EP4225837A1 - Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben - Google Patents
Transparente, leitfähige folie und verwendung derselbenInfo
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- EP4225837A1 EP4225837A1 EP21782636.1A EP21782636A EP4225837A1 EP 4225837 A1 EP4225837 A1 EP 4225837A1 EP 21782636 A EP21782636 A EP 21782636A EP 4225837 A1 EP4225837 A1 EP 4225837A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine transparente, leitfähige Folie, umfassend ein transparentes Substrat, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, wobei die transparente, leitfähige Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist.
Description
Transparente, leitfähige Folie und Verwendung derselben
Die Erfindung betrifft eine transparente, leitfähige Folie und Verwendungen derselben.
Transparente, leitfähige Folien, die z.B. für das Ausstatten der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs geeignet sind, wurden im Stand der Technik beschrieben, siehe z.B. die EP 2764996 Bl, die EP 2284134 Bl und die WO 2016/192858 Al. Gemäß der WO 2016/192858 Al erfolgt die Herstellung einer transparenten, leitfähigen Folie auf Grundlage eines mehrstufigen Verfahrens, bei dem zunächst auf einem transparenten Trägersubstrat eine abwaschbare Beschichtung aufgebracht wird, die beim Trocknen zahlreiche Risse in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes ausbildet. Anschließend erfolgt das Bedampfen mit Metall, gefolgt von einem Entfernen der mit Rissen versehenen, abwaschbaren Beschichtung in einem Waschschritt. Das erhaltene Erzeugnis ist so beschaffen, dass es oberhalb des Trägersubstrats eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass transparente, leitfähige Folien mit zusätzlichen, vorteilhaften Eigenschaften wünschenswert sind. Insbesondere sind Maßnahmen wünschenswert, durch die ein allzu hohes Aufheizen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs vermieden werden könnten. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die elektrische Leitfähigkeit der bislang bekannten transparenten, leitfähigen Folien unzureichend ist. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit ist insbesondere im Falle von transparenten, leitfähigen Elektroden für die Beheizung von Fenstern in Kraftfahrzeugen sowie zum Betrieb von LED-Folien mit hoher Bestückungsdichte von Vorteil. Weiter im Besonderen wurde festgestellt, dass insbesondere bei Kuper-basierten
Metallisierungen der rötliche Farbeindruck des Metalls auf einer transparenten Folie optisch auffällig und somit für den Betrachter störend ist. Im Falle weiterer Metalle, z.B. Aluminium oder Silber, ist bei der Betrachtung im Auflicht oder im Durchlicht eine stark reflektierende Metalloberfläche wahrnehmbar, im Glanzwinkel vor allem als Glanz. Daher wäre es wünschenswert, eine transparente, leitfähige Folie bereitzustellen, die verglichen mit den bislang bekannten Folien einen neutralen Farbeindruck aufweist.
Die Aufgabe, eine transparente, leitfähige Folie bereitzustellen, die zumindest eine der vorstehend genannten, zusätzlichen, vorteilhaften Eigenschaften aufweist, wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Transparente, leitfähige Folie, umfassend ein transparentes Substrat, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, wobei die transparente, leitfähige Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach Absatz 1, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht
zwischen dem transparenten Substrat und der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet ist.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach Absatz 1, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zwischen dem transparenten Substrat und der vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht angeordnet ist.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach Absatz 1, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht auf der der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes gegenüber liegenden Seite des transparenten Substrats angeordnet ist.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 4, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig ist.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach Absatz 5 mit Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes und die elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 5, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial eingebettet ist.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 7, wobei die transparente, leitfähige Folie ein erstes transparentes Substrat aufweist, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, und ein zweites transparentes Substrat aufweist, dessen Hauptfläche mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat mittels einer Klebschicht miteinander verbunden sind.
9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht eine Metallschicht oder eine Metalloxidschicht, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO) oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) oder mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), ist oder auf einer Kombination aus einer Metallschicht und einer Metalloxidschicht beruht.
10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht zusätzlich die visuelle Wahrnehmbarkeit der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes verringert und auf einem Material basiert, das von der Gruppe bestehend aus einem Metall oder einer Legierung, vorzugsweise Chrom, Aluminium, Nickel, Eisen, Silicium, Titan oder eine Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente, einer Metalloxidschicht, vorzugsweise Chromoxid oder eine auf Kupferoxid oder auf einem unterstöchiometrischen Aluminiumoxid basierende Metalloxidschicht, einem antireflektierenden Dünnschichtaufbau mit
insbesondere der Schichtenfolge Metall/ Dielektrikum/ Metall oder der Schichtenfolge Dielektrikum / Metall / Dielektrikum / Metall, Schwarzchrom, Schwarznickel, einer Metallsulfidschicht, einem auf einem Farblack oder einem Pigmentlack basierenden Überdruck, einer durch eine Nanostrukturierung bzw. Mottenaugenstruktur gebildete Antireflexionsschicht und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 10, wobei die transparente, leitfähige Folie zwei separate, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schichten aufweist, die jeweils auf der Oberseite bzw. auf der Unterseite der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet sind.
12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Transparente, leitfähige Folie nach einem der Absätze 1 bis 11, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes auf Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium beruht.
13. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Verwendung der transparenten, leitfähigen Folie nach einem der Absätze 1 bis 12 für das Ausstatten der Windschutzscheibe oder sonstiger Scheiben eines Fahrzeugs, insbesondere zum Heizen, als elektromagnetische Abschirmung oder als Antenne, des Weiteren als transparente und ggf. flexible Elektrode für Solarzellen oder zur Verwendung in Smart Windows, in Displays oder Touch Panels bzw. Touch Buttons sowie LED- oder OLED-Anwendungen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung basiert auf der aus der WO 2016/192858 Al bekannten Technologie zur Feinstrukturierung von Metallisierungen, auf deren Grundlage elektrische Vorrichtungen, z.B. Folien zur Verwendung in der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, bereitgestellt werden können. Zur Technologie gehört u.a. die Verwendung einer Riss-bildenden Beschichtung, bevorzugt eine Dispersion oder eine Eösung eines Polymers. Die Riss- bildende Beschichtung wird auf das transparente Substrat aufgebracht, z.B. mittels Aufdrucken, sodass ein dünner Film erzeugt wird, der während des Trocknens Risse in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes ausbildet. Anschließend erfolgt das Bedampfen mit Metall, gefolgt von einem Entfernen der mit Rissen versehenen, abwaschbaren Beschichtung in einem Waschschritt. Das erhaltene Erzeugnis ist so beschaffen, dass es oberhalb des transparenten Substrats eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine IR- reflektierende Funktion einer auf einem Metallnetzwerk basierenden transparenten, leitfähigen Folie dadurch bewerkstelligt werden kann, indem die Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen wird. Dies erfolgt insbesondere mittels einer dünn aufgedampften und daher optisch transparenten Metallschicht, durch optisch transparente Metalloxide wie z.B. Indiumzinnoxid (ITO), mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) oder mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), oder durch eine Kombination aus dünner Metallschicht und Metalloxidschicht.
Des Weiteren wurde festgestellt, dass im Falle des Ausstattens einer auf einem Metallnetzwerk basierenden transparenten, leitfähigen Folie mit einer elektrisch leitfähigen, vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit des Metallnetzwerks erzielbar ist. Die elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente Schicht gewährleistet dabei eine vollflächige Leitfähigkeit, wohingegen das Metallnetzwerk als Rückgrat einen niedrigen Flächenwiderstand gewährleistet. Eine solche Folie ist für verschiedene Anwendungen von besonderem Vorteil, z.B. was das Bereitstellen transparenter, leitfähiger Elektroden für organische Photovoltaik und Leuchtdioden, sowie Smart Windows auf Basis elektrochromer und flüssigkristalliner Materialien anbelangt.
Weiterhin wurde festgestellt, dass im Zuge der Herstellung eines Metallnetzwerks über ein Risstemplat gemäß der aus der WO 2016/192858 Al bekannten Technologie ein einheitlicher Untergrund von Vorteil ist, um eine immer gleiche Rissbildung zu gewährleisten. Eine elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente Schicht bietet genau so einen einheitlichen Untergrund, denn eine immer gleiche Rissbildung ist im Falle des Einsatzes verschiedener Substrate nicht gegeben, sodass eine Rezepturanpassung des Risstemplats für das jeweilige spezifische Substrat erfolgen müsste.
Ein zusätzlicher Vorteil ist dadurch erzielbar, dass im Falle besonderer, vollflächiger, transparenter Schichten ein neutraler Farbeindruck mit geringer Reflexion herbeigeführt werden kann. Auf diese Weise kann insbesondere bei Kupfer-basierten Metallnetzwerken der visuell störende, rötliche Farbeindruck des Metalls vermieden werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Erzeugnisse ist technisch in einfacher Weise ausführbar, weil die zusätzlichen Schichten flächendeckend oberhalb und/ oder unterhalb des Metallnetzwerks aufgebracht werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht zwischen dem transparenten Substrat und der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zwischen dem transparenten Substrat und der vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht auf der der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes gegenüber liegenden Seite des transparenten Substrats angeordnet.
Im Fall, dass die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig ist, kann eine transparente, leitfähige Folie mit besonders hoher elektrischer Eeitfähigkeit dadurch erzielt werden, dass die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes und die elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
Gemäß einer besonderen Variante wird die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial eingebettet.
Für das Erzielen der vorteilhaften Wirkung einer IR-Strahlung reflektierenden Schicht eignet sich insbesondere eine Metallschicht oder eine Metalloxidschicht, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO) oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) oder mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), oder eine Kombination aus einer Metallschicht und einer Metalloxidschicht. Mit Bezug auf die Metallschicht wird das Metall vorzugsweise von der Gruppe bestehend aus Aluminium, Chrom, Silber und einer Legierung umfassend ein oder mehrere der vorstehend genannten Elemente gewählt.
Für das Erzielen der vorteilhaften Wirkung des Verringerns der visuellen Wahrnehmbarkeit des metallischen Netzwerks eignet sich insbesondere ein Material, das von der Gruppe bestehend aus einem Metall oder einer Legierung, vorzugsweise Chrom, Aluminium, Nickel, Eisen, Silicium, Titan oder eine Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente, einer Metalloxidschicht, vorzugsweise Chromoxid oder eine auf Kupferoxid oder eine auf unterstöchiometrischem Aluminiumoxid basierende Metalloxidschicht, einem antireflektierenden Dünnschichtaufbau mit insbesondere der Schichtenfolge Metall/ Dielektrikum/ Metall (z.B. ein Cu/SiCb/Cr- Aufbau) oder der Schichtenfolge
Dielektrikum/ Metall/ Dielektrikum/ Metall (z.B. ein SiCh/Cr/SiCh/ Al- Aufbau, ein SiCL/ Cr/SiCb/ Cu-Aufbau oder ein SiCb/ Al/SiCL/ Cu- Aufbau), Schwarzchrom (d.h. schwarz passiviertes Chrom), Schwarznickel (d.h. schwarz passiviertes Nickel), einer Metallsulfidschicht, einem auf einem Farblack oder einem Pigmentlack basierenden Überdruck, einer durch eine Nanostrukturierung bzw. Mottenaugenstruktur gebildete
Antireflexionsschicht und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
Antireflektierende Dünnschichtaufbauten sind im Stand der Technik bekannt, siehe z.B. Sang-Hwan Cho et al., Journal of the Korean Physical Society, Vol. 55, No. 2, August 2009, 501 - 507.
Dünnschichtelemente mit Mehrschichtstruktur mit einem dunkel erscheinenden nanostrukturierten Bereich (sogenannte
Mottenaugenstruktur) sind z.B. aus der EP 2453269 Al bekannt. Eine durch eine Nanostrukturierung gebildete Antireflexionsschicht basiert insbesondere auf einem Metall, z.B. Cu, einem Metalloxid, einem Nitrid, einem Polymer oder auf einem Dielektrikum.
Bei Bedarf kann der erfindungsgemäße Aufbau zusätzlich mit einer transparenten, den Schichtaufbau einebnenden Beschichtung, z.B. ein UV- härtender oder wärmehärtender Primerlack, versehen werden. Das so erhaltene Erzeugnis kann anschließend mit einer Klebschicht versehen werden, die z.B. auf der dem Schichtaufbau gegenüber liegenden Seite des transparenten Substrats angeordnet ist. Die Klebschicht kann alternativ oberhalb der transparenten, einebnenden Beschichtung angeordnet werden. Als Klebschicht eignet sich z.B. ein Heißsiegellack. Gemäß einer speziellen Variante kann die eingesetzte Klebschicht, z.B. ein Heißsiegellack, mit der für das Einebnen des Schichtaufbaus verwendeten transparenten Beschichtung identisch sein.
Das transparente Substrat ist insbesondere ein Glassubstrat oder eine Kunststofffolie, z.B. eine Polyethylenterephthalat(PET)-Folie.
Für das Erzielen einer vorteilhaften Leitfähigkeit wird die leitfähige Metallisierung vorzugsweise von einer Kupfer-, Gold-, Aluminium- oder Silberschicht gewählt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Erzeugnisse ist an die in der WO 2016/192858 Al beschriebene Herstellung angelehnt.
Erfindungsgemäß wird als Riss-bildende Beschichtung bevorzugt eine Dispersion, weiter bevorzugt eine kolloidale Dispersion eingesetzt. Insbesondere geeignet sind z.B. Dispersionen aus SiO2-Nanopartikeln oder aus Acrylharz-Nanopartikeln, beschrieben auf Seite 2090 im Dokument: S. Kiruthika, R. Gupta, K. D. M. Rao, S. Chakraborty, N. Padmavathy, G. U. Kulkarni: „Large area solution processed transparent conducting electrode based on highly interconnected Cu wire network", J. Mater. Chem. C, 2014, Band 2, Seiten 2089-2094. Siehe auch die Schrift US 10626279 B2. Darüber hinaus kann die Riss-bildende Beschichtung auf einem in Lösung vorliegenden Polymer basieren. Die Polymer-Lösung wird auf das Substrat aufgebracht, z.B. mittels Aufdrucken, sodass ein dünner Polymerfilm erzeugt wird. Der dünne Polymerfilm bildet während des Trocknens Risse aus.
Die Riss-Bildung ist abhängig von der Wahl der Rohstoffe und der Wahl des Substrats, der Schichtdicke der Riss-bildenden Beschichtung und von den Trocknungsparametern. Dabei liegen die am Ende des Herstellungsverfahrens erzielbaren Linienstärken im Bereich von 0,5 pm bis 50 pm, wobei die Linien in der Regel so fein sind, dass sie erst beim Einsatz einer Lupe als Linien erkennbar sind. In der Fläche löst das menschliche Auge die einzelnen Linien nicht auf, man erkennt aber sowohl im Auflicht (bzw. Reflexion), als auch im Durchlicht (bzw. Transmission) einen
Unterschied gegenüber der unbehandelten bzw. bloßen Folie. Da die feinen Linien ein unregelmäßiges, zusammenhängendes Netz bilden, können unerwünschte Beugungseffekte minimiert werden. Durch Variation der Insel-Größe und der Riss-Breite kann das Reflexionsvermögen bzw. die Licht-Durchlässigkeit in geeigneter Weise eingestellt werden.
Das Verfahren zum Entfernen der mit Rissen versehenen Beschichtung erfolgt mit Vorteil mittels Auflösen mit einem geeigneten Lösungsmittel. Die Wahl des Lösungsmittels erfolgt zweckmäßigerweise in Abstimmung auf die Beschichtung. Typischerweise können die folgenden Lösungsmittel verwendet werden: Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat, Metho xypropylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Xylol, Methanol, Ethanol, 2-Propanol. Weiterhin können Acetale oder Gemische der vorstehend genannten Lösungsmittel verwendet werden. Alternativ kann auch ein Ablösen der Riss-bildenden Beschichtung durch Unterwanderung erfolgen. In diesem Fall können neben den genannten Lösungsmitteln auch wässrige Lösungen, Mischungen von Lösungsmitteln und Wasser, ggf. mit Tensiden, ggf. mit Entschäumern und sonstigen Additiven zum Einsatz kommen. Die Ablösung bzw. Auflösung der mit Rissen versehenen Beschichtung kann auch durch Spritzdüsen oder auch mechanisch durch Bürsten, Walzen oder durch Filze unterstützt werden.
Die erfindungsgemäße Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zeigt eine elektrische Leitfähigkeit sowie eine optische Transmission, die mit einer vollflächigen ITO-Schicht vergleichbar ist. Dabei können die feinen metallischen Linien in Kombination mit üblichen Prägelacken, üblichen Primer-Zusammensetzungen und üblichen Heißsiegellacken eingesetzt werden und dabei als Reflektor fungieren.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der transparenten, leitfähigen Folie, z.B. als Heizfolie, insbesondere in der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, in sonstigen Fenstern oder in der Gebäudeverglasung, sowie zur Stromeinkopplung ohne sichtbare Zuleitungen, z.B. zur Verwendung in EED-Folien, in Solarzellen, in Smart- Glass-Anwendungen, in OEEDs oder in Touch Panels.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportions getreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Figur 1 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Draufsicht;
Figur 2 die transparente, leitfähige Folie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 3 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 4 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 5 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 6 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 7 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht;
Figur 8 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht; und
Figur 9 eine transparente, leitfähige Folie gemäß einem achten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht.
Die Figur 1 veranschaulicht eine transparente, leitfähige Folie 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Draufsicht. Zu erkennen ist eine transparente, leitfähige, auf Kupfer beruhende Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes.
Die Figur 2 zeigt die transparente, leitfähige Folie 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht (entlang der in der Figur 1 dargestellten gestrichelten Linie A-A'). Die Folie 1 basiert auf einem transparenten Substrat 2, im vorliegenden Fall eine Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, die mit einer vollflächigen, IR- reflektierenden Schicht 3 aus Indiumzinnoxid (ITO) mit einer Dicke in eine Bereich von 50 nm bis 300 nm versehen ist. Oberhalb der vollflächigen, IR- reflektierenden Schicht befindet sich eine auf Kupfer beruhende Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes. Die Erzeugung der Metallisierung 4 erfolgt gemäß dem aus der WO
2016/192858 Al bekannten Verfahren. Demzufolge wird die IR- reflektierende Schicht 3 zunächst mit einer Riss-bildenden Beschichtung versehen, die z.B. auf Dispersionen aus SiCh-Nanopartikeln oder aus Acrylharz-Nanopartikeln basiert. Das Aufbringen der Riss-bildenden Beschichtung erfolgt bevorzugt drucktechnisch, z.B. mittels Tiefdruck, Flexodruck oder mittels eines Inkjet-Verfahrens. Die Riss-bildende Beschichtung bildet beim Trocknen zahlreiche Risse in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes aus. In einem weiteren Schritt erfolgt das Aufdampfen einer leitfähigen Cu-Schicht, die sowohl oberhalb der mit Rissen versehenen Beschichtung als auch innerhalb der Risse der Beschichtung abgeschieden wird. Anschließend erfolgt das Entfernen der mit Rissen versehenen Beschichtung inklusive der oberhalb der Beschichtung vorhandenen Cu-Schichten in einem Waschschritt. Das Waschen erfolgt mittels Auflösen mit einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Methylacetat. Auf der IR-reflektierenden Indiumzinnoxid(ITO)-Schicht 3 verbleibt eine transparente, leitfähige Cu-Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes. Die transparente, leitfähige Folie 1 ist infolge seiner IR-reflektierenden Funktion besonders vorteilhaft und eignet sich z.B. zur Anwendung im Fensterglas im Automobilbereich, um ein Aufheizen des Fahrzeuginnenraums zu vermeiden.
Die Figur 3 zeigt eine transparente, leitfähige Folie 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht. Im vorliegenden Falls ist das transparente Substrat 2, d.h. die Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, auf seiner Oberseite mit einer auf Kupfer beruhenden Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes versehen, wobei sich auf der Unterseite des transparenten Substrats 2 eine vollflächige, IR- reflektierende Schicht 3 befindet. Die IR-reflektierende Schicht 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dünne Ag-Schicht mit einer Dicke im
Bereich von 1 nm bis 20 nm, die neben ihrer IR-reflektierenden Funktion zusätzlich eine vollflächige Leitfähigkeit gewährleistet. Das Metallnetzwerk 4 weist verglichen mit der Ag-Schicht 3 einen niedrigen Flächenwiderstand auf. Die transparente, leitfähige Folie 5 ist vorteilhaft, falls eine IR- reflektierende Funktion, aber kein direkter Kontakt der IR-reflektierenden Schicht zum dichtmaschigen, zusammenhängenden Netz gewünscht ist.
Die Figur 4 zeigt eine transparente, leitfähige Folie 6 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht. Im vorliegenden Falls ist das transparente Substrat 2, d.h. die Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, auf seiner Oberseite zunächst mit einer auf Kupfer beruhenden Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes versehen, gefolgt von einer vollflächigen, IR-reflektierenden Schicht 3. Die IR- reflektierende Schicht 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dünne Ag-Schicht, die neben seiner IR-reflektierenden Funktion zusätzlich eine vollflächige Leitfähigkeit gewährleistet und sich darüber hinaus in elektrisch leitfähigem Kontakt zum Metallnetzwerk 4 befindet.
Die Figur 5 zeigt eine transparente, leitfähige Folie 7 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht. Im vorliegenden Falls ist das transparente Substrat 2, d.h. die Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, auf seiner Oberseite zunächst mit einer in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial 8 eingebetteten, auf Kupfer beruhenden Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes versehen, gefolgt von einer vollflächigen, IR-reflektierenden Schicht 3. Die IR-reflektierende Schicht 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dünne Ag-Schicht, die neben seiner IR-reflektierenden Funktion zusätzlich eine vollflächige Leitfähigkeit gewährleistet. Verglichen mit dem in der Figur 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Komponenten 3 und 4 in
elektrisch leitfähigem Kontakt befinden, liegen die Komponenten 3 und 4 im Falle des in der Figur 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiels elektrisch entkoppelt vor. Die transparente, leifähige Folie 7 ist somit zusätzlich zu seiner IR-reflektierenden Funktion für besondere elektronische Anwendungen besonders vorteilhaft.
Die Figuren 6 bis 9 veranschaulichen jeweils ein fünftes, sechstes, siebtes bzw. achtes Ausführungsbeispiel, bei denen die transparente, leitfähige Folie 9, 12, 13 bzw. 14 jeweils ein erstes transparentes Substrat 2 aufweist, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung 4 in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, und ein zweites transparentes Substrat 10 aufweist, dessen Hauptfläche mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht 3 versehen ist, wobei das erste Substrat 2 und das zweite Substrat 10 mittels einer Klebschicht 11 miteinander verbunden sind. Die Erzeugung der transparenten, leitfähigen Folie 9, 12, 13, 14 ausgehend von zwei separaten Folienelementen mittels Verkleben vereinfacht den Herstellungsprozess und ermöglicht dem Hersteller Gestaltungsfreiheit.
Die transparente, leitfähige Folie 9, 12, 13, 14 im jeweiligen fünften, sechsten, siebten bzw. achten Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich der Materialwahl der Bestandteile 2, 3 und 4 an die weiter oben beschriebenen ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiele angelehnt.
Claims
1. Transparente, leitfähige Folie, umfassend ein transparentes Substrat, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente, leitfähige Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist.
2. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die vollflächige, IR- Strahlung reflektierende Schicht zwischen dem transparenten Substrat und der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet ist.
3. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zwischen dem transparenten Substrat und der vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht angeordnet ist.
4. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die vollflächige, IR- Strahlung reflektierende Schicht auf der der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes gegenüber liegenden Seite des transparenten Substrats angeordnet ist.
5. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig ist.
6. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 5 mit Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes und die elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
7. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial eingebettet ist.
8. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die transparente, leitfähige Folie ein erstes transparentes Substrat aufweist, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, und ein zweites transparentes Substrat aufweist, dessen Hauptfläche mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat mittels einer Klebschicht miteinander verbunden sind.
9. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht eine Metallschicht oder eine Metalloxidschicht, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO) oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) oder mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), ist oder auf einer Kombination aus einer Metallschicht und einer Metalloxidschicht beruht.
10. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht zusätzlich die visuelle Wahrnehmbarkeit der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes verringert und auf einem Material basiert, das von der Gruppe bestehend aus einem Metall oder einer Legierung, vorzugsweise Chrom, Aluminium, Nickel, Eisen, Silicium, Titan oder eine Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente, einer Metalloxidschicht, vorzugsweise Chromoxid oder eine auf Kupferoxid oder auf einem unterstöchiometrischen Aluminiumoxid basierende Metalloxidschicht, einem antireflektierenden Dünnschichtaufbau mit insbesondere der Schichtenfolge Metall/ Dielektrikum/ Metall oder der Schichtenfolge Dielektrikum / Metall / Dielektrikum / Metall, Schwarzchrom, Schwarznickel, einer Metallsulfidschicht, einem auf einem Farblack oder einem Pigmentlack basierenden Überdruck, einer durch eine Nanostrukturierung bzw. Mottenaugenstruktur gebildete Antireflexionsschicht und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
11. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die transparente, leitfähige Folie zwei separate, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schichten aufweist, die jeweils auf der Oberseite bzw. auf der Unterseite der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet sind.
12. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes auf Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium beruht.
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13. Verwendung der transparenten, leitfähigen Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für das Ausstatten der Windschutzscheibe oder sonstiger Scheiben eines Fahrzeugs, insbesondere zum Heizen, als elektromagnetische Abschirmung oder als Antenne, des Weiteren als transparente und ggf. flexible Elektrode für Solarzellen oder zur Verwendung in Smart Windows, in Displays oder Touch Panels bzw. Touch Buttons sowie LED- oder OLED- Anwendungen.
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