[发明专利]具有导电微丝图形的制品的制备

说明书

导电制品和设备具有通过固化透明柔性基底上的可光致固化层形成的导电微丝，所述透明柔性基底具有低于150ºC的变形温度。所述可光致固化层在微通道形成的温度下具有<5,000帕斯卡.秒的粘度，且所述微通道具有小于或等于4µm的平均宽度和大于或等于1的平均深度与平均宽度比率。使所述可光致固化层暴露于固化紫外辐射以形成光固化微通道的图形，且在所述光固化微通道中形成包含金属纳米颗粒的导电组合物。使所述导电组合物在所述光固化微通道的图形中固化，以在所述透明柔性基底上的光固化微通道的图形中提供导电微丝的图形。至少50%的所述导电微丝各自具有低于0.025欧姆/平方的薄膜电阻。

发明领域

本发明涉及用于在透明柔性基底上形成微丝图形的方法和使用所述方法制备的导电制品。更具体地，本发明涉及使用照相压印技术(photo-imprinting technology)形成透明柔性导电制品(膜)的方法，所述透明柔性导电制品(膜)包含导电微丝的精细的线图形。

发明背景

照相压印技术已被作为用于在基底上形成微米和次微米尺寸特征的方法提出。在此类技术中，通过将在其表面具有预先形成的图形的压印模印(imprinting stamp)或模具对着具有可被压印的层(接收层)的基底进行按压来形成图形。热塑性树脂和可光致固化的树脂二者均可用作接收层。可在压印之前将热塑性树脂加热至高于其软化点，并随后在释放压印模印或模具之前将热塑性树脂冷却至导致图形被固定在接收层表面上的较低温度。对于可光致固化的树脂，在辐照期间将压印模印或模具对着接收层表面进行按压(照相压印平版印刷术)。可通过光固化来固定所得的图形。取决于可光致固化的树脂的性质，可在释放压印模印或模具之前使用另外的热固化。此类压印技术在本领域也称为压纹(embossing)或盖印(impressing)。

各种各样的已知材料有用于照相压印平版印刷术。例如，包含高度支化的、多官能环氧双酚A-酚醛清漆树脂(例如来自Momentive Specialty Chemicals Inc.的Epon SU-8)的可光致固化的组合物已在文献中被描述为用于厚膜应用的高示象(high-aspect)抗蚀剂。一般将可光致固化的组合物配制为包括生成酸的化合物例如二-或三芳基取代的锍或碘鎓复盐的溶液。可将可光致固化的组合物施加到基底上，并干燥以提供至多100 µm的干涂层厚度。可使用接触、接近或投影曝光，通过暴露于经过图形化光掩模的UV光使干燥涂层光成像，并随后显影，以形成光掩模的高分辨率、负性凸纹图像(negative-tone reliefimage)。使用Epon SU-8的其它性能益处是当使其适当地固化时，其优异的耐热性、耐化学性和耐蚀刻性。

近来，包括导电微丝的非常精细的图形的透明电极已被提出用于各种用途，包括触摸屏显示器。例如，在美国专利申请公开2010/0328248 (Mozdzyn)和美国专利8,179,381(Frey等人)中教导了电容式触摸屏显示器，其具有包括导电元件(例如金属丝或导电线路)的非常精细的线图形的网状电极。如在美国专利8,179,381中所公开的，通过数种方法之一来制备精细的导体图形，所述方法包括激光固化蒙版、喷墨印刷、凹版印刷、微复制、和微接触印刷。透明的微丝电极可包括0.5 µm至4 µm宽的微丝并在显示器中展示86%至96%的透明度。

也可通过将导电组合物(“墨”)喷墨印刷到基底上，随后通过在合适的温度下将导电组合物烧结来形成导电微丝的精细图形，例如，如在美国专利8,227,022 (Magdassi等人)中所述，其中公开了使用水基银纳米颗粒墨，采用多通道(multi-pass)喷墨印刷(5通道或更多)，并在等于大于150°C的温度下将印刷图形烧结来产生导电图形。

此外，美国专利7,922,939 (Lewis等人)公开了含有银纳米颗粒的导电组合物，其具有大于50重量%的银浓度。这些导电组合物可被认为是高粘性凝胶，并具有大于损耗模量值的弹性模量值。但是，由此类导电组合物产生的导电性在高温退火之后是有限的。