CN103828083A - 电子导电的层压供体元件 - Google Patents

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R.L.克劳斯
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Abstract

可用层压供体元件将金属网栅与导电聚合物的复合材料转移到受体片上以应用于各种器件中。层压供体元件具有供体衬底、金属网栅(该金属网栅仅设置在部分供体衬底上，从而使部分衬底不被金属网栅覆盖)、以及覆盖供体衬底的不被金属网栅覆盖的部分的电子导电的聚合物。金属网栅与导电聚合物的复合材料在室温下显示出小于或等于40g/cm的从供体衬底分离的剥离力。

Description

电子导电的层压供体元件
技术领域
本发明涉及可用于将金属网栅(metal grid)和导电聚合物转移到受体片(receiver sheet)的层压供体(donor)元件。
背景技术
金属氧化物(例如氧化铟锡、锑掺杂二氧化锡、锡酸镉(镉锡氧化物))的透明的电子导电层(TCL)通常被用于制造电光显示装置，例如液晶显示装置(LCD)、电场致发光显示装置、光电池(太阳能电池)、固态摄像传感器、电致变色窗。装置(例如平板显示器)包括提供有氧化铟锡层作为透明电极的基底。由于高制造成本，此类制品的制备会是昂贵的。因此，近年来存在强烈的兴趣制备全有机（all organic）器件，其包含塑料树脂作为柔性基底，和有机导电聚合物层作为电极。此类有机器件的优点是显著的，并且它们已成为全世界大量研究和开发努力的目标。
由于它们的电子导电性，在最近20年电子导电的聚合物受到各行业的大量关注。尽管这些聚合物中许多是带色的而且较不适于TCL应用，但至少当以薄层涂覆在透明基底上时部分电子导电的聚合物是足够透明的。对于这种电子导电的聚合物提供有描述，例如美国专利 5,665,498(Savage等人)和5,674，654(Zumbalyadis等人)中描述了含取代和未取代吡咯的聚合物；美国专利4,987,042(Jonas等人)、4,731,408(Jasne)、5,300,575(Jonas等人)、5,312,681(Muys等人)、5,354，613(Quinters等人)、5,370,981(Krafft等人)、5,372，924(Quinters等人)、5,391,472(Muys等人)、5,403,467(Jonas等人)、和5,443,944(Azoulay)、以及EP 440,957A(Jonas等人)和EP 686，662A(Jonas)中描述了含取代或未取代噻吩的聚合物；美国专利4,070,189(Kelley等人)、5,093,439(Epstein等人)、和5,716,550(Gardner等人)中描述了含取代或未取代苯胺的聚合物。
许多电子器件和光学器件是由彼此堆叠的不同材料的层构成。可以使这些层图案化（patterned）来制造器件。这种器件的实例包括：光学显示器(其中各像素在图案化的阵列中形成)、用于电信装置的光波导结构、以及基于半导体装置的金属-绝缘体-金属堆。用于制作这种器件的一种方法包括：在受体片上形成一层或多层，并同时或相继地使这些层图案化以形成器件。这些方法通常需要多个沉积和图案化步骤并且会是相当冗长的，而且材料和制造成本高。经常利用光刻法来进行此类层的图案化；所述光刻法可以包括：用光致抗蚀剂将层覆盖、利用遮片使光致抗蚀剂图案化、按照该图案去除一部分的光致抗蚀剂以暴露下面的层、然后对暴露的层进行蚀刻。
例如WO 97/18944(Calvert等人)中描述了用湿法刻蚀显微光刻法使电子导电的聚合物图案化。美国专利5,561,030(Holdcroft等人)中描述了类似的方法，其中使非导电预聚物图案化，并且在冲洗掉遮片之后通过氧化使预聚物导电。采用蚀刻技术的此类方法是繁琐的，因为它们涉及许多步骤并且需要使用危险的化学品。
例如美国专利 5,738,934(Jones)中提议了在显示相关装置中应用电子导电的聚合物，其中将聚合物用作触摸屏保护层。电子导电的聚合物也被描述用于液晶显示装置，但透明度可能会太低。
美国专利申请公开2003/008135(Kawamura等人)中提议使用原位聚合的聚噻吩和聚吡咯作为电子导电的膜，以代替氧化铟锡。然而，这种方法在导电涂层的辊对辊式制造中难以实施。
美国专利7,781,047(Majumdar等人)和7,414,313(Majumdar等人)中描述了可用于将电子导电的聚合物转移到合适受体片的供体元件，然后可在各种器件中所述接收片可用作组件。通过施加热、压力、或两者实现聚合物的转移，也可以图案化的方式实现。尽管对于转移很有效，但经转移的层的电导率则受到电子导电的聚合物电导率的限制，所述电子导电的聚合物的电导率常常小于金属(例如金或银)的电导率。该受限的电导率会减少用途的数量，因为许多用途中需要高得多的电导率。
美国专利7,410,825(Majumdar等人)中描述了供体层压物，其可用于将包含电子导电的聚合物和金属的多层转移到接收片上。供体层压物包含基底，和按顺序的电子导电的聚合物和金属层。在转移后，受体片则以相反的顺序包含经转移的材料。即，金属层紧靠受体片载体并将电子导电的聚合物设置在金属层上。
虽然这些供体层压物和转移方法代表了本领域的进展，因为它们在所得制品中提供更大的电导率，但位于经转移的电子导电的层上的经转移的金属层可能具有不足的透明度。此外，在转移后埋在电子导电的聚合物下面的金属层或网栅，可能不能如暴露的金属层或网栅那样是有效的电导体。这些问题限制了具有转移层的制品的用途数。
发明内容
本发明提供层压供体元件，其按顺序包含：
供体基底，
金属网栅，其包含2条或更多条金属线，所述金属线仅设置在部分供体基底上，从而使部分供体基底不被金属网栅覆盖，和
电子导电的聚合物层，其直接地覆盖供体基底中不被金属网栅覆盖的部分，并且任选地直接覆盖至少部分的金属网栅，由此形成金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料，
其中金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料在室温下显示小于或等于40g/cm的从供体基底分离的剥离力。
本发明可用于以预定或随机图案将金属网栅和电子导电的聚合物转移到接收片或其它制品基底上，任选地转移到受体片上的粘合剂上，并且由于层之间改进的接触而具有改善的平面性(表面形状)和更均匀的电导率。本发明提供用于此转移的层压供体元件、用于该转移的层压供体元件与受体片的组件、转移所得的制品、以及用于转移的方法。
本发明提供层压供体元件，其可用于转移高度且连续导电并高度透明的导电复合材料。本发明还提供一种方法和组件，用于将导电复合材料从一个基底转移到另一个以形成可用于下文定义的许多目的的不同制品。此外，本发明提供包含导电复合材料的受体制品，并且可将该受体制品加入电子或光学器件中，如下所述。
附图说明
图1、图2、图3a、图3b、图4、图5和图6是本发明层压供体元件的若干实施方式的横截面图。
图7是彼此靠近的本发明供体层压元件和受体片的横截面图。
图7A是通过使本发明供体层压元件与如图7中所示的受体片放在一起形成的组件的横截面图。
图8是将供体基底从其中剥离的图7A的组件的横截面图。
图9是在将金属网栅与电子导电的聚合物从层压供体元件中转移后、由受体片和反向复合材料（reverse composite）构成的制品的横截面图。
发明详述
本发明提供层压供体元件，其可用于形成金属网栅和改善的电子导电的层(特别是包含在接收片或其它制品基底上的电子导电的聚合物的那些)的转移方法。这种受体片可加入各种电子或光学器件中。
更具体地，本发明涉及用于转移电子导电的聚合物的层压供体元件，其中层压供体元件包含供体基底，所述供体基底上具有包括多条(2条或更多条)金属线的金属网栅，将所述金属线仅设置在部分基底上从而使部分基底不被金属网栅覆盖。金属网栅线也可以与供体基底直接接触。层压供体元件还包含电子导电的聚合物，其直接地覆盖基底中不被金属网栅覆盖的部分。这些金属网栅和电子导电的聚合物是形成金属网栅与电子导电的聚合物层复合材料的两种基本组件。
电子导电的层可以任选地且直接地覆盖至少部分的金属网栅。例如，在一些实施方式中，电子导电的聚合物至少部分地覆盖金属网栅。例如，电子导电的聚合物可以完全地覆盖部分金属网栅线，或者部分地覆盖部分的金属网栅线，或二者完全地覆盖部分的金属网栅线和部分地覆盖一些其余金属网栅线。对各金属线的覆盖率无需是相同的。在一些实施方式中，电子导电的层覆盖金属网栅的最小的表面积(小于20%)。在其它实施方式中，电子导电的层覆盖金属网栅的基本上全部(至少 90%)表面积。
可利用方法将金属网栅与电子导电的聚合物复合材料转移到受体片以形成装置。可以利用各种转移机制和层压供体元件构造来实现完全的或部分的转移，以形成合适的器件和其它物件。
例如，本发明的层压供体元件可用于形成例如：电子电路、电阻器、电容器、电极、电荷注入层、二极管、整流器、电场致发光灯、存储元件、场效应晶体管、双极型晶体管、单结晶体管、MOS晶体管、金属-绝缘体-半导体晶体管、电荷耦合器件、绝缘体-金属-绝缘体堆、有机导体-金属-有机导体堆、集成电路、光电探测器、激光、透镜、波导、格栅、全息元件、滤波器(例如，插分滤波器（add drop filter）、增益平坦滤波器（gain flattening filter）、截止滤波器)、镜子、分流器、耦合器、合并器、调制器、传感器(例如，倐逝波传感器、相位调制传感器、干涉型传感器)、光学谐振腔、压电器件、铁电器件、薄膜电池、无线射频识别(RFID)标记、电磁干扰(EMI)屏蔽、印刷电路板(PCB)、或者其组合。例如，场效应晶体管与有机电场致发光灯的组合可以构成光学显示器的主动矩阵阵列。一些有用的实施方式是供体层压元件以形成聚合物分散的LC显示器、基于OLED的显示器或照明装置、或者触摸屏(包括电阻式或电容式触摸屏)、RFID标签、电磁干扰屏蔽、印刷电路板(PCB)、柔性或刚性的光电器件。
层压供体元件包含：供体基底、仅在部分供体基底表面上设置的包含2条或更多条金属线(通常是多条金属线)的金属网栅。因此，供体基底表面的其它部分不被包含金属线的金属网栅所覆盖。通常，至少0.01%并且高达并包括99.99%、或者通常至少10%和高达并包括99.99%的供体基底表面积不被金属网栅覆盖。因此，至少0.01%和高达并包括99.99%的供体基底表面积被金属网栅覆盖。
将电子导电的聚合物层构造成直接地覆盖供体基底中不被金属网栅覆盖的部分，从而形成金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料。当实现从层压供体元件向受体片的转移时，金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料被反转，形成反向复合材料，其中金属网栅通常被暴露并且被布置在受体片的最外，例如在粘合剂层的最外的部分。如下所述，受体片或其它制品可以包含覆盖至少一部分的(通常全部)受体基底表面积的粘合剂层，可将反向复合材料设置在粘合剂层上，例如以随机或预定的图案。
虽然本发明具有各种改进和替代形式，但在附图中图示说明了其具体实施方式。然而，应当理解的是并非意在将本发明局限于本文中描述的具体实施方式。相反，本发明意在涵盖落在本发明精神和范围内的所有改进、等同物和替代。
术语“器件”包括电子或光学组件，这些部组件可单独使用或者与其它组件共同使用以形成较大的系统(例如电子电路)。
术语“主动器件”包括具有动态功能(例如放大、振荡、或信号控制)并且需要电力供给以操作的电子或光学组件。
术语“被动器件”包括在操作上基本上是静止的(即，通常不能放大或振荡)并且不需要电力供给用于特征性操作的电子或光学元件。
术语“操作层”包括用于器件（例如多层主动或被动器件）的操作的层。操作层的实例包括在装置中用作绝缘层、导电层、半导电层、超导层、波导层、频率扩增层、发光层(例如，发光、发光、荧光或磷光)、电子产生层、电洞产生层、磁性层、光吸收层、反射层、衍射层、位相延迟层、散射层、分散层、折射层、偏振层、或者扩散层的层，或者在器件中产生光学增益或电子增益的层。
术语“辅助层”包括在器件运转中不执行功能但仅提供以例如促进将层转移至接收片以防止器件的层受损或与外部元件接触或者将金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料粘附至受体片上的层。可将粘合剂或粘合剂层看作辅助层。
除非本文中另有说明，当用以定义各种组件、化学品或材料时，冠词“一个（a）”、“一个（an）”和“该”是指那些组件、化学品或材料中的一个(或多个)。
层压供体元件
下面提供对层压供体元件的进一步细节，并在图1、图2、图3a、图3b、图4、图5和图6中示出了层压供体元件的一些实施方式。
参照图1，层压供体元件10具有供体基底12，在该基底12上设置有具有多条金属线14的金属网栅和电子导电的聚合物16，将所述金属线设置在供体基底12上，所述电子导电的聚合物16直接地覆盖供体基底12中不被金属网栅的多条金属线14覆盖的部分。因此，多条金属线14与电子导电的聚合物16形成在下面更详细说明的金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料。在图1中，将多条金属线14图示为具有相当的确定角的相同的正方形横截面形状，但正如本领域技术人员将会理解的，金属网栅中的金属线并非始终以这种均匀限定的形状而堆放。因此，所述金属线也可以具有不规则的横截面形状、或者不同的规则形状(例如，矩形、或梯形或圆形横截面形状，分别如图4和图5中所示)的横截面形状。因此，金属网栅中的多条金属线可以具有相同或不同的横截面形状、厚度(宽度)、高度、或构成，如下文中更详细地描述。
在图2中，电子导电的聚合物16被图示为覆盖供体基底12中不被金属网栅的多条金属线14覆盖的部分、以及多条金属线14中的一条或多条的一些部分。如图示的，电子导电的聚合物可以覆盖一条或多条金属线的一侧或多侧、顶部、或者一侧或多侧或顶部的部分。
图3A示出了又一个实施方式，其中电子导电的聚合物16完全地覆盖供体基底12不被金属网栅的多条金属线14覆盖的部分，并且完全地覆盖多条金属线14。在这个实施方式中，在多条金属线14之间在电子导电的聚合物16的涂层中存在“谷”。然而，在图3B中，电子导电的聚合物16的存在在多条金属线14上提供均匀的外表面。
参照图6，层压供体元件10还包含设置在供体基底12上的多条金属线14和电子导电的聚合物16之上的粘合剂18。虽然粘合剂18被图示为均匀的连续层，但在其它实施方式中它无需具有均匀的外表面，并且其厚度无需是均匀的。在一些实施方式中，可以使粘合剂图案化从而与金属网栅的图案相符，或者可以将粘合剂设置成具有非均匀厚度的层。
用于层压供体元件中的供体基底可以是透明的、半透明的、或不透明的，刚性或柔性的，并且可以是带色或无色的。对于许多应用而言，供体基底是“透明的”，这意味着它可传导至少40%、至少60%、或者更可能地至少70%的波长为至少450 nm并且高达并包括700 nm的入射可见光。例如，有用的供体基底对激光辐射也是透明的，以促进金属网栅与电子导电的聚合物复合材料转移至受体片。刚性基底可以包括但不限于：玻璃、金属、陶瓷和半导电材料。柔性基底，特别是包含柔性且透明的玻璃或塑料材料的柔性基底，对于它们的多功能性以及制造、涂覆和最后加工的容易性是有用的。柔性塑料基底可以是支撑金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的任何柔性自支撑塑料膜。术语“塑料”是指通常由聚合性合成树脂制成的高聚物，其可以与其它成分(例如固化剂、填充剂、增强剂、着色剂、和增塑剂)混合。塑料还包括热塑性材料和热固性材料。
供体基底可以具有充分的厚度和机械完整性以自支撑，而且它们无需具有变成刚性的厚度。柔性基底材料(特别是聚合物膜)的另一个显著特征是它们的玻璃化转变温度(Tg)，玻璃化转变温度定义为聚合物材料从玻璃态变为橡胶态的的温度。玻璃化转变温度可以包括在材料实际流动之前的一系列温度。用于柔性供体基底的合适材料包括：具有相对较低玻璃化转变温度(例如高达150℃)的热塑性膜以及具有较高玻璃化转变温度(例如150℃之上)的材料。对用于柔性聚合物供体基底的材料的选择将取决于下列因素：例如制造工艺条件(例如沉积温度、和退火温度)、以及后加工条件(例如在显示器制造商的生产线中的条件)。某些下列讨论的聚合物供体基底可以无损伤地经受高达至少200℃和高达并包括350℃的较高加工温度。
尽管聚合物供体基底的各种实例在下文中讨论，但应该认知柔性供体基底也可由其它材料(例如柔性玻璃和陶瓷)构成。
通常，有用的聚合物供体基底可以是聚酯，包括但不限于： 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯、聚酯离子聚合物、非晶形的聚酯(例如非晶形的乙二醇改性的PET(PETG))、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚砜、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚醚酯、聚醚酰胺、硝酸纤维素、醋酸纤维素、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚烯烃类(包括聚烯烃离子聚合物)、聚酰胺、脂肪族聚氨酯类、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚(甲基(x-甲基丙烯酸酯类)、脂肪族或环状聚烯烃、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、特氟龙聚(全氟烷氧基)氟聚物(PFA)、聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(醚酮)(PEK)、聚(乙烯四氟乙烯)氟聚物(PETFE)、聚(甲基丙烯酸甲酯)和各种丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物(PMMA)、天然和合成纸、涂覆树脂的纸或层压纸、孔隙化（void）聚合物(包括聚合物泡沫、微孔型聚合物、微孔材料)、织物、及其任意组合。脂肪族聚烯烃类可以包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(包括取向聚丙烯(OPP))。
特别有用的柔性供体基底是由聚酯类或乙酸纤维素构成，因为它们优越的机械性能和热性能并且可以合适的价格大量地获得。也可以使用纤维素，例如三乙酸纤维素酯(也称为三醋酸纤维素(或TAC))。利用浇铸法制造TAC膜是众所周知的，包括将溶解于有机溶剂(掺入物)的TAC溶液浇铸在圆筒或带上，然后蒸发溶剂而形成膜。在浇铸掺入物之前，通常以例如美国专利7,781,047(Majumdar等人，列7，和行32ff)中描述的方法调整掺入物的浓度。
可以将增塑剂添加到乙酸纤维素膜中，以提高膜的机械强度。有用的增塑剂包括但不限于：磷酸酯类和羧酸酯类(例如邻苯二甲酸酯类和柠檬酸酯类)，例如磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP))；和苯二甲酸酯类，例如邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP))；柠檬酸酯类例如o-柠檬酸乙酰基三乙酯(OACTE)和 o-柠檬酸乙酰基三丁酯(OACTB))。增塑剂的量可以是至少0.1重量%和高达并包括 25重量%。
被选择用作供体基底的具体聚酯可以是均聚合酯或共聚合酯、或者其混合物(若需要)，该聚酯可以是结晶的或非晶形的或者其混合物(若需要)。
供体基底可以是平面的或者是弯曲的（特征是具有预定曲率半径）。可选地，供体基底可以弯曲从而形成0°至360°的角度。供体基底可以具有任意厚度，例如至少10-8 cm和高达并包括1cm，或者至少0.001 mm和高达并包括10 mm，特别是聚酯基底，以便优化物理性质和成本。供体基底无需具有均一的厚度。其平面形状可以是正方形、矩形、圆形，或者任何其它规则或不规则的形状。在将配方、组合物或金属网栅施加到供体基底之前，为各种目的可以对其进行处理(见下文)。
供体基底可以包含一层或多层，和金属网栅与下述的电子导电的复合材料。此类层可以在金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的相同侧或相反侧，并且可以包括但不限于：抗静电层、耐磨损层、卷曲控制层、传输层、阻隔层、提供结合的层（splice providing layer）、紫外或可见光或红外光吸收层、光学效果提供层(例如抗反射层和防眩层)、防水层、粘合剂层、释放层、磁性层、中间层、可成像层（例如可以包含光调解材料的电可成像层）。在一些实施方式中，直接地施加在供体基底上的粘合剂层是有用的，并且施加在金属网栅与电子导电的聚合物复合材料上的粘合剂(完全或部分层)也是有用的。
在一些实施方式中，供体基底包含在供体基底表面上的释放材料或层，其与金属网栅与电子导电的聚合物复合材料接触。在转移过程(下述)后此释放层促进金属网栅与电子导电的层复合材料从供体基底上分离。用于释放层的合适材料包括但不限于：聚合材料，例如硅酮类或聚硅氧烷类、聚乙烯醇缩丁醛类、纤维素类、聚(甲基)丙烯酸酯类、聚碳酸酯类、(丙烯腈-偏二氯乙烯-丙烯酸)共聚物。
供体基底可以利用本领域中已知的任何方法形成，例如挤出、共挤出、淬灭、定向、热定形、层压、涂覆、和溶剂浇铸法。供体基底可以是利用本领域中已知的任何合适方法（例如平片法(挤出)或者气泡或管状法）获得的定向片。可选地，可以通过将片材的溶液浇铸到圆筒或带上并从溶液中蒸发溶剂而形成片。
然后将如此形成的片定向：使用已知的方法在高于聚合物玻璃化转变温度的温度下进行单向拉伸或者在相互垂直的方向上进行双向拉伸。在任意方向上的拉伸比可以是至少3:1。在片被拉伸后，可以通过加热到足以使聚合物结晶的温度而使其热成形，同时在拉伸的两个方向上以限制某种程度的片收缩。
可以在浇铸、挤出、共挤出、或定向之后或者在浇铸和全定向之间，对供体基底聚合物片进行任意次数的涂覆和处理，以改善或优化其性质（例如印刷适性、阻隔性、热密封性、接合性、对其它基底或成像层的粘合性）。这种处理的实例可以是：火焰或等离子体或电晕放电处理、紫外辐射处理、臭氧处理、电子束处理、酸处理、碱处理、皂化处理，以改善或优化任何性质（例如涂覆性和粘合性）。处理的进一步实例可以是：压延、压花和图案化，以在网格表面上获得具体的效果。
存在于层压供体元件中的金属网栅包含任何合适的金属或金属合金。特别有用的是导电金属和合金，包括锂、铍、镁、锶、钡、钇、镧、钛、锆、铈、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钕、铁、钌、钴、铑、铱、镍、钯、铂、钆、铜、银、金、铽、锌、镉、铝、镓、铟、硅、锗、锡、铅、锑、碲，以及本领域技术人员将会容易地想到的其它金属。特别有用的金属网栅包含选自银、金、铜、铂，钯、铟、锡、铝、及其混合物的至少一种金属。特别有用的金属网栅基本上是由2条或更多条银线组成。
有用的金属层可以利用任何溅射技术(例如磁控溅射、直流(DC)溅射、射频(RF)溅射、RF-DC溅射)或者通过利用热能或电子束的蒸发而形成。金属的电化学沉积也是有用的。
可选地，可以通过将包含金属颗粒(例如，薄片、针状物、纤维、纳米线、胶体、和分散体)的湿组合物涂覆或印刷并干燥在供体基底上，接着进行适当的干燥，形成金属网栅。可以使用金属纳米颗粒的分散体，由于它们具有相对较低的烧结温度(低于350℃)，由此促进金属网栅沉积在聚合物(塑料)供体基底上。 可以以此方式使用Cabot PED的银颗粒(球形，直径为50 nm)。还适于使用的是：例如从PChem Associates购得的各种银墨，例如从CIMA Nanotech购得的银颗粒或墨、或者例如从Seashell或Bluenano购得的银纳米线。
涂覆或印刷方法会涉及任何已知技术，例如气刀涂覆、凹版涂覆、料斗或狭缝型（slot die）挤压涂覆、帘涂、辊涂、喷涂、电化学涂覆、柔性版印刷、轮转凹版印刷 、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷、冲压、以及本领域技术人员将会容易地想出的其它技术。
在其它方法中，通过包含有机金属或反应性有机介质的涂层的低温分解形成金属网栅，例如美国专利7,410，825(Majumdar等人，列14，行27ff)中所描述。
在一个特别有用的实施方式中，可以利用柔性版印刷方法将包含银纳米颗粒 (例如可从PChem Associates公司购得的一种) 的银墨以互连的网栅或网格形式印刷在合适的供体基底(例如经电晕放电处理的PET或TAC)上并干燥。在其它实施方式中，印刷方法可以包括喷墨印刷、丝网印刷、或者冲压技术。
在仍另一个特别有用的实施方式中，可以将包含多于一种溶剂的银墨(例如从CIMA Nanotech购得的银墨，用于其SANTE纳米颗粒涂覆)均匀地涂覆在合适的供体基底(例如经电晕放电处理的PET或TAC)上并干燥，由于干燥期间银颗粒的自组织形成互连的网格(例如在Garbar等人的美国专利7,566,360中所描述)。
在本发明中，金属网栅包含2条或更多条的金属线，并且在大多数情况下，是多条金属线，其可以以随机的布置或图案或者以预定图案仅设置在部分供体基底上，例如其中平行金属线的平均间距为至少10 nm。金属线的其它预定图案可以包括圆形、椭圆形、正方形、矩形、或者其它规则或不规则的几何形状。多条金属线的连接处可以具有与相邻金属线相同或不同的宽度和厚度。为了获得随机的或者图案化的线，通过柔性版印刷、轮转凹版印刷 、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷、冲压或者涂覆在一种或多种溶剂中的自对准金属颗粒，干燥，可以从墨中将金属施加到供体基底上。金属网栅被设置在(或者直接接触) 仅部分供体基底上，从而使供体基底的其它部分不被金属网栅覆盖，如上所述。
金属网栅的各金属线通常具有至少0.01 µm和高达并包括500 µm和典型地至少1 µm和高达并包括50 µm的平均宽度。金属网栅的各金属线通常具有至少0.01 µm和高达并包括10 µm和典型地至少0.1 µm和高达并包括1 µm的平均高度。这些“平均”值由已知的干涉技术测定。因此，在一些实施方式中，金属网栅的各金属线具有至少0.01 µm和高达并包括500 µm的平均宽度、以及至少0.01 µm和高达并包括10 µm的平均高度。因此，在许多实施方式中，这些金属线具有矩形横截面形状。
金属网栅线基本上是由上述金属或金属混合物构成。它们任选地包含非必需的附加物，例如下面为电子导电的聚合物层描述的。
本发明的层压供体元件包含一种或多种电子导电的聚合物，其可以选自含取代或未取代吡咯的聚合物(例如均在上文指出的美国专利 5,665,498和5,674,654中提及)、含取代或未取代噻吩的聚合物(例如，均在上文指出的美国专利5,300,575、5,312,681、5,354,613、5,370,981、5,372,924、5,391,472、5,403,467、 5,443,944、4,987,042和4,731,408中提及)以及含取代或未取代苯胺的聚合物(例如，均在上文指出的美国专利5,716,550、5,093,439和4,070,189中提及)中的一种或多种。特别合适的电子导电的聚合物是以其阳离子形式存在并包含聚阴离子的那些。此类聚合物的例子：美国专利5,665,498(上述)和5,674，654(上述)中公开了含取代或未取代吡咯的聚合物，美国专利5,300,575(上述)公开了含取代或未取代噻吩的聚合物。在这些中，含取代或未取代噻吩的聚合物是有用的，因为它们的光稳定性和热稳定性、分散稳定性以及保存和处理的容易性。例如一种或多种此类含取代或未取代噻吩的聚合物可以与基本上由银金属线组成的金属网栅(上述)结合使用。
有用的含取代或未取代噻吩的聚合物的制备在 L.B.Groenendaal、F.Jonas、D.Freitag、H.Pielartzik和J.R.Reynolds在Advanced Materiails，(2000)，12，No.7，第481-494页的出版物中以标题“聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)及其衍生物：过去、现在和将来（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Its Derivatives: Past, Present, and Future）”的出版物及其中引用的参考文献中详细讨论。
在一些实施方式中，通过施加混合物制备电子导电的聚合物，所述混合物包含：
(a) 阳离子形式的式I的聚噻吩：
Figure 855267DEST_PATH_IMAGE001
式I
其中R1和R2各自独立地表示氢或C1-4 烷基或者一起表示任选地被取代的C1-4亚烷基或亚环烷基，任选地被烷基取代的亚甲基，任选地C1-12烷基取代的或苯基取代的1,2-亚乙基、1,3-亚丙基或者1,2-亚环己基；并且n为3至1000，和
(b)聚阴离子化合物。
电子导电的聚合物与聚阴离子的组合可溶解于或者可分散于有机溶剂或水或其混合物中。与这些电子导电的聚合物一起使用的聚阴离子包括但不限于：聚合的羧酸类(例如聚丙烯酸类、聚(甲基丙烯酸)、和聚(马来酸))和聚合的磺酸类(例如聚(苯乙烯磺酸)类和聚(乙烯基磺酸)类)的阴离子。这些聚羧酸类和聚磺酸类也可以是由乙烯基羧酸单体与乙烯基磺酸单体形成的共聚物，所述单体与其它可聚合单体(例如丙烯酸的酯类和苯乙烯)共聚合。电子导电的聚合物与聚阴离子的重量比可以是1:99至99:1或者更有可能地50:50至15:85。
提供阴离子的聚酸类的分子量通常为至少1000和高达并包括2,000,000并典型地至少2000和高达并包括500,000。聚酸类或它们的碱盐通常是作为例如聚(苯乙烯磺酸)类和聚(丙烯酸)类的形式而获得，或者它们可以用已知方法制得。聚噻吩与聚阴离子的重量比可以在1:99至99:1的范围内广泛地变化。电子导电的聚合物包括聚(3,4-亚乙基二氧噻吩苯乙烯磺酸)，其包括阳离子形式的聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、和聚苯乙烯磺酸。
除非另有说明，术语“电子导电的聚合物”也意在定义本发明的实施方式，以包括具有阳离子聚合物材料的聚阴离子化合物。
特别合适的电子导电的聚合物是由Heraeus提供的以商品名CleviosTM 销售的那些(例如，CleviosTM PH 500、CleviosTM PH1000，以及从其产品文献中获知的其它产品)。
可以通过添加电导率增强剂(CEA)而实现电子导电的聚合物的增强的电导率。有用的CFA包括含有二羟基、多羟基、羧基、酰胺基、或内酰胺基的有机化合物，例如：
(1)由以下式II表示的那些：
(OH)n-R-(COX)m
Ⅱ
其中m和n独立地为1至20的整数，R是具有2至20个原子的亚烷基、在亚芳基链中具有6至14个碳原子的的亚芳基、吡喃基、或呋喃基，和X是-OH或-NYZ，其中Y和Z独立地是氢或烷基；或者
(2)糖、糖衍生物、聚亚烷基二醇、或者丙三醇化合物；
(3)选自N-甲基吡咯烷酮、吡咯烷酮、己内酰胺、N-甲基己内酰胺、二甲基亚砜、或 N-辛基吡咯烷酮的那些；或者
(4)上述的组合。
有用的电导率增强剂包括但不限于：糖和糖衍生物(例如蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖)、糖醇类(例如山梨糖醇和甘露糖醇)、呋喃衍生物(例如 2-呋喃甲酸和3-呋喃甲酸)、醇类(例如乙二醇、丙三醇、和二或三乙二醇)。
可以通过任何合适的方法加入CEA。可以将CEA添加到包含电子导电的聚合物和聚阴离子的涂覆组合物中。可选地，可以用任何合适的方法使涂覆和干燥的电子导电的聚合物层暴露于CEA，例如涂覆后清洗。在涂覆组合物中CEA的浓度可以根据所使用的具体有机化合物和电导率要求而广泛地变化。然而，基于电子导电的聚合物的总干重，有用的浓度为至少0.5重量%或至少5重量%和高达并包括25重量%，或者高达并包括10重量%。更有可能地，CEA的量将会是至少0.5重量%和高达并包括5重量%。
可以将本发明中使用的电子导电的聚合物利用本领域中已知的方法施加到供体基底上从而以层的形式至少直接地覆盖大部分或全部的供体基底中未被金属网栅(上述)覆盖的部分，从而形成金属网栅与电子导电的聚合物复合材料。有用的方法包括：利用任何众所周知的涂覆方法以合适的涂覆组合物进行涂覆，所述涂覆方法例如是：气刀涂覆、凹版涂覆、料斗涂覆、帘涂、辊涂、喷涂、电化学涂覆、喷墨印刷、柔性版印刷、或者冲压。形成电子导电的聚合物层，使得其直接地(无中间材料)覆盖供体基底的未被覆盖的部分。这意味着在电子导电的聚合物层中不有意地设计存在间隙，如果存在任何间隙则是偶然的。
在特别有用的实施方式中，利用狭缝型挤压或凹版涂覆方法可以将包含电子导电的聚合物和聚阴离子以及适量CEA的组合物施加(例如，涂覆)在金属网栅的金属线上，并适当地干燥。
如上所述，电子导电的聚合物也可以至少部分地覆盖金属网栅表面积的部分或全部的金属线，在一些实施方式中电子导电的聚合物则完全覆盖金属网栅表面积。然而，在大多数情况下，小于10%的金属网栅表面积被电子导电的聚合物覆盖。通常，金属网栅与电子导电的聚合物复合材料中的电子导电的聚合物具有至少0.01 µm和高达并包括10 µm的（使用已知方法确定的）平均厚度。
虽然可以使用作为唯一聚合材料的电子导电的聚合物形成电子导电的聚合物层，但将非电子导电的成膜聚合粘合剂与电子导电的聚合物混合可以改善在供体基底上形成的层的物理性质。但是，任何其它非电子导电的成膜聚合粘合剂的存在会增加所得层的总表面电阻。非电子导电的成膜聚合粘合剂的最佳重量百分比基于电子导电的聚合物的电性能、非电子导电的成膜聚合粘合剂的化学组成、以及所得的层压供体元件的要求而变化。
有用的非电子导电的成膜聚合粘合剂包括但不限于：水溶性或水分散性亲水性聚合物，例如明胶、明胶衍生物、马来酸或马来酸酐共聚物、聚磺苯乙烯类、纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素、二乙酸纤维素、和三醋酸纤维素)、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚-N-乙烯基吡咯烷酮。其它合适的非电子导电的成膜聚合粘合剂包括：由烯键式不饱和单体制备的加成型均聚物和共聚物的水性乳剂，所述烯键式不饱和单体例如是：丙烯酸酯类(包括丙烯酸)、甲基丙烯酸酯类(包括甲基丙烯酸)、丙烯酰胺类和甲基丙烯酰胺类、衣康酸及其半酯类和二酯类、苯乙烯类(包括取代的苯乙烯类)、丙烯腈和甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯类、乙烯醚类、卤乙烯类和偏二卤乙烯类、烯烃类、以及聚氨酯类和聚酯离子聚合物的水分散体。
可以与电子导电的聚合物混合的其它附加物包括但不限于：表面活性剂、消泡剂或涂覆助剂、电荷控制剂、增稠剂或粘度调节剂、抗粘连剂、聚结助剂、交联剂或硬化剂、可溶性或固体颗粒染料、无光珠、无机或聚合颗粒、粘合促进剂、咬合溶剂(bite solvent)或化学蚀刻剂、润滑剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂或冲淡剂、以及本领域中熟知的其它材料。有用的咬合溶剂包括美国专利5,709,984(Chen等人)中揭示的挥发性芳香族化合物中的任意种，例如“电导率增强”的芳香族化合物，例如间苯二酚和4-氯-3-甲基苯酚。有用的表面活性剂包括非离子和阴离子表面活性剂。有用的交联剂包括硅烷化合物。例如美国专利5,370,981(上述)中公开的那些。
电子导电的聚合物层也可与促进对激光辐射的吸收的材料(例如染料和颗粒吸收剂)混合。当用于复合材料转移的激光是红外激光时，可以将炭黑以及红外吸收染料和颜料与电子导电的聚合物混合。
用于本发明的电子导电的聚合物组合物通常包含至少0.001 g/m2和高达并包括10 g/m2、典型地至少0.01 g/m2和高达并包括1 g/m2的一种或多种上述电子导电的聚合物的干涂覆覆盖率。电子导电的聚合物的所需的干涂覆重量取决于所使用的具体电子导电的聚合物的性质以及具体层压供体元件的要求(例如层的期望的电导率、透明度、光学密度和材料成本)。通常，基于总组合物固体，电子导电的聚合物组合物中一种或多种电子导电的聚合物的量为至少1重量%，和典型地为至少50重量%和高达100重量%。
金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料可以显示出各种对UV、可见光或红外辐射的透光率值。通常期望使用电子导电的聚合物、金属、和任何需要的附加物(微粒、非电子导电的聚合物等)，具有>40%、或者典型地≥60%或者更有可能≥70%的透明度或透光率值T。
对于一些具体的显示应用(例如涉及有机或聚合的发光二极管的应用)而言，金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的表面粗糙度会是重要的。通常，要求具有低粗糙度(Ra，平均粗糙度)的非常平滑的表面以最大化涂覆基底的光学性能和隔离性能。
如上所述，除金属网栅与电子导电的聚合物复合材料外，层压供体元件还可以包含层。例如，可以将粘合剂层设置成部分或完全地覆盖金属网栅与电子导电的层的复合材料。在大部分实施方式中，粘合剂覆盖供体基底的至少10%的表面积(因此，基于对供体基底表面积的覆盖率，相应量的金属网栅与电子导电的层复合材料的表面积)。因此，术语“粘合剂层”并非意在表示粘合剂始终完全地覆盖供体基底或者金属网栅与电子导电的聚合物复合材料。粘合剂可以以随机的方式或者以预定的图案覆盖供体基底。
有用的粘合剂材料可以是：包含低Tg聚合物(即，低于50℃)的压敏粘合剂层；包含热塑性聚合物的热活化的粘合剂层；或者热或辐射可固化粘合剂层。使用于粘合剂的合适聚合物的例子包括但不限于：环氧化合物、丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物、聚烯烃类、聚亚胺、聚氨酯类、聚酯类、聚碳酸酯类、聚苯乙烯、聚硅氧烷、及粘合剂行业中熟知的其它聚合物、及其混合物。在一些实施方式中，粘合剂层和释放层(上述)可以是相同的材料，并且在层压供体元件中发挥多个功能。另外，层压供体元件中使用的粘合剂可以与受体片中所使用的粘合剂(下述)是相同或不同的。
如上所述，金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料在室温下(20-25℃)显示小于或等于40g/cm的用于使供体基底与金属网栅与电子导电的聚合物复合材料分离的剥离力。更典型地，金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料在室温下显示出至少0.01 g/cm和高达并包括40g/cm的剥离力。典型地，此剥离力为至少0.02g/cm和高达并包括25g/cm。可以使用给定的供体基底和金属网栅与电子导电的聚合物复合材料来测定此剥离力，如下所述。
层压供体元件的一些实施方式包括：供体基底和金属网栅与电子导电的聚合物复合材料，所述基底是包含具有至少0.001 mm和高达并包括10 mm的平均厚度的聚酯的透明膜；所述复合材料包含是含取代或未取代噻吩的聚合物的电子导电的聚合物和基本上由银金属线组成的金属网栅。基本上由2条或更多条银线组成的金属网栅仅与供体基底的部分直接接触。
对本领域技术人员显而易见的是，可以根据所需的制品(或器件)的类型以及将电子导电的聚合物与金属网栅复合材料转移到受体片(下述)的方法来构建种类广泛的供体层压元件构造，所述供体层压元件构造使用供体基底、电子导电的聚合物和金属网栅与任选的层的各种组合。
制品和组件
如上所述，制品包含制品基底，其上按顺序有粘合剂层和反向复合材料，所述反向复合材料包含电子导电的聚合物层和金属网栅使得金属网栅被设置在粘合剂层上并且金属网栅的空隙被电子导电的聚合物填充，并且至少部分的金属网栅未被覆盖。可以以任何合适的方式获得此制品，其中最外层表面需要金属网栅。可以利用上述材料和方法制备该制品。此制品并不局限于本文中描述的用作转移方法中的受体制品的那些。相反，这种制品可用本领域技术人员将从本文的教导中想出的其它用途。
在许多实施方式中，可以通过如下方法获得制品：将电子导电的聚合物与金属网栅复合材料转移至包含合适受体基底的合适受体片，任选地其上设置有粘合剂层。“反向”复合材料形成于受体基底上。因此，此反向复合材料包含设置在粘合剂层外表面上(或者如果无粘合剂则在电子导电的聚合物的外表面上)的金属网栅。在金属网栅线中形成的空隙被电子导电的聚合物填充(可以采用连续层的形式)。因此，在转移时，来自层压供体元件的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料被“翻转”或反向使得金属网栅现在被直接地设置在位于受体基底上的粘合剂层(或电子导电的聚合物)的外表面上。在大多数情况下，受体片中反向复合材料的透明度将基本上与层压供体元件中金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的透明度相同。
制品、组件以及形成它们的方法也可以参考图7、图7a、图8和图9而理解。
参照图7，使供体元件10接近具有受体基底24和粘合剂18的受体片22。然后，可以用这两个元件来构成图7A中所示的组件20。
一旦实现金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的转移(下述)，则可以如图8中所示将供体基底12拉离组件20。任选地，释放层(未示出)介于供体基底12和金属网栅(多条金属线14)与电子导电的聚合物16的复合材料之间。图9中所示的结果是具有受体基底24(通常也可以称为制品基底)的制品30，粘合剂18被直接地设置在其上，反向复合材料包含具有多条金属线14的金属网栅和电子导电的聚合物16。
虽然任何上述电子导电的聚合物和金属网栅可用于这些制品，但一些特别有用的制品具有受体基底；其上设置有：包含含取代或未取代噻吩的聚合物的连续的电子导电的聚合物、以及包含2条或更多条金属线的金属网栅；所述金属线包含选自银、金、铜、铂、钯、锡、铟、铝、及其混合物中的至少一种金属。多条银线是特别有用的。
在部分这些实施方式中，电子导电的聚合物包含含取代或未取代噻吩的聚合物以及基本上由多条银线组成的金属网栅。
通常，可以由用于供体基底的任何上述材料制备受体基底。然而，供体基底和受体基底可以包含相同或不同的材料，并且它们可以具有相同或不同的透明度、厚度、和其它物理或化学性质。对于许多应用和用途而言，受体基底是透明的(如上面关于供体基底的定义)并且包含柔性聚合物或者柔性玻璃。柔性聚合物膜可以由一种或多种聚酯类、聚碳酸酯类、聚烯烃类、聚苯乙烯、聚酰胺类、聚氨酯类、及其混合物构成。柔性玻璃通常是由无碱硼硅酸盐玻璃组成，例如在http：//www.globalcommhost.com/corning/CDTContent/assets/Corning_FlexibelGlass_FactSheet.pdf中描述的。美国专利7,677,058(Hawtof等人)及其中的参考文献中给出了对柔性玻璃及其制造方法的进一步的描述。受体基底也可以由金属或金属-聚合物层压体、聚合物-纸层压体组成，包括但不限于：阳极化铝、涂覆氧化铟锡的聚合膜、各种玻璃(包括柔性玻璃、涂覆氧化铟锡的玻璃)、柔性电路、电路板、硅或其它半导体、陶瓷、以及多种不同类型的纸(包括填充的或未填充的纸、罩光涂膜的纸、或涂覆纸)、织物、或者织造或非织造聚合物。
本文中描述的制品可以包含位于受体基底与金属网栅与电子导电的聚合物复合材料之间的粘合剂。可以以连续层的形式将此粘合剂布置以完全覆盖受体基底，或者可以以预定或随机的图案施加粘合剂使得仅覆盖部分的受体基底。有用的粘合剂包括上述的用于层压供体元件的那些，并包括例如：环氧化物、丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物、聚氨酯、聚酯、聚亚胺、聚烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、或者其混合物。然而，不必期望受体片中使用的粘合剂具有与层压供体元件中使用的粘合剂具有的相同的释放性能。在许多实施方式中，相同类型的粘合剂可同时用于层压供体元件和受体片。可以将电子导电的聚合物层设置在金属网栅和粘合剂层之间。
在将金属网栅与电子导电的聚合物复合材料从层压供体元件转移到制品(例如受体片)期间，使层压供体片与包含受体基底的受体片紧密接触(如图7和图7A中所示)。除非另有说明，术语“紧密接触”是指层压供体元件与受体片之间基本上完全的物理接触，但它还表示这两个元件靠近使得存在小于10 µm气隙，因而转移仍然是可能的。
然后所得组件包含本发明的层压供体元件，其与受体片紧密接触使得金属网栅与受体片接触(或者设置在供体基底和受体基底之间的粘合剂层)并且供体层压元件的电子导电的聚合物填充金属网栅线中的空隙，因此也与受体片接触(或者设置在供体基底和受体基底之间的粘合剂层)。换句话说，空隙中通常采用层形式的电子导电的聚合物与受体片(或者设置在供体基底和受体基底之间的粘合剂层)紧密接触。
在组件的一些实施方式中，电子导电的聚合物层包含含取代或未取代吡咯的聚合物、含取代或未取代噻吩的聚合物、含取代或未取代苯胺的聚合物中的一种或多种，并且金属网栅包含多条金属线，所述金属线包含选自银、金、铜、铂、钯、锡、铟、铝、及其混合物中的至少一种金属。
在其它有用的实施方式中，电子导电的聚合物层包含含取代或未取代噻吩的聚合物，并且金属网栅基本上是由多条银线组成，
其中金属网栅覆盖至少0.01%和高达并包括90%的供体基底表面积，
金属网栅的各银线具有至少0.01µm和高达并包括500µm的平均宽度、以及至少0.01µm和高达并包括10µm的平均高度，
电子导电的聚合物具有至少0.01µm和高达并包括10µm的平均厚度，和
金属网栅与电子导电的聚合物层的复合材料在室温下显示小于或等于40g/cm的从供体基底分离的剥离力。
在所述组件中，供体基底和受体基底两者均可以是透明的并且是由相同或不同的柔性聚合物或柔性玻璃构成。
形成元件和制品的方法
可以利用各种技术制作本发明的层压供体元件。在特别有用的实施方式中，可以通过如下方法制备层压供体元件：
特别有用的供体基底是挤出和双向(3.3×3.3)拉伸的PET网格，例如由Eastman Kodak公司制造的例如厚度为125 µm的Estar产品。供体基底的两侧可以不被涂覆(即，无底涂层或底层)。
在对供体基底进行电晕放电处理后，可利用柔性版印刷法使用包含纳米颗粒金属(例如纳米颗粒银)的墨以网栅图案施加金属网栅。将所形成的印刷的网格干燥，例如利用红外辐射。
随后，例如利用料斗或凹版，以包含导电聚合物(例如聚乙烯二氧噻吩聚苯乙烯磺酸)的组合物形式，将导电聚合物涂覆在金属网栅上，然后干燥。
在特别有用的实施方式中，受体片可以包含与层压供体元件中所用的相同或不同的材料的受体基底。如果供体基底和受体基底(或制品基底)是相同或相似的材料，是特别有用的。
特别有用的粘合剂是丙烯酸酯基的光学透明材料，该材料可以被设置在受体基底上或者设置在供体基底上的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料上。可选地，粘合剂可以被设置成在受体基底和供体基底之间的单独图案或层，同时形成本文中描述的组件。特别有用的是，粘合剂，无论在受体片上或层压供体元件上还是作为单独层，粘合剂上面均具有如上描述的可剥离释放层，以便于更简易的操作。在形成组件时通常去除释放层。
在转移时用本发明的层压供体元件制作的制品可以以如下方式制作：在热、压力的作用下，或者同时在热和压力作用下，形成层压供体元件和受体片的组件，如上所述。该组件是通过如下方式形成：使层压供体元件的具有金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的一侧与合适的受体片紧密接触，任选地进而将粘合剂设置在层压供体基底与接收片之间。然后，将金属网栅与电子导电的聚合物复合材料从供体基底转移到受体片上以在受体片上形成上述的反向复合材料，使得至少部分的金属网栅不被覆盖。通过将供体基底从组件上剥离，即从受体片上的反向复合材料中剥离，而完成转移。在某些情况下，可以利用压力或真空保持层压供体元件与受体片紧密接触。
在这个方法的一些实施方式中，受体基底是透明的并且包含柔性聚合物或柔性玻璃，如上所述。此外，金属网栅可以包含多条银线并且电子导电的聚合物可以是含取代或未取代噻吩的聚合物。如上所述，用于此方法实践的金属网栅与电子导电的聚合物层复合材料在室温下显示小于或等于40 g/cm的用于与供体基底分离的剥离力。
可以通过施加直接加热对层压供体元件的所选部分或者对组件中的其整个表面积进行加热。可以利用加热元件(例如，热电阻打印头)、将辐射(例如可见光束或红外辐射)转换成热的源产生热；或者施加电流产生热。在许多情况下，利用来自例如灯或激光的辐射的热转移是可用的，这是由于利用此项技术可获得的准确度和精度。
转移的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的图案的尺寸和形状，例如可以通过选择辐射束的尺寸、辐射束的曝光图案、与层压供体元件接触的定向辐射的时间段、以及层压供体元件和受体片中的给定材料而加以控制。术语“图案”表示限定的线的布置和形状(例如直线、圆形、正方形、或者其它形状)。可以利用如上述的转移辐射源(例如UV、可见光、近红外、或红外辐射)进行转移。
用于实现转移的合适激光可以包括例如：大功率(>100 mW)单模激光二极管、光纤耦合激光二极管、和二极管泵浦固体激光器(例如，Nd:YAG和Nd:YLF)。激光曝光的停留时间可以是在至少0.1微秒和高达并包括100微秒的范围内，激光能量密度可以是至少0.01 J/cm2和高达并包括1 J/cm2。
当在大的供体基底面积上要求高点定位精度时(例如， 高信息全色显示应用)，激光作为辐射源是特别有用的。激光源适用于大的刚性供体基底(例如1 m×1 m×1.1 mm玻璃)和连续或片状供体基底(例如100μm聚酰亚胺片)。
在一些实施方式中，当使层压供体元件与受体片紧密接触时，可以使用激光源以可成像方式(例如，通过掩膜的数字或模拟曝光)按照任何期望的图案将材料从层压供体元件向受体片进行可成像转移。在操作中，可以对激光进行光栅化或者使激光相对于层压供体元件和接收片移动，选择性地操纵激光以便按照期望的图案照射层压供体元件的部分。可选地，激光可以是静止的，而层压供体元件与受体片组件相对于激光移动。
本发明不要求在层压供体元件中有单独的光热转换层。这种层通常降低透光率并且对于一些用途是合意的，然而，在一些应用中，可使用光热转换层。
如上所述，可以利用加热元件(例如电阻加热元件)实现转移。电阻热打印头或阵列对于较小的供体基底尺寸(例如，在任何维度上小于大约30 cm)、或者较大的图案(例如字母数字分段显示所要求的)会是特别有用的。
可以在转移操作期间利用机械产生的力或声学产生的力施加压力。可以利用本领域熟知的多种方式产生机械力，例如，通过使在相对的压料辊之间的层压供体元件与受体片接触。压料辊可以是平滑的或者一个或两个辊可以具有压印的图案。可选地，当层压供体元件与受体片在组件中紧密接触时，可以通过使描形针作用于层压供体元件或者受体片而产生机械力。可以在冲压压头中，用平滑的或者图案化的压板，使层压供体元件与受体片紧密接触。施加机械力的另一种方法包括使用声学力，声学力可以利用类似于美国专利申请公开2001/0018851(Horine)中所公开的装置产生，其中换能器将声能通过声学透镜，当该声学透镜与受体片紧密接触时相应地将其接收的声能集中在层压供体元件的小的焦点区域。
用于使供体基底从金属网栅和电子导电的聚合物反向复合材料和受体片分离的剥离力是一个重要的考虑因素，因为该剥离力在转移过程中发挥作用。用IMASS SP-2000剥离测试仪测定用于分离的剥离力。在该测试中，用剃刀对供体基底上的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料轻轻地划痕。然后用5磅(2.3 kg)的滚筒将2英寸(5 cm)宽的Permacel带加载在剃刀切割的复合材料上。然后，向如此制作的1英寸×6英寸(2.5 cm×15.2 cm)带施加180°的剥离力。在IMASS SP-2000剥离测试仪中，使用5千克负载单元，以12英寸/分钟(3.6 m/min)的剥离速度，在与金属网栅与电子导电的聚合物复合材料成180°的角度剥离该带。将至少6条带的以g/英寸或g/cm为单位测量的平均剥离力报告为使金属网栅与电子导电的聚合物复合材料和供体基底分离的剥离力。
如上所述，粘合剂可以存在于受体片上或者存在于金属网栅与电子导电的聚合物复合材料上，或者以单独层的形式存在，以促进金属网栅与电子导电的层复合材料转移至受体片上。
层压供体元件和用于转移金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的方法是有用的，例如减少或排除工艺(例如用于形成许多电子器件和光学器件的光刻图案化)中的湿加工步骤。另外，激光热转印可以经常为非常小的器件(例如小光学和电子器件，包括例如，集成电路的晶体管和其它组件、以及用于显示器的组件(例如电致发光和控制电路等)提供更好的准确度和质量控制。此外，激光热转移可以至少在某些情况下，当在比该器件尺寸大的区域形成多个器件时提供更好的对齐。作为实例，可以利用此方法形成具有许多像素的显示器组件。
在一些情况下，多个层压供体元件可用于形成单个器件或其它物体。例如，一个层压供体元件可用于形成场效应晶体管的栅电极，另一个层压供体元件可用于形成栅极绝缘层和半导电层，又一个层压供体元件可用于形成源极接触和漏极接触。2个或更多个层压供体元件的多种其它组合可用于形成器件，各层压供体元件构成该器件的一层或多层。
受体片可以具有上述的用于特定用途的受体基底，特定用途包括但不限于：透明的膜、显示器黑色矩阵、电子显示器的被动和主动部分、金属、半导体、玻璃、各种纸、陶瓷、和聚合物。
在一些实施方式中，受体片构成装置(例如显示装置)的至少一部分。显示装置通常包含至少一个可成像层，其中可成像层可以包含电可成像材料。该电可成像材料可以是发光的或光调制的。发光材料可以本质上是无机的或有机的，例如有机发光二极管(OLED)或者聚合发光二极管(PLED)。光调制材料可以是反光的或者透光的。光调制材料可以是电化学的，电泳的（例如 Gyricon颗粒），电致变色的，或液晶。液晶材料可以是： 扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)、铁电的、磁性的、或者手性向列液晶。特别优选的是手性向列液晶。手性向列液晶可以是聚合物分散液晶(PDLC)。但是具有堆叠成像层或多个基底层的结构，在一些情况下对于提供其它优点是任选的。
在将金属网栅与电子导电的聚合物复合材料和任何其它操作或辅助层转移之后，可以将反向复合材料加入器件中，如同存在于这种器件中的任何一个或多个导电的电极。
在其它实施方式中，可以利用电场使电可成像材料成像然后在除去电场后保持其图像，这通常被称为“双稳态”的性质。特别合适的展现“双稳态”的电可成像材料是：电化学的、电泳的(例如Gyricon颗粒)、电致变色的、磁性的、或者手性向列液晶材料。特别有用的是手性向列液晶材料。手性向列液晶可以是聚合物分散液晶(PDLC)。
在一个实施方式中，显示装置或者显示板具有单单沿垂直于显示器面的直线的液晶材料的单一成像层，例如涂覆在柔性基底上的单层。与各自相对基底之间的垂直堆叠的成像层相比，这种结构对于单色货架标签等是特别有利的。但是，在一些情况下，具有堆叠的成像层的结构对于提供其它优点是可选的。
本文中所述制品的一些可能的用途是在以下装置中，例如触摸屏(包括电阻式或电容式触摸屏)、RFID标签、EMI屏蔽、PCB、柔性或刚性的光伏器件、电池、以及上述的其它用途。
仍其它可能的用途是在以下的装置中：光学元件，例如手性向列宽带偏振器、滤波器阵列、或者手性液晶延迟膜。这些是主动和被动的光学元件或者彩色滤光器和液晶显示器，例如STN、TN、AMD-TN、温度补偿、无聚合物或聚合物稳定的手性向列结构(PFCT、PSCT)显示器。可能的显示器行业的应用包括：笔记本计算机和桌上型计算机的超轻型、柔性、廉价显示器、仪表板、视频游戏机、可视电话、移动电话、手持个人电脑、PDA、电子书、摄像机、卫星导航系统、商店和超市计价系统、公路标志、信息显示器、智能卡、玩具、和其它电子装置。
在一些实施方式中，电子装置具有光调制材料，该材料包括选自电化学材料、电泳材料、电致变色材料、和液晶材料中的至少一种。
本发明的另一种应用是用于广泛地用于常规CRT和计算机（特别是便携式计算机）的平板显示装置的触摸屏的制备。本发明可用于将透明的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料用在本领域中已知的任何触摸屏上，包括但不限于美国专利申请公开 2003/0170456(Anderson等人)和2003/0170492(Anderson等人)、美国专利5,738,934(Jones)、和WO 00/39835(Willems等人)中公开的那些。
本发明提供至少以下实施方式及其组合，本领域技术人员基于本公开的教导将会理解的是特征的其它组合也被认为是在本发明的范围内：
1. 一种层压供体元件，其按顺序包含：
供体基底；
金属网栅，其包含2条或更多条的金属线，所述金属线仅与部分供体基底直接接触，从而使部分供体基底不被金属网栅覆盖；和
电子导电的聚合物层，其直接地覆盖供体基底中未被金属网栅覆盖的部分，并且任选地直接覆盖至少一些金属网栅，由此形成金属网栅金属与电子导电的聚合物的复合材料，
其中金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料在室温下显示出小于或等于40 g/cm的从供体基底分离的剥离力。
2. 如实施方式1所述的层压供体元件，其中金属网栅与电子导电的聚合物层的复合材料在室温下显示出至少0.1 g/cm和高达并包括40 g/cm的从供体基底分离的剥离力。
3. 如实施方式1或2中所述的层压供体元件，其中金属网栅包含银。
4. 如实施方式1至3中任一项所述的层压供体元件，其中将金属网栅以预定的图案仅设置在部分的供体基底上。
5. 如实施方式1至4中任一项所述的层压供体元件，其中将金属网栅以随机的布置仅设置在部分的供体基底上。
6. 如实施方式1至5中任一项所述的层压供体元件，其中将金属网栅以预定的图案仅设置在部分供体基底上，其中平行金属线的平均间距为至少10 nm。
7. 如实施方式1至6中任一项所述的层压供体元件，其中电子导电的聚合物包括含取代或未取代吡咯的聚合物、含取代或未取代噻吩的聚合物、含取代或未取代苯胺的聚合物中的一种或多种。
8. 如实施方式1至7中任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅与电子导电的聚合物复合材料包括含取代或未取代噻吩的聚合物和基本上由银金属线组成的金属网栅。
9. 如实施方式1至8中任一项所述的层压供体元件，其中供体基底是透明的并包含柔性材料。
10. 如实施方式1至9中任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅覆盖至少0.01%和高达并包括90%的供体基底表面积。
11. 如实施方式1至10中任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅的各金属线具有至少0.01 µm和高达并包括500 µm的平均宽度和至少0.01 µm和高达并包括10 µm的平均高度。
12. 如实施方式1至11中除实施方式3和8外任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅是由选自银、金、铜、铂、钯、锡、铟、铝、及其混合物的至少一种金属构成。
13. 如实施方式1至11中任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅基本上是由2条或更多条银线组成。
14. 如实施方式1至13中任一项所述的层压供体元件，其中在其上设置有金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的供体基底的表面是释放表面。
15. 如实施方式1至14中任一项所述的层压供体元件，其中金属网栅与电子导电的聚合物复合材料中的电子导电的聚合物具有至少0.01µm和高达并包括10 µm的平均厚度。
16. 如实施方式1至15中除实施方式3、8和12以外任一项所述的层压供体元件，其中：
供体基底是包含聚酯的透明膜，其具有至少0.001 mm和高达并包括10 mm的平均厚度，
电子导电的聚合物是含取代或未取代噻吩的聚合物，和
金属网栅基本上是由银金属线组成。
17. 如实施方式1至16中任一项所述的层压供体元件，其还包含在金属网栅与电子导电的聚合物复合材料上的粘合剂。
18. 如实施方式17所述的层压供体元件，其中粘合剂包括含环氧化合物、丙烯酸酯聚合物、聚氨酯、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚硅氧烷、或者其混合物。
19. 如实施方式17或18所述的层压供体元件，其中粘合剂完全地覆盖金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料。
20. 如实施方式1至19中任一项所述的层压供体元件，其中电子导电的聚合物至少部分地覆盖金属网栅。
21. 如实施方式1至20中任一项所述的层压供体元件，其中电子导电的聚合物完全地覆盖金属网栅。
提供以下实施例以阐明本发明的实施，并且将本发明与非本发明的实施方式进行比较，本发明的实施例并不意在以任何方式限制本发明。
发明实施例 1：
以如下方式制作本发明的层压供体元件：
将厚度为100微米未涂覆聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜选作供体基底。对此供体基底的一侧进行电晕放电处理，并使用市售的纳米颗粒银墨分散体(例如从PChem Associates公司获得的一种)，柔性版印刷具有随机图案的互连银线的金属网栅。用以下含电子导电的聚合物的配方A进一步涂覆此银线的金属网栅，以提供32 cm3/m2的湿覆盖率。在干燥时，电子导电的聚合物载入银线中的空隙内并且直接地在供体基底上。
配方A
成分 对成分的描述 配方 A
重量%
CleviosTM PH1000(按来样) PEDOT：PSS* 分散体(1.3重量%，在水中)，由Heraeus提供 84.9
Silquest® A187(按来样) γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(100%) ，由Momentive Performance Materials提供 0.4
Olin-10G(按来样) 对-异壬基苯氧基聚(缩水甘油)表面活性剂(10重量% 在水中)，由Olin提供 0.5
NeoCryl® A-1127(按来样计算) 丙烯酸酯类共聚物乳液(43重量%，在水中)由Neoresins提供 1.0
异丙醇 9.2
二乙二醇 4.0
下面的表I描述了所得本发明层压供体元件的特征。
表Ⅰ
层压供体元件 基底 金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料 元件电阻 % VLT** 剥离强度#
D1 经电晕放电处理的PET 配方A的银线和电子导电的聚合物的随机的网格图案 10 欧姆/sq 72% 6g/cm
** VLT 是可见光的透光率%
# 以上述方式测定剥离强度
以如下方式制备受体片(R1)。该受体片包含100 µm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底，该基底的一侧不覆盖而另一侧覆盖有厚度为25 µm的光学透明的丙烯酸酯粘合剂(OCA)和在OCA上的厚度为75 µm的释放层(例如从Daio Paper公司购得)。因此，该受体片具有下面的表II中所示的性质。
制备层压供体元件与受体片的组件并用于转移金属网栅与电子导电的聚合物复合材料。
将受体片R1上的释放层剥离，使在R1上的OCA粘合剂层暴露。然后使经改性的受体片与层压供体元件D1接触并且使改性R1的OCA粘合剂层和D1的供体基底上的金属网栅与电子导电的聚合物复合材料紧密接触，从而形成层压供体元件与受体片的组件。
在热和压力作用下使此组件通过市售的层压机(Ibico PL260 IC)。随后，容易地将供体基底从组件上剥离。由此完成金属网栅与电子导电的聚合物复合材料从层压供体元件向受体片的转移。然后，使金属网栅中的银线暴露在所得的制品中。对转移后所得制品的电阻和%VLT进行测量并示于下面的表Ⅲ中。
表Ⅱ
Figure 772407DEST_PATH_IMAGE002
表 Ⅲ
Figure 489827DEST_PATH_IMAGE003
显然，本发明层压供体元件有效地用于将金属网栅和电子导电的聚合物转移至受体片，从而提供如本文中所述的电子导电的且透明的制品。
比较实施例 1 和 2：
以32 cm3/m2 的湿覆盖率将配方A(上述)涂覆在经电晕放电处理但无任何银网栅的PET基底上制备比较实施例1。
将层压供体元件D1的互连银线的相同的随机网栅图案柔性版印刷到经电晕放电处理的PET基底上，但没有任何随后的PEDOT：PSS涂覆，产生比较实施例2。将这些比较实施例1和2的相应的层压供体元件电阻、%VLT和剥离强度示于下面的表IV中。
表Ⅵ
比较实施例 基底 电子导电的层 元件电阻 % VLT 剥离强度
1 经电晕放电处理的PET 用配方A涂覆 78欧姆/sq 80%
2 经电晕放电处理的PET 柔性版印刷的银网栅 10欧姆/sq 85% 486 g/cm
显然，当使用配方A(包含PEDOT：PSS)且无银网栅(如比较实施例1中)时，与具有银网栅与电子导电的聚合物复合材料的本发明层压供体元件(发明实施例1和D1)相比，所得元件具有显著较高的电阻。这说明了根据本发明使用与电子导电的聚合物组合的银网栅有提高电导率的益处。
此外，当使用柔性版印刷的银网栅而无电子导电的聚合物(如比较实施例2中)时，尽管所得元件具有低电阻，但其剥离强度显著高于发明实施例1的具有金属网栅与电子导电的聚合物复合材料的层压供体元件的。与本发明的层压供体元件相比，这种高剥离强度使得比较实施例2的元件不适于用作任何材料转移的供体。
具体参考本发明的某些优选的实施方式详细描述本发明，但应当理解的是在本发明精神和范围内可以作出变型和修改。
部件列表
10-供体元件
12-供体基底
14-多条金属线
16-导电聚合物
18-粘合剂
20-组件
22-受体片
24-受体基底
30-制品

Claims (15)

1.层压供体元件，其按顺序包含：
供体基底，
金属网栅，其包含2条或更多条的金属线，所述金属线仅与部分所述供体基底直接接触，从而使部分所述供体基底不被金属网栅覆盖，和
电子导电的聚合物层，其直接地覆盖所述供体基底未被所述金属网栅覆盖的所述部分，并且任选地直接覆盖至少一些所述金属网栅，由此形成金属网栅金属与电子导电的聚合物的复合材料，
其中所述金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料在室温下显示出小于或等于40g/cm的从所述供体基底分离的剥离力。
2.权利要求1所述的层压供体元件，其中所述金属网栅与电子导电的聚合物层的复合材料在室温下显示出至少0.1 g/cm和高达并包括40 g/cm的从所述供体基底分离的剥离力。
3.权利要求1或2所述的层压供体元件，其中所述金属网栅包含银。
4.权利要求1至3中任意项所述的层压供体元件，其中将所述金属网栅仅设置在部分的所述供体基底上。
5.权利要求1至4中任意项所述的层压供体元件，其中将所述金属网栅以预定的图案仅设置在部分所述供体基底上，其中平行的金属线平均以至少10nm分开。
6.权利要求1至5中任意项所述的层压供体元件，其中所述金属网栅与电子导电的聚合物的复合材料包含含取代或未取代的噻吩的聚合物和基本上由银金属线组成的金属网栅。
7.权利要求1至6中任意项所述的层压供体元件，其中所述供体基底是透明的并包含柔性材料。
8.权利要求1至7中任意项所述的层压供体元件，其中所述金属网栅覆盖至少0.01%和高达并包括90%的所述供体基底表面积。
9.权利要求1至8中任意项所述的层压供体元件，其中所述金属网栅的各金属线具有至少0.01µm和高达并包括 500µm的平均宽度、和至少0.01µm和高达并包括10µm的平均高度。
10.权利要求1、2、4、5以及7至9中任意项所述的层压供体元件，其中所述金属网栅是由选自银、金、铜、铂、钯、锡、铟、铝、及其混合物的至少一种金属构成。
11.权利要求1至10中任意项所述的层压供体元件，其中在其上设置有所述金属网栅与导电聚合物复合材料的所述供体基底的所述表面是释放表面。
12.权利要求1至11中任意项所述的层压供体元件，其中所述金属网栅与导电聚合物的复合材料中的所述电子导电的聚合物具有至少 0.01µm和高达并包括10µm的平均厚度。
13.权利要求1至12中任意项所述的层压供体元件，其还包含在所述金属网栅与导电聚合物复合材料上的粘合剂。
14.权利要求1至13中任意项所述的层压供体元件，其中所述电子导电聚合物至少部分地覆盖所述金属网栅。
15.权利要求1至13中任意项所述的层压供体元件，其中所述电子导电的聚合物完全地覆盖所述金属网栅。
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