CN110479110B

CN110479110B - 导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料

Info

Publication number: CN110479110B
Application number: CN201910753474.6A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·K·斯托克斯; 卡尔·F·休米斯顿
Original assignee: Celgard LLC
Current assignee: Celgard LLC
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2035-04-15
Also published as: JP2020158770A; JP2022105187A; US10030157B2; WO2015160908A1; CN106413864A; US20150291754A1; CN110479110A; US10934440B2; JP6691057B2; US20210253878A1; JP2017520423A; US20180327612A1; CN106413864B

Abstract

在一个方面，本文描述了微孔膜，其表现出适合电学和/或光学用途的复合结构和性能。在一些实施方式中，本文所描述的复合膜包括：微孔聚合物基体或基底，其具有相互连接的孔结构和折射率；以及导电涂层，其沉积在微孔聚合物基体的一个或多个表面上。在其他一些实施方式中，孔被填充并且膜是基本透明的。

Description

导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料

该申请是分案申请，优先权日是2014年4月15日，原国际申请日是2015年4月15日，母案进入中国国家阶段的日期是2016年12月1日；国际申请号是PCT/US2015/025905，母案的中国国家申请号是201580029281.6；原申请的发明名称是《导电的、透明的、半透明的和/或反光的材料》。

相关申请交叉引用

本申请要求2014年4月15日提交的美国临时专利申请No.61/979,564的权益及优先权，该临时申请通过全文引用并入本文。

技术领域

根据至少选定的实施方式，本发明涉及导电的、透明的、半透明的和/或反光的聚合物膜或材料，用于这种膜或材料的基底，制造这种基底、膜或材料的方法，和/或使用这种基底、膜或材料的方法。根据至少选定的实施方式，本发明涉及导电的膜或材料，优选导电的透明膜或材料，新的或改进的用于这种膜的多孔或微孔基底，制造这种导电膜或材料的方法，和/或使用这种膜、材料或基底的方法。

背景技术

用于各种分离和/或扩散用途的微孔膜已被深入地探究和开发。微孔膜，例如，被广泛地用于空气和水的过滤用途以及电池构造中的隔板薄膜。多种单层或多层的

微孔聚合物膜被北卡罗莱纳州夏洛特市的Celgard有限责任公司制造并销售。

通常，很多微孔膜的绝缘性能和有机结构使得其不适合用于导电用途和涉及高温、氧化和其他腐蚀性环境的用途。

发明内容

根据至少选定的实施方式，本发明可满足使微孔膜适合导电用途和/或涉及高温、氧化和/或其他腐蚀性环境的用途的上述需求，和/或涉及导电的、透明的、半透明的、部分反光的和/或反光的聚合物膜或材料，用于这种膜或材料的基底，制造这种基底、膜和/或材料的方法，和/或使用这种基底、膜和/或材料的方法。根据至少选定的实施方式，本发明涉及导电的膜或材料，优选导电的透明或半透明膜或材料，新的或改进的用于这种膜的多孔或微孔基底，制造这种导电膜或材料的方法，和/或使用这种膜、材料或基底的方法。

在一个方面，本文所描述的膜或微孔膜显示出适合电学和/或光学用途的复合结构和性能。在一些实施方式中，本文所描述的复合膜包括或包含：微孔聚合物基体或基底，其具有相互连接的孔结构和折射率；以及导电涂层，其沉积在微孔聚合物基体一个或多个表面上。复合膜可进一步包括或包含在聚合物基体或基底的孔结构中的填充材料。填充材料优选具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。进一步地，具有本文所描述的结构的复合膜可以是透明的或基本透明的。

在另一方面，本发明提供含有本文所描述的复合膜的光电设备。在一些实施方式中，光电设备为触摸屏设备，其含有显示器和设置于显示器上的复合膜，该复合膜优选包括或包含具有相互连接的孔结构和折射率的微孔聚合物基体或基底。微孔聚合物基体的一个或多个表面上沉积有导电涂层。在设置于显示器表面的情形下，复合膜可以是或者可以被制造成透明的或基本透明的。

在更进一步的方面，本文描述了制造复合膜的方法。在一些实施方式中，制造复合膜的方法包括：提供具有相互连接的孔结构和折射率的微孔聚合物基体或基底，以及在微孔基体的一个或多个表面上沉积导电涂层或材料。进一步地，可在聚合物基体的孔结构中沉积填充材料，填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。这种填充材料可在沉积导电或反光涂层或材料之前、过程中或之后添加。

在下文的详细描述中，将更详细地描述本发明的上述及其他方面、目的或实施方式。

附图说明

图1为根据本文所描述的一实施方式的微孔聚合物基体或基底的表面扫描电镜(SEM)图像。

图2为根据本文所描述的另一实施方式的微孔聚合物基体的表面SEM图像。

图3为根据本文所描述的又一实施方式的微孔聚合物基体的表面SEM图像。

图4为根据本文所描述的一多层实施方式的微孔聚合物基体的横截面SEM图像，该微孔聚合物基体包含多层结构，该图显示了组成和形貌上的梯度。

图5包括并排比较的影像，左边为白色的未被涂覆(未被金属化)的膜的表面或侧面，右边为同一个膜或材料的被金属化或涂覆的另一面，其有金属质感、有光泽或反光，该膜或材料具有根据本发明特定实施方式的微孔聚合物基体。

图6为图5的被金属化的膜或材料的影像，其被置于消费者的电子设备(特别是黑莓设备)的显示器屏幕上，金属化的膜或材料的被填充的部分是透明或半透明的(左边的部分，透过这部分显示出了屏幕)，未被填充的部分(右边的部分，其仍在设备屏幕上)是不透明且反光的，在这部分，设备屏幕没有透过材料显示出来。

图7为图5的被金属化的膜或材料的金属化表面的表面SEM图像，放大倍数为1000倍。

图8为图5的被金属化的膜或材料的金属化表面的表面SEM图像，放大倍数为5000倍。

图9为图5的被金属化的膜或材料的金属化表面的表面SEM图像，放大倍数为20000倍。

图10包括根据本文所描述的实施方式的裸膜在涂覆前的(A)俯视图和(B)横截面图；由于膜中的孔隙，膜的外观是不透明的、白色的(或蓝色的)，并且是电绝缘的。

图11包括图10的膜在一面被涂覆导电涂层(这种涂层在图11中是红色的)后的(A)俯视图和(B)横截面图；由于膜的孔隙和导电涂层的结合，这种膜看起来不透明且有光泽(反光)，并且在金属化表面上是导电的。

图12包括图11的膜在孔被填充后的(A)俯视图和(B)横截面图(填充材料在图12中是绿色的)；由于膜中的孔已被填充，这种膜看起来是透明的和/或半透明的，并且因为具有导电涂层(在图12是红色的)而仍然导电。

图13包括图12的膜被图12中的同种填充材料过度填充后的(A)俯视图和(B)横截面图(填充材料在图13中是绿色的)；由于孔中的填充材料，这种膜看起来是透明的和/或半透明的。区域1和2因为具有导电涂层而仍是导电的。

详细说明

本文所描述的实施方式可以通过参考下面的发明详述和实施例以及它们前后的描述得到更好的理解。但是，本文描述的原理、设备和方法不限于发明详述部分和实施例中的具体实施方式。应当认识到的是，这些实施方式仅仅是对本发明原则的说明。本领域的技术人员可以容易地在不背离本发明精神和范围的情况下对其进行多种修改和调整。

本文所描述的复合膜可表现为允许其在多种用途下被使用的构造，这些用途包括电子设备和光学用途。优选地，本文所描述的复合膜包含微孔聚合物基体、基底或薄膜，这些基体、基底或薄膜具有互相连接的孔结构和折射率，并且在微孔聚合物基体的一个或多个表面上沉积有导电涂层。复合膜可进一步包含在聚合物基体孔结构中的填充材料，这种填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。

关于具体的成分，优选的复合膜包含具有互相连接的孔结构的微孔聚合物基体或基底。微孔基体可由多种聚合物材料制造。例如，微孔基体可由一种或多种聚烯烃(PO)制成，包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其共聚物。或者，微孔基体可由聚酰胺、聚酯、聚砜(如聚醚砜(PES))、纤维素或含氟聚合物(包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)和/或聚四氟乙烯(PTFE))制成。

除聚合物组分外，微孔基体可表现为多种物理构造和形貌。在一些实施方式中，微孔基体由一层聚合物材料形成，从而产生单层构造。微孔基体也可包含多层聚合物材料。只要不违背本发明的目的，可用任意数量的聚合物层形成微孔基体。例如，微孔基体可为双层、三层或多层构造。表I为本发明所描述的复合膜的微孔聚合物基体提供了多种非限制性的构造。

表I选定的非限定性的微孔聚合物基体构造

本文所描述的微孔基体的聚合物层也可表现为多种形貌。在一些实施方式中，聚合物层的形貌是在制造层的过程中形成的。例如，可通过干法拉伸工艺形成聚合物层；其中，孔是通过在加工方向(MD)拉伸无孔的半结晶的被挤出的聚合物组分而形成的。图1为一种微孔聚合物基体的SEM图像，基体由经历了干法拉伸过程的单层聚丙烯形成。如图1所示，该具体的聚丙烯基体表现出拉长的或类似狭缝形状的相互连接的孔结构。该相互连接的孔结构在基体的更厚的、纤维状的聚丙烯结构上是连续的。

也可通过湿法工艺或相转移工艺形成聚合物层；其中，聚合物组分被与增塑剂混合并被挤出。通过除去增塑剂，孔在聚合物材料中形成。同样可在MD和/或横向(TD)上拉伸聚合物材料。图2为一种微孔聚合物基体的SEM图像，基体由经历了湿法工艺的单层聚乙烯形成。该聚乙烯基体也表现出在纤维状的聚乙烯结构上连续的相互连接的孔结构。与图1所示的图像不同，图2所示的孔形状更圆。不过，如今也有通过干法拉伸工艺(例如，含有对无孔前体进行双轴向拉伸步骤的工艺)形成的同样具有更圆形状的孔的聚合物基体材料。与图1相比，图2中的聚乙烯纤维结构有更多的重叠，从而产生了类似蕾丝的外观。

另外，可通过颗粒拉伸工艺形成聚合物层；其中，聚合物组分被与颗粒混合并被挤出。在拉伸过程中，当聚合物组分与颗粒之间的界面断裂时，孔在聚合物组分中形成。美国专利US 6,057,061和US 6,080,507中对通过颗粒拉伸工艺形成多孔聚合物层有更详细的记载，其内容通过全文引用并入本文。图3为一种微孔聚合物基体的SEM图像，基体由经历了颗粒拉伸工艺的单层聚丙烯形成。如图3所示，基体具有因MD拉伸而产生的相互连接的椭圆形孔结构。

进一步地，本文所描述的复合膜的聚合物基体可表现为双轴取向的多孔结构，如美国专利申请US 2007/0196638及系列号为13/044,708的美国专利申请中所描述的那些膜，这两篇申请中的内容各自通过全文引用并入本文。另外，还可使用非拉伸多孔膜，如铸造膜、织造或非织造层等。

如前所述，微孔聚合物基体可由多个聚合物层形成。在一些实施方式中，由于通过同样的干法拉伸工艺、湿法工艺或颗粒拉伸工艺制成，多个聚合物层表现出类似的形貌。或者，当一个层或多个层是由不同的工艺制成时，多个聚合物层可显示出混合形貌。本文中的具体实施方式考虑了由干法拉伸工艺、湿法工艺或颗粒拉伸工艺制成的聚合物层的任意组合。例如，表I中所列构造中的各单个层可表现为选自干法拉伸工艺、湿法工艺或颗粒拉伸工艺制成的形貌中的不同形貌。因此，本文所描述的复合膜的聚合物基体可表现出组分和形貌上的梯度。图4为根据一种实施方式的微孔聚合物基体的横截面SEM图像，该微孔聚合物基体包含多层结构，该图显示了组成和形貌上的梯度。图4的微孔基体具有PP/PE/PP结构，其中PE层表现出不同于其两侧的PP层的形貌。本文所描述的微孔基体的单个聚合物层可通过包括层合、共挤出或其他粘合机制的若干技术连在一起。

除前述结构以外，微孔聚合物基体还可为各种非织造结构，包括纺粘、熔纺、熔喷、水刺等。

在一些实施方式中，微孔聚合物基体具有在0.010μm至50μm范围内的平均孔径。在一些实施方式中，平均孔径为0.1μm至1.0μm。在一些实施方式中，平均孔径为0.1μm至0.6μm。进一步地，微孔聚合物基体可具有表II列出的厚度。

表II微孔聚合物基体的厚度(μm)

1-100
	2-40
4-30
	5-20
6-12

另外，微孔基体可具有超过40％的孔隙率。在一些实施方式中，微孔膜具有40-95％的孔隙率。

如本文所述，复合膜的微孔聚合物基体具有折射率。在一些实施方式中，微孔聚合物基体可具有约1.40至约1.60范围内的折射率。在一些实施方式中，为约1.48至1.52。例如，由聚丙烯制成的微孔膜可表现出1.49的折射率，而由聚乙烯制成的微孔膜可表现出1.50的折射率。当微孔基体是由多个聚合物层制成时，各聚合物层可具有相同或基本相同的折射率。

除微孔聚合物基体外，本文所描述的优选的复合膜包含沉积于微孔基体一个或多个表面上的导电涂层。导电涂层可被涂覆在微孔聚合物基体的一面或双面上。进一步地，在一些实施方式中，导电涂层渗透进基体的孔结构中，进而涂覆孔结构的表面。在涂覆孔表面的情形中，聚合物基体的孔结构被保留而不被导电涂层堵塞。在一些实施方式中，导电涂层为分子尺度，具有埃或纳米量级的厚度。此外，导电涂层可在微孔聚合物基体的一个或多个表面上被图案化。

导电涂层可包含任何不违背本发明目的的导电材料。导电涂层可由金属或合金组分形成。在一种实施方式中，导电涂层选自铝、铜、镍、金、其他贵金属及其合金。此外，所述导电涂层可以由透光性导电氧化物形成，包括铟锡氧化物(ITO)、镓铟锡氧化物(GITO)、锌铟锡氧化物(ZITO)、氟掺杂锡氧化物或掺杂的锌氧化物。或者，导电涂层可为有机材料。可用诸如石墨、石墨烯、碳纳米颗粒和/或导电聚合物类等的导电有机材料来提供导电层。导电聚合物类可包括本身导电的聚合物，其可被掺杂，并且其可包括但不限于聚噻吩、聚对苯撑、聚丁二炔、聚乙炔、聚对苯撑乙烯、聚苯胺及其衍生物。

可根据若干因素来选择导电层的组分。这些因素包括期望的层的导电性和/或期望的复合膜的光学性能。在一些实施方式中，导电层具有小于等于1-500Ω/sq的薄层电阻；或者在一些实施方式中，为1-20Ω/sq。

本文所描述的复合膜可进一步包含在微孔聚合物基体的孔结构中的填充材料。填充材料优选具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。在一些实施方式中，填充材料被加进微孔聚合物基体的孔结构中，以使复合膜具有期望的光学清晰度性能。填充材料的加入，例如，可进一步提高复合膜的光学清晰度，从而使膜透明或基本透明。

在微孔基体是由多个聚合物层形成的实施方式中，可对聚合物层进行系数匹配，由此使得填充材料的折射率与各聚合物层匹配或基本匹配。例如，可对多层构造中的PP和PE层进行系数匹配，从而使各层与填充材料的折射率相适合。

具有所需折射率的合适的填充材料可为固态或半固态。在一些实施方式中，例如，填充材料为粘合剂；在一些实施方式中，为光学粘性填充材料。除了能赋予期望的光学性能外，粘性填充材料可促进将本文所描述的复合膜结合进各种光电设备(包括触摸屏设备)。可通过若干技术将填充材料结合进微孔聚合物基体的相互连接的孔结构中。在一些实施方式中，使填充材料流进孔结构中，然后使其固化或提高其粘度，从而将其变成基本不可流动的状态。

在一些实施方式中，本文所描述的复合膜表现出在450nm至750nm之间(覆盖可见光的波长)至少约90％或至少约95％的光学透明度。进一步地，在一些实施方式中，本文所描述的复合膜是有弹性的。复合膜的弹性可允许其用于包括柔性触摸屏设备的柔性光电设备中。

在另一个方面，本发明提供含有本文所描述的复合膜的光电设备。在一些实施方式中，光电设备为触摸屏设备，其包含显示器和位于显示器上的复合膜,该复合膜包含微孔聚合物基体，基体具有相互连接的孔结构和折射率。微孔聚合物基体的一个或多个表面上沉积有一层或多层导电涂层。复合膜可进一步包含填充材料，该填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。或者，可以这样选择填充材料，使其具有与玻璃镜片基本匹配或是适合触摸屏设备的折射率。因此，在一些实施方式中，取决于光学上的优先考虑因素，可将填充材料的折射率选择成或是更接近于微孔聚合物基体中的聚合物的折射率，或是更接近于制造玻璃镜片的材料的折射率，或是适合触摸屏或设备等。使填充材料的折射率与触摸屏设备的玻璃组件相匹配可以提高抗反光性能。设置于显示器上的复合膜可具有本文所描述的任何构造和/或性能。另外，可以有一个或多个复合膜层。例如，电容和电阻触摸屏均可采用两层透明导电材料。

触摸屏设备可指多种显示器和/或控制屏中的任何一种，其可通过接触屏幕的显示区域而被操作，接触包括用手指或手写笔接触。例如，触摸屏可包括电阻触摸屏、表面电容触摸屏、投射式电容触摸(PCT)触摸屏、表面声波(SAW)触摸屏、红外栅格触摸屏、光学成像触摸屏、扩散信号技术触摸屏或声音脉冲识别触摸屏。电容触摸屏可为互电容或自电容触摸屏。此外，触摸屏可为单触或多触屏。

本文所描述的复合膜可为触摸屏设备提供多种性能。例如，在一些实例中，本文所描述的复合膜作为触摸屏设备或触摸屏设备组件的保护性覆盖层。在另一些实例中，复合膜作为导电层或是导电性涂层。在某些情形中，电传导可发生在复合膜平面内。进一步地，本文所描述的复合膜可用在触摸屏结构中，来替代透明导电材料，比如涂覆有铟锡氧化物(ITO)的玻璃基底。在本文所描述的一些实例中，复合膜既作为保护性覆盖层，也作为导电层或导电性涂层。采用复合膜作为保护性覆盖层和/或导电层或涂层可有助于抵挡外界水分、油、污垢或灰尘对触摸屏的破坏。进一步地，在一些实施方式中，复合膜可提供前述一种或多种优点，并同时表现出光学透明度和/或平面内的导电性。

在更进一步的方面，本文描述了制造复合膜的方法。在一些实施方式中，制造复合膜的方法包括：提供具有相互连接的孔结构和折射率的微孔聚合物基体，以及在微孔基体的一个或多个表面上沉积导电涂层。进一步地，可在聚合物基体的孔结构中沉积填充材料，该填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。根据本文所描述的方法制备的复合膜可具有以上详述的任何构造和/或性能。

可根据如上所述的干法拉伸工艺、颗粒拉伸工艺或湿法工艺来提供具有相互连接的孔结构的微孔聚合物基体。此外，可将多个由这些工艺制成的多孔聚合物层结合在一起，以提供多层微孔聚合物基体。

可根据若干工艺来进行导电涂层的沉积。例如，在一些实施方式中，通过一种或多种物理气相沉积(PVD)技术(如热蒸发或溅射)来沉积金属/合金导电涂层。此外，在一些实施方式中，有机导电涂层被旋涂(spin cast)在微孔聚合物基体上。如本文所述，导电涂层可被涂覆在微孔聚合物基体的一面或双面上。在一些实施方式中，导电涂层被在微孔聚合物基体的一个或多个表面上图案化。可通过平板印刷、掩模和/或屏蔽技术中的一种或多种进行图案化。

进一步地，在一些实施方式中，导电涂层渗透进聚合物基体的孔结构中，从而涂覆孔结构的表面。在涂覆孔表面的情形中，聚合物基体的孔结构被保留而不被导电涂层堵塞。在一些实施方式中，导电涂层为分子尺度，具有埃或纳米量级的厚度。

如本文所述，填充材料可被沉积在聚合物基体的孔结构中，该填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率。在一些实施方式中，填充材料可具有与玻璃镜片或光电设备的其他光学组件相匹配的折射率。

在一些实施方式中，使填充材料流入孔结构，并将其部分或全部固化。可在沉积导电涂层之前或之后将填充材料沉积在微孔聚合物基体的孔结构中。当在沉积导电涂层之前将填充材料置于孔结构中时，填充材料可被导电涂层覆盖。在微孔聚合物基体的孔结构中置入填充材料可防止导电涂层沉积在孔结构的表面上。或者，可以在引入填充材料之前使导电涂层沉积在孔结构的表面上。

上述或其他实施方式将通过下面的非限制性实施例被更进一步说明。

实施例1

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard 2500微孔聚丙烯基体(25μm厚)的一表面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到具有期望的光学清晰度性能的复合膜。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例2

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard 2500微孔聚丙烯基体(25μm厚)的一面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可以使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例3

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard 2500微孔聚丙烯基体(25μm厚)的双面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏构造，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例4

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard 2500微孔聚丙烯基体(25μm厚)的双面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏构造，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例5

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard EZ1590微孔聚丙烯基体(15μm厚)的一面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例6

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard EZ1590微孔聚丙烯基体(15μm厚)的一面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例7

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard EZ1590微孔聚丙烯基体(15μm厚)的双面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏构造，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例8

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard EZ1590微孔聚丙烯基体(15μm厚)的双面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏构造，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例9

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard K2045微孔聚乙烯基体(20μm厚)的一面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。图案可被施于聚合物基体的一个或多个表面上，包括孔表面。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例10

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard K2045微孔聚乙烯基体(20μm厚)的一面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可以使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例11

用金属铝通过气相沉积工艺使Celgard K2045微孔聚乙烯基体(20μm厚)的双面金属化，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。金属化过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏结构，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例12

用ITO通过气相沉积工艺对Celgard K2045微孔聚乙烯基体(20μm厚)的双面进行处理，得到0-500Ω/sq之间的薄层电阻。溅射过程可采用结合触摸屏寻址技术的图案化(掩模、丝网屏蔽等)进行。对“单层”电容触摸屏构造，可采用双面图案化。然后，可使金属化了的微孔基体与填充材料结合，以得到期望的光学清晰度性能。在这种情况下，可使用具有与聚丙烯基体相匹配的折射率的光学粘合剂(即来自诺兰制品的NOA 148)，以同时填充基体并提供粘住触摸屏玻璃表面以及底部支撑层的粘性。

实施例13

前述任何一种多孔聚合物基体均可通过热金属化、溅射、化学接枝、化学镀、聚合等过程在一面或双面进行导电涂覆。

可用于导电的物质为金属，如金、银、铝、镍、铜、铂、钯、铁等。此外，可使用这些金属或其他金属的合金。ITO以及它的其他变体(各种掺杂锌氧化物或锡氧化物)尤其有用。也可用类似的方式对本身导电的聚合物表面进行图案化。聚噻吩、聚对苯撑、聚丁二炔、聚乙炔、聚对苯撑乙烯(poly(paraphenylenevinylene))等是导电聚合物的一些种类，其可在表面进行化学接枝或者用气相沉积方法或溶液印刷方法进行图案化，以提供所需的导电性。将来，可以使用诸如碳纳米管、碳富勒烯和石墨烯等其他材料作为导电材料。

实施例14

在制造触摸屏的连续工艺中，可包括被金属化或图案化的在一面或双面均具有导电表面的微孔聚合物基体。可将被金属化的基体卷图案化，并运送至触摸屏制造商。所述制造商可使用预图案化的卷并将该薄膜施于玻璃镜片上。由于连续基底在填充/粘附前是不透明的，因此可以从基体卷直接完成此步操作，并且很容易对齐。

当在玻璃镜片上完成对齐后，在薄膜的背面涂布上折射率相匹配的光学粘合剂(与多孔基体或者选定玻璃镜片的折射率相匹配)。由于薄膜是高度多孔的，因此可以仅在一面涂覆粘合剂，并通过机械诱导使其渗透或透过，从而使多孔材料的两面同时具有粘性。以这种方式，可以在工艺中省去一个粘合步骤。

根据至少选定的实施方式、方面或目的，本发明涉及聚合物膜、导电膜、导电的透明膜、新的或改进的用于这种膜的基底、制造这种膜的方法和/或使用这种膜或基底的方法。

在一个方面，本文所描述的微孔膜显示出适合电学和/或光学用途的复合结构和性能。在一些实施方式中，本文所描述的复合膜包括微孔聚合物基体或基底，基体或基底具有相互连接的孔结构和折射率以及沉积于微孔聚合物基体一个或多个表面上的导电涂层。在其他一些实施方式中，孔被填充，并且膜是基本透明的。

根据至少特定的实施方式、方面或目的，本发明涉及导电的、透明的、半透明的和/或反光的聚合物膜或材料，用于这种膜或材料的基底，制造这种基底、膜或材料的方法，和/或使用这种基底、膜或材料的方法。根据至少特定的实施方式，本发明涉及导电的膜或材料，优选导电的透明膜或材料，新的或改进的用于这种膜的多孔或微孔基底，制造这种导电膜或材料的方法，和/或使用这种膜、材料或基底的方法。

膜和/或材料可以是导电的和/或反光的，例如，取决于沉积材料、沉积方式、孔是否保持开放或未被填充和/或诸如此类的。例如，在图5和图6中，金属化了的一面被在多孔薄膜、基体或基底的表面上用铝金属化、涂覆、处理或沉积，并提供了导电性和反光性(见图6右侧阴暗的、如镜子般的表面，作为例子，其膜中的孔未被填充)。如果铝以图案形式沉积(如平行线)，则会有导电性但可能不反光。同样，特定的非导电性涂层材料可能提供不具导电性的反光性。而且，可通过用特定量的具有特定折射率的材料填充孔来改变或调整反光和/或不透明程度与透明和/或半透明程度的相对关系。

图5为膜或材料(

EZ2090)的白色的未被涂覆(未被金属化)的表面或侧面与金属化或涂覆的有金属质感、有光泽或反光面并排比较的影像，该膜或材料具有根据本发明特定实施方式的微孔聚合物基体。尽管图5只显示了被金属化的一面，但应该理解，一面或者双面均可以被金属化，并且孔可以被填充或不填充。图5、7、8和9显示了未被填充的孔。图6显示了具有被填充的孔的区域。根据图6的特定实施例，用含有约62％乙醇的洗手液混合物填充孔。也可以用油、IPA、溶剂、聚合物、聚合物和溶剂的混合物等来填充孔，以使其清晰或透明。优选的填充材料是那些在特定用途中起作用并且当膜的孔被填充材料填充时能使膜透明或几乎透明的填充材料。

图6为图5的金属化的膜或材料(

EZ2090)的影像，其被置于消费者的电子设备(特别是黑莓设备)的显示器屏幕上，金属化的膜或材料的被填充的部分是透明或半透明的，未被填充的部分是不透明且反光的。

图7为图5的被金属化的膜或材料(

EZ2090)的金属化表面的表面SEM图像，放大倍数为1000倍。

图9为图5的被金属化的膜或材料的金属化表面的表面SEM图像，放大倍数为20000倍。几乎看不见纤维上的小铝片。

根据至少选定的实施方式、目的或方面，本发明可满足使微孔膜适合导电用途和/或涉及高温、氧化和/或其他腐蚀性环境的用途的需求，和/或涉及导电的、透明的、半透明的、部分反光的、和/或反光的聚合物膜或材料，用于这种膜或材料的基底，制造这种基底、膜和/或材料的方法，和/或使用这种基底、膜和/或材料的方法。根据至少选定的实施方式，本发明涉及导电的膜或材料，优选导电的透明或半透明膜或材料，新的或改进的用于这种膜的多孔或微孔基底，制造这种导电膜或材料的方法，和/或使用这种膜、材料或基底的方法。

为了满足本发明的多种目的，对本发明的各种实施方式进行了描述。应当认识到的是，这些实施方式仅仅是本发明原则的说明。本领域的技术人员可以容易地在不背离本发明精神和范围的情况下，对其进行多种修改和调整。

Claims

1.一种用于触摸屏装置的复合膜，其包含：

具有相互连接的孔结构和折射率的微孔聚合物基体；

在聚合物基体的孔结构中的填充材料，其具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率，其中，基本匹配是指所述填充材料具有相对于聚合物基体的折射率+/-0.1的折射率；以及

沉积在微孔聚合物基体的一个或多个表面上的导电涂层，

所述膜是半透明的；所述膜是柔性的。

2.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述微孔聚合物基体由以下成分制成：聚丙烯(PP)、PP的共聚物、聚乙烯(PE)的共聚物、聚酰胺、聚酯、聚砜、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、或它们的组合、或其掺和物。

3.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述填充材料为固体。

4.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述填充材料包含粘合剂。

5.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述聚合物基体由单层聚合物材料形成。

6.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述聚合物基体包含多层聚合物材料。

7.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述复合膜具有1μm至100μm的厚度。

8.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述复合膜具有5μm至20μm的厚度。

9.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述导电涂层包含金属或合金。

10.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述复合膜具有1-500Ω/sqm的薄膜电阻抗。

11.如权利要求1所述的复合膜，其中，所述导电涂层在微孔聚合物基体的一个或多个表面上被图案化。

12.一种触摸屏装置，包含:

显示器；和

设置在显示器上的如权利要求1所述的复合膜。

13.如权利要求12所述的触摸屏装置，其中，所述导电涂层在微孔聚合物基体的一个或多个表面上被图案化。

14.一种制造如权利要求1所述的复合膜的方法，包括：

提供在微孔聚合物基体的相互连接的孔结构中的填充材料，该微孔聚合物基体具有折射率，该填充材料具有与聚合物基体的折射率基本匹配的折射率，其中，基本匹配是指所述填充材料具有相对于聚合物基体的折射率+/-0.1的折射率；和

在微孔聚合物基体的一个或多个表面上沉积导电涂层。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述微孔聚合物基体由以下成分制成：聚丙烯(PP)、PP的共聚物、聚乙烯(PE)的共聚物、聚酰胺、聚酯、聚砜、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、或它们的组合、或其掺和物。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述填充材料为固体或包含粘合剂。

17.如权利要求14所述的方法，其中，所述填充材料包含粘合剂。

18.如权利要求14所述的方法，其中，所述导电涂层在微孔聚合物基体的一个或多个表面上被图案化。