einer elektrooptischen Komponente, die ein Substrat, eine elektrisch leitfähige Schicht und mindestens eine Metalloxid-Schicht umfasst, mindestens ein Segment mindestens einer Schicht durch Laserlicht unter Bildung einer Struktur abgetragen wird.
- Durch dieses Verfahren lassen sich einfach und preiswert höchst präzise strukturierte elektrooptische Komponenten erhalten, die sich zur Herstellung elektrooptischer Systeme, insbesondere von Anzeigen und Displays eignen, welche durch Zusammenfügung dieser strukturierten elektrooptischen Komponenten und gegebenenfalls anderer Komponenten (Bauteile) erhalten werden können. Eine elektrooptische Komponente ist hier ein mit elektrooptischen Funktionsschichten versehenes Substrat, das insbesondere als Kondensatorplatte oder Elektrode für das elektrooptische System oder Element verwendet wird.
- Bei den elektrooptischen Komponenten handelt es sich insbesondere um elektrooptische Mehrschichtsysteme. Bei den Schichten handelt es sich um Dünnschichten. Die in dem elektrooptischen Mehrschichtsystem auf dem Substrat befindlichen Schichten haben in der Regel jeweils eine Dicke von nicht mehr als 1 µm, wobei unterschiedliche Funktionsschichten auch unterschiedliche Dicken aufweisen können.
- Elektrooptische Systeme werden in großer Zahl für verschiedene Anwendungsbereiche und in unterschiedlichen Kombinationen von Einzelkomponenten beschrieben. Neben den oben genannten Funktionsschichten, der elektrisch leitenden Schicht und der elektrochromen Schicht, werden gegebenenfalls auch weitere Schichten auf das Substrat aufgebracht, z. B. Diffusionssperrschichten oder Ioneninsertionsschichten. Außerdem werden Elektrolyte eingesetzt. Erfindungsgemäß können alle nach dem Stand der Technik bekannten Komponenten oder Schichten, verwendet werden. Hierfür wird auf die vorstehend zitierte Literatur verwiesen. Besonders bevorzugte Komponenten oder Schichten für elektrooptische Systeme sind in WO 95/28663 beschrieben, worauf vollinhaltlich Bezug genommen wird.
- Die Reihenfolge der Schichten kann variieren und von einer Funktionsschicht können auch mehrere Schichten vorliegen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle diese Schichten durch Laserlicht nach Bedarf selektiv schichtweise abgetragen werden, um eine Strukturierung bzw. Segmentierung der elektrooptischen Komponente zu erreichen.
- Die Schichten sind im allgemeinen anorganisch. Es handelt sich gewöhnlich um Metalloxid-Schichten, wobei die elektrisch leitfähige Schicht auch eine Metallschicht sein kann. Bevorzugt ist aber auch die elektrisch leitfähige Schicht eine Metalloxid- Schicht. Bei dem Metalloxid kann es sich um das Oxid eines oder mehrerer Metalle handeln. Das Metalloxid kann dotiert sein, gegebenenfalls auch mit einem Nichtmetall. Bei der zusätzlichen mindestens einen Metalloxid-Schicht handelt es sich vorzugsweise um mindestens eine elektrochrome Schicht. Weitere Metalloxid-Schichten, die als Funktionsschichten verwendet werden können, sind z. B. eine oder mehrere Ioneninsertionsschichten. Natürlich können bei dem elektrooptischen Komponente sowohl elektrochrome Schichten als auch Ioneninsertionsschichten vorhanden sein.
- Zur Herstellung der elektrooptischen Komponenten können z. B. thermisches Verdampfen, Sputtern oder CVD sowie Sprühpyrolyse und elektrochemische Abscheideverfahren verwendet werden. Zur Herstellung unstrukturierter elektrooptischer Komponenten wird in besonders vorteilhafter Weise das Sol-Gel- Verfahren verwendet, bei dem Substrate im allgemeinen großflächig homogen mit den Funktionsschichten beschichtet werden, so dass sich auf dem Substrat das Mehrschichtsystem in der gewünschten Reihenfolge befindet. Bei dem Sol-Gel- Verfahren können Metalloxid-Vorstufen in einfacher Weise nasschemisch als Beschichtungssol auf das gegebenenfalls vorbeschichtete Substrat aufgebracht und durch Wärmebehandlung in die Metalloxidschicht überführt werden. Einzelheiten finden sich in der oben zitierten WO 95/28663. Diese Schichten können durch herkömmliche Nassbeschichtungsverfahren auf das Substrat aufgetragen werden, z. B. durch Tauchen, Aufstreichen, Sprühen, mittels Walzen oder durch Schleuderbeschichten. Anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung zur Verdichtung. Diese relativ einfach erhältlichen unstrukturierten elektrooptischen Komponenten eignen sich für die erfindungsgemäße Strukturierung besonders, es können aber auch bereits vorstrukturierte Komponenten weiter strukturiert werden.
- Als Substrat kann jedes Substrat verwendet werden, auf das eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden kann, und es können die nach dem Stand der Technik bekannten Substratmaterialien eingesetzt werden, insbesondere Glas oder Kunststoff. Glas ist am meisten bevorzugt. Das Substrat ist vorzugsweise transparent. Als Substrat (Träger) eignen sich insbesondere alle transparenten Substrate, die mit einer transparenten leitfähigen Schicht versehen werden können und den bei der thermischen Nachbehandlung der aufgetragenen Schicht einzusetzenden Temperaturen standhalten. Bevorzugt sind diese Substrate aus Glas oder transparentem Kunststoff, z. B. entsprechende Platten mit einer Dicke von im allgemeinen 0,5 bis 10,0 mm, vorzugsweise 0,9 bis 4,0 mm. Diese Platten sind entweder völlig plan oder leicht gewölbt.
- Wird als Schichtträger ein Glassubstrat verwendet, dann kann zwischen dem Glassubstrat und der elektrisch leitfähigen Schicht zur Vermeidung der Alkalidiffusion auf dem Glas eine Diffusionssperrschicht, z. B. aus SiO2, vorgesehen werden. Der Widerstand der elektronenleitenden Schicht sollte möglichst klein sein. Üblicherweise werden die Substrate nach dem Zuschnitt auf die gewünschte Größe einer definierten Wasch- und Reinigungsprozedur unter Anwendung von organischen Lösungsmitteln, Tensidlösungen und Reinstwasser im Ultraschallbad unterzogen.
- Auf dem Substrat befindet sich, abgesehen von der gegebenenfalls vorhandenen Diffusionssperrschicht, üblicherweise zunächst die elektrisch leitfähige Schicht. Diese Schicht ist vorzugsweise transparent. In speziellen Fällen können hierfür auch dünne Metallschichten (z. B. aus Silber mit einer Dicke von < 20 nm) als transparente elektrisch leitfähige Schichten verwendet werden. Bei der elektrisch leitfähigen Schicht handelt es sich aber bevorzugt um eine Metalloxid-Schicht, insbesondere um eine transparente Metalloxid-Schicht. In der Regel handelt es sich um ein dotiertes Metalloxid. Beispiele für geeignete Metalloxide sind Indium-Zinnoxid (ITO), Fluor- dotiertes Zinnoxid (FTO) und Antimon-dotiertes Zinnoxid (ATO), sowie dotiertes Zinkoxid und dotiertes Titanoxid, wobei ITO, ATO und FTO besonders bevorzugt sind.
- Bei der elektrochromen Schicht handelt es sich insbesondere um elektrochrome Oxidschichten. Bevorzugte elektrochrome Metalloxide sind Wolfram- und Molybdänoxide sowie Nickeloxide, wobei Wolframoxide (WO3) besonders bevorzugt sind. Elektrochrome Schichten können in Dicken bis zu 500 nm vorliegen. Es können auch mehrere (z. B. bis zu 5) Schichten übereinander vorliegen. Ein Verfahren zur Herstellung ist in WO 95/28663 beschrieben.
- Eine dritte Schicht, die in elektrooptischen Komponenten häufig eingesetzt wird, ist eine nicht-färbende Ioneninsertionsschicht. Nicht-färbende oxidische Ioneninsertionsschichten (für Protonen oder Lithiumionen) sind ebenfalls in großer Zahl bekannt, z. B. auf Basis von Oxiden von Cer, Titan, Vanadium, Eisen, Zirconium, Chrom sowie Mischungen dieser Oxide unterschiedlicher Zusammensetzung. Eine bekannte und bevorzugte Ioneninsertionsschicht basiert auf den Oxiden von Cer und Titan (CeTiOx). Ioneninsertionsschichten werden z. B. in Schichtdicken von bis zu etwa 400 nm verwendet.
- Die Erfindung betrifft elektrooptische Komponenten, bei denen anorganische Dünnschichtsysteme auf elektrisch leitfähig beschichteten Substraten aufgebracht sind. Durch Strukturierung der Metalloxid-Dünnschichten mit einem Laser lassen sich auf einfache und effiziente Weise strukturierte elektrooptische Komponenten herstellen. Insbesondere erfolgt die Strukturierung von Metalloxid-Schichten, die (Ein-)metalloxid-Schichten (z. B. Wolframoxid für die elektrochrome Schicht), Metallmischoxid- Schichten (z. B. CeTiOx für die Ioneninsertionsschicht) und elektrisch leitfähige Metalloxid-Schichten (z. B. Fluor-dotiertes Zinnoxid oder Indium-dotiertes Zinnoxid) umfassen. Vorzugsweise wird von homogen beschichteten Substraten ausgegangen, bei denen sich das Mehrschichtsystem unstrukturiert auf dem Substrat befindet.
- Bei dem Segment einer Schicht handelt es sich um einen Teil der Schicht, der beim Abtragen insbesondere vollständig bis zur darunter liegenden Schicht abgetragen wird. Das Segment kann, abgesehen von der Dickendimension, punkt-, linien- oder flächenförmig sein. Durch das Abtragen oder Abschneiden eines Segments werden daneben verbleibende Segmente dieser Schicht herausgebildet, welche die gewünschte Struktur bilden. In einem Schritt können auch zwei oder mehr Segmente an verschiedenen Steilen aus der mindestens einen Schicht abgetragen werden.
- Überraschenderweise ist es möglich, Schichten von elektrooptischen Komponenten, insbesondere Metalloxid-Schichten, mit einem Laser selektiv schichtweise abzutragen bzw. durchzutrennen. Selektives schichtweises Abtragen bedeutet, dass man bei geeigneter Einstellung des Lasers jeweils genau eine Schicht, genauer ein Segment der Schicht abtragen kann, ohne eine darunter liegende Schicht zu schädigen bzw. abzutragen. Bei geeigneter Einstellung des Laserlichts kann man das selektive schichtweise Abtragen auch so ausführen, dass zwei oder mehr Schichten gemeinsam abgetragen werden, ohne darunter liegende Schichten zu beeinträchtigen. Dadurch wird ein präzises Strukturieren ohne Schädigung der verbleibenden Reststruktur ermöglicht. Gegebenenfalls kann nach Bedarf auch das Substrat mit dem Laserlicht geschnitten werden.
- Die Schichten können sowohl in feinen Linien geschnitten, als auch flächig abgetragen werden. Bei einem "Stack" verschiedener Metalloxidschichten können die Schichten einzeln abgetragen werden. Die Strukturierung kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Zur Strukturierung wird vorzugsweise in mindestens einem Schritt ein Segment mindestens einer Schicht abgetragen, wobei sich unter dem Segment mindestens eine andere Schicht, vorzugsweise eine Metalloxid- Schicht, befindet, die in diesem Schritt nicht abgetragen wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in einem Schritt mindestens ein Segment einer Metalloxid-Schicht abgetragen, wobei sich unter dem Segment z. B. die elektrisch leitfähige Schicht befindet, die in diesem Schritt nicht abgetragen wird, und in einem zweiten Schritt mindestens ein Segment der Metalloxid-Schicht und ein darunter liegendes Segment der elektrisch leitfähigen Schicht zusammen abgetragen.
- Bei dem Laser zur Erzeugung des Laserlichts kann es sich um jeden nach dem Stand der Technik bekannten handeln. Insbesondere können kommerziell erhältliche Systeme (z. B. Lasergravurgeräte) verwendet werden. Vorzugsweise wird Laserlicht mit Strahlung im Infrarot- oder Ultraviolettbereich (IR- oder UV-Bereich) verwendet. Beispiele sind Gaslaser, Festkörperlaser, Farbstofflaser oder Halbleiterlaser. Konkrete Beispiele für einsetzbare Laser sind Excimer-Laser, wie F2-, ArF-, KrF- und XeCl-Laser, I-Laser, N2-Laser, HF-Laser, CO-Laser, CO2-Laser, Neodym/YAG- Laser, Neodym-Glas-Laser oder Rubin-Laser, wobei CO2-Laser und Neodym/YAG- Laser bevorzugt sind und ein CO2-Laser besonders bevorzugt verwendet wird.
- Besonders bevorzugt wird infrarotes Laserlicht verwendet. Hiermit ist ein erstaunlich präzises selektives schichtweises Abtragen möglich. Dies ist umso erstaunlicher, da der Wellenlängenbereich im Infrarot um etwa eine Größenordnung (das von einem CO2-Laser erzeugte Licht hat etwa eine Wellenlänge von etwa 10 µm) größer ist als die Dicke der abzutragenden Schichten, die im allgemeinen weniger als 1 µm beträgt. Dennoch gelingt das selektive schichtweise Abtragen einer Dünnschicht mit IR-Laserlicht besonders gut.
- Der Laser kann entsprechend der gewünschten Abtragtiefe bzw. den gewünschten abzutragenden Schichten eingestellt werden. Hierfür werden insbesondere Laserleistung und Schreibgeschwindigkeit eingestellt. Der Fachmann kann die erforderliche Einstellung je nach Fall ohne weiteres ermitteln bzw. durch einfache Versuche bestimmen. Der Abtrageprozess kann auch als Ablation ausgeführt werden.
- Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen elektrooptischen Komponenten werden zur Herstellung von elektrooptischen Systemen verwendet. Hierfür werden wenigstens eines und vorzugsweise mindestens zwei der erfindungsgemäß hergestellten strukturierten elektrooptischen Komponenten gegebenenfalls mit weiteren Bauteilen zu einem elektrooptischen Element zusammengefügt. In der Regel werden zwei elektrooptische Komponenten über einen Elektrolyten verbunden und mit einem Dichtrahmen versiegelt. Man kann auch zuerst die elektrooptischen Komponenten mit einem Zwischenraum anordnen, die Komponenten mit einem Dichtrahmen verbinden, den Elektrolyten durch eine freigelassene Öffnung in den Zwischenraum einfüllen und dann die Öffnung versiegeln. Ein, zwei oder mehr erfindungsgemäß hergestellte strukturierte elektrooptische Komponenten können auch, gegebenenfalls mit anderen üblichen elektrooptischen Komponenten (Bauteilen), zusammengefügt werden, um ein komplexes elektrooptisches Bauteil zu bilden, das dann zur Herstellung eines elektrooptischen Elements verwendet wird. Für die Einzelheiten zum Aufbau der elektrooptischen Elemente wird auf den vorstehend zitierten Stand der Technik verwiesen.
- Bei den erfindungsgemäß hergestellten elektrooptischen Elementen handelt es sich insbesondere um elektrooptische Anzeigen oder Displays. Sie dienen z. B. für Anzeigen und Displays auf hellem und auf dunklem Hintergrund. Bevorzugte Ausführungsformen sind auch segmentierte elektrooptische Anzeigen und elektrooptische Matrixanzeigen.
- Die elektrooptischen Komponenten können in nur einem Arbeitsschritt aus homogen beschichteten Substraten hergestellt werden. Mit den daraus hergestellten elektrooptischen Anzeige- und Displayelementen ist die Darstellung komplexer Anzeigen und Schriften, eine sehr hohe Auflösung (bis 1.000 dpi) und eine hohe Konturschärfe der Anzeige erzielbar. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung großflächiger Anzeigeelemente. Weitere Vorteile des Verfahrens sind die sehr hohe Prozessgeschwindigkeit und die Möglichkeit, kommerziell erhältliche Laser (z. B. Lasergravurgeräte) zu verwenden, was eine weitere Kostensenkung gestattet.
- Die vorliegende Erfindung eignet sich somit zur Herstellung elektrooptischer Displays und Anzeigen und insbesondere zur Herstellung elektrooptischer Displays und Anzeigen mit großflächigen Schaltflächen in Form schaltbarer Spiegel, von Fenstern oder anderen Anzeigeelementen. Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.
- Durch Tauchbeschichtung wurden elektrisch leitfähig beschichtete Gläser (z. B. K- Glas) mit dem in B. Munro, P Conrad, S. Krämer, H. Schmidt, P. Zapp, Solar Energy Materials & Solar Cells, 1998, 54, 131, beschriebenen Verfahren mit Wolframoxid- bzw. Certitanoxid-Schichten einseitig beschichtet. Die Beschichtungen wurden bei 175°C bzw. bei 450°C verdichtet. Anschließend wurden die Schichten mit Hilfe eines CO2-Laser-Gravursystems strukturiert (Wellenlänge: 10,6 µm; Fokus 0,127 mm, Betriebsart: CW). Mit einer Leistung von 2,5 Watt und einer Geschwindigkeit von 495 mm/s konnte die Wolframoxid-Schicht flächig ohne Beschädigung des elektrisch leitfähigen Substrats abgetragen werden. Bei einer Leistung von 4 Watt und einer Geschwindigkeit von 165 mm/s konnte die Beschichtung einschließlich der leitfähigen Beschichtung vom Glas entfernt werden.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung von strukturierten elektrooptischen Komponenten, bei
dem in einem oder mehreren Schritten auf einer elektrooptischen Komponente,
die ein Substrat, eine elektrisch leitfähige Schicht und mindestens eine
Metalloxid-Schicht umfasst, mindestens ein Segment mindestens einer Schicht
durch Laserlicht unter Bildung einer Struktur abgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass IR-Laserlicht oder
UV-Laserlicht verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht mit
einem CO2-Laser oder einem Neodym/YAG-Laser erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Metalloxid-Schicht eine elektrochrome Schicht ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochrome
Schicht ein Wolframoxid, Molybdänoxid oder Nickeloxid, vorzugsweise
Wolframtrioxid, umfasst.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Metalloxid-Schicht eine Ioneninsertionsschicht ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrisch leitfähige Schicht aus gegebenenfalls dotiertem Metalloxid ist,
bevorzugt aus Indium-dotiertem Zinnoxid (ITO), Antimon-dotiertem Zinnoxid
(ATO) oder Fluor-dotiertem Zinnoxid (FTO).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es
sich bei den Schichten um Dünnschichten handelt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in
mindestens einem Schritt nur in einer Schicht mindestens ein Segment
abgetragen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in
mindestens einem Schritt ein Segment mindestens einer Schicht abgetragen
wird, wobei sich unter dem Segment mindestens eine andere Schicht befindet,
die in diesem Schritt nicht abgetragen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in
einem Schritt mindestens ein Segment einer Metalloxid-Schicht abgetragen wird,
wobei sich unter dem Segment die elektrisch leitfähige Schicht befindet, die in
diesem Schritt nicht abgetragen wird, und in einem zweiten Schritt mindestens
ein Segment der Metalloxid-Schicht und ein darunter liegendes Segment der
elektrisch leitfähigen Schicht abgetragen wird.
12. Verfahren zur Herstellung von elektrooptischen Elementen, bei dem das Element
aus mehreren Komponenten zusammengefügt wird, von denen mindestens eine
eine strukturierte elektrooptische Komponente ist, die nach einem der Ansprüche
1 bis 11 hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein
elektrooptisches Anzeige- oder Displayelement hergestellt wird.
14. Elektrooptische Komponente, erhältlich nach dem Verfahren eines der
Ansprüche 1 bis 11.
15. Elektrooptisches Element, erhältlich nach dem Verfahren von Anspruch 12 oder
13.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10223512A DE10223512A1 (de) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Laserstrukturierung von elektrooptischen Systemen |
| JP2004507909A JP2005527858A (ja) | 2002-05-27 | 2003-05-26 | 電気光学システムのレーザー構造化 |
| EP03755137A EP1509811A1 (de) | 2002-05-27 | 2003-05-26 | Laserstrukturierung von elektrooptischen systemen |
| PCT/EP2003/005507 WO2003100513A1 (de) | 2002-05-27 | 2003-05-26 | Laserstrukturierung von elektrooptischen systemen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10223512A DE10223512A1 (de) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Laserstrukturierung von elektrooptischen Systemen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10223512A1 true DE10223512A1 (de) | 2003-12-11 |
Family
ID=29432342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10223512A Withdrawn DE10223512A1 (de) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Laserstrukturierung von elektrooptischen Systemen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1509811A1 (de) |
| JP (1) | JP2005527858A (de) |
| DE (1) | DE10223512A1 (de) |
| WO (1) | WO2003100513A1 (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR112012022488A2 (pt) | 2010-03-05 | 2016-10-25 | Sage Electrochromics Inc | laminação de dispositivo eletrocrômico em substratos de vidro |
| FR2962682B1 (fr) | 2010-07-16 | 2015-02-27 | Saint Gobain | Vitrage electrochimique a proprietes optiques et/ou energetiques electrocommandables |
| KR101999978B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2019-07-15 | 주식회사 엘지화학 | 전기변색소자의 제조방법 |
| WO2019179677A1 (de) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Saint-Gobain Glass France | Laserbehandlung für eine heizbare verglasung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2190760B (en) * | 1986-05-21 | 1990-04-18 | Nippon Kogaku Kk | Electrochromic element |
| JPS63294537A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-01 | Nikon Corp | リ−ク電流を低減させたｅｃ素子 |
| US5724175A (en) * | 1997-01-02 | 1998-03-03 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Electrochromic device manufacturing process |
| US6094292A (en) * | 1997-10-15 | 2000-07-25 | Trustees Of Tufts College | Electrochromic window with high reflectivity modulation |
| FR2781084B1 (fr) * | 1998-07-10 | 2007-08-31 | Saint Gobain Vitrage | Procede de traitement d'un dispositif electrochimique |
-
2002
- 2002-05-27 DE DE10223512A patent/DE10223512A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-05-26 EP EP03755137A patent/EP1509811A1/de not_active Withdrawn
- 2003-05-26 JP JP2004507909A patent/JP2005527858A/ja active Pending
- 2003-05-26 WO PCT/EP2003/005507 patent/WO2003100513A1/de active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003100513A1 (de) | 2003-12-04 |
| JP2005527858A (ja) | 2005-09-15 |
| EP1509811A1 (de) | 2005-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE68909620T2 (de) | Dünnschichtmusterstruktur. | |
| DE19535068C2 (de) | Beschichtung zur strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen auf der Oberfläche von elektrisch isolierenden Substraten, Verfahren zum Herstellen der Beschichtung und von strukturierten Leiterbahnen | |
| DE3780386T2 (de) | Umwandlungsverfahren zur passivierung von kurzschlusswegen in halbleitervorrichtungen und so hergestellte anordnungen. | |
| DE19623070C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Substratsanordnung für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung | |
| DE19631420B4 (de) | Verglasungselement | |
| EP1166358A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum abtragen von dünnen schichten auf einem trägermaterial | |
| DE2834344A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer optoelektronischen integrierten struktur und eine solche enthaltender optoelektronischer bauteil | |
| WO2016096435A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer verbundscheibe mit korrosionsgeschützter funktioneller beschichtung | |
| DE3712589C2 (de) | ||
| DE102008006166A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines photovoltaischen Moduls | |
| DE19680102B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines langzeitstabilen Moduls von photoelektrischen Zellen | |
| EP1680949B1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Lötstoppbarriere | |
| DE10223512A1 (de) | Laserstrukturierung von elektrooptischen Systemen | |
| DE3880807T2 (de) | Verfahren fuer die herstellung von duennen filmmustern auf substraten. | |
| WO1996029716A1 (de) | Verfahren zum aufbringen einer vorgegebenen menge eines sensibilisators auf eine oberfläche | |
| DE2922473A1 (de) | Elektrochrome anzeigevorrichtung | |
| WO2002083589A1 (de) | Verfahren zur herstellung farbiger strukturen eines glases | |
| DE3714920C1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Duennschicht-Solarzellenanordnung | |
| DE102008015807A1 (de) | Verfahren zur Strukturierung der Zinkoxid-Frontelektrodenschicht eines photovoltaischen Moduls | |
| DE102008029107B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Metallstruktur auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates | |
| DE102020126436B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Metall-Halid Perowskit SolarmodulsAnspruch 4: offensichtlicher Fehler korrigiert (Ansprüche 2 oder 3 anstelle von Ansprüche 3 oder 4) | |
| EP1116281B1 (de) | Verfahren zur strukturierung von transparenten elektrodenschichten | |
| EP2647049B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines solarmoduls | |
| WO2023036556A1 (de) | Mehrschichtfolie mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften und mindestens einem elektrischen kontaktbereich | |
| DE10005330A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von leitfähigen transparenten Strukturen sowie Verwendung von transparenten, leitfähigen Oxidschichten zur Strukturierung von leitfähigen, transparenten Bereichen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |