用于圖案化的納米線透明導(dǎo)體上的印刷導(dǎo)電圖案的保護(hù)性涂層的制作方法
【專利說(shuō)明】用于圖案化的納米線透明導(dǎo)體上的印刷導(dǎo)電圖案的保護(hù)性 涂層
【背景技術(shù)】
[0001]在觸摸屏上利用透明導(dǎo)體，可實(shí)現(xiàn)人的觸摸或手勢(shì)與電腦、智能手機(jī)及其它基于 圖形的屏幕界面的交互。納米線是一種適于制備透明導(dǎo)體的材料。例如，標(biāo)題為"Nanowire-Based Transparent Conductors(基于納米線的透明導(dǎo)體)" 的PCT公布 W0 2007/022226 公 開(kāi)了一種購(gòu)自坎布里奧斯技術(shù)公司（Cambrios Technologies Corporation)的納米線材 料，該納米線材料可圖案化為合適的網(wǎng)格以便制備用于電腦的觸摸屏。
[0002] 3M文件號(hào)69879US002描述了一種有效制備觸摸屏設(shè)備的工藝，其中將導(dǎo)電材料在 基板上圖案化(例如印刷)為電跡線。該工藝可通過(guò)卷繞法進(jìn)行，其中基板是未卷繞的，執(zhí)行 轉(zhuǎn)化操作諸如印刷和干燥/固化，然后將圖案化基板再次卷繞成卷，以供進(jìn)一步運(yùn)輸和處 理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 可在通過(guò)3M文件號(hào)69879中所述的工藝形成的圖案化導(dǎo)電材料上施加由例如導(dǎo)電 油墨制備的圖案化互連電路層。本公開(kāi)涉及用于互連電路層的保護(hù)性包覆層，該保護(hù)性包 覆層可防止對(duì)互連電路層的損壞。保護(hù)性包覆層可防止在互連電路層的加工期間或在后續(xù) 粘結(jié)步驟期間對(duì)互連電路層的損壞，在所述粘結(jié)步驟中，互連電路層連接至電子電路部件 以產(chǎn)生諸如例如在觸摸屏顯示器中使用的觸摸傳感器的電子組件。本公開(kāi)還涉及使用這些 互連工藝構(gòu)造的電子設(shè)備，諸如例如觸摸屏顯示器。
[0004] 實(shí)施例列舉
[0005] A. -種用于制備電子組件的方法，該方法包括：
[0006] 將包含有機(jī)硫化合物的保護(hù)層施加至圖案化導(dǎo)電互連電路的至少一部分，其中該 導(dǎo)電互連電路電連接至基板上的導(dǎo)電層，并且其中導(dǎo)電層包含納米線；以及
[0007] 將電子部件的電觸點(diǎn)與保護(hù)層接合，從而電連接電子部件與圖案化導(dǎo)電層。
[0008] B.根據(jù)實(shí)施例A所述的方法，其中有機(jī)硫化合物選自烷基硫醇和芳基硫醇中的至 少一種。
[0009] C.根據(jù)實(shí)施例A-B中任一項(xiàng)所述的方法，其中有機(jī)硫化合物為烷基硫醇。
[0010] D.根據(jù)實(shí)施例A-C中任一項(xiàng)所述的方法，其中圖案化導(dǎo)電層是透明的。
[0011] E. -種方法，該方法包括：
[0012] 用包含納米線的導(dǎo)電層涂布基板；
[0013] 在導(dǎo)電層上施加導(dǎo)電互連材料的圖案，以在基板上產(chǎn)生暴露的導(dǎo)電層的一個(gè)或多 個(gè)第一區(qū)域和導(dǎo)電互連材料的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域；
[0014] 使導(dǎo)電互連材料硬化或固化以形成圖案化互連電路；
[0015] 在圖案化互連電路的至少一部分上施加包含有機(jī)硫化合物的形成保護(hù)層的組合 物；
[0016] 用形成液體可剝離聚合物層的組合物包覆圖案化互連電路和形成保護(hù)層的組合 物；
[0017] 使形成可剝離聚合物層的組合物硬化或固化以形成可剝離聚合物層；
[0018] 從基板剝離所述可剝離聚合物層；以及
[0019]在基板的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域中從基板移除暴露的導(dǎo)電層，以在基板上形成圖案 化導(dǎo)電層，其中圖案化導(dǎo)電層至少部分地由圖案化互連電路覆蓋，并且圖案化互連電路至 少部分地由保護(hù)層覆蓋。
[0020] F.根據(jù)實(shí)施例E所述的方法，該方法還包括在用形成可剝離聚合物層的組合物包 覆之前使形成保護(hù)層的組合物干燥以形成保護(hù)層。
[0021] G. -種方法，該方法包括：
[0022] 用包含納米線的導(dǎo)電層涂布基板；
[0023]用導(dǎo)電互連材料在導(dǎo)電層上施加圖案，以在基板上產(chǎn)生暴露的導(dǎo)電層的一個(gè)或多 個(gè)第一區(qū)域和導(dǎo)電互連材料的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)域；
[0024]使導(dǎo)電互連材料硬化或固化以形成圖案化互連電路；
[0025] 用形成液體可剝離聚合物層的組合物包覆圖案，其中形成可剝離聚合物層的組合 物包含有機(jī)硫化合物；
[0026] 使形成可剝離聚合物層的組合物硬化或固化以形成可剝離聚合物層；
[0027] 從基板剝離可剝離聚合物層；以及
[0028] 在基板的一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)域中從基板移除暴露的導(dǎo)電層，以在基板上形成圖案 化導(dǎo)電層，其中圖案化導(dǎo)電層至少部分地由圖案化互連電路覆蓋，并且圖案化互連電路至 少部分地由包含有機(jī)硫化合物的保護(hù)層覆蓋。
[0029] H.-種電子組件，該電子組件是由根據(jù)實(shí)施例A-G中的任一項(xiàng)制備的。
[0030] I. 一種電子組件，該電子組件包括：
[0031] 其上包括導(dǎo)電納米線的圖案的基板，其中導(dǎo)電納米線電連接至導(dǎo)電互連電路，并 且其中導(dǎo)電互連電路的至少一部分由包含有機(jī)硫化合物的保護(hù)層覆蓋；以及
[0032] 電子部件的與保護(hù)層接觸的電觸點(diǎn)。
[0033] J.根據(jù)實(shí)施例1所述的電子組件，該電子組件還包括介于基板與電子部件之間的 導(dǎo)電層。
[0034] K.根據(jù)實(shí)施例J所述的電子組件，其中導(dǎo)電層包含導(dǎo)電粘合劑。
[0035] L.根據(jù)實(shí)施例1-K中任一項(xiàng)所述的電子組件，其中電子部件包括柔性電路。
[0036] Μ.根據(jù)實(shí)施例1-L中任一項(xiàng)所述的電子組件，其中有機(jī)硫化合物選自烷基硫醇和 芳基硫醇中的至少一種。
[0037] Ν.根據(jù)實(shí)施例Ι-M中任一項(xiàng)所述的電子組件，其中有機(jī)硫化合物為烷基硫醇。
[0038] 0. -種觸摸屏顯示器，該觸摸屏顯示器包括：
[0039] 液晶顯示器；以及 [0040] 電子組件，該電子組件包括：
[0041]液晶顯示器上的玻璃基板，其中玻璃基板在其上包括導(dǎo)電納米線的圖案，其中導(dǎo) 電納米線電連接至圖案化的導(dǎo)電互連電路，并且其中互連電路的至少一部分由包含有機(jī)硫 化合物的保護(hù)層覆蓋；以及 [0042]柔性電路的與保護(hù)層接觸的電觸點(diǎn)；以及
[0043]覆蓋電子組件的柔性透明表面。
[0044] P.根據(jù)實(shí)施例0所述的顯示器，該顯示器還包括介于基板與柔性電路之間的導(dǎo)電 層。
[0045] Q.根據(jù)實(shí)施例P所述的顯示器，其中導(dǎo)電層包含導(dǎo)電粘合劑。
[0046] R.根據(jù)實(shí)施例0-Q中任一項(xiàng)所述的顯示器，其中有機(jī)硫化合物選自烷基硫醇和芳 基硫醇中的至少一種。
[0047] S.根據(jù)實(shí)施例0-R中任一項(xiàng)所述的顯示器，其中有機(jī)硫化合物為烷基硫醇。
[0048] 術(shù)語(yǔ)"約"或"大約"參照數(shù)值、特性或特征而言時(shí)意指數(shù)值、特性、特征的+/-5%， 但是也明確地包括在數(shù)值或特性或特征的+/-5%內(nèi)的任何窄范圍以及精確數(shù)值。例如"約" 100°C的溫度是指從95°C至105°C的溫度，包括端值在內(nèi)，但是也明確地包括溫度的任何更 窄范圍或甚至該范圍內(nèi)的單個(gè)溫度，包括例如精確地1 〇〇 °C的溫度。
[0049] 術(shù)語(yǔ)"基本上"參照特性或特征而言時(shí)意指特性或特征表現(xiàn)為在該特性或特征的 98%內(nèi)，但是也明確地包括該特性或特征的2%內(nèi)的任何窄范圍以及該特性或特征的精確 值。例如，"基本上"透明的基板是指透射入射光的98%-100% (包括端值在內(nèi)）的基板。
[0050] 下文的附圖和描述中給出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳情。從說(shuō)明書及附圖 以及從權(quán)利要求中可顯而易見(jiàn)本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0051] 圖1為基板上的導(dǎo)電納米線層的示意性剖視圖，其中導(dǎo)電納米線層至少部分地由 圖案化互連電路層覆蓋。
[0052]圖2為至少部分地由可剝離聚合物層覆蓋的圖1的構(gòu)造的示意性剖視圖。
[0053]圖3為移除可剝離聚合物層之后的圖2的構(gòu)造的示意性剖視圖。
[0054]圖4為圖3的構(gòu)造的示意性剖視圖，該構(gòu)造上施加了準(zhǔn)備用于粘結(jié)至電子部件的導(dǎo) 電粘合劑。
[0055]圖5為一種層合構(gòu)造的示意性剖視圖，該層合構(gòu)造包括粘結(jié)至電子部件的圖4的構(gòu) 造。
[0056]圖6為觸摸屏顯示器的示意性剖視圖。
[0057]圖7為移除可剝離聚合物層之后的無(wú)保護(hù)性包覆層的圖案化互連電路層的圖像。 [0058]圖8為移除可剝離聚合物層之后的具有保護(hù)性包覆層的圖案化互連電路層的圖 像。
[0059] 在這些附圖中，類似的符號(hào)表示類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，基板14上涂布有導(dǎo)電層16。存在許多可用在導(dǎo)電層16中的導(dǎo)電材 料，所述導(dǎo)電材料包括但不限于金屬(例如，開(kāi)放式網(wǎng)孔圖案)和金屬氧化物諸如氧化銦錫 (ΙΤ0)、導(dǎo)電聚合物諸如聚（3,4_亞乙二氧基噻吩）（PED0T)、粘結(jié)劑中的導(dǎo)電顆粒或金屬納 米線(例如，美國(guó)專利8,049,333中所述的材料）。這些材料必須滿足針對(duì)導(dǎo)電性和光學(xué)透明 性的各種所需規(guī)范。
[0061] 存在若干將這些導(dǎo)電材料圖案化以用于諸如例如觸摸傳感器的電子組件中的方 法。一種方法是使用標(biāo)準(zhǔn)印刷工藝諸如噴墨、凹版印刷、柔性版印刷或絲網(wǎng)印刷從分散體或 油墨來(lái)直接印刷材料。此方法是直截了當(dāng)?shù)模驗(yàn)樗軌蛞宰钚〉睦速M(fèi)一步產(chǎn)生圖案。然 而，由于缺陷諸如肋形紋和針孔所致的印刷厚度變化可能產(chǎn)生不可接受的導(dǎo)電性變化以及 不利地影響傳感器的光學(xué)。一種替代性的方法是在基板的表面上均勻地涂布導(dǎo)電材料諸如 納米線材料，做法是形成基本上連續(xù)的納米線層，然后選擇性地移除部分納米線層來(lái)產(chǎn)生 所需的圖案化(消減圖案化）。選擇性移除常通過(guò)濕法化學(xué)蝕刻或激光燒蝕實(shí)現(xiàn)。在這兩種 情況下，一種可能既受可加工基板的寬度的限制（所述寬度通常小于30")又受生產(chǎn)量的限 制(所述生產(chǎn)量通常為大約l-l〇ft/min或更低）。另外，蝕刻和激光燒蝕圖案化二者均可能 存在某些與化學(xué)動(dòng)力學(xué)或光解現(xiàn)象的控制有關(guān)的工藝控制挑戰(zhàn)。因此，需要不需蝕刻或激 光燒蝕的消減圖案化納米線層的方法。
[0062] 導(dǎo)電層16在基板14的第一主表面15的至少一部分上是基本連續(xù)的，并且有利地在 第一主表面面積的至少50%、60%、70%、80%或90%上是基本連續(xù)的。導(dǎo)電層16可以離散 的塊或矩形施加，在離散的塊或矩形之間留有未涂布的基板區(qū)域，這些塊或矩形具有與所 制備的預(yù)期觸摸屏總尺寸相似的尺寸。所謂"基本上連續(xù)的"是指納米線以足夠的密度施 加，以使得基板的表面導(dǎo)電，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到納米線層將包含單獨(dú)的線，這些線之間具有開(kāi)口或 空間，例如，如W0 2007/022226中圖15B所示。
[0063] 在基板14上涂布導(dǎo)電層16可通過(guò)印刷成離散的跡線或圖案來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)柔性 版印刷或凹版印刷工藝，從而在離散的跡線或圖案之間留下未涂布的基板區(qū)域。通常，在基 板的至少一些部分，但不一定在基板的整個(gè)寬度或長(zhǎng)度上施加導(dǎo)電材料的均勻厚度且連續(xù) 的涂層。例如，可涂布基板的中間部分，而沿各邊緣的條帶或邊界保留不涂布。
[0064] 在并非旨在進(jìn)行限制的一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電納米線層16包含導(dǎo)電納米線。在本專 利申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)"納米線"是指具有高縱橫比（例如，高于10)的導(dǎo)電金屬或非金屬長(zhǎng)絲、纖 維、棒、線絲、線、晶須或帶狀物。非金屬導(dǎo)電納米線的示例包括但不限于:碳納米管(CNT)、 金屬氧化物納米線(例如，五氧化二釩）、準(zhǔn)金屬納米線(例如硅）、導(dǎo)電聚合物纖維等等。
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