SUSTRATO CON UNA CAPA ALTAMENTE CONDUCTORA.

Sustrato, particularmente sustrato transparente con al menos una capa conductora,

particularmente una pista conductora, caracterizado porque sobre el sustrato está aplicada al menos una capa de TiO2 y sobre la capa de TiO2, una capa conductora, siendo la capa conductora una capa de SnO2 : F altamente conductora

Sustrato con una capa altamente conductora.

La invención se refiere a un sustrato con una capa altamente conductora.

Los sustratos con capas conductoras, particularmente sustratos transparentes con capas tales como, por ejemplo, las que se utilizan para elementos de construcción, en las que se utilizan tales capas conductoras como conductos de alimentación o de control para medios luminosos, se han conocido a partir de una pluralidad de solicitudes. Así, por ejemplo, el documento EP 1450416 describe un sustrato transparente con capas conductoras aplicadas sobre el mismo, siendo las capas conductoras en el intervalo de longitud de onda visible transparentes o semitransparentes y estructurables a voluntad. Las capas transparentes sirven como conductos de potencia o de control para al menos un medio luminoso, que está aplicado sobre la superficie del sustrato transparente. Las capas conocidas a partir del documento EP 1450416 A1 para tal disposición son particularmente capas de un óxido metálico, por ejemplo, de ITO.

Es desventajoso en las capas conductoras conocidas a partir del documento EP 1450416 A1 que presentan una alta resistencia, particularmente una resistencia de capas superior a 16, particularmente 20 ohmios/cuadrado.

Las capas con una conductancia baja de este tipo o con alta resistencia tienen la desventaja de que con el consumo de potencia correspondiente, las capas se calientan. Esto conduce a decoloraciones de la capa, lo que particularmente con una pantalla transparente no es deseable, e incluso puede conducir a un desprendimiento de las capas conductoras del sustrato transparente. Particularmente en dispositivos en los que se debe abastecer con corriente una pluralidad de LED, por ejemplo más de 1000 o incluso hasta un millón de LED, tales capas no son adecuadas.

Por ello, es objetivo de la invención especificar un sustrato transparente que evite las desventajas del estado de la técnica, particularmente el desprendimiento de las capas conductoras del sustrato transparente y decoloraciones.

Según la invención, esto se hace mediante un sustrato según la reivindicación 1.

Se prefiere que las capas altamente conductoras presenten un grosor de capa mayor o igual a 150 nm, preferiblemente ≥q 180 nm, de forma particularmente preferible ≥q 280 nm, de forma particularmente preferible ≥q 500 nm, de forma muy particularmente preferible ≥q 550 nm y particularmente ≥q 1000 nm.

Preferiblemente, las capas altamente conductoras presentan según la invención una transmisión en el intervalo visible, particularmente con una longitud de onda de aproximadamente 550 nm, que se encuentra entre el 10% y el 99%, particularmente en el intervalo entre el 70% y el 99%, de forma particularmente preferible en el intervalo del 80% al 99%.

Una conductividad y reflectividades particularmente buenas se alcanzan cuando la capa altamente conductora adicionalmente se recubre con una capa metálica o con varias capas metálicas. Sorprendentemente, tales capas metálicas aplicadas sobre o bajo la capa altamente conductora conducen a una reflectividad aumentada. Se prefiere particularmente que la capa metálica sea un sistema multicapa, por ejemplo un sistema tricapa Cr/Ag/Cr.

La capa metálica aplicada por vaporización de forma adicional tiene preferiblemente un grosor de capa en el intervalo de 2 a 100 nm, preferiblemente entre 5 y 60 nm. Por el contrario, los grosores de capa de las capas altamente conductoras son claramente más gruesos.

Una capa altamente conductora muy particularmente preferida es un sistema de capas altamente conductor, que sobre un sustrato transparente tiene la siguiente estructura:

sustrato transparente/TiO₂/SnO₂ : F,

es decir, que entre el sustrato transparente y la capa de óxido de estaño dotada con flúor se inserta una capa intermedia de TiO₂. Un sistema de este tipo se distingue por una conductividad en el intervalo de 3 a 6•10 ^-4 ohm•cm, particularmente de 5 a 5,5•10 ^-4 ohm•cm (Ω•cm) de la capa de SnO₂ : F. Con un grosor de capa de 550 nm de la capa de SnO₂ : F se obtiene entonces una resistencia superficial R\Box en el intervalo de 5 a 11 ohmios/cuadrado, particularmente de 9 a 10 ohmios/cuadrado (ohmios/\Box) de la capa de SnO₂ : F.

Con un sistema de capas altamente conductivo con la estructura:

sustrato transparente/TiO₂/SnO₂ : F

el grosor de capa se encuentra preferiblemente para la capa de TiO₂ en el intervalo de 5 nm a 50 nm, preferiblemente en el intervalo de 10 nm a 30 nm y el grosor de capa de la capa de SnO₂ : F, en el intervalo de 200 nm a 2000 nm, particularmente en el intervalo de 500 nm a 600 nm. Con un sistema de capas de este tipo se pueden alcanzar conductividades de la capa de SnO₂ : F en el intervalo de 3 a 6•10 ^-4 ohm•cm, particularmente de 5 a 5,5•10 ^-4 ohm•cm (Ω•cm).

La causa de la alta conductividad de este sistema de capas está, entre otras cosas, en que sobre el TiO₂ el sistema de capas de SnO₂ : F crece con una morfología más gruesa. De esto es responsable el TiO₂, que no crece de manera amorfa, como por el ejemplo el SiO₂ sobre el sustrato, sino que se encuentra en forma cristalina con alta probabilidad en la fase anatasa. La aplicación del sistema de capas sobre el sustrato se puede realizar mediante un método de APCVD a temperaturas de más de 500ºC, lo que conduce a una fase anatasa del TiO_2. Mediante la estructura más gruesa de la capa de SnO₂ : F se modifican sus propiedades eléctricas. Particularmente afecta en la capa de SnO₂ : F a la longitud de trayectoria libre intermedia y a la concentración de portadores de carga. Mediante estos efectos se puede conseguir una mejora de la conductividad.

Preferiblemente, las capas altamente conductoras que están aplicadas sobre el sustrato encuentran aplicación en el área de indicadores de gran superficie. Las capas altamente conductoras permiten en indicadores de gran superficie, en los que, por ejemplo, se pueden abastecer hasta 1000 medios luminosos mediante una barra colectora o se conectan hasta 1000 medios luminosos sobre el sustrato transparente con una electrónica de control, la configuración de pistas conductoras muy estrechas, con lo que se puede realizar ópticamente un paquete de diodos luminosos particularmente denso sin que las pistas conductoras se calienten excesivamente.

Aparte de una utilización de las capas altamente conductoras para el control de consumidores, por ejemplo, diodos luminosos, emisores de diodos luminosos o altavoces, se pueden emplear las capas altamente conductoras también como capas transmisoras de señal.

Un sustrato transparente con una capa altamente conductora de este tipo se puede emplear entonces también como vidrio transmisor de señal, particularmente en el área de la técnica de sensores. Por ejemplo, sería posible entonces realizar un vidrio conmutable sobre la superficie de vidrio, tal como por ejemplo un teclado de vidrio.

Se prefiere particularmente la utilización de las capas altamente conductoras como pistas conductoras a un medio luminoso, por ejemplo en el área de la pantalla de gran superficie de más de 10 m², preferiblemente de más de 100 m², particularmente de más de 1000 m² de superficie de indicador. Son preferibles en una pantalla de gran superficie de este tipo los medios luminosos, diodos luminosos, por ejemplo los denominados diodos luminosos RGB o chips de diodo luminoso RGB, adecuados para proyectar imágenes a color, por ejemplo imágenes de televisión con un control correspondiente. Aparte del abastecimiento de corriente de los medios luminosos con ayuda de las pistas altamente conductoras con un sustrato transparente en un dispositivo indicador de gran superficie, es también posible el control de los respectivos medios luminosos. En una realización particular, el sustrato transparente es un sustrato de vidrio. En una realización mejorada, el sustrato transparente dispone de conexiones para el abastecimiento de corriente a las capas altamente conductoras. Los medios luminosos son preferiblemente los denominados diodos luminosos RGB que con ayuda de controles pueden generar las imágenes que se desee. Para tal aplicación se prefiere particularmente que las capas altamente... [Seguir leyendo]

1. Sustrato, particularmente sustrato transparente con al menos una capa conductora, particularmente una pista conductora, caracterizado porque sobre el sustrato está aplicada al menos una capa de TiO₂ y sobre la capa de TiO₂, una capa conductora, siendo la capa conductora una capa de SnO₂ : F altamente conductora.

2. Sustrato según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de SnO₂ : F presenta una conductividad en el intervalo de 3 a 6•10 ^-4 ohm•cm, particularmente de 5 a 5,5•10 ^-4 ohm•cm (Ω•cm).

3. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la capa de SnO₂ : F presenta un grosor en el intervalo de 200 nm a 2000 nm, particularmente en el intervalo de 500 nm a 600 nm.

4. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa de TiO₂ presenta un grosor en el intervalo de 5 nm a 50 nm.

5. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque encima y/o debajo de la capa altamente conductora además está dispuesta una capa metálica.

6. Sustrato según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa metálica comprende uno de varios de los elementos siguientes:

Ag

Cr

Au.

7. Sustrato según una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado porque la capa metálica presenta un grosor en el intervalo de 2 a 100 nm, particularmente de 5 a 60 nm.

8. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa altamente conductora en forma de al menos una pista conductora está conectada con al menos un medio luminoso.

9. Sustrato según la reivindicación 8, en el que los medios luminosos son diodos luminosos.

10. Sustrato según una de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque el abastecimiento de corriente y/o el control de los medios luminosos se produce mediante las pistas conductoras altamente conductoras sobre el sustrato transparente.

11. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el sustrato transparente se compone de vidrio.

12. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el sustrato transparente dispone de conexiones para el abastecimiento de corriente a las capas altamente conductoras.

13. Sustrato según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque los diodos luminosos son diodos luminosos RGB que, con ayuda de controles, pueden generar imágenes.

14. Sustrato según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las capas altamente conductoras forman varios circuitos de corriente para el abastecimiento de corriente y/o para el control de los medios luminosos, de modo que los medios luminosos se pueden controlar por separado.

15. Sustrato según la reivindicación 14, caracterizado porque los medios luminosos forman una matriz de puntos sobre el sustrato transparente.

16. Elemento con medios luminosos, particularmente elemento indicador o dispositivo luminoso que comprende:

un sustrato según la reivindicación 1, en el que la capa conductora sirve para la entrada de corriente a los medios luminosos.

17. Elemento según la reivindicación 16, caracterizado porque la capa de SnO₂ : F presenta una conductividad en el intervalo de 3 a 6•10 ^-4 ohm•cm, particularmente de 5 a 5,5•10 ^-4 ohm•cm (Ω•cm).

18. Elemento según una de las reivindicaciones 16 a 17, caracterizado porque la capa de SnO₂ : F presenta un grosor en el intervalo de 200 nm a 2000 nm, particularmente en el intervalo de 500 nm a 600 nm.

19. Elemento según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la capa de TiO₂ presenta un grosor en el intervalo de 5 nm a 50 nm.