CN104411621A - 分层结构中的电触头 - Google Patents

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Abstract

本公开的各实施方式涉及一种包括纳米结构层的结构，其中该纳米结构层包括形成在其表面上的涂层和多个透明导体。在一些实施方式中，涂层包括具有外表面和内表面的一个或多个导电塞。塞的内表面与纳米结构层电连通，并且外表面形成与涂层的外表面邻近的导电表面触头。在一些实施方式中，该结构包括起偏器，并且该结构在平板式电致变色显示器如液晶显示器、触摸板等中作为屏蔽层。

Description

分层结构中的电触头
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2012年3月29日提交的第61/617,581号美国临时申请以及于2013年3月15日提交的第13/839,689号美国专利申请的权益，上述申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
导电纳米结构已用于形成被称为纳米结构层的薄导电膜。在纳米结构层中，通过导电纳米结构间的连续物理接触建立了一个或多个导电路径。一般而言，可通过沉积包括液态载体和多个导电纳米结构的液态分散体(或涂覆组合物)来形成纳米结构层。当液态分散体变干时，形成了网络化纳米结构的纳米结构层。纳米结构层对于在平板电致变色显示器中的各种用途而言是适当地透明的，一个这种用途为作为透明电极。
发明内容
根据本公开的诸方面，提供了结构的实施方式。该结构包括具有相对的第一表面和第二表面的导电纳米结构层，并且纳米结构层包括多个纳米结构。该结构还包括具有相对的内表面和外表面的涂层。涂层的内表面覆盖纳米结构层的第二表面。涂层具有从涂层的内表面延伸至涂层的外表面的导电塞。导电塞配置成放置为与纳米结构层电连通。在一个实施方式中，纳米结构或纳米线层的涂层包括可重新流动的聚合物，其中该可重新流动的聚合物可包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；溶解的粉末涂覆树脂；甲基丙烯酸甲酯、羟基官能单体、羧酸酯官能单体、胺单体和环氧树脂单体的共聚物。涂层还可包括可UV固化的树脂、封闭型异氰酸酯和/或基于三聚氰胺的交联剂和/或其他粘附促进剂，以增强涂层与纳米线层的粘附。
根据本公开的诸方面，提供了显示器的实施方式。该显示器包括具有相对的第一表面和第二表面的纳米结构层，并且纳米结构层包括多个纳米结构。该显示器还包括具有相对的内表面和外表面的涂层。涂层的内表面覆盖纳米结构层的第二表面。涂层中具有导电塞。导电塞具有第一端部和第二端部，其中第一端部配置成放置为与纳米结构层电连通，以及第二端部从涂层被暴露。纳米结构层还包括与纳米结构层的第一表面邻近的基底。在一个实施方式中，涂层包括可重新流动的聚合物，并且还可包括可UV固化的树脂、封闭型异氰酸酯和/或基于三聚氰胺的交联剂和/或其他粘附促进剂，以增强涂层与纳米结构层的粘附。
根据本公开的诸方面，提供了结构的另一实施方式。该结构包括具有相对的第一表面和第二表面的纳米结构层。纳米结构层包括多个纳米结构。该结构还包括具有相对的内表面和外表面的涂层。涂层的内表面覆盖纳米结构层的第二表面。该结构还包括与涂层的侧表面邻近的导电触头。导电触头具有与纳米结构层电连通的表面。
根据本公开的诸方面，提供了形成包括纳米结构层的方法，其中该纳米结构层具有表面并且包括多个纳米结构。该方法包括在纳米结构层的表面上形成具有相对的第一表面和第二表面的涂层，以及在涂层中形成空隙。空隙从第一表面延伸至第二表面。该方法还包括利用导电材料至少部分地填充空隙。
根据本公开的诸方面，提供了形成分层结构的另一方法。分层结构包括具有表面的纳米结构层，并且该纳米结构层包括多个纳米结构。该方法包括在纳米结构层的表面上形成具有相对的第一表面和第二表面的涂层以及将导电塞沉积至涂层中。
导电塞具有第一部分和第二部分，其中第一部分配置成放置为与纳米结构层电连通，以及第二部分从涂层被暴露。该方法还包括使涂层硬化。在一个实施方式中，如本文中所限定的，涂层包括可重新流动的聚合物。更具体地，可重新流动的聚合物可包括：PMMA；溶解的粉末涂覆树脂；甲基丙烯酸甲酯、羟基官能单体、羧酸酯官能单体、胺单体和环氧树脂单体的共聚物。涂层还可包括可UV固化的树脂、封闭型异氰酸酯、基于三聚氰胺的交联剂和/或其他粘附促进剂。在一个实施方式中，在形成涂层之后并且在将导电塞沉积至涂层中之前，可将分层结构存储达27周。
附图说明
在附图中，相同的附图标记指示相似的元件。附图中元件的尺寸和相对位置并不必须按比例示出。例如，角和各元件的形状没有按比例示出，并且将一些元件随意地放大和定位，以提高附图的可读性。此外，所示元件的具体形状并不旨在传递关于具体元件实际形状的任何信息，并且仅为了在附图中便于识别而进行的选择。
图1是根据本公开的诸方面的一个分层结构实施方式的一部分的剖视图；
图2A-图2C是根据本公开的诸方面的结构的一部分的剖视图；
图3A-图3D示出了根据本公开的诸方面的用于使用埋入式触头形成导电触头的实施方式；
图4是根据本公开的诸方面的结构的另一实施方式的一部分的剖视图；
图5是根据本公开的诸方面的结构的另一实施方式的一部分的俯视图；
图6A是根据本公开的诸方面的在涂层中具有空隙的结构的侧视图；
图6B是示出了填充有导电塞的空隙的图6A的结构的侧视图。
图7是用于形成根据本公开的诸方面的结构的系统；
图8是包括根据本公开的诸方面的分层结构的显示器；
图9是包括根据本公开的诸方面的分层结构的触摸屏设备；
图10是示出了根据本公开的诸方面的示例性接触板布局的结构的俯视图；
图11A-图11D示出了用于形成根据本公开的诸方面的结构的示例；以及
图12A-图12D示出了用于形成根据本公开的诸方面的结构的示例。
具体实施方式
如上所述，本文中描述的纳米结构层对于平板式电致色变显示器中的各种使用是适当透明的且导电的。通常，这种显示器包括导电屏蔽层以抵御电磁干扰(EMI)和静电放电(ESD)。在各实施方式中，本文中描述的纳米结构层提供导电且透明的屏蔽层，在一个实施方式中，该导电且透明的屏蔽层可用于提供接触式传感器、显示器或其组合的EMI和ESD屏蔽/在接触式传感器、显示器或其组合之间提供EMI和ESD屏蔽。在其他实施方式中，本文中描述的纳米结构层还可包括用于电容性接触式传感器的驱动层或感测层；用于将电荷注入OLED照明设备或光伏电池中或从OLED照明设备或光伏电池取回电荷的电极；用于驱动显示设备如液晶显示器、OLED显示器或电子纸显示器的电极等。
本公开的各实施方式涉及分层结构，其中上述分层结构包括表面上形成有涂层的纳米结构层。涂层可施加至纳米结构层作为液态涂覆溶液并且变干或硬化以形成固态涂层；涂层还可包括预形成的固态膜，其中该预形成的固态膜层压或以其他方式粘附至纳米结构层。纳米结构层配置成放置为与另一部件如地线或电路处于电连通。在各实施方式中，涂层包括配置成将纳米结构层电耦接至涂层的外表面的一个或多个导电触头。在一些实施方式中，该结构还包括基底，并且该结构在平板式电致变色显示器如液晶显示器(LCD)、触摸板等中作为屏蔽层。涂层可配置成向基底和纳米结构层之一或两者全部提供机械和/或化学保护。涂层还可用于增强的外观如减少炫光、反射，或任何其他目的。在这方面上，涂层可具有形成在其表面上或在其表面中的防眩光膜或减反射膜。
图1示出了根据本公开的一个实施方式的分层结构100。结构100可以是透明的或具有透明的的部分。结构100包括涂层102，其中涂层102具有相对的外表面104和内表面106。涂层102的内表面106位于纳米结构层110的第一表面108上。纳米结构层110的第二表面112位于基底116的第一表面114上。在一个实施方式中，涂层102形成在纳米结构层110的第一表面108上，从而将涂层粘附至纳米结构层110。在另一实施方式中，纳米结构层110的一部分形成在基底116的第一表面114上，从而将纳米结构层110粘附至基底116。在又一实施方式中，纳米结构层110的一部分形成在涂层102的内表面106上并且基底116粘附至纳米结构层110。
在各种实施方式中，本文中描述的分层结构提供了位于预定位置处或随机分布的、与涂层102的外表面邻近的一个或多个表面触头。表面触头可设置在特定区域上方或涂层的全部区域上方。堆可由最终用户定制成任何配置(尺寸、形状等)并且维持足够的表面触头。某些实施方式提供穿过厚涂层或阻挡层(例如，超过0.2μm的厚度，超过1μm的厚度或甚至超过3μm的厚度)的触头。
在一些实施方式中，结构100由较大的片状材料形成，其中该较大的片状材料包括保护涂层、纳米结构层以及基底，并且然后切割成具有具体尺寸和形状的各个结构，以形成结构100。
图2A-图2C示出了根据本发明的诸方面的其他结构200A-200C。结构200A-结构200C与图1中的结构100结构上相似，除了结构200A-200C沿其至少一部分的侧表面包括一个或多个导电触头202。在图2A-图2C所示的实施方式中，导电触头202通过纳米结构层110的侧表面与纳米结构层110电连通。具体地，导电触头202可与形成在导电层110中的一个或多个导电纳米结构电接触。
如图2A所示，导电触头202可定位成垂直于结构200A的侧表面并且从涂层102的外表面104延伸至基底116的第二表面118。如图2B所示，导电触头202可相对于结构200B成角度，并且在一些情况下，导电触头202延伸超出涂层102的外表面104。如图2C所示，导电触头202可定位在纳米结构层110的第一表面108上沿涂层102的侧表面延伸，并且保持在涂层102的外表面104之下。虽然图2A所示的导电触头与涂层的外表面104齐平，图2B中的导电触头延伸超出涂层102的外表面104，并且图2C中的导电触头位于涂层的外表面之下，但是应理解，每个实施方式可在涂层102的外表面104之上延伸、与涂层102的外表面104齐平或保持在涂层102的外表面104之下。应理解，由于可有利地暴露纳米结构的切割工艺，结构的侧表面可包括缺陷，从而促进纳米结构层110与导电触头202之间的电接触。
在一个实施方式中，导电触头202包括液态导电浆料、涂料、或导电环氧树脂，如包括银、铜、镍、铝、石墨、碳等及其任何组合的导电环氧树脂。在另一实施方式中，导电触头202包括导电带如铜带或铝带。在另一实施方式中，导电触头202包括通过气相沉积或电化学沉积工艺(如蒸发、溅射、化学气相沉积、电镀或化学镀)沉积的导电层。
在另一实施方式中，至少一个埋入式触头可形成在该结构中，如在涂层102形成在纳米结构层110的第一表面108上之前形成在纳米结构层110的第一表面108上。图3A-图3D示出了用于使用埋入式触头形成导电触头的一个实施方式。如图3A所示，埋入式触头203如导电墨或导电膜可形成在纳米结构层110的第一表面108上。在一个实施方式中，埋入式触头203定位成与片状材料上的每个结构的边缘邻近。具体地，埋入式触头可沿着切割线(图3C所示的虚线)定位，以使得当片状材料切割成各个结构时，导电墨或导电膜在其侧部或切割表面处被暴露。如图3B所示，涂层102形成在纳米结构层110的第一表面108和埋入式触头203上或附接至纳米结构层110的第一表面108和埋入式触头203。如图3C所示，结构被切割，从而暴露了埋入式触头203的一部分。如图3D所示，导电触头202形成在结构的侧表面上。
在一些实施方式中，埋入式触头203或导电触头202定位在位于各个结构的边缘处的一个或多个具体位置处。在这种实施方式中，结构的中央部分可保持透明，但是埋入式触头可减小边缘处的透明度。在一些实施方式中，埋入式触头的厚度为约1μm至约5μm。
如示出的实施方式所示，纳米结构层110的侧表面还可耦接至另一电路或地，从而将结构100配置成保护其中包括结构100的显示器或触摸板以防电学副作用如ESD和EMI，或提供诸如电容性接触感测的功能。
图4示出了根据本公开的另一实施方式的结构400。结构400与图1中的结构100相似，除了结构400可包括位于涂层102内的一个或多个导电塞204。塞204包括导电材料并且配置成从涂层102的外表面104贯穿至涂层102的内表面106，从而形成穿过涂层102的电学路径。
导电塞204的内表面与涂层102的内表面106邻近并且与纳米结构层110的表面108电接触或与位于两者之间的导电材料如结合材料电接触。在这一方面，导电塞204的内表面与纳米结构层110中的导电纳米结构电连通。导电塞204的外表面在涂层102的外表面104处被暴露。在示出的实施方式中，导电塞204的外表面延伸至涂层102的外表面104之上。在这一方面，导电塞204至少可具有一个维度，如长度或直径，其中该至少一个维度大于涂层102的厚度。然而，应理解，只要导电塞204的一部分可从涂层102暴露(即，没有由涂层覆盖)，导电塞204可等于或小于涂层102的厚度。塞204可包括一个导电颗粒或多个导电颗粒，并且还可包括导电材料和非导电材料的组合，只要通过塞建立了导电路径。
导电塞204的外表面的暴露部分提供导电的表面触头。在这一方面，涂层102的外表面104的一部分可定位成与纳米结构层110电连通。如示出的实施方式所示，提供导电的表面触头的暴露部分可接地或耦接至电路420。应理解，当导电塞204的外表面与地电连接时，结构400可提供有用的功能，如用于显示器或触摸板的EMI或ESD屏蔽。
导电纳米结构
一般而言，上文所提到的导电纳米结构(或纳米线)为用于形成薄导电膜的纳米尺寸的导电结构。在薄导电膜中，通过纳米结构间的连续物理接触建立了一个或多个导电路径。当存在足够的纳米结构而达到电渗透阈值时，形成了纳米结构的导电网络。电渗透阈值因此是重要的值，在该值以上可实现长距离连接性。通常，导电纳米结构至少具有一个维度，其中该至少一个维度小于500nm，更优选地，小于250nm、100nm、50nm或25nm。
纳米结构可呈任何形状或几何形状。在某些实施方式中，纳米结构各向同性地成形(即，纵横比＝1)。典型的各向同性纳米结构为纳米颗粒，其可与形成塞的纳米颗粒相同或不同。在优选实施方式中，纳米结构各向异性地成形(即，纵横比≠1)。如本文中使用的，“纵横比”指的是纳米结构的长度与宽度(或直径)的比值。各向异性的纳米结构通常具有沿其长度的纵向轴线。如本文中定义的，示例性各向异性的纳米结构包括纳米线和纳米管。
纳米结构可以是实心的或中空的。实心的纳米结构包括例如纳米塞和纳米线。“纳米线”因此指的是实心的各向异性纳米结构。通常，每个纳米线具有大于10、优选大于50、更优选大于100的纵横比(长度：直径)。通常，纳米线的长度大于500nm、大于1μm，或大于10μm。
中空的纳米结构包括例如纳米管。通常，纳米管具有大于10、优选大于50、更优选大于100的纵横比(长度：直径)。通常，纳米管的长度大于500nm、大于1μm，或大于10μm。
纳米结构可由任何导电材料形成。最通常，导电材料是金属的。金属材料可以是单质金属(例如过渡金属)或金属化合物(例如金属氧化物)。金属材料还可以是双金属材料或金属合金，其包括两种或更多种金属。合适的金属包括但不限于银、金、铜、镍、镀金的银、铂以及钯。导电材料还可以非金属的，如碳或石墨(碳的同素异形体)。
纳米结构层
如上所述，纳米结构层已在显示器中用作透明电极。然而，如本文中所述，纳米结构层还可用作屏蔽层，以抵御电学的EMI和ESD。通过沉积包括液态载体及多个导电纳米结构的液态分散体(如涂覆组合物)并且允许液态载体变干而形成纳米结构层(还被称为透明导体层)。
纳米结构层包括随机分布且彼此互连的纳米结构(如上文所述的纳米结构)。当纳米结构的数目达到渗透阈值时，薄膜是导电的。墨组合物的其他非挥发性组分(包括例如一个或多个粘结剂、表面活性剂以及粘度调节剂)可形成导电膜的一部分。因此，除非另外说明，本文中所使用的“导电膜”、“纳米结构层”以及“纳米线层”可互换地指的是与墨组合物的任何非挥发性组分相结合的网络化、渗透性纳米结构形成，并且例如可包括以下各项中的一个或多个：粘度调节剂或粘结剂、表面活性剂和防蚀剂。
用于分散体的液态载体可以是水、醇、酮或其组合。示例性醇可包括异丙醇(IPA)、乙醇、双丙酮醇(DAA)或IPA和DAA的组合。示例性酮可包括甲基乙基酮(MEK)和甲基丙基酮(MPK)。
表面活性剂用来降低纳米结构和/或光散射材料的聚集。合适的表面活性剂的代表性示例包括含氟表面活性剂如表面活性剂，包括(DuPont Chemicals，威明顿市，DE)、以及NOVECTM(3M，圣保罗市，MN)。其他示例性表面活性剂包括基于烷基酚乙氧基化合物的非离子型表面活性剂。优选的表面活性剂包括例如辛基酚乙氧基化物如TRITONTM(×100、×114、×45)，以及壬基酚乙氧基化物如TERGITOLTM(Dow Chemical Company、Midland MI)。另外的示例性非离子型表面活性剂包括炔基表面活性剂如(604、607)(Air Products and Chemicals，Inc.，阿伦敦，PA)和正十二烷基β-D-麦芽糖苷。
粘度调节剂作为将纳米结构固定在基底上的粘结剂。合适的粘度调节剂的示例包括羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、黄原胶、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、以及羟乙基纤维素。
在具体实施方式中，涂覆溶液中表面活性剂与粘度调节剂的重量比优选为约80：1至约0.01：1；粘度调节剂与导电纳米结构的重量比优选为约5：1至约0.000625：1；以及导电纳米结构与表面活性剂的重量比优选为约560：1至约5：1。取决于使用的应用方法和基底，可修改涂覆溶液组分的比率。用于涂覆溶液的优选粘性范围为约1cP至100cP。
在一个实施方式中，涂覆溶液最初可包括粘结剂(例如HPMC)，以便于形成膜。在一些实施方式中，随后移除了粘结剂，以使得纳米结构形成不连续层并且不干扰减反射层与有机堆之间的光学相互作用。
导电膜的导电性经常通过“方块电阻”进行测量，其表示为欧姆/方(或“ohm/sq”)。方块电阻至少是表面负荷密度、纳米结构的尺寸/形状、以及纳米结构成分的本质电性能的函数。如本文中所使用的，如果薄膜具有不高于108ohm/sq的方块电阻，则其被认为是导电的。优选地，方块电阻不高于104ohm/sq、3,000ohm/sq、1,000ohm/sq、或350ohm/sq、或100ohm/sq。通常，由金属纳米结构形成的导电网络的方块电阻为10ohm/sq至1000ohm/sq、100ohm/sq至750ohm/sq、50ohm/sq至300ohm/sq、100ohm/sq至500ohm/sq、100ohm/sq至250ohm/sq、10ohm/sq至300ohm/sq、10ohm/sq至50ohm/sq、或1ohm/sq至10ohm/sq。对于本文中使用的光电设备，方块电阻通常小于20欧姆/方、小于15欧姆/方、或小于10欧姆/方。
光学上，基于纳米结构的透明导体在可见区(400nm-700nm)中具有高透光率。通常，当在可见区中透光率大于70％、或更通常大于85％时，透明导体在光学上被认为是清楚的。更优选地，透光率大于90％、大于93％、或大于95％。如本文中使用的，除非另外说明，导电膜是光学透明的(例如，透光率大于70％)。因此，透明导体、透明导电膜、层或涂层，导电膜、层或涂层，以及透明电极可互换地使用。
通常，纳米结构层的厚度为10nm至1000nm，以及在一些实施方式中为20nm至200nm。在又一些实施方式，厚度为70nm至130nm，以及在一个实施方式中，纳米结构层的厚度为100nm。
涂层
在各实施方式中，涂层包括绝缘材料并且可具有大体上透明的一个或多个部分，如在约440nm至700nm之间。非限制性示例包括树脂、聚合物等。涂层可以是UV固化树脂如丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯。或涂层可以是热固化树脂，如环氧树脂或硅酮。或者涂层可以是热塑性树脂，即非交联高分子量聚合物，其在存储和操作条件下时是固体，但可通过加热熔化或溶于溶剂中。在一些实施方式中，导电材料形成在涂层中。
涂层可由可流动材料如上涂覆层形成，并且在一些实施方式中可能需要一个或多个固化或烘焙步骤使材料硬化。涂层可形成在纳米结构层上，以使得涂层在纳米结构层上固化或变干。在其他实施方式中，涂层为例如通过层压工艺结合至纳米结构层的预先存在的膜。
在一些实施方式中，一层或多层涂层起防眩光涂层和/或减反射涂层的作用。如在本文中提到的固化可包括致使涂层形成固态材料的任何固化工艺，如通过交联。非限制性示例包括利用可见光或紫外(UV)光、电子束照射涂层材料，热固化等。
通常，涂层可机械地和/或化学地保护基底和/或纳米结构层，如保护纳米结构层以防可损坏纳米结构层的环境因素。在这一方面，一层或多层涂层可具有比纳米结构层的硬度等级大的硬度等级。在一些实施方式中，涂层可具有2H-5H的铅笔硬度等级，而在一个实施方式中，可以是3H。涂层还可作为化学性阻挡层，从而减小溶解在其中或悬浮在其中的物质、液体以及气体可从周围环境与纳米结构层接触的速率。
应理解，涂层可由一个或多个层形成。每个层可由不同材料形成，可具有不同厚度，并且与涂层中的其他层通过不同工艺形成。
基底
在各实施方式中，基底可包括一个或多个绝缘和/或导电的材料并且在一些实施方式中可具有大体上透明的一个或多个部分，如在约440nm至700nm之间。基底可以是刚性的，刚性基底的非限制性示例包括玻璃，聚碳酸酯、丙烯酸酯等。在其他实施方式中，基底可以是柔性的，柔性基底的非限制性示例包括：聚合物、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯萘二甲酸酯(polyester naphthalate)、以及聚碳酸酯)、聚烯烃(例如，线性聚烯烃、支化聚烯烃以及环状聚烯烃)、聚乙烯化合物(例如，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等)、纤维素酯基体(例如，三醋酸纤维素、醋酸纤维素)、聚砜如聚醚砜、聚酰亚胺、硅酮、及其他传统聚合物膜。在一个实施方式中，基底为起偏器。在一个实施方式中，基底与如上所述的涂层可以是相同材料并且基底可包括如本文中参考涂层描述的延伸穿过其中的触头。
导电塞
如本文中使用的，导电塞泛指贯穿涂层的两个表面的一个或多个导电特征。导电塞至少部分地由配置成导电的一种或多种材料形成。在一些实施方式中，塞的导电材料由金属材料形成。合适的金属包括但不限于银、金、铜、镍、镀金的银、铂以及钯。导电材料还可以非金属的，如碳或石墨(碳的同素异形体)。
如将在下文说明的，当设置在涂层中时，导电塞可成液态、半液态如糊状、或固态形式。当成固态时，导电塞可呈任何形状或几何形状。在一些实施方式中，导电塞形成为呈具体的几何形状，非限制性示例包括球形、柱形、长方形等。如将在下文描述的那样，当导电塞应用成糊状形式并用于填充涂层中的空隙时，导电塞可部分地或充分地填充空隙的形状。在一个实施方式中，导电塞不填充空隙而是在空隙的边缘处沿涂层的横截面延伸。在一个实施方式中，如本领域所公知的，导电塞为在每个端部具有导电触头的传统柔性连接器。柔性连接器可包括与纳米结构层电连通的第一触头以及邻近于涂层外表面被暴露的第二触头。柔性连接器的非限制性示例包括柔性印刷电路、导线、弹簧等。
如上所述，导电塞的尺寸可取决于涂层的厚度，以允许导电塞的外表面的一部分从涂层被暴露。如上所述，塞的外表面可延伸超出涂层的外表面、与涂层的外表面齐平、或保持在涂层的外表面之下，只要塞的外表面的一部分保持没有由涂层覆盖。
塞可贯穿涂层地随机分布或分布在预定位置处。在一些实施方式中，接触区域可形成在涂层中，以指示塞的预定位置。图5示出与图4中的结构400相似的结构500，除了结构500还包括形成在涂层102的表面上指示一个或多个导电塞204的预定位置的一个或多个接触区域310。接触区域310可呈任何形状或尺寸，并且两个以上导电塞204可设置在每个接触区域310中。塞在每个接触区域内的布置可以是规则的或不规则的，并且还可以是预定的或随机的。在一个实施方式中，接触区域310为1mm2或更大，并三个或更多导电塞204被添加给每个接触区域310。在另一实施方式中，接触区域310为导电塞204的尺寸的比值，如接触区域310可以比各导电塞204大1至1,000,000倍。例如，在一个实施方式中，存在与接触区域310的尺寸相同的一个塞204，以及在另一实施方式中，存在测量值为5μm的多个塞，并且该多个塞分布在1cm2的接触区域上。
在涂层中形成导电塞
如上所述，结构可包括形成在涂层中的一个或多个导电塞，其中该一个或多个导电塞配置成将纳米结构层中的纳米结构电耦接至另一部件，如接地或耦接至电路。这种耦接是直接的，或通过与导电塞的表面和待接触的电路或地相接触的另一导电构件。
涂层中导电塞的数目以及在其中的分布可以变化。在一个实施方式中，导电塞的数目为仍允许可见区(即400nm-700nm)中合适的光透射的任何量，以使得结构是透明的。在一个实施方式中，涂层与导电塞的组合可作为能够透光的整体，该组合的光透射大体上与纳米结构层的光透射相似。在其他实施方式中，组合的光透射可以是允许可见光透过分层结构使得总体上分层结构大体在光学上是清楚的任何量。因此，在一些实施方式中，组合的光透射大体上可超过或限制纳米结构层的光透射。例如，在一个实施方式中，导电塞沿结构的边缘分布，从而限制边缘处结构的透明度并且中央部分保持合适地透明。应理解，导电塞的尺寸和/或数量可减小结构的透明度。
在一些实施方式中，导电塞204通过以下方式添加至涂层102：首先在涂层102中形成空隙402，然后利用导电材料404填充一部分空隙402或所有空隙402，从而形成如图6A和图6B的结构600所示的导电塞204。结构600与图4中的结构400相似，除了结构600中的导电塞204通过填充涂层中的空隙402而形成。下面将更详细地说明形成空隙402的各种技术。在一些实施方式中，空隙402形成在涂层102的接触区域310(图5)中，而在其他实施方式中，空隙402贯穿涂层102的外表面104形成。如图6A所示，形成在涂层中的空隙402延伸穿过涂层102的厚度，从而暴露下方的导电膜或纳米结构层110的表面面积。空隙可具有任何纵横比，并且空隙的宽度可与涂层的厚度相似、远大于涂层的厚度或远小于涂层的厚度。在一个实施方式中，纳米结构层的暴露的表面区域小于接触区域的1％。
如上所述，各种技术可用于在涂层中形成空隙。在一个实施方式中，在湿沉积或涂覆工艺的过程中形成涂层。当在湿沉积工艺的过程中将涂层材料沉积到纳米结构层上时，可能发生反湿润，从而在涂层中形成空隙。至少一些空隙可暴露纳米结构层表面区域。在一些实施方式中，反湿润被促进以在涂层中形成更多的空隙。通常，通过利用用于涂层的较高表面张力溶剂和用于纳米结构层的较低表面能来促进反湿润，其中涂层形成在纳米结构层上。另外通过涂层溶液的粘性和干燥速率可控制反湿润的程度。还可以可选地通过在涂层溶液中包括作为用于反湿润的核化点的颗粒或在应用涂层之前将这种颗粒定位在导电层表面上来控制反湿润点的数目。
在另一实施方式中，在印刷工艺的过程中在涂层中形成空隙，其中空隙在涂层中形成在具体位置处如形成在涂层的接触区域中。可使用任何合适的印刷方法如丝网印刷、喷墨印刷、苯胺印刷、凹版印刷、移印、胶印、凹版胶印或反向胶印。有利地，印刷可根据图案提供空隙，以在统计上保证足够的表面触头可形成在接触区域内。相似地，空隙可形成在预定区域中。在另一实施方式中，通过形成带有的可移除塞涂层而使涂层中形成有空隙。也就是说，在将涂层材料涂覆或沉积在纳米结构层上之前，涂层材料可与可移除塞相混合。在这一方面，当形成涂层材料时，可移除塞贯穿涂层材料地随机分布。一旦涂层材料诸如通过UV固化、热固化或变干而交联或硬化时，诸如可通过溶解而移除可移除塞，以在涂层中形成空隙。可移除塞可包括水溶性聚合物，其在常用于涂覆溶液(如酯、酮、芳烃、含氟和含氯的溶剂，以及醇)的有机溶剂中具有有限溶解度。例如，非离子型聚合物如羟丙基甲基纤维素、或离子型聚合物如羧甲基纤维素或聚(丙烯酸)可用作可移除塞。水溶性聚合物可以以干燥颗粒的形式添加至上涂覆层溶液，其中该干燥颗粒之前通过诸如喷雾干燥、研磨或铣削的方法制备成具有期望的颗粒尺寸，以形成固态颗粒分散体。颗粒尺寸应可与上涂覆层的预期干膜厚度相比或大于上涂覆层的预期干膜厚度，以使得当涂层变干时，塞延伸超出上涂覆层的外表面。可替代地，水溶性聚合物可以以含水聚合物溶液形式添加至上涂覆层溶液，该含水聚合物溶液通过混合和添加表面活性剂形成为反向乳液或反向悬浮物(悬浮在无水涂覆溶剂中的亚微米至微米直径的含水液滴)。在变干过程中移除水导致这些液滴的固化和塞的形成。可使用在有机溶剂中具有有限溶解度的低分子量水溶性物质，代替聚合物例如碳水化合物(如蔗糖)。如果可移除塞包括水溶性聚合物，则优选地通过用水冲洗来溶解可移除塞而从干的上涂覆层移除塞。
虽然水溶性聚合物优选作为可移除塞，并且水作为用于移除塞的溶解流体，但是还可使用其他类型的聚合物或低分子量物质(包括水或有机溶剂)，只要它们与涂覆溶液的主要部分不混溶，并且可通过溶解或蒸发而选择性地从变干且固化的涂层移除。
如对本领域技术人员清楚的是，接触区域中的空隙可通过其他技术如激光烧蚀、等离子体处理、化学腐蚀或机械处理如刮削、打磨、切割等形成在最初连续的涂层中。在所有这些情况下，涂层最初可不包括空隙或空隙的前体，并且涂层材料通过局部施加化学刺激、物理刺激或热刺激选择性地从接触区域移除，从而允许接触。在又一实施方式中，涂层可以是光敏的，以使得涂层的部分暴露于光时，这些部分可变得可溶解。如果涂层包括预先存在的固态膜材料，则涂层中的空隙(孔)可在通过任一上述工艺应用涂层之前形成在涂层中，其中该预先存在的固态膜材料例如通过层压被应用至纳米结构层。通过冲压工艺或通过激光打孔形成孔是优选的。
如图6B所示，一旦涂层102中的空隙402已形成，则可利用导电材料404完全地或部分地填充一个或多个空隙402，以形成导电塞204。应理解，导电塞204耦接至纳米结构层110或另一导电特征如导电膜，并且配置成定位成与纳米结构层110中的一个或多个导电结构电连通。如上所述，导电材料可成液体、半液态或固态形式，并可包括一个或多个纳米颗粒。在一个实施方式中，导电材料是Ag浆。应理解，在一些实施方式中，可以填充任何数目的空隙以建立表面触头，包括多个空隙中仅一个形成为填充有导电材料。
在一个实施方式中，在将涂层沉积至纳米结构层上之前，导电塞被添加至涂层材料。也就是说，导电塞以液态形式被添加至涂层材料。当涂层材料涂覆或形成到纳米结构层的表面上时，导电塞随机分布在表面上。例如，导电塞可包括与涂覆溶液相混合的导电颗粒。
在其他实施方式中，在沉积涂层之后，导电塞被添加至涂层，并且涂层材料是软的或可移置的。在一个实施方式中，在如通过UV固化、热固化、变干等使涂层硬化之前，导电塞被添加至涂层。可利用施加的力如重力通过使塞从升高的高度落下，或通过一些其他装置相对于涂层进行投射如从管嘴喷射来添加导电塞，或导电塞可比涂层材料更稠密并且因此一旦定位成与涂层材料接触时会移置涂层材料。在一个实施方式中，利用力推动塞穿过涂层的至少一部分，如通过施加器或其他装置。在另一实施方式中，电场或磁场用于向塞施加力。在一个实施方式中，在将涂层应用至分层结构之后但在涂层完全硬化之前，在使分层结构中包括导电塞并且使涂层充分硬化之前，分层结构被存储或以其他方式在任何位置未进一步处理达27周。这样有利地允许分层结构在第一制造工艺中进行涂覆并允许导电塞在完全分离的制造工艺中添加至分层结构。
在某些实施方式中，上涂覆层为可重新流动的聚合物。如本文中使用的，“可重新流动的聚合物”指的是在某些温度和/或压强之上变得柔韧，但是当冷却或压强降低时可回到固态的任何热塑性聚合物或共聚物。可重新流动的聚合物还可被软化或通过溶剂溶解，并且当移除溶剂时回到固态。可重新流动的聚合物包括但不限于聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚氨酯等。
优选的可重新流动的聚合物为聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。PMMA可以普遍地得到、相对便宜、透明、通过多种有机溶剂或在约100℃的温度以上可重新流动，并且为银纳米线提供环境保护。可用作可重新流动的上涂覆层的其他聚合物的示例包括可从DianalAmerica,Inc.得到的Dianal MB 2752以及溶解的粉末涂覆树脂如可从Momentive Specialty Chemicals Inc.得到的EPON 2002(基于双酚A/环氧氯丙烷环氧树脂)，其中EPON 2002例如可溶解在双丙酮醇中。
可重新流动的上涂覆层的厚度优选为0.2μm至3μm。例如，如果通过银浆穿过可重新流动的上涂覆层实现与纳米线层的接触，则可使可重新流动的上涂覆层软化或通过银浆溶剂溶解可重新流动的上涂覆层，或通过溶剂与热能或压强结合来溶解可重新流动的上涂覆层，从而在上涂覆层中提供足够的流，以允许银浆中的Ag颗粒充分地穿透上涂覆层并与位于下方的纳米线层接触。如果通过各向异性的导电膜(ACF)结合实现接触，则通过ACF结合中的热能熔化可重新流动的上涂覆层，并且在压力作用下，ACF颗粒可穿透熔化的上涂覆层以与位于下方的纳米线层相接触。甚至对于非常小的接触焊盘尺寸，可重新流动的上涂覆层也允许通过具有非常低的接触电阻的ACF或银浆实现的电接触。
可使用任何涂覆或印刷方法应用可重新流动的上涂覆层，其中上述涂覆或印刷方法包括但不限于旋涂、狭缝染料涂覆、丝网印刷、喷墨印刷、凹版印刷、苯胺印刷、反向胶印以及转移膜方法。在应用PMMA作为上涂覆层中，优选的是将溶解在诸如酯、酮或可能但不必须与酒精混合的芳族化合物的有机溶剂中。在一些实施方式中，在应用之前，PMMA可与丙二醇单甲醚醋酸盐(“PGMEA”)或甲基乙基酮(“MEK”)相结合。
如果可重新流动的上涂覆层使用在纳米线导电层上，可能有利的是改进上涂覆层与导电层之间的粘附。在一些实施方式中，可通过在上涂覆层或纳米线层中包括粘附促进剂来改进这种粘附。在一个实施方式中，可通过添加用于使用在纳米线层中的一种或多种粘结剂材料的交联剂来改进粘附。例如，但不进行限制，如果纤维素酯或其他聚合物使用在纳米线层中，则用于纤维素酯或其他聚合物的交联剂可添加至上涂覆层。在一个实施方式中，纳米线层中包括作为粘结剂的HPMC，并且封闭型聚异氰酸酯如来自Bayer Materials Science的Desmodur BL3175A(利用甲乙酮肟封闭的六亚甲基二异氰酸酯的三聚物)被添加至可重新流动的上涂覆层。在一个实施方式中，使用了PMMA可重新流动的上涂覆层，并且BL3175A相对于PMMA以高于约2％的水平添加至上涂覆层，并且上涂覆层在150℃固化约15分钟或更多。当与没有封闭型聚异氰酸酯或其他粘附促进剂的PMMA上涂覆层相比时，这种上涂覆层示出了改进的与纳米线层的粘附。在其他实施方式中，可使用其他HPMC交联剂，如其他封闭型或非封闭型聚异氰酸酯、封闭型或非封闭型三聚氰胺、可UV固化树脂和环氧化合物。在一个实施方式中，可UV固化树脂包括来自Addison ClearwaveCoatings,Inc的HC-5619可UV固化硬膜。可从比利时的Cytec SurfaceSpecialties SA/NV得到商标名为的基于三聚氰胺的交联剂的示例。在另一实施方式中，Dianal MB 2752用于Desmodur BL3175A作为交联剂。
在其他实施方式中，催化剂还可包括在上涂覆层中，以增大交联反应速率和/或降低所需的固化温度。在一个实施方式中，这种催化剂包括二月桂酸二丁锡。在另一实施方式中，可从Momentive SpecialtyChemicals,Inc.得到的Epon 2002可与EPIKURE P 101(用于EPON2002的基于咪唑的固化剂)相结合，以形成可重新流动的涂层。
还可包括例如通过酯交换在界面处致使PMMA与HPMC之间直接化学反应的试剂。示例性酯交换催化剂包括锡化合物(如二月桂酸二丁锡或二丁基氧化锡)和钛酸盐如来自DuPont的Tyzor化合物。
上涂覆层或纳米线层自身内还可包括改进纳米线层与基底的粘附的粘附促进剂。在一个实施方式中，如果基底为玻璃，则可使用硅烷偶联剂。如果偶合剂最初包括在上涂覆层中(以避免增大复杂度或减小纳米线层的性能)，则在固化工艺中偶合剂可从上涂覆层扩散出来，穿过纳米线层，扩散至基底，并且在基底与纳米线层之间形成键。
在其他实施方式中，用于纳米线层的可重新流动的上涂覆层中可能不包括PMMA。在一个实施方式中，上涂覆层可包括具有一个或多个其他单体(即，共聚单体)的甲基丙烯酸甲酯的共聚物。具有乙烯基的任何共聚单体能够与甲基丙烯酸甲酯形成共聚物。除乙烯基之外，共聚单体可包括一个或多个反应官能团。在共聚作用之后，反应官能团包括在共聚物上涂覆层中。反应官能团可更容易地与纳米线粘结剂的成分中的官能团(如HPMC或其他纤维素酯的羟基)反应。可替代地或另外，共聚物的反应官能团可在上涂覆层内交联。反应官能团的示例可以是羟基、羧酸、氨基、缩水甘油基等。
在某些实施方式中，可重新流动的上涂覆层为基于一种或多种丙烯酸酯单体和/或共聚单体的聚合物或共聚物。丙烯酸酯单体或共聚单体可由下式表示：
其中，R1为氢或烷基，
L为直接键，亚烷基链，(即，-(CH2)n-，其中n为1-10)，或烯化氧链(即，-(CH2)m-O)n-，m为1-10，n为1-10)；
R2为氢、羟基、氨基(包括单取代氨基、双取代氨基)、缩水甘油基、烷基(取代的或未取代的)以及芳基(取代的或未取代的)。取代基可以是卤素、羟基、烷基、氨基、芳基、硝基、氰基、卤代烷基等。
在一个实施方式中，共聚单体可以是羟基功能单体如甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、羧酸盐功能单体如甲基丙烯酸、胺单体如甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、或环氧树脂单体如甲基丙烯酸缩水甘油酯。各种偶联剂可用于使这些官能团中的每个与HPMC中的羟基或另一粘结剂聚合物中的不同反应基团反应。另外，即使没有偶联反应，共聚单体与HPMC羟基的非共价相互作用可能足以充分改进粘附，如通过氢键相互作用。
在其他实施方式中，涂层材料可在添加导电塞之前已硬化。例如，在一个实施方式中，在涂层已硬化之后，至少一部分涂层可稍后暴露于热和/或溶剂，其中该溶剂致使涂层变得足够的易流动，从而适于插设如上所述的导电塞。在又一实施方式中，导电塞可在添加至涂层之前被加热或暴露于溶剂。加热的或浸有溶剂的导电塞可配置成使一部分涂层在导电塞定位成与涂层相接触或压在涂层上时重新流动。在该实施方式中，导电塞可施加有力以帮助使涂层接纳导电塞，以使得导电塞与纳米结构层相接触。
在导电塞已插入先前硬化的涂层(该涂层已如上所述那样软化从而允许插入塞)之后，可通过移除溶剂或降低温度使涂层再硬化，如当涂层为非可交联热塑性聚合物时将发生的那样。在其他实施方式中，在塞插入软化的涂层之后，涂层被交联，以使得涂层具有改进的硬度、粘附或化学耐性。可用于这类工艺的合适的涂覆材料通常可用于诸如粉末涂覆的应用、纤维/树脂复合物、密封剂以及粘附剂，并且在一些情况下被称为“B阶”树脂或“可B阶化”树脂。适于该目的的化学品包括但不限于丙烯酸脂、硅树脂-环氧树脂、硅氧烷、酚醛树脂、环氧树脂、尿烷、倍半硅氧烷或聚酰亚胺。可通过加热、辐射、额外的化学刺激或其组合完成交联步骤。例如，涂料可包括具有热激活交联功能的固态树脂；可在交联之前沉积银浆触头，并且可在用于使银浆触头固化的同一加热步骤中或在随后的加热步骤中完成交联。可替代地，可通过在通过插入导电塞建立电触头之后，通过暴露于UV辐射来完成交联。
现在转向图7，其中示出了用于在根据本公开的一个实施方式的结构的涂层中形成导电塞的系统700。系统700包括用于输送膜材料的移动幅材通过个工序的卷对卷处理线。膜材料可包括纳米结构层和/或基底。系统700还包括用于将涂层102沉积在纳米结构层110的第一表面108上的狭缝模具涂覆头504。
系统700还包括导电塞施加器506，其配置成将导电塞204提供至涂层102的外表面104。在一个实施方式中，施加器包括用于施加导电墨或浆料的液滴的管嘴。通过控制滴沉积相对于幅材的运动的时序，导电塞可定位成具有期望的间距或定位在期望的位置处。管嘴还可在幅材上横向移动，或可在不同的幅材横向位置或幅材下位置处使用两个以上管嘴。管嘴还可用于形成导电塞材料的连续直线或曲线。在另一实施方式中，导电塞可以是一件固态导电材料，如金属盘或金属球，并且施加器将力放置和施加至导电塞204。例如，通过使用拾取和放置工具等，小的/薄的金属盘可分别定位在移动幅材上并压在移动幅材上，以穿透仍然软的涂层并与纳米结构层接触。在一些实施方式中，金属盘由于施加的力而变形，以使得一部分(如中央部分)与纳米结构层接触，并且侧部沿形成在涂层中的空隙的侧壁形成。如上所述，导电塞204移置可流动的涂层102并且与纳米结构层110或位于期间的导电结合材料物理接触。在示出的实施方式中，系统700还包括配置成使涂层硬化的干燥剂508和UV固化灯510。然而，应理解，用于致使涂层102的材料硬化的技术类型(包括风干)将取决于用于涂层的材料的类型。在另一实施方式中，涂层102在添加塞之前可经过变干或UV固化，只要塞移置涂层材料至足以与位于下方的纳米结构层或导电结合材料接触的程度。
转向图8，其中示出了显示器如LCD设备800的示意图。背光804投射的光穿过下基底812。下基底812可以是玻璃基底、起偏器或其组合。多个第一透明导体条820定位在下基底812与第一定向层822之间。第一透明导体条820可形成导电纳米结构层。每个透明导体条820与数据线824相交替。第一定向层822可以是涂层并且其中形成有一个或多个导电塞826。
间隔装置830设置在第一定向层822与第二定向层832之间，从而定向层将液态晶体836夹在中间。第二定向层832可以是涂层并且其中形成有一个或多个导电塞826。多个第二透明导体条840定位在第二定向层832上，从而第二透明导体条840从第一透明导体条820以直角定向。
第二透明导体条840还可涂覆有钝化层844、彩色矩阵848、上玻璃基底850以及起偏器854。透明导体条820和840可被图案化并在层压工艺中分别传输到下基地和定向层上。不同于通常使用的金属氧化物条(ITO)，不需要昂贵的沉积或刻蚀工艺。
转向图9，其中示出了电阻性触摸屏设备640的示意图。设备640包括下板642和上板650。下板642包括具有第一基底644的分层结构，其中第一基底644上涂覆有或层压有第一导电层646和第一涂层647。第一涂层647中具有一个或多个导电塞626。上板650包括具有导电层654的分层结构，其中第二导电层654涂覆或层压在第二基底656上，并且第二涂层655位于第二导电层654上。第二涂层655中具有一个或多个导电塞626。虽然仅示出了一些导电塞626，但是应理解，第一涂层647和第二涂层655可包括比图示更多的导电塞。
上板650定位成与下板642相对，并且通过位于设备640的两端处的粘附壳体652和652'彼此分离。第一涂层647中导电塞626的表面面朝第二涂层655中导电塞626的表面，其中第二涂层655可悬置在间隔装置660上方。
当用户接触上板650时，顶板650中的第二涂层655的导电塞626与下板642中的第一涂层的导电塞电接触。形成了接触电阻，这样导致了静电场的变化。控制器(未示出)感测该变化并分析实际的接触坐标，这样信息然后被传送至操作系统。导电塞626还可或可替换地用于将导电层646和654连接至外部驱动电路。
根据该实施方式，如本文中所述，第一导电层和第二导电层中的任一个或两者全部基于导电纳米线层。第一涂层647和第二涂层655的表面每个可具有约10-1000Ω/□、更优选地约10-500Ω/□的表面电阻系数。光学地，上板和下板可具有高透射(例如，>85％)，以允许图像透过。
将通过以下非限制性示例进一步说明本文中描述的用于形成纳米结构(纳米线)和纳米结构层的各实施方式。
实施例
实施例1
银纳米线的合成
银纳米线按照在例如Y.Sun，B.Gates，B.Mayers，&Y.Xia，“Crystalline silver nanowires by soft solution processing(通过软溶液处理制备的晶体银纳米线)”Nanoletters 2(2)：165-168，3002中描述的“多元醇”方法通过在存在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的情况下减少溶解在乙二醇中的硝酸银来进行合成。在共同待决且共同拥有的第11/766,552号美国专利申请中描述的修改的多元醇方法以比传统“多元醇”方法的产出率更高的产出率制造更一致的银纳米线。该申请的全部内容通过引用并入本文。所得到的纳米线基本具有约13μm至17μm的长度和约34nm至约44nm的直径。
实施例2
导电纳米结构的涂覆组合物的标准制备
用于沉积金属纳米线的典型涂覆组合物包括(按重量)0.0025％至0.1％的表面活性剂(例如，对于-100，优选范围为0.0025％至0.05％)、0.02％至4％的粘度调节剂(例如，对于羟丙基甲基纤维素(HPMC)，优选范围为0.02％至0.5％)、94.5％至99.0％的溶剂以及0.05％至1.4％的金属纳米线。
涂覆组合物可基于纳米线的期望浓度进行制备，该浓度为对形成在基底上的最终导电膜的装载密度的衡量。
涂覆组合物可根据例如在共同待决的第11/504,822号美国专利申请中描述的方法沉积在基底上。
本领域技术人员应理解，还可使用其他沉积技术，例如通过窄通道测量的沉淀流、模具流、斜面上的流、狭缝涂覆、凹版涂覆、微凹版涂覆、珠涂覆、浸渍涂覆、狭缝模具涂覆等。印刷技术还可用于直接将墨组合物印刷到具有图案或没有图案的基底上。例如，可使用喷墨、胶印印刷以及丝网印刷。还应理解，流体的粘性和剪切行为以及纳米线之间的相互作用可影响所沉积的纳米线的互连性和分布。
制备了示例性导电纳米结构分散体，其包括如在实施例1中制造的银纳米线、表面活性剂(例如Triton)、粘度调节剂(例如低分子量HPMC)以及水。最终的分散体包括约0.4％的银和0.4％HPMC(按重量)。该分散体可与光散射材料(例如，成颗粒形式)直接结合，以形成涂覆溶液。可替代地，分散体和与光散射材料的分散体结合，以形成涂覆溶液。
实施例3
穿过厚热塑性上涂覆层的ACF触头
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.4wt％银纳米线、0.4％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过1000rpm的旋涂涂覆到2"方形干净玻璃(Eagle XG)上，在50摄氏度干燥90秒，以及在140摄氏度烘干90秒，从而得到方块电阻为14欧姆/方的涂层。PMMA(MW＝120,000gm/mol)以5％、10％或15％的浓度溶解在PGMEA中，并且以500rpm和1000rpm的旋转速度进行涂覆，在每种情况下进行30秒。具有上涂覆层的样本在50摄氏度下干燥90秒，然后在140摄氏度下烘焙10分钟以移除溶剂并使膜退火。在烘焙之后，上涂覆层形成硬的、固态、透明的层。如通过无接触技术测量的，在应用上涂覆层之后方块电阻没有变化；然而在应用上涂覆层之后，由于存在上涂覆层，不再可能利用探针与导电层电接触。对于不同浓度/旋涂速度组合，通过在玻璃(没有纳米线层)上制备相似的PMMA涂层并利用KLA Tencor AlphaStep表面光度仪测量厚度来确定上涂覆层的厚度。
ACF结合是使用Sony CP8016K-45AC各向异性导电粘附带实现的。该粘附带包括直径为6μm的固态镍颗粒。结合条件为最高温度为182摄氏度，在最高温度下结合时间为10秒，以及3-6MPa的压强(根据实验可变化)。结合实现在未图案化的上涂覆层/纳米结构膜与柔性印刷电路(FPC)连接器之间，连接器具有以140μm的间距间隔开的80μm宽的接触焊盘。接触焊盘为具有Ni/金镀层的18μm厚的铜。在该实施例中，各ACF颗粒包括‘导电塞’，并且每个触头的区域包括‘接触区域’。
通过使用万用表测量FPC上邻近探针点之间的两点电阻来将结合电特征化，以使得来自流量计的电流通过一个触头进入透明的导电层，然后通过其他触头流出透明的导电层。测量的电阻包括测试端电阻、FPC连接器电阻、触头电阻以及透明导体的电阻。表1中报告了不同样本的两点电阻的值。对于0至900nm的上涂覆层厚度，两点电阻都低于10ohm，并且随着上涂覆层厚度增大Rc增加非常小。在1.8μm厚度时，两点电阻主要地为10ohm至100ohm，有一些读数>1kOhm；以及在2.6μm厚度时，两点电阻主要地为数百ohm，也有一些读数>1kOhm。由于触头之间较大的距离，焊盘5-6之间的电阻一致地较高，以及插脚1-2与插脚2-3之间一致较高的电阻可表示结合头或FPC在位置2处的不规则(如不均匀压强)。
为了设法改进与2.6μm厚的上涂覆层的接触，结合条件被改变。使用了更高的压强(4或5MPa)，并且温度缓变率(从RT至结合温度)降低以在固化ACF粘附剂之前在PMMA的玻璃态转化温度之上提供更长的时间间隔，从而给予ACF颗粒更多的时间穿过更高的上涂覆层并与纳米结构层接触。上述结果示出了可通过改变工艺条件进一步改进与更厚热塑性上涂覆层的接触。
表1-不同样本的两点电阻
实施例4
穿过厚热塑性上涂覆层的AG浆触头
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.1wt％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过750rpm的旋涂涂覆到4"方形干净玻璃(Eagle XG)片上，在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而得到方块电阻为约150欧姆/方的涂层。PMMA(MW＝120,000gm/mol)以5％、7.5％以及15％的浓度溶解在PGMEA中，并且以各种旋转速度进行涂覆，在每种情况下进行30秒。具有上涂覆层的样本在50摄氏度下干燥90秒，然后在110摄氏度下烘焙5分钟以移除溶剂并对上涂覆层退火。如通过无接触技术测量的，在应用上涂覆层之后方块电阻没有变化；然而在应用上涂覆层之后，由于存在上涂覆层，不再可能利用探针与导电层电接触。对于不同浓度/选择速度组合，通过在玻璃上制备相似的PMMA涂层并利用KLATencor AlphaStep表面光度仪测量厚度来确定上涂覆层的厚度。
银浆触头以如下方式形成在被涂覆的基底上。所使用的银浆为Toyobo DW-117H-41TQ5。矩形Ag浆触头对被印刷，并且各触头测量值为1×2mm2、2×4mm2或4×8mm2。如图10所示，每个尺寸有六对触头印刷在每个基底上(共18对)。0.0005"厚的乳剂的不锈钢250网筛用于丝网印刷。成对的两个触头之间的距离与该对触头的尺寸成比例地变化，并且如果接触电阻可忽略，则两点电阻主要来自纳米线层并且与焊盘尺寸无关。在印刷之后，在对流烘箱中将样本在130摄氏度烘焙30分钟使银浆固化并允许样本穿过上涂覆层。在使样本固化和冷却之后，测量所有相同尺寸的触头对的电阻，表2中示出了结果。数据显示即使穿过2.5μm厚的PMMA上涂覆层也可实现电接触，并且对于最厚的上涂覆层和最小的接触焊盘，接触电阻仅增大了较小的量。
图10示出了实施例4的接触焊盘布局。小矩形为通过丝网印刷沉积的银浆焊盘。对成对的邻近相同尺寸焊盘测量了两点电阻。数字指示触头‘组’的编号，六个组是相同的(相同尺寸的焊盘和距离)。焊盘尺寸为4×8、2×4、1×2、以及0.5×1mm2。0.5×1mm2的焊盘难以人工测量，因此没有记录数据。
表2.对所有成对的相同尺寸触头测量电阻
表中主要部分中的数字为单位为ohm的两点电阻。
实施例5
穿过未固化的、后来通过UV固化的厚上涂覆层的触头
制备包括0.1％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的银纳米线墨。该墨以750rpm的速度旋涂60秒，而被旋涂至2"方形干净的钠钙玻璃上。在旋涂之后，纳米线层在50度干燥90秒，然后在140摄氏度烘焙90秒。制备在异丙醇与双丙酮醇的50:50混合物中包括40wt％Addison ClearwaveHC-5619[可UV固化丙烯酸涂层]的上涂覆层涂覆溶液。通过以600rpm旋涂10秒将上涂覆层沉积在纳米线层上。上涂覆层样本在50摄氏度干燥4分钟并在130摄氏度干燥2分钟。
在比较实施例中，通过使上涂覆层三次通过Fusion UV固化系统而使上涂覆层固化，其中该Fusion UV固化系统具有H灯泡光源和20英尺/分的带速。在三次通过之后总的UV曝光量(UVA+UVB)约为3.6J/cm2。在固化之后，上涂覆层是清楚的、干的且是硬的，并且可利用浸有酒精的擦拭物用力地擦而没有损坏。Toyobo DW-117H-41T05银浆以1.3:1的比率与二价酸酯混合，并且稀释的银浆的液滴手动地应用至UV固化的上涂覆层的表面，距离基底的边缘数毫米。各液滴很好地彼此分离并且相互没有物理接触。然后通过在对流烘箱中在130摄氏度烘焙30分钟使银浆固化。
在以上实施例的发明版本中，还遵循以上程序，除了在应用银浆之后执行UV固化，而不是在应用银浆之前。换句话说，银浆被应用至已干燥但未UV固化的上涂覆层的表面。
如通过Delcom无接触方块电阻测量计测量的，在涂覆和烘焙纳米线之后的方块电阻测量为约95-100欧姆/方。在使上涂覆层UV固化之后，对于所有样本而言，无接触方块电阻增加至约130-140欧姆/方。对于通过比较实施例的方法制备的样本，所有的银浆触头彼此电隔离。这通过利用探针接触银浆触头对和测量电阻而被说明。对于测试的所有对，电阻超出范围(不可测量)。对于发明实施例，通过比较，所有的银浆触头对彼此电连接，并且典型的两点电阻为160-180ohm。因为触头实际上彼此分离，所以可推断，通过纳米结构层产生触头之间的电接触，其中纳米结构层与触头电接触。
来自本发明和比较实施例的样本每个都穿过电触头之一被折断，并在扫描电子显微镜下检测横截面。在比较实施例中，观察到银浆位于上涂覆层之上并且不与基底表面物理接触，其中纳米线层位于基底表面处。在发明实施例中，可观察到银浆穿透上涂覆层和/或与上涂覆层相混合，并且与基底表面物理接触，其中纳米线层位于基底表面处。
实施例6
具有厚层状覆盖层的触头
实施例6的透明导电薄膜的制备。
按如下方式制备透明的导电纳米结构层。墨组合物为0.1％的Ag纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(TritonX100)。墨以500rpm的速度旋涂至4"方形PET膜(125μm厚，无硬涂层)上。膜用胶带粘附至用于旋涂的玻璃。在旋涂之后，允许样本风干5分钟，然后在烘箱中在100摄氏度烘焙10分钟。对于所有样本而言，无接触方块电阻被测量并且为90ohm/sq至100ohm/sq。
实施例6a.对于按如上方式制备的纳米线/PET膜910之一，如图11A所示，三个银涂料触头(Pelco胶态银)被手动应用。触头直径为0.5-1cm。触头在100摄氏度的烘箱中干燥30分钟。然后从玻璃载体移除膜。制备具有光学上清楚的粘附剂和保护膜的3"×5"的PET膜914。如图11B所述，在保护膜仍然处于适当位置的情况下，利用刀片在膜中切割三个方形孔916。孔的尺寸约为5mm。如图11C所示，然后移除保护膜，并且使用橡胶辊将具有孔的层状覆盖层层压至NW/PET膜。先前施加的Ag涂料触头完全地由层压的膜覆盖。
在层压之后，利用穿过先前施加的Ag涂料触头的切割线918切割膜，其中Ag涂料触头此后被称为‘埋入式触头’。然后，如图11D所示，施加另外的Ag涂料触头。触头被分为以下组：
组1：Ag涂料与纳米线层的表面、层状膜的边缘以及层状膜的上表面物理接触。
组2：Ag涂料施加在层状膜中方形孔的上方，以使得Ag涂料与由孔暴露的纳米线层的表面、层状膜中的孔的边缘以及层状膜的上表面物理接触。
组3：应用至层状膜的表面，远离所有边缘和孔。
组4：应用至薄层的邻近的上表面和薄层/PET双层的切割边缘，以使得每个Ag涂料沉积物围绕在拐角周围并与边缘和上表面相接触。触头4A、4C以及4E应用在‘埋入式’Ag涂料触头的位置处，并且触头4B、4D以及4F应用在没有埋入式Ag涂料触头的位置处。
在应用另外的触头之后，在70摄氏度使膜干燥15分钟。然后利用万用表和探针成对地测量触头1A与其他所有触头之间的电阻。在所有情况下，探针定位成与位于层状膜的上表面处的Ag涂料相接触，而不是位于边缘处或位于暴露的纳米线层上的Ag涂料。结果表明，组1和组2中的所有触头彼此电接触并且因此与纳米结构层相接触；组3中的触头与纳米结构层电隔离；以及组4中的边缘触头与纳米结构层相接触或隔离，这取决于其是否邻近于‘埋入式’Ag涂料触头之一进行应用。
出现邻近于埋入式触头沉积的边缘触头的电接触可具有两个原因。1)边缘触头可与埋入式触头的边缘直接电接触，其中该埋入式触头的边缘通过切割而被暴露；和/或2)边缘触头可通过纳米线层与层状膜之间由边缘触头当地有限厚度所导致的间隙而与纳米结构层直接接触。为了确定第二种机制是否可能，执行实施例6b。
实施例6b.对于按如上方式制备的纳米线/PET膜910之一，如图12A所示，三个银涂料触头(Pelco胶态银)被手动应用。触头直径为0.5-1cm。触头在100摄氏度的烘箱中干燥30分钟。涂覆的粘附性PET920的窄带还应用至膜的另一部分。
然后从玻璃载体移除膜。参照图12B，制备具有光学上清楚的粘附剂和保护膜的3"×5"的PET膜914。在保护膜仍然处于适当位置的情况下，利用刀片在膜中切割三个方形孔916。孔的尺寸约为5mm。如图12C所示，然后移除保护膜，并且使用橡胶辊将具有孔的层状覆盖层层压至NW/PET膜。先前应用的Ag涂料触头完全由层压的膜覆盖，并且先前应用的PET/粘附剂带被部分地覆盖。
在层压之后，利用穿过先前应用的Ag涂料触头(此后被称为‘埋入式触头’)的一个切割线918和穿过埋入式PET带(此后被称为‘埋入式间隔装置’)的第二切割线922切割膜。然后，如图12D所示，施加另外的Ag涂料触头。触头被分为以下组：
组1：边缘/表面触头，类似于实施例4A中的组4。触头1A、1C以及1E邻近于埋入式间隔装置应用，并且触头1B、1D以及1F与埋入式间隔装置不接触。
组2：如实施例6a中的组2。
组3：如实施例6a中的组3。
组4：如实施例6a中的组4。
在应用另外的触头之后，在70摄氏度使膜干燥15分钟。然后利用万用表和探针成对地测量触头2A与其他所有触头之间的电阻。在所有情况下，探针与位于层状膜的上表面的Ag涂料相接触。组2、组3以及组4的结果与实施例6A相似。在组1中，邻近于埋入式间隔装置的边缘触头与纳米结构层电接触，并且非邻近于埋入式间隔装置的边缘触头均电隔离。这表示点绝缘的‘埋入式间隔装置’还可通过在纳米结构层与位于样本的边缘处的层状膜之间打开Ag涂料可流入的间隙使得Ag涂料与纳米结构层之间能够电接触。
实施例7
具有厚UV固化的上涂覆层的边缘触头
厚UV固化的上涂覆层按如下方式形成在透明的导电纳米线膜上。起始膜(ClearOhm，Cambrios)具有130欧姆/方的方块电阻以及130纳米厚的UV固化的上涂覆层。基底为125μm厚的PET。130nm的上涂覆层足够薄，以使得可产生电接触。另外的厚UV固化的上涂覆层按如下方式涂覆在上面。膜利用胶带粘附至用于旋涂的玻璃片。双丙酮醇/异丙醇的1:1混合物中HC-5619的40wt％溶液以600rpm在膜之上旋涂10秒。然后膜在50摄氏度在热板上干燥1分钟，在烘箱中在130度烘焙1分钟，以及然后利用如实施例3中描述的相同的设备和工艺进行UV固化。然后利用刀片切掉胶带粘附的边缘，从玻璃载体移除膜。
银涂料触头(Pelco colloidal silver)然后应用至样本的边缘(每个边缘五个触头或总共二十个边缘触头)。如在先前的实施例中那样，边缘触头还延伸至上表面。十个触头还应用至位于膜的中心处的上涂覆层的表面，远离边缘。利用万用表和探针测量两个触头之间的电阻。发现，所有的边缘触头彼此电接触，并且典型的两探针电阻为500-700ohm；并且上部触头彼此或与边缘触头中的任一个均不电接触。因为所有触头实际上彼此隔离，可得出结论，所有的边缘触头与纳米线层电接触并且表面触头均与纳米线层没有电接触。
实施例8
使用封闭型异氰酸酯增大粘附的上涂覆层
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.15wt％银纳米线、0.3％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨以1000rpm旋涂至5个4"×4"硬涂层PET基底上。膜在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而导致方块电阻为约150欧姆/方的涂层。PMMA(MW＝120,000gm/mol)以7.5％的浓度溶解在PGMEA中，并且相对于PMMA，溶液还包括0％、1％、2.5％、5％以及10％的Desmodur BL3175A。每个Desmodur/PMMA/PGMEA组合以1000rpm旋涂60秒旋涂至分离的纳米线层上，以制造约400nm厚的上涂覆层。样本在50摄氏度干燥90秒，然后在110摄氏度烘焙达15分钟。对每个样本执行与在ASTM3359-02中描述的带测试相似的带测试。根据ASTM D 3359-02，横切工具用于在样本表面制备竖直的和水平的平行切口，以形成网状图案。然后将压敏带应用在网状图案上，并且通过使用位于铅笔的后面的橡皮擦施加压力使带变平。在等待90秒之后通过将带快速地向后拉以接近180°的角度位于自身上方来剥离带。然后通过显微镜检查膜的表面，以观察是否涂层的任何部分在测试中被剥离。如果涂层的某一部分被带移除，则样本‘未通过’测试。如果刻痕的涂层的任何部分都没有被移除，则样本‘通过’。相对于PMMA包括0％、1％和2.5％Desmodur BL3175A的样本未通过测试，而相对于PMMA包括5％和10％Desmodur BL3175A的样本通过测试。这表明当相对于PMMA使用超过5％的封闭型聚异氰酸酯时改进了粘附。
实施例9
使用可UV固化的树脂增大粘附的上涂覆层
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.1wt％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过以750rpm旋涂60秒而旋涂至四个4"×4"单侧硬涂层PET基底上(基底使用聚酰亚胺带粘附至用于旋涂的5"×5"的钠钙玻璃，墨涂层位于非硬涂覆侧上)。然后膜在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而导致方块电阻为约150欧姆/方的涂层。
PMMA(MW＝120,000gm/mol)以15wt％的浓度溶解在PGMEA中。可从Addison Clearwave Coatings,Inc.得到的HC-5619以15wt％的浓度溶解在PGMEA中。两种溶液定量地混合，以实现相对于PMMA包括10％、20％、以及80％的HC-5619的溶液。最后的混合溶液的浓度为在PGMEA中具有15wt％的固体。
PGMEA中的每个HC-5619/PMMA溶液以1000rpm旋涂60秒旋涂至分离的4"×4"单侧硬涂层PET基底，以制造厚度约为2μm的上涂覆层，其中该PET基底先前涂覆有纳米线层(如在上文段落中提到的)。样本在50摄氏度干燥90秒，然后在100摄氏度烘焙达10分钟。然后使用安装有H灯泡(UVA+UVB剂量＝1.6J/cm2)的Fusion UV系统(型号：DRS 120)在氮气层下将样本暴露给UV辐射来使样本固化，以实现非粘性的、交联的上涂覆层膜。
对每个样本执行与在ASTM D 3359-02中描述的带测试相似的带测试。根据ASTM D 3359-02，横切工具用于在样本表面制备竖直的和水平的平行切口，以形成网状图案。然后将压敏带应用在网状图案上，并且通过使用位于铅笔的后面的橡皮擦施加压力使带变平。
在等待90秒之后通过将带快速地向后拉以接近180°的角度位于自身上方来剥离带。然后通过显微镜检查膜的表面，以观察是否涂层的任何部分在测试中被剥离。如果涂层的某一部分被带移除，则样本‘未通过’测试。如果刻痕的涂层的任何部分都没有被移除，则样本‘通过’。相对于PMMA包括10％、20％HC-5619的样本通过带测试而没有涂层的剥落表明当10-20％HC-5619添加在制剂中时PMMA上涂覆层粘附的改进。相对于PMMA具有80％HC-5619的样本未通过带测试。
实施例10
使用基于三聚氰胺的交联剂增大的上涂覆层粘附
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.1wt％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过以750rpm旋涂60秒而旋涂至两个4"×4"单侧硬涂层PET基底上(基底使用聚酰亚胺带粘附至用于旋涂的5"×5"的钠钙玻璃，墨涂层位于非硬涂覆侧上)。然后膜在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而导致方块电阻为约150欧姆/方的涂层。
PMMA(MW＝120,000gm/mol)以15wt％的浓度溶解在PGMEA中。根据所供给的，使用Cymel 327(在异丁醇中90wt％的非挥发物)。定量地添加Cymel 327，以实现相对于PMMA包括5％和10％Cymel327的溶液。
PGMEA中的每个PMMA/Cymel 327溶液以1000rpm旋涂60秒旋涂至分离的4"×4"单侧硬涂层PET基底，以制造厚度约为2μm的上涂覆层，其中该PET基底先前涂覆有纳米线层(如在上文段落中提到的)。样本在50摄氏度干燥90秒，在100摄氏度烘焙达10分钟，然后在130℃固化30分钟。
对每个样本执行与在ASTM D 3359-02中描述的带测试相似的带测试。根据ASTM D 3359-02，横切工具用于在样本表面制备竖直的和水平的平行切口，以形成网状图案。然后将压敏带应用在网状图案上，并且通过使用位于铅笔后面的橡皮擦施加压力使带变平。
在等待90秒之后通过将带快速地向后拉以接近180°的角度位于自身上方来剥离带。然后通过显微镜检查膜的表面，以观察是否涂层的任何部分在测试中被剥离。如果涂层的某一部分被带移除，则样本‘未通过’测试。如果刻痕的涂层的任何部分都没有被移除，则样本‘通过’。相对于PMMA包括5％和10％Cymel 327的样本通过带测试而没有涂层的剥落表明当5-10％Cymel 327添加在制剂中时PMMA上涂覆层粘附的改进。
实施例11
具有良好接触电阻和改进的抗刮性的可重新流动的厚上涂覆层
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.1wt％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过以750rpm旋涂60秒而旋涂至八个4"×4"单侧硬涂层PET基底上(基底使用聚酰亚胺带粘附至用于旋涂的5"×5"的钠钙玻璃，墨涂层位于非硬涂覆侧上)。然后膜在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而导致方块电阻为约150欧姆/方的涂层。
可从Dianal America,Inc.得到的MB 2752(MW＝17,000gm/mol)以15wt％的浓度溶解在PGMEA中。根据所供给的(75wt％)，使用Desmodur BL 3575(封闭型异氰酸酯交联剂)。
定量地添加Desmodur BL 3575至Dianal MB 2752溶液，以实现相对于Dianal MB 2752包括30％和37.5％Desmodur BL 3575的溶液。
PGMEA中的每个Dianal MB 2752/Desmodur BL 3575溶液以500rpm旋涂60秒旋涂至四个分离的4"×4"单侧硬涂层PET基底，以制造厚度约为1.5μm的上涂覆层，其中如在实施例10中所述的那样，该PET基底先前涂覆有纳米线层。样本在50摄氏度干燥90秒，然后在100摄氏度烘焙达10分钟。来自每个Dianal MB 2752/Desmodur BL3575制剂的一个样本用于印刷银浆触头，其中该银浆触头用于在制备之后立即测量定性的接触电阻。
通过将矩形图案丝网印刷在通过上述的方法制备的4"×4"膜上来测量定性的接触电阻。图案包括两个4mm×8mm、2mm×4mm、1mm×2mm以及0.5mm×1mm的触头，并且图案被设计成使得当接触电阻为0时，4×8mm触头之间的总电阻与2×4mm触头之间的总电阻相同等。因此如果1×2mm触头的总电阻高于4×8mm触头的总电阻，则由接触电阻导致了差别。Toyobo DW-117-41T05银浆用于利用安装有计示硬度为70的橡胶挤压装置的Affiliated Manufacturers Inc.(ami)MSP-485丝网印刷器印刷触头。网眼尺寸为250的不锈钢丝网用于印刷。在印刷之后，样本(包括银浆和Dianal MB 2752/Desmodur BL3575涂层)在130摄氏度固化30分钟。通过使用Keithley系统源计量器利用0.1mA的电流和10V顺从性极限(compliance limit)执行总电阻测量。使用万用表测量最小的触头(0.5×1mm)。
对于每个Dianal MB 2752/Desmodur 3575制剂，剩余的三个样本存储在机柜中的分别的6"×6"聚丙烯蛤壳形容器中。根据每个制剂的一个样本在1.3周(216小时)、7周((1176小时)以及27.1周(4560小时)的存储时间之后被移除并且如上所述那样经受定性的触头测量程序。如果制剂不稳定，则将存在指示顶层的接触电阻增大的总测量电阻的增大。在丝网印刷之前测量膜的实际方块电阻，以确定不存在由于存储所导致的膜的方块电阻的增大。
如下面的表3和表4所示，对于这些膜而言，以0、1.3、7和27.1周测量的定性的接触电阻数据示出了测量总电阻中不存在显著的差别。此外对于不同的接触焊盘尺寸所测量的总电阻示出从大接触焊盘尺寸至小焊盘尺寸没有显著的增大(下表中示出了数据)。这指示在存储时膜相对稳定(没有发生交联反应或发生很小的交联反应)并且可在印刷银浆之后进行固化。通过利用用于丙酮弄湿的实验室抹布擦拭膜的表面来测试膜的固化，并且如果膜未适当地固化，则可容易地擦去涂层。对于所有的膜(以不同的时间存储)，在利用丙酮擦拭之后，涂层不会被擦去。
表3
表4
实施例12
使用粉末涂覆树脂的具有良好接触电阻和改进的抗刮性的可重新流动的厚上涂覆层。
按照下述方式制备具有热塑性上涂覆层的透明导电层。制备包括0.1wt％银纳米线、0.2％HPMC(Methocel K100)以及250ppm表面活性剂(Triton X100)的墨。墨通过以740rpm旋涂60秒而旋涂至两个3"×3"单侧硬涂层PET基底上(基底使用聚酰亚胺带粘附至用于旋涂的4"×4"的钠钙玻璃，墨涂层位于非硬涂覆侧上)。然后膜在50摄氏度干燥90秒，并且在140摄氏度烘焙90秒，从而导致方块电阻为约150欧姆/方的涂层。
可从Momentive Specialty Chemicals Inc.得到的EPON 2002(基于双酚A/环氧氯丙烷环氧树脂)的EPON 2002以15wt％的浓度溶解在双丙酮醇(DAA)中。EPIKURE P 101(基于用于EPON 2002的固化剂的咪唑)以15wt％的浓度溶解在DAA中。两种溶液混合起来，以相对于EPON 2002在制剂中实现5wt％的EPIKURE P 101。
EPON 2002/EPIKURE P 101制剂以500rpm旋涂60秒旋涂至两个分离的3"×3"单侧硬涂层PET基底上，以制造厚度约为1.5μm的上涂覆层，其中该基底先前涂覆有纳米线层(如在上文段落中所提到的)。样本在50摄氏度干燥90秒，然后在30摄氏度烘焙达3分钟以获得非粘性膜。
样本被切割成46mm×56mm的尺寸并且丝网印刷用于沿较小边缘印刷两个银母线(bus bar)(3mm×44mm)，以进行电阻测量。Toyobo DW-117-41 T05银浆用于利用安装有计示硬度为70的橡胶挤压装置的Affiliated Manufacturers Inc.(ami)MSP-485丝网印刷器印刷母线。网眼尺寸为250的不锈钢丝网用于印刷。在印刷之后，样本(包括EPON 2002/EPIKURE P 101涂层和银浆)在130摄氏度固化30分钟。使用万用表测量膜的总电阻并且通过利用浸有丙酮的湿的实验室抹布擦拭涂层来测试膜的固化。
对于两个样本，测量的总电阻为156.8ohm和151.6ohm，并且在利用浸有丙酮的实验室抹布擦拭之后未观察到上涂覆层被擦去。这表示在膜处理工艺中(涂覆、干燥、银浆印刷)未固化的上涂覆层是稳定的并且允许具有非常低的接触电阻的厚上涂覆层，其中该非常低的接触电阻的厚上涂覆层在银浆固化步骤中可进一步固化，以实现机械上强健的膜。
在实施例11和实施例12中制备的膜经受抗刮性测试。使用Elcometer 3086机动化铅笔硬度测试来测量抗刮性。通过下面的ASTM方法评价硬度：根据从软到硬的硬度标：2B、B、HB、F、H、2H、3H以及4H的ASTM D3363。铅笔硬度标为从B到2H。表5中示出了结果。
表5
可将上述各个实施方式进行组合以提供另外的实施方式。本说明书中引用的或申请数据页中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请以及非专利出版物通过引用整体地并入本文。如果需要使用各种专利、申请以及出版物的概念以提供另外的实施方式，可对实施方式的方面进行修改。
根据以上详细说明，可对实施方式做出这些改变及其他的改变。通常，在所附权利要求中，所使用的术语不应解释为将权利要求限制到本说明书和权利要求书中公开的具体实施方式，而应解释为包括所有可能的实施方式以及这些权利要求的等同的全部范围。因此，权利要求并不由本公开所限定。

Claims (43)

1.一种分层结构，包括：
纳米结构层，具有相对的第一表面和第二表面，所述纳米结构层包括多个纳米结构；以及
涂层，具有相对的内表面和外表面，所述涂层的所述内表面覆盖所述纳米结构层的所述第二表面，所述涂层具有从所述涂层的所述内表面延伸至所述涂层的所述外表面的导电塞，所述导电塞配置成放置为与所述纳米结构层电连通。
2.如权利要求1所述的分层结构，其中所述涂层具有多个所述导电塞，并且所述多个导电塞随机分布或图案化分布在所述涂层中。
3.如权利要求1-2中任一项所述的分层结构，其中所述导电塞的一部分延伸超出所述涂层的第二表面。
4.如权利要求1-3中任一项所述的分层结构，其中所述涂层包括接触区域，并且所述导电塞形成在所述接触区域内。
5.如权利要求4所述的分层结构，其中所述涂层包括多个接触区域，并且每个所述接触区域中形成有多个导电塞。
6.如权利要求5所述的分层结构，其中所述接触区域大于1mm2。
7.如权利要求1-6中任一项所述的分层结构，其中所述导电塞为包括银、铜、石墨以及碳中至少之一的浆料或环氧树脂。
8.如权利要求1-7中任一项所述的分层结构，其中所述导电塞包括一个或多个纳米颗粒。
9.如权利要求1-8中任一项所述的分层结构，还包括与所述纳米结构层的所述第一表面邻近的起偏器。
10.如权利要求1-9中任一项所述的分层结构，其中所述涂层的所述内表面粘附至所述纳米结构层的所述第二表面。
11.如权利要求10所述的分层结构，其中所述涂层包括可重新流动的聚合物。
12.如权利要求11所述的分层结构，其中所述可重新流动的聚合物包括至少一种选自以下的材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；溶解的粉末涂覆树脂；甲基丙烯酸甲酯、羟基官能单体、羧酸酯官能单体、胺单体和环氧树脂单体的共聚物。
13.如权利要求11或12所述的分层结构，其中所述涂层包括至少一种选自可UV固化树脂、封闭型异氰酸酯以及基于三聚氰胺的交联剂的材料。
14.如权利要求11所述的分层结构，其中所述可重新流动的上涂覆层为包括由下式表示的丙烯酸脂单体的聚合物或共聚物：
其中，R1为氢或烷基，
L为直接键、亚烷基链或烯化氧链；
R2为氢、羟基、氨基(包括单取代氨基、双取代氨基)、缩水甘油基、取代的或未取代的烷基以及取代的或未取代的芳基。
15.一种显示器，包括：
纳米结构层，具有相对的第一表面和第二表面，所述纳米结构层包括多个纳米结构；
涂层，具有相对的内表面和外表面，所述涂层的所述内表面覆盖所述纳米结构层的所述第二表面，所述涂层中具有导电塞，所述导电塞具有第一端部和第二端部，其中所述第一端部配置成放置为与所述纳米结构层电连通，所述第二端部从所述涂层被暴露；以及
基底，与所述纳米结构层的所述第一表面邻近。
16.如权利要求15中所述的显示器，其中所述导电塞包括一个或多个纳米颗粒。
17.如权利要求15-16中任一项所述的显示器，其中所述导电塞的所述第二端部延伸超出所述涂层的第二表面。
18.如权利要求15-17中任一项所述的显示器，还包括多个导电塞。
19.如权利要求18所述的显示器，其中所述多个导电塞随机分布或图案化分布在所述涂层中。
20.如权利要求15-18中任一项所述的显示器，其中所述涂层还包括一个或多个接触区域，并且每个所述接触区域中定位有多个导电塞。
21.如权利要求1-20中任一项所述的显示器，其中所述涂层的第一表面粘附至所述纳米结构层的所述第二表面。
22.如权利要求21所述的显示器，其中所述涂层包括可重新流动的聚合物。
23.如权利要求22所述的显示器，其中所述涂层包括至少一种选自可UV固化树脂、封闭型异氰酸酯以及基于三聚氰胺的交联剂的材料。
24.一种分层结构，包括：
纳米结构层，具有相对的第一表面和第二表面以及第一侧表面和第二侧表面，所述纳米结构层包括多个纳米结构；
涂层，具有相对的内表面和外表面，所述涂层的所述内表面覆盖所述纳米结构层的所述第二表面；以及
导电触头，与所述涂层的所述第一侧表面邻近，所述导电触头具有与所述纳米结构层电连通的表面。
25.如权利要求24所述的分层结构，其中所述表面为所述导电触头的下表面，并且所述导电触头的所述下表面定位于所述纳米结构层的所述第二表面上。
26.一种形成包括纳米结构层的结构的方法，所述纳米结构层具有表面并且包括多个纳米结构，所述方法包括：
在所述纳米结构层的所述表面上形成涂层，其中所述涂层具有相对的第一表面和第二表面；
在所述涂层中形成空隙，所述空隙从所述第一表面延伸至所述第二表面；以及
利用导电材料至少部分地填充所述空隙。
27.如权利要求26所述的方法，其中在所述涂层中形成空隙的步骤包括在所述涂层中形成多个空隙，并且其中，所述多个空隙随机分布或图案化分布。
28.如权利要求26-27中任一项所述的方法，其中利用导电材料完全填充所述空隙。
29.如权利要求26-28中任一项所述的方法，其中利用导电材料填充空隙包括利用浆料或环氧树脂填充所述空隙，所述浆料或环氧树脂包括银、铜、石墨以及碳中至少之一。
30.如权利要求26-29中任一项所述的方法，其中形成涂层的步骤包括通过湿沉积工艺沉积所述涂层，并且，所述空隙由于所述涂层的反湿润而形成。
31.如权利要求26-29中任一项所述的方法，其中形成涂层的步骤包括通过印刷工艺沉积所述涂层。
32.如权利要求26-29中任一项所述的方法，其中形成涂层的步骤包括利用可移除颗粒形成所述涂层，并且，在所述涂层中形成空隙的步骤包括移除所述可移除颗粒。
33.如权利要求32所述的方法，其中移除所述可移除颗粒的步骤包括将所述可移除颗粒溶解在溶液中。
34.一种形成包括纳米结构层的分层结构的方法，所述纳米结构层具有表面并且包括多个纳米结构，所述方法包括：
在所述纳米结构层的所述表面上形成涂层，其中所述涂层具有相对的第一表面和第二表面；
将一个或多个导电塞沉积到所述涂层中，所述一个或多个导电塞每个都具有第一部分和第二部分，所述第一部分配置成放置为与所述纳米结构层电连通，所述第二部分从所述涂层被暴露；以及
使所述涂层硬化。
35.如权利要求34所述的方法，其中使所述涂层硬化的步骤包括将所述涂层暴露至热能、可见光线以及紫外线中至少之一。
36.如权利要求34-35中任一项所述的方法，其中所述一个或多个导电塞每个都包括一个或多个纳米颗粒。
37.如权利要求34-36中任一项的方法，其中在将所述一个或多个导电塞沉积至所述涂层之前，使所述涂层硬化。
38.如权利要求34-37中任一项所述的方法，还包括在将所述一个或多个导电塞沉积到所述涂层中之前使所述涂层重新流动，其中使所述涂层重新流动的步骤包括将所述涂层暴露至热和溶剂中至少之一。
39.如权利要求34-38中任一项所述的方法，还包括在将所述一个或多个导电塞沉积到所述涂层中之前使所述涂层重新流动，其中使所述涂层重新流动的步骤包括将所述一个或多个导电塞暴露至热和溶剂中至少之一。
40.如权利要求34-39中任一项所述的方法，其中所述涂层包括至少一种选自以下的材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；溶解的粉末涂覆树脂；甲基丙烯酸甲酯、羟基官能单体、羧酸酯官能单体、胺单体和环氧树脂单体的共聚物。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述涂层包括至少一种选自可UV固化树脂、封闭型异氰酸酯以及基于三聚氰胺的交联剂的材料。
42.如权利要求34所述的方法，还包括在形成涂层的步骤之后并在将电触头沉积至所述涂层之前将所述分层结构存储达27周。
43.如权利要求34所述的方法，其中使所述涂层硬化的步骤包括使所述涂层硬化至达2H的铅笔硬度。
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