WO2022073632A1 - Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben - Google Patents

Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben Download PDF

Info

Publication number
WO2022073632A1
WO2022073632A1 PCT/EP2021/025355 EP2021025355W WO2022073632A1 WO 2022073632 A1 WO2022073632 A1 WO 2022073632A1 EP 2021025355 W EP2021025355 W EP 2021025355W WO 2022073632 A1 WO2022073632 A1 WO 2022073632A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transparent
conductive film
layer
conductive
full
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/025355
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph HUNGER
Kerstin GOTTSCHLING
Daniel Lenssen
Original Assignee
Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh filed Critical Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh
Priority to US18/030,423 priority Critical patent/US20230374651A1/en
Priority to CN202180068250.7A priority patent/CN116368176A/zh
Priority to EP21782636.1A priority patent/EP4225837A1/de
Publication of WO2022073632A1 publication Critical patent/WO2022073632A1/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/06Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/044Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Definitions

  • the invention relates to a transparent, conductive film and uses thereof.
  • Transparent, conductive films that are suitable, for example, for equipping the windshield of a vehicle have been described in the prior art, see, for example, EP 2764996 B1, EP 2284134 B1 and WO 2016/192858 A1.
  • a transparent, conductive film is produced on the basis of a multi-stage process in which a washable coating is first applied to a transparent carrier substrate and, when it dries, forms numerous cracks in the form of a dense, cohesive network. This is followed by metal sputtering, followed by removal of the cracked, washable coating in a washing step.
  • the product obtained is such that it has a transparent, conductive metallization in the form of a densely meshed, coherent network above the carrier substrate.
  • Transparent, conductive film comprising a transparent substrate, on the main surface of which a conductive metallization in the form of a densely meshed, coherent network with a large number of openings of different geometric shape is formed, the transparent, conductive film additionally having is provided with a full-surface, transparent, IR-radiation reflecting layer.
  • Transparent, conductive film according to paragraph 1 wherein the full-area, transparent, IR radiation-reflecting layer is arranged between the transparent substrate and the conductive metallization in the form of a densely meshed, coherent network.
  • Transparent, conductive film according to paragraph 1 wherein the full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer is arranged on the side of the transparent substrate opposite the conductive metallization in the form of a dense-meshed, cohesive net.
  • ITO indium tin oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • GZO Gallium-doped zinc oxide
  • Transparent, conductive film according to one of paragraphs 1 to 10, wherein the transparent, conductive film has two separate, full-surface, transparent, IR radiation-reflecting layers, each on the top and on the bottom of the conductive Metallization are arranged in the form of a dense, cohesive network.
  • the present invention is based on the technology known from WO 2016/192858 A1 for the fine structuring of metallizations, on the basis of which electrical devices, e.g. films for use in the windshield of a vehicle, can be provided.
  • the technology includes the use of a crack-forming coating, preferably a dispersion or solution of a polymer.
  • the crack-forming coating is applied to the transparent substrate, e.g. by means of printing, so that a thin film is produced which forms cracks in the form of a dense-meshed, coherent network during drying. This is followed by metal sputtering, followed by removal of the cracked, washable coating in a washing step.
  • the product obtained is such that it has, above the transparent substrate, a transparent, conductive metallization in the form of a close-meshed, coherent network.
  • the present invention is based on the finding that an IR-reflecting function of a transparent, conductive film based on a metal network can be achieved by additionally providing the film with a full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer. This is done in particular by means of a thin vapor-deposited and therefore optically transparent metal layer, by optically transparent metal oxides such as indium tin oxide (ITO), aluminum-doped zinc oxide (AZO) or gallium-doped zinc oxide (GZO), or by a combination of a thin metal layer and metal oxide layer.
  • ITO indium tin oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • GZO gallium-doped zinc oxide
  • a transparent, conductive film based on a metal network is provided with an electrically conductive, full-area, transparent layer that reflects IR radiation, a particularly advantageous electrical conductivity of the metal network can be achieved.
  • the electrically conductive, full-surface, transparent layer ensures full-surface conductivity, while the metal network as the backbone ensures low surface resistance.
  • Such a film is of particular advantage for various applications, for example with regard to the provision of transparent, conductive electrodes for organic photovoltaics and light-emitting diodes, as well as smart windows based on electrochromic and liquid-crystalline materials.
  • a uniform substrate is advantageous in order to ensure that crack formation is always the same.
  • An electrically conductive, full-surface, transparent layer offers just such a uniform substrate, because crack formation is not always the same when different substrates are used, so that the formulation of the crack template would have to be adapted for the respective specific substrate.
  • An additional advantage can be achieved in that, in the case of special, full-area, transparent layers, a neutral color impression with low reflection can be brought about. In this way, the visually disturbing, reddish color impression of the metal can be avoided, particularly in the case of copper-based metal networks.
  • the production of the products according to the invention can be carried out in a technically simple manner because the additional layers can be applied over the entire area above and/or below the metal network.
  • the full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer is arranged between the transparent substrate and the conductive metallization in the form of a close-meshed, cohesive network.
  • the conductive metallization is arranged in the form of a close-meshed, cohesive network between the transparent substrate and the full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer.
  • the full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer is arranged on the side of the transparent substrate opposite the conductive metallization in the form of a densely meshed, cohesive net.
  • the full-area, transparent, IR-radiation-reflecting layer is electrically conductive
  • a transparent, conductive film with particularly high electrical conductivity can be achieved in that the conductive metallization in the form of a dense, cohesive network and the electrically conductive, full-area , transparent, IR radiation-reflecting layer are electrically conductively connected to each other.
  • the conductive metallization is embedded in an electrically insulating filling material in the form of a densely meshed, coherent network.
  • a metal layer or a metal oxide layer in particular indium tin oxide (ITO) or aluminum-doped zinc oxide (AZO) or gallium-doped zinc oxide (GZO), or a combination of a metal layer and a metal oxide layer.
  • ITO indium tin oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • GZO gallium-doped zinc oxide
  • the metal is preferably selected from the group consisting of aluminum, chromium, silver and an alloy comprising one or more of the above elements.
  • a material selected from the group consisting of a metal or an alloy, preferably chromium, aluminum, nickel, iron, silicon, titanium or a combination of two or more, is particularly suitable for achieving the advantageous effect of reducing the visual perceptibility of the metallic network of the above-mentioned elements, a metal oxide layer, preferably chromium oxide or a metal oxide layer based on copper oxide or a substoichiometric aluminum oxide, an antireflective thin-layer structure with in particular the layer sequence metal/dielectric/metal (e.g. a Cu/SiCb/Cr structure) or the layer sequence
  • dielectric/ metal/ dielectric/ metal e.g. a SiCh/Cr/SiCh/ Al structure, a SiCL/ Cr/SiCb/ Cu structure or a SiCb/ Al/SiCL/ Cu structure
  • black chrome ie black passivated chrome
  • black nickel ie black passivated nickel
  • a metal sulfide layer an overprint based on a colored lacquer or a pigmented lacquer, an overprint formed by a nanostructuring or moth's eye structure antireflection layer and a combination of two or more of the above elements.
  • Antireflective thin film structures are known in the art, see for example Sang-Hwan Cho et al., Journal of the Korean Physical Society, Vol. 2 Aug 2009, 501-507.
  • Thin-film elements with a multi-layer structure with a dark-appearing nanostructured area (so-called
  • An antireflection layer formed by nanostructuring is based in particular on a metal, e.g. Cu, a metal oxide, a nitride, a polymer or on a dielectric.
  • the structure according to the invention can also be provided with a transparent coating that levels the layer structure, e.g. a UV-curing or heat-curing primer lacquer.
  • the product thus obtained can then be provided with an adhesive layer, which is arranged, for example, on the side of the transparent substrate opposite the layer structure.
  • the adhesive layer can alternatively be placed over the transparent leveling coating.
  • a heat-seal lacquer for example, is suitable as an adhesive layer.
  • the adhesive layer used e.g. a heat-sealing lacquer, can be identical to the transparent coating used for leveling the layer structure.
  • the transparent substrate is in particular a glass substrate or a plastic film, eg a polyethylene terephthalate (PET) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the conductive metallization is preferably chosen from a copper, gold, aluminum or silver layer.
  • the production of the products according to the invention is based on the production described in WO 2016/192858 A1.
  • a dispersion more preferably a colloidal dispersion, is preferably used as the crack-forming coating.
  • Particularly suitable are e.g conducting electrode based on highly interconnected Cu wire network", J. Mater. Chem. C, 2014, Volume 2, pages 2089-2094. See also the document US 10626279 B2.
  • the crack-forming coating on a solution present The polymer solution is applied to the substrate, e.g. by printing, so that a thin polymer film is produced. The thin polymer film forms cracks during drying.
  • the line widths that can be achieved at the end of the manufacturing process are in the range from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, with the lines usually being so fine that they can only be recognized as lines when a magnifying glass is used.
  • the human eye does not resolve the individual lines on the surface, but you can see one in reflected light (or reflection) as well as in transmitted light (or transmission). Difference compared to the untreated or bare film. Because the fine lines form an irregular, connected network, unwanted diffraction effects can be minimized.
  • the reflectance or the light transmittance can be adjusted in a suitable manner.
  • the method of removing the cracked coating is advantageously by dissolving with a suitable solvent.
  • the solvent is expediently selected in coordination with the coating.
  • the following solvents can be used: methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methoxypropyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylene chloride, chloroform, toluene, xylene, methanol, ethanol, 2-propanol.
  • acetals or mixtures of the aforementioned solvents can be used.
  • the crack-forming coating can also be detached by infiltration.
  • aqueous solutions mixtures of solvents and water, optionally with surfactants, optionally with defoamers and other additives.
  • the detachment or dissolution of the cracked coating can also be assisted by spray nozzles or else mechanically by brushes, rollers or by felts.
  • the metallization according to the invention in the form of a densely-meshed, cohesive network exhibits an electrical conductivity and an optical transmission which is comparable to a full-area ITO layer.
  • the fine metallic lines can be used in combination with conventional embossing lacquers, conventional primer compositions and conventional heat-sealing lacquers and act as a reflector.
  • Another aspect of the present invention is the use of the transparent, conductive film, e.g. as a heating film, in particular in the windshield of a vehicle, in other windows or in the glazing of buildings, and for coupling in electricity without visible leads, e.g. for use in EED films, in Solar cells, in smart glass applications, in OEEDs or in touch panels.
  • FIG. 1 shows a transparent, conductive film according to a first exemplary embodiment in plan view
  • FIG. 2 shows the transparent, conductive film according to the first exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 3 shows a transparent, conductive film according to a second exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 4 shows a transparent, conductive film according to a third exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 5 shows a transparent, conductive film according to a fourth exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 6 shows a transparent, conductive film according to a fifth exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 7 shows a transparent, conductive film according to a sixth exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 8 shows a transparent, conductive film according to a seventh exemplary embodiment in a cross-sectional view
  • FIG. 9 shows a transparent, conductive film according to an eighth exemplary embodiment in a cross-sectional view.
  • FIG. 1 illustrates a transparent, conductive film 1 according to a first exemplary embodiment in a plan view.
  • a transparent, conductive, copper-based metallization can be seen in the form of a densely meshed, coherent network.
  • FIG. 2 shows the transparent conductive film 1 according to the first embodiment in a cross-sectional view (along the dashed line A-A′ shown in FIG. 1).
  • the film 1 is based on a transparent substrate 2, in the present case a polyethylene terephthalate (PET) film, which is provided with a full-surface, IR-reflecting layer 3 made of indium tin oxide (ITO) with a thickness in a range from 50 nm to 300 nm .
  • ITO indium tin oxide
  • Above the full-area, IR-reflecting layer is a copper-based metallization 4 in the form of a dense, cohesive network.
  • the metallization 4 is produced in accordance with WO 2016/192858 A1 known methods.
  • the IR-reflecting layer 3 is first provided with a crack-forming coating, which is based, for example, on dispersions of SiCh nanoparticles or of acrylic resin nanoparticles.
  • the crack-forming coating is preferably applied by printing, for example by means of gravure printing, flexographic printing or by means of an inkjet process. When drying, the crack-forming coating develops numerous cracks in the form of a dense, coherent network.
  • a conductive Cu layer is vapor-deposited, which is deposited both above the cracked coating and within the cracks in the coating.
  • the cracked coating, including the Cu layers above the coating is then removed in a washing step. Washing is done by dissolving with a suitable solvent, eg methyl acetate.
  • the transparent, conductive film 1 is particularly advantageous as a result of its IR-reflecting function and is suitable, for example, for use in window glass in the automotive sector, in order to prevent the vehicle interior from heating up.
  • FIG. 3 shows a transparent, conductive film 5 according to a second exemplary embodiment in a cross-sectional view.
  • the transparent substrate 2 ie the polyethylene terephthalate (PET) film
  • PET polyethylene terephthalate
  • the IR-reflecting layer 3 is a thin Ag layer with a thickness ⁇ m Range from 1 nm to 20 nm, which, in addition to its IR-reflecting function, also ensures full-surface conductivity.
  • the metal network 4 has a low sheet resistance.
  • the transparent, conductive film 5 is advantageous if an IR-reflecting function is desired, but no direct contact of the IR-reflecting layer with the dense, cohesive network.
  • FIG. 4 shows a transparent, conductive film 6 according to a third exemplary embodiment in a cross-sectional view.
  • the transparent substrate 2 i.e. the polyethylene terephthalate (PET) film
  • PET polyethylene terephthalate
  • the IR-reflecting layer 3 is a thin Ag layer which, in addition to its IR-reflecting function, also ensures full-area conductivity and is also in electrically conductive contact with the metal network 4 .
  • FIG. 5 shows a transparent, conductive film 7 according to a fourth exemplary embodiment in a cross-sectional view.
  • the transparent substrate 2 ie the polyethylene terephthalate (PET) film
  • PET polyethylene terephthalate
  • the IR-reflecting layer 3 is a thin Ag layer which, in addition to its IR-reflecting function, also ensures full-area conductivity.
  • the transparent, conductive film 7 is therefore particularly advantageous for special electronic applications in addition to its IR-reflecting function.
  • Figures 6 to 9 each illustrate a fifth, sixth, seventh and eighth embodiment, in which the transparent, conductive film 9, 12, 13 and 14 each have a first transparent substrate 2, on whose main surface a conductive metallization 4 in the form a densely meshed, cohesive network with a large number of openings of different geometric shapes, and has a second transparent substrate 10, the main surface of which is provided with a full-surface, transparent, IR radiation-reflecting layer 3, the first substrate 2 and the second substrate 10 are connected to one another by means of an adhesive layer 11 .
  • the production of the transparent, conductive film 9, 12, 13, 14 starting from two separate film elements by means of gluing simplifies the manufacturing process and allows the manufacturer freedom of design.
  • the transparent, conductive film 9, 12, 13, 14 in the respective fifth, sixth, seventh and eighth exemplary embodiment is based on the first, second, third and fourth exemplary embodiments described above with regard to the material selection of the components 2, 3 and 4.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine transparente, leitfähige Folie, umfassend ein transparentes Substrat, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, wobei die transparente, leitfähige Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist.

Description

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

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Transparente, leitfähige Folie, umfassend ein transparentes Substrat, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente, leitfähige Folie zusätzlich mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist.
2. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die vollflächige, IR- Strahlung reflektierende Schicht zwischen dem transparenten Substrat und der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet ist.
3. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zwischen dem transparenten Substrat und der vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht angeordnet ist.
4. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 1, wobei die vollflächige, IR- Strahlung reflektierende Schicht auf der der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes gegenüber liegenden Seite des transparenten Substrats angeordnet ist.
5. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig ist.
6. Transparente, leitfähige Folie nach Anspruch 5 mit Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes und die elektrisch leitfähige, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
7. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial eingebettet ist.
8. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die transparente, leitfähige Folie ein erstes transparentes Substrat aufweist, auf dessen Hauptfläche eine leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes mit einer Vielzahl von Öffnungen unterschiedlicher geometrischer Form ausbildet ist, und ein zweites transparentes Substrat aufweist, dessen Hauptfläche mit einer vollflächigen, transparenten, IR-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat mittels einer Klebschicht miteinander verbunden sind.
9. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht eine Metallschicht oder eine Metalloxidschicht, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO) oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO) oder mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), ist oder auf einer Kombination aus einer Metallschicht und einer Metalloxidschicht beruht.
10. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schicht zusätzlich die visuelle Wahrnehmbarkeit der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes verringert und auf einem Material basiert, das von der Gruppe bestehend aus einem Metall oder einer Legierung, vorzugsweise Chrom, Aluminium, Nickel, Eisen, Silicium, Titan oder eine Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente, einer Metalloxidschicht, vorzugsweise Chromoxid oder eine auf Kupferoxid oder auf einem unterstöchiometrischen Aluminiumoxid basierende Metalloxidschicht, einem antireflektierenden Dünnschichtaufbau mit insbesondere der Schichtenfolge Metall/ Dielektrikum/ Metall oder der Schichtenfolge Dielektrikum / Metall / Dielektrikum / Metall, Schwarzchrom, Schwarznickel, einer Metallsulfidschicht, einem auf einem Farblack oder einem Pigmentlack basierenden Überdruck, einer durch eine Nanostrukturierung bzw. Mottenaugenstruktur gebildete Antireflexionsschicht und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
11. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die transparente, leitfähige Folie zwei separate, vollflächige, transparente, IR-Strahlung reflektierende Schichten aufweist, die jeweils auf der Oberseite bzw. auf der Unterseite der leitfähigen Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes angeordnet sind.
12. Transparente, leitfähige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die leitfähige Metallisierung in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes auf Kupfer, Gold, Silber oder Aluminium beruht. - 21 -
13. Verwendung der transparenten, leitfähigen Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für das Ausstatten der Windschutzscheibe oder sonstiger Scheiben eines Fahrzeugs, insbesondere zum Heizen, als elektromagnetische Abschirmung oder als Antenne, des Weiteren als transparente und ggf. flexible Elektrode für Solarzellen oder zur Verwendung in Smart Windows, in Displays oder Touch Panels bzw. Touch Buttons sowie LED- oder OLED- Anwendungen.
PCT/EP2021/025355 2020-10-06 2021-09-21 Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben WO2022073632A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/030,423 US20230374651A1 (en) 2020-10-06 2021-09-21 Transparent conductive film and use of same
CN202180068250.7A CN116368176A (zh) 2020-10-06 2021-09-21 透明的导电薄膜及其应用
EP21782636.1A EP4225837A1 (de) 2020-10-06 2021-09-21 Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020006108.7 2020-10-06
DE102020006108.7A DE102020006108A1 (de) 2020-10-06 2020-10-06 Transparente, leitfähige Folie und Verwendung derselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022073632A1 true WO2022073632A1 (de) 2022-04-14

Family

ID=77998940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/025355 WO2022073632A1 (de) 2020-10-06 2021-09-21 Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230374651A1 (de)
EP (1) EP4225837A1 (de)
CN (1) CN116368176A (de)
DE (1) DE102020006108A1 (de)
WO (1) WO2022073632A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2453269A1 (de) 2010-11-10 2012-05-16 Giesecke&Devrient Dünnschichtelement mit Mehrschichtstruktur
EP2284134B1 (de) 2008-06-13 2012-11-28 LG Chem, Ltd. Erwärmungselement und herstellungsverfahren dafür
EP2764996A1 (de) * 2011-10-05 2014-08-13 FUJI-FILM Corporation Leitfähige folie, berührungsbildschirm und anzeigevorrichtung
WO2016192858A1 (de) 2015-06-05 2016-12-08 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zum herstellen einer elektronischen vorrichtung und daraus erhältliche elektronische vorrichtung
US10626279B2 (en) 2013-03-05 2020-04-21 Jawaharlal Nehru Centre For Advanced Scientific Research Composition, substrates and methods thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2284134B1 (de) 2008-06-13 2012-11-28 LG Chem, Ltd. Erwärmungselement und herstellungsverfahren dafür
EP2453269A1 (de) 2010-11-10 2012-05-16 Giesecke&Devrient Dünnschichtelement mit Mehrschichtstruktur
EP2764996A1 (de) * 2011-10-05 2014-08-13 FUJI-FILM Corporation Leitfähige folie, berührungsbildschirm und anzeigevorrichtung
EP2764996B1 (de) 2011-10-05 2019-04-24 FUJIFILM Corporation Leitfähige folie, berührungsbildschirm und anzeigevorrichtung
US10626279B2 (en) 2013-03-05 2020-04-21 Jawaharlal Nehru Centre For Advanced Scientific Research Composition, substrates and methods thereof
WO2016192858A1 (de) 2015-06-05 2016-12-08 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zum herstellen einer elektronischen vorrichtung und daraus erhältliche elektronische vorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. KIRUTHIKAR. GUPTAK. D. M. RAOS. CHAKRABORTYN. PADMAVATHYG. U. KULKARNI: "Large area solution processed transparent conducting electrode based on highly interconnected Cu wire network", J. MATER. CHEM. C, vol. 2, 2014, pages 2089 - 2094
SANG-HWAN CHO ET AL., JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY, vol. 55, no. 2, August 2009 (2009-08-01), pages 501 - 507

Also Published As

Publication number Publication date
US20230374651A1 (en) 2023-11-23
CN116368176A (zh) 2023-06-30
EP4225837A1 (de) 2023-08-16
DE102020006108A1 (de) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015007238B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung
DE102011003281B4 (de) Nicht ebene/gebogene Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle und Verfahren zur Herstellung derselben
DE2533364A1 (de) Beschichtete scheibe
DE10336041A1 (de) Optisches Schichtsystem mit Antireflexeigenschaften
CN101379224A (zh) 具有狭窄导电带线的光学涂层
WO2016034413A1 (de) Scheibe mit elektrischem heizbereich
DE112008002043T5 (de) Verfahren zur Bereitstellung eines Kontaktes auf der Rückseite einer Solarzelle sowie eine Solarzelle mit Kontakten, bereitgestellt gemäß dem Verfahren
WO2021209433A1 (de) Scheibe mit elektrisch beheizbarem kommunikationsfenster für sensoren und kamerasysteme
WO2022058041A1 (de) Transparente, leitfähige folie, verfahren zum herstellen derselben und verwendung
EP3189707B1 (de) Transparente scheibe mit heizbeschichtung
EP2337090A1 (de) Verfahren zur Herstellung von semitransparenten Photovoltaikmodulen und Photovoltaikmodul
EP4225837A1 (de) Transparente, leitfähige folie und verwendung derselben
WO2010069728A4 (de) Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode
WO2020201170A1 (de) Antennenscheibe
EP3302997B1 (de) Verfahren zum herstellen eines sicherheitselements, daraus erhältliches sicherheitselement, sicherheitspapier und wertdokument
EP4013188A1 (de) Leitfähige folie, verfahren zum herstellen derselben und verwendung
DE102009056128A1 (de) Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule, Dünnschichtsolarmodul und Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenschichtsystems
EP4008027A1 (de) Verfahren zum herstellen einer elektronischen vorrichtung
EP4285421A1 (de) Maskenbelichtungsverfahren, transparente, leitfähige metallisierung und pigment
WO2022258402A1 (de) Scheibe mit muster-förmiger funktionsbeschichtung
EP4288283A1 (de) Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem kamerafenster
WO2022214368A1 (de) Elektronische brücke für mehrere beheizbare kamerafenster
DE202022002922U1 (de) Verbundscheibe mit Heizwiderstandsschicht
WO2022136102A1 (de) Verglasung mit elektrisch beheizbarem kommunikationsfenster für sensoren und kamerasysteme
WO2022167333A1 (de) Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem kamerafenster

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21782636

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021782636

Country of ref document: EP

Effective date: 20230508