CN108027457B - 外覆的图案化导电层和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合制品，该复合制品具有位于柔性基底的至少一部分上的导电层。基底的各部分之间的电连接性可通过该导电层获得。导电层包括导电表面，并且在导电表面的第一区的至少一部分上存在图案化层。图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料并且与导电表面电接触。外覆层存在于第一区的至少一部分上，使得外覆层具有小于表面粗糙度的厚度，使得第一区内的导电层由外覆层覆盖，并且使得图案化层的至少一部分基本上突出到外覆层上方。突出部分容许与图案化层电接触，并且通过导电层到达图案化层的其它部分和/或到达至外部电子设备的导电连接器。还公开了用于形成该复合制品的方法。还公开了制备此类复合制品的方法。

Description

外覆的图案化导电层和方法
背景技术
在触摸屏上使用透明导体，以实现人的触摸或手势与计算机、智能电话以及其它基于图形的屏幕界面的交互。触摸屏设备可以通过将导电材料图案化(例如，印刷)到位于柔性基底上的电迹线中来制成。导电材料的图案化可通过卷对卷工艺执行，其中基底是未卷绕的，执行转化操作诸如印刷和干燥/固化，然后将图案化基底再次卷绕成卷，以供进一步运输和处理。图案化导电层可被连接到电子电路部件，诸如例如柔性电路，以形成可用作电子设备的部件的电子触摸传感器。
存在若干将导电材料图案化以用于电子组件诸如例如触摸传感器中的方法。
作为方法的一个示例，可使用标准印刷工艺诸如例如喷墨、凹版印刷、柔性版印刷或丝网印刷将导电材料直接印刷以从分散体或油墨形成图案。这种直接印刷技术在一个步骤中产生图案，具有最小的浪费。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。
作为方法的另一个示例，通过形成基本上连续的导电层，可以用导电材料均匀地涂覆基底的表面。然后使用印刷工艺诸如例如柔性版印刷、凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂、光刻图案化和胶版印刷将抗蚀剂材料印刷在导电层上。图案化的抗蚀剂材料允许选择性移除部分导电层以形成期望的图案(减除图案化)。选择性移除常通过湿法化学蚀刻或激光烧蚀实现。
发明内容
在一些显示设备(例如，液晶显示设备)的制造工艺中，可以通过多个沉积步骤将材料的图案分层地沉积在柔性基底上。一些制品需要图案在基底的一侧或两侧上的精确配准。为了实现层之间的准确配准，必须在基底移动穿过多个制造步骤时，保持横向(横维)定位和纵向(顺维)定位。当基底是柔性的或可拉伸的时，在基底上形成的层之间保持配准变得更复杂，并且图案变得更小并且更复杂地细化。已经采用各种方法来改善这些配准步骤的准确性，诸如例如基准标记的边缘检测和印刷。
在一些制造工艺中，导电材料层被图案化，其中每个图案化层被绝缘材料隔开。为了在这种多层构造中建立与导电图案化层的以及导电图案化层之间的电连接，而不形成短路，可能重要的是在非相邻的图案化的导电图案化层之间形成并保持可靠的导电路径，一般被称为通孔。然而，在多层构造中形成通孔的相邻层之间的精确配准可能是困难的、耗时的且昂贵的。
为了在使用印刷工艺诸如例如喷墨印刷、凹版印刷、柔性版印刷或丝网印刷的卷对卷工艺中可靠地制造电子触摸屏设备，希望用于在非相邻的导电层之间形成通孔的可靠技术能够减少缺陷并降低产品成本。
利用进入点将透明导体(即，具有无针孔的电介质层)完美封装到下面层的能力实现各种触摸传感器和其它多层传感器构造。更具体地，它实现使两个(或更多个)狭窄地隔开的图案化透明导体层在刚性或柔性基底的相同侧面上容易地分层，仅具有几微米的间隔的能力。这允许将触摸传感器定位在显示器堆叠中的各种新的位置中–包括将传感器放置在显示器堆叠中–同时显著地使触摸传感器的整体构造变薄。
简要地说，本公开描述具有位于柔性基底的至少一部分上的导电层的复合制品。基底的各部分之间的电连接性可通过该导电层获得。导电层包括导电表面，并且在导电表面的第一区的至少一部分上存在图案化层。图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料并且与导电表面电接触。外覆层存在于第一区的至少一部分上，使得外覆层具有小于表面粗糙度的平均厚度，使得第一区内的导电层由外覆层覆盖，并且使得图案化层的至少一部分基本上突出到外覆层上方。突出部允许与图案化层电接触，并且通过导电层到达图案化层的其它部分或到达至外部设备的连接器。
因此，在一个方面，本公开提供一种复合制品，该复合制品具有位于柔性基底的至少一部分上的导电层，其中导电层包括导电表面；图案化层，该图案化层位于导电表面的第一区的至少一部分上，其中该图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；外覆层，该外覆层位于第一区的至少一部分上，其中该外覆层具有小于表面粗糙度的厚度，使得第一区内的导电层由外覆层覆盖，并且使得图案化层的至少一部分基本上突出到外覆层上方。
在另一个方面，本公开提供触摸屏显示器，该触摸屏显示器包括：液晶显示器；刚刚描述的复合制品类型，以及覆盖在复合制品上的柔性透明表面。应当指出的是，柔性透明表面不需要紧邻复合制品，并且可存在在居间给予其他功能的居间层。
在另一方面，本公开提供形成复合制品的方法，该方法包括：在柔性基底的至少一部分上形成导电层，其中导电层包括导电表面；在导电表面的第一区的至少一部分上形成图案化层，其中该图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；以及在第一区的至少一部分上形成外覆层，其中该外覆层具有小于表面粗糙度的厚度，使得第一区内的导电层由外覆层覆盖，并且使得图案化层的至少一部分基本上突出到外覆层上方。
在一些示例性实施方案中，本公开中描述的方法可以实现具有超过间歇工艺的显著成本和生产率益处的卷对卷连续图案化涂覆。在各种示例性实施方案中，本公开的方法可以用于例如柔性显示器、电子器件、OLED、PLED、触摸屏、燃料电池、固态照明、光伏和其它复杂光电设备的低成本制造。
已总结了本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的发明内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选的实施方案。
附图说明
结合附图来考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开，其中：
图1为用于在导电表面上制备外覆层并且建立到导电表面的电连接的方法的实施方案中的第一阶段的示意性剖视图。
图2为图1中的作为“细部2”提出的区域的程式化放大剖视图。
图3为位于聚合物基底上的图案化层的透视显微图
图4为图1的方法中的另一个阶段的示意性剖视图。
图5为图4中的作为“细部5”提出的区域的程式化放大剖视图。
图6为在图案化层上方的外覆层的顶视图显微图，其中表面粗糙度的突出部从外覆层伸出。
图7为类似于图6的具有更大放大倍数的视图。
图8为实施例1中的阶段的顶视图显微图。
图9为并入根据本公开的复合制品的触摸屏传感器。
图10为根据实施例2制备的样本的表面高度扫描图。
在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。虽然可不按比例绘制的上述附图阐述了本公开的各种实施方案，但还可以设想如在具体实施方式中所提到的其它实施方案。在所有情况下，本公开都通过示例性实施方案的表示而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案落在本公开的范围和实质内。
具体实施方式
术语表
在整个说明书和权利要求书中使用某些术语，虽然大部分为人们所熟知，但仍可需要作出一些解释。应当理解：
术语“(共)聚合物”(“(co)polymer”or“(co)polymers”)包括均聚物和共聚物，以及可例如通过共挤出或通过反应(包括例如，酯交换反应)以可混溶共混物形式形成的均聚物或共聚物。术语“共聚物”包括无规共聚物、嵌段共聚物和星形(例如，树枝状)共聚物。
关于单体、低聚物的术语“(甲基)丙烯酸酯”或意指作为醇类与丙烯酸或甲基丙烯酸的反应产物形成的乙烯基官能烷基酯。
提及特定层的术语“相邻”意指在某一位置与另一层接合或附接到另一层，在该位置处，两个层彼此紧挨(即，邻近)并直接接触，或彼此邻接但不直接接触(即，在两个层之间插入一个或多个附加层)。
通过对本发明所公开的涂覆制品中的各种元件的位置使用取向术语诸如“在...顶上”、“在...上”、“在...之上”“覆盖”、“最上方”、“在...下面”等，我们指元件相对于水平设置的、面向上方的基底的相对位置。然而，除非另外指明，否则本发明并非旨在基底或制品在制造期间或在制造后应具有任何特定的空间取向。
通过使用术语“外覆”来描述层相对于本公开的制品的基底或其它元件的位置，我们将该层称为在基底或其它元件的顶上，但未必与基底或其它元件邻接。
通过使用术语“由……隔开”来描述某层相对于其它层的位置，我们将该层称为被定位在两个其它层之间，但未必与任一层邻接或邻近。
提及数值或形状的术语“约”或“大约”意指该数值或性质或特性的+/-5％，但明确地包括确切的数值。例如，“约”1Pa-sec的粘度是指粘度为0.95Pa-sec至1.05Pa-sec，但也明确地包括刚好1Pa-sec的粘度。类似地，“基本上正方形”的周边旨在描述具有四条侧棱的几何形状，其中每条侧棱的长度为任何其它侧棱的长度的95％至105％，但也包括其中每条侧棱刚好具有相同长度的几何形状。
提及性质或特性的术语“基本上”意指该性质或特性表现出的程度大于该性质或特性的相反面表现出的程度。例如，“基本上”透明的基底是指与其不透射(例如，吸收和反射)相比透射更多辐射(例如，可见光)的基底。因此，透射入射在其表面上的可见光多于50％的基底是基本上透明的，但透射入射在其表面上的可见光的50％或更少的基底不是基本上透明的。
如本说明书和所附实施方案中所用，除非内容清楚指示其它含义，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括多个指代物。因此，例如，提及的包含“一种化合物”的细旦纤维包括两种或更多种化合物的混合物。如本说明书和所附实施方案中所用的，除非内容清楚指示其它含义，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、性质测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望性质而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，至少应根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的舍入技术来解释每个数值参数。
在不脱离本公开实质和范围的前提下，可对本公开的示例性实施方案进行各种修改和更改。因此，应当理解，本公开的实施方案并不限于以下描述的示例性实施方案，而应受权利要求书及其任何等同物中示出的限制因素控制。
现在将具体参考附图对本公开的各种示例性实施方案进行描述。本公开的示例性实施方案可在不脱离本公开的实质和范围的情况下进行各种变型和更改。因此，应当理解，本公开的实施方案并不限于以下所述的示例性实施方案，但应受权利要求书及其任何等同物中示出的限制条件的控制。
制备外覆图案化导电层的方法
在一个示例性实施方案中，本公开描述了用于以连续卷对卷方式涂覆柔性基底的离散区域的工艺。一般来讲，方法包括在导电表面的第一区的至少一部分上形成图案化层。该图案化层是导电的并且本质上具有或被设计成具有明显的表面粗糙度。当将外覆溶液涂覆在第一区上达到预先确定的厚度时，图案化层的至少一部分基本上突出到外覆层上方。令人惊讶的是，这些突出部足以提供路径来进入导电表面。
参考在图1中示意性示出的工艺的实施方案，导电层22设置在柔性基底20上。柔性基底20可为透明的或不透明的，导电的或非导电的(绝缘的)，并且合适的柔性基底可选自可在卷对卷制造工艺中卷起并处理的任何材料。合适的柔性基底20的示例包括但不限于：聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚碳酸酯(PC))、聚烯烃(例如直链、支链和环状聚烯烃)、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、聚丙烯酸酯等等)、纤维素酯基(例如三乙酸纤维素、乙酸纤维素)、聚砜诸如聚醚砜、聚酰亚胺、有机硅和其它常规聚合物膜。合适的基底的另外的示例可见于例如美国专利6,975,067中。
任选地，可将在导电层22下方的基底20的主表面21预处理，以制备更好地接收导电层的后续沉积的表面。在一些实施方案中，预处理步骤可与图案化步骤结合进行，以形成导电层22的图案化沉积。例如，预处理可包括任选的图案化的中间层的溶剂或化学清洗、加热、沉积，以及进一步表面处理，诸如等离子体处理、紫外线辐射(UV)-臭氧处理或电晕放电。任选地，基底20可被预处理来提供特定光学性质，诸如漫射或偏振特性。
导电层22可以被选择来实现期望的光学和电子特性的给定厚度施加到基底20。这种施加可以使用已知涂覆方法诸如例如狭缝涂覆、辊式涂覆、迈耶棒涂覆、浸渍涂覆、幕式涂覆、斜板式涂覆、刀片涂覆、凹版涂覆、缺口棒涂覆或喷涂来执行，从而在基底上产生导电纳米线层。导电层22还可以使用印刷技术，包括但不限于凹版印刷、柔性版印刷、丝网印刷、凸版印刷、喷墨印刷等等来非连续地沉积。
用于导电层22的合适材料包括但不限于：Cu、Ag、Au等、氧化铟锡(ITO)的金属或金属合金的层，或合适粘结剂中的导电金属或非金属丝、纤维、棒、线、股线、晶须或带的层。用于导电层22的非金属导电材料的示例包括但不限于碳纳米管(CNT)、金属氧化物(例如，五氧化钒)、准金属(例如，硅)、导电聚合物纤维等等。
导电层22在柔性基底20的第一主表面21的至少一部分之上是基本上连续的，并且有利地在第一主表面21面积的至少50％、60％、70％、80％或90％之上是基本上连续的。导电层22可沿柔性基底20的表面21连续涂覆，或者可以离散的块或矩形施加，在该离散的块或矩形之间留有未涂覆的基底区域，这些块或矩形具有与产生的预期触摸传感器总体尺寸相似的尺寸。“基本上连续”意指导电层22以足够使基底22的表面21导电的密度被施加，应该认识到表面21可包括在其之间具有相对非导电的开口或空间的单独的导电区域。
再次参考图1，导电材料的图案24涂覆在导电层22的导电表面23的第一区50上并且包覆第一区50。该图案化层是导电的并且本质上具有或被设计成具有明显的表面粗糙度。在一些实施方案中，用于形成图案24的涂覆组合物可包括具有导电材料诸如例如金属粒子或银糊油墨的油墨。
用于形成图案24的涂覆组合物可通过多种印刷技术涂覆在导电表面22上，这些印刷技术诸如例如柔性版印刷、凹版涂覆、胶版印刷、丝网印刷、等离子体沉积、光刻、微接触印刷、喷墨印刷，或者通过激光或其它蚀刻技术、用光或激光的光学书写、静电喷涂或通过等离子体处理选择性地移除均匀的材料层。
在各种实施方案中，导电材料的图案化层24具有约100nm至约10微米(μm)的干燥厚度。现参考图2，示出图1中的作为“细部2”提出的区域的程式化放大剖视图。在该视图中可以看见图案化层24具有表面粗糙度“R”。该表面粗糙度对于涂覆材料可以是天然的。
另选地，表面可通过便利地添加尺寸处于约3μm至10μm之间的范围内的粒子而被粗糙化。在另一个替代方案中，图案化层可通过将其涂覆在导电层22上所用的方法来设计成具有表面粗糙度。例如，压印或凹版涂覆可引起波痕缺陷，这些波痕缺陷在其它应用中是不期望的，但在本方法中被故意地引起和利用以用于可用的粗糙度。至少0.5μm的粗糙度是令人希望的，并且0.5μm至10μm，或约2μm至约8μm，或甚至约3μm至约6μm的粗糙度是合适的。
图3是类似于下文实施例1中论述的位于聚合物基底上的银糊油墨的横截面显微图，其中表面粗糙度被展示在附图的顶部。
现参考图4，已经将液体外覆组合物25涂覆在导电层22的导电表面23之上并且部分地涂覆在覆盖在表面23的第一区50上的图案化层24之上。在各种实施方案中，液体外覆组合物25被涂覆至很大程度地覆盖图案化层24但允许表面粗糙度的峰的至少一些峰基本上突出的厚度。这在图5中被程式化地展示。
因为存在实际的突出部或因为外覆层通过毛细作用变薄而变薄至能够进行有效电接触的点，所以“基本上突出”意味着与图案化层24的电接触可从外覆层25的与导电层22相反的侧面建立。因为弯曲的空气-液体界面在外覆层中凸出区处形成，该弯曲的空气-液体界面在外覆层中生成驱使液体远离凸出部特征部的顶部的压力梯度，所以远离凸出(即，从表面突出)特征部的液体的“毛细作用变薄”发生。
液体外覆组合物25可以使用任何合适的印刷技术施加到导电表面23，该印刷技术包括例如溢流涂覆、凹版涂覆、幕式涂覆、珠粒涂覆、胶版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、喷涂或者借助于刀片、辊或气刀。
外覆层25通常是电介质层并且可任选地具有光学或保护功能。在一些便利实施方案中，令人希望的是，外覆部尽可能是透明的并且具有低混浊度，例如具有>90％的透射率和低于2％的混浊度。在其它实施方案中，无光泽饰面将是令人希望的，并且外覆部可以被复合或尤其被涂覆以提供无光泽饰面。实现该目的的一种方式在“System and Method forMaking a Film Having a Matte Finish(用于制备具有无光泽饰面的膜的系统和方法)”的美国专利8,623,140中公开，该专利的内容如同重写一样以引用的方式并入本文。在一些便利实施方案中，外覆层是硬质涂膜。具体地，由具有多个丙烯酸酯部分的单体形成的硬质涂膜被认为是合适的。其它可用的硬质涂膜包括(甲基)丙烯酸酯(共)聚物和纳米二氧化硅粒子。
硬质涂膜可以是表面改性的以改变光学性质，诸如抗反射性。一种此类技术在“Method for making nanostructured surfaces(用于制备纳米结构表面的方法)”的美国专利8,460,568中公开，该专利的内容如同重写一样以引用的方式并入本文。图6为在图案化层上方的外覆层的透视SEM显微图，其中表面粗糙度的突出部从正在描绘的外覆层伸出。图7为类似于图5的具有更大放大倍数的视图。
在其它示例性实施方案中，液体外覆组合物25包括预(共)聚物。“预(共)聚物”是指可以(共)聚合和/或交联以形成(共)聚合物基质的单体的混合物或者低聚物或部分聚合物的混合物，如本文所述。根据所希望的(共)聚合物基质选择合适的单体或部分(共)聚合物，在本领域技术人员的知识范围内。
在另外的示例性实施方案中，预(共)聚物是光可固化的，即，预(共)聚物在暴露于辐射(诸如例如紫外线(UV)辐射)时聚合和/或交联。
液体外覆组合物25可任选地包括溶剂(例如，在施加期间)。可以使用能够有效地溶剂化或分散聚合物外覆材料的任何非腐蚀性溶剂，并且示例包括水、醇、酮、醚、四氢呋喃、烃(例如环己烷)或芳族溶剂(苯、甲苯、二甲苯等)。溶剂可以是挥发性的，例如，在约200℃或更少、150℃或更少或100℃或更少的大气压力下具有沸点。在一些示例性实施方案中，溶剂可基本上是非挥发性的，即，在至少200℃、至少250℃或至少300℃的大气压力下具有沸点。
在一些示例性实施方案中，液体外覆组合物25可包括交联剂、聚合引发剂、稳定剂(包括，例如用于更长产品寿命的抗氧化剂和UV稳定剂以及用于更大贮藏寿命的聚合反应抑制剂)、表面活性剂等等。在一些实施方案中，液体外覆组合物25还可包括抗蚀剂。在一些实施方案中，液体外覆组合物25是导电的，并且可包括导电聚合物，诸如例如聚苯胺、聚噻吩和聚二乙炔。
在某些示例性实施方案中，液体外覆组合物25可以被固化或干燥以形成光学透明材料。如果材料的透光率在可见光区域(400nm–700nm)中为至少80％，则该材料被认为为光学透明的。除非另外指明，否则本文所描述的所有层(包括基底)优选地为光学透明的。液体外覆组合物25的光学透明度通常由多个因素确定，包括但不限于：折射率(RI)、厚度、光滑度、整个厚度上RI的一致性、表面(包括界面)反射以及由表面粗糙度和/或嵌入粒子所引起的散射。
在一些示例性实施方案中，液体外覆组合物25包括油墨诸如以商品名FLEXOCUREFORCE(从明尼苏达州普利茅斯的富林特集团(Flint Group,Plymouth,MN)获得)获得的那些以及以商品名OP Series(从伊利诺伊州芝加哥的丽色达油墨技术公司(Nazdar InkTechnologies,Chicago,IL)获得)、SOLARFLEX或SUNBAR(从新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司(Sun Chemical Co.,Parsippany,NJ)获得)出售的透明清漆以及(甲基)丙烯酸树酯(从宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer,Inc.,Exton,PA)获得)。
外覆图案化导电层和设备
在另一个方面，本公开描述了具有外覆图案化导电层的柔性基底或膜。这类膜当在加工显示设备中使用时被发现是特别有利的。特别有利的显示设备包括光学显示器，更具体地平板屏幕显示器，例如包括液晶显示器、发光二极管(LED)显示器、等离子体显示器等等。
特别可用的柔性基底包括光学元件，更具体地，偏振分束器。合适的柔性基底、光学元件和偏振分束器在2015年5月29日提交的题为“Optical Constructions(光学构造)”的共同待决的美国专利申请序列号62/168,205中描述，该专利的全部公开内容以引用的方式整体并入本文。
参考图9，触摸屏组件200的示例包括与玻璃层214相邻的LCD层272，玻璃层214为使用上述工艺制备的复合制品270提供了基部。复合制品270包括导电层216，该导电层216通过导电粘合剂层250电连接到柔性电路260。位于柔性电路260上的电迹线280将组件200连接到显示设备诸如计算机、移动电话、平板电脑等等的部件。覆盖在电子组件构造270上的柔性透明表面276提供了与显示设备用户的交互点。
本公开的工艺的操作将参照以下详细实施例进一步描述。提供这些实施例以另外说明各种具体和优选的实施方案和技术。然而，应当理解，可做出许多变型和修改而仍落在本公开的范围内。
实施例：
这些实施例仅是为了进行例示性的说明，且并非旨在过度地限制所附权利要求书的范围。尽管示出本公开的广义范围的数值范围和参数为近似值，但尽可能精确地记录具体实施例中示出的数值。然而，任何数值都固有地包含某些误差，在它们各自的测试测量中所存在的标准偏差必然会引起这种误差。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。
材料概述
除非另外指明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比率等均以重量计。除非另有说明，否则所用的溶剂和其它试剂可得自(威斯康星州密尔沃基的)西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI))。
实施例1
柔性基底以作为MELINEX ST-504从特拉华州威尔明顿的杜邦(DuPont ofWilmington,DE)商购获得的0.005英寸(0.13mm)厚度卷的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的形式提供。导电层通过涂覆由95重量％的银纳米线油墨(作为CLEAROHM Ink-N G4-02从加利福尼亚州森尼韦尔的博瑞奥斯技术公司(Cambrios Technologies Corporation ofSunnyvale,CA)商购获得)和5重量％的异丙醇(从密苏里州圣路易市的西格玛奥瑞奇(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)商购获得)组成的混合物，使用常规类型的狭缝模形成在柔性基底上。纳米线溶液被涂覆近似15-25μm厚湿并且之后被干燥以便形成具有近似50欧姆/平方米的薄层电阻、91％的光学透射率和近似1.5％的混浊度的透明导电涂层。因此形成透明导电基底。
透明导电基底的样本被切割成尺寸近似3乘8英寸(7.6cm乘20.3cm)的矩形取样片。由具有近似1.0mm宽和25mm长的六条线的图案组成的柔性版印模(购自明尼苏达州明尼阿波利斯的南部图形系统(Southern Graphics Systems of Minneapolis,MN))与24.0BCM网纹辊结合使用以便使银油墨以10米/分的速度沉积，从而形成图案化层。更具体地，银油墨是作为NOVACENTRIX PF-500商购可得的导电的纳米银油墨，并且印刷利用作为FLEXIPROOFER 100从英国剑桥郡的罗伊斯顿的RK印刷涂布仪器有限公司(RK PrintCoatInstruments of Royston,Cambridgeshire,UK)商购获得的台式柔性版印刷机执行。在印刷之后，将印模取样片放置在间歇式炉中2分钟以使油墨溶剂蒸发并且使纳米银印刷体烧结。
然后用非导电聚合物薄层外覆具有其图案化层的样本。(在一些实施方案中，保护性电介质层是需要的)。更具体地，液体前体通过使10重量％的UV可固化油墨(作为UZS00061-408从伊利诺伊州巴达维亚的富林特集团北美印刷媒体事业部(Flint GroupPrint Media North America of Batavia,IL)商购获得)与90重量％的乙二醇醚(作为DOWANOL从密歇根州密德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company of Midland,MI)商购获得)混合制备。用从纽约韦伯斯特R.D.精化公司(R.D.Specialties of Webster,NY)商购获得的#8迈耶棒将该前体外覆到样本上。该前体被沉积以靶向具有近似1.5μm至2.5μm的厚度的干燥且固化的外覆层，并且因此薄于图案化层的表面粗糙度。然后将外覆的样本放置在间歇式炉中2分钟以使溶剂蒸发，然后在具有236瓦/平方厘米的辐深H灯泡(从马里兰州盖瑟斯堡的辐深UV系统公司(Fusion UV Systems,Inc.of Gaithersburg,MD)商购获得)的大气环境中用高强度UV光照射以形成外覆层。
当外覆层被固化时，在图案化层之上的区域和不在图案化层之上的区域两者中用欧姆米触点探查样本。在不在图案化层之上的部分中，不建立电接触，这指示外覆层足够厚以防止接触到下面的导电层。然而，在图案化层之上的区中，欧姆米可接触到图案化层并且自此通过下面的导电层到达图案化层的另一个单独部分。在图8中呈现了这些样本中的一个样本的顶视图显微图。
比较例1A：
样本根据实施例1制备，不同的是外覆层被增厚至图案化层的表面粗糙度并不从外覆层突出的点。更具体地，前体沉积从而靶向近似5-10μm的干燥且固化的聚合物厚度。在固化之后，外覆层如前所述以电的方式被探查。与图案化层的电接触并不能实现。
实施例2
柔性基底以作为MELINEX ST-504从特拉华州威尔明顿的杜邦(DuPont ofWilmington,DE)商购获得的0.005英寸(0.13mm)厚度卷的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的形式提供。导电层通过涂覆由95重量％的银纳米线油墨(作为CLEAROHM Ink-N G4-02从加利福尼亚州森尼韦尔的博瑞奥斯技术公司(Cambrios Technologies Corporation ofSunnyvale,CA)商购获得)和5重量％的异丙醇(从密苏里州圣路易市的西格玛奥瑞奇(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)商购获得)组成的混合物，使用常规类型的狭缝模形成在柔性基底上。纳米线溶液被涂覆近似15-25μm厚湿并且之后被干燥以便形成具有近似50欧姆/平方米的薄层电阻、91％的光学透射率和近似1.5％的混浊度的透明导电涂层。因此形成透明导电基底。
透明导电基底以卷对卷方式通过窄幅柔性版印刷线处理以沉积成图案化银线的阵列以便形成图案化层。作为CYREL DPR从杜邦(DuPont)商购获得的0.067英寸(1.70mm)厚的弹性柔性版印模被设计成具有近似1mm宽、25mm长的线以及具有处于约12mm至75mm之间的若干尺寸的间距。印模购自南部图形系统(Southern Graphics Systems)。板用作为E1120从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company of St.Paul,MN)商购获得的柔性版安装带安装到压辊。印刷器速度被设置成50英尺/分(15.24米/分)并且作为PFI-722从得克萨斯州奥斯汀的诺瓦森特里克斯(NovaCentrix of Austin,TX)商购获得的纳米银油墨使用8.0BCM/in2网纹辊印刷。在连续的空气冲击式和IR炉中使油墨溶剂蒸发并且使纳米银油墨烧结。
用于形成电介质硬质涂膜以充当外覆层的前体通过混合如下各项制备：作为SR399从宾夕法尼亚州埃克斯顿的美国沙多玛(Sartomer Americas of Exton PA)商购获得的10重量份的双季戊四醇五丙烯酸酯；作为SR238B从沙多玛(Sartomer)商购获得的10重量份的1,6-二丙烯酸己二醇酯；作为IRGACURE 184从特拉华州的路德维希港的巴斯夫公司(BASF Corporation of Ludwigshafen,DE)商购获得的2重量份的α-羟基酮光引发剂；以及作为DOWANOL从陶氏化学(Dow Chemical)商购获得的80重量份的乙二醇醚。该混合物利用常规类型的狭缝模通过卷对卷涂覆沉积到银线阵列之上的透明的涂覆基底上。幅材速度被设置成50英尺/分(15.24米/分)并且涂覆参数被选择以便递送1.3μm厚度的干燥的外覆层。该厚度被选取成使得外覆层薄于印刷的银线的表面粗糙度。然后使湿膜经过空气冲击式炉以使乙二醇醚溶剂蒸发，并且电介质层用高强度UV光在具有236瓦/平方厘米H灯泡(从辐深UV系统公司(Fusion UV Systems,Inc.)商购获得)的氮净化环境中被聚合。图10展示了利用从明尼苏达州明尼阿波利斯的科磊(KLA-Tencor of Minneapolis,MN)商购获得的表面扫描器取得的印刷的和外覆的样本的三维横截面线扫描图。该扫描图展示了图案化层被结构化成具有表面粗糙度，该表面粗糙度具有约0.5μm和4.0μm之间的峰-谷高度。
为了确定到下面的透明纳米线的电接触是否可通过导电层建立，图案化层内的相邻但隔离的银线与欧姆米接触以评估电阻。为了确保欧姆米探针并不刮擦外覆的电介质(该刮擦实现接触并且给出误报)，基于银的导电漆(作为SILVER PRINT II从伊利诺伊州罗克福德的GC电子(GC Electronics of Rockford,IL)商购获得)施加到图案层中的印刷线之上的区域并且然后在间歇式炉中干燥。在所有实例中，线之间的导电性发生。然而，在银印刷的线外部的区中，与欧姆米探针的接触导致无穷大的电阻(或没有导电性)，从而指示与下面的透明导体的接触仅发生在图案化层的区中。
示例性实施方案列表
实施方案1：一种复合制品，该复合制品包括：导电层，该导电层位于柔性基底的至少一部分上，其中该导电层包括导电表面；图案化层，该图案化层位于该导电表面的第一区的至少一部分上，其中该图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；和外覆层，该外覆层位于该第一区的至少一部分上，其中该外覆层具有小于该表面粗糙度的厚度，使得该第一区内的该导电层由该外覆层覆盖，并且使得该图案化层的至少一部分基本上突出到该外覆层上方。
实施方案2：根据实施方案1所述的复合制品，其中该表面粗糙度为0.5(μm)至10μm。
实施方案3：根据实施方案2所述的复合制品，其中该表面粗糙度为约2μm至约8μm。
实施方案4：根据实施方案2所述的复合制品，其中该表面粗糙度为约3μm至约6μm。
实施方案5：根据实施方案1至4中任一项所述的复合制品，其中该外覆层是由至少一种单体形成的硬质涂膜，该单体包括具有多个(甲基)丙烯酸酯部分的至少一种单体。
实施方案6：根据实施方案1至5中任一项所述的复合制品，其中该柔性基底包括光学元件。
实施方案7：根据实施方案1至6中任一项所述的复合制品，其中该图案化层包含直径为3μm至10μm的粒子。
实施方案8：一种触摸屏显示器，该触摸屏显示器包括：液晶显示器；根据实施方案1至7中任一项所述的复合制品；和柔性透明表面，该柔性透明表面覆盖在该复合制品上。
实施方案9：一种形成复合制品的方法，该方法包括：在柔性基底的至少一部分上形成导电层，其中该导电层包括导电表面；在该导电表面的第一区的至少一部分上形成图案化层，其中该图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；在该第一区的至少一部分上形成外覆层，其中该外覆层具有小于该表面粗糙度的厚度，使得该第一区内的导该电层由该外覆层覆盖，并且使得该图案化层的至少一部分基本上突出到该外覆层上方。
实施方案10：根据实施方案9所述的方法，其中该柔性基底包括光学元件，任选地其中该光学元件为偏振分束器。
实施方案11：根据实施方案10所述的方法，其中该外覆层是由一种或多种单体形成的硬质涂膜，该单体包括具有多个(甲基)丙烯酸酯部分的至少一种单体。
实施方案12：根据实施方案11所述的方法，还包括使该外覆层固化。
实施方案13：根据实施方案12所述的方法，其中使该外覆层固化包括使该外覆层暴露于热量或光化辐射源。
实施方案14：根据实施方案13所述的方法，其中该光化辐射源选自紫外线辐射源、红外线辐射源、电子束源或伽马辐射源。
实施方案15.一种根据实施方案9-14中任一项所述的方法制备的复合膜。
整个本说明书中提及的“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”，无论在术语“实施方案”前是否包括术语“示例性的”都意指结合该实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的某些示例性实施方案中的至少一个实施方案中。因此，在整个本说明书的各处出现的短语如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定是指本公开的某些示例性实施方案中的同一实施方案。此外，特定特征、结构、材料或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。
虽然本说明书已经详细地描述了某些示例性实施方案，但是应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可很容易地想到这些实施方案的修改、变型和等同物。因此，应当理解，本公开不应不当地受限于以上示出的例示性实施方案。特别地，如本文所用，用端值表述的数值范围旨在包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。另外，本文所用的所有数字都被假定是被术语“约”修饰。
此外，本文引用的所有出版物和专利均以引用的方式全文并入本文中，如同各个单独的出版物或专利都特别地和单独地指出以引用方式并入一般。已对各个示例性实施方案进行了描述。这些实施方案以及其它实施方案均在如下权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种复合制品，所述复合制品包括：
导电纳米线层，所述导电纳米线层位于柔性基底的至少一部分上，其中所述导电纳米线层包括导电表面；
图案化层，所述图案化层包括金属粒子，并位于所述导电表面的第一区的至少一部分上，其中所述图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；和
外覆层，所述外覆层位于所述第一区的至少一部分上，其中所述外覆层具有小于所述表面粗糙度的厚度，使得所述第一区内的所述导电纳米线层由所述外覆层覆盖，并且使得所述图案化层的至少一部分基本上突出到所述外覆层上方。
2.根据权利要求1所述的复合制品，其中所述表面粗糙度为0.5μm至10μm。
3.根据权利要求2所述的复合制品，其中所述表面粗糙度为约2μm至约8μm。
4.根据权利要求2所述的复合制品，其中所述表面粗糙度为约3μm至约6μm。
5.根据权利要求1所述的复合制品，其中所述外覆层是由一种或多种单体形成的硬质涂膜，所述单体包括具有多个(甲基)丙烯酸酯部分的至少一种单体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合制品，其中所述柔性基底包括光学元件，任选地其中所述光学元件为偏振分束器。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的复合制品，其中所述金属粒子是直径为3μm至10μm的粒子。
8.一种触摸屏显示器，所述触摸屏显示器包括：
液晶显示器，所述液晶显示器具有相背的第一主表面和第二主表面；
根据权利要求1至7中任一项所述的复合制品，所述复合制品覆盖在所述液晶显示器的至少一个主表面上；和
柔性透明表面，所述柔性透明表面覆盖在所述复合制品上。
9.一种形成复合制品的方法，所述方法包括：
在柔性基底的至少一部分上形成导电纳米线层，其中所述导电纳米线层包括导电表面；
在所述导电表面的第一区的至少一部分上形成包括金属粒子的图案化层，其中所述图案化层包括具有表面粗糙度的导电材料；以及
在所述第一区的至少一部分上形成外覆层，其中所述外覆层具有小于所述表面粗糙度的厚度，使得所述第一区内的所述导电纳米线层由所述外覆层覆盖，并且使得所述图案化层的至少一部分基本上突出到所述外覆层上方。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述柔性基底包括光学元件，任选地其中所述光学元件为偏振分束器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述外覆层是由一种或多种单体形成的硬质涂膜，所述单体包括具有多个(甲基)丙烯酸酯部分的至少一种单体。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括使所述外覆层固化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使所述外覆层固化包括使所述外覆层暴露于热量或光化辐射源。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述光化辐射源选自紫外线辐射源、红外线辐射源、电子束源或伽马辐射源。
15.一种根据权利要求9-14中任一项所述的方法制备的复合膜。
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