WO2007144164A2 - Method for producing a structured layer sequence on a substrate - Google Patents

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WO2007144164A2
WO2007144164A2 PCT/EP2007/005222 EP2007005222W WO2007144164A2 WO 2007144164 A2 WO2007144164 A2 WO 2007144164A2 EP 2007005222 W EP2007005222 W EP 2007005222W WO 2007144164 A2 WO2007144164 A2 WO 2007144164A2
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Ulrich Schindler
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Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a structured layer sequence on a substrate, wherein first electrodes are provided spaced apart from one another on the substrate, a lift-off lacquer layer is partially printed in a subsequent method step, in a subsequent process step after drying of the partial lift -Off- lacquer layer the substrate over the entire surface with an active layer of a low-viscosity and slightly extending layer medium is printed, and in a subsequent process step after drying the active layer, the substrate is covered with a first metal layer, after which the partially printed lift-off lacquer layer of Substrate is removed.
  • the substrate may be a dimensionally stable or flexible substrate, i. Surface element, act of an electrically insulating material.
  • a structured and registered application of partial layers on a substrate is very difficult, in particular, if the media constituting the corresponding layer have a low viscosity, so that the said low-viscosity media can undesirably run light and, for example, registers Marks or partially applied to the substrate surface areas not shown position and / or size can be.
  • the said media may, for example, be paints, solutions or the like. Since the functionality and efficiency of an entire layer structure on a substrate, ie the structured layer sequence, but very much on the registration of the individual structured layers - and their exact surface dimensions - depends, it has been difficult to choose a common way of layer application.
  • a method of the type mentioned above for producing a structured layer sequence on a substrate is known from WO 200413922 A2.
  • the lift-off resist layer is immediately after partially printed on the substrate, the first electrode is partially printed on one of the first electrodes.
  • a method for structuring a substrate wherein in a first process step on the substrate, a drop of a solution of a first organic or inorganic material is applied, which due to its specific surface tension on the substrate a linsenförmiges cross-sectional profile a small contact angle of ⁇ 30 ° occupies.
  • the lenticular cross-sectional profile transforms into an annular profile with a central region, wherein the largest portion of the first material in the outer ring portion and a small portion of the first material is in the central area enclosed by the outer ring portion.
  • an etching process is carried out in which the thin film of material of the central region is removed from the substrate.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which the above-mentioned shortcomings of a structured and registered application of partial layers on a substrate are eliminated by simple means and with which it is, for example, possible, inexpensive polymer. Produce solar cells.
  • the first electrodes spaced apart from one another on the substrate may be thin layers, thick layers, foils or the like.
  • the contact locks can be made by screen printing.
  • the contact locks may also be used, for example, in a roller printing process such as e.g. one
  • the substrate may consist of a dimensionally stable or of a flexible material.
  • the same can apply to the partial lift-off lacquer layer to be applied to the substrate and to the at least one at least single-layer active layer. These can also be produced, for example, by screen printing, gravure printing or the like.
  • the at least one active layer may be a semiconductor material if, for example, solar cells are to be realized with the method according to the invention.
  • the first metal layer covering the entire surface of the substrate may e.g. be realized as a thin film by sputtering, vacuum deposition o.
  • a second metal layer may be provided which is structured in such a way that it heats the respective first metal layer via the associated contact barrier and the adjoining free surface area between adjacent ones first electrodes with the adjoining second edge region of the adjacent first electrode, of which provided on this first electrode, at least one at least one layer active layer and the first metal layer spaced, electrically conductively connects.
  • the structured second metal layer results in a series connection of the individual cells which are each formed by a first electrode, the associated first metal layer and the at least one active layer located between them.
  • the at least one active layer is a semiconductor layer for the realization of polymer solar cell elements
  • the said series connection results in a summation of the electrical voltages of the individual cells.
  • the active layers used are, for example, a PE DOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxthiophene) poly (styrene sulfonate)) layer and a SC (semiconductor) layer, it being understood that the active layers are not limited thereto ,
  • the first metal layer in the area between the partially printed lift-off lacquer layers is provided with a resist layer before the partially printed lift-off lacquer layer is removed.
  • the resist layer is removed after removal of the partially printed lift-off lacquer layer.
  • a second metal layer is then provided on the substrate, which is structured in such a way that it contacts the respective first metal layer via the associated contact barrier and the adjoining free area between adjacent first electrodes with the adjoining second edge region of the adjacent first electrode, of which provided on this first electrode at least one at least one layer active layer and the spaced thereon provided on the first metal layer, electrically conductively connects. In this way, in turn results in a series connection of individual cells.
  • At least one cover layer is applied to the substrate after the application of the second metal layer.
  • This at least one cover layer can be applied to the substrate by means of an adhesive layer.
  • the at least one cover layer results in a protection of the formed on the substrate layer structure against mechanical and / or chemical effects from the outside. Further details, features and advantages will become apparent from the following description of the second schematic in the drawing and not to scale illustrated method for producing a patterned layer sequence on a substrate.
  • FIG. 1 in sections, in a side view, a layer sequence on a substrate
  • FIG. 2 in sections, in a side view, the finished layer structure after carrying out further method steps on the structure according to FIG. 1,
  • FIG. 3 is a side view similar to FIG. 1 of another method according to the invention.
  • FIG. 4 shows a side view of a method step following the method step according to FIG. 3,
  • Figure 5 is a similar to Figure 2 representation of the finished manufactured
  • FIG. 1 illustrates a substrate 10 made of an electrically insulating material.
  • the substrate 10 may have a dimensionally stable planar surface or be made of a flexible material.
  • the substrate 10 is provided on a main surface 12 with first electrodes 14 spaced from each other.
  • the first electrodes 14 may be formed by thin films, thick films, metal foils or the like.
  • contact stoppers 18 are printed on a first edge section 16 of the first electrodes 14.
  • a lift-off lacquer layer 20 is printed partially, which extends from the respective contact barrier 18 to the adjoining second edge region 22 of the adjacent first electrode 14 and thus the free area 24 between adjacent first electrodes 14, that is, between the respective contact point 18 and the second edge region 22 of the adjacent first electrode 14 that faces it.
  • the substrate 10 After drying the partial lift-off lacquer layer 20, the substrate 10 is over the entire surface with at least one at least one layer active layer 26, which may consist of a low-viscosity, easily flowing and thus difficult to be printed medium covered. This can be done by rolling, printing or the like.
  • the substrate 10 After drying the at least one at least single-layer active layer 26, the substrate 10 is covered over its entire surface with a first metal layer 28.
  • This metal layer 28 may be e.g. to act a thin film, which is produced by sputtering, vacuum evaporation o.
  • the partially printed lift-off lacquer layer 20 is removed with the located on it surface portion of the metal layer 28 from the substrate 10. This is illustrated schematically in Figure 1 by the arcuate brackets with arrow 30. This removal of the partially printed lift-off lacquer layer 20 is carried out by washing. In this case, not only the partial lift-off lacquer layer 20 is removed from the substrate 10, but also the respective provided on the lift-off lacquer layer 20 portion of the at least one at least one layer active layer 26 and the first metal layer 28.
  • the substrate 10 On the substrate 10 then remain that is to say the spaced-apart first electrodes 14, the surface sections of the at least one at least one active layer 26 provided on the first electrodes 14 and the first metal layer 28 provided thereon, which are bounded on the first edge section 16 of the respective first electrode 14 by the associated contact barrier 18, and the against the second edge region 22 of the respective first electrode 14 - the lift-off lacquer layer 20 according to - are reset area.
  • a second metal layer 32 may then be provided on the substrate 10, which is patterned such that it exposes the respective first metal layer 28 via the associated contact barrier 18 and the thereto adjoining free surface area 24 between adjacent first electrodes 14 with the adjoining second edge region 22 of the adjacent first electrode 14, from the provided on this first electrode 14 at least one at least one active layer 26 and the congruent provided with this first metal layer 28, electrically conductively connects , This spacing is designated A in FIG.
  • the structured second metal layer 32 thus results in a series connection of individual elements 34, which are each formed by a first electrode 14, the associated at least one at least one active layer 26, and the first metal layer 28 provided thereon.
  • FIG. 3 illustrates another method according to the invention, wherein prior to removing the partially printed lift-off lacquer layer 20, the first metal layer 28 is provided with a resist layer 38 in the region 36 between the partially printed lift-off lacquer layers 20. Thereafter, the partially printed lift-off lacquer layer 20 is washed off the substrate 10, i. removed, which is indicated in Figure 3 - as in Figure 1 - by the arcuate bracket with arrow 30. After detachment of the structured lift-off lacquer layer 20, this results
  • Layer substructures as illustrated in Figure 4.
  • the remaining structured resist layer 38 is removed again. This is indicated in Figure 4 by the arcuate bracket with arrow 40.
  • a structured metal layer 32 is provided on the substrate 10 - as has been explained above in connection with FIG. 2, in order to realize a series connection of the individual elements 34.
  • at least one cover layer 44 is applied to the substrate 10 by means of an adhesive layer 42.
  • FIGS. 1, 2 and 3 to 5 The same details are designated in FIGS. 1, 2 and 3 to 5 with the same reference numerals, so that it is not necessary to describe all details in detail in connection with all figures.

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Abstract

A method for producing a structured layer sequence on a substrate (10) is described, first electrodes (14) being provided on said substrate in a manner spaced apart from one another. In a first method step, a contact barrier (18) is printed at a first edge section (16) of each first electrode (14). In a subsequent second method step, a lift-off resist layer (20) is printed, which extends from the respective contact barrier (18) over the free area region (24) between adjacent first electrodes (14) as far as the adjoining second edge region (22) of the adjacent first electrode (14). In a subsequent third method step, the substrate (10) is printed over the whole area with at least one at least single-layered active layer (26) composed of a low-viscosity and readily flowing layer medium. In a subsequent fourth method step, the substrate (10) is covered over the whole area with a first metal layer (28), after which the partially printed lift-off resist layer (20) is removed from the substrate (10).

Description

Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Schichtenfolqe auf einem Substrat Process for producing a structured layer sequence on a substrate
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Schichtenfolge auf einem Substrat, wobei auf dem Substrat voneinander beabstandet erste Elektroden vorgesehen werden, in einem anschließenden Verfahrensschritt partiell eine Lift-Off-Lackschicht gedruckt wird, in einem daran anschließenden Verfahrensschritt nach dem Trocknen der partiellen Lift-Off- Lackschicht das Substrat ganzflächig mit einer Aktivschicht aus einem niedrigviskosen und leicht verlaufenden Schichtmedium bedruckt wird, und in einem daran anschließenden Verfahrensschritt nach dem Trocknen der Aktivschicht das Substrat mit einer ersten Metallschicht bedeckt wird, wonach die partiell gedruckte Lift-Off-Lackschicht vom Substrat entfernt wird.The invention relates to a method for producing a structured layer sequence on a substrate, wherein first electrodes are provided spaced apart from one another on the substrate, a lift-off lacquer layer is partially printed in a subsequent method step, in a subsequent process step after drying of the partial lift -Off- lacquer layer the substrate over the entire surface with an active layer of a low-viscosity and slightly extending layer medium is printed, and in a subsequent process step after drying the active layer, the substrate is covered with a first metal layer, after which the partially printed lift-off lacquer layer of Substrate is removed.
Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um ein formstabiles oder um ein flexibles Substrat, d.h. Flächenelement, aus einem elektrisch isolierendem Material handeln.For example, the substrate may be a dimensionally stable or flexible substrate, i. Surface element, act of an electrically insulating material.
Eine strukturierte und registerhaltige Aufbringung von partiellen Schichten auf einem Substrat ist insbesondere dann nur sehr schwierig möglich, wenn die Medien, aus welchen die entsprechende Schicht besteht, eine niedrige Viskosität besitzen, so dass die besagten niedrigviskosen Medien in unerwünschter Weise leicht verlaufen können und beispielsweise Register-Marken oder partiell auf das Substrat aufgebrachte Flächenbereiche nicht positions- und/oder größengenau dargestellt werden können. Bei den besagten Medien kann es sich bspw. um Lacke, Lösungen o. dgl. handeln. Da die Funktionsfähigkeit und Effizienz eines gesamten Schichtenaufbaus auf einem Substrat, d.h. die strukturierte Schichtenfolge, jedoch sehr stark von der Registerhaltigkeit der einzelnen strukturierten Schichten - sowie von deren exakten Flächenabmessungen - abhängt, ist es bislang schwierig, einen üblichen Weg der Schichtenapplikation zu wählen.A structured and registered application of partial layers on a substrate is very difficult, in particular, if the media constituting the corresponding layer have a low viscosity, so that the said low-viscosity media can undesirably run light and, for example, registers Marks or partially applied to the substrate surface areas not shown position and / or size can be. The said media may, for example, be paints, solutions or the like. Since the functionality and efficiency of an entire layer structure on a substrate, ie the structured layer sequence, but very much on the registration of the individual structured layers - and their exact surface dimensions - depends, it has been difficult to choose a common way of layer application.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung einer strukturierten Schichtenfolge auf einem Substrat ist aus der WO 200413922 A2 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Lift-Off-Lackschicht unmittelbar, nachdem auf dem Substrat die erste Elektrode vorgesehen worden ist, auf eine der ersten Elektroden partiell aufgedruckt.A method of the type mentioned above for producing a structured layer sequence on a substrate is known from WO 200413922 A2. In this known method, the lift-off resist layer is immediately after partially printed on the substrate, the first electrode is partially printed on one of the first electrodes.
Aus der WO 02/073712 A1 ist ein Verfahren zum Strukturieren eines Substrates bekannt, wobei in einem ersten Verfahrensschritt auf dem Substrat ein Tropfen aus einer Lösung eines ersten organischen oder anorganischen Materials aufgebracht wird, der infolge seiner speziellen Oberflächenspannung auf dem Substrat ein linsenförmiges Querschnittsprofil mit einem kleinen Kontaktwinkel von < 30° einnimmt. Nach Durchführung eines Verdampfungsvorgangs verwandelt sich das linsenförmige Querschnittsprofil in ein ringförmiges Profil mit einem Zentralbereich, wobei der größte Anteil des ersten Materials sich im Außenringabschnitt und ein kleiner Anteil des ersten Materials sich in dem vom Außenringabschnitt umschlossenen zentralen Bereich befindet. Anschließend wird ein Ätzvorgang durchgeführt, bei welchem der dünne Materialfilm des Zentralbereiches vom Substrat entfernt wird.From WO 02/073712 A1 a method for structuring a substrate is known, wherein in a first process step on the substrate, a drop of a solution of a first organic or inorganic material is applied, which due to its specific surface tension on the substrate a linsenförmiges cross-sectional profile a small contact angle of <30 ° occupies. After performing an evaporation process, the lenticular cross-sectional profile transforms into an annular profile with a central region, wherein the largest portion of the first material in the outer ring portion and a small portion of the first material is in the central area enclosed by the outer ring portion. Subsequently, an etching process is carried out in which the thin film of material of the central region is removed from the substrate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die eingangs genannten Mängel einer strukturierten und registerhaltigen Aufbringung von partiellen Schichten auf einem Substrat mit einfachen Mitteln eliminiert werden und mit dem es bspw. möglich ist, preisgünstig Polymer-Solarzellen herzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 , d.h. dadurch gelöst, dass nach dem Anbringen der ersten Elektrode und vor dem partiellen Drucken der Lift-Off-Lackschicht an einem ersten Randabschnitt jeder ersten Elektrode eine Kontaktsperre gedruckt wird, dass die Lift-Off-Lackschicht derartig gedruckt wird, dass sie sich von der jeweiligen Kontaktsperre über den freien Flächenbereich zwischen benachbarten ersten Elektroden bis zu dem daran angrenzenden zweiten Randbereich der benachbarten ersten Elektrode erstreckt, dass das Substrat nach dem Trocknen der Aktivschicht ganzflächig mit der ersten Metallschicht bedeckt wird, und dass die Lift-Off-Lackschicht vom Substrat abgewaschen wird.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which the above-mentioned shortcomings of a structured and registered application of partial layers on a substrate are eliminated by simple means and with which it is, for example, possible, inexpensive polymer. Produce solar cells. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1, that is, that after the attachment of the first electrode and before the partial printing of the lift-off lacquer layer at a first edge portion of each first electrode, a contact lock is printed that the lift-off Lacquer layer is printed such that it extends from the respective contact barrier over the free area between adjacent first electrodes to the adjoining second edge region of the adjacent first electrode such that the substrate is completely covered with the first metal layer after drying of the active layer, and that the lift-off lacquer layer is washed off the substrate.
Bei den auf dem Substrat voneinander beabstandeten ersten Elektroden kann es sich um Dünnschichten, Dickschichten, Folien o. dgl. handeln. Die Kontaktsperren können durch Siebdrucken hergestellt werden. Die Kontaktsperren können beispielsweise auch in einem Walzendruckverfahren wie z.B. einemThe first electrodes spaced apart from one another on the substrate may be thin layers, thick layers, foils or the like. The contact locks can be made by screen printing. The contact locks may also be used, for example, in a roller printing process such as e.g. one
Tiefdruckverfahren realisiert werden. Das Substrat kann aus einem formstabilen oder aus einem flexiblen Material bestehen. Entsprechendes kann für die auf dem Substrat aufzubringende partielle Lift-Off-Lackschicht und für die mindestens eine mindestens einlagige Aktivschicht gelten. Auch diese können bspw. durch Siebdrucken, Tiefdrucken o. dgl. hergestellt werden. Bei der mindestens einen Aktivschicht kann es sich um ein Halbleitermaterial handeln, wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise Solarzellen realisiert werden sollen. Die das Substrat ganzflächig bedeckende erste Metallschicht kann z.B. als Dünnschicht durch Kathodenzerstäubung, Vakuumbedampfung o. dgl. realisiert sein.Gravure printing process can be realized. The substrate may consist of a dimensionally stable or of a flexible material. The same can apply to the partial lift-off lacquer layer to be applied to the substrate and to the at least one at least single-layer active layer. These can also be produced, for example, by screen printing, gravure printing or the like. The at least one active layer may be a semiconductor material if, for example, solar cells are to be realized with the method according to the invention. The first metal layer covering the entire surface of the substrate may e.g. be realized as a thin film by sputtering, vacuum deposition o.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nach dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht auf dem Substrat eine zweite Metallschicht vorgesehen werden, die derartig strukturiert ist/wird, dass sie die jeweilige erste Metallschicht über die zugehörige Kontaktsperre und den daran anschließenden freien Flächenbereich zwischen benachbarten ersten Elektroden mit dem daran anschließenden zweiten Randbereich der benachbarten ersten Elektrode, von der auf dieser ersten Elektrode vorgesehenen, mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht und der ersten Metallschicht beabstandet, elektrisch leitend verbindet. Auf diese Weise ergibt sich durch die strukturierte zweite Metallschicht eine Reihenschaltung der Einzelzellen, die jeweils durch eine erste Elektrode, die zugehörige erste Metallschicht und die zwischen diesen befindliche mindestens eine Aktivschicht gebildet sind. Handelt es sich bei der mindestens einen Aktivschicht um eine Halbleiterschicht zur Realisierung von Polymersolarzellenelementen, so ergibt sich durch die besagte Reihenschaltung eine Summierung der elektrischen Spannungen der Einzelzellen. Bei Polymersolarzellenelementen kommen als Aktivschichten z.B. eine PE DOT/PSS (PoIy (3,4-ethylendioxthiophen) poly(styrenesulfonat))-Schicht und ein SC(semiconductor)-Schicht zur Anwendung, wobei es sich versteht, dass die Aktivschichten hierauf nicht beschränkt sind.In the method according to the invention, after removal of the partially printed lift-off lacquer layer on the substrate, a second metal layer may be provided which is structured in such a way that it heats the respective first metal layer via the associated contact barrier and the adjoining free surface area between adjacent ones first electrodes with the adjoining second edge region of the adjacent first electrode, of which provided on this first electrode, at least one at least one layer active layer and the first metal layer spaced, electrically conductively connects. In this way, the structured second metal layer results in a series connection of the individual cells which are each formed by a first electrode, the associated first metal layer and the at least one active layer located between them. If the at least one active layer is a semiconductor layer for the realization of polymer solar cell elements, the said series connection results in a summation of the electrical voltages of the individual cells. In the case of polymer solar cell elements, the active layers used are, for example, a PE DOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxthiophene) poly (styrene sulfonate)) layer and a SC (semiconductor) layer, it being understood that the active layers are not limited thereto ,
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass vor dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht die erste Metallschicht im Bereich zwischen den partiell gedruckten Lift-Off-Lackschichten mit einer Resistschicht versehen wird. Bei einer derartigen Verfahrensweise wird die Resistschicht nach dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht wieder entfernt. Nach dem Entfernen der Resistschicht wird auf dem Substrat dann eine zweite Metallschicht vorgesehen, die derartig strukturiert ist/wird, dass sie die jeweilige erste Metallschicht über die zugehörige Kontaktsperre und den daran anschließenden freien Flächenbereich zwischen benachbarten ersten Elektroden mit dem daran anschließenden zweiten Randbereich der benachbarten ersten Elektrode, von der auf dieser ersten Elektrode vorgesehenen mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht und der auf dieser vorgesehenen ersten Metallschicht beabstandet, elektrisch leitend verbindet. Auch auf diese Weise ergibt sich wiederum eine Reihenschaltung einzelner Zellen.According to the invention, it is also possible for the first metal layer in the area between the partially printed lift-off lacquer layers to be provided with a resist layer before the partially printed lift-off lacquer layer is removed. In such a procedure, the resist layer is removed after removal of the partially printed lift-off lacquer layer. After the resist layer has been removed, a second metal layer is then provided on the substrate, which is structured in such a way that it contacts the respective first metal layer via the associated contact barrier and the adjoining free area between adjacent first electrodes with the adjoining second edge region of the adjacent first electrode, of which provided on this first electrode at least one at least one layer active layer and the spaced thereon provided on the first metal layer, electrically conductively connects. In this way, in turn results in a series connection of individual cells.
Zum Schutz des erfindungsgemäß hergestellten Schichtengebildes ist es zweckmäßig, wenn nach dem Aufbringen der zweiten Metallschicht auf dem Substrat mindestens eine Decklage angebracht wird. Diese mindestens eine Decklage kann mittels einer Kleberschicht auf dem Substrat angebracht werden. Durch die mindestens eine Decklage ergibt sich ein Schutz des auf dem Substrat ausgebildeten Schichtgebildes gegen mechanische und/oder chemische Einwirkungen von außen. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweiter in der Zeichnung schematisch und nicht maßstabgetreu verdeutlichter Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Schichtenfolge auf einem Substrat.To protect the layer structure produced according to the invention, it is expedient if at least one cover layer is applied to the substrate after the application of the second metal layer. This at least one cover layer can be applied to the substrate by means of an adhesive layer. The at least one cover layer results in a protection of the formed on the substrate layer structure against mechanical and / or chemical effects from the outside. Further details, features and advantages will become apparent from the following description of the second schematic in the drawing and not to scale illustrated method for producing a patterned layer sequence on a substrate.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 abschnittweise in einer Seitenansicht eine Schichtenfolge auf einem Substrat,FIG. 1, in sections, in a side view, a layer sequence on a substrate,
Figur 2 abschnittweise in einer Seitenansicht das fertige Schichtengebilde nach Durchführung weiterer Verfahrensschritte an dem Gebilde gemäß Figur 1 ,FIG. 2 in sections, in a side view, the finished layer structure after carrying out further method steps on the structure according to FIG. 1,
Figur 3 eine der Figur 1 ähnliche Seitenansicht eines anderen erfindungsgemäßen Verfahrens,FIG. 3 is a side view similar to FIG. 1 of another method according to the invention;
Figur 4 in einer Seitenansicht einen an den Verfahrensschritt gemäß Figur 3 anschließenden Verfahrensschritt, undFIG. 4 shows a side view of a method step following the method step according to FIG. 3, and
Figur 5 eine der Figur 2 ähnliche Darstellung des fertig hergestelltenFigure 5 is a similar to Figure 2 representation of the finished manufactured
Schichtengebildes gemäß den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Verfahrensschritten.Layered structure according to the process steps shown in Figures 3 and 4.
Figur 1 verdeutlicht ein Substrat 10 aus einem elektrisch isolierenden Material. Das Substrat 10 kann formstabil ebenflächig ausgebildet sein oder aus einem flexiblen Material bestehen.FIG. 1 illustrates a substrate 10 made of an electrically insulating material. The substrate 10 may have a dimensionally stable planar surface or be made of a flexible material.
Das Substrat 10 ist an einer Hauptfläche 12 mit ersten Elektroden 14 versehen, die voneinander beabstandet sind. Die ersten Elektroden 14 können von Dünnschichten, Dickschichten, Metallfolien o. dgl. gebildet sein. In einem ersten Verfahrensschritt werden an einem ersten Randabschnitt 16 der ersten Elektroden 14 Kontaktsperren 18 gedruckt. Nach dem Trocknen der Kontaktsperren 18 wird partiell eine Lift-Off-Lackschicht 20 gedruckt, die sich von der jeweiligen Kontaktsperre 18 bis zu dem daran angrenzenden zweiten Randbereich 22 der benachbarten ersten Elektrode 14 erstreckt und somit den freien Flächenbereich 24 zwischen benachbarten ersten Elektroden 14, d.h. zwischen der jeweiligen Kontaktstelle 18 und dem dieser zugewandten zweiten Randbereich 22 der benachbarten ersten Elektrode 14, bedeckt.The substrate 10 is provided on a main surface 12 with first electrodes 14 spaced from each other. The first electrodes 14 may be formed by thin films, thick films, metal foils or the like. In a first method step, contact stoppers 18 are printed on a first edge section 16 of the first electrodes 14. After drying of the contact locks 18, a lift-off lacquer layer 20 is printed partially, which extends from the respective contact barrier 18 to the adjoining second edge region 22 of the adjacent first electrode 14 and thus the free area 24 between adjacent first electrodes 14, that is, between the respective contact point 18 and the second edge region 22 of the adjacent first electrode 14 that faces it.
Nach dem Trocknen der partiellen Lift-Off-Lackschicht 20 wird das Substrat 10 ganzflächig mit mindestens einer mindestens einlagigen Aktivschicht 26, die aus einem niedrigviskosen, leicht verlaufenden und somit schwer zu bedruckenden Medium bestehen kann, bedeckt. Das kann durch Walzen, Drucken oder dergleichen erfolgen. Nach dem Trocknen der mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht 26 wird das Substrat 10 ganzflächig mit einer ersten Metallschicht 28 bedeckt. Bei dieser Metallschicht 28 kann es sich z.B. um eine Dünnschicht handeln, die durch Kathodenzerstäubung, Vakuumbedampfen o. dgl. hergestellt wird.After drying the partial lift-off lacquer layer 20, the substrate 10 is over the entire surface with at least one at least one layer active layer 26, which may consist of a low-viscosity, easily flowing and thus difficult to be printed medium covered. This can be done by rolling, printing or the like. After drying the at least one at least single-layer active layer 26, the substrate 10 is covered over its entire surface with a first metal layer 28. This metal layer 28 may be e.g. to act a thin film, which is produced by sputtering, vacuum evaporation o.
In einem an das Aufbringen der ersten Metallschicht 28 anschließendenIn a subsequent to the application of the first metal layer 28th
Verfahrensschritt wird die partiell gedruckte Lift-Off-Lackschicht 20 mit dem auf ihr befindlichen Flächenabschnitt der Metallschicht 28 vom Substrat 10 entfernt. Das ist in Figur 1 durch die bogenförmigen Klammern mit Pfeil 30 schematisch verdeutlicht. Dieses Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht 20 erfolgt durch Abwaschen. Dabei wird nicht nur die partielle Lift-Off-Lackschicht 20 vom Substrat 10 entfernt, sondern auch der jeweilige auf der Lift-Off-Lackschicht 20 vorgesehene Abschnitt der mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht 26 und der ersten Metallschicht 28. Auf dem Substrat 10 verbleiben dann also die voneinander beabstandeten ersten Elektroden 14, die auf den ersten Elektroden 14 vorgesehenen Flächenabschnitte der mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht 26 und die auf diesen vorgesehene erste Metallschicht 28, die am ersten Randabschnitt 16 der jeweiligen ersten Elektrode 14 durch die zugehörige Kontaktsperre 18 begrenzt sind, und die gegen den zweiten Randbereich 22 der jeweiligen ersten Elektrode 14 - der Lift-Off- Lackschicht 20 entsprechend - flächig zurückgesetzt sind.Process step, the partially printed lift-off lacquer layer 20 is removed with the located on it surface portion of the metal layer 28 from the substrate 10. This is illustrated schematically in Figure 1 by the arcuate brackets with arrow 30. This removal of the partially printed lift-off lacquer layer 20 is carried out by washing. In this case, not only the partial lift-off lacquer layer 20 is removed from the substrate 10, but also the respective provided on the lift-off lacquer layer 20 portion of the at least one at least one layer active layer 26 and the first metal layer 28. On the substrate 10 then remain that is to say the spaced-apart first electrodes 14, the surface sections of the at least one at least one active layer 26 provided on the first electrodes 14 and the first metal layer 28 provided thereon, which are bounded on the first edge section 16 of the respective first electrode 14 by the associated contact barrier 18, and the against the second edge region 22 of the respective first electrode 14 - the lift-off lacquer layer 20 according to - are reset area.
Nach dem Entfernen der partiellen Lift-Off-Lackschicht 20 vom Substrat 10 kann dann auf dem Substrat 10 eine zweite Metallschicht 32 vorgesehen werden, die derartig strukturiert ist bzw. wird, dass sie die jeweilige erste Metallschicht 28 über die zugehörige Kontaktsperre 18 und den daran anschließenden freien Flächenbereich 24 zwischen benachbarten ersten Elektroden 14 mit dem daran anschließenden zweiten Randbereich 22 der benachbarten ersten Elektrode 14, von der auf dieser ersten Elektrode 14 vorgesehenen mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht 26 und der mit dieser deckungsgleich vorgesehenen ersten Metallschicht 28 beabstandet, elektrisch leitend verbindet. Diese Beabstandung ist in Figur 2 mit A bezeichnet. Mit Hilfe der strukturierten zweiten Metallschicht 32 ergibt sich somit eine Reihenschaltung von Einzelelementen 34, die jeweils von einer ersten Elektrode 14, der zugehörigen mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht 26, und der auf dieser vorgesehenen ersten Metallschicht 28 gebildet sind.After removal of the partial lift-off lacquer layer 20 from the substrate 10, a second metal layer 32 may then be provided on the substrate 10, which is patterned such that it exposes the respective first metal layer 28 via the associated contact barrier 18 and the thereto adjoining free surface area 24 between adjacent first electrodes 14 with the adjoining second edge region 22 of the adjacent first electrode 14, from the provided on this first electrode 14 at least one at least one active layer 26 and the congruent provided with this first metal layer 28, electrically conductively connects , This spacing is designated A in FIG. The structured second metal layer 32 thus results in a series connection of individual elements 34, which are each formed by a first electrode 14, the associated at least one at least one active layer 26, and the first metal layer 28 provided thereon.
Figur 3 verdeutlicht ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren, wobei vor dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht 20 die erste Metallschicht 28 im Bereich 36 zwischen den partiell gedruckten Lift-Off-Lackschichten 20 mit einer Resistschicht 38 versehen wird. Danach wird die partiell gedruckte Lift-Off- Lackschicht 20 vom Substrat 10 abgewaschen, d.h. entfernt, was in Figur 3 - wie in Figur 1 - durch die bogenförmige Klammer mit Pfeil 30 angedeutet ist. Nach dem Ablösen der strukturierten Lift-Off-Lackschicht 20 ergibt sich dasFIG. 3 illustrates another method according to the invention, wherein prior to removing the partially printed lift-off lacquer layer 20, the first metal layer 28 is provided with a resist layer 38 in the region 36 between the partially printed lift-off lacquer layers 20. Thereafter, the partially printed lift-off lacquer layer 20 is washed off the substrate 10, i. removed, which is indicated in Figure 3 - as in Figure 1 - by the arcuate bracket with arrow 30. After detachment of the structured lift-off lacquer layer 20, this results
Schichtenzwischengebilde, wie es in Figur 4 verdeutlicht ist. Nach dem Ablösen der partiellen Lift-Off-Lackschicht 20 wird die noch verbleibende strukturierte Resistschicht 38 wieder entfernt. Das ist in Figur 4 durch die bogenförmige Klammer mit Pfeil 40 angedeutet. In einem daran anschließenden Verfahrensschritt wird auf dem Substrat 10 - wie oben in Verbindung mit Figur 2 ausgeführt worden ist, eine strukturierte Metallschicht 32 vorgesehen, um eine Reihenschaltung der Einzelelemente 34 zu verwirklichen. Nach dem Aufbringen der strukturierten zweiten Metallschicht 32 wird auf dem Substrat 10 mittels einer Kleberschicht 42 mindestens eine Decklage 44 (siehe die Figuren 2 und 5) angebracht.Layer substructures, as illustrated in Figure 4. After detachment of the partial lift-off lacquer layer 20, the remaining structured resist layer 38 is removed again. This is indicated in Figure 4 by the arcuate bracket with arrow 40. In a subsequent method step, a structured metal layer 32 is provided on the substrate 10 - as has been explained above in connection with FIG. 2, in order to realize a series connection of the individual elements 34. After the application of the structured second metal layer 32, at least one cover layer 44 (see FIGS. 2 and 5) is applied to the substrate 10 by means of an adhesive layer 42.
Gleiche Einzelheiten sind in den Figuren 1 , 2 und 3 bis 5 jeweils mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in Verbindung mit allen Figuren alle Einzelheiten jeweils detailliert zu beschreiben. The same details are designated in FIGS. 1, 2 and 3 to 5 with the same reference numerals, so that it is not necessary to describe all details in detail in connection with all figures.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Schichtenfolge auf einem1. A method for producing a structured layer sequence on a
Substrat (10), wobei auf dem Substrat (10) voneinander beabstandet erste Elektroden (14) vorgesehen werden, in einem anschließenden Verfahrensschritt partiell eine Lift-Off-Lackschicht (20) gedruckt wird, in einem daran anschließenden Verfahrensschritt nach dem Trocknen der partiellen Lift- Off-Lackschicht (20) das Substrat (10) ganzflächig mit einer Aktivschicht (26) aus einem niedrigviskosen und leicht verlaufenden Schichtmedium bedruckt wird, und in einem daran anschließenden Verfahrensschritt nach dem Trocknen der Aktivschicht (26) das Substrat (10) mit einer ersten Metallschicht (28) bedeckt wird, wonach die partiell gedruckte Lift-Off-Lackschicht (20) vom Substrat (10) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen der ersten Elektrode (14) und vor dem partiellen Drucken der Lift-Off-Lackschicht (20) an einem ersten Randabschnitt (16) jeder ersten Elektrode (14) eine Kontaktsperre (18) gedruckt wird,Substrate (10), wherein on the substrate (10) spaced from each other first electrodes (14) are provided, in a subsequent step partially a lift-off lacquer layer (20) is printed, in a subsequent process step after drying the partial lift - Off-lacquer layer (20) the substrate (10) over the entire surface with an active layer (26) is printed from a low-viscosity and slightly extending layer medium, and in a subsequent process step after drying the active layer (26) the substrate (10) with a after which the partially printed lift-off lacquer layer (20) is removed from the substrate (10), characterized in that after attachment of the first electrode (14) and before partial printing, the lift-off Lacquer layer (20) is printed on a first edge portion (16) of each first electrode (14) a contact lock (18),
dass die Lift-Off-Lackschicht (20) derartig gedruckt wird, dass sie sich von der jeweiligen Kontaktsperre (18) über den freien Flächenbereich (24) zwischen benachbarten ersten Elektroden (14) bis zu dem daran angrenzenden zweiten Randbereich (22) der benachbarten ersten Elektrode (14) erstreckt,in that the lift-off lacquer layer (20) is printed in such a way that it extends from the respective contact barrier (18) over the free area (24) between adjacent first electrodes (14) to the adjoining second edge area (22) of the adjacent ones extending first electrode (14),
dass das Substrat (10) nach dem Trocknen der Aktivschicht (26) ganzflächig mit der ersten Metallschicht (28) bedeckt wird, undthat the substrate (10) after drying of the active layer (26) over the entire surface with the first metal layer (28) is covered, and
dass die Lift-Off-Lackschicht (20) vom Substrat (10) abgewaschen wird.the lift-off lacquer layer (20) is washed off the substrate (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht (20) auf dem Substrat (10) eine zweite Metallschicht (32) vorgesehen wird, die derartig strukturiert ist/wird, dass sie die jeweilige erste Metallschicht (28) über die zugehörige Kontaktsperre (18) und den daran anschließenden freien Flächenbereich (24) zwischen benachbarten ersten Elektroden (14) mit dem daran anschließenden zweiten Randbereich (22) der benachbarten ersten Elektrode (14), von der auf dieser ersten Elektrode (14) vorgesehenen mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht (26) und der auf ihr deckungsgleich vorgesehenen ersten Metallschicht (28) beabstandet, elektrisch leitend verbindet.2. The method according to claim 1, characterized in that after removal of the partially printed lift-off lacquer layer (20) on the substrate (10) a second metal layer (32) is provided, which is structured so as to cover the respective first metal layer (28) via the associated contact barrier (18) and the adjoining free surface region (24) between adjacent first electrodes (14) with the adjoining second edge region (22) of the adjacent first electrode (14), of which on this first electrode (14) provided at least one at least one layer Spaced active layer (26) and provided on their congruent first metal layer (28), electrically conductively connects.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht (20) die ersten Metallschicht (28) im Bereich (36) zwischen den partiell gedruckten Lift-3. The method according to claim 1, characterized in that before removing the partially printed lift-off lacquer layer (20), the first metal layer (28) in the region (36) between the partially printed lift
Off-Lackschichten (20) mit einer Resistschicht (38) versehen wird.Off resist layers (20) is provided with a resist layer (38).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der partiell gedruckten Lift-Off-Lackschicht (20) die4. The method according to claim 3, characterized in that after removing the partially printed lift-off lacquer layer (20) the
Resistschicht (38) wieder entfernt wird.Resist layer (38) is removed again.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Resistschicht (38) auf dem Substrat (10) eine zweite Metallschicht (32) vorgesehen wird, die derartig strukturiert ist/wird, dass sie die jeweilige erste Metallschicht (28) über die zugehörige Kontaktsperre (18) und den daran anschließenden freien Flächenbereich (24) zwischen benachbarten ersten Elektroden (14) mit dem daran anschließenden zweiten Randbereich (22) der benachbarten ersten Elektrode (14), von der auf dieser ersten Elektrode (14) vorgesehenen mindestens einen mindestens einlagigen Aktivschicht (26) und der auf dieser deckungsgleich vorgesehenen ersten Metallschicht (28) beabstandet, elektrisch leitend verbindet.5. The method according to claim 4, characterized in that after the removal of the resist layer (38) on the substrate (10) a second metal layer (32) is provided, which is / are structured such that they the respective first metal layer (28) via the associated contact barrier (18) and the adjoining free surface region (24) between adjacent first electrodes (14) with the adjoining second edge region (22) of the adjacent first electrode (14) provided by said first electrode (14) at least one at least single-layer active layer (26) and provided on this congruent spaced apart first, electrically conductively connects first metal layer (28).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der zweiten Metallschicht (32) auf dem Substrat6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after the application of the second metal layer (32) on the substrate
(10) mindestens eine Decklage (44) angebracht wird.(10) at least one cover layer (44) is attached.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Decklage (44) mittels einer Kleberschicht (42) auf dem Substrat (10) angebracht wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that the at least one cover layer (44) by means of an adhesive layer (42) on the substrate (10) is attached.
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