[发明专利]在基板上制作透明导体的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月7日提交的美国临时申请61/734,793、2013年3月14日提交的美国临时申请61/782,634、和2013年6月28日提交的美国临时申请61/840,876的权益，这些临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

透明导体被用在触摸屏上以允许人触摸或与计算机、智能电话和其它基于图形的屏幕界面手势交互。纳米线为一种适于制作透明导体的材料。例如，题目为“基于纳米线的透明导体(Nanowires-Based Transparent Conductors)”的PCT国际公布WO 2007/022226披露了一种由坎布里奥斯技术公司(Cambrios Technologies Corporation)出售的纳米线材料，其可被图案化成合适的网格以允许用于计算机的触摸屏的制造。

发明内容

触摸屏设备的高效制造需要将导电材料图案化(例如，印刷)成基板上的必要电迹线的能力。理想地，此过程在卷对卷工艺中进行，其中将基板展开，进行转换操作如印刷和干燥/固化，并然后将图案化基板再次卷绕成卷以便进一步的运输和加工。

可用于触摸屏中的导电材料有许多，从金属(例如，开放网孔图案)到金属氧化物如氧化铟锡(ITO)、导电聚合物如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)或金属纳米线如美国专利8,049,333中描述的材料不等。这些材料必须满足针对导电性和光学透明性的各种所需规范。该文件中列出的过程披露了图案化此类导电材料来产生低可见度导电迹线以用于触摸传感器中的方法。

针对例如触摸传感器图案化这些导电材料的方法有若干。一种方法是使用标准印刷工艺如喷墨、凹版印刷、柔版印刷或丝网印刷自分散体或墨直接印刷材料。此方法是直截了当的，因为它能够以最小的浪费一步产生图案。然而，由于缺陷如肋形紋和针孔所致的印刷厚度变化可能产生不可接受的导电性变化以及不利地影响传感器的光学。一种替代的方法是在基板的表面上均匀地涂布导电材料如纳米线材料，做法是形成基本连续的纳米线层，并然后选择性地移除部分纳米线层来产生所需的图案化(减成图案化)。选择性移除常通过湿法化学蚀刻或激光烧蚀实现。在这两种情况下，一者可能受可加工基板的宽度的限制，所述宽度通常小于30，另一者可能受生产量的限制，所述生产量通常为大约1-10ft/min或更低。另外，蚀刻和激光烧蚀图案化二者均可能存在某些与化学动力学或光解现象的管理有关的工艺控制挑战。因此，需要不需蚀刻或激光烧蚀的减成图案化纳米线层的方法。

第一实施例：

本发明人已确定可通过以下步骤顺序来进行图案化工艺：在基板上涂布导电层如纳米线层。任选地，使所述纳米线层硬化或固化。用抗蚀基质材料在所述纳米线层上施加图案，以在基板上生成暴露的纳米线层的一个或多个第一区域和抗蚀基质材料的一个或多个第二区域(通常为用于触摸屏的电路图案)。使所述抗蚀基质材料硬化或固化。在所述图案上覆涂可剥离聚合物层。使所述可剥离聚合物层硬化或固化。从基板剥去所述可剥离聚合物层，移除基板的一个或多个第一区域中的纳米线材料，并从而形成图案化纳米线层。在另一方法中，可用导电聚合物如PEDOT代替纳米线材料并使用相同的工艺来图案化所述导电的PEDOT层。

可剥离聚合物层不仅提供基板的较宽且连续、无限长度上必要的导电图案的高效产生从而允许一个时间多个触摸屏的形成，而且其还可在覆涂后被留在原处以为纳米线层提供保护。可剥离聚合物层使得下面的导电层如纳米线层在贮存和运输过程中保持洁净、无尘并免受划伤(对于触摸屏来说是重要的属性)。然后可在接下来的一个或多个加工步骤之前即刻移除可剥离聚合物层，并卷绕成卷和循环使用。

在第一实施例中，本发明提供了一种在基板上形成图案化导电层的方法，所述方法包括以下步骤：在基板上涂布导电层；用抗蚀基质材料在所述导电层上施加图案，以在基板上生成暴露的导电层的一个或多个第一区域和抗蚀基质材料的一个或多个第二区域；使所述抗蚀基质材料硬化或固化；在所述图案上覆涂可剥离聚合物层；使所述可剥离聚合物层硬化或固化；从基板剥去所述可剥离聚合物层，在基板的一个或多个第一区域中从基板移除所述暴露的导电层，并从而在基板上形成图案化导电层。

第二实施例：