[发明专利]银层的热处理方法

说明书

本发明涉及沉积在基材上的银层的热处理。

银层，由于它们的光学性质，特别地反射红外辐射的性质，和/或由于它们的电子传导性质，特别受重视并且用在非常不同的应用中:在窗玻璃中使用的低辐射层或日光控制层，用于加热窗玻璃或散热器的加热层，或电极，例如在基于有机电致发光二极管的装置(OLED装置)中使用的的电极。

OLED是通过使用从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子的复合能(énergie de recombinaison)的电致发光而发射光。它包含有机电致发光材料，或有机电致发光材料的堆叠体，其被两个电极围绕，该电极之一，称为下电极，通常是阳极，由与基材连接的电极组成，和另一电极，称为上电极，通常是阴极，被布置在该有机电致发光体系上。

存在不同的OLED构造：

- 底部发射(英文为“bottom emission”)装置，即具有(半)透明下电极和反射性上电极的装置；

- 顶部发射(英文为“top emission”)装置，即具有(半)透明上电极和反射性下电极的装置；

- 顶和底部发射装置，即具有(半)透明下电极和(半)透明上电极的装置。

OLED装置通常应用在显示屏或照明装置中。该下电极必须具有尽可能最低的电阻，尽可能最高的光学透射，并且是特别光滑的：通常需要最多2 nm，甚至1 nm的RMS粗糙度。作为电极，可以使用导电薄层堆叠体，特别地包含至少一个银层的堆叠体。

银层还经常地在用于改善热舒适度的窗玻璃中进行使用:低辐射性窗玻璃(其限制朝向外界的热损失并因此提高用该窗玻璃装备的建筑物的能量效率)或日光控制窗玻璃(其限制在建筑物的房间内或在机动车辆的客舱中的热量进入)。这些层，例如，位于双层窗玻璃的面2或3上。

无论应用是什么，并且特别地为了防止银的氧化并且减弱它在可见光中的反射性质，该或每个银层通常被嵌入层堆叠体中。该或每个薄银基层可以被设置在两个基于氧化物或氮化物的薄介电层之间(例如由SnO₂或Si₃N₄制成)。用于促进银的润湿和成核的非常薄的层(例如由氧化锌ZnO制成)还可以被设置在该银层下和第二非常薄的层(牺牲层，例如由钛制成)，用于保护该银层(如果随后的层的沉积在氧化性气氛中实施或在引起氧在该堆叠体中的迁移的热处理的情况下)还可以被设置在该银层上。这些层分别地被称为润湿层和阻隔层。堆叠体还可以包含多个银层。

所述银层具有以下特殊性质：当它们为至少部分地结晶的状态时，它们的电阻率和辐射系数得到改善。通常设法最大地提高这些层的结晶度(结晶材料的重量比或体积比)和晶粒的尺寸(或通过X-射线衍射法进行测量的相干衍射区域的尺寸)。

特别地，众所周知，具有高结晶度并因此低的无定形银残留含量的银层具有比主要为无定形银层更低的电阻率和更低的辐射系数以及在可见光中更高的透射。这些层的导电性因此得到改善，低辐射系数也同样。颗粒的尺寸的提高实际上伴随有颗粒接缝的降低，这有利于电荷载体的迁移性。

一种通常在工业规模上用于在玻璃或聚合物基材上沉积薄银层的方法是磁场增强的阴极溅射方法，称为“磁控管”方法。在这种方法中，在强真空中在包含待沉积化学元素(在这种情况下为银)的靶附近产生等离子体。所述等离子体的活性物种，通过轰击该靶，使所述元素脱离，其沉积在基材上，形成希望的薄层。当该层由通过在从靶脱离的元素和在等离子体中包含的气体之间的化学反应产生的材料组成时，这种方法被认为是“反应性的”。这种方法的主要优点在于在同一个作业线上通过依次使基材在不同靶(这通常在同一个装置中)下方行进来沉积很复杂层堆叠体的可能性。

在磁控管方法的工业实施期间，基材保持在环境温度或经受适中的温度上升(低于80℃)，特别当基材的行进速度为高速(这通常是由于经济原因所希望的)时。可以看起来是优点的那些然而在上述层的情况下构成缺点，这是由于所涉及的低温通常不允许足够的晶体生长。非常特别地，具有小厚度的薄层和/或由具有很高熔点的材料组成的层是这种情况。根据这种方法获得的层因此主要地甚至完全地是无定形的或纳米结晶的(晶粒的平均尺寸为纳米等级)，和热处理经证明对于获得希望的结晶度或希望的颗粒尺寸(并因此希望的低电阻)是必要的。

可能的热处理在于在沉积期间，或在沉积结束时，例如在磁控管作业线出口再加热该基材。当该基材的温度接近构成该薄膜的材料的熔点时，结晶是更好的和颗粒的尺寸是更大的。但是最通常，至少200℃或300℃的温度是必要的，这对于有机基材通常是不可能。