Способ получения прозрачных проводящих покрытий

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Новиков Владимир Прокофьевич Стецик Алла Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Способ получения прозрачного проводящего покрытия, включающий приготовление суспензии металлических наночастиц в воде, нанесение суспензии на поверхность подложки, нагревание подложки до испарения воды и отжиг при температуре, обеспечивающей спекание частиц порошка в монолит, отличающийся тем, что в суспензию добавляют стабилизатор пены, в частности, стеарат натрия, а перед нанесением на поверхность подложки суспензию вспенивают до получения устойчивой пены. Изобретение относится к электронике и электротехнике и может быть использовано везде, где необходимо сочетание оптической прозрачности и электропроводности вдоль поверхности структуры. Прозрачные проводящие покрытия, выполненные в виде прово 12856 1 2010.02.28 дящих сеточек, могут использоваться для защиты от радиочастотного излучения в плазменных или электролучевых дисплеях, электродах солнечных элементов, фотодатчиках и т.д. Известен способ получения проводящих покрытий, основанный на применении метода фотолитографии 1. Способ включает в себя нанесение на стеклянную подложку металлической пленки методом напыления, нанесение на поверхность металла слоя фоторезста (светочувствительного полимера), экспонирование фоторезиста через фотошаблон, растворение не засвеченного полимера и травление полученного на фольге рисунка кислотой. Недостатком данного способа является сложность и многостадийность изготовления и связанная с этим высокая стоимость изделия, а так же экологическая опасность такой технологии. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения прозрачных проводящих покрытий, предназначенных для экранировки высокочастотного излучения плазменных дисплеев 2. Способ включает в себя приготовление суспензии проводящего материала (серебра),распределение суспензии ровным слоем на поверхности плоской подложки (в данном случае стеклянной поверхности защитного экрана), нагревание подложки до испарения растворителя и отжиг при температуре, обеспечивающей спекание частичек порошка в монолит. Недостатком способа является низкая воспроизводимость и сильная неоднородность ячеек сетки по размеру и форме вдоль поверхности подложки. Задачей изобретения является повысить воспроизводимость процесса и уменьшить неоднородность ячеек сетки по размеру и форме вдоль поверхности подложки. Для выполнения поставленной задачи в известном способе получения прозрачного проводящего покрытия, включающем приготовление суспензии металлических наночастиц в воде, нанесение суспензии на поверхность подложки, нагревание подложки до испарения воды и отжиг при температуре, обеспечивающей спекание частиц порошка в монолит в состав суспензии добавляют стабилизатор пены, в частности, стеарат натрия, а перед нанесением на поверхность подложки суспензию вспенивают до получения устойчивой пены. Новым, по мнению авторов, является то, что в состав суспензии добавляют стабилизатор пены, в частности, стеарат натрия, а перед нанесением на поверхность подложки суспензию вспенивают до получения устойчивой пены. Описанный в прототипе способ создания прозрачных проводящих покрытий основан на следующем. При высыхании суспензии происходит агрегация частиц металла. В результате агрегации возникают структуры, представляющие собой дорожки из металлического порошка. Данные структуры затем подвергают термообработке при температуре выше температуры спекания порошка, образующего суспензию. Дорожки из порошка спекаются в монолитные проводники. Характеристики структуры получаемой способом,описанным в прототипе, сильно зависят от большого количества параметров вязкости суспензии, толщины нанесенного слоя, скорости высушивания и других. Чувствительность структуры к параметрам технологи обусловлена отсутствием шаблона, определяющего геометрическую структуру сетки. На рисунках изображены фиг. 1. Структура прозрачного проводящего покрытия, полученного по методу прототипа. фиг. 2 Схема формирования дорожек в заявленном способе из проводящих частичек,оседающих вдоль перегородок ячеистой структуры пены. фиг. 3 Структуры прозрачного проводящего покрытия, полученного заявленным способом. Сущность изобретения. 2 12856 1 2010.02.28 В заявленном изобретении роль шаблона, определяющего геометрические параметры структуры покрытия, играет структура пены. Частицы металла втягиваются стенками пены и под действием силы тяжести концентрируются по линиям пересечения стенок пены и подложки. Термообработка приводит к испарению жидкости из суспензии и фиксации частиц металла на подложке. Известно, что пена имеет ячеистую структуру, а линии пересечения ячеек пены с подложкой образуют сеть, состоящую из многогранников. Таким образом, пену, нанесенную тонким слоем на подложку, можно использовать в качестве своеобразного шаблона, задающего структуру металлической сетки. Пример конкретного выполнения. В стакан емкостью 200 мл наливали 150 мл воды, добавляли 10 г стеарата натрия, 1 мл эмульсии поливинилацетата, 10 г стабилизированной эмульсии серебра с размером частиц 50-100 . Полученную суспензию вспенивали при помощи миксера или путем борботажа воздуха через пористую насадку с размерами пор около 30 мкм. Полученную пену распределяли на стеклянной подложке равномерным слоем. Оптимальный результат дает слой, не превышающий по толщине удвоенный размер ячейки пены. Подложку с нанесенной на нее вспененной суспензией нагревают до 150-250 С до полного испарения воды и высыхания органических компонент. После завершения этой операции на поверхности стекла формируется сетка, образованная дорожками из частичек серебра. Средний размер ячейки такой сетки составляет 100 мкм, а ширина дорожки - 2 мкм. Дальнейшее нагревание полученной структуры до температуры 500-600 С приводит к спеканию частиц серебра в металлическую структуру. Отличительные признаки данного изобретения являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта добавление стабилизатора пены для формирования устойчивой пены. Вспенивание суспензии необходимо для достижения воспроизводимости характеристик и однородности структуры проводящей сетки, поскольку стенки ячеек пены выполняют роль шаблона структуры в данном способе. Преимуществом заявленного изобретения по сравнению с известным решениями является возможность получения однородных по структуре покрытий и низкая чувствительность характеристик покрытия к вариациям технологических параметров ее получения. Используемые источники 1.У. Микролитография, перевод с английского. - М., 1990. 2. Патент США /2006/135735 /2006/022456. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4