專利名稱：圖案化的陶瓷薄膜和其制備方法
背景技術(shù)：
燃料電池利用燃料(包括而不局限于氫、丙烷、甲烷、一氧化碳等等)和氧化劑的電化學(xué)能轉(zhuǎn)化而得到電和熱。預(yù)料燃料電池將可能替代一次和二次電池而作為便攜式電源設(shè)備。在燃料電池中，燃料(通常含氫源)一般被氧源氧化而(主要)產(chǎn)生水和二氧化碳。在正極釋放電子的氧化反應(yīng)和在負(fù)極消耗電子的還原反應(yīng)產(chǎn)生有用的通過(guò)負(fù)載的電壓和電流。
同樣地，燃料電池提供直流(DC)電壓，其可用于動(dòng)力馬達(dá)、光、電器等。固體氧化物燃料電池(SOFC)是一類可用于便攜式應(yīng)用的燃料電池。通常為獲得高效燃料電池裝置的理想材料性質(zhì)也為制造這些燃料電池裝置設(shè)置了極大挑戰(zhàn)。


在附圖中，相同的參考數(shù)字對(duì)應(yīng)于類似的雖然不必相同的組件。為了簡(jiǎn)便，具有已述功能的參考數(shù)字可不必在隨后其所出現(xiàn)的附圖中進(jìn)行描述。
圖1A是本發(fā)明實(shí)施方案的立體前視圖，顯示沉積在基底實(shí)施方案上的液體薄膜實(shí)施方案；圖1B是類似于圖1A的圖，顯示液體薄膜實(shí)施方案的預(yù)定部分上的掩模的實(shí)施方案；圖1C是類似于圖1A的圖，顯示圖案化的液體薄膜的實(shí)施方案；圖2A是本發(fā)明另外的實(shí)施方案的立體前視圖，顯示沉積在基底實(shí)施方案上的液體薄膜實(shí)施方案；圖2B是類似于圖2A的圖，顯示液體薄膜實(shí)施方案的預(yù)定部分上的掩模的實(shí)施方案；圖2C是類似于圖2A的圖，顯示圖案化的液體薄膜的實(shí)施方案；圖3是放大35倍的掃描電子顯微照片(SEM)，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的圖案化的陶瓷薄膜的實(shí)施方案的俯視圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的燃料電池的實(shí)施方案的示意圖。
實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明人們發(fā)現(xiàn)新型圖案化的陶瓷薄膜可較簡(jiǎn)單地、迅速地和有效地通過(guò)使用液體前體溶液連同圖案化和加熱技術(shù)來(lái)制造。這些圖案化的陶瓷薄膜可用于各種應(yīng)用，包括離子傳導(dǎo)性陶瓷、燃料電池中的圖案化的電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物和透明半導(dǎo)體氧化物。
參考圖1A，制造圖案化的陶瓷薄膜的實(shí)施方案包括將液體前體溶液沉積到基底14上形成液體薄膜12的步驟。
應(yīng)理解的是任何合適的材料可選作為基底14。在實(shí)施方案中，基底14是單晶硅、多晶硅、含氧化硅的介電基底、氧化鋁、藍(lán)寶石、陶瓷和/或其混合物。在本發(fā)明另外的實(shí)施方案中，基底14選擇硅片。
在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)將一種或多種金屬鹽溶解在光致抗蝕劑中而制備液體前體溶液。應(yīng)理解的是任何合適的金屬鹽(金屬鹽的鹽組分的非限定性的實(shí)例包括硝酸鹽、硫酸鹽和/或氯化物)可被選擇，其如觀察不過(guò)度污染圖案化的陶瓷薄膜，具有期望的電學(xué)、化學(xué)和/或機(jī)械性能，和/或可靠性。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬鹽是硝酸鈰和/或硝酸釤。
許多金屬鹽可溶于水。因此，如果使用水溶性光致抗蝕劑，金屬鹽的溶解將容易實(shí)現(xiàn)。然而，大多數(shù)的光致抗蝕劑不是水溶性的。應(yīng)理解的是光致抗蝕劑可起金屬鹽載體的作用。
應(yīng)理解的是一些用于光刻術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)光致抗蝕劑可能在有些情況下不適于本方法的實(shí)施方案。應(yīng)理解的是用常規(guī)光致抗蝕劑替代可用于本發(fā)明實(shí)施方案的光致抗蝕劑可在有些情況下加熱后不產(chǎn)生合適的陶瓷薄膜。無(wú)意于受限于理論，人們相信理想的光致抗蝕劑將具有這樣的官能團(tuán)，其能夠穩(wěn)定金屬陽(yáng)離子以促進(jìn)基本均勻的液體前體溶液。一個(gè)合適的光致抗蝕劑的非限制性的實(shí)例是在重復(fù)單元的末端具有酮基(其可用來(lái)配位金屬陽(yáng)離子)的光致抗蝕劑。適用于本發(fā)明實(shí)施方案的光致抗蝕劑的非限制性的實(shí)例包括二丙烯酸酯。在一個(gè)實(shí)施方案中，光致抗蝕劑是二丙烯酸四甘醇酯、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-羥基苯乙烯)和/或任何DNQ(重氮蒽醌，diazonaphthoquinone)-酚醛清漆基抗蝕劑。
應(yīng)理解的是所用的金屬鹽的量取決于所選擇的金屬鹽和其溶解度。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬鹽對(duì)光致抗蝕劑的濃度可高達(dá)約5摩爾金屬每升光致抗蝕劑。
應(yīng)理解的是液體前體溶液是基本上完全溶解在光致抗蝕劑中的金屬鹽真溶液。為了獲得完全可混溶的液體前體溶液，該溶液可被混合直到基本上所有固體都溶解到光致抗蝕劑中。完全可混溶的溶液通常在其中沒(méi)有粉末顆粒。由于種種理由，這種完全可混溶的溶液可是有利的，例如，當(dāng)待被圖案化的線寬相等或小于粉末顆粒的尺寸時(shí)。
通常，基本上完全地將金屬鹽溶解入光致抗蝕劑花費(fèi)的時(shí)間取決于所用的材料。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，總?cè)芙鈺r(shí)間是約2小時(shí)。如果金屬鹽未基本上完全溶解，所得的液體薄膜12可能具有不希望的不均勻性能。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種添加劑在其沉積在基底14上以前，可任選被混合入液體前體溶液。在其被施加于基底14以后，添加添加劑可有助于液體前體溶液的熱固化和紫外固化。應(yīng)理解的是可選擇任何合適的添加劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，合適的光引發(fā)劑添加劑包括但不局限于2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過(guò)氧己烷(以商品名LUPEROX 101可市購(gòu)自ATOFINA Chemicals Inc.，費(fèi)城，賓夕法尼亞)、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮(以商品名IRGACURE 651可市購(gòu)自Ciba Specialty Chemicals，Terrytown，紐約)，和/或其混合物。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，使用包括但不限于旋涂、絲網(wǎng)印刷、浸涂、液面涂布和噴涂的沉積技術(shù)將液體前體溶液沉積到基底14上。旋涂通常形成非常薄的薄膜厚度和小而復(fù)雜的幾何形狀。在一個(gè)實(shí)施方案中，薄膜厚度小于或等于約1μm。絲網(wǎng)印刷通常形成較厚的薄膜厚度和較大的幾何形狀。在另外的一個(gè)實(shí)施方案中，厚膜厚度大于或等于約10μm。
在一個(gè)實(shí)施方案中，液體薄膜12的厚度為約0.05μm-約0.5μm.在另外的一個(gè)實(shí)施方案中，液體薄膜12的厚度為約0.25μm。
應(yīng)理解的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的較厚的液體薄膜12可通過(guò)將液體前體溶液的多個(gè)層12沉積到基底14上而形成。
現(xiàn)參考圖1B，本發(fā)明實(shí)施方案的方法進(jìn)一步包括圖案化液體薄膜12的步驟。應(yīng)理解的是液體薄膜12可被圖案化為任何合適的形狀、尺寸和/或構(gòu)造。
可選擇任何適用的負(fù)性或正性光刻術(shù)來(lái)圖案化液體薄膜12。
在一個(gè)實(shí)施方案中，圖案化包括掩蔽部分液體薄膜12的步驟。掩模16被置于液體薄膜12上從而使得液體薄膜12的一部分22被掩蔽，而液體薄膜12的另一部分24未被掩蔽。
圖案化步驟進(jìn)一步包括使其上具有掩模16的液體薄膜12曝光于光源18的步驟。應(yīng)理解的是可使用任何合適的光源18。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，液體薄膜12曝光于UV燈(365nm，200W/lin.in)。光源18固化液體薄膜12的掩蔽22部分或未掩蔽24部分(取決于所使用的是正性還是負(fù)性光刻術(shù))。
圖1B顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的非限制性的實(shí)例，由此，使用正性光刻術(shù)技術(shù)。利用該技術(shù)，液體薄膜12的掩蔽部分22被固化，液體薄膜12的未掩蔽部分24未被固化。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，液體薄膜12曝光于光源18后，該方法可進(jìn)一步任選包括焙燒液體薄膜12的步驟。應(yīng)理解的是該曝光后焙燒可為低溫焙燒。在一個(gè)實(shí)施方案中，焙燒溫度范圍為約50℃-約250℃。在另外的一個(gè)實(shí)施方案中，焙燒溫度為約100℃。
現(xiàn)參考圖1C，在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，圖案化步驟進(jìn)一步包括除去液體薄膜12的未固化部分的步驟，留下圖案化的液體薄膜20。應(yīng)理解的是除去液體薄膜12的未固化部分可通過(guò)任何合適的手段完成，包括但不限于溶劑脫模。在一個(gè)實(shí)施方案中，除去是通過(guò)使液體薄膜12的未固化部分溶解在異丙醇中而進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括加熱圖案化的液體薄膜20的步驟以去除遺留于液體前體溶液的有機(jī)物。應(yīng)理解的是可選擇任何合適的熱處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖案化的液體薄膜20在約550℃-約600℃的溫度下進(jìn)行燒制。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，燒制溫度為約540℃-約1050℃。應(yīng)理解的是，在有些情況下，更高的溫度可有助于除去雜質(zhì)，和/或?qū)崿F(xiàn)圖案化的陶瓷薄膜10的期望的形態(tài)或相。
應(yīng)理解的是圖案化的液體薄膜20的線寬W可為任何合適的寬度；然而，在一個(gè)實(shí)施方案中，該寬度為約0.5μm-約2mm。
圖案化的陶瓷薄膜10的實(shí)施方案可具有約0.2μm-約0.3μm的厚度。應(yīng)理解的是厚度在該范圍內(nèi)的圖案化的陶瓷薄膜10是基本上無(wú)裂縫的。
現(xiàn)參考圖2A-2C，制造圖案化的陶瓷薄膜10的實(shí)施方案包括上文關(guān)于圖1A-1C中所述的步驟。相反，然而，特別參考圖2B，圖案化步驟使用負(fù)性光刻術(shù)技術(shù)。掩模16被放置在液體薄膜12部分上從而使得液體薄膜12的部分22被掩蔽而液體薄膜12的部分24未被掩蔽。
在該使用負(fù)性光刻術(shù)的實(shí)施方案中，掩蔽部分22未被固化，而液體薄膜12的未掩蔽部分24被固化。
現(xiàn)參考圖2C，本發(fā)明實(shí)施方案的方法進(jìn)一步包括除去液體薄膜12的未固化部分24的步驟。圖2C顯示本發(fā)明另外的一個(gè)實(shí)施方案，其中圖案化的液體薄膜20′是所用的掩模16的反向結(jié)構(gòu)(圖2B中示出)。
為進(jìn)一步舉例說(shuō)明，給出以下實(shí)施例。應(yīng)理解的是提供此實(shí)施例是為了說(shuō)明目的，不應(yīng)被認(rèn)為是限制權(quán)利要求主題的范圍。
實(shí)施例將6.94g的硝酸鈰和1.78g的硝酸釤添加到40cc的二丙烯酸四甘醇酯中以形成液體前體溶液。5cc的LUPEROXTM光引發(fā)劑和5wt％的IRGACURE 651被添加到液體前體溶液以有助于熱固化和紫外固化?；旌先芤哼_(dá)約2小時(shí)，使得該混合物完全溶解，得到清液。
然后將液體前體溶液旋涂到硅片上。使用陰影掩模和紫外線照射來(lái)圖案化該液體薄膜。曝光后，用異丙醇除去圖案化的液體薄膜的未固化部分。然后在約540℃燒制該圖案化的液體薄膜以除去液體前體溶液的有機(jī)部分，并且留下期望的釤摻雜的二氧化鈰(SDC)的圖案化的陶瓷薄膜。該SDC的圖案化的薄膜可適用于作為燃料電池中(例如，固體氧化物燃料電池(SOFC)中)的陽(yáng)極。
現(xiàn)在參考圖3，顯示了所得的SDC圖案化的陶瓷薄膜俯視圖的35倍放大的SEM。
應(yīng)理解的是該圖案化的陶瓷薄膜的實(shí)施方案可用于各種應(yīng)用，包括但不限于，離子傳導(dǎo)性陶瓷(例如電解質(zhì))、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物(其非限制性的實(shí)施方案是氧化銦錫)和透明半導(dǎo)體氧化物(其非限制性的實(shí)例是氧化鋅)、鐵電氧化物(其非限制性的實(shí)例是鋯鈦酸鉛)、介電氧化物(其非限制性的實(shí)例包括氧化鋁和氧化鋯)，并且作為陽(yáng)極和陰極。電解質(zhì)、陽(yáng)極和陰極可適用于燃料電池。
現(xiàn)參考圖4，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，燃料電池100包括與電解質(zhì)28電化學(xué)接觸的至少一個(gè)電極26，30。應(yīng)理解的是該電極26，30可為陽(yáng)極26或陰極30。應(yīng)進(jìn)一步理解的是電解質(zhì)28、陽(yáng)極26和/或陰極30可為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的圖案化的陶瓷薄膜10。
圖4是雙室燃料電池100的簡(jiǎn)圖。應(yīng)理解的是燃料電池100也可是單室燃料電池。
進(jìn)一步，應(yīng)理解的是燃料電池100可為固體氧化物燃料電池、質(zhì)子導(dǎo)電陶瓷燃料電池、聚合物電解質(zhì)薄膜(PEM)燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體酸性燃料電池和直接甲醇(direct methanol)PEM燃料電池中的一種。
在本發(fā)明燃料電池100實(shí)施方案中，氧化劑34被運(yùn)送到陰極30，反應(yīng)物32被運(yùn)送到陽(yáng)極26。在一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)物32是燃料，氧化劑34是氧氣、空氣和其混合物中的一種。應(yīng)理解的是任何合適的燃料/反應(yīng)物32可與燃料電池100一起使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，燃料/反應(yīng)物32選自以下物質(zhì)中的至少一種氫、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、甲醇、乙醇、更高級(jí)的直鏈或混合烴，例如天然氣或汽油(低硫烴可為期望的，例如低硫汽油、低硫煤油、低硫柴油)，以及其混合物。在另外的一個(gè)實(shí)施方案中，燃料/反應(yīng)物32選自丁烷、丙烷、甲烷、戊烷和其混合物?？蔀榱似鋬?nèi)部直接重整的適用性、所關(guān)心的工作溫度范圍內(nèi)的合適的蒸氣壓和類似參數(shù)，選擇合適的燃料。
應(yīng)理解的是如果燃料電池100是單室燃料電池，反應(yīng)物32和氧化劑34的氣體混合物可指向陽(yáng)極26和/或陰極30。
使用燃料電池100的方法的實(shí)施方案包括將燃料電池100有效(operatively)連接到電負(fù)載L和/或蓄電裝置S的步驟。電負(fù)載L可包括許多裝置，包括但不限于任意或全部計(jì)算機(jī)、便攜式電子設(shè)備(例如便攜式數(shù)字助理[PDA]，便攜式電動(dòng)工具等)，和通訊裝置，便攜式或者其它的，民用和軍用。蓄電裝置S可包括，作為非限制性的實(shí)例，任意或全部電容器、電池組和電源調(diào)節(jié)裝置。一些示范性的電源調(diào)節(jié)裝置包括不可斷電源、DC/AC變流器、DC電壓變流器、電壓調(diào)節(jié)器、電流限制器等。
還預(yù)期到燃料電池100在有些情況下可適用于運(yùn)輸業(yè)(例如電動(dòng)汽車)和應(yīng)用工業(yè)(例如在發(fā)電廠內(nèi))。
使用圖案化的陶瓷薄膜10的方法的實(shí)施方案包括在裝置中有效配置圖案化的陶瓷薄膜10。應(yīng)理解的是可選擇任何合適的裝置使得圖案化的陶瓷薄膜10適合于用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和/或介電氧化物。
本發(fā)明的實(shí)施方案可提供許多優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)例包括但不局限于以下。本發(fā)明實(shí)施方案可有利地提供一種制造圖案化的陶瓷薄膜的方法，同時(shí)通常避免了必須對(duì)硬質(zhì)易碎陶瓷薄膜的圖案化。進(jìn)一步地，圖案化的陶瓷薄膜10的實(shí)施方案可有利地用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和/或介電氧化物。
雖然已經(jīng)詳述了數(shù)個(gè)本發(fā)明實(shí)施方案，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是這些公開(kāi)的實(shí)施方案可被改變。因此，上述描述將被認(rèn)為是示范性的而不是限制性，其真實(shí)范圍在以下權(quán)利要求中限定。
權(quán)利要求
1.一種制造圖案化的陶瓷薄膜(10)的方法，包括將液體前體溶液沉積到基底(14)上，從而形成液體薄膜(12)，該液體前體溶液具有至少一種溶解到光致抗蝕劑中的可溶的金屬鹽；圖案化該液體薄膜(12)；和加熱該圖案化的液體薄膜(20，20′)，從而產(chǎn)生圖案化的陶瓷薄膜(10)；其中圖案化的陶瓷薄膜(10)適宜用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和介電氧化物中的至少一種。
2.權(quán)利要求1的方法，其中至少一種可溶的金屬鹽包括金屬陽(yáng)離子和鹽陰離子，其中該鹽陰離子包括硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物和/或其混合物。
3.權(quán)利要求1-2中至少一項(xiàng)的方法，其中至少一種可溶的金屬鹽基本上完全溶解到光致抗蝕劑中，其中所述液體前體溶液是基本上完全可混溶的。
4.權(quán)利要求1-3中至少一項(xiàng)的方法，其中至少一種添加劑被混入液體前體溶液。
5.權(quán)利要求1-4中至少一項(xiàng)的方法，其中光致抗蝕劑為二丙烯酸酯、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-羥基苯乙烯)、DNQ(重氮蒽醌)-酚醛清漆和其混合物中的至少一種。
6.權(quán)利要求1-5中至少一項(xiàng)的方法，其中圖案化包括掩蔽液體薄膜(12)的預(yù)定部分，其中該液體薄膜(12)具有掩蔽部分(22)和未掩蔽部分(24)；將液體薄膜(12)曝光于光源(18)，由此，掩蔽部分(22)和未掩蔽部分(24)之一被固化；和除去未固化部分。
7.權(quán)利要求1-6中至少一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括在除去未固化部分前，在約50℃-約250℃的溫度下，焙燒該曝光的液體薄膜(12)。
8.權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)的方法，其中該除去伴隨有溶劑脫模。
9.權(quán)利要求1-8中至少一項(xiàng)的方法，其中加熱伴隨有在約540℃-約1050℃的溫度下燒制圖案化的液體薄膜(20，20′)。
10.權(quán)利要求1-9中至少一項(xiàng)的方法，其中基底(14)是硅、單晶硅、多晶硅、含氧化硅的介電基底、氧化鋁、藍(lán)寶石、陶瓷和/或其混合物。
11.權(quán)利要求1-10中至少一項(xiàng)的方法，其中圖案化的陶瓷薄膜(10)具有線寬(W)，該線寬(W)為約0.5μm-約2mm。
12.一種燃料電池(100)，其包括至少一個(gè)電極(26，30)，其被有效配置在燃料電池(100)中；和電解質(zhì)(28)，其與至少一個(gè)電極(26，30)電化學(xué)連接；其中，電極(26，30)和電解質(zhì)(28)中的至少一個(gè)包括由以下方法產(chǎn)生的圖案化的陶瓷薄膜(10)，所述方法包括將液體前體溶液沉積到基底(14)上，從而形成液體薄膜(12)，該液體前體溶液具有至少一種溶解到光致抗蝕劑中的可溶的金屬鹽；圖案化該液體薄膜(12)；和加熱該圖案化的液體薄膜(20，20′)，從而產(chǎn)生圖案化的陶瓷薄膜(10)。
13.權(quán)利要求12的燃料電池，其中電極(26，30)是陽(yáng)極(26)或陰極(30)。
14.一種電子裝置(L，S)，其包括負(fù)載(L)；和連接到負(fù)載(L)的權(quán)利要求12和13中的至少之一的燃料電池(100)。
15.一種使用圖案化的陶瓷薄膜(10)的方法，所述圖案化的陶瓷薄膜(10)已經(jīng)由以下方法形成，所述方法包括將液體前體溶液沉積到基底(14)上，從而形成液體薄膜(12)，該液體前體溶液具有至少一種溶解到光致抗蝕劑中的可溶的金屬鹽；圖案化該液體薄膜(12)；和加熱該圖案化的液體薄膜(20，20′)，從而產(chǎn)生圖案化的陶瓷薄膜(10)；其中，使用圖案化的陶瓷薄膜(10)的方法包括將圖案化的陶瓷薄膜(10)有效配置在裝置(L，S)中，其中該圖案化的陶瓷薄膜(10)包括離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和介電氧化物中的至少一種。
16.一種燃料電池(100)的使用方法，其包括將燃料電池(100)有效連接到負(fù)載(L)，其中，該燃料電池(100)包括電極(26，30)和電解質(zhì)(28)中的至少一種，所述電解質(zhì)(28)包括由下述方法形成的圖案化的陶瓷薄膜(10)，該方法包括將液體前體溶液沉積到基底(14)上，從而形成液體薄膜(12)，該液體前體溶液具有至少一種溶解到光致抗蝕劑中的可溶的金屬鹽；圖案化該液體薄膜(12)；和加熱該圖案化的液體薄膜(20，20′)，從而產(chǎn)生圖案化的陶瓷薄膜(10)。
17.一種陶瓷薄膜(10)，其包括具有圖案的金屬有機(jī)液體前體溶液；和將該前體溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲芯哂性搱D案的陶瓷薄膜(10)的手段；其中該陶瓷薄膜適宜用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和介電氧化物中的至少一種。
18.一種制造圖案化的陶瓷薄膜(10)的方法，其包括將液體前體溶液沉積到基底(14)上，從而形成液體薄膜(12)，該液體前體溶液具有至少一種溶解到光致抗蝕劑中的可溶的金屬鹽，其中該至少一種可溶的金屬鹽基本上完全溶解到光致抗蝕劑中，并且其中該液體前體溶液是基本上完全可混溶的；圖案化該液體薄膜(12)，其中圖案化包括掩蔽液體薄膜(12)的預(yù)定部分，其中該液體薄膜(12)具有掩蔽部分和未掩蔽部分(24)；將該液體薄膜(12)曝光于光源(18)，由此，掩蔽部分(22)和未掩蔽部分(24)之一被固化；和除去未固化部分；和在足以基本上去除有機(jī)材料的溫度下，燒制該圖案化的液體薄膜(20，20′)，從而產(chǎn)生圖案化的陶瓷薄膜(10)；其中該圖案化的陶瓷薄膜(10)適宜用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和介電氧化物中的至少一種。
19.權(quán)利要求18的方法，其中液體薄膜(12)的厚度為約0.05μm-約0.5μm。
20.權(quán)利要求18-19中至少一項(xiàng)的方法，其中圖案化的陶瓷薄膜(10)的厚度為約0.2μm-約0.3μm。
全文摘要
一種圖案化的陶瓷薄膜(10)，其可用作離子傳導(dǎo)性陶瓷、電極、硬陶瓷涂層、透明導(dǎo)體氧化物、透明半導(dǎo)體氧化物、鐵電氧化物和介電氧化物。該陶瓷薄膜(10)可由液體前體溶液產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H01M4/04GK1882878SQ200480032117
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者D·潘薩蘭, D·拉扎洛夫, C·貝蒂 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司