EP3027785A2 - Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung - Google Patents

Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung

Info

Publication number
EP3027785A2
EP3027785A2 EP14744331.1A EP14744331A EP3027785A2 EP 3027785 A2 EP3027785 A2 EP 3027785A2 EP 14744331 A EP14744331 A EP 14744331A EP 3027785 A2 EP3027785 A2 EP 3027785A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flexible
composite
coated
plastic film
components
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Withdrawn
Application number
EP14744331.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Mack
Philipp Albert
Björn BORUP
Anil K SAXENA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of EP3027785A2 publication Critical patent/EP3027785A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/028—Bending or folding regions of flexible printed circuits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32—Carbides
    • C23C16/325—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/005—Insulators structurally associated with built-in electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/50—Insulators or insulating bodies characterised by their form with surfaces specially treated for preserving insulating properties, e.g. for protection against moisture, dirt, or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H10F19/804—Materials of encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
    • H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
    • H10F77/1698—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the metallic or insulating substrates being flexible
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24851—Intermediate layer is discontinuous or differential
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31507—Of polycarbonate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31721—Of polyimide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725—Of polyamide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786—Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31938—Polymer of monoethylenically unsaturated hydrocarbon

Definitions

  • the present invention relates to a flexible composite, which is in the field of flexible electronics, in particular in the production of flexible
  • Flexible electronics also known as flexible circuits, is a technology for mounting electronic circuits by mounting electronic
  • flexible circuits may be films that are imaged by imaging techniques such as screen printing or through
  • Flexible electronic circuits can be made using the same components as for rigid circuit boards and can be customized to a desired shape during manufacture or can be bent during use. These flexible printed circuits (FPC) can be produced with photolithographic technology.
  • FPC flexible printed circuits
  • An alternative way to make flexible film or flexible flat cable (FFC) circuits is to laminate very thin strips of metal between two layers of plastic film, such as polyethylene terephthalate (PET). These PET layers are coated with a thermosetting adhesive, which is activated during lamination.
  • FPC and FFC show a number of advantages for many applications:
  • Flexible circuits may be susceptible to chemical attack from the environment. So z. As oxygen or water vapor adversely affect the life of microelectronic circuits. This is especially true when using these circuits in chemically aggressive environments. There has been no lack of attempts to isolate electronic circuits from the environment to ensure their durability and longer operability. An example of this is the encapsulation of integrated circuits in resin. In the case of flexible circuits, such an approach would adversely affect the flexibility of the product. There have also been attempts to use thin glass sheets for enclosing flexible circuits. The disadvantage here is that the
  • This composite is temperature stable, exhibits extremely high barrier to oxygen and water vapor, is resistant to moisture, can be homogeneously applied or laminated, has smooth surfaces, exhibits excellent adhesion of the layers to each other, is flexible and scratch resistant, and can be transparent.
  • the present invention relates to a flexible composite comprising a plastic film defining an upper and a lower surface, and at least one thermally evaporated dielectric barrier layer directly on at least one of the surfaces against gases and liquids, especially against oxygen and water vapor containing an inorganic Schichtaufdampfmaterial ,
  • the plasma-assisted thermal vapor deposition of dielectric layers on surfaces of different substrates is basically known. Examples of such methods are described in WO 201 1/009444 A1, in WO 2010/009719 A1 and in WO 201 1/035783 A1. Combinations of plastic films with dielectric layers are not described in these documents. It was particularly surprising that the flexible plastic film with the vapor-deposited dielectric layer forms an extremely well-adhering connection, which neither the
  • a method of making a coating on a plastic film comprising the steps of: providing a plastic film having at least one surface to be coated and forming a coating on the plastic film
  • the coating surface of the plastic film in which at least one inorganic Schichtaufdampfmaterial is deposited by means of thermal evaporation of the at least one inorganic Schichtaufdampfmaterials on the surface to be coated of the plastic film.
  • the coating can be produced completely or only partially by means of plasma-assisted thermal electron beam evaporation. This order method is particularly gentle. Many plastics are thermally only limited load. The advantage of this method is that it can be applied at temperatures of less than 100 ° C.
  • a further aspect of the invention relates to a coated plastic film, in particular produced according to the preceding method, in which a coating consisting at least partially of at least one inorganic vapor deposition material is formed on at least one surface. That's the way to go Apply transparent glass layers in the thickness range of a few nanometers to a few micrometers, which form together with the plastic film a flexible and transparent composite.
  • the inorganic vapor deposition material in principle, any of them
  • Conditions of plasma-enhanced thermal electron beam evaporation can be used evaporable inorganic material, in particular materials based on metals, semiconductors, metal oxides, carbides or nitrides.
  • metals are aluminum, gold, silver, chromium, nickel or copper; preferred examples of semiconductors are silicon, gallium, cadmium telluride or copper-indium-gallium-selenium-sulfur compounds; such as copper indium gallium diselenide or copper indium disulfide; preferred examples of metal oxides are alumina, silica, silicon nitride, silicon carbide, titania,
  • Silicate glass is preferred, and borosilicate glass is particularly preferably used.
  • the possibility is created of creating individually designed full-area or structured coatings on a plastic film in an efficient manner for various purposes by depositing at least one inorganic layer vapor deposition material.
  • This material makes it possible to provide configured coatings of plastic films for various applications.
  • deposited layers of the one-component system silicon dioxide generally have a higher optical transmission, in particular in the ultraviolet wavelength range, than layers of similar thickness made of vapor-deposited glass material.
  • the breakdown voltage for silicon dioxide is higher.
  • Aluminum oxide is characterized by a high scratch resistance and a high optical refractive index.
  • Titanium Dioxide has one very high optical refractive index.
  • Silicon nitride has a high breakdown voltage and in addition has a high optical refractive index in comparison to vapor deposition glass. The latter, however, is ideal for the production of surface layers, which are characterized by a high oxygen and
  • Melting temperatures of borosilicate glass which can be used for example as Aufdampfglasmaterial, is about 1300 °.
  • the corresponding values are about 1713 ° C. for silicon dioxide, about 2050 ° C. for aluminum oxide, about 1843 ° C. for titanium dioxide, about 1900 ° C. for silicon nitride and more than 2300 ° C. for silicon carbide.
  • the use of the plasma-assisted thermal electron beam evaporation of the inorganic vapor deposition material enables optimized deposition of the layer.
  • the plasma-assisted thermal evaporation can be individually changed depending on the desired application, in order to form desired layer properties during the production of the coating of the plastic film.
  • Plasma support for example, the layer adhesion and the intrinsic compressive or tensile stresses can be controlled and optimized in the layer. Furthermore, the stoichiometry of the vapor deposition layer can be influenced.
  • the coating of the plastic film can be made in one or more layers.
  • it may be provided to coat both surfaces of the plastic film and / or to evaporate a plurality of layers on a surface.
  • alumina or borosilicate glass may be deposited.
  • a first partial layer of silicon dioxide whereupon a layer of alumina or borosilicate glass is formed.
  • one or more further sublayers can be formed by means of other production methods, for example by sputtering or by means of CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • the one or the further partial layers of the coating can be processed before and / or after the deposition of the one or more partial layers.
  • the plasma support promotes a high quality of the vapor-deposited layer. Thus, a good compaction and thus hermetic properties can be formed. There are few defects due to the improved layer growth.
  • the substrate to be coated does not have to be preheated. Such a coating is also referred to as an IAD cold coating process.
  • a particular advantage here is the high deposition rate, which can be achieved, whereby the process times can be optimized in the production as a whole.
  • the substrates In conventional vapor deposition processes, the substrates must be strongly preheated in order to achieve high layer qualities. This leads to an increased desorption of the condensing particles and thus reduces the achievable vapor deposition rate.
  • the plasma assist also causes the vapor lobe to be directed by the plasma jet to achieve anisotropic impact of the vaporized particles on the plastic surface to be coated. This has the consequence that a layer deposition without so-called links can be achieved. These are unwanted connections between different areas on the surface of the plastic film to be coated.
  • the process step for thermal evaporation precedes a pretreatment for activating and / or cleaning the plastic surface to be coated.
  • the pretreatment may be carried out using a plasma, in particular an oxygen, nitrogen and / or argon plasma.
  • Pre-treatment is preferably carried out in-situ, ie directly in the coating plant before thermal
  • the step of thermally evaporating the at least one inorganic layer vapor deposition material comprises a co-vaporization step from at least two evaporation sources.
  • Co-evaporation from at least two vaporization sources may produce the same or different materials
  • a development of the invention provides that the production of a coating on the surface to be coated of the plastic film is performed several times.
  • the coating is produced on at least two points of the plastic film.
  • the coating can be made on the top and bottom of the plastic film.
  • the layer deposition on the top and the bottom can take place in time-parallel or successive deposition processes.
  • a preferred embodiment of the invention provides that on at least one surface of the plastic film, a structured coating is applied and that the structures of the structured coating are at least partially filled.
  • a structured coating is applied and that the structures of the structured coating are at least partially filled.
  • electrically conductive and / or transparent materials it is possible to use electrically conductive and / or transparent materials.
  • at least one conductive area is produced on at least one surface of the plastic film.
  • one or more interconnects can be produced by means of the at least one conductive region. These may be on the surface of the plastic film facing away from the coating or directly on the surface of the plastic film which is covered with the coating or on both sides of the plastic film.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that a bonding layer is formed on the structured coating.
  • the bonding layer comprises, for example, a seed layer for a subsequent metallization and / or an adhesive layer.
  • the multilayer coating is with
  • Layers of vapor-deposited glass material in particular of borosilicate glass, or with silicon dioxide and a Aufdampfglasmaterial or with silicon dioxide and
  • Formed aluminum oxide wherein the sub-layer of the vapor-deposited glass material or the aluminum oxide forms a cover layer on the silicon dioxide.
  • it may be provided for producing one or more
  • Evaporation to use for example, sputtering.
  • the coating with a layer thickness of 0.05 ⁇ to 100 ⁇ is formed, preferably with a layer thickness of 0.1 ⁇ to 50 ⁇ and more preferably with a layer thickness between about 0.1 ⁇ and 1 ⁇ .
  • the layer thickness is determined for the purposes of this invention by means of a profilometer (eg from Veeco Metrology Group).
  • a development of the invention may provide that the surface of the plastic film during the deposition of at least one inorganic
  • Schichtankdampfmaterials has a temperature of at most about 120 ° C, preferably of at most about 100 ° C. This low substrate temperature is particularly advantageous in the coating of temperature-sensitive
  • a plastic film is used as the substrate.
  • these can be any desired plastics, such as thermoset or in particular thermoplastics.
  • the plastics are usually synthetic organic polymers. In addition to homopolymers, copolymers can be used. It is also possible to use films made from mixtures of organic polymers or films made from plastic composites.
  • the plastic films used may be composed of partially crystalline and / or amorphous organic polymers.
  • transparent films of organic polymers are used.
  • the films in the wavelength range from 380 nm to 780 nm have a permeability to electromagnetic radiation of at least 80%
  • the thickness of the plastic films used in the invention can in far
  • Thicknesses of the plastic films are in the range of 0.5 ⁇ m to 5 mm, in particular 1 ⁇ m to 1 mm and very particularly preferably from 5 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the polymers used according to the invention may be products of any desired type, for example products which are produced by radical polymerization, by polycondensation or by polyaddition.
  • polystyrene resin examples include polyethylenes, polypropylenes, derived from polycyclic olefins polymers such.
  • Cycloolefin copolymers for example derived from norbornene and ethylene.
  • polyvinyl halides or polyvinylidene halides such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride or
  • polystyrene or copolymers of styrene with other ethylenically unsaturated monomers.
  • polymers are polyacrylic acid esters or polymethacrylic acid esters ("poly (meth) acrylates"), polyvinyl ethers, polyvinylcarboxylic acid esters, polytetrahalogenoethylene, such as polytetrafluoroethylene, or
  • polystyrene resin polyoxymethylene homopolymers or copolymers.
  • polyamides such as polyamides derived from aliphatic or aromatic dicarboxylic acids and from aromatic or aliphatic diamines and from aromatic or polyhydric diamines
  • aliphatic aminocarboxylic acids examples include aliphatic polyamides derived from adipic acid and 1,6-hexamethylenediamine, sebacic acid and 1, 6-hexamethylenediamine, caprolactam, or terephthalic acid and 1, 4-diaminobenzene.
  • polyesters including polycarbonates such as polyesters derived from aliphatic or aromatic dicarboxylic acids and from aromatic or aliphatic dialcohols and from aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acids or from aliphatic or aromatic dialcohols and from phosgene.
  • polyesters derived from terephthalic acid and ethylene glycol from phthalic acid and ethylene glycol, from terephthalic acid and 1,4-butanediol, from hydroxybenzoic acid or from bisphenol A and phosgene.
  • polyurethanes such as polyurethanes derived from aliphatic or aromatic diisocyanates and from aromatic or aliphatic dialcohols. Examples of these are polyurethanes derived from phenyl diisocyanate and from polyalkylene glycols.
  • polyalkylene glycols such as polyethylene glycols, polypropylene glycols or polybutylene glycols, or
  • Polyvinyl alcohols Of course, these polymers must be selected in terms of molecular weight or viscosity so that it can be formed from films.
  • poly (organo) siloxanes such as poly (dimethyl) siloxane.
  • polymers must of course be selected in terms of molecular weight or viscosity so that it can be formed from films.
  • films of high-temperature-resistant polymers are used as substrates.
  • the polymers can be used for continuous use temperatures of 150 to 250 ° C.
  • Short-term temperature peaks of up to 400 ° C are possible, for example, when using CVD or PACVD method.
  • Fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene or perfluoroalkoxyalkane
  • Aromatic polyesters polyarylates
  • aromatic polyamides aromatic polyamides
  • Polyaramides examples of these are poly-m-phenylene isophthalamide, poly-p-phenylene terephthalamide and polyhydroxybenzoate and its copolymers
  • Heterocyclic polymers such as polyimides, polybenzimidazoles or
  • films of electrically conductive polymers are films of electrically conductive polymers. This is to be understood in the context of this description films with metallic electrical conductivity.
  • electrically conductive polymer classes are the abovementioned polymers, which have been given electrical conductivity by doping.
  • the polymers are initially insulators or semiconductors.
  • the electrical conductivity comparable to that of metallic conductors, only sets in when the polymers are doped oxidatively or reductively.
  • electrically conductive polymers are polyaniline or polyacetylene whose electrical conductivity is e.g. can be significantly increased by doping with arsenic pentafluoride or with iodine. Further examples of electrically conductive
  • Polymers are doped polypyrrole, polyphenylene sulfide, polythiophene and organometallic complexes with macrocyclic ligands, such as phthalocyanine.
  • a oxidative doping can be achieved with arsenic pentafluoride, titanium tetrachloride, bromine or iodine; however, a reductive doping can be achieved with sodium-potassium alloys or with dilithium benzophenonate.
  • the one or more layers deposited by means of plasma-assisted thermal electron beam evaporation are preferably acid-resistant in accordance with at least Class 2 according to DIN 121 16.
  • the reference to DIN 121 16 is made in an analogous manner.
  • Class 2 is given when half the surface weight loss after six hours is greater than 0.7 mg / 100 cm 2 and not more than 1, 5 mg / 100 cm 2 . More preferably class 1 is given in which half the surface weight loss after six hours is at most 0.7 mg / 100 cm 2
  • a liquor resistance according to Class 2 more preferably according to Class 1 according to DIN 52322 (ISO 695) is provided. Again, the reference is analogous.
  • the one or more deposited by plasma enhanced thermal electron beam evaporation Layers have a hydrolytic resistance of at least class 2 according to DIN 121 1 1 (ISO 719), preferably according to Class 1 have.
  • solvent resistance may alternatively or additionally be formed.
  • the layers deposited by means of plasma-assisted thermal electron beam evaporation have a
  • Layer stress of less than + 500 MPa where the positive sign denotes a compressive stress in the layer.
  • a layer intrinsic stress of + 200MPa to + 250MPa and -20MPa to + 50MPa is established, the negative sign designating a tensile stress in the layer.
  • the composite of plasma-based thermal electron beam evaporation deposited barrier layer and plastic film has an oxygen permeability of less than 10 ° (g / m 2 * 24h * bar), preferably less 10 "2 (g / m 2 * 24h * bar ), more preferably less than 10 "5 (g / m 2 * 24h * bar) and most preferably from 10 " 6 to 10 "10 (g / m 2 * 24h * bar).
  • the composite of plasma-based thermal electron beam evaporation deposited barrier layer and plastic film has a water vapor permeability of less than 10 ° (g / m 2 * 24h * bar), preferably less 10 "2 (g / m 2 * 24h * bar ), more preferably less than 10 "5 (g / m 2 * 24h * bar) and most preferably from 10 " 6 to 10 "10 (g / m 2 * 24h * bar).
  • the oxygen and / or water vapor permeability can be determined with devices from Mocon (www.mocon.com). The determination is made according to ASTM F1249.
  • the composite is deposited from by plasma-enhanced thermal electron beam evaporation Barrier layer and plastic film transparent.
  • the composite is in the wavelength range of
  • Electron beam evaporation layers deposited scratch resistant with a Knoop hardness of at least HK 0.1 120 400 according to ISO 9385.
  • the layers deposited by means of plasma-assisted thermal electron beam evaporation adhere very well with lateral forces of greater than 100 mN on the plastic surface in the case of a nano-indenter test with a 50 nm tip.
  • the adhesive strength of the vapor-deposited layers can be determined by means of adhesive tape release or cross-hatch / adhesive tape release (according to DIN EN ISO 2409).
  • the method of making the coating (s) may be adapted to form one or more of the aforementioned layer properties.
  • a development of the invention provides that the plastic film coated according to the invention is bonded to a substrate or to a plurality of substrates.
  • the substrates may again be films or film composites, for example plastic films and / or metal foils, or electrical, electronic, optoelectronic, electromechanical or micromechanical components.
  • the connection of the film coated according to the invention with the other films or components can be effected for example by gluing, laminating or welding.
  • the plastic film coated according to the invention may cover one surface of the further film or of the further film composite, or both surfaces thereof.
  • the plastic film coated according to the invention may cover part of the surface of the component or the entire surface of the component Wrapping component.
  • the inorganic Schichtaufdampf- material can also be applied to specially shaped surfaces that can not yet be scratch-resistant equipped. This would z.
  • the inorganic Schichtaufdampf- material can also be applied to specially shaped surfaces that can not yet be scratch-resistant equipped. This would z.
  • the further substrate can be any product that has been combined with the plastic film coated according to the invention.
  • the plastic film coated according to the invention below, some preferred embodiments of such networks will be described using the example of flexible electronics. But it can also combine other products with the invention coated plastic films.
  • the plastic film coated according to the invention is preferably combined with components selected from the group of semiconductor components, the optoelectronic components, the electromechanical components or the micromechanical components, or with film composites which form components of flexible flat cables or of flexible printed circuits.
  • the invention preferably relates to a flexible composite comprising a flexible plastic film (base film), in which on one side a pattern of electrically conductive material has been applied, in particular of metal, of electrically conductive polymer and / or filled with metal polymer, with on this side is applied electronic components combined, for example, with integrated circuits, transistors, capacitors, resistors and / or inductors, and defines an electronic circuit and which is coated on this side and optionally on the side facing away from it with the composite film according to the invention, so that the with the inorganic vapor deposition coated side facing outward.
  • the components in this type of circuits are accessible only from one side. However, holes may be provided in the base film to provide leads for connection to the electronic components.
  • the invention preferably relates to a flexible composite comprising a flexible plastic film (base film) in which a pattern of electrically conductive material has been applied on both sides, in particular of metal, of electrically conductive polymer and / or of metal-filled polymer that with electronic applied on one or both sides
  • Components is combined, for example with integrated circuits, transistors, capacitors, resistors and / or inductors, and defines an electronic circuit and which is coated on one side and optionally both sides with the composite film according to the invention, so that coated with the inorganic vapor deposition material side after outside points.
  • double-sided flexible circuits two conductor layers are used.
  • These double-sided flexible circuits can be made with or without vias.
  • the through-connection provides connections for components on both sides of the base film, so that components can be arranged on both sides.
  • the invention preferably relates to a flexible composite comprising at least two flexible plastic films (base films) in which a pattern of electrically conductive material has been applied on one or both sides, in particular of metal, of electrically conductive polymer and / or of metal-filled polymer combined with electronic components, such as integrated circuits, transistors,
  • Capacitors, resistors and / or inductors located on one side of a base foil or on both sides of a base foil or on one or more sides of several base foils defining an electronic circuit and on one side and optionally both sides of the composite with the composite foil according to the invention is coated so that the coated with the inorganic vapor deposition side facing outward.
  • Two or more conductor layers are used in these multilayer flexible circuits. These multilayer flexible circuits are typically provided with vias between the individual patterns of electrically conductive material, although this is not essential.
  • the individual layers of the multilayered flexible circuit can be built up continuously or discontinuously by lamination. The practice of discontinuous lamination is common in cases where maximum flexibility is required.
  • the invention preferably relates to a composite of flexible circuits and rigid circuits (hybrid construction), which is coated on one side and optionally on both sides of the composite with the composite film according to the invention, so that with the inorganic
  • This type of flexible circuit is a hybrid construction in which flexible circuits consisting of rigid and flexible substrates are integrated with each other
  • Rigid flexible circuits are not to be confused with stiffened flexible constructions, which are simple flexible circuits to which a stiffener is attached to support the weight of the electronic components in the field.
  • stiffened flexible constructions which are simple flexible circuits to which a stiffener is attached to support the weight of the electronic components in the field.
  • the layers in a rigid flexible circuit are normally also electrically interconnected by vias.
  • the base film for producing flexible circuits is a flexible polymer film. This provides the basis for a laminate. Under normal circumstances, the flexible circuit base film provides support for most of the primary physical and electrical properties of the flexible circuit. For adhesiveless constructions of flexible circuits, the base material provides all the characteristics. While a variety of thicknesses are possible, most flexible films are typically used in a range of relatively thin dimensions of 5 ⁇ m to 500 ⁇ m. But it is also thinner or thicker material possible. There are a number of different ones
  • Flexible circuits can be produced as multilayer products. This is typically done by lamination.
  • adhesives can be used for the creation of a laminate. As adhesives can be used for the creation of a laminate. As adhesives can be used for the creation of a laminate. As adhesives can be used for the creation of a laminate.
  • Hot melt adhesives are used or thermosets, where the bonding is done by curing.
  • Metal foils are often used as a conductive element in flexible laminates.
  • the metal foil is the material from which the tracks are normally etched.
  • a variety of metal foils of different thickness can be used in the formation of flex circuits.
  • the plastic film coated according to the invention is used on one or both outer sides of a laminate of at least one layer of electrically conductive material and at least one plastic film so that the side coated with the inorganic vapor-deposition material faces outward.
  • the layer of electrically conductive material is preferably in the form of a pattern, in particular in the form of mutually parallel conductor tracks and is optionally mounted between two plastic films.
  • Such laminates can be used as flat cables.
  • the present invention also relates to a process for producing the above-described coated plastic films.
  • the method according to the invention comprises the measures: i) presentation of a plastic film which defines an upper and a lower surface in a vapor deposition apparatus and ii) deposition of at least one dielectric barrier layer against gases and liquids, in particular against oxygen and water vapor, on at least one of the surfaces by plasma enhanced thermal vapor deposition of inorganic vapor deposition material.
  • barrier layer (s) mechanically stable and scratch-resistant components can be provided.
  • inorganic vapor deposition material in particular glass
  • coated films that are scratch resistant and can be brought into various forms that were previously not possible with glass.
  • the surface has the texture of glass, but the shape is independent of the normal limitations that glass usually carries. This allows components z. B. for the automotive industry as well as for trains and building construction are produced, which were previously not possible due to material limitations.
  • the film composite of the invention can be used in particular for the production of electrical, electronic, electro-optical, electromechanical or
  • Examples of electrical components are flexible generators or storage for electrical energy, in particular flexible solar cells (flexible photovoltaic cells) or flexible batteries.
  • Examples of electronic components are flexible electronic circuits or flexible printed circuit boards.
  • electro-optical components are flexible displays, in particular flexible LCD displays or flexible OLED displays; or flexible light-emitting elements, in particular flexible LED, flexible OLED or flexible laser diodes; or flexible phototransistors.
  • electromechanical components examples include relays, microphones or
  • micromechanical components are sensors or actuators (eg, relays, switches, valves, pumps) as well as microsystems (eg micromotors or micro-motors)
  • These components can be used in a variety of industries and households, such as computers, peripherals, such as printers or keyboards, mobile phones, cameras, personal entertainment equipment, jewelry, functional clothing, monitors, automobiles, ships, aircraft, rockets or satellites.
  • Connection can be used by electronic components such as integrated circuits, resistors, capacitors and the like, or used for the production of connections between different electronic devices, either directly or by means of connectors.
  • the invention also relates to the use of the above-described coated composites in cables for connecting electrical, electronic, electro-optical, electromechanical or micromechanical components.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Beschrieben wirdein flexibler Verbund enthaltend eine Kunststofffolie, die eine obere und eine untere Oberfläche definiert, und mindestens eine direkt auf mindestens einer der Oberflächen plasmagestützt thermisch aufgedampfte dielektrische Barriereschichtgegen Gase und Flüssigkeitenenthaltend ein anorganisches Schichtaufdampfmaterial. Der flexible Verbund lässt sich zum Aufbau von flexiblen Schaltungen oder Displays einsetzten und zeichnet sich durch eine hohe Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff bzw. Wasserdampf aus.

Description

Flexibler Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen flexiblen Verbund, der sich auf dem Gebiet der flexiblen Elektronik, insbesondere bei der Herstellung von flexiblen
elektronischen Schaltungen, von flexiblen Leiterplatten, von flexiblen Displays, beispielsweise flexible LCD-Displays oder flexible OLED-Displays, von flexiblen lichtemittierenden Elementen, beispielsweise flexible LED oder flexible OLED, von flexiblen Stromgeneratoren oder -speichern, wie flexiblen Solarzellen oder flexiblen Akkus, oder von flexiblen Flachkabeln einsetzen lässt.
Flexible Elektronik auch als flexible Schaltungen bekannt, ist eine Technologie zur Montage von elektronischen Schaltungen durch Montage von elektronischen
Geräten auf flexiblen Kunststoffsubstraten. Dabei kommen beispielsweise Folien aus hochtemperaturbeständigen Polymeren zum Einsatz oder Folien aus transparenten Polymeren. Außerdem kann es sich bei flexiblen Schaltungen um Folien handeln, auf die durch bildgebende Verfahren, beispielsweise durch Siebdruck oder durch
Tintenstrahldruck, gedruckte Schaltungen, wie Silber- Kupfer-, Aluminium- oder Platinbahnen, aufgebracht worden sind. Flexible elektronische Schaltungen können unter Verwendung der gleichen Bauteile wie für starre Leiterplatten hergestellt werden und können während der Herstellung in eine gewünschte Form angepasst werden oder können während des Gebrauchs gebogen werden. Diese flexiblen gedruckten Schaltungen (FPC) können mit einer photolithographischen Technologie erzeugt werden. Ein alternativer Weg zur Herstellung von Schaltungen auf flexibler Folie oder von flexiblen Flachkabeln (FFC) ist das Laminieren von sehr dünnen Metallstreifen zwischen zwei Schichten aus Kunststofffolie, wie Polyethylentere- phthalat (PET). Diese PET-Schichten werden dazu mit einem duroplastischen Klebstoff beschichtet, der beim Laminieren aktiviert wird. FPC und FFC zeigen für viele Anwendungen eine Reihe von Vorteilen:
• es lassen sich fest montierte elektronische Baugruppen erzeugen , wo elektrische Verbindungen in 3 Achsen benötigt werden, z. B. in Kameras • es lassen sich elektrische Verbindungen erzeugen, wobei die Baugruppe während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs Flexibilität aufweisen muss, z. B. bei Mobiltelefonen
• es lassen sich elektrische Verbindungen zwischen Baugruppen aufbauen, um Kabelbäume zu ersetzen, die schwerer und sperriger sind, wie zum Beispiel in Autos, Schiffen, Flugzeugen, Raketen oder Satelliten, und
• es lassen sich elektrische Anschlüsse erzeugen in Umgebungen, in
denen Plattendicke oder Platzgründe die bestimmenden Faktoren sind.
Flexible Schaltungen können anfällig für chemische Angriffe aus der Umgebung sein. So können z. B. Sauerstoff oder Wasserdampf die Lebensdauer von mikroelektronischen Schaltkreisen nachteilig beeinflussen. Dieses gilt insbesondere beim Einsatz dieser Schaltungen in chemisch aggressiven Umgebungen. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, elektronische Schaltungen von der Umgebung zu isolieren, um deren Beständigkeit und längere Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ein Beispiel dafür ist das Verkapseln von integrierten Schaltkreisen in Harz. Im Falle von flexiblen Schaltungen würde ein derartiges Vorgehen die Flexibilität des Produktes nachteilig beeinflussen. Es hat auch bereits Versuche gegeben, dünne Glasfolien zum Einschließen von flexiblen Schaltungen einzusetzen. Nachteilig ist hier, dass die
Flexibilität dieser Glasfolien in vielen Fällen nicht ausreichend ist. Beim Verbiegen des Laminats, insbesondere bei unterschiedlichen Krümmungen, versagen diese Produkte häufig und die Glasfolien bekommen Risse und verlieren ihre ursprüngliche Funktion.
Ein weiteres Gebiet von potentiell großem Anwendernutzen sind flexible, transparente Displays, flexible, transparente lichtemittierende Elemente oder flexible photovoltaische Elemente. Diese Elemente könnten für die Anwendung in jede beliebige Form gebracht werden und würden Designern das Erschließen völlig neuer Anwendungsgebiete ermöglichen. So ließe sich die bislang verwendete Barrenform von Kommunikationsgeräten, wie Smartphones, aufbrechen. Darüber hinaus ließen sich auch ganz neu geformte Teilen herstellen, die eine sperr- bzw. wetterfeste Beschichtung benötigen. Kunststoff enthaltende Teile können im Allgemeinen einfacher geformt werden als Glasteile. Glas-Kunststoffverbundteile können in ganz neuartigen Formen hergestellt werden. Besonders im Automobilbau könnten flexible Displays oder lichtemittierende Elemente nahtlos in die Formensprache des
Innenraumdesigns integriert werden. Solche flexiblen Displays und lichtemittierenden Elemente bzw. photovoltaischen Elemente könnten platzsparend eingesetzt bzw. transportiert werden, beispielsweise in gerollter Form. Die in diesen Elementen eingesetzte Elektronik ist wasser- und sauerstoffempfindlich und muss daher geschützt werden. Dieses könnte durch Einkapseln mit Kunststofffolien geschehen. Bislang sind aber keine Kunststofffolien bekannt, die über eine aus-reichend hohe Barrierefunktion für Sauerstoff und Wasserdampf verfügen und die gleichzeitig äußerst flexibel sind und die im Einsatz beliebig gefaltet und verformt werden können, ohne dass dadurch ihre Funktion verloren geht.
Es wurde jetzt überraschenderweise ein mit einer Sperrschicht ausgerüsteter Verbund mit einer Kunststofffolie gefunden, welcher die Nachteile der bekannten Lösungen nicht aufweist und sich ausgezeichnet als Barrierefolie für flexible
Elektronik eignet.
Dieser Verbund ist temperaturstabil, zeigt eine außerordentlich hohe Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf, ist beständig gegenüber Feuchtigkeit, lässt sich homogen auftragen oder laminieren, weist glatte Oberflächen auf, zeigt eine ausgezeichnete Haftung der Schichten gegeneinander, ist flexibel und kratzfest, und kann transparent sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen flexiblen Verbund enthaltend eine Kunststofffolie, die eine obere und eine untere Oberfläche definiert, und mindestens eine, direkt auf mindestens einer der Oberflächen plasmagestützt thermisch aufgedampfte dielektrische Barriereschicht gegen Gase und Flüssigkeiten, insbesondere gegen Sauerstoff und Wasserdampf, enthaltend ein anorganisches Schichtaufdampfmaterial. Das plasmagestützte thermische Aufdampfen von dielektrischen Schichten auf Oberflächen unterschiedlicher Substrate ist grundsätzlich bekannt. Beispiele für solche Verfahren sind beschrieben in WO 201 1 /009444 A1 , in WO 2010/009719 A1 und in WO 201 1/035783 A1 . Kombinationen von Kunststofffolien mit dielektrischen Schichten werden in diesen Schriften nicht beschrieben. Es war besonders überraschend, dass die flexiblen Kunststofffolie mit der aufgedampften dielektrischen Schicht eine außerordentlich gut haftende Verbindung eingeht, die weder die
Flexibilität der Ausgangsfolie beeinträchtigt noch deren Einsatz bei der Herstellung und der Verwendung der flexiblen Elektronik. Mit dem erfindungsgemäßen Verbund lässt sich eine außerordentlich guter Schutz von eingehüllten Produkten, insbesondere von flexiblen Elektronikprodukten, wie flexiblen elektronischen Schaltungen, flexiblen Leiterplatten, flexiblen Displays, flexiblen lichtemittierenden Elementen, flexiblen Stromgeneratoren oder -speichern oder von flexiblen Flachkabeln, gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf erreichen.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Be- schichtung auf einer Kunststofffolie geschaffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Kunststofffolie mit mindestens einer zu beschichtenden Oberfläche und Herstellen einer Beschichtung auf der zu
beschichtenden Oberfläche der Kunststofffolie, in dem wenigstens ein anorganisches Schichtaufdampfmaterial, mittels thermischen Verdampfens des wenigstens einen anorganischen Schichtaufdampfmaterials auf der zu beschichtenden Oberfläche der Kunststofffolie abgeschieden wird. Die Beschichtung kann vollständig oder nur teilweise mittels plasmagestützter thermischer Elektronenstrahlverdampfung hergestellt werden. Diese Auftragsmethode ist besonders schonend. Viele Kunststoffe sind thermisch nur begrenzt belastbar. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass das Auftragen bei Temperaturen von weniger als 100 °C erfolgen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine beschichtete Kunststofffolie, insbesondere hergestellt nach dem vorangehenden Verfahren, bei der auf mindestens einer Oberfläche eine Beschichtung bestehend zumindest teilweise aus wenigstens einem anorganischen Schichtaufdampfmaterial gebildet ist. So lassen sich transparente Glasschichten im Dickenbereich von wenigen Nanometern bis einigen Mikrometern auftragen, die zusammen mit der Kunststofffolie einen flexiblen und gleichzeitig transparenten Verbund ausbilden.
Als anorganisches Schichtaufdampfmaterial kann im Prinzip jedes unter den
Bedingungen der plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfung verdampfbare anorganische Material eingesetzt werden, insbesondere Materialien auf der Basis von Metallen, Halbleitern, Metalloxiden, -carbiden oder -nitriden.
Bevorzugte Beispiele für Metalle sind Aluminium, Gold, Silber, Chrom, Nickel oder Kupfer; bevorzugte Beispiele für Halbleiter sind Silizium, Gallium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Selen-Schwefel-Verbindungen; wie Kupfer-Indium- Gallium-Diselenid oder Kupfer-Indium-Disulfid; bevorzugte Beispiele für Metalloxide sind Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Titandioxid,
Zirkonoxid, Indium-Zinn-Oxid, fluordotiertes Zinnoxid, Indium-Gallium-Zinnoxid oder insbesondere Aufdampfglasmaterial. Bevorzugt wird Silikatglas und besonders bevorzugt wird Borsilikatglas eingesetzt.
Mit Hilfe der Erfindung ist die Möglichkeit geschaffen, auf effiziente Art und Weise für verschiedene Anwendungszwecke individuell gestaltete ganzflächige oder strukturierte Beschichtungen auf einer Kunststofffolie zu schaffen, indem wenigstens ein anorganisches Schichtaufdampfmaterial abgeschieden wird. Dieses Material ermöglicht es für verschiedene Anwendungen konfigurierte Beschichtungen von Kunststofffolien bereitzustellen.
In Verbindung mit den unterschiedlichen anorganischen Schichtaufdampfmaterialien können sich einzelne oder kombinierte Vorteile ergeben, wodurch je nach
Anwendungsfall und verwendetem anorganischem Schichtaufdampfmaterial unterschiedliche Optimierungen möglich sind. So haben aufgedampfte Schichten aus dem Einkomponentensystem Siliziumdioxid im Vergleich zu Schichten ähnlicher Dicke aus Aufdampfglasmaterial in der Regel eine höhere optische Transmission, insbesondere im ultravioletten Wellenlängenbereich. Auch ist die Durchbruch- spannung für Siliziumdioxid höher. Aluminiumoxid zeichnet sich durch eine hohe Kratzfestigkeit und einen hohen optischen Brechungsindex aus. Titandioxid hat einen sehr hohen optischen Brechungsindex. Siliziumnitrid weist eine hohe Durchbruch- spannung auf und verfügt zusätzlich über einen hohen optischen Brechungsindex im Vergleich zu Aufdampfglas. Letzteres hingegen ist hervorragend zur Herstellung von Oberflächenschichten geeignet, die sich durch eine hohe Sauerstoff- und
Wasserdampf-Barrierefunktion auszeichnen.
Mit den anorganischen Schichtaufdampfmaterialien ist eine vergleichsweise schonende Beschichtung der Kunststofffolie mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfens möglich.
Schmelztemperaturen von Borosilikatglas, welches beispielsweise als Aufdampfglasmaterial eingesetzt werden kann, liegt bei etwa 1300°. Die entsprechenden Werte betragen für Siliziumdioxid etwa 1713 °C, für Aluminiumoxid etwa 2050°C, für Titandioxid etwa 1843 °C, für Siliziumnitrid etwa 1900 °C und für Siliciumcarbid mehr als 2300 °C.
Die Nutzung der plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfung des anorganischen Schichtaufdampfmaterials ermöglicht eine optimierte Schichtab- scheidung. Das plasmagestützte thermische Verdampfen ist je nach gewünschtem Anwendungsfall individuell veränderbar, um bei der Herstellung der Beschichtung der Kunststofffolie gewünschte Schichteigenschaften auszubilden. Mit Hilfe der
Plasmaunterstützung können beispielsweise auch die Schichthaftung und die intrinsischen Druck- oder Zugspannungen in der Schicht gesteuert und optimiert werden. Ferner kann die Stöchiometrie der Aufdampfschicht beeinflusst werden.
In den verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung kann die Beschichtung der Kunststofffolie ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein. Bei einer mehrschichtigen Ausbildung kann vorgesehen sein, beide Oberflächen der Kunststofffolie zu beschichten und/oder mehrere Schichten auf einer Oberfläche aufzudampfen. Dabei kann wenigstens eine Teilschicht aus einem ersten Aufdampfmaterial sowie wenigstens eine weitere Teilschicht aus einem anderen Aufdampfmaterial
abgeschieden werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, eine erste Teilschicht aus Siliziumdioxid zu bilden, worauf dann eine Schicht aus Aluminiumoxid oder aus Borsilicatglas gebildet wird.
In einer Ausgestaltung können zusätzlich zu einer oder mehrerer Teilschichten der Beschichtung, die mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlver- dampfens abgeschieden werden, ein oder mehrere weitere Teilschichten mit Hilfe anderer Herstellungsverfahren gebildet werden, zum Beispiel mittels Sputtern oder mittels CVD-Prozess („Chemical Vapor Deposition", Chemische Gasphasenab- scheidung). Die eine oder die weiteren Teilschichten der Beschichtung können vor und / oder nach dem Abscheiden der einen oder der mehreren Teilschichten prozessiert werden.
Die Plasmaunterstützung fördert eine hohe Güte der aufgedampften Schicht. So sind eine gute Kompaktierung und hierdurch hermetische Eigenschaften ausbildbar. Es treten wenige Defekte aufgrund des verbesserten Schichtwachstums auf. Das zu beschichtende Substrat muss nicht vorgeheizt werden. Eine solche Beschichtung wird auch als IAD-Kaltbeschichtungsprozess bezeichnet. Ein besonderer Vorteil ist hierbei die hohe Abscheiderate, die erzielt werden kann, wodurch die Prozesszeiten bei der Herstellung insgesamt optimiert werden können.
In herkömmlichen Aufdampfverfahren müssen zur Erzielung hoher Schichtgüten die Substrate stark vorgeheizt werden. Dies führt zu einer vermehrten Desorption der kondensierenden Teilchen und verringert damit die erreichbare Aufdampfrate. Die Plasmaunterstützung führt darüber hinaus dazu, dass die Dampfkeule mittels des Plasmastrahls gerichtet werden kann, um ein anisotropes Auftreffen der verdampften Partikel auf der zu beschichtenden Kunststoffoberfläche zu erreichen. Dies hat zur Folge, dass eine Schichtabscheidung ohne sogenannte Links erzielt werden kann. Hierbei handelt es sich um ungewollte Verbindungen zwischen unterschiedlichen Bereichen auf der zu beschichtenden Oberfläche der Kunststofffolie.
In bevorzugten Verfahrensgestaltungen können ein oder mehrere der folgenden Verfahrensmerkmale vorgesehen sein. In einer Ausgestaltung kann das
plasmagestützte thermische Elektronenstrahlverdampfen mit Aufdampfraten von etwa 20 nm/min bis etwa 2 μηη/nnin erfolgen. Es kann vorgesehen sein, ein Sauerstoff-, Stickstoff und / oder Argonplasma zu verwenden. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass dem Verfahrensschritt zum thermischen Verdampfen eine Vorbehandlung zum Aktivieren und/ oder Reinigen der zu beschichtenden Kunststoffoberfläche voraus geht. Die Vorbehandlung kann unter Verwendung eines Plasmas ausgeführt werden, insbesondere eines Sauerstoff-, Stickstoff- und/ oder eines Argonplasmas. Vorzugsweise erfolgt das Vorbehandeln in-situ, also unmittelbar in der Beschichtungsanlage vor denn thermischen
Verdampfen.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schritt zum thermischen Verdampfen des wenigstens einen anorganischen Schichtaufdampfmaterials einen Schritt zum Co-Verdampfen aus wenigstens zwei Verdampfungsquellen umfasst. Mittels der Co-Verdampfung aus wenigstens zwei Verdampfungsquellen können gleiche oder unterschiedliche Materialien
abgeschieden werden.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass das Herstellen einer Beschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche der Kunststofffolie mehrfach durchgeführt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung auf wenigstens zwei Stellen der Kunststofffolie hergestellt wird. Zum Beispiel kann die Beschichtung auf der Ober- und der Unterseite der Kunststofffolie hergestellt werden. Die Schichtabscheidung auf der Ober- und der Unterseite kann in zeitlich parallelen oder aufeinanderfolgenden Abscheideprozessen erfolgen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf mindestens einer Oberfläche der Kunststofffolie eine strukturierte Beschichtung aufgebracht wird und dass die Strukturen der strukturierten Beschichtung wenigstens teilweise ausgefüllt werden. Zum wenigstens teilweisen Ausfällen der strukturierten Beschichtung können elektrisch leitende und / oder transparente Materialien eingesetzt werden. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf mindestens einer Oberfläche der Kunststofffolie wenigstens ein leitender Bereich hergestellt wird. Mittels des wenigstens einen leitenden Bereiches können zum Beispiel eine oder mehrere Leiterbahnen hergestellt werden. Diese können sich auf der von der Beschichtung abgewandten Oberfläche der Kunststofffolie befinden oder direkt auf der Oberfläche der Kunststofffolie, die mit der Beschichtung bedeckt ist oder auf beiden Seiten der Kunststofffolie.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass auf der strukturierten Beschichtung eine Bond-Schicht gebildet wird. Die Bond-Schicht umfasst beispielsweise eine Seed-Schicht für eine nachfolgende Metallisierung und/ oder eine Klebstoffschicht.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Beschichtung
mindestens einer Oberfläche der Kunststofffolie als eine mehrlagige Beschichtung gebildet wird. In einer Ausführungsform ist die mehrlagige Beschichtung mit
Schichten aus Aufdampfglasmaterial, insbesondere aus Borsilikatglas, oder mit Siliziumdioxid und einem Aufdampfglasmaterial oder mit Siliziumdioxid und
Aluminiumoxid gebildet, wobei die Teilschicht aus dem Aufdampfglasmaterial oder dem Aluminiumoxid eine Deckschicht auf dem Siliziumdioxid bildet. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, zum Herstellen einer oder mehrerer
Teilschichten auch andere Abscheidungstechnologien als die thermische
Verdampfung zu nutzen, beispielsweise das Sputtern.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung mit einer Schichtdicke von 0.05 μιτι bis 100 μιτι gebildet wird, bevorzugt mit einer Schichtdicke von 0.1 μιτι bis 50μηη und weiter bevorzugt mit einer Schichtdicke zwischen etwa 0.1 μιτι und 1 μιτι. Die Schichtdicke wird für die Zwecke dieser Erfindung bestimmt mit Hilfe eines Profilometers (z. B. von Veeco Metrology Group). Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Oberfläche der Kunststofffolie beim Abscheiden des wenigstens einen anorganischen
Schichtaufdampfmaterials eine Temperatur von höchstens etwa 120 °C aufweist, bevorzugt von höchstens etwa 100 °C. Diese niedrige Substrattemperatur ist insbesondere vorteilhaft bei der Beschichtung von temperaturempfindlichen
Materialien. Das Nutzen des plasrnagestützen thermischen Elektronenstrahl- verdampfens ermöglicht in einer Ausgestaltung eine ausreichende Verdichtung der erzeugten Schichten, ohne dass hierzu ein Nachtempern erforderlich ist.
Erfindungsgemäß wird als Substrat eine Kunststofffolie eingesetzt. Dabei kann es sich grundsätzlich um beliebige Kunststoffe handeln, wie um duroplastische oder insbesondere um thermoplastische Kunststoffe.
Bei den Kunststoffen handelt es sich in der Regel um synthetische organische Polymere. Neben Homopolymeren sind Copolymere einsetzbar. Es lassen sich auch Folien aus Mischungen organischer Polymerer oder Folien aus Kunststoffverbunden einsetzen.
Die eingesetzten Kunststofffolien können aus teilkristallinen und/oder amorphen organischen Polymeren aufgebaut sein. Bevorzugt werden transparente Folien aus organischen Polymeren eingesetzt. Darunter ist im Rahmen dieser Beschreibung zu verstehen, dass die Folien im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm eine Durch-lässigkeit für elektromagnetische Strahlung von mindestens 80 %,
vorzugsweise mindestens 90 % und ganz besonders bevorzugt von 95 % bis 100 % der auf eine Oberfläche der Folie einfallenden elektromagnetischen Strahlung aufweisen.
Besonders bevorzugt werden Folien aus amorphen organischen Polymeren eingesetzt.
Die Dicke der erfindungsgemäß eingesetzten Kunststofffolien kann in weiten
Bereichen schwanken. Die Dicke der Folien ist so zu wählen, dass eine für den bestimmungsgemäßen Gebrauch erforderliche Flexibilität gewährleistet ist. Typische Dicken der Kunststofffolien bewegen sich im Bereich von 0,5 μιτι bis 5 mm, insbesondere 1 μιτι bis 1 mm und ganz besonders bevorzugt von 5 μιτι bis 500 μιτι.
Bei den erfindungsgemäße eingesetzten Polymeren kann es sich um beliebig herstellte Produkte handeln, beispielsweise um durch radikalische Polymerisation, durch Polykondensation oder durch Polyaddition erzeugte Produkte.
Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyolefine, wie Polyethylene, Polypropylene, von polycyclischen Olefinen abgeleitete Polymere, wie z. B.
Cycloolefincopolymere, beispielsweise abgeleitet von Norbornen und Ethylen.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyvinylhalogenide oder Polyvinylidenhalogenide, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder
Polyvinylidenfluorid.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyvinylaromaten, wie Polystyrol oder Copolymere von Styrol mit anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyacrylsäureester oder Polymethacrylsäureester („Poly(meth)acrylate"), Polyvinylether, Polyvinyl- carbonsäureester, Polytetrahalogenethylen, wie Polytetrafluorethylen, oder
Acrylnitrilhomo- oder -copolymere.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyoxymethylen- homo- oder -copolymere.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyamide, wie Polyamide abgeleitet von aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren und von aromatischen oder aliphatischen Diaminen sowie von aromatischen oder
aliphatischen Aminocarbonsäuren. Beispiele dafür sind aliphatische Polyamide abgeleitet von Adipinsäure und 1 ,6-Hexamethylendiamin, von Sebacinsäure und 1 ,6-Hexamethylendiamin, von Caprolactam, oder von Terephthalsäure und von 1 ,4-Diaminobenzol.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyester einschließlich der Polycarbonate, wie Polyester abgeleitet von aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren und von aromatischen oder aliphatischen Dialkoholen sowie von aromatischen oder aliphatischen Hydroxycarbonsäuren oder von aliphatischen oder aromatischen Dialkoholen und von Phosgen. Beispiele dafür sind Polyester abgeleitet von Terephthalsäure und Ethylenglykol, von Phthalsäure und Ethylenglykol, von Terephthalsäure und 1 ,4-Butandiol, von Hydroxybenzoesäure oder von Bisphenol A und Phosgen.
Besonders bevorzugt sind mit kratzfestem Aufdampfglasmaterial beschichtete Polycarbonate. Diese lassen sich besonders gut als kratzfeste Bauteile z. B. für den Automobilbau einsetzen.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyurethane, wie Polyurethane abgeleitet von aliphatischen oder aromatischen Diisocyanaten und von aromatischen oder aliphatischen Dialkoholen. Beispiele dafür sind Polyurethane abgeleitet von Phenyldiisocyanat und von Polyalkylenglykolen.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykole, Polypropylenglykole oder Polybutylenglykole, oder
Polyvinylalkohole. Diese Polymeren müssen natürlich hinsichtlich Molekulargewicht bzw. Viskosität so ausgewählt werden, dass daraus Folien gebildet werden können.
Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Polymertypen sind Poly(organo)siloxane, wie Poly(dimethyl)siloxan. Auch diese Polymeren müssen natürlich hinsichtlich Molekulargewicht bzw. Viskosität so ausgewählt werden, dass daraus Folien gebildet werden können.
Ganz besonders bevorzugt setzt man als Substrate Folien aus hochtemperaturbeständigen Polymeren ein. Darunter ist im Rahmen dieser Beschreibung zu verstehen, dass die Polymeren für Dauereinsatztemperaturen von 150 bis 250 °C verwendet werden können. Kurzzeitige Temperaturspitzen von bis zu 400 °C sind möglich, beispielsweise bei der Verwendung von CVD- oder PACVD-Verfahren.
Besonders bevorzugt eingesetzte hochtemperaturbeständige Polymerklassen sind
• Fluorpolymere wie Polytetrafluorethylen oder Perfluoralkoxyalkan
• Polyphenylene
• Polyaryle, bei denen aromatische Ringe über Sauerstoff- oder Schwefelatome oder über CO- oder SO2-Gruppen verknüpft sind; Beispiele dafür sind
Polyphenylensulfide, Polyethersulfone oder Polyetherketone
• Aromatische Polyester (Polyarylate) oder aromatische Polyamide
(Polyaramide); Beispiele dafür sind Poly-m-phenylenisophthalamid, Poly-p- phenylenterephthalamid und Poly-hydroxybenzoat und dessen Copolymere
• heterocyclische Polymere wie Polyimide, Polybenzimidazole oder
Polyetherimide
Weitere als Substrate einsetzbaren Folien sind Folien aus elektrisch leitfähigen Polymeren. Darunter ist im Rahmen dieser Beschreibung Folien mit metallischer elektrischer Leitfähigkeit zu verstehen.
Bevorzugt eingesetzte elektrisch leitfähige Polymerklassen sind die oben genannten Polymeren, denen durch Dotierung elektrische Leitfähigkeit verliehen wurde.
Es handelt sich bei den Polymere zunächst um Isolatoren oder um Halbleiter. Die elektrische Leitfähigkeit, vergleichbar mit der von metallischen Leitern, setzt erst dann ein, wenn die Polymere oxidativ oder reduktiv dotiert werden.
Beispiele für elektrisch leitfähige Polymere sind Polyanilin oder Polyacetylen, dessen elektrische Leitfähigkeit z.B. durch Dotierung mit Arsenpentafluorid oder mit lod erheblich vergrößert werden kann. Weitere Beispiele für elektrisch leitfähige
Polymere sind dotiertes Polypyrrol, Polyphenylensulfid, Polythiophen sowie metallorganische Komplexe mit makrocyclischen Liganden, wie Phthalocyanin. Eine oxidative Dotierung kann mit Arsenpentafluorid, Titantetrachlorid, Brom oder lod erreicht werden; eine reduktive Dotierung hingegen kann mit Natrium-Kalium- Legierungen oder mit Dilithiumbenzophenonat erreicht werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der beschichteten Kunststofffolie sehen eines oder mehrere der folgenden Merkmale vor:
Die eine oder die mehreren mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahl- verdampfen abgeschiedenen Schichten sind vorzugsweise säurebeständig gemäß mindestens der Klasse 2 nach DIN 121 16. Die Bezugnahme auf die DIN 121 16 erfolgt in analoger Weise. Die zu prüfende Oberfläche wird danach sechs Stunden in Salzsäure (c = 5,6 mol/l) gekocht. Anschließend wird der Gewichtsverlust in mg / 100 cm2 ermittelt. Die Klasse 2 ist gegeben, wenn der halbe Oberflächengewichtsverlust nach sechs Stunden über 0,7 mg/100 cm2 liegt und höchstens 1 ,5 mg/ 100 cm2 beträgt. Weiter bevorzugt ist die Klasse 1 gegeben, bei der der halbe Oberflächengewichtsverlust nach sechs Stunden höchstens 0,7 mg/ 100 cm2 beträgt
Alternativ oder ergänzend ist eine Laugenbeständigkeit gemäß der Klasse 2, weiter bevorzugt gemäß der Klasse 1 nach DIN 52322 (ISO 695) vorgesehen. Auch hier erfolgt die Bezugnahme analog. Zur Bestimmung der Laugenbeständigkeit werden die Oberflächen drei Stunden einer siedenden wässrigen Lösung ausgesetzt. Die Lösung setzt sich aus gleichen Teilen Natriumhydroxid (c = 1 mol / 1) und
Natriumcarbonat (c = 0,5 mol / 1) zusammen. Die Gewichtsverluste werden ermittelt. Die Klasse 2 ist gegeben, wenn der Oberflächengewichtsverlust nach drei Stunden über 75 mg/100 cm2 liegt und höchstens 175 mg/1 10 cm2 beträgt. Nach Klasse 1 beträgt der Oberflächengewichtsverlust nach drei Stunden höchstens
75 mg/100 cm2.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die eine oder die mehreren mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedenen Schichten eine hydrolytische Beständigkeit mindestens der Klasse 2 nach DIN 121 1 1 (ISO 719), bevorzugt nach Klasse 1 aufweisen.
Auch kann eine Lösungsmittelbeständigkeit alternativ oder ergänzend gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedenen Schichten eine
Schichteigenspannung von weniger als +500MPa auf, wobei das positive Vorzeichen eine Druckspannung in der Schicht bezeichnet. Vorzugsweise ist eine Schichteigenspannung von +200MPa bis +250MPa sowie - 20MPa bis +50MPa hergestellt, wobei das negative Vorzeichen eine Zugspannung in der Schicht bezeichnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verbund aus mittels plasmagestütztem thermischem Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedener Barriereschicht und Kunststofffolie eine Sauerstoffdurchlässigkeit von weniger als 10° (g/m2*24h*bar), bevorzugt von weniger 10"2 (g/m2*24h*bar), besonders bevorzugt von weniger als 10"5 (g/m2*24h*bar) und ganz besonders bevorzugt von 10"6 bis 10"10 (g/m2*24h*bar) auf .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verbund aus mittels plasmagestütztem thermischem Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedener Barriereschicht und Kunststofffolie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als 10° (g/m2*24h*bar), bevorzugt von weniger 10"2 (g/m2*24h*bar), besonders bevorzugt von weniger als 10"5 (g/m2*24h*bar) und ganz besonders bevorzugt von 10"6 bis 10"10 (g/m2*24h*bar) auf.
Die Sauerstoff- und/oder Wasserdampfdurchlässigkeit kann mit Geräten der Fa. Mocon (www.mocon.com) bestimmt werden. Die Bestimmung erfolgt nach ASTM F1249.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Verbund aus mittels plasmagestütztem thermischem Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedener Barriereschicht und Kunststofffolie transparent. Darunter ist im Rahmen dieser Beschreibung zu verstehen, dass der Verbund im Wellenlängenbereich von
380 bis 780 nm eine Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung von
mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 90 % und ganz besonders bevorzugt von 95 % bis 100 % der auf eine mit der Barriereschicht versehenen Oberfläche des Verbundes ein-fallenden elektromagnetischen Strahlung aufweisen.
Ergänzend oder alternativ können die mittels plasmagestütztem thermischem
Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedenen Schichten kratzfest ausgeführt sein mit einer Knoophärte von mindestens HK 0.1 120 = 400 gemäß ISO 9385.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mittels plasmagestützten thermischen Elektronenstrahlverdampfen abgeschiedenen Schichten sehr gut haften mit lateralen Kräften von größer 100 mN auf der Kunststoffoberfläche bei einem Nano-Indentertest mit einer 50 nm Spitze. Alternativ kann die Haftfestigkeit der aufgedampften Schichten mittels Klebebandabzug oder Gitterschnitt/Klebebandabzug (nach DIN EN ISO 2409) bestimmt werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Beschichtung(en) kann angepasst werden, um eine oder mehrere der vorgenannten Schichteigenschaften auszubilden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäß beschichtete Kunststofffolie mit einem Substrat oder mit mehreren Substraten verbunden wird. Bei den Substraten kann es sich wiederum um Folien oder Folienverbunde handeln, beispielsweise um Kunststofffolien und/oder um Metallfolien, oder um elektrische, elektronische, optoelektronische, elektromechanische oder mikromechanische Bauteile. Die Verbindung von der erfindungsgemäß beschichteten Folie mit den weiteren Folien oder Bauteilen kann beispielsweise durch Verkleben, Laminieren oder Verschweißen erfolgen. Die erfindungsgemäß beschichtete Kunststofffolie kann eine Oberfläche der weiteren Folie oder des weiteren Folienverbunds abdecken oder beide Oberflächen davon. Die erfindungsgemäß beschichtete Kunststofffolie kann einen Teil der Oberfläche des Bauteils abdecken oder die gesamte Oberfläche des Bauteils einhüllen. Erfindungsgemäß kann das anorganische Schichtaufdampf- material auch auf besonders geformte Oberflächen aufgebracht werden, die derzeit noch nicht kratzfest ausgerüstet werden können. Dieses würde z. B. im
Automobilbau die Bereitstellung ganz neuer Bauteile ermöglichen.
Das weitere Substrat kann ein beliebiges Produkt sein, das mit der erfindungsgemäß beschichteten Kunststofffolie kombiniert worden ist. Nachfolgend werden am Beispiel der flexiblen Elektronik einige bevorzugte Ausgestaltungen solcher Verbünde beschrieben. Es lassen sich aber auch andere Produkte mit den erfindungsgemäß beschichteten Kunststofffolien kombinieren.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäß beschichtete Kunststofffolie mit Bauelementen ausgewählt aus der Gruppe der Halbleiter-Bauelemente, der optoelektronischen Bauelemente, der elektromechanischen Bauelemente oder der mikromechanischen Bauelemente kombiniert oder mit Folienverbunden, die Bestandteilen von flexiblen Flachkabeln oder von flexiblen gedruckten Schaltungen darstellen.
Die Erfindung betrifft bevorzugt einen flexiblen Verbund enthaltend eine flexible Kunststofffolie (Basisfolie), bei der auf einer Seite ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, insbesondere aus Metall, aus elektrisch leitendem Polymer und/oder aus mit Metall gefülltem Polymer, das mit auf dieser Seite aufgebrachten elektronischen Bauteilen kombiniert ist, beispielsweise mit integrierten Schaltungen, Transistoren, Kondensatoren, Widerständen und/oder Induktivitäten, und eine elektronische Schaltung definiert und die auf dieser Seite und gegebenenfalls auf der davon abgewandten Seite mit der erfindungsgemäßen Verbundfolie beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist. Die Komponenten bei dieser Art von Schaltungen sind nur von einer Seite zugänglich. In der Basisfolie können jedoch Löcher vorgesehen sein, um Anschlussdrähte zur Verbindung mit den elektronischen Komponenten zur Verfügung zu stellen. Außerdem können solche flexiblen Schaltungen mit doppeltem Zugang ausgestattet sein. Bei dieser Art von flexiblen Schaltungen wird ebenfalls eine einzelne leitende Schicht verwendet. Allerdings ist ein Zugriff auf ausgewählte Merkmale des Leitermusters von beiden Seiten möglich. Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt einen flexiblen Verbund enthaltend eine flexible Kunststofffolie (Basisfolie), bei der auf beiden Seiten ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, insbesondere aus Metall, aus elektrisch leitendem Polymer und/oder aus mit Metall gefülltem Polymer, das mit auf einer oder beiden Seiten aufgebrachten elektronischen
Bauteilen kombiniert ist, beispielsweise mit integrierten Schaltungen, Transistoren, Kondensatoren, Widerständen und/oder Induktivitäten, und eine elektronische Schaltung definiert und die auf einer Seite und gegebenenfalls beiden Seiten mit der erfindungsgemäßen Verbundfolie beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist. Bei diesen doppelseitigen flexiblen Schaltungen werden zwei Leiterlagen verwendet. Diese doppelseitigen flexiblen Schaltungen können mit oder ohne Durchkontaktierungen hergestellt werden. Durch die Durchkontaktierung sind Anschlüsse für Komponenten auf beiden Seiten der Basisfolie vorgesehen, so dass Komponenten auf beiden Seiten angeordnet werden können.
Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt einen flexiblen Verbund enthaltend mindestens zwei flexible Kunststofffolien (Basisfolien), bei denen auf einer oder auf beiden Seiten ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, insbesondere aus Metall, aus elektrisch leitendem Polymer und/oder aus mit Metall gefülltem Polymer, das mit elektronischen Bauteilen kombiniert ist, beispielsweise mit integrierten Schaltungen, Transistoren,
Kondensatoren, Widerständen und/oder Induktivitäten, die sich auf einer Seite einer Basisfolie oder auf beiden Seiten einer Basisfolie oder auf einer oder mehreren Seiten mehrerer Basisfolien befinden und eine elektronische Schaltung definiert und die auf einer Seite und gegebenenfalls beiden Seiten des Verbunds mit der erfindungsgemäßen Verbundfolie beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist. Bei diesen vielschichtigen flexiblen Schaltungen werden zwei oder mehr Leiterlagen verwendet. Diese vielschichtigen flexiblen Schaltungen sind in der Regel mit Durchkontaktierungen zwischen den einzelnen Mustern aus elektrisch leitendem Material versehen, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Die einzelnen Schichten der vielschichtigen flexiblen Schaltung können kontinuierlich oder diskontinuierlich durch Laminieren aufgebaut werden. Die Praxis des diskontinuierlichen Laminierens ist in Fällen üblich, in denen ein Höchstmaß an Flexibilität erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt einen Verbund aus flexiblen Schaltungen und aus starren Schaltungen (Hybridbauweise), der auf einer Seite und gegebenenfalls auf beiden Seiten des Verbunds mit der erfindungsgemäßen Verbundfolie beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen
Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist. Bei dieser Art von flexiblen Schaltungen handelt es sich um eine Hybridbauweise, bei der flexible Schaltungen bestehend aus starren und flexiblen Substraten miteinander in einer einzigen
Struktur laminiert sind. Starre flexible Schaltungen sind nicht mit versteiften flexiblen Konstruktionen zu verwechseln, bei denen es sich um einfache flexible Schaltungen handelt, an denen ein Versteifungselement befestigt ist, um das Gewicht der elektronischen Bauteile vor Ort zu unterstützen. Die Schichten in einer starren flexiblen Schaltung sind normalerweise auch elektrisch durch Durchkontaktierungen miteinander verbunden.
Bei der Basisfolie zum Erzeugen von flexiblen Schaltungen handelt es sich um eine flexible Polymerfolie. Diese bietet die Grundlage für ein Laminat. Unter normalen Umständen stellt die Basisfolie der flexiblen Schaltung den Träger für die meisten primären physikalischen und elektrischen Eigenschaften der flexiblen Schaltung. Bei kleberlosen Konstruktionen flexibler Schaltungen stellt das Basismaterial alle charakteristischen Eigenschaften bereit. Während eine Vielzahl von Dicken möglich ist, werden die meisten flexiblen Folien typischerweise in einem Bereich von relativ dünnen Abmessungen von 5 μιτι bis 500 μιτι eingesetzt. Es ist aber auch dünneres oder dickeres Material möglich. Es gibt eine Anzahl von unterschiedlichen
Materialien, die zur Herstellung von flexiblen Schaltungen als Basisfolien bevorzugt verwendet werden können. Beispiele dafür sind Polyester (PET), Polyimide (PI), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyetherimid (PEI) oder verschiedene Fluoropolymere (FEP). Flexible Schaltungen können als mehrschichtige Produkte erzeugt werden. Das erfolgt typischerweise durch Laminieren. Als Verbindungsmedium können Klebstoffe für die Schaffung eines Laminats verwendet werden. Als Klebstoffe können
Schmelzkleber eingesetzt werden oder Duroplaste, bei denen die Verklebung durch Aushärten erfolgt.
Metallfolien werden häufig als leitendes Element in flexiblen Laminaten eingesetzt. Die Metallfolie ist das Material, aus dem die Leiterbahnen normalerweise geätzt werden. Eine Vielzahl von Metallfolien unterschiedlicher Dicke können bei der Erzeugung von Flex-Schaltungen eingesetzt werden. Bevorzugt werden Kupferfolien verwendet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäß beschichtete Kunststofffolie auf einer oder beiden Außenseiten eines Laminates aus mindestens einer Schicht aus elektrisch leitfähigem Material und mindestens einer Kunststofffolie eingesetzt , so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist. Die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material ist vorzugsweise in Form eines Musters, insbesondere in Form von parallel zueinander verlaufenden Leiterbahnen ausgebildet und ist gegebenenfalls zwischen zwei Kunststofffolien angebracht. Derartige Laminate können als Flachkabel eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen beschichteten Kunststofffolien.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Maßnahmen: i) Vorlage einer Kunststofffolie die eine obere und eine untere Oberfläche definiert in einer Bedampfungsvorrichtung und ii) Abscheiden mindestens einer dielektrischen Barriereschicht gegen Gase und Flüssigkeiten, insbesondere gegen Sauerstoff und Wasserdampf, auf mindestens einer der Oberflächen durch plasmagestütztes thermisches Aufdampfen von anorganischem Schichtaufdampfmaterial.
Durch das Abscheiden der Barriereschicht(en) lassen sich mechanisch stabile und kratzfeste Bauteile bereitstellen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit anorganischem Aufdampfmaterial, insbesondere mit Glas, beschichtete Folien bereit gestellt werden, die kratzfest sind und die in verschiedene Formen gebracht werden können, die bislang mit Glas nicht möglich waren. Die Oberfläche hat die Beschaffenheit von Glas, aber die Form ist unabhängig von den normalen Einschränkungen, die Glas üblicherweise mit sich führt. Damit können Bauteile z. B. für den Automobilbau als auch für Züge und für den Gebäudebau hergestellt werden, die bisher aufgrund von Materialbeschränkungen nicht möglich waren.
Der erfindungsgemäße Folienverbund lässt sich insbesondere zur Herstellung von elektrischen, elektronischen, elektrooptischen, elektromechanischen oder
mikromechanischen Bauteilen sowie zur Herstellung von flexiblen elektrischen Verbindungen einsetzen.
Beispiele für elektrische Bauteile sind flexible Generatoren oder Speicher für elektrische Energie, insbesondere flexible Solarzellen (flexible Photovoltaikzellen) oder flexible Akkus.
Beispiele für elektronische Bauteile sind flexible elektronische Schaltungen oder flexible Leiterplatten.
Beispiele für elektrooptische Bauteile sind flexible Displays, insbesondere flexible LCD-Displays oder flexible OLED-Displays; oder flexible lichtemittierende Elemente, insbesondere flexible LED, flexible OLED oder flexible Laserdioden; oder flexible Fototransistoren.
Beispiele für elektromechanische Bauteile sind Relais, Mikrophone oder
Lautsprecher. Beispiele für mikromechanische Bauteile sind Sensoren oder Aktoren (z. B. Relais, Schalter, Ventile Pumpen) sowie Mikrosysteme (z. B. Mikromotoren oder
Druckknöpfe).
Diese Bauteile lassen sich in unterschiedlichsten Gebieten in der Industrie und im Haushalt einsetzen, beispielsweise in Computern, Peripheriegeräten, wie Druckern oder Tastaturen, Mobiltelefonen, Kameras, persönlichen Entertainment-Geräten, Schmuck, funktioneller Bekleidung, Monitoren, Automobilen, Schiffen, Flugzeugen, Raketen oder Satelliten.
Viele Schaltungen beinhalten Strukturen zur passiven Verkabelung, die zur
Verbindung von elektronischen Komponenten, wie integrierten Schaltungen, Widerständen, Kondensatoren und dergleichen, genutzt werden oder aber die für die Herstellung von Verbindungen zwischen unterschiedlichen elektronischen Geräten eingesetzt werden, entweder direkt oder mittels Steckverbindern. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der oben beschriebenen beschichteten Verbünde in Kabeln zur Verbindung von elektrischen, elektronischen, elektrooptischen, elektromechanischen oder mikromechanischen Bauteilen.

Claims

Patentansprüche:
1 . Flexibler Verbund enthaltend eine Kunststofffolie, die eine obere und eine
untere Oberfläche definiert, und mindestens eine, direkt auf mindestens einer der Oberflächen plasmagestützt thermisch aufgedampfte dielektrische
Barriereschicht gegen Gase und Flüssigkeiten enthaltend ein anorganisches Schichtaufdampfmaterial.
2. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie auf beiden Oberflächen jeweils mindestens eine plasmagestützt thermisch aufgedampfte dielektrische Barriereschicht gegen Gase und Flüssigkeiten aufweist.
3. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Schichtaufdampfmaterial der dielektrischen Barriereschicht ausgewählt wird aus der Gruppe Aluminium, Gold, Silber, Chrom, Nickel, Kupfer, Silizium, Gallium, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Titandioxid, Zirkonoxid, Indium-Zinn-Oxid, fluordotiertes Zinnoxid, Indium-Gallium-Zinnoxid, Cadmiumtellurid, Kupfer-Indium-Gallium-Selen-Schwefel-Verbindungen oder Aufdampfglasmaterial, bevorzugt Silikatglas, insbesondere Borsilikatglas.
4. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der
dielektrischen Barriereschicht von 50 nm bis 100 μιτι beträgt, vorzugsweise von 100 nm bis 50 μιτι und besonders bevorzugt von 100 nm bis 1 μιτι.
5. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie ausgewählt wird aus der Gruppe der thermoplastischen Kunststoffe oder der duroplastischen Kunststoffe, insbesondere aus der Gruppe der transparenten Kunststoffe.
6. Verbund nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff ausgewählt wird aus der Gruppe der Polyolefine, Polyvinylhalo- genide, Polyvinylidenhalogenide, Polyvinylaromaten, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Polyvinylether, Polyvinylcarbonsäureester,
Polytetrahalogenethylen, Acrylnitrilhomo- oder -copolymere, Polyoxymethylen- homo- oder -copolymere, Polyamide, Polyester einschließlich der
Polycarbonate, Polyurethane, Polyalkylenglykole und/oder Poly(organo)- siloxane.
7. Verbund nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff ein hochtemperaturbeständiger und vorzugsweise transparenter Kunststoff ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe der Fluorpolymere,
Polyphenylene, Polyaryle, bei denen aromatische Ringe über Sauerstoff- oder Schwefelatome oder über CO- oder SO2-Gruppen verknüpft sind, aromatischen Polyester, aromatischen Polyamide und/oder der heterocyclischen Polymere, insbesondere der Polyimide, Polybenzimidazole oder Polyetherimide.
8. Verbund nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff ausgewählt wird aus der Gruppe Polyethylenterephthalat,
Polyethylennaphthalat, Polybutylentere-phthalat, Polycarbonat, Polyacrylnitril und/oder Polyimid.
9. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Sauer- stoffdurchlässigkeit von weniger als 10° (g/m2*24h*bar) und/oder dass dieser eine Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als 10° (g/m2*24h*bar) aufweist.
10. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm eine Durchlässigkeit für
elektromagnetische Strahlung von mindestens 80 %, vorzugsweise von mindestens 90% und ganz besonders bevorzugt von 95 % bis 100 % der auf eine mit der Barriereschicht_versehenen Oberfläche des Verbundes
einfallenden elektromagnetischen Strahlung aufweist.
1 1 . Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem Substrat oder mit mehreren Substraten verbunden ist, insbesondere mit Folien oder Folienverbunden und/oder mit elektrischen, elektronischen, optoelektronischen, elektromechanischen und/oder mikromechanischen Bauteilen.
12. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit Bauelementen ausgewählt aus der Gruppe der Halbleiter-Bauelemente, der optoelektronischen Bauelemente, der elektromechanischen Bauelemente und/oder der mikromechanischen Bauelemente kombiniert ist oder mit Folienverbunden, die Bestandteile von flexiblen Flachkabeln oder von flexiblen gedruckten
Schaltungen darstellen.
13. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein flexibler Verbund ist, der eine flexible Kunststofffolie enthält, bei der auf einer Seite ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, das mit auf dieser Seite aufgebrachten elektronischen Bauteilen kombiniert ist und eine elektronische Schaltung definiert und der auf dieser Seite und gegebenenfalls auf der davon abgewandten Seite mit der Verbundfolie nach Anspruch 1 beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist.
14. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein flexibler Verbund ist, der eine flexible Kunststofffolie enthält, bei der auf beiden Seiten ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, das mit auf einer oder beiden Seiten aufgebrachten elektronischen Bauteilen kombiniert ist und eine elektronische Schaltung definiert und der auf einer Seite und gegebenenfalls beiden Seiten mit der Verbundfolie nach Anspruch 1
beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist.
15. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein flexibler Verbund ist, der mindestens zwei flexible Kunststofffolien enthält, bei denen auf einer oder auf beiden Seiten ein Muster aus elektrisch leitendem Material aufgebracht worden ist, das mit elektronischen Bauteilen kombiniert ist, die sich auf einer Seite einer flexiblen Kunststofffolie oder auf beiden Seiten einer flexiblen Kunststofffolie oder auf einer oder mehreren Seiten mehrerer
Kunststofffolien befinden und eine elektronische Schaltung definiert und der auf einer Seite und gegebenenfalls beiden Seiten des Verbunds mit der
Verbundfolie gemäß Anspruch 1 beschichtet ist, so dass die mit dem
anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist.
16. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Verbund aus flexiblen Schaltungen und aus starren Schaltungen ist, der auf einer Seite und gegebenenfalls auf beiden Seiten des Verbunds mit der Verbundfolie nach Anspruch 1 beschichtet ist, so dass die mit dem anorganischen
Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist.
17. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Kunststofffolie nach Anspruch 1 auf einer oder beiden Außenseiten eines Laminates aus mindestens einer Schicht aus elektrisch leitfähigem Material und mindestens einer Kunststofffolie eingesetzt wird, so dass die mit dem
anorganischen Aufdampfmaterial beschichtete Seite nach außen weist.
18. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Verbunds nach Anspruch 1
umfassend mindestens die Maßnahmen: i) Vorlage einer Kunststofffolie die eine obere und eine untere Oberfläche definiert in einer Bedampfungsvorrichtung, und ii) Abscheiden mindestens einer dielektrischen Barriereschicht gegen Gase und Flüssigkeiten auf mindestens einer der Oberflächen durch plasmagestütztes thermisches Aufdampfen von anorganischem Schichtaufdampfmaterial.
19. Verwendung des flexiblen Verbunds nach Anspruch 1 zur Herstellung von
elektrischen, elektronischen, elektrooptischen, elektromechanischen oder mikromechanischen Bauteilen sowie zur Herstellung von flexiblen elektrischen Verbindungen.
20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauteil ein flexibler Generator oder Speicher für elektrische Energie ist, insbesondere eine flexible Solarzelle oder ein flexibler Akku.
21 . Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das
elektronische Bauteil eine flexible elektronische Schaltung ist oder eine flexible Leiterplatte ist.
22. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das elektro- optische Bauteil ein flexibles Display, insbesondere ein flexibles LCD-Display oder ein flexibles OLED-Display; oder ein flexibles lichtemittierendes Element, insbesondere eine flexible LED, eine flexible OLED oder eine flexible
Laserdioden; oder ein flexibler Fototransistor ist.
23. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das
elektromechanische Bauteil ein Relais, Mikrophon oder Lautsprecher ist.
24. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das
mikromechanische Bauteil ein Sensoren oder Aktor ist, insbesondere ein Relais, Schalter, Ventil oder eine Pumpe), oder ein Mikrosystem, insbesondere ein Mikromotor oder ein Druckknopf.
25. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil und/oder die Verbindung eingesetzt wird in Computern, Peripheriegeräten, Mobiltelefonen, Kameras, persönlichen Entertainment-Geräten, Schmuck, funktioneller Bekleidung, Monitoren, Automobilen, Schiffen, Flugzeugen, Raketen oder Satelliten.
26. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die
beschichteten Verbünde nach Anspruch 1 in Kabeln zur Verbindung von elektrischen, elektronischen, elektrooptischen, elektromechanischen oder mikromechanischen Bauteilen eingesetzt werden.
EP14744331.1A 2013-07-29 2014-07-28 Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung Withdrawn EP3027785A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361859584P 2013-07-29 2013-07-29
US14/328,887 US20150029681A1 (en) 2013-07-29 2014-07-11 Flexible composite, production thereof and use thereof
PCT/EP2014/066141 WO2015014775A2 (de) 2013-07-29 2014-07-28 Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3027785A2 true EP3027785A2 (de) 2016-06-08

Family

ID=52390366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14744331.1A Withdrawn EP3027785A2 (de) 2013-07-29 2014-07-28 Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150029681A1 (de)
EP (1) EP3027785A2 (de)
JP (1) JP2016532577A (de)
KR (1) KR20160037197A (de)
CN (1) CN105658839A (de)
TW (1) TWI546406B (de)
WO (1) WO2015014775A2 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106558279B (zh) * 2017-01-13 2019-05-14 京东方科技集团股份有限公司 柔性显示装置及其制备方法
EP3575201B1 (de) * 2018-05-30 2021-04-21 Airbus Operations GmbH Flugzeugkabinenkomponente und verfahren zur herstellung einer flugzeugkabinenkomponente
CN110004423A (zh) * 2019-05-14 2019-07-12 南京汇金锦元光电材料有限公司 Cigs制备用强化隔离膜及制备方法
CN110474570A (zh) * 2019-09-16 2019-11-19 桂林电子科技大学 一种具有柔性可延展结构的温差发电器及其制作方法
DE102019133315A1 (de) * 2019-12-06 2021-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lautsprechersystem
DE102020200053A1 (de) * 2020-01-06 2021-07-08 Heliatek Gmbh Verkapselungssystem für ein optoelektronisches Bauelement mit mindestens einer ersten Verkapselung und einer zweiten Verkapselung, optoelektronisches Bauelement mit einem solchen Verkapselungssystem
EP3851183A1 (de) 2020-01-17 2021-07-21 Evonik Operations GmbH Verbundkörper und deren verwendung in der organophilen nanofiltration
CN115613004A (zh) * 2021-07-12 2023-01-17 北京印刷学院 内壁镀膜的塑料管及制备方法
WO2024084681A1 (ja) * 2022-10-21 2024-04-25 株式会社アドバンテスト 光導波路、および、光導波路の製造方法
CN118478583A (zh) * 2024-06-04 2024-08-13 海安南京大学高新技术研究院 一种耐高温碳材料薄膜热压板的制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433993B1 (en) * 1998-11-23 2002-08-13 Microcoating Technologies, Inc. Formation of thin film capacitors
JP2002373779A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Sony Corp 電気的接続装置および電気的接続装置を有する電子機器
CN100421926C (zh) * 2001-09-11 2008-10-01 美国杜邦泰津胶片合伙人有限公司 用于柔性电子器件和光电子器件的热稳定聚萘二甲酸乙二醇酯膜
JP2004122429A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd 複層フィルム
US7159756B2 (en) * 2003-08-29 2007-01-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of soldering and solder compositions
US7122398B1 (en) * 2004-03-25 2006-10-17 Nanosolar, Inc. Manufacturing of optoelectronic devices
JP2005301188A (ja) * 2004-04-06 2005-10-27 Atsushi Yamada 吸音構造体
WO2007034944A1 (ja) * 2005-09-26 2007-03-29 Asahi Kasei Chemicals Corporation 酸化亜鉛系透明導電性積層体
JP5467792B2 (ja) * 2008-04-24 2014-04-09 日東電工株式会社 可撓性基板
JP2010017046A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Dainippon Printing Co Ltd 静電アクチュエータ
DE102008034372B4 (de) 2008-07-23 2013-04-18 Msg Lithoglas Ag Verfahren zum Herstellen einer dielektrischen Schicht in einem elektroakustischen Bauelement sowie elektroakustisches Bauelement
DE102009034532A1 (de) * 2009-07-23 2011-02-03 Msg Lithoglas Ag Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Beschichtung auf einem Substrat, beschichtetes Substrat sowie Halbzeug mit einem beschichteten Substrat
JP5580561B2 (ja) * 2009-09-01 2014-08-27 富士フイルム株式会社 バリア性積層体、ガスバリアフィルムおよびバリア性積層体の製造方法
DE102009042479A1 (de) 2009-09-24 2011-03-31 Msg Lithoglas Ag Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit einem Bauelement auf einem Trägersubstrat und Anordnung sowie Verfahren zum Herstellen eines Halbzeuges und Halbzeug
DE102009045892A1 (de) * 2009-10-21 2011-04-28 Evonik Degussa Gmbh Folie aus Polyarylenetherketon
JP2011159724A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用基材およびその製造方法
KR20130097205A (ko) * 2010-09-17 2013-09-02 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 적층 필름, 전극이 형성된 적층 필름 및 유기 el 소자
JP2012206380A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Nitto Denko Corp 透明ガスバリアフィルム、透明ガスバリアフィルムの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、太陽電池および薄膜電池

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015014775A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20150029681A1 (en) 2015-01-29
WO2015014775A3 (de) 2015-04-02
CN105658839A (zh) 2016-06-08
TW201522694A (zh) 2015-06-16
KR20160037197A (ko) 2016-04-05
JP2016532577A (ja) 2016-10-20
TWI546406B (zh) 2016-08-21
WO2015014775A2 (de) 2015-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3027785A2 (de) Flexibler verbund, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung
EP2421707B1 (de) Transparente barrierelaminate
EP2308117B1 (de) Strahlungsemittierende vorrichtung und verfahren zur herstellung einer strahlungsemittierenden vorrichtung
EP2660652B1 (de) Monochromatische anzeigevorrichtung mit einem porösen elektrodenblatt
US20090129004A1 (en) Electrically conducting and optically transparent nanowire networks
US20160304352A1 (en) Graphene tape
KR20080101488A (ko) 표시소자용 연성기판 및 이를 이용한 디스플레이 소자
KR20170131440A (ko) 투명 도전층 적층용 필름, 그의 제조 방법 및 투명 도전성 필름
KR20120022745A (ko) 기체 차단 필름 및 전자 디바이스
EP3198660B1 (de) Verfahren zum aufbringen einer schutzschicht für die herstellung eines halbfabrikats
Bai et al. Adhesion Strategy for Cross‐Linking AgNWs/MXene Janus Membrane: Stretchable and Self‐Healing Electromagnetic Shielding and Infrared Stealth Capabilities
KR20170075507A (ko) 전도성 소자 및 이를 포함하는 전자 소자
DE102018131760A1 (de) Gewölbte Funktionsfolienstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben
EP2294642A1 (de) Verfahren zur herstellung eines organischen elektronischen bauelements und organisches elektronisches bauelement
CN110479110A (zh) 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料
KR20120017050A (ko) 성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스용 부재, 및 전자 디바이스
KR20210095645A (ko) 금속 기판으로부터 그래핀을 전사하는 방법
KR20190116404A (ko) 적층 기판이 혼입된 전자 조립체 및 그 제조방법
EP2580794A1 (de) Schichtaufbau umfassend elektrotechnische bauelemente
EP3453059B1 (de) Verfahren zur herstellung eines solarmoduls
KR101398967B1 (ko) 기능층이 개재된 실리콘계 화합물 박막 기반의 유연 보호막 및 이의 제조 방법
US11825570B2 (en) Heater package
DE102015103702B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
WO2021139853A1 (de) Verkapselungssystem für ein optoelektronisches bauelement mit mindestens einer ersten verkapselung und einer zweiten verkapselung, optoelektronisches bauelement mit einem solchen verkapselungssystem
정수진 Printing-based Maskless Patterning Techniques for Deformable and 3D Conformal Light-emitting Devices

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160121

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20180220

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20180424