用于图案化的纳米线透明导体上的印刷导电图案的保护性涂层的制作方法
【专利说明】用于图案化的纳米线透明导体上的印刷导电图案的保护性 涂层
【背景技术】
[0001]在触摸屏上利用透明导体，可实现人的触摸或手势与电脑、智能手机及其它基于 图形的屏幕界面的交互。纳米线是一种适于制备透明导体的材料。例如，标题为"Nanowire-Based Transparent Conductors(基于纳米线的透明导体)" 的PCT公布 W0 2007/022226 公 开了一种购自坎布里奥斯技术公司（Cambrios Technologies Corporation)的纳米线材 料，该纳米线材料可图案化为合适的网格以便制备用于电脑的触摸屏。
[0002] 3M文件号69879US002描述了一种有效制备触摸屏设备的工艺，其中将导电材料在 基板上图案化(例如印刷)为电迹线。该工艺可通过卷绕法进行，其中基板是未卷绕的，执行 转化操作诸如印刷和干燥/固化，然后将图案化基板再次卷绕成卷，以供进一步运输和处 理。
【发明内容】
[0003] 可在通过3M文件号69879中所述的工艺形成的图案化导电材料上施加由例如导电 油墨制备的图案化互连电路层。本公开涉及用于互连电路层的保护性包覆层，该保护性包 覆层可防止对互连电路层的损坏。保护性包覆层可防止在互连电路层的加工期间或在后续 粘结步骤期间对互连电路层的损坏，在所述粘结步骤中，互连电路层连接至电子电路部件 以产生诸如例如在触摸屏显示器中使用的触摸传感器的电子组件。本公开还涉及使用这些 互连工艺构造的电子设备，诸如例如触摸屏显示器。
[0004] 实施例列举
[0005] A. -种用于制备电子组件的方法，该方法包括：
[0006] 将包含有机硫化合物的保护层施加至图案化导电互连电路的至少一部分，其中该 导电互连电路电连接至基板上的导电层，并且其中导电层包含纳米线；以及
[0007] 将电子部件的电触点与保护层接合，从而电连接电子部件与图案化导电层。
[0008] B.根据实施例A所述的方法，其中有机硫化合物选自烷基硫醇和芳基硫醇中的至 少一种。
[0009] C.根据实施例A-B中任一项所述的方法，其中有机硫化合物为烷基硫醇。
[0010] D.根据实施例A-C中任一项所述的方法，其中图案化导电层是透明的。
[0011] E. -种方法，该方法包括：
[0012] 用包含纳米线的导电层涂布基板；
[0013] 在导电层上施加导电互连材料的图案，以在基板上产生暴露的导电层的一个或多 个第一区域和导电互连材料的一个或多个第二区域；
[0014] 使导电互连材料硬化或固化以形成图案化互连电路；
[0015] 在图案化互连电路的至少一部分上施加包含有机硫化合物的形成保护层的组合 物；
[0016] 用形成液体可剥离聚合物层的组合物包覆图案化互连电路和形成保护层的组合 物；
[0017] 使形成可剥离聚合物层的组合物硬化或固化以形成可剥离聚合物层；
[0018] 从基板剥离所述可剥离聚合物层；以及
[0019]在基板的一个或多个第一区域中从基板移除暴露的导电层，以在基板上形成图案 化导电层，其中图案化导电层至少部分地由图案化互连电路覆盖，并且图案化互连电路至 少部分地由保护层覆盖。
[0020] F.根据实施例E所述的方法，该方法还包括在用形成可剥离聚合物层的组合物包 覆之前使形成保护层的组合物干燥以形成保护层。
[0021] G. -种方法，该方法包括：
[0022] 用包含纳米线的导电层涂布基板；
[0023]用导电互连材料在导电层上施加图案，以在基板上产生暴露的导电层的一个或多 个第一区域和导电互连材料的一个或多个第二区域；
[0024]使导电互连材料硬化或固化以形成图案化互连电路；
[0025] 用形成液体可剥离聚合物层的组合物包覆图案，其中形成可剥离聚合物层的组合 物包含有机硫化合物；
[0026] 使形成可剥离聚合物层的组合物硬化或固化以形成可剥离聚合物层；
[0027] 从基板剥离可剥离聚合物层；以及
[0028] 在基板的一个或多个第一区域中从基板移除暴露的导电层，以在基板上形成图案 化导电层，其中图案化导电层至少部分地由图案化互连电路覆盖，并且图案化互连电路至 少部分地由包含有机硫化合物的保护层覆盖。
[0029] H.-种电子组件，该电子组件是由根据实施例A-G中的任一项制备的。
[0030] I. 一种电子组件，该电子组件包括：
[0031] 其上包括导电纳米线的图案的基板，其中导电纳米线电连接至导电互连电路，并 且其中导电互连电路的至少一部分由包含有机硫化合物的保护层覆盖；以及
[0032] 电子部件的与保护层接触的电触点。
[0033] J.根据实施例1所述的电子组件，该电子组件还包括介于基板与电子部件之间的 导电层。
[0034] K.根据实施例J所述的电子组件，其中导电层包含导电粘合剂。
[0035] L.根据实施例1-K中任一项所述的电子组件，其中电子部件包括柔性电路。
[0036] Μ.根据实施例1-L中任一项所述的电子组件，其中有机硫化合物选自烷基硫醇和 芳基硫醇中的至少一种。
[0037] Ν.根据实施例Ι-M中任一项所述的电子组件，其中有机硫化合物为烷基硫醇。
[0038] 0. -种触摸屏显示器，该触摸屏显示器包括：
[0039] 液晶显示器；以及 [0040] 电子组件，该电子组件包括：
[0041]液晶显示器上的玻璃基板，其中玻璃基板在其上包括导电纳米线的图案，其中导 电纳米线电连接至图案化的导电互连电路，并且其中互连电路的至少一部分由包含有机硫 化合物的保护层覆盖；以及 [0042]柔性电路的与保护层接触的电触点；以及
[0043]覆盖电子组件的柔性透明表面。
[0044] P.根据实施例0所述的显示器，该显示器还包括介于基板与柔性电路之间的导电 层。
[0045] Q.根据实施例P所述的显示器，其中导电层包含导电粘合剂。
[0046] R.根据实施例0-Q中任一项所述的显示器，其中有机硫化合物选自烷基硫醇和芳 基硫醇中的至少一种。
[0047] S.根据实施例0-R中任一项所述的显示器，其中有机硫化合物为烷基硫醇。
[0048] 术语"约"或"大约"参照数值、特性或特征而言时意指数值、特性、特征的+/-5%， 但是也明确地包括在数值或特性或特征的+/-5%内的任何窄范围以及精确数值。例如"约" 100°C的温度是指从95°C至105°C的温度，包括端值在内，但是也明确地包括温度的任何更 窄范围或甚至该范围内的单个温度，包括例如精确地1 〇〇 °C的温度。
[0049] 术语"基本上"参照特性或特征而言时意指特性或特征表现为在该特性或特征的 98%内，但是也明确地包括该特性或特征的2%内的任何窄范围以及该特性或特征的精确 值。例如，"基本上"透明的基板是指透射入射光的98%-100% (包括端值在内）的基板。
[0050] 下文的附图和描述中给出了本发明的一个或多个实施例的详情。从说明书及附图 以及从权利要求中可显而易见本发明的其它特征、目的和优点。
【附图说明】
[0051] 图1为基板上的导电纳米线层的示意性剖视图，其中导电纳米线层至少部分地由 图案化互连电路层覆盖。
[0052]图2为至少部分地由可剥离聚合物层覆盖的图1的构造的示意性剖视图。
[0053]图3为移除可剥离聚合物层之后的图2的构造的示意性剖视图。
[0054]图4为图3的构造的示意性剖视图，该构造上施加了准备用于粘结至电子部件的导 电粘合剂。
[0055]图5为一种层合构造的示意性剖视图，该层合构造包括粘结至电子部件的图4的构 造。
[0056]图6为触摸屏显示器的示意性剖视图。
[0057]图7为移除可剥离聚合物层之后的无保护性包覆层的图案化互连电路层的图像。 [0058]图8为移除可剥离聚合物层之后的具有保护性包覆层的图案化互连电路层的图 像。
[0059] 在这些附图中，类似的符号表示类似的元件。
【具体实施方式】
[0060] 现在参见图1，基板14上涂布有导电层16。存在许多可用在导电层16中的导电材 料，所述导电材料包括但不限于金属(例如，开放式网孔图案)和金属氧化物诸如氧化铟锡 (ΙΤ0)、导电聚合物诸如聚（3,4_亚乙二氧基噻吩）（PED0T)、粘结剂中的导电颗粒或金属纳 米线(例如，美国专利8,049,333中所述的材料）。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。
[0061] 存在若干将这些导电材料图案化以用于诸如例如触摸传感器的电子组件中的方 法。一种方法是使用标准印刷工艺诸如喷墨、凹版印刷、柔性版印刷或丝网印刷从分散体或 油墨来直接印刷材料。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，由于缺陷诸如肋形纹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。一种替代性的方法是在基板的表面上均匀地涂布导电材料诸如 纳米线材料，做法是形成基本上连续的纳米线层，然后选择性地移除部分纳米线层来产生 所需的图案化(消减图案化）。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，一种可能既受可加工基板的宽度的限制（所述宽度通常小于30")又受生产量的限 制(所述生产量通常为大约l-l〇ft/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控制有关的工艺控制挑战。因此，需要不需蚀刻或激 光烧蚀的消减图案化纳米线层的方法。
[0062] 导电层16在基板14的第一主表面15的至少一部分上是基本连续的，并且有利地在 第一主表面面积的至少50%、60%、70%、80%或90%上是基本连续的。导电层16可以离散 的块或矩形施加，在离散的块或矩形之间留有未涂布的基板区域，这些块或矩形具有与所 制备的预期触摸屏总尺寸相似的尺寸。所谓"基本上连续的"是指纳米线以足够的密度施 加，以使得基板的表面导电，已经认识到纳米线层将包含单独的线，这些线之间具有开口或 空间，例如，如W0 2007/022226中图15B所示。
[0063] 在基板14上涂布导电层16可通过印刷成离散的迹线或图案来实现，例如通过柔性 版印刷或凹版印刷工艺，从而在离散的迹线或图案之间留下未涂布的基板区域。通常，在基 板的至少一些部分，但不一定在基板的整个宽度或长度上施加导电材料的均匀厚度且连续 的涂层。例如，可涂布基板的中间部分，而沿各边缘的条带或边界保留不涂布。
[0064] 在并非旨在进行限制的一个实施例中，导电纳米线层16包含导电纳米线。在本专 利申请中，术语"纳米线"是指具有高纵横比（例如，高于10)的导电金属或非金属长丝、纤 维、棒、线丝、线、晶须或带状物。非金属导电纳米线的示例包括但不限于:碳纳米管(CNT)、 金属氧化物纳米线(例如，五氧化二钒）、准金属纳米线(例如硅）、导电聚合物纤维等等。
[0065