WO2013093073A2 - Mehrschichtkörper und verfahren zum herstellen eines solchen - Google Patents

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    • H05K2203/107—Using laser light

Definitions

  • Multi-layer body and method for producing such
  • the invention relates to a multi-layer body having a plurality of electrically conductive elements, which are provided by electrically conductive material in at least one first layer and in a plan view (on the layer, ie when viewed in one direction of the layer sequence), in at least one extension direction (ie perpendicular to the layer sequence) over a width from the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably from between 5 ⁇ and 25 ⁇ extend.
  • the invention also relates to methods for producing such a multilayer body. The fact that the width of the electrically conductive elements is not greater than 40 ⁇ or not greater than 25 ⁇ , the electrically conductive elements are not visible to the naked eye.
  • a device with such electrically conductive elements on a transparent support appears transparent overall, the transparency being due to the density of the electrically conductive elements
  • the elements on the available surface are predetermined: Although the electrically conductive elements reduce the light transmittance, they can not be resolved individually, so that overall the impression of a transparent object with not quite 100% transparency results.
  • the electrically conductive elements in particular strip conductors, by means of which a touch point on which an operator touches with her finger, can be detected.
  • a touch panel device it is particularly desirable if through the touch panel device through a display device such. B. a screen is visible.
  • Individual structural elements in the representation can then assign structures in the touchpad device, and by touching the touchpad device, the operator then z. B. do the same thing as if she would move the cursor to a corresponding selection box with a computer mouse.
  • Such a touch panel device may also be integrated in a display device.
  • Another application is to pass the electrically conductive elements through a glass material, serving as heating wires. Even with a glass, especially in an automobile, it is not
  • the electrically conductive elements need not be straight or oblong, but may also be curved, wavy, in point or rasterized.
  • the electrically conductive elements may be such Act elements that have the function of a conductor for conducting electrical power. However, they may also be so-called blind structures, which are formed from the same material as the conductor tracks, but do not assume the function of an electrical line, but the non-recognizability or non-differentiability of the
  • Conductor tracks and thus promote a homogeneous visual impression and can be present between the tracks arranged.
  • Such blind structures in particular such a punctiform or rasterized design is possible.
  • the distances between the electrically conductive elements can be any distance between the electrically conductive elements.
  • width in a range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably of between 5 ⁇ and 25 ⁇ , but they can also be much larger or substantially smaller.
  • the electrically conductive elements are not visible to the naked eye, they are still large enough to reflect light falling on them. Thus, the effect may result that a touch panel device or a glass pane with such a multi-layer body, ie with such electrically conductive elements, by the electrically conductive elements reflects light, without these electrically conductive elements would be directly visible to the eye.
  • Such a lighting up of the printed conductors takes place mainly when viewed in the mirror reflex, ie when the angle of incidence of the light corresponds to the viewing angle.
  • the electrically conductive elements are formed of metal, which also shows the typical metallic luster in the mentioned small structures, can in a surface occupation with a pattern of electrically conductive Elements are reflected up to 10% of the incident light. Such reflections are often undesirable.
  • the multilayer body in a touch panel device when using the multilayer body in a touch panel device not only a high light transmittance (transmission) and a fostrecognizability or fostaufsle the metal pattern is desired, but it should also be avoided the impression that the touch panel device reflects light.
  • a display device behind the touchpad device should appear homogeneously black to the touchpad device.
  • Multilayer body of the type mentioned can be formed so that it acts for a viewer as a conventional translucent film.
  • the object is achieved in one aspect by a multilayer body having the features of patent claim 1 and / or patent claim 2, in another aspect by a plurality of methods for producing the multilayer body.
  • the multilayer body according to the invention with a plurality of electrically conductive elements which are provided by electrically conductive material in at least first zones of a first layer and in a plan view seen in at least one extension direction over a width from the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably from between 5 ⁇ and 25 ⁇ extend, is characterized according to claim 1, characterized in that due to an action taken in the preparation concerning the formation of the first layer and / or a provision and / or suitable Forming a different layer of the first layer, the proportion of light reflected from the electrically conductive elements (ie the
  • Reflectivity is smaller than it would be without the measure, ie, for a smooth first layer, without the provision and / or the appropriate one
  • Multi-layer body no longer reflective, but dull or dark when it is illuminated in the direction of observation. This effect is especially in
  • Heat transfer of the conductors is improved to the environment. This is e.g. when using the strip conductors as heating element, e.g. for car windows of interest. Furthermore, improved heat dissipation also leads to an increase in the stability of the conductor tracks at higher current densities, since the thermal damage to the conductor tracks is reduced by the dissipation of the heat.
  • the multilayer body no longer reflects, but appears dull or dark when illuminated in the direction of viewing.
  • the surface relief structure of the first layer preferably has an average structure depth in the range from 10 nm to 20 ⁇ m, preferably from 20 nm to 5 ⁇ m, particularly preferably from 50 nm to 1000 nm, very particularly preferably from 80 nm to 200 nm.
  • This average texture depth is a measure of the surface roughness.
  • correlation lengths can be specified, or the lateral extent of the surface relief structure.
  • the correlation lengths and / or the lateral dimensions of the surface structure of the electrically conductive elements are in a range of between 50 nm and ⁇ ⁇ m, preferably between 500 nm and 10 ⁇ m. Incident light is then not reflected directly, but scattered, or absorbed by the surface. For example, plasmons can be excited here.
  • the first layer preferably has a layer thickness of between 20 nm and 1 ⁇ m. It can be provided with conventional application methods, for. B. in the form of a metal layer by vapor deposition or sputtering. In a preferred embodiment of the invention
  • the first layer is arranged on a support having on a side facing the first layer, a first surface relief structure having at least in the first zones such a large structure depth, that the first layer on a side facing away from the carrier has a second surface relief structure, the shaped first
  • Surface structure is and thus has a structural depth, which is determined by the structural depth of the first surface relief structure, in particular at least 10% of this structure depth.
  • a lacquer layer may be provided on the carrier at least in second zones different from the first zones, ie between the conductive elements, wherein the
  • the carrier may in particular be of multilayer construction and may comprise a replication lacquer layer on an actual substrate or a substrate film, the first layer then being in this replicate lacquer layer
  • the first surface relief structure is molded.
  • the first surface relief structure may be formed at least in regions as a matt structure, a regular structure, in particular a grid and / or a refractive structure. Next it can be a
  • the surface relief structure is a matt structure with stochastically distributed
  • Relief structures and / or stochastically selected relief parameters wherein the relief parameters relate in particular to the lateral width, the length dimension and the structure depth.
  • the lateral dimensions are typically between 50 nm and 400 nm.
  • the average structure depth is between 40 nm and 10 ⁇ m.
  • the second surface structure may be formed, at least in regions, as such a structure shaped into the first layer, which deflects the incident light by diffraction and / or reflection.
  • an area is an area identifiable by a top view of the multi-layer body and thus the layer.
  • the second surface structure is at least partially a matt structure, in particular with correlation lengths of between 200 nm and 100 ⁇ m and an average structure depth of preferably 50 nm to 10 ⁇ m, particularly preferably 50 nm to 2000 nm.
  • the second surface is at least partially formed as a diffractive structure, in particular as a hologram and / or Kinegram ® and in a third embodiment, the second surface structure is at least partially formed in the first layer as Moth eye structure, in particular as a cross and / or Linear grating with a grating period of between 100nm to 400nm and an average structure depth in the range of 40nm to 10 ⁇ .
  • the surface structure may be formed such that the roughness-causing recesses taper from the surface into the depth of the material. However, it can also be designed so that cavities are formed below the actual surface, in which, for example, incident light is exposed to a high degree of multiple reflection and absorption.
  • metallic subregions as visually recognizable markings, such as e.g. logos, brand names or
  • Surface relief structure can also be combined with each other: in one area, one measure can be taken, in the other areas, the other measure.
  • the molding of the second surface relief structure can in these
  • Embodiments may be carried out directly in the material of the first layer, but it may also be determined by the underlying surface relief structure of a or the carrier.
  • the surface structure or roughness of the electrically conductive elements there is the advantage that, depending on the choice of the matt structure, the conductivity of the electrically conductive elements can also be varied.
  • the first layer has this a partially varying conductivity.
  • Correlation is a range of an area identifiable by a top view of the multi-layer body and thus the layer.
  • the electrically conductive material of the first layer comprises metal, and on the first layer a non-metallic compound of that metal is disposed.
  • the non-metallic compound does not shine so that it appears dark or reduces reflection.
  • the non-metallic compound can be generated directly.
  • the metal can be oxidized, thus obtaining a metal oxide on the metal of the first layer.
  • the metal can react to form a sulfide, which is particularly easy if the metal comprises silver or copper.
  • the metal sulfide is then disposed on the metal of the first layer.
  • the metal of the first layer may also be chromated. Further, it may comprise aluminum which is anodized. Examples of such compounds are AgO, Ag 2 O, Ag 2 O 3 , Ag 3 O 4 , Ag 2 S, CuO, CuS, CU 2 S, (possibly pigmented with dyes) Al 2 O 3 .
  • At least one metal layer may be provided on the first layer.
  • a metal may be used which has a larger surface roughness or absorbs more light than the material for the first layer.
  • the electrically conductive material of the first layer comprises silver
  • a metal layer of chromium may be applied thereto, z. B. by vapor deposition or sputtering, and this chrome then appears greyish and reduces the reflection of the metallic trace. It is also possible to apply several metal layers at once.
  • a multilayer body of the type according to the invention it is preferably provided, if appropriate in conjunction with one of the other embodiments, for a colored layer to be located on or below the first layer. The colored layer reduces reflections.
  • a carrier is provided on which the first layer is arranged. Due to its chemical properties and / or its surface structure and / or adheres to the support
  • the colored layer may in particular comprise photoresist or be provided by photoresist.
  • photoresist is meant a radiation-sensitive lacquer which, when irradiated with high-energy radiation, e.g. UV radiation or electron radiation, either in the irradiated areas cures and is particularly resistant to subsequent washing processes with caustic or acid, or in the irradiated areas is particularly unstable against subsequent washing with caustic or acid.
  • Colored photoresist can be used in particular for structuring, so that the same photoresist that provides the colored layer, in at least one manufacturing step for the
  • Multi-layer body can be used.
  • Multi-layer body can be used.
  • Multilayer body which can be combined with the other preferred embodiments, is at least partially a
  • Semiconductor layer can reflect the reflections in the areas where it
  • the semiconductor layer may be inorganic
  • Material consist, preferably of zinc oxide or aluminum-doped
  • Zinc oxide just as the semiconductor layer may also consist of organic material.
  • an intermediate layer is provided between the respective additional layer and the first layer.
  • a partially opaque and partially transparent layer is arranged under the first layer.
  • a partially opaque and partially transparent layer is arranged under the first layer.
  • Such a layer can be used as part of an exposure of a photoresist and remain in the multilayer body.
  • this layer comprises a gelatin layer with silver and silver oxide particles or is provided as a layer of ink.
  • the electrically conductive material comprises at least one of the group of silver, gold, copper, chromium, aluminum, mixtures of these materials, in particular alloys, and suitable organic compounds with mobile charge carriers such as polyaniline or polythiophene and another doped organic semiconductor material ,
  • the electrically conductive elements are preferably provided in the form of conductor tracks that are linear, curved, punctiform or screened.
  • a display device and / or a touch panel device is provided with such a multilayer body with electrically conductive elements in the form of conductor tracks.
  • a glass sheet with a multi-layered body of this type is provided for providing a heating wire functionality.
  • the said preferred embodiments of the multilayer body can be realized simultaneously on one and the same multi-layer body by implementing the one measure in first areas and the second measure in second areas.
  • the first layer may have a high surface roughness
  • an additional layer may be provided, such as one
  • Color layer or metal oxide layer may be provided in a first area metal oxide layers and in another area a colored photoresist layer, etc. Further combinations, even with more than two different areas, are possible.
  • the inventive method for producing a multilayer body having a plurality of electrically conductive elements which are provided by electrically conductive material in at least a first layer and seen in a plan view in at least one extension direction over a width in the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably from between 5 ⁇ and 25 ⁇ extend, including a suitable structuring step should be carried out in the manufacturing process, each realize in different ways a measure to reduce the reflectivity of the electrically conductive elements.
  • the method according to a first aspect of the invention for producing a multilayer body includes that the electrically conductive material is applied to a carrier, wherein according to the invention a) the carrier has such a high surface roughness that it determines the surface roughness of the first layer and / or b) the material providing the first layer is subjected to a treatment to increase its surface roughness.
  • the result is a relatively high surface roughness of the first layer and thus a suitable reduction of the reflectivity of the first layer.
  • the high surface roughness of the first layer is determined by the carrier and alternatively or additionally the high
  • a lacquer layer is applied, wherein the unevenness of the carrier is compensated by the lacquer, so that the multilayer body does not appear as milky cloudy as the carrier alone.
  • the refractive index of the lacquer layer should in this case by at most 0.2, preferably at most 0.1 of the
  • Refractive index of the carrier differ.
  • the carrier may already be suitably selected, but in a preferred embodiment the carrier is subjected to a treatment to increase its surface roughness, in particular by mechanical brushing, Calendering with rough rolls, by ion beam treatment and / or
  • the surface of the carrier is micro- or nanostructured or an additional layer is applied to the carrier, which is micro- or nanostructured before the electrically conductive material for the first layer is applied.
  • Such structuring may be thermomechanical or by embossing and use of ultraviolet radiation, alternatively or additionally, the additional layer may be sprayed, applied by ink jet printing or other printing process (with silica gel filled lacquer), and further alternatively or additionally, the additional layer may be first in at least one Part area are applied over the entire surface and then using photoresist patterned (negative etching or positive etching).
  • this can be done chemically, by laser and / or mechanically, the latter in particular by rubbing, sanding and / or brushing.
  • a method of manufacturing a multilayer body of said type wherein the electrically conductive elements are provided by metal in the first layer.
  • a) a surface of a metal is chemically treated for the first layer to appear darker and / or more light scattering, and / or that b) another layer above and / or under the first layer is provided which appears darker and / or scatters light more than that Metal of the first layer.
  • the metal for the first layer is subjected to a chemical treatment, in particular a redox reaction.
  • Either the reactant for the redox reaction can be supplied from the outside, which can have advantages in order to optimize the dosage.
  • the metal may be applied to an undercoat which already comprises a reactant for the redox reaction.
  • This reactant then passes from the undercoat to the surface of the metal facing the undercoat.
  • This process can be promoted, in particular, the release of the reactant from the underlayer can be effected by the action of heat, as well as a predetermined period of time can be waited.
  • the further layer settles selectively on the metal, in particular by a) choosing a material for the further layer, which due to a selective chemical reaction at the
  • the further layer is provided by solid particles which adhere to the metal, optionally with promotion of the adhesive behavior, and / or c) a support for the first layer (to which these applied) the metal for the first layer and the material for the further layer are coordinated so that an adhesion behavior of the carrier ensures that the material for the further layer does not adhere to it and an adhesion behavior of the metal ensures that the Material for the further layer adheres to it, being here
  • the material of the carrier and / or a micro- or nanostructure determines on its surface the adhesion behavior, and / or
  • the metal for the electrically conductive elements is heated to a temperature at which the material for the further layer melts, and / or e) photoresist is used for structuring.
  • All these preferred variants of promoting settling of the further layer on the metal have the result that the further layer is provided in a form corresponding to the metal structure in the multilayer body.
  • the structuring of the further layer can thus also be predetermined by the metal structuring.
  • the further layer can be applied before structuring the metal layer and be patterned together with it. It is particularly efficient if the further layer is provided in the form of photoresist for structuring (which is colored and therefore darker appears or the light scatters more than the metal), and further when the photoresist is left on the metal after patterning.
  • the further layer can be applied after structuring of the metal layer.
  • photoresist can be used to provide the further layer, wherein the photoresist is then at least partially uninterrupted, so applied over the entire surface, but then exposed through the structured metal layer and is removed in the exposed areas.
  • the photoresist remains on the metal, but the photoresist is not itself used for patterning, but, conversely, the metal layer is used to pattern the photoresist in register with the metal layer.
  • the (at least one) further layer comprises a color layer which is applied and patterned on a support in front of the metal of the first layer, and wherein the metal is then applied only to the structured parts of the color layer.
  • a color layer which is applied and patterned on a support in front of the metal of the first layer, and wherein the metal is then applied only to the structured parts of the color layer.
  • the use of further transfer layers is required, and it may for example be a thermal transfer method or a
  • the (at least one) further layer is provided by a semiconductor material which comprises in particular zinc oxide or aluminum-doped zinc oxide. Furthermore, between the application of the further layer and the
  • an intermediate layer can be applied. (Either the further layer is applied first, then the intermediate layer and then the metal, or conversely the metal is then applied first, then the intermediate layer and then the further layer.)
  • the further layer is separated from the metal by the intermediate layer. This can be z. B. be advantageous for chemical reasons, if the further layer comprises a metal oxide.
  • a method of manufacturing a multilayer body having a plurality of conductive elements said conductive elements being provided by silver herein, and being in a plan view in a plan view
  • oil in particular paraffinol or silicone oil
  • a method for producing a multilayer body having a plurality of electrically conductive elements wherein these electrically conductive elements are provided by electrically conductive material in a first layer and seen in a plan view across a width in at least one extension direction in the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably of between 5 ⁇ and 25 ⁇ extend, according to the invention on a support a
  • Mask layer is applied with opaque and translucent areas and either a) a photoresist layer is applied to the mask layer and on this a metal layer or b) on the
  • Mask layer is applied to a metal layer and on this one
  • Photoresist layer and further wherein the photoresist is exposed through the mask layer and i) is removed in the exposed or optionally also ii) in the unexposed areas.
  • Metal layer is reduced compared to a smooth metal layer without the mask layer underneath.
  • the methods according to the invention can be combined with one another, because in some areas of the multi-layer body one measure can be provided, in other areas the other measure.
  • a method for producing a multilayer body which simultaneously comprises the features according to one of the claims from two of the groups, of which the first group claims 34 to 41 and the second group claims 42 to 55 and the third group the claim 56 and the fourth group comprises claim 57.
  • the multilayer body is preferably transferred as a whole to a substrate, the last one being
  • Multi-layer body 3 serve
  • Multi-layer body 4 serve
  • FIGS. 5A to 5B for explaining the individual steps of a
  • FIGS. 6A to 6E for explaining the individual steps of a
  • FIG. 7 shows a section through a multi-layer body 7 according to a seventh aspect of the invention
  • FIG. 8 shows a section through a multi-layer body 8 according to an eighth aspect of the invention, FIGS. 9A to 9F for explaining the individual steps of FIG
  • FIG. 10A to 10G A method according to a ninth aspect of the invention with reference to sectional images of a multi-layer body 9 serve, Figs. 10A to 10G to explain the individual steps of a
  • FIG. 1A to 1 1 C A method according to a tenth aspect of the invention with reference to sectional images of a multi-layer body 10 are used, and Fig. 1A to 1 1 C to illustrate possible
  • the conductor tracks should have a width in the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably of between 5 ⁇ and 25 ⁇ .
  • the traces are thus not visible to the naked human eye, but merely add to the overall transparency of the device as a whole.
  • measures will be presented on how to prevent the traces from excessively reflecting light back in the mirror reflex, so that the device would be given a slight sheen; rather, this gloss is suppressed. If in this
  • Production can be made in order from bottom to top.
  • Multilayer body 1 begins by providing a transparent
  • Substrate 10 This substrate is used in a subsequent processing step, such as by mechanical brushing, calendering with rough rolls,
  • the substrate 10r will now be provided a metal layer applied over the entire surface and then by known demetallization, eg etching or washing, structured, ie
  • the metal islands 11 are located in first zones of the multi-layer body 1 due to structuring, the interstices between them in second zones Multilayer body 1.
  • the metal is, for example, by vapor deposition or sputtering
  • the roughness of the metal layer 1 1 is defined by an average structure depth in the range of 10 nm to 10 ⁇ m, preferably 20 nm to 2 ⁇ m, more preferably 30 nm to 500 nm, more preferably 80 nm to 200 nm.
  • the process may be continued after the step leading to FIG. 1C by applying a resist layer 12 (FIG. 1D) having the same index of refraction as the substrate 10r, such that the surface of the substrate 10r that underlies regions 10f the structuring of the metal layer 1 1 is still free, does not affect the transparency.
  • a resist layer 12 FIG. 1D
  • the roughness provided on the substrate 10r may be purely random, however, as shown in Fig. 11A, a regular blazed grating structure 110b may be provided on the support substrate 110; it can, as in Fig. 1 1 B shown a matt statistical structure 1 10s, for example, a matte structure with stochastically distributed relief structures, be provided on the substrate 1 10 '; and, as shown in FIG. 11C, a surface structure 1 10m exhibiting the moth-eye effect may be provided in the substrate 1 10 ".
  • the roughness provided in the substrate 10r may be provided in particular on the basis of a nanoporous surface structure with undercuts or undercuts and cavities. Also such nanoporous
  • Plasma treatments or by chemical methods, such as
  • Etching / roughening can be produced by trichloroacetic acid treatments.
  • Fig. 1E shows such a surface of the substrate 10r in an example case;
  • the section IE from Fig. 1 D is shown enlarged in Fig. 1 E.
  • a cavity 10k is filled in this case by the paint 12, an undercut
  • Lacquer layer 12 is to pay attention that its viscosity (toughness) and
  • Drying behavior are chosen so that a good filling of the valleys
  • Refractive index as the substrate has 10r may also be provided that the refractive index of the paint is between that of the substrate 10r and the surrounding air , In In this case, the change in the refractive index between air and substrate 10r takes place in two stages and therefore more continuously. This requires an additional antireflection effect.
  • the refractive index of the paint is between that of the substrate 10r and the surrounding air .
  • the metal layer 11 in a thickness of at least 10 nm, preferably 150 nm, but usually less than 200 nm.
  • Metal layer 1 11 results due to multiple reflections of the incident light at the highly fissured and metallized surface. With very small dimensions in the structures of less than 100 nm, it can be assumed on the basis of the metal occupancy that also plasmonic effects considerably contribute to an increased absorption of electromagnetic radiation.
  • the metallic islands 1 11 has a width in the range of between 1 ⁇ and 40 ⁇ , preferably of between 5 ⁇ and 25 ⁇ , so that a continuous conductivity in the metal layer 1 11 is ensured, even if the metal film locally again and again by nanostructures is interrupted in the heavily furrowed surfaces.
  • the surface roughness may be directly imparted to the substrate 10r or 110, 110 ', 110', but it may also be impressed on a separate layer which is applied to the substrate 10, 110, 110 ', 110' as illustrated by the dashed line L.
  • a metal layer 21 to a support 20 with a flat surface, at least in partial areas, as shown in FIG. 2A, and then proceed to the situation according to FIG. 2B in which the metal layer 21 again has a larger surface roughness according to the above-mentioned numerical values.
  • the treatment of the surface of the metal layer can by etching the metal by means of acid, through
  • the layer 21 is structured so that the printed conductor elements 211 result.
  • the metal layer 31 structured becomes, so that the wiring elements 311 result, and then the surface treatment of the metal layer 31 is performed so that
  • the conductor track elements 311 have a rough surface, as in Fig. 3C, so that the situation shown in Fig. 2C results.
  • a further material provided adjacent to the metal may also cause the reflectivity to be reduced.
  • a metal layer is first applied and then patterned to form the conductor tracks 411, and subsequently the surface of these conductor tracks 411 subjected to a redox reaction, so that part of the
  • Metal layer of the conductor 411 forms a new layer 43.
  • the metal may be oxidized to result in an oxide layer as layer 43;
  • a sulfide can be made from this material (ie, silver oxide and copper oxide, respectively), the metal can be chromated, and finally, aluminum can be used
  • the layer 43 thus formed is more diffuse or darker than the underlying metal structure.
  • Metal layer also another layer can be easily applied. This is illustrated with reference to FIGS. 5A and 5B: On a carrier 50 are printed conductors 511 and on this another layer 54 is applied, for. B. by conventional
  • Coating method by means of printing, knife coating, spin coating, etc.
  • a dark color is chosen in particular.
  • the substrate 50 and the metal 511 have z. B. a different
  • Wettability wherein the wetting behavior of the layer 54 providing color ink is selected so that it adheres well only on the interconnects 511.
  • a lake to provide the layer 54 may also adhere to the traces due to a selective chemical reaction with the metal surface. Instead of a liquid paint, which through
  • the layer 54 may also be selectively applied to the conductive traces 511 by a thermal transfer principle, e.g.
  • the printed conductors can be selectively heated by a lamp, with molten coloring material preferably being deposited on the hot printed conductors 511.
  • To improve the adhesion of the color lacquer can also by nano- or microstructuring of surfaces of the metal 511 and the carrier 50, the Wetting behavior of the surfaces are varied and so the selective deposition of the material to be printed can be controlled.
  • rollers of color layer 54 and tracks 511 could also be reversed (not shown by first patterning the color layer on a support and then building tracks only at those locations printed with the color layer).
  • the layer 54 may also have a
  • the z. B. is applied by sputtering.
  • the layer 54 may be another metal, for. B. at
  • Circuits 511 made of silver, chrome, which is vapor-deposited or sputtered.
  • a layer applied to the conductor tracks can also be a dark-colored photoresist layer. Here you can the
  • FIGS. 6A to 6E Use photosensitive properties of the photoresist in the manufacture of the multilayer body, as is apparent from FIGS. 6A to 6E:
  • a substrate 60 On a substrate 60 are printed conductors 611. This is shown in Fig. 6A.
  • a layer 65 of dark-colored photoresist is then applied to this assembly.
  • the photoresist layer 65 is now exposed through the side of the substrate 60, so that the conductor tracks 611 serve as a shadow projector.
  • FIG. 6D regions above the printed conductors 611, the regions 65f are not exposed, whereas the regions 65bl are exposed.
  • the additional layer 74 may be provided.
  • the darkening layer can also be provided below the metal layer, as shown for example in FIG. 8:
  • a support 80 On a support 80 is a color layer 84, on this one
  • An additional layer 84b may optionally be located on the metal layer 811 and thus prevent unwanted reflections of incident light.
  • the layer 84b in the form of an oxide layer as a barrier layer also protect against environmental influences (oxidation, water, UV radiation).
  • a mask layer 97 having a transparent portion 97ld and opaque portions 97lu is first applied to a substrate 90, see Fig. 9B.
  • a resist 95 is applied to this masking layer 97 to give the situation shown in Fig. 9C, and a metal layer 91 is applied to the resist 95 in the next step for producing the situation shown in Fig. 9D ,
  • the layer structure according to FIG. 9D is now exposed from below according to the arrows with the lamp LP, so that exposed areas 95bl and unexposed areas 95u result in the layer of the photoresist.
  • the exposed photoresist 95bl can now be removed as part of a lift-off process, z. B. by a simple washing solution or a
  • the mask layer 95 or its opaque areas 97lu, causes the tracks 911 not to be excessively reflective.
  • the mask layer 97 thus has a dual function, because on the one hand it has a role in the production of the multi-layer body and on the other hand a role in the finished multi-layer body.
  • Multilayer body 9 may include a method for manufacturing a
  • Multi-layer body 10 are performed, which will be described below with reference to FIGS. 10A to 10F:
  • a substrate 100 is provided with a layer 107 as a mask layer having transparent portions 107ld and opaque portions 107lu. Unlike the ninth procedure, this tenth
  • a metal layer 101 is applied to the layer 107 so that the situation shown in FIG. 10C arises, and only then is a complete photoresist layer 105 applied to the metal layer 101 to produce the situation shown in FIG. 10D.
  • the mask layer 107 acts as a mask according to the arrows, the mask layer 107 acts as a mask, but the light also penetrates the metal layer 101 so that the photoresist is exposed in areas 105bl and unexposed in areas 105u that are in the shadow of the opaque ones Areas 107lu are located.
  • Metal layer can for this purpose z. Made of silver and be 100 nm thick.) This situation shown in Fig. 10E changes to that shown in Fig. 10F
  • Etching step is performed. Again, you get island-shaped tracks, wherein unlike in Fig. 9F, the resist 105u is located above the trace 1011 and not below.
  • Multi-layer body be provided a first layer structure and in a second region, a second layer structure. Different production methods can then be used for each layer structure.
  • the electrical conductors are made of metal.
  • this metal may be silver, gold, copper, chromium or aluminum. Alternatively, alloys of these metals may be provided.
  • non-metallic, but electrically conductive strip conductors for example of a doped semiconductor material.
  • all other processes can also be carried out with this semiconductor material.

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Abstract

Durch die Erfindung wird eine große Anzahl von Möglichkeiten bereitgestellt, wie bei einem Mehrschichtkörper mit elektrisch leitfähigen Elementen, die für das bloße Auge nicht sichtbar sind, verhindert werden kann, dass die elektrisch leitfähigen Elemente übermäßig Licht zurückreflektieren. Hierbei kann eine geeignete Oberflächenrauigkeit für die elektrisch leitfähigen Elemente gewählt werden, oder es kann zumindest eine zusätzliche Schicht (54) auf den elektrisch leitfähigen Elementen (51l) vorgesehen werden.

Description

Mehrschichtkörper und Verfahren zum Herstellen eines solchen
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, welche durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht (auf die Schicht, also bei Betrachtung in einer Richtung der Schichtenabfolge) gesehen, sich in zumindest einer Erstreckungsrichtung (also senkrecht zur Schichtenabfolge) über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Herstellen eines solchen Mehrschichtkörpers. Dadurch, dass die Breite der elektrisch leitfähigen Elemente nicht größer als 40μηη bzw. nicht größer als 25μηη ist, sind die elektrisch leitfähigen Elemente mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Eine Vorrichtung mit derartigen elektrisch leitfähigen Elementen auf einem durchsichtigen Träger erscheint insgesamt durchsichtig, wobei die Transparenz durch die Dichte der elektrisch leitfähigen Elemente auf der zur Verfügung stehenden Fläche vorgegeben ist: Die elektrisch leitfähigen Elemente verringern zwar die Lichtdurchlässigkeit, sind aber nicht einzeln auflösbar, sodass sich insgesamt der Eindruck eines transparenten Gegenstandes mit nicht ganz hundertprozentiger Transparenz ergibt.
Man nutzt derartige Mehrschichtkörper z. B. in Tastfeldvorrichtungen; hier sind die elektrisch leitfähigen Elemente insbesondere Leiterbahnen, mithilfe derer eine Taststelle, auf die eine Bedienperson mit ihrem Finger tastet, erfasst werden kann. Bei solchen Tastfeldvorrichtungen ist es insbesondere erwünscht, wenn durch die Tastfeldvorrichtung hindurch eine Anzeigeeinrichtung wie z. B. ein Bildschirm sichtbar ist. Einzelnen Strukturelementen in der Darstellung (Kästchen oder Buttons) lassen sich dann Strukturen in der Tastfeldvorrichtung zuordnen, und durch Berühren der Tastfeldvorrichtung kann die Bedienperson dann z. B. dasselbe tun, als wenn sie mit einer Computermaus den Cursor auf ein entsprechendes Auswahlfeld bewegen würde.
Eine solche Tastfeldvorrichtung kann auch in eine Anzeigevorrichtung integriert sein.
Eine andere Anwendung besteht darin, die elektrisch leitfähigen Elemente durch ein Glasmaterial zu führen, wobei sie dann als Heizdrähte dienen. Auch bei einer Glasscheibe, insbesondere in einem Automobil, ist es nicht
wünschenswert, dass die Heizdrähte mit dem bloßen Auge erkannt werden.
Die elektrisch leitfähigen Elemente brauchen nicht geradlinig oder länglich zu sein, sondern können auch gekrümmt, gewellt, in Punktform oder gerastert vorliegen. Bei den elektrisch leitfähigen Elementen kann es sich um solche Elemente handeln, welche die Funktion einer Leiterbahn zur Leitung von elektrischem Strom haben. Es kann sich bei ihnen jedoch auch um sogenannte Blindstrukturen handeln, welche aus demselben Material wie die Leiterbahnen gebildet sind, jedoch nicht die Funktion einer elektrischen Leitung übernehmen, sondern die Nicht-Erkennbarkeit bzw. Nicht-Unterscheidbarkeit der
Leiterbahnen und somit einen homogenen optischen Eindruck fördern und zwischen den Leiterbahnen angeordnet vorliegen können. Im Falle solcher Blindstrukturen ist dann insbesondere auch eine solche punktförmige oder gerasterte Ausbildung möglich.
Die Abstände zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen können
entsprechend ihrer Breite in einem Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη liegen, sie können aber auch wesentlich größer oder auch wesentlich kleiner sein.
Die elektrisch leitfähigen Elemente sind zwar nicht mit dem bloßen Auge sichtbar, dennoch sind sie groß genug, damit auf sie fallendes Licht reflektiert wird. So kann sich der Effekt ergeben, dass eine Tastfeldvorrichtung oder eine Glasscheibe mit einem solchen Mehrschichtkörper, also mit derartigen elektrisch leitfähigen Elementen, durch die elektrisch leitfähigen Elemente Licht reflektiert, ohne dass diese elektrisch leitfähigen Elemente mit dem Auge unmittelbar erkennbar wären. Ein solches Aufleuchten der Leiterbahnen erfolgt hauptsächlich bei Betrachtung im Spiegelreflex, also wenn der Einfallswinkel des Lichts dem Betrachtungswinkel entspricht. Insbesondere, wenn die elektrisch leitfähigen Elemente aus Metall ausgebildet sind, welches auch bei den genannten kleinen Strukturen den typischen metallischen Glanz zeigt, kann bei einer Flächenbelegung mit einem Muster aus elektrisch leitfähigen Elementen bis zu 10% des auftreffenden Lichts reflektiert werden. Solche Reflexionen sind häufig unerwünscht.
Etwa beim Einsatz des Mehrschichtkörpers in einer Tastfeldvorrichtung ist nicht nur eine hohe Lichtdurchlässigkeit (Transmission) und eine Nichterkennbarkeit bzw. Nichtauflosbarkeit der Metallmuster gewünscht, sondern es sollte auch der Eindruck vermieden werden, dass die Tastfeldvorrichtung Licht reflektiert.
Insbesondere soll im ausgeschalteten Zustand eine Anzeigeeinrichtung hinter der Tastfeldvorrichtung die Tastfeldvorrichtung homogen schwarz erscheinen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Weg aufzuzeigen, wie ein
Mehrschichtkörper der eingangs genannten Gattung ausgebildet werden kann, damit er für einen Betrachter wie eine herkömmliche lichtdurchlässige Folie wirkt.
Die Aufgabe wird in einem Aspekt durch einen Mehrschichtkörper mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder des Patentanspruchs 2 gelöst, in einem anderen Aspekt durch eine Mehrzahl von Verfahren zum Herstellen des Mehrschichtkörpers.
Der erfindungsgemäße Mehrschichtköper mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, die durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest ersten Zonen einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich in zumindest einer Erstreckungsrichtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken, ist gemäß Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer bei der Herstellung getroffenen Maßnahme betreffend die Ausbildung der ersten Schicht und/oder eine Bereitstellung und/oder geeignete Ausbildung einer von der ersten Schicht verschiedenen Schicht der Anteil an von den elektrisch leitfähigen Elementen reflektiertem Licht (also die
Reflektivitat) kleiner ist, als er es ohne die Maßnahme wäre, also etwa bei einer glatten ersten Schicht, ohne die Bereitstellung und/oder das geeignete
Ausbilden einer von der ersten Schicht verschiedenen bestimmten
Zusatzschicht.
Durch die Verringerung des Anteils an reflektiertem Licht erscheint der
Mehrschichtkörper nicht mehr spiegelnd, sondern matt oder dunkel, wenn er in Betrachtungsrichtung beleuchtet wird. Dieser Effekt ist insbesondere in
Verbindung mit Tastfeldvorrichtungen erwünscht.
Weiterhin führt die Schwärzung der Leiterbahnen auch dazu, dass die
Wärmeabgabe der Leiterbahnen an die Umgebung verbessert wird. Dies ist z.B. beim Einsatz der Leiterbahnen als Heizelement z.B. für Autoscheiben von Interesse. Weiterhin führt eine verbesserte Wärmeabgabe auch zu einer Erhöhung der Stabilität der Leiterbahnen bei höheren Stromdichten, da die thermische Schädigung der Leiterbahnen durch die Abführung der Wärme reduziert wird.
Der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, die durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest ersten Zonen einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich in zumindest einer Erstreckungsnchtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken, ist gemäß Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsgrad von sichtbarem Licht von Wellenlängen aus dem Bereich von 400nm bis 800nm an den elektrisch leitfähigen Elementen im Spiegelreflex (a) kleiner als 75%, bevorzugt kleiner als 50%, besonders bevorzugt kleiner als 25% ist, und/oder (b) einen Unterschied von höchstens 50%, bevorzugt höchstens 20% zum Reflexionsgrad des Mehrschichtköpers in zweiten Zonen ohne elektrisch leitfähiges Material außerhalb der ersten Zonen im Spiegelreflex aufweisen.
Auch hier gilt, dass durch die Verringerung des Anteils an reflektiertem Licht der Mehrschichtkörper nicht mehr spiegelt, sondern matt oder dunkel erscheint, wenn er in Betrachtungsrichtung beleuchtet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Oberflächenreliefstruktur der ersten Schicht bevorzugt eine mittlere Strukturtiefe im Bereich von 10nm bis Ι ΟΟμηη, vorzugsweise von 20nm bis 5μηη, besonders bevorzugt von 50nm bis 1000nm, ganz besonders bevorzugt von 80nm bis 200nm, auf. Diese mittlere Strukturtiefe ist ein Maß für die Oberflächenrauigkeit.
Bezüglich der Oberflächenreliefstruktur lassen sich Korrelationslängen angeben, oder die laterale Ausdehnung der Oberflächenreliefstruktur.
Bevorzugt liegen die Korrelationslängen und/oder die lateralen Ausdehnungen der Oberflächenstruktur der elektrisch leitfähigen Elemente in einem Bereich von zwischen 50nm und Ι ΟΟμηη, vorzugsweise von zwischen 500nm und 10μηη. Einfallendes Licht wird dann nicht unmittelbar reflektiert, sondern gestreut, bzw. von der Oberfläche absorbiert. Beispielsweise können hier Plasmonen angeregt werden. Die erste Schicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von zwischen 20nm und 1 μηη auf. Sie ist mit herkömmlichen Aufbringverfahren bereitstellbar, z. B. in Form einer Metallschicht durch Aufdampfen oder Aufsputtern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mehrschichtkörpers ist die erste Schicht auf einem Träger angeordnet, der auf einer der ersten Schicht zugewandten Seite eine erste Oberflachenreliefstruktur mit einer zumindest in den ersten Zonen derart großen Strukturtiefe aufweist, dass die erste Schicht auf einer dem Träger abgewandten Oberseite eine zweite Oberflächenreliefstruktur aufweist, die die durchgeformte erste
Oberflächenstruktur ist und somit eine Strukturtiefe aufweist, die durch die Strukturtiefe der ersten Oberflächenreliefstruktur bestimmt ist, insbesondere mindestens 10% dieser Strukturtiefe aufweist.
Durch seine Oberflächenrauigkeit erscheint der Träger gegebenenfalls milchig trüb. Um diesen Effekt zu unterdrücken, kann eine Lackschicht auf dem Träger zumindest in von den ersten Zonen verschiedenen zweiten Zonen, also zwischen den leitfähigen Elementen, vorgesehen sein, wobei der
Brechungsindex der Lackschicht um höchstens 0,2 und bevorzugt höchstens 0,1 von dem Brechungsindex des Trägers abweicht. Durch dieses Abstimmen der Brechungsindices von Träger und Lackschicht aufeinander erscheint der Mehrschichtkörper also transparent; wegen der verbleibenden Rauigkeit der ersten Schicht behält deren Oberfläche jedoch ihre lichtstreuende Wirkung; der Brechungsindex des elektrisch leitfähigen Materials stimmt insbesondere auch bevorzugt nicht mit dem der Lackschicht überein; besteht das elektrisch leitfähige Material aus Metall, dann muss hier keine zusätzliche Maßnahme getroffen werden. Der Träger kann insbesondere mehrschichtig ausgebildet sein und auf einem eigentlichen Substrat oder einer Substratfolie eine Replizierlackschicht umfassen, wobei in diese Replizierlackschicht dann die erste
Oberflächenreliefstruktur abgeformt ist. Die erste Oberflächenreliefstruktur kann zumindest bereichsweise als eine Mattstruktur, eine regelmäßige Struktur, insbesondere ein Gitter und/oder eine refraktive Struktur ausgebildet sein. Weiter kann es sich um eine
asymmetrische Struktur, eine linsenartige Struktur oder eine Kombination der vorgängig genannten Strukturen handeln. Bei einer bevorzugten Variante ist die Oberflächenreliefstruktur eine Mattstruktur mit stochastisch verteilten
Reliefstrukturen und/oder stochastisch gewählten Reliefparametern, wobei die Reliefparameter insbesondere die laterale Breiten-, die Längenabmessung und die Strukturtiefe betreffen. Die lateralen Abmessungen betragen typischerweise zwischen 50 nm und 400 nm. Die mittlere Strukturtiefe liegt zwischen 40 nm und 10 μιτι.
Die zweite Oberflächenstruktur kann zumindest bereichsweise als eine solche in die erste Schicht abgeformte Struktur ausgebildet sein, die das einfallende Licht durch Beugung und/oder Reflexion ablenkt. In diesem Zusammenhang ist ein Bereich ein durch Draufsicht auf den Mehrschichtkörper und damit die Schicht identifizierbarer Bereich. In einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Oberflächenstruktur zumindest bereichsweise eine Mattstruktur, insbesondere mit Korrelationslängen von zwischen 200 nm und 100 μιτι und einer mittleren Strukturtiefe von vorzugsweise 50 nm bis 10 μιτι, besonders bevorzugt 50nm bis 2000nm. In einer zweiten Ausführungsform ist die zweite Oberfläche zumindest bereichsweise als diffraktive Struktur, insbesondere als Hologramm und/oder Kinegram® ausgebildet und in einer dritten Ausführungsform ist die zweite Oberflächenstruktur zumindest bereichsweise in die erste Schicht als Mottenaugenstruktur abgeformt, insbesondere als ein Kreuz- und/oder Lineargitter mit einer Gitterperiode von zwischen 100nm bis 400nm und einer mittleren Strukturtiefe aus dem Bereich von 40nm bis 10μηη.
Die Oberflächenstruktur kann so ausgebildet sein, dass sich die die Rauigkeit verursachenden Ausnehmungen von der Oberfläche ausgehend in die Tiefe des Materials hinein verjüngen. Sie kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass Kavitäten unter der eigentlichen Oberfläche ausgeformt sind, in welchen beispielsweise einfallendes Licht einem hohen Grad an Vielfach reflexion und Absorption ausgesetzt ist.
Möglich ist auch, dass zusätzlich metallische Teilbereiche als visuell erkennbare Markierungen, wie z.B. Logos, Markennamen oder
Sicherheitselemente, wie z.B. KINEGRAM®, ausgebildet sind. Die genannten Ausführungsformen für das Vorsehen der zweiten
Oberflächenreliefstruktur sind auch miteinander kombinierbar: in den einen Bereichen kann die eine Maßnahme getroffen sein, in den anderen Bereichen die andere Maßnahme. Das Abformen der zweiten Oberflächenreliefstruktur kann bei diesen
Ausführungsformen unmittelbar in das Material der ersten Schicht erfolgt sein, aber es kann auch durch die darunter liegende Oberflächenreliefstruktur eines bzw. des Trägers bestimmt sein. Durch eine Veränderung der Oberflächenstruktur bzw. Rauigkeit der elektrisch leitfähigen Elemente ergibt sich der Vorteil, dass man je nach Wahl der Mattstruktur auch die Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Elemente variieren kann. Somit ist bevorzugt vorgesehen, dass aufgrund der Ausbildung der Oberfläche, insbesondere durch eine variable Dicke, der ersten Schicht diese eine bereichsweise variierende Leitfähigkeit aufweist. In diesem
Zusammenhang ist ein Bereich ein durch Draufsicht auf den Mehrschichtkörper und damit die Schicht identifizierbarer Bereich.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die aber mit den genannten bevorzugten Ausführungsformen gleichzeitig umsetzbar ist, weist das elektrisch leitfähige Material der ersten Schicht Metall auf, und auf der ersten Schicht ist eine nicht-metallische Verbindung dieses Metalls angeordnet. Die nicht-metallische Verbindung glänzt nicht, sodass sie dunkel erscheint bzw. reflexionsvermindernd wirkt.
Durch Redoxreaktionen des Metalls kann die nicht-metallische Verbindung unmittelbar erzeugt werden. Beispielsweise kann das Metall oxidiert werden, man erhält somit ein Metalloxid auf dem Metall der ersten Schicht. Genauso kann das Metall zu einem Sulfid reagieren, was insbesondere dann leicht geschehen kann, wenn das Metall Silber oder Kupfer umfasst. Das Metallsulfid ist dann auf dem Metall der ersten Schicht angeordnet. Das Metall der ersten Schicht kann auch chromatiert sein. Ferner kann es Aluminium umfassen, welches eloxiert ist. Beispiele für solche Verbindungen sind AgO, Ag2O, Ag2O3, Ag3O4, Ag2S, CuO, CuS, CU2S, (ggf. mit Farbstoffen pigmentiertes) AI2O3.
Anstelle einer chemischen Verbindung auf dem Metall kann alternativ oder zusätzlich zumindest eine Metallschicht auf der ersten Schicht vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein solches Metall verwendet werden, das eine größere Oberflächenrauigkeit hat oder mehr Licht absorbiert als das Material für die erste Schicht. Etwa, wenn das elektrisch leitfähige Material der ersten Schicht Silber umfasst, kann man eine Metallschicht aus Chrom auf dieses aufbringen, z. B. durch Aufdampfen oder Aufsputtern, und dieses Chrom erscheint dann gräulich und mindert die Reflexion der metallischen Leiterbahn. Es können auch gleich mehrere Metallschichten auf einmal aufgebracht werden. Bei einem Mehrschichtkörper der erfindungsgemäßen Gattung wird, ggf. in Verbindung mit einer der anderen Ausführungsformen, bevorzugt vorgesehen, dass sich eine farbige Schicht auf oder unter der ersten Schicht befindet. Durch die farbige Schicht werden Reflexionen gemindert. Bei einer bevorzugten Variante hiervon ist ein Träger vorgesehen, auf dem die erste Schicht angeordnet ist. An dem Träger haftet aufgrund seiner chemischen Eigenschaften und/oder seiner Oberflächenstruktur und/oder einer
strukturierten Schicht zwischen dem Träger und der ersten Schicht ein die farbige Schicht bereitstellendes Material schlechter als an der ersten Schicht. Dadurch kann die farbige Schicht spezifisch im Bereich der elektrisch
leitfähigen Elemente angeordnet sein.
Die farbige Schicht kann insbesondere Fotolack umfassen bzw. durch Fotolack bereitgestellt sein. Unter Fotolack ist ein strahlensensitiver Lack zu verstehen, der unter Bestrahlung mit energiereicher Strahlung, z.B. UV-Strahlung oder Elektronenstrahlung, entweder in den bestrahlten Bereichen aushärtet und besonders beständig gegen spätere Waschverfahren mit Lauge oder Säure wird, oder in den bestrahlten Bereichen besonders unbeständig gegen spätere Waschverfahren mit Lauge oder Säure wird. Farbiger Fotolack ist insbesondere zum Strukturieren einsetzbar, sodass derselbe Fotolack, der die farbige Schicht bereitstellt, auch in zumindest einem Herstellungsschritt für den
Mehrschichtkörper genutzt werden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mehrschichtkörpers, die mit den anderen bevorzugten Ausführungsformen kombiniert werden kann, befindet sich zumindest bereichsweise eine
Halbleiterschicht auf oder unter der ersten Schicht. Auch eine solche
Halbleiterschicht kann die Reflexionen in den Bereichen, in denen sie
vorgesehen ist, mindern. Die Halbleiterschicht kann aus anorganischem
Material bestehen, vorzugsweise aus Zinkoxid oder aluminiumdotiertem
Zinkoxid, genauso kann die Halbleiterschicht auch aus organischem Material bestehen.
Bei einer bevorzugten Variante sämtlicher Ausführungsformen mit einer weiteren Schicht (nicht-metallische Verbindungen, Metallschicht, farbige Schicht oder Halbleiterschicht) ist eine Zwischenschicht zwischen der jeweiligen zusätzlichen Schicht und der ersten Schicht vorgesehen.
Bei dem Mehrschichtkörper, auch in allen bisher genannten
Ausführungsformen, ist bevorzugt vorgesehen, dass unter der ersten Schicht eine bereichsweise lichtundurchlässige und bereichsweise lichtdurchlässige Schicht angeordnet ist. Eine solche Schicht kann im Rahmen einer Belichtung eines Fotolacks eingesetzt werden und im Mehrschichtkörper verbleiben.
Vorzugsweise umfasst diese Schicht eine Gelatineschicht mit Silber- und Silberoxidpartikeln oder ist als Schicht aus Tinte bereitgestellt.
In an sich bekannter Weise umfasst das elektrisch leitfähige Material zumindest eines aus der Gruppe von Silber, Gold, Kupfer, Chrom, Aluminium, Mischungen dieser Materialien, insbesondere Legierungen, sowie geeigneten organischen Verbindungen mit bewegungsfähigen Ladungsträgern wie Polyanilin oder Polythiophen und einem anderen dotierten organischen Halbleitermaterial. Wie eingangs ausgeführt, sind die elektrisch leitfähigen Elemente bevorzugt in der Form von Leiterbahnen bereitgestellt, die linear, gebogen, punktförmig oder gerastert sind.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Tastfeldvorrichtung mit einem solchen Mehrschichtkörper mit elektrisch leitfähigen Elementen in Form von Leiterbahnen vorgesehen. Alternativ wird eine Glasscheibe mit einem Mehrschichtköper dieser Art zur Bereitstellung einer Heizdrahtfunktionalität vorgesehen.
Die genannten bevorzugten Ausführungsformen des Mehrschichtkörpers können gleichzeitig auf ein und demselben Mehrschichtkörper verwirklicht sein, indem in ersten Bereichen die eine Maßnahme und in zweiten Bereichen die zweite Maßnahme verwirklicht ist. Beispielsweise kann in einem ersten Bereich die erste Schicht eine hohe Oberflächenrauigkeit aufweisen und in einem anderen Bereich kann eine Zusatzschicht vorgesehen sein, etwa eine
Farbschicht oder Metalloxidschicht; oder es können in einem ersten Bereich Metalloxidschichten vorgesehen sein und in einem anderen Bereich eine farbige Fotolackschicht etc. Weitere Kombinationen, auch mit mehr als zwei unterschiedlichen Bereichen, sind möglich.
Die erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, die durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest in einer ersten Schicht bereitgestellt sind und sich in einer Draufsicht gesehen in zumindest einer Erstreckungsrichtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken, wozu ein geeigneter Strukturierungsschritt im Herstellungsverfahren durchgeführt werden sollte, verwirklichen jeweils auf unterschiedliche Weisen eine Maßnahme zur Reduktion der Reflektivität der elektrisch leitfähigen Elemente. Das Verfahren gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers beinhaltet, dass das elektrisch leitfähige Material auf einem Träger aufgebracht ist, wobei erfindungsgemäß a) der Träger eine derart hohe Oberflächenrauigkeit aufweist, dass sie die Oberflächenrauigkeit der ersten Schicht bestimmt und/oder b) das die erste Schicht bereitstellende Material einer Behandlung zum Erhöhen seiner Oberflächenrauigkeit unterzogen wird.
In beiden Alternativen ist das Resultat eine relativ hohe Oberflächenrauigkeit der ersten Schicht und damit eine geeignete Reduzierung der Reflektivität der ersten Schicht. Entweder wird die hohe Oberflächenrauigkeit der ersten Schicht durch den Träger bestimmt und alternativ oder zusätzlich wird die hohe
Oberflächenrauigkeit der ersten Schicht auch noch gezielt an dieser
hervorgerufen.
Bevorzugt wird im Falle a) eines Trägers mit hoher Oberflächenrauigkeit eine Lackschicht aufgebracht, wobei durch den Lack die Unebenheiten des Trägers ausgeglichen werden, sodass der Mehrschichtkörper nicht so milchig trüb erscheint wie der Träger alleine gesehen. Der Brechungsindex der Lackschicht sollte hierbei um höchstens 0,2, bevorzugt höchstens 0,1 von dem
Brechungsindex des Trägers abweichen.
Der Träger kann bereits geeignet ausgewählt sein, bei einer bevorzugten Ausführungsform wird aber der Träger einer Behandlung zum Erhöhen seiner Oberflächenrauigkeit unterzogen, insbesondere durch mechanisches Bürsten, Kalandrieren mit rauen Walzen, durch lonenstrahlbehandlung und/oder
Plasmabehandlung.
Bei einer Variante wird die Oberfläche des Trägers mikro- oder nanostrukturiert oder auf den Träger wird eine Zusatzschicht aufgebracht, die mikro- oder nanostrukturiert wird, bevor das elektrisch leitfähige Material für die erste Schicht aufgebracht wird.
Ein solches Strukturieren kann thermomechanisch oder durch Prägen und Einsatz von Ultraviolettstrahlung erfolgen, alternativ oder zusätzlich kann die Zusatzschicht aufgesprüht werden, durch einen Tintenstrahldruck oder ein sonstiges Druckverfahren (mit kieselgelgefülltem Lack) aufgebracht werden, und weiter alternativ oder zusätzlich kann die Zusatzschicht zunächst in zumindest einem Teilbereich ganzflächig aufgebracht werden und sodann unter Einsatz von Fotolack strukturiert werden (Negativätzen oder Positivätzen).
Was die Behandlung der ersten Schicht angeht, so kann diese chemisch, durch Laser und/oder mechanisch, letzteres insbesondere durch Reiben, Schmirgeln und/oder Bürsten erfolgen.
Die entsprechende Behandlung des die erste Schicht bereitstellendes Materials kann vor einer Strukturierung zur Ausbildung der elektrisch leitfähigen Elemente erfolgen, aber auch anschließend, nach dieser Strukturierung. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers der genannten Gattung bereitgestellt, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente durch Metall in der ersten Schicht bereitgestellt sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass a) eine Oberfläche eines Metalls für die erste Schicht chemisch behandelt wird, damit sie dunkler erscheint und/oder Licht stärker streut, und/oder dass b) eine weitere Schicht über und/oder unter der ersten Schicht vorgesehen wird, die dunkler erscheint und/oder Licht stärker streut als das Metall der ersten Schicht.
Durch die chemische Behandlung der Oberfläche des Metalls bzw. durch die weitere Schicht wird dafür gesorgt, dass die Reflektivität des Metalls vermindert wird. Bei einer ersten Variante dieser Ausführungsform wird das Metall für die erste Schicht einer chemischen Behandlung, insbesondere einer Redoxreaktion unterzogen.
Es kann entweder der Reaktand für die Redoxreaktion von außen zugeführt werden, was Vorteile haben kann, um die Dosierung optimal zu gestalten.
Alternativ kann bei dem Verfahren das Metall auf eine Unterschicht aufgebracht werden, die ein Reaktand für die Redoxreaktion bereits umfasst. Dieser Reaktand gelangt dann von der Unterschicht her zur zur Unterschicht weisenden Oberfläche des Metalls. Dieser Vorgang kann gefördert werden, insbesondere kann durch Wärmeeinwirkung die Freigabe des Reaktanden aus der Unterschicht bewirkt werden, genauso kann auch ein vorbestimmter Zeitraum abgewartet werden.
In der Ausführungsform des Bereitstellens einer weiteren Schicht kann diese gemäß einer ersten Variante durch Beschichten, Drucken, Rakeln und/oder Schleudern aufgebracht werden und diese Verfahren sind besonders effizient. Es kann gefördert werden, dass sich die weitere Schicht selektiv auf dem Metall absetzt, indem insbesondere a) ein Material für die weitere Schicht gewählt wird, welches aufgrund einer selektiven chemischen Reaktion an der
Oberfläche des Metalls der ersten Schicht haftet, und/oder b) die weitere Schicht durch feste Partikel bereitgestellt wird, die an dem Metall haften, ggf. unter Förderung des Haftverhaltens, und/oder c) ein Träger für die erste Schicht (auf den diese aufgebracht wird) das Metall für die erste Schicht und das Material für die weitere Schicht so aufeinander abgestimmt sind, dass ein Adhäsionsverhaltens des Trägers dafür sorgt, dass das Material für die weitere Schicht nicht an ihm haftet und ein Adhäsionsverhalten des Metalls dafür sorgt, dass das Material für die weitere Schicht an ihm haftet, wobei hier
vorzugsweise das Material des Trägers und/oder eine Mikro- oder Nanostruktur auf seiner Oberfläche das Adhäsionsverhalten bestimmt, und/oder
d) das Metall für die elektrisch leitfähigen Elemente auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der das Material für die weitere Schicht schmilzt, und/oder e) Fotolack für eine Strukturierung eingesetzt wird.
All diese bevorzugten Varianten des Förderns des Sich-Absetzens der weiteren Schicht auf dem Metall haben zur Folge, dass die weitere Schicht in einer der Metall struktur entsprechenden Form in dem Mehrschichtkörper vorgesehen ist. Durch die Metallstrukturierung kann somit auch die Strukturierung der weiteren Schicht vorgegeben sein.
In den genannten Varianten kann die weitere Schicht vor einem Strukturieren der Metallschicht aufgebracht werden und gemeinsam mit dieser strukturiert werden. Besonders effizient ist es, wenn die weitere Schicht in Form von Fotolack zum Strukturieren bereitgestellt wird (der farbig ist und daher dunkler erscheint bzw. das Licht stärker streut als das Metall), und wenn weiter der Fotolack nach dem Strukturieren auf dem Metall belassen wird.
Alternativ ist es möglich, dass die weitere Schicht nach einem Strukturieren der Metallschicht aufgebracht wird. Auch hier kann Fotolack verwendet werden, um die weitere Schicht bereitzustellen, wobei der Fotolack dann zumindest bereichsweise unterbrechungsfrei, also vollflächig aufgebracht wird, dann aber durch die strukturierte Metallschicht belichtet wird und in den belichteten Bereichen entfernt wird. Auch hier verbleibt der Fotolack auf dem Metall, aber der Fotolack wird nicht selbst zum Strukturieren verwendet, sondern umgekehrt wird die Metallschicht für das Strukturieren des Fotolacks im Register zur Metallschicht verwendet.
Bei einer alternativen Variante der bevorzugten Ausführungsform umfasst die (zumindest eine) weitere Schicht eine Farbschicht, die vor dem Metall der ersten Schicht auf einem Träger aufgebracht und strukturiert wird, und wobei das Metall dann nur auf die strukturierten Teile der Farbschicht aufgebracht wird. Beispielsweise ist es möglich, mittels eines Laserdruckverfahrens dunkle Schichten mit einer definierten Struktur zu drucken und anschließend über ein Transferverfahren Metall selektiv auf diese dunkle Schicht zu übertragen und so die elektrisch leitfähigen Elemente (etwa in Form von Leiterbahnen) zu erzeugen. Hier ist ggf. der Einsatz weiterer Transferschichten erforderlich, und es kann beispielsweise ein Thermotransferverfahren oder ein
Kaltprägeverfahren eingesetzt werden.
In einer Variante des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform wird die (zumindest eine) weitere Schicht durch ein Halbleitermaterial bereitgestellt, das insbesondere Zinkoxid oder aluminiumdotiertes Zinkoxid umfasst. Ferner kann zwischen dem Aufbringen der weiteren Schicht und dem
Aufbringen des Metalls für die erste Schicht eine Zwischenschicht aufgebracht werden. (Entweder wird hierbei die weitere Schicht zuerst aufgebracht, dann die Zwischenschicht und dann das Metall, oder umgekehrt wird zuerst das Metall aufgebracht dann die Zwischenschicht und dann die weitere Schicht.) Durch die Zwischenschicht wird die weitere Schicht von dem Metall beabstandet. Dies kann z. B. aus chemischen Gründen vorteilhaft sein, wenn die weitere Schicht ein Metalloxid umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers mit einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen bereitgestellt, wobei diese leitfähigen Elemente vorliegend durch Silber bereitgestellt sind, und sich in einer Draufsicht gesehen in einer
Erstreckungsschicht über eine Breite im Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken, wobei erfindungsgemäß das Silber zusammen mit Öl, insbesondere Paraffinol oder Silikonöl, verdampft wird und bewirkt wird, dass es sich auf einem Träger ablagert. Durch die Beigabe eines Öls zum zu verdampfenden Material kommt es zu einer
Schwarzfärbung der resultierenden Silberschicht, ohne dass deren elektrische Eigenschaften nachteilig beeinflusst werden.
In einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen bereitgestellt, wobei diese elektrisch leitfähigen Elemente durch elektrisch leitfähiges Material in einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich zumindest in einer Erstreckungsrichtung über eine Breite im Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken, wobei erfindungsgemäß auf einen Träger eine
Maskenschicht mit lichtundurchlässigen und lichtdurchlässigen Bereichen aufgebracht wird und entweder a) auf die Maskenschicht eine Fotolackschicht aufgebracht wird und auf diese eine Metallschicht oder b) auf die
Maskenschicht eine Metallschicht aufgebracht wird und auf diese eine
Fotolackschicht, und wobei ferner der Fotolack durch die Maskenschicht hindurch belichtet wird und i) in den belichteten oder ggf. auch ii) in den unbelichteten Bereichen entfernt wird. Durch das Vorsehen der Maskenschicht als Teil des Mehrschichtkörpers selbst kann für eine besonders präzise Strukturierung der elektrisch leitfähigen Elemente gesorgt werden. Ein lichtundurchlässiger Bereich verbleibt unter der strukturierten Metallschicht und sorgt dafür, dass die Reflektivität der
Metallschicht vermindert ist im Vergleich zu einer glatten Metallschicht ohne die Maskenschicht darunter.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können miteinander kombiniert werden, denn in Teilbereichen des Mehrschichtkörpers kann die eine Maßnahme vorgesehen sein, in anderen Teilbereichen die andere Maßnahme. So ist bevorzugt vorgesehen ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers, dass gleichzeitig die Merkmale nach einem der Ansprüche aus zweien der Gruppen umfasst, von denen die erste Gruppe die Ansprüche 34 bis 41 und die zweite Gruppe die Ansprüche 42 bis 55 und die dritte Gruppe den Anspruch 56 und die vierte Gruppe den Anspruch 57 umfasst.
Bei sämtlichen erfindungsgemäßen Verfahren wird der Mehrschichtkörper bevorzugt als Ganzes auf ein Substrat übertragen, wobei die zuletzt
bereitgestellte Schicht an das Substrat angrenzt. Auf diese Weise kann durch ein Transferverfahren eine Umkehrung der Reihenfolge der Schichten für den Betrachter erfolgen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben, in der
Fig. 1A bis Fig. 1 E zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem ersten Aspekt der
Erfindung anhand von Schnittbildern
durch einen Mehrschichtkörper 1 dienen, zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß
einem zweiten Aspekt der Erfindung anhand von Schnittbildern eines Mehrschichtkörpers 2 dienen,
Fig. 3A bis Fig. 3C zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem dritten Aspekt der
Erfindung anhand von Schnittbildern eines
Mehrschichtkörpers 3 dienen,
Fig. 4A bis Fig. 4B zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem vierten Aspekt der
Erfindung anhand von Schnittbildern eines
Mehrschichtkörpers 4 dienen,
Fig. 5A bis Fig. 5B zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung anhand von Schnittbildern eines
Mehrschichtkörpers 5 dienen,
Fig. 6A bis Fig. 6E zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung anhand von Schnittbildern eines Mehrschichtkörpers 6 dienen,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Mehrschichtkörper 7 gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung zeigt,
Fig. 8 einen Schnitt durch einen Mehrschichtkörper 8 gemäß einem achten Aspekt der Erfindung zeigt, Fig. 9A bis Fig. 9F zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung anhand von Schnittbildern eines Mehrschichtkörpers 9 dienen, Fig. 10A bis 10G zur Erläuterung der einzelnen Schritte eines
Verfahrens gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung anhand von Schnittbildern eines Mehrschichtkörpers 10 dienen, und Fig. 1 1A bis 1 1 C zur Erläuterung von möglichen
Oberflächenstrukturen dienen. Vorliegend soll, beispielsweise für eine Tastfeldvorrichtung, eine Mehrzahl von Leiterbahnen aus elektrisch leitfähigem Material auf einem Substrat
bereitgestellt werden, wobei die Leiterbahnen eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη aufweisen sollen. Die Leiterbahnen sind somit für das bloße menschliche Auge nicht sichtbar, sondern tragen lediglich etwas zur Verringerung der Durchsichtigkeit der Vorrichtung insgesamt bei. Hier werden nun Maßnahme vorgestellt, wie verhindert werden kann, dass die Leiterbahnen in übermäßigem Maße Licht im Spiegelreflex zurückreflektieren, sodass die Vorrichtung einen leichten Glanz erhalten würde; vielmehr wird dieser Glanz unterdrückt. Wenn in dieser
Anmeldung von einer oberen und einer unteren Schicht gesprochen wird, so bezieht sich das auf die Anordnung der Tastfeldvorrichtung: Die obere Schicht weist zu einer Betrachterseite hin, die untere Schicht von einer Betrachterseite weg. Es ist aber nicht unbedingt notwendig, dass die Schichten bei der
Herstellung in der Reihenfolge von unten nach oben hergestellt werden.
Vielmehr kann durch einen Transferverfahren dafür gesorgt sein, dass die Schichten auch genau in umgekehrter Weise, als sie später angeordnet sind, bereitgestellt werden. Eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines
Mehrschichtkörpers 1 beginnt mit der Bereitstellung eines transparenten
Substrats 10. Dieses Substrat wird in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt, etwa durch mechanisches Bürsten, Kalandrieren mit rauen Walzen,
lonenstrahlbehandlung, Plasmabehandlung oder chemisches Anätzen (etwa mit Trichloressigsäure), mit einer Oberflächenrauigkeit versehen, sodass sich die in Fig. 1 B gezeichnete Situation ergibt und das Substrat 10 zum Substrat 10r („rau") wird. Gegebenenfalls kann auch das Substrat (1 Or) zum Beginn des Verfahrens unmittelbar bereitgestellt werden. Auf das Substrat 10r wird nun eine Metallschicht vollflächig aufgebracht und anschließend durch bekannte Demetallisierungsverfahren, z.B. Ätzen oder Waschen, strukturiert, d.h.
flächenbereichsweise entfernt, sodass sich die elektrischen Leiterbahnen ergeben, siehe die in Fig. 1 C auf dem Substrat 10r gezeigten Metallinseln 1 11. Die Metallinseln 1 11 befinden sich aufgrund des Strukturierens in ersten Zonen des Mehrschichtkörpers 1 , die Zwischenräume zwischen ihnen in zweiten Zonen des Mehrschichtkörpers 1 .
Das Metall wird beispielsweise durch Aufdampfen oder Aufsputtern
aufgebracht, und dann spiegelt sich die Oberflächenrauigkeit des Substrats 10r in einer entsprechenden Oberflächenrauigkeit in der Metallschicht 1 11 mit den Inseln wieder.
Die Rauigkeit der Metallschicht 1 1 ist definiert durch eine mittlere Strukturtiefe aus dem Bereich von 10nm bis 10μηη, vorzugsweise 20nm bis 2μηη, weiter bevorzugt 30nm bis 500nm, weiter bevorzugt 80nm bis 200nm.
Bei dieser Oberflächenrauigkeit wird einfallendes Licht gestreut bzw. absorbiert und jedenfalls nicht glatt zurückreflektiert, sodass Reflexionen wirksam unterbunden sind. Optional kann das Verfahren nach dem zu Fig. 1 C führenden Schritt fortgeführt werden, indem eine Lackschicht 12 (Fig. 1 D) aufgebracht wird, die denselben Brechungsindex wie das Substrat 10r aufweist, sodass die Oberfläche des Substrats 10r, die in Bereichen 10f aufgrund der Strukturierung der Metallschicht 1 1 noch frei ist, die Transparenz nicht beeinträchtigt.
Die bei dem Substrat 10r vorgesehene Rauigkeit kann rein zufällig sein, es kann jedoch, wie in Fig. 1 1 A gezeigt, eine regelmäßige Blaze-Gitter-Struktur 1 10b auf dem Trägersubstrat 1 10 vorgesehen sein; es kann, wie in Fig. 1 1 B gezeigt, eine statistische Mattstruktur 1 10s, z.B. einer Mattstruktur mit stochastisch verteilten Reliefstrukturen, vorgesehen sein auf dem Substrat 1 10'; und es kann, wie in Fig. 1 1 C, eine Oberflächenstruktur 1 10m vorgesehen sein, die den Mottenaugeneffekt zeigt, bei dem Substrat 1 10".
Die bei dem Substrat 10r vorgesehene Rauhigkeit kann insbesondere aufgrund einer nanoporösen Oberflächenstruktur mit Unter- oder Hinterschneidungen und Kavitäten bereitgestellt sein. Auch solche nanoporösen
Oberflächenstrukturen können durch physikalische Verfahren, wie z. B:
Plasmabehandlungen, oder auch durch chemische Verfahren, wie
Anätzen/Aufrauen durch Trichloressigsäure-Behandlungen erzeugt werden.
Fig. 1 E zeigt eine solche Oberfläche des Substrats 10r in einem Beispielfall; hierbei ist der Ausschnitt IE aus Fig. 1 D vergrößert in Fig. 1 E dargestellt. Eine Kavität 10k ist vorliegend durch den Lack 12 ausgefüllt, eine Hinterschneidung
10h ebenfalls von dem Lack 12 erreicht worden. Bei der Wahl des Lacks für die
Lackschicht 12 ist darauf zu achten, dass seine Viskosität (Zähigkeit) und sein
Trocknungsverhalten so gewählt sind, dass ein gutes Auffüllen der Täler,
Kavitäten 10k und Hinterschneidungen 10h während des
Verarbeitungsvorgangs gewährleistet ist. Zu zähflüssige Lacke würden beispielsweise nur in unzureichendem Maße in die Hohlräume eindringen und diese nicht ausfüllen.
Außer der Ausführungsform, dass der Lack im Wesentlichen denselben
Brechungsindex wie das Substrat 10r aufweist (nämlich sich höchstens um 0,2 bzw. bevorzugt höchstens um 0,1 in seinem Brechungsindex von diesem unterscheidet) kann auch vorgesehen sein, dass der Brechungsindex des Lacks zwischen dem des Substrats 10r und dem der umgebenden Luft liegt. In diesem Falle erfolgt die Änderung im Brechungsindex zwischen Luft und Substrat 10r zweistufig und damit kontinuierlicher. Dies bedingt eine zusätzliche Antireflexwirkung. Es ist jedoch zu beachten, dass mit zunehmendem
Unterschied zwischen den Brechungsindizes von Lack und Substrat 10r auch der so genannte Haze-Wert zunimmt. Je nach Vorgabe für den maximal tolerierbaren Haze-Wert lässt sich jedoch durch geeignete Wahl des
Brechungsindexes des Lacks die Reflektivität minimieren.
Im Falle eines nanoporösen Substrats 10r empfiehlt es sich, die Metallschicht 1 11 in einer Dicke von wenigstens 10Onm, bevorzugt 150nm, aber üblicherweise weniger als 200nm auszubilden. Der gewünschte dunkle Eindruck der
Metallschicht 1 11 ergibt sich aufgrund von Vielfachreflexionen des einfallenden Lichts an der stark zerklüfteten und metallüberzogenen Oberfläche. Bei sehr kleinen Dimensionen in den Strukturen von weniger als 100nm ist aufgrund der Metallbelegung davon auszugehen, dass auch plasmonische Effekte erheblich zu einer verstärkten Absorption elektromagnetischer Strahlung beitragen.
Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge in Größenordnung der metallischen Strukturen führt hierbei zur Anregung von quantisierten
Schwingungen des Elektronengases des Metalls gegenüber den stationären Atomrümpfen. Die Anregung solcher Plasmonen stellt einen sehr effektiven
Absorptionsmechanismus für sichtbares Licht dar, wobei insbesondere im Falle selbstähnlicher metallischer Strukturen die in den Plasmaschwingungen vorliegende Energie besonders gut dissipiert wird. Neben der ausreichenden Dicke der Metallschicht 1 11 sollte auch gewährleistet sein, dass die Breite der einzelnen Inseln in der Metallschicht wesentlich größer ist als die einzelnen Strukturelemente in der Nanostruktur. Bei lateralen
Abmessungen von 50nm bis 100nm einer statistischen Nanostruktur und einer mittleren Strukturtiefe aus dem Bereich von 50nm bis 1 μιτι ist es
wünschenswert, wenn die metallischen Inseln 1 11 eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη aufweist, damit für eine durchgehende Leitfähigkeit in der Metallschicht 1 11 gesorgt ist, auch wenn der Metallfilm lokal immer wieder durch Nanostrukturen in den stark zerfurchten Oberflächen unterbrochen ist.
Die Oberflächenrauigkeit kann dem Substrat 10r bzw. 1 10, 1 10', 1 10" unmittelbar verliehen werden, sie kann aber auch einer gesonderten Schicht aufgeprägt werden, die auf das Substrat 10, 1 10, 1 10', 1 10" aufgebracht ist, wie durch die gestrichelte Linie L veranschaulicht.
In Abwandlung des anhand der Fig. 1A bis 1 E beschriebenen Verfahrens kann auch auf einen Träger 20 mit ebener Oberfläche eine Metallschicht 21 zumindest in Teilbereichen vollflächig aufgebracht werden, wie in Fig. 2A gezeigt, und dann kann zur Situation gemäß Fig. 2B übergegangen werden, bei der die Metallschicht 21 abermals eine größere Oberflächenrauigkeit gemäß den oben genannten Zahlenwerten aufweist. Die Behandlung der Oberfläche der Metallschicht kann durch Ätzen des Metalls mittels Säure, durch
Laserstrukturierung der Oberfläche oder durch eine mechanische
Oberflächenbehandlung, insbesondere Reiben, Schmirgeln, Bürsten, etc.
erfolgen. Nach der Oberflächenbehandlung wird die Situation gemäß Fig. 2C hergestellt, also die Schicht 21 strukturiert, sodass sich die Leiterbahnelemente 211 ergeben.
In Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 2A bis Fig. 2C kann
vorgesehen sein, dass bei derselben Ausgangslage wie bei Fig. 2A mit einer Metallschicht 31 auf einem Träger 30 zunächst die Metallschicht 31 strukturiert wird, sodass sich die Leiterbahnelemente 311 ergeben, und sodann wird die Oberflächenbehandlung der Metallschicht 31 durchgeführt, sodass
anschließend die Leiterbahnelemente 311 eine raue Oberfläche aufweisen, wie in Fig. 3C, sodass sich die in Fig. 2C gezeigte Situation ergibt.
Anstatt die Oberfläche der Metallschicht aufzurauen, um so dafür zu sorgen, dass die Reflektivität vermindert wird, kann auch ein neben dem Metall bereitgestelltes weiteres Material dafür sorgen, dass die Reflektivität vermindert wird.
So wird bei einer vierten Ausführungsform, gezeigt in den Fig. 4A, 4B, eines Verfahrens zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers 4 auf einen Träger 40 zunächst eine Metallschicht aufgebracht und sodann strukturiert, sodass sich die Leiterbahnen 411 ergeben, und nachfolgend wird die Oberfläche dieser Leiterbahnen 411 einer Redoxreaktion unterzogen, sodass ein Teil der
Metallschicht der Leiterbahn 411 eine neue Schicht 43 bildet. Beispielsweise kann das Metall oxidiert werden, damit als Schicht 43 eine Oxidschicht resultiert; genauso kann, wenn das Metall aus Silber oder Kupfer besteht, ein Sulfid aus diesem Material hergestellt werden (also Silberoxid bzw. Kupferoxid), das Metall kann chromatiert werden, und schließlich kann Aluminium als
Material für die Leiterbahn 411 eloxiert werden.
Die so gebildete Schicht 43 ist stärker streuend bzw. dunkler als die darunter liegende Metallstruktur.
Alternativ zur chemischen Bearbeitung der Metallschicht kann auf die
Metallschicht auch eine weitere Schicht einfach aufgebracht werden. Dies ist anhand der Fig. 5A und 5B veranschaulicht: Auf einem Träger 50 befinden sich Leiterbahnen 511 und auf diese wird eine weitere Schicht 54 aufgebracht, z. B. mittels herkömmlichen
Beschichtungsverfahren, mittels Druckens, Rakelns, Schleudern, etc. Für die weitere Schicht 54 wird insbesondere eine dunkle Farbe gewählt.
Das Substrat 50 und das Metall 511 weisen z. B. eine unterschiedliche
Benetzbarkeit auf, wobei das Benetzungsverhalten eines die Schicht 54 bereitstellenden Farblacks so gewählt ist, dass dieser ausschließlich auf den Leiterbahnen 511 gut haftet. Ein Farblack zur Bereitstellung der Schicht 54 kann auch aufgrund einer selektiven chemischen Reaktion mit der Metalloberfläche auf den Leiterbahnen haften. Statt einer flüssigen Farbe, welche durch
Trocknen aushärtet, können auch feste Farbpartikel auf die Leiterbahnen 511 aufgebracht werden, welche auf den Leiterbahnen 511 haften und ggf.
zusätzlich prozessiert werden, um die Anhaftung zu verbessern, wie z. B. unter Temperaturbeaufschlagung. Auch ist ein Aufbringen in Analogie zur
Xerographie bzw. ein Laserdruckverfahren denkbar, also die selektive elektrostatische Abscheidung von dunkelfarbigen Tonerpartikeln auf
Oberflächen.
Die Schicht 54 kann auch mittels eines Thermotransferprinzips selektiv auf die Leiterbahnen 511 aufgebracht werden, z. B. können die Leiterbahnen durch eine Lampe selektiv aufgeheizt werden, wobei sich aufgeschmolzenes farbgebendes Material bevorzugt auf den heißen Leiterbahnen 511 ablagert.
Zur Verbesserung der Haftung des Farblacks kann auch durch Nano- oder Mikrostrukturierung von Oberflächen des Metalls 511 bzw. des Trägers 50 das Benetzungsverhalten von deren Oberflächen variiert werden und so die selektive Anlagerung des zu verdruckenden Materials gesteuert werden.
Schließlich ist auch eine Strukturierung unter Einsatz von Fotolack
(Positivätzen, Negativätzen, Waschverfahren, etc.) möglich.
Die Rollen von Farbschicht 54 und Leiterbahnen 511 könnten auch vertauscht werden (nicht dargestellt, indem zunächst die Farbschicht auf einen Träger aufgebracht strukturiert wird und anschließend Leiterbahnen nur an solchen Stellen aufgebaut werden, welche mit der Farbschicht bedruckt sind).
Beispielsweise ist es möglich, mittels eines Laserdruckverfahrens Schichten aus dunkler Farbe mit einer definierten Struktur zu drucken und anschließend unter Einsatz eines Transferverfahrens Metall selektiv auf diese Schichten zu übertragen und so Leiterbahnen zu erzeugen.
Anstatt einer reinen Farbschicht kann die Schicht 54 auch eine
Halbleiterschicht, z. B. aus Zinkoxid oder aluminiumdotierten Zinkoxid sein, die z. B. mittels Sputtern aufgebracht wird. Genauso gut kann die Schicht 54 auch ein anderes Metall sein, z. B. bei
Leiterbahnen 511 aus Silber, Chrom, welches aufgedampft oder aufgesputtert wird.
Bei einer auf die Leiterbahnen aufgebrachten Schicht kann es sich auch um eine dunkelfarbige Fotolackschicht handeln. Hier kann man die
fotoempfindlichen Eigenschaften des Fotolacks bei der Herstellung des Mehrschichtkörpers nutzen, wie anhand der Fig. 6A bis 6E deutlich wird: Auf einem Substrat 60 befinden sich Leiterbahnen 611. Dies ist in Fig. 6A gezeigt. Auf diese Gesamtheit wird nun, wie in Fig. 6B zu sehen, eine Schicht 65 aus dunkelfarbigem Fotolack aufgebracht. Vermittels einer Lampe LP (Fig. 6C) wird nun die Fotolackschicht 65 durch die Seite des Substrats 60 hindurch belichtet, sodass die Leiterbahnen 611 als Schattenwerfer dienen. Wie in der Fig. 6D zu sehen, sind Bereiche oberhalb der Leiterbahnen 611, die Bereiche 65f nicht belichtet, wohingegen die Bereiche 65bl belichtet sind. Entfernt man nun den belichteten Fotolack 65bl, verbleiben auf dem Substrat 60 die Leiterbahnen 611 mit den Bereichen 65f des Fotolacks darauf in Form von Inseln. Man erhält somit im Wesentlichen dieselbe Situation wie in Fig. 5B, wobei die Schicht 54 in Form einer Fotolackschicht bereitgestellt ist. Eine dunkle Schicht muss nicht zwangsläufig in der Schichtenfolge auf die Metallschicht folgen. So kann, wie in Fig. 7 gezeigt, auf einem Träger 70 eine Mehrzahl von Leiterbahnen 711 vorgesehen sein, auf diesen dann eine
Zwischenschicht 76 und auf der Zwischenschicht 76 kann die zusätzliche Schicht 74 vorgesehen sein.
Die abdunkelnde Schicht kann auch unterhalb der Metallschicht vorgesehen sein, wie dies beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist:
Auf einem Träger 80 befindet sich eine Farbschicht 84, auf dieser eine
Zwischenschicht 86, und auf dieser dann die Leiterbahnen 811. Wird nun von der Richtung R her auf den so aufgebauten Mehrschichtkörper geblickt und wird dieser von der Richtung S her beleuchtet, verhindert die Farbschicht 84 sogenannte Geisterbilder: Denn ohne die Farbschicht 84 könnten Reflexionen an der Rückseite der Metallschicht und deren erneute Reflexion z. B an
Grenzflächen des Substrats zu einem unerwünschten optischen Eindruck auch in Vorwärtsrichtung führen. Eine zusätzliche Schicht 84b kann sich noch optional auf der Metallschicht 811 befinden und so unerwünschte Reflexionen von Auflicht verhindern. Beispielsweise kann die Schicht 84b in Form einer Oxidschicht als Barriereschicht auch vor Umwelteinflüssen (Oxidation, Wasser, UV-Strahlung) schützen.
Bei einer neunten Ausführungsform, gezeigt in den Fig. 9A bis 9F, eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 9 wird auf ein Substrat 90 zunächst eine Maskenschicht 97 aufgebracht, die lichtdurchlässige Bereiche 97ld und lichtundurchlässige Bereiche 97lu aufweist, vergleiche Fig. 9B.
Wie in Fig. 9B gezeigt, wird auf diese Maskenschicht 97 ein Fotolack 95 aufgebracht, sodass sich die in Fig. 9C gezeigte Situation ergibt, und auf den Fotolack 95 wird im nächsten Schritt zur Herstellung der in Fig. 9D gezeigten Situation eine Metallschicht 91 aufgebracht.
Der Schichtenaufbau gemäß Fig. 9D wird nun gemäß den Pfeilen mit der Lampe LP von unten belichtet, sodass sich in der Schicht des Fotolacks belichtete Bereiche 95bl und unbelichtete Bereiche 95u ergeben.
Der belichtete Fotolack 95bl kann nun im Rahmen eines Lift-Off-Verfahrens abgetragen werden, z. B. durch eine einfache Waschlösung oder ein
chemisches Mittel, sodass die in Fig. 9F dargestellte Situation erzeugt wird: Auf den lichtundurchlässigen Bereichen 97lu befinden sich die Inseln 95u aus Fotolack und darauf Inseln 911, die die gewünschten Leiterbahnen bilden. Hier bewirkt die Maskenschicht 95, bzw. ihre lichtundurchlässigen Bereiche 97lu, dass die Leiterbahnen 911 nicht übermäßig stark reflektierend wirken. Die Maskenschicht 97 hat also eine Doppelfunktion, denn einerseits hat sie eine Rolle bei der Herstellung des Mehrschichtkörpers und andererseits eine Rolle in dem fertigen Mehrschichtkörper 9.
In Abwandlung des neunten Verfahrens zur Herstellung eines
Mehrschichtkörpers 9 kann ein Verfahren zum Herstellen eines
Mehrschichtkörpers 10 durchgeführt werden, das nachfolgend anhand der Fig. 10A bis 10F beschrieben wird:
Ein Substrat 100 wird mit einer Schicht 107 als Maskenschicht versehen, die lichtdurchlässige Bereiche 107ld und lichtundurchlässige Bereiche 107lu aufweist. Anders als beim neunten Verfahren wird bei diesem zehnten
Verfahren nun zunächst eine Metallschicht 101 auf die Schicht 107 aufgebracht, sodass die in Fig. 10C gezeigte Situation entsteht, und erst anschließend wird zur Erzeugung der in Fig. 10D gezeigten Situation auf die Metallschicht 101 eine vollständige Fotolackschicht 105 aufgebracht. Wird nun gemäß den Pfeilen mittels der Lampe LP von unten beleuchtet, so wirkt die Maskenschicht 107 als Maske, das Licht durchdringt aber ebenfalls die Metallschicht 101 , sodass der Fotolack in Bereichen 105bl belichtet ist und in Bereichen 105u unbelichtet ist, die im Schatten der lichtundurchlässigen Bereiche 107lu liegen. (Die
Metallschicht kann hierfür z. B. aus Silber bestehen und 100nm dick sein.) Diese in Fig. 10E gezeigte Situation geht über in die in Fig. 10F gezeigte
Situation, wenn der belichtete Fotolack abgetragen wird und sodann ein
Ätzschritt durchgeführt wird. Auch hier erhält man inselförmige Leiterbahnen, wobei anders als bei Fig. 9F der Fotolack 105u oberhalb der Leiterbahn 1011 befindlich ist und nicht unterhalb.
Auf den Fotolack kommt es vorliegend aber gar nicht an, weil durch die lichtundurchlässigen Bereiche 107lu dafür gesorgt ist, dass die Leiterbahnen nicht unangenehm reflektierend wirken.
Die genannten zehn erfindungsgemäßen Verfahren können auch miteinander verknüpft werden, beispielsweise kann in einem Bereich auf dem
Mehrschichtkörper ein erster Schichtenaufbau vorgesehen sein und in einem zweiten Bereich ein zweiter Schichtenaufbau. Für jeden Schichtenaufbau können dann unterschiedliche Herstellungsverfahren eingesetzt werden.
Vorliegend war davon die Rede, dass die elektrischen Leiterbahnen aus Metall bestehen. Dieses Metall kann insbesondere Silber, Gold, Kupfer, Chrom oder Aluminium sein. Alternativ können Legierungen dieser Metalle vorgesehen sein.
Auch nicht-metallische, jedoch elektrisch leitfähige Leiterbahnen, etwa aus einem dotierten Halbleitermaterial, können vorgesehen werden. Mit Ausnahme des die Redoxreaktion des Metalls beinhaltetem Verfahrens können alle anderen Verfahren auch mit diesem Halbleitermaterial durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen (111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811, 911, 1011), die durch elektrisch leitfähiges Material in ersten Zonen zumindest einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich in zumindest einer Erstreckungsrichtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1μηη und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
dass aufgrund einer bei der Herstellung getroffenen Maßnahme betreffend die Ausbildung der ersten Schicht und/oder eine Bereitstellung und/oder geeignete Ausbildung einer von der ersten Schicht verschiedenen Schicht (10r, 43, 54, 65, 84, 86, 84b, 97, 107) der Anteil an von elektrisch leitfähigen Elementen (111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811, 911) reflektiertem Licht kleiner ist, als er es ohne die Maßnahme wäre.
Mehrschichtkörper (1, 1', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen (111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811, 911, 1011), die durch elektrisch leitfähiges Material in ersten Zonen in zumindest einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich in zumindest einer Erstreckungsrichtung über eine Breite von aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Reflexionsgrad von sichtbarem Licht mit Wellenlängen aus dem Bereich von 400nm bis 800nm an den elektrisch leitfähigen Elementen im Spiegelreflex
(a) kleiner als 75%, bevorzugt kleiner als 50%, besonders bevorzugt kleiner als 25% ist und/oder
(b) einen Unterschied von höchstens 50%, bevorzugt höchstens 20% zum Reflexionsgrad des Mehrschichtkörpers in zweiten Zonen ohne elektrisch leitfähiges Material außerhalb der ersten Zonen im Spiegelreflex aufweist.
Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schicht (111, 211, 311) eine Oberflächenreliefstruktur mit einer mittleren Strukturtiefe aus dem Bereich von 10nm bis ΙΟΟμηη, vorzugsweise von 20nm bis 10μηη, besonders bevorzugt von 30nm bis 200nm, ganz besonders bevorzugt von 80nm bis 120nm aufweist.
Mehrschichtkörper (1 , 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht auf einem Träger (1 Or) angeordnet ist, der auf einer der ersten Schicht zugewandten Seite eine erste Oberflachenreliefstruktur mit einer derart großen Strukturtiefe aufweist, dass die erste Schicht auf der dem Träger abgewandten Oberseite eine zweite, durchgeformte Oberflächenreliefstruktur mit einer Strukturtiefe aufweist, welche durch die
Strukturtiefe der ersten Oberflächenreliefstruktur bestimmt ist,
insbesondere mindestens 10% dieser Strukturtiefe aufweist.
Mehrschichtkörper (1') nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
eine Lackschicht (12) auf dem Träger (1 Or) zumindest in von den ersten Zonen verschiedenen Bereichen zwischen den leitfähigen Elementen (111), wobei der Brechungsindex der Lackschicht (12) um höchstens 0,2 und bevorzugt bis 0,1 von dem Brechungsindex des Trägers (1 Or) abweicht.
Mehrschichtkörper (1 , 1 ') nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger mehrschichtig ist und ein Substrat aufweist, auf dem eine Replizierlackschicht angeordnet ist, in die die erste
Oberflächenreliefstruktur abgeformt ist.
Mehrschichtkörper (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenreliefstruktur oder die erste Oberflächenreliefstruktur zumindest bereichsweise als eine Mattstruktur (110s), eine regelmäßige Struktur, insbesondere ein Gitter (110b) oder eine refraktive Struktur ausgebildet ist. Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schicht (111, 211, 311) eine Oberflachenreliefstruktur mit Korrelationslängen und/oder lateralen Ausdehnungen in einem Bereich von zwischen 50nm und 150μηη, vorzugsweise von zwischen 50nm und 5μηη aufweist.
Mehrschichtkörper (1 , 1', 2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schicht eine Schichtdicke von zwischen 20nm und 1 aufweist.
Mehrschichtkörper (1 , 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Oberflachenreliefstruktur, die zumindest bereichsweise in die erste Schicht (111) abgeformt ist, das einfallende Licht durch Beugung, Streuung und/oder Reflexion aus dem Spiegelreflex ablenkt.
Mehrschichtkörper (1 , 1') nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflachenreliefstruktur in der ersten Schicht (111) zumindest bereichsweise als Mattstruktur, insbesondere mit Korrelationslängen von zwischen 1 μιτι und 100 μιτι ausgebildet ist.
12. Mehrschichtkörper (1 , 1 ') nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenreliefstruktur in der ersten Schicht (111) zumindest bereichsweise als diffraktive Struktur, insbesondere als Hologramm und/oder Kinegram ® ausgebildet ist.
13. Mehrschichtkörper (1 , 1 ') nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenreliefstruktur in der ersten Schicht (111) zumindest bereichsweise als eine Mottenaugenstruktur ausgebildet ist, die insbesondere als ein Kreuz- und/oder Lineargitter mit einer Gitterperiode aus dem Bereich von 100nm bis 400nm und/oder einer mittleren
Strukturtiefe aus dem Bereich von 40nm bis 10μηη ausgebildet ist.
14. Mehrschichtkörper (1 , 1 ') nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflächenreliefstruktur eine Mattstruktur /110s) mit
vorzugsweise stochastisch verteilten Reliefstrukturen und/oder stochastisch gewählten Reliefparametern ist, die insbesondere als eine statistische Struktur mit lateralen Abmessungen von 50nm bis 400nm und einer mittleren Strukturtiefe aus dem Bereich von 40nm bis 10μηη ausgebildet ist.
15. Mehrschichtkörper (4) nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitfähige Material der ersten Schicht Metall umfasst, und dass auf der ersten Schicht (411) eine nicht-metallische Verbindung (43) dieses Metalls (411) angeordnet ist.
16. Mehrschichtkörper (4) nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch ein Metalloxid (43) auf dem Metall (411) der ersten Schicht.
Mehrschichtkörper (4) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall (411) Silber oder Kupfer umfasst, und dass Metallsulfid auf dem Metall der ersten Schicht (411) angeordnet ist.
Mehrschichtkörper (4) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall der ersten Schicht (411) chromatiert ist.
Mehrschichtkörper (4) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall der ersten Schicht (411) Aluminium umfasst, welches eloxiert ist.
20. Mehrschichtkörper (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch,
zumindest eine Metallschicht (54) auf der ersten Schicht (511).
21. Mehrschichtkörper (5) nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitfähige Metall der ersten Schicht (511) Silber umfasst und die Metallschicht (54) darauf Chrom umfasst.
22. Mehrschichtkörper (5, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine farbige Schicht (54, 65f) auf oder unter der ersten Schicht (511, 611).
Mehrschichtkörper (5, 6) nach Anspruch 22,
gekennzeichnet durch,
durch einen Träger (50), auf dem die erste Schicht (511) angeordnet ist, und an dem aufgrund seiner chemischen Eigenschaften und/oder seiner Oberflächenstruktur und/oder einer strukturierten Schicht auf zwischen dem Träger und der ersten Schicht ein die farbige Schicht bereitstellendes Material schlechter haftet als an der ersten Schicht.
Mehrschichtkörper (6) nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die farbige Schicht (65f) Fotolack umfasst.
Mehrschichtkörper (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Halbleiterschicht (54) auf oder unter der ersten Schicht.
Mehrschichtkörper (5) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halbleiterschicht (54) aus anorganischem Material besteht, vorzugsweise aus Zinkoxid oder aluminiumdotiertem Zinkoxid.
27. Mehrschichtkörper (5) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halbleiterschicht (54) aus organischem Material Mehrschichtkörper (7, 8) nach einem der Ansprüche 15 bis 27,
gekennzeichnet durch
eine Zwischenschicht (76, 68) zwischen der ersten Schicht (711, 811) und der farbigen Schicht (74, 84) bzw. Halbleiterschicht (74, 84) bzw. der Schicht aus einer nicht-metallischen Verbindung bzw. der weiteren
Metallschicht (74, 84).
Mehrschichtkörper (9, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass unter der ersten Schicht (91 , 101) eine bereichsweise
lichtundurchlässige (97lu, 107lu) und bereichsweise lichtdurchlässige (97ld, 107ld) Schicht (97, 107) angeordnet ist, die vorzugsweise als Gelatineschicht mit Silber und Silberoxidpartikeln oder Schicht aus Tinte bereitgestellt ist.
Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) nach einem der
Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitfähige Material zumindest eines aus der Gruppe von Silber, Gold, Kupfer, Chrom, Aluminium, einer Legierung von zumindest zweien der vorgenannten Materialien und dotiertem
Halbleitermaterial umfasst.
Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) nach einem der
Ansprüche 1 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrisch leitfähigen Elemente (111, 211, 311, 411, 511, 611,711, 811, 911, 1011) in Form von Leiterbahnen bereitgestellt sind, die linear, gebogen, punktförmig und/oder gerastert sind.
32. Anzeigeeinrichtung und/oder Tastfeldvorrichtung mit einem
Mehrschichtkörper (1, 1', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) nach Anspruch 31.
33. Glasscheibe mit einem Mehrschichtkörper (1 , 1 ', 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) nach Anspruch 31 zur Bereitstellung einer Heizdrahtfunktionalität.
34. Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers (1, 1', 2, 3) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen (111, 211, 311), die durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest einer Schicht bereitgestellt sind und sich in einer Draufsicht gesehen in zumindest eine
Erstreckungsrichtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von 5μηη und 25μηη erstrecken, wobei das elektrisch leitfähige Material auf einem Träger (1 Or, 20, 30) aufgebracht wird,
d ad u rch geken nze ich net,
dass a) der Träger (10r) eine derart hohe Oberflächenrauigkeit aufweist, dass diese sich durchformt und die Oberflächenrauigkeit der ersten
Schicht (111) bestimmt, und/oder dass b) das die erste Schicht
bereitstellende Material (21,31) einer Behandlung zum Erhöhen seiner
Oberflächenrauigkeit unterzogen wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dad u rch g eken nzeich n et, dass auf den Träger (1 Or) eine Lackschicht (12) aufgebracht wird, deren Brechungsindex um höchstens 0,2 und bevorzugt bis 0,1 von dem
Brechungsindex des Trägers (1 Or) abweicht. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (10) einer Behandlung zum Erhöhen seiner
Oberflachenrauigkeit unterzogen wird, insbesondere durch mechanisches Bürsten, Kalandrieren, lonenstrahlbehandlung und/oder
Plasmabehandlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche des Trägers mikro- oder nanostrukturiert wird oder auf den Träger eine Zusatzschicht aufgebracht wird, die mikro- oder nanostrukturiert wird, bevor das elektrisch leitfähige Material für die erste Schicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
dass a) das Strukturieren als thermisches Prägen oder durch Prägen unter Einsatz von Ultraviolettstrahlung erfolgt und/oder dass b) die
Zusatzschicht aufgesprüht wird, durch einen Tintenstrahldruck und/oder ein sonstiges Druckverfahren aufgebracht wird, und/oder dass c) die Zusatzschicht zunächst zumindest in einem Teilbereich ganzflächig aufgebracht wird und sodann unter Einsatz von Fotolack strukturiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 38,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schicht chemisch, durch Laser und/oder mechanisch, insbesondere durch Reiben, Schmirgeln und/oder Bürsten behandelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Behandlung des die erste Schicht (21) bereitstellenden
Materials vor einer Strukturierung der elektrisch leitfähigen Elemente (21f) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Behandlung des die erste Schicht (31) bereitstellende Materials nach einer Strukturierung zur Ausbildung der elektrisch leitfähigen
Elemente (311) erfolgt.
Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers (4, 5, 6, 7, 8) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen (411, 511, 611, 711, 811), die durch Metall in zumindest einer ersten Schicht bereitgestellt sind und sich in einer Draufsicht gesehen in zumindest eine Erstreckungsrichtung über eine Breite aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
dass a) eine Oberfläche des Metalls (411) für die erste Schicht chemisch behandelt wird, damit sie dunkler erscheint und/oder das Licht stärker streut, und/oder dass b) eine weitere Schicht (54, 65f, 74, 84) über und/oder unter der ersten Schicht vorgesehen wird, die dunkler erscheint und/oder Licht stärker streut als das Metall der ersten Schicht (511, 611, 711, 81).
Verfahren nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, dass das Metall (411) einer Redoxreaktion unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Reaktand für die Redoxreaktion von außen zugeführt wird
Verfahren nach Anspruch 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Metall auf einer Unterschicht aufgebracht wird, die einen Reaktanden für die Redoxreaktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Wärmeeinwirkung und/oder Abwarten über einen
vorbestimmten Zeitraum hinweg die Freigabe des Reaktanden aus der Unterschicht bewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 46,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schicht (54) durch Beschichten, Drucken, Rakel und/oder Schleudern aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 47,
dadurch gekennzeichnet,
dass gefördert wird, dass sich die weitere Schicht (54) selektiv auf dem Metall (511) absetzt, indem insbesondere
a) ein Material für die weitere Schicht (54) gewählt wird, das aufgrund einer selektiven chemischen Reaktion an der Oberfläche des Metalls der ersten Schicht haftet und/oder
b) die weitere Schicht durch feste Partikel bereitgestellt wird, die an dem Metall haften, ggf. unter Förderung des Haftverhaltens und/oder c) ein Träger (50) für die erste Schicht (511), auf den diese aufgebracht wird, das Metall für die erste Schicht (511) und das Material für die weitere Schicht (54) so aufeinander abgestimmt sind, dass ein
Adhäsionsverhaltens des Trägers dafür sorgt, dass das Material für die weitere Schicht (54) nicht an ihm haftet, und dass ein Adhäsionsverhalten des Metalls dafür sorgt, dass das Material für die weitere Schicht (54) an ihm haftet, wobei vorzugsweise das Material des Trägers (50) und/oder eine Mikro- oder Nanostruktur auf seiner Oberfläche das
Adhäsionsverhalten bestimmt, und/oder
d) das Metall für die elektrisch leitfähigen Elemente (511) auf eine
Temperatur aufgeheizt wird, bei der das Material für die weitere Schicht schmilzt und/oder
e) Fotolack für eine Strukturierung eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 48,
d ad u rch geken nze ich net,
dass die weitere Schicht vor einem Strukturieren der Metallschicht aufgebracht wird und gemeinsam mit dieser strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 49,
d ad u rch geken nze ich net,
dass die weitere Schicht in Form von Fotolack zum Strukturieren bereitgestellt wird und der Fotolack auf dem Metall belassen wird.
51. Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 48,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schicht nach einem Strukturieren der Metallschicht aufgebracht wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schicht in Form von Fotolack (65f) bereitgestellt wird, der zumindest bereichsweise vollflächig aufgebracht wird, durch die
strukturierte Metallschicht belichtet wird und in dem belichtetem Bereich
(65f) entfernt wird.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 48,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schicht eine Farbschicht umfasst, die vor dem Metall für die erste Schicht auf einem Träger aufgebracht und strukturiert wird, und wobei das Metall nur auf die strukturierten Teile aufgebracht wird.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schicht (54) durch ein Halbleitermaterial bereitgestellt wird, welches insbesondere Zinkoxid oder aluminiumdotiertes Zinkoxid umfasst. 55. Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 54,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Aufbringen der weiteren Schicht (74, 84) und dem Aufbringen des Metalls (711, 811) für die erste Schicht eine Zwischenschicht (76, 86) aufgebracht wird.
Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers mit einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, die durch Silber bereitgestellt sind und sich in einer Draufsicht gesehen in einer Erstreckungsrichtung über eine Breite im Bereich von zwischen 1μηη und 40μηη, bevorzugt 5μηη und 25μηη erstrecken,
d ad u rch geken nze ich net,
dass das Silber zusammen mit Öl, insbesondere Paraffinol oder Silikonöl, verdampft wird und bewirkt wird, dass es sich auf einem Träger ablagert.
Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers (9, 10) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen (911, 1011), die durch elektrisch leitfähiges Material in zumindest einer ersten Schicht bereitgestellt sind und in einer Draufsicht gesehen sich in zumindest einer Erstreckungsrichtung über eine Breite im Bereich von zwischen 1 μιτι und 40μηη, bevorzugt von zwischen 5μηη und 25μηη erstrecken,
d ad u rch geken nze ich net,
dass auf einen Träger (90, 100) eine Maskenschicht (97, 107) mit lichtundurchlässigen Bereichen (97lu, 107lu) und lichtdurchlässigen Bereichen (97ld, 107ld) aufgebracht wird, und dass entweder a) auf die Maskenschicht (97) eine Fotolackschicht (95) aufgebracht wird und auf diese eine Metallschicht (91) oder b) auf die Maskenschicht (107) eine Metallschicht (101) aufgebracht wird und auf dieser eine Fotolackschicht (105), und dass ferner der Fotolack durch die Maskenschicht hindurch belichtet wird und in den belichteten Bereichen entfernt wird. Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers, das gleichzeitig die Merkmale nach jeweils einem der Ansprüche aus zweien von Gruppen von Ansprüchen umfasst, wobei eine erste Gruppe von Ansprüche die Ansprüche 34 bis 41 umfasst, eine zweite Gruppe von Ansprüchen 42 bis 55 umfasst, eine dritte Gruppe von Ansprüchen den Anspruch 56 umfasst und eine vierte Gruppe von Ansprüchen den Anspruch 57 umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 58,
d ad u rch geken nze ich net,
dass ein Mehrschichtkörper als Ganzes auf ein Trägersubstrat übertragen wird, wobei die zuletzt bereitgestellte Schicht an das Trägersubstrat angrenzt.
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