TW200528506A - Printable insulating compositions and printable articles - Google Patents

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200528506 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本般性關於適用於觸屏顯示器切印刷絕緣材 料（包括喷墨可印刷絕緣材料）及經硬化的印刷絕緣材 【先前技術】 " 可使絕緣材料（包括介電材料）在觸屏顯示器上圖案化， 以在顯示器的電路上形成保護性塗層或軍。亦可：絕緣材 科使導電元件電隔離，並可在整個顯示器上塗覆為硬塗 層。塗覆此等絕緣材料通常由絲網印刷一種液體或糊組合 物’隨後在高溫硬化，或用紫外光或不同韓射源硬化“糸 網印刷-般需要印刷網與顯示器產生接觸，這可能污染及 劃傷顯示器的其他元件。絲網印刷的其他缺點包括需=定 期清潔絲網’需要保持現場絲網總量，且相對較慢處理時 間通常與使用絲網印刷方法有關。 ”而要肊夠塗覆到基材而無需絲網印刷的改良型絕 緣材科。 【發明内容】 見在仍茜要改良的罐 心、、彖材枓、使絕緣材料（包括介電材 、是到基材之方法以及結合改良型絕緣材料之物件。 明部分提出在基材上形成絕緣層之可印刷組合物以 丨二P刷、、且口物形成的絕緣層。例如，絕緣層可為塗覆 到包括部分觸屏板 ^ |電層。可印刷組合物-般包 括“夕和乳原子二者之聚合組分 機石夕倍半氧燒，如聚括♦有 土 ϋ半氧燒，一般具有1·5: 1之 95278.doc 200528506 乳對石夕之比。在塗覆及硬化時，可印刷組合物一般為至少 2〇重量％聚有财倍半氧貌（,，psQtt)，雖然某些調配物可且 有小於20%之PSQ。在本發明的某些具體實施例中，在塗覆 及硬化時，可印刷組合物包括5至95重量％之聚甲基石夕倍半 =及5至95重量％之無機奈米顆粒。可印刷組合物—般在 高溫硬化，以形成硬化的絕緣材料，在本文中亦稱為經印 刷的絕緣材料。 在某些實施態樣中，使無機奈米顆粒及其它成分併入組 合物，以給予其改良的物理性能，包括改良的硬度、所需 黏度及其它流動特性，並控制折射率。在併人奈米顆粒時， 它們：包括(例如)一或多種矽石、氧化鍅及氧化鋁顆粒。在 一些實施態樣中，奈米顆粒可具有丨至5〇〇奈米之平均大 小，而在其他實施態樣中，奈米顆粒具有5至25〇奈米之平 均大小，而在其他實施態樣中，它們具有5至125奈米之平 均大小。在大多數實施態樣中，至少1%之可印刷組合物為 奈米顆粒，奈米顆粒之量以組合物計更一般大於5%。在本 發明的一些貫施態樣中，奈米顆粒經表面改質。 在一實施態樣中，可印刷組合物具有使之能夠由數位印 刷技術塗覆之黏度，如喷墨印刷，由此在不破壞其所沈積 的基材下極精確佈置組合物。用連續應力清掃於丨秒·〗至 1000秒-1之剪切速率測定，適用於數位印刷的黏度在1至 100,000厘泊（cernipoise)之範圍内。為喷墨印刷，用連續應 力清掃於1秒-1至1000秒-1之剪切速率測定，組合物一般具 有大於1厘泊之黏度，但通常小於4〇厘泊。在一些實施態樣 95278.doc 200528506 中，用連續應力清掃於1秒-1至1000秒之剪切速率測定， 組合物具有10至14厘泊之黏度。在另一具體實施例中，可 調節黏度，以如絲網印刷所需剪切稀薄。在此具體實施例 中，PSQ奈米複合材料可提供超過普通印刷絕緣材料的改 良穩定性。 可印刷組合物特別適用於接觸啟動型用戶輸入裝置。在 此等實施態樣中，接觸啟動型用戶輸入裝置具有基材與沈 積於至少部为基材上的絕緣層，絕緣層包括聚矽倍半氧 烧，且一般亦包括無機奈米顆粒。適合基材包括玻璃或聚 對酉太酸乙二醇醋（啦）。此等基材亦可部分用導電塗料塗 覆，如導電氧化物或聚合物。 ，丨王衣疋妖碉级勁型用戶輸入裝置之 方法’其包括’提供基材，使含聚矽倍半氧烷之組合物印 刷於基材上，且使組合物硬化成絕緣層。此硬化步驟 在小於15 0 °C之溫廣· 度進仃，通常小於扇。C。在-些實施態

樣中，印刷之步驟台技啥M P 括嘴墨印刷，而在其他實施態樣中， 印刷之步驟包括絲網印刷。

用於描述本發明的術語包括以下定義。 π奈米顆粒’，矣+ S + I 粒。在此一〜、有在示米範圍平均顆粒直徑特徵之顆 L、::r態樣中，奈米顆粒具有1至灣米之“ 平约大丨”他實施態樣中，奈米顆粒具有5至250夺米之 =、’而在其他實施態樣中，它們具有 二之 至75奈米之平妁士丨 不木或5 利用使用透射雷m“ 4 ^顆粒大小，且 員倣或掃描電子顯微之儀器測量。洌旦 95278.doc 200528506 顆粒大小的另-種方法為測量重量平均顆粒大小的動態光 散射。經發現適用的此等儀器之一實例為自加利福尼亞 W 田勒:L· 貝克叉，考特公司（Beckman Coulter Inc. of

Fullerton，CA.)獲得的N4普拉斯亞微米顆粒分析儀（pLus SUB-MICRON PARTICLE ANALYZER)。 ”奈米複合塗料”或，，奈米複合塗料分散液”及類似術語指 包括含流體分散相之流體塗料分散液，且流體分散相包含 包括奈米顆粒粉末之分散相。 矽倍半氧烷”或”有機矽倍半氧烷"或，，聚有機矽倍半氧烷 ’’或類似者指奈米複合塗料分散液之流體分散相。分散相可 包括提供溶液分散相之流體或所加溶劑之接合物。 術浯導電聚合物”指導電的聚合物。導電聚合物的一些 實例為聚料、聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩、聚伸苯基伸: 烯基、聚苯硫、聚對伸苯基、聚雜環伸乙烯基及歐洲專利 公開案第EP-1-172-831-A2揭示的材料。 除非另外指明，所有百分比、份數及比均以重量計，例 如，重量百分比（重量❶/〇)。 自本务明之以下實施方式及請求項，本發明的其他特徵 及i勢將顯而易見《揭示原理的以上概要不用於描述本發 明揭示的各說明性具體實施例或每個實施態樣。 【實施方式】 本發明部分提出-種形成絕緣層之可印刷組合物及沈積 該組合物之方法。可印刷組合物特別適用於在觸屏上製造 絕緣罩，但亦適用於多種其他應I在某些具體實施例中， 95278.doc 200528506 組合物適用於用噴墨印刷技術沈積於基材上，以精確塗覆 J p刷’、且口物。在其他具體實施例中’該組合物適用於用 其他印刷或圖案化方法沈積於基材上，如絲網印刷。此外， 本發明提出用該組合物製造的絕緣層和塗覆組合物之方法 及結合用該組合物製造的絕緣和介電層之物件。 本：明更特別提供含聚有機石夕倍半氧炫及分散於聚有機 ^丰减中的氧化物顆粒之可印職合物。可印刷組合 可加熱硬化’以提供硬化的絕緣層。硬化的組合物特別 適用於提供絕緣層，而且可作為保護層及/或作為硬塗層。 =:在某些實施態樣中，經印刷和硬化的組合物用於隔 離基材上的導電線跡（或使其絕緣）。例如，硬化的組合物亦 ^用^呆護不同基材上的導電線跡及線性化圖案，如觸板 薛貝不為。 :印刷組合物可包括高分散奈米顆粒，且此等奈米顆粒 :用：法製備’該方法包括用表面改質劑表面處理顆 了改良奈米顆粒和有機石夕倍半氧燒分散相間 ^目容性。表面處理亦可阻止顆粒聚集，這可對噴墨印刷 有利。在典型具體實施例中，表面改質劑可為緩酸、叛酸 诉生物、我或其混合物以及分散劑的其他類型或混合 物。叛酸衍生物可包括（但不限於）己酸或2例2_甲氧基乙 乳基)乙氧基]乙酸。例如，表面改質劑可包括(但不限於） 甲基二乙乳基石夕烧、甲基三甲氧基石夕貌、異丁基三乙氧基 = '異I基二甲氧基㈣、異辛基三乙氧基石夕燒、異辛 基二甲氧基矽烷或其混合物。 95278.doc 200528506 根據本發明的喷墨印刷之入 —、 包括溶於有機石夕倍半氧烧組合：塗料分散液 分散氧化物溶膠顆粒。物的顯-很小觸變趙向之經 適用於本發明的奈米 物、碳化物、…“ 奴包括金屬、氧化物、氮化 括氧切4 者之顆粒°適合無機氧化物包 减錯、乳化鋁和氧化釩 理、光學或其他關注性了為物 此而選擇。例如，在透明理想之情 / 較佳選擇透明、具有匹配基質之折射率及/或小得 足以使光散射最低化之奈米顆粒。可選擇其缺二:： 及收（在某些具體實施例中），以製備根據本發明 塗料分散液。 丁丁後口 在根據本發明之可印刷組合物令使用氧化物奈米顆粒的 -個優點為改良所得硬化塗層之硬度及抗磨損性。另一優 點為保持硬化塗層之透明度。依賴分散液中奈米顆粒之： 射率及濃度，適當選擇無機氧化物或氧化物混合物亦允呼 控制可印刷絕緣組合物之折射率特性。折射率自聚有機石夕 倍半氧烷之增加隨具有高於聚有機矽倍半氧烷之折射率之 所選擇無機氧化物濃度增加而發生。控制折射率變化的另 一種方法保持含兩種或多種不同折射率性質氧化物的無機 氧化物混合物之恒定總濃度。調節氧化物比例導致奈米複 合塗料为散液及自塗料分散液產生的硬化塗層之折射率變 化。適合氧化物顆粒一般具有約1.0至30、更一般12至約 2.7之折射率及小於約500奈米、時常小於25〇奈米、通常小 於125奈米之顆粒大小。 95278.doc -11- 200528506 本發明之可印刷組合物特別適用於接觸啟動型用戶輸入 裝置。在此實施態樣中，用戶輸入裝置具有基材與沈積於 至少部分基材上的絕緣層，絕緣層包括聚有機矽倍半氧 烧，通4為聚甲基矽倍半氧烷。絕緣層一般亦包括無機奈 米顆粒。例如，適合基材包括可用導電塗料（如，導電氧化 物或聚合物）塗覆的玻璃或PET 。 現在參考圖1，圖丨顯示包含根據本發明實施態樣構造及 佈置的絕緣層8之基材6之簡化側部橫截面。例如，基材6 可為玻璃、塑膠、金屬或可不導電或導電的其他基材。絕 緣層8為根據本發明製造之硬化組合物。在此簡化視圖中， 僅顯示絕緣層8和基材6。但，應瞭解，在本發明的大多數 實施態樣中，額外層亦為可能，如以下實例討論。 現在參考圖2至7，此等圖顯示根據本發明製造的物件之 不同貫例實施態樣。圖2顯示電容觸屏1〇之橫截面，觸屏具 有其上已沈積導電層14(如，氧化錫銦、氧化錫銻、導電聚 口物或另種適合透明導電氧化物）之玻璃基材丨2。絕緣層 16沈積於σ卩分導電層丨4上，且電極圖案或線性化圖案1 $亦 沈積於導電層14上。線跡20沈積於絕緣層16上。最後，在 絕緣體、線跡及電極圖案上沈積保護層22，而硬塗層冰尤 積於導電層上。 絶緣層16、保護層22和硬塗層24可全部用本發明之絕緣 、且口物產生。或者，此等層僅一些用本發明之絕緣組合物 產生例如，絕緣層1 6和保護層22可用本發明之材料噴墨 而更;k層24可由浸塗基材沈積。在一些實施態樣中， 95278.doc 200528506 一或多個此等層用類似或相同材料同時或順序沈積。例 如’可同時或順序沈積保護層22和硬塗層24。亦應瞭解， 可比圖2中所示沈積更多或更少絕緣材料層，且各層可以不 同厚度沈積。在明確具體實施例中，保護心可厚於絕緣 層16。在某些實施態樣中，絕緣層叫保護層咖自相同 材料形成，雖然可能需要額外或單獨步驟建立較厚保護層 22 〇 本發明的另一具體實施例顯示於圖3中。圖3中顯示的各 種層包括基材12、導電層14、絕緣層16及電極或線性化圖 案18。線跡20沈積於絕緣層16上，保護層位於線跡2〇和絕 緣層16上。保護層22可覆蓋所有或僅部分線跡及絕緣層。 取後，在導電層14頂上沈積硬塗層24。圖3中描繪的具體實 施例類似於圖2中所示的具體實施例，但電極圖案或線性化 圖案18沈積於絕緣層16之前。在此具體實施例中，絕緣層 16自電極圖案18電隔離線跡20,這允許電極圖案周圍的較 窄邊界。 圖4中描繪另一具體實施例，此具體實施例具有與圖2和3 中所示相似的官能性，但導電層14不連續（具有第一部分 14A和第二部分14B，例如，由雷射燒蝕連續導電層使兩個 部分分離）’所以’在主導電層14A和線跡20之間不需要額 外絕緣層。 名員外具體貝施例描繪於圖5中’該圖顯示無線跡（可離開 到基材側部）的部分觸板顯示器。觸板包括基材12、導電層 14與電極或線性化圖案18。保護層22和硬塗層24位於電極 95278.doc 13 200528506 或線性化圖案18和導電層14上。而且，保護層22和硬塗層 24可全部用本發明之絕緣材料產生。或者，此等層僅一些 用本發明之絕緣材料產生。 另一具體實施例描繪於圖6和7中，此時描繪其中線性化 圖案18沈積於部分硬塗層24(亦為絕緣層）上之實施態樣，硬 塗層24係沈積於導電層14頂上，且隨後經加熱到溫度，以 與下面的導電層產生電連接。圖6顯示加熱到高溫前的經塗 覆基材10，而圖7顯示加熱後的經塗覆基材1〇。在加熱製程 期間形成導電部分26，以在線性化圖案丨8和導電層丨4之間 產生電連接。 圖8顯示根據本發明實施態樣構造及佈置的電阻觸板 3〇。觸板30包括其上已沈積透明導體34(如導電氧化物）之底 部基材32 。間隔點42位於透明導體34頂上，此等間隔點用 於自透明導體34分離頂部基材44(亦包含導電層46)，且防止 透明導體34和導電層46間之無意接觸。間隔點可位於底部 基材、頂部基材或二者上，但出於簡單原因及不失概略性， 所示點僅位於底部基材上。因此，可考慮電阻觸板3 〇包含 頁口卩元件50A(该頂部元件50A包括頂部基材44和透明導體 46)及底部元件5〇Β(該底部元件5〇Β包括底部基材32和透明 導體34)。頂部元件5〇Α或底部元件5〇Β之一或二者可如圖 2-7中所不的觸板建造，排除硬塗層且視需要包括間隔點。 圖9顯不用作頂部元件50Α或底部元件50Β之基材元件 5〇 ’在此例中，觸屏3〇為四線電阻觸屏。根據本發明，元 件50包括基材52和導電層54。線跡％發現於基材52的兩個 95278.doc 200528506 相反邊緣，且用根據本發明製造的絕緣材料58覆蓋。 本發明允許絕緣層在不潛在傷害或污染基材下精確沈 積，這可用屏障印刷進行。本發明之絕緣塗層提供的進一 步益處為，可在相對較低溫度硬化，一般充分低於2〇〇t：， 且通常甚至低於15〇°C ,·且絕緣材料可經受高溫（在一些具 體實施例中超過52(rC)。經受此等高溫之能力對在以後處 理步驟需要較高溫度之實施態樣可能重要，如在製造觸屏 顯不器期間。低硬化溫度使PSQ奈米複合材料特別有利用 於其中導電層為PEDOT或另一種導電聚合物之觸屏，此聚 合物不能經受有時用於透明導電無機氧化物頂上絕緣層硬 化的極高溫度（>500。〇。在絕緣塗層作為硬塗層塗覆於輸 入裝置的整個接觸敏感表面上時，可有利使塗層在高溫硬 化’以保證最高抗劃可能性。 印刷本發明組合物的-種方法為噴墨印刷。組合物喷墨 印刷能夠提供超過習知對基材塗覆絕緣層方法的很多^ 點。噴墨印刷為非接觸印刷方法’因& ’使絕緣材料在不 由接觸潛在傷害及/或污染基材下直接印刷於基材上，由接 觸潛在傷害及/或污染基材可在習知印刷期間㈣網或罩 及/或濕處理時出現。噴墨印刷亦提供能夠產生精確和一致 塗覆塗料的高度可控制方法。絕緣層的可控制尺寸對很多 應用理想，如用於觸板，以便能夠選擇觸板之物理性能。 一喷墨印刷亦提供表面已正確印刷的較高置信度。如果確 定部分表面未完全印刷，則利用哈m 贺墨之印刷允許返回及在 適§位置㈣°相反’絲網印刷所用的絲網可能阻塞，導 95278.doc -15- 200528506 致不易由絲網印刷修復的不完全遮蓋。或者，例如，可盘 另―種印刷技術結合利用噴墨印刷’以修復或填充初始絲 網印刷步驟錯過的地點。 喷墨印刷的高度通用性亦在於，印刷圖案容易改變，而 絲網印刷及其它以罩為基礎的技術需要與各單獨圖案使用 不同絲網或罩。因此，啥黑^ 贺墨印刷不需需要清潔和保持的大 量絲網或罩庫存。同樣，額外可印刷組合物可喷墨印刷於 精確形成的絕緣層’以產生較大(例如，較高)層。噴墨印刷 亦可產生比絲網印刷實際的較小印刷尺寸，因為噴墨印刷 具有高得多的可控制能力。 可印刷組合物-般具有使其適應塗覆或圖案化於基材上 所用的數位印刷技術之黏度，例如，纟墨印刷。對於喷墨 印刷’用連續應力清掃於⑷…至咖秒^之剪切速率測 疋..且口物可具有i至40厘泊之黏度，用連續應力清掃於1 秒秒·】剪切速率以上測定，通常具有1〇至14厘泊之 黏度。1至100,000厘泊之斑疮π_ 之黏度可適用於多種其他數位印刷 技術’如氣轉印刷及注射㈣卜數字印刷為快速變化領 域，且應瞭解到，本發明涵蓋使用現在已知或以後發展的 任何適用數位印刷技術。 可印刷組合物-般在印刷後變硬，例如，由輻射曝露、 熱暴露及類似硬化。在很多例巾，藉由使絕緣材料自用於 :刷的較小黏度狀態冷卻到保持尺寸和形狀的更黏性狀 您’可理想使喷墨印刷材料的位置及形狀固定。 現在更詳細技術本發明的不同額外方面。 95278.doc -16- 200528506 A•含矽和氧之聚合物 根據本發明製造的組合物包含與矽配合的氧之聚合物， =般為聚矽倍半氧烷形式。聚矽倍半氧烷具有以[RSi03/2] ' 一個橋接氧原子配合的石夕，並可形成多種複雜三維 形狀。可使用各種聚矽倍半氧烷，例如聚甲基矽倍半氧烷。 適合具體聚矽倍半氧烷包括（但不限於）自俄亥俄州，哥倫 水才口拉斯（Techneglas，Columbus，Ohio)在商標 GR65 3L、GR654L及GR650F下售出的聚甲基矽倍半氧烷。 額外適合基質聚合物包括具有用凝膠滲透色譜法測定的約 2’300至約15，_之分子量之有機矽倍半氧烧，特別為甲基 矽倍半氧烷。 L吊例如，經印刷和硬化的組合物包含至少丨〇重量％ 之聚石夕倍半氧烧，但可覆蓋5至95重量％之聚石夕倍半氧烧。 如上討論，該聚石夕倍半氧烧—般為聚甲基石夕倍半氧燒，但 可為另一種聚有機秒倍半氧烷或數種之混合物。 B ·奈米顆粒 在本發明的某些具體實施例中，組合物包括奈米大小的 顆粒（亦料奈米顆粒）與切和氧之聚合物。適合奈米顆粒 ，括無機氧化物顆粒，如以、金屬氧化物（如，氧化銘、 乳化錫、氧化錄、氧化錯、氧化鈒和氧化鈦）及此等之組合 及類似者。 口 、刀政方、有機;^倍半氧烧流體樹脂的膠態顆粒產生比未填 充塗料組合物更不易在硬化期間收縮的塗層。在硬化期間 塗層越收縮，越可能裂化。預凝聚的奈米顆粒引入矽倍半 95278.doc 200528506 氧烷塗料提供具有收縮降低之塗層。絕緣層裂化或開裂將 使電流流過該層，在觸屏中產生電短路。此收縮降低亦使 塗層比其他高溫硬化溶膠_凝膠塗料（如，以te〇s為基礎 者’如果塗得太厚，則可能在硬化期間裂化)作為更厚層塗 覆。可使具有1.2至約2.7折射率的包括氧化石夕和氧化錯之氧 化物奈米顆粒分散於液體聚合物基質，以提供根據本發明 之奈米複合塗料分㈣，該分散液包含具有低於約奈米 (0.5微米）、較佳約5奈米至約75奈米平均顆粒大小之顆粒。 一種典型塗料包括分散於聚甲基矽倍半氧烷之矽石或氧化 鍅奈米顆粒。 雖然不願受任何理論限制，但可以認為，發生收縮降低 似乎由於預凝聚的奈米顆粒佔據塗料組合物的一些體積使 硬化所需的有機矽倍半氧烷之量減少，由此降低歸於分散 相之收縮。此外，分散的顆粒可作為”能量吸收劑，，，這限 制微裂紋蔓延或甚至形成。因此，經塗覆的分散液展示尺 寸穩定性及在塗層硬化時裂紋形成的較小趨勢。存在奈米 顆粒亦增加絕緣塗層的耐久性及抗磨損性。 在本發明之實施中，顆粒大小可用任何適合技術測定。 用於形成絕緣材料的可印刷組合物一般包括至少1 %之奈 米顆粒，更一般大於3 %，更一般大於5 〇/❻。在一些實施態樣 中’經印刷和硬化的組合物包括5至95%之聚矽倍半氧烷及 5至95。/〇之無機奈米顆粒。熟諳此藝者應懂得，由於不同無 機氧化物奈米顆粒組合物的密度差異，以重量百分比描述 的組合物範圍必須寬。 95278.doc -18· 200528506 ^ ’可將奈求複合塗料分散液界定為包含充 奈米顆粒之聚合物基質。聚合物基質中的奈米顆教之= 分散液可依賴奈米顆粒用表面改質劑表面處理，改土 自幾酸、矽烷及分散劑。適合酸性二、 為劑包括（但不限於）甲基三乙氧基錢、異丁基三甲氧基石夕 炫及異辛基三甲氧基石夕烧。依賴所用特定表面處理劑^無 機顆粒之表面改質劑可在水或水與一或多種助溶劑之混： 物中進行，並可利用鹼性和酸性無機氧化物溶膠。 0 c ·其他成分 如上所述，在硬化期間塗層越收縮，越可能裂化。預凝 聚的奈米顆粒引入矽倍半氧烷塗料提供具有收縮降低之塗 層。增加根據本發明之塗料柔韌性的選擇性添加劑包括以 經印刷及硬化組合物計約i重量％至約40重量％或更多加入 塗料調配物之材料。增韌劑包括反應成分，此等反應成分 在硬化時併入經交聯矽倍半氧烷網路，且有效增加交聯間 線性距離’因此降低交聯密度。增韌劑包括二烷基二烷氧 基石夕烷及三烷基單烷氧基矽烷，如二甲基二乙氧基矽烷、 二曱基二曱氧基矽烷、三曱基乙氧基矽烷、三曱基甲氧基 矽烷及類似者。 可加入某些反應成分，如四烷氧基矽烷及烷基三烷氧基 石夕烧’以改進經硬化塗層之物理性能，並可結合或代替非 反應性溶劑在組合物使用。此等成分可以約〇至50重量％之 量存在。實例包括（但不限於）四乙氧基矽烷、四甲氧基矽 95278.doc -19- 200528506 烧、曱基三乙氧基矽烷及甲基三甲氧基矽烷。 有多種溶劑適用於本發明之組合物，包括醇、酮、醚、 乙酸酯及類似者。典型溶劑包括曱醇、乙醇、丁醇及丨_曱 氧基-2-丙醇。 可將對基材增加黏著力的選擇性添加劑或改良在基材上 流動的濕潤劑以約0重量％至約1〇重量％或更多加入塗料調 配物。典型黏著促進劑為聚乙基噁唑啉。 其他選擇性成分包括可用於催化縮合反應的無機酸。典 型有機酸可包括乙酸、甲氧基乙氧基乙酸或己酸。在實質 所有/谷劑蒸發後，以組合物之重量計，有機酸可較佳以〇 至3重量。/〇之量存在。 D ·方法 本發明亦提供使材料噴墨印刷於包含導電塗層之基材元 件以使噴墨印刷材料能夠硬化成適合用於觸板之絕緣材料 之方法。#多種因素可能影響噴墨印刷材料是否能夠適用 於形成絕緣材料或所達到的程度。如上討論，噴墨印刷材 料的光學性能可能重要。例如，如果材料散射可見光，在 整個觸屏上用作硬塗層之絕緣材料可能引人注目，並可能 有損於觸板剌的觀察品^或者，受控光散射可用於提 供抗眩光性能。另外’印刷在印刷後展示相對較小鋪展之 絕緣材料可能理想。 本發明進-步提出-種製造接觸啟動型用戶輸入裝置之 方法’其包括’提供基材’使含聚甲基石夕倍半氧院之組合 物印刷於基材上，且使含聚甲切倍半氧院之組合物在^ 95278.doc 200528506 於1 50°C之溫度硬化成絕緣層。在一些實施態樣中，印刷之 步驟包括喷墨印刷，而在其他中，印刷之步驟包括絲網印 刷。 E .實例 現在參考以下實例更詳細說明本發明。 實例1 對於本實例，使具有氧化锆奈米顆粒之聚矽倍半氧烷喷 墨印刷於含絲網印刷導電線跡之基材上。 如下調配用於印刷組合物之聚矽倍半氧烷。混合23克 Nalco氧化鍅溶膠00SSOO8[伊利諾斯州，貝德福德，納科化 學公司（Nalco Chemical Company，Bedford Park，IL)]與 0.97 克2-[2-(2-曱氧基乙氧基）乙氧基]乙酸[威斯康辛州，密爾瓦 基，阿瑞化學公司（Aldrich Chemical Company，Inc·， Milwaukee，WI)]，以形成均勻溶膠，由此製備組合物1A。 在混合下將該溶膠加入100克溶於丁醇的聚曱基矽倍半氧 烷（GR653L，俄亥俄州，哥倫布，泰格拉斯）。混合物通過 加曼玻璃亞盤（Gelman Glass Acrodisc)(l微米玻璃纖維薄 膜）25毫米注射濾器過濾。 混合48克Nalco氧化锆溶膠00SSOO8(伊利諾斯州，貝德 福德，納科化學公司）與2.0克2-[2-(2·曱氧基乙氧基）乙氧基] 乙酸（威斯康辛州，密爾瓦基，阿瑞化學公司），以形成均勻 溶膠，由此製備組合物1B。在混合下將該溶膠加入100克溶 於丁醇的聚曱基矽倍半氧烷（GR653L，俄亥俄州，哥倫布， 泰格拉斯）與5.0克二甲基二乙氧基矽烷（威斯康辛州，密爾 95278.doc -21 - 200528506 瓦基’阿瑞化學公司）之混合物。混合物通過加曼玻璃亞盤 (1微米玻璃纖維薄膜）25毫米注射濾器過濾。 混合67.2克Nalco氧化錯溶膠〇〇SS008(伊利諾斯州，貝德 福德，納科化學公司）與2.8克2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基] 乙酸（威斯康辛州，密爾瓦基，阿瑞化學公司），以形成均勻 溶膠，由此製備組合物1C。在混合下將該溶膠加入14〇克溶 於丁醇的聚甲基矽倍半氧烷（GR653L，俄亥俄州，哥倫布， 泰格拉斯）與7.0克甲醇曱基矽氧烷-二甲基矽酮共聚物（賓 夕法尼亞州，塔利城，吉斯特公司（Gelest Inc•，丁ullyt〇Wn， PA)之混合物。混合物通過加曼玻璃亞盤（1微米玻璃纖維 薄膜）25毫米注射濾器過濾。 各組合物的流變學在伯林儀器cv〇高分辨流變計（B〇hHn

Instruments CVO High Resolution Rheometer) J, C25# ^ 測。此等組合物在1秒·ι剪切速率之黏度如下，組合物1A : 11.4厘泊，組合物1B ·· 1〇 6厘泊，組合物ic ·· η厘泊。 用Xaarjet 128 70PL印刷頭在35伏特，將此三種組合物分 別喷墨印刷於玻璃上的絲網印刷導電線跡上。各圖案喷墨 印刷三次，然後置於13(rc烘箱中曆15分鐘。各樣品產生= 同的通路，顯示說明精確印刷複雜結構之能力。所產生的 通路在顯微鏡下無可見針孔。通路邊緣成扇形。材料使苴 下面的導電線跡隔離，且絕緣層透明。樣品高度在瓦克^ 涉儀（Wyko Interferometer)光學剖面計上檢測。絲網印刷的 導電線跡之厚度約與介電罩厚度相同。介電罩厚度為約1 〇 Μ米，而導電線跡厚度為約丨〇至丨4微米。 95278.doc 200528506 實例2 本實例喷墨印刷聚矽倍半氧烷用作硬塗層。 混合23克Nalco氧化鍅溶膠00SSOO8(伊利諾斯州，貝德 福德，納科化學公司）與0·97克2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧 基]乙酸（威斯康辛州，密爾瓦基，阿瑞化學公司），以形成 均勻溶膠，由此製備組合物2Α。在混合下將該溶膠加入100 克溶於丁醇的聚甲基矽倍半氧烷（GR653L，俄亥俄州，哥 倫布，泰格拉斯）。混合物通過加曼玻璃亞盤（1微米玻璃過 濾薄膜）25毫米注射濾器過濾。用Xaarjet 128 70pL印刷頭在 35伏特，將溶液以3英寸x3英寸方喷墨印刷於經氧化錫銦塗 覆的PET上。圖案喷墨印刷三次，然後置於130°C烘箱中曆 15分鐘。 隨後使用德林（Derlin)鐵筆尖以1/8英寸半徑，用650克重 量經20,000個週期磨損樣品。磨損後，用聚矽倍半氧烷塗 覆的側面顯示無劃傷，而未塗覆的側面（僅氧化錫銦）顯示顯 著劃傷。 對各樣品進行UV-可見光譜分析。檢測在配有PELA-1000 整合球附件的伯金-埃爾默λ 900分光光度計（Perkin Elmer Lambda 900 Spectrophotometer)上進行。該球為 1 50毫米（6 英寸）直徑，且符合公開於π色及外觀檢測ASTM標準 ’’（ASTM Standards on Color and Appearance Measurement)，第 3 版，ASTM，1991 的 ASTM 方法 E903、 D1003、E308等。總發光透射率（TLT)和散射發光透射率 (DLT)在200-850奈米光譜範圍檢測。 95278.doc -23- 200528506 濁度如下在380-780奈米範圍計算。基材和硬塗層均雙重 分析。 又 濁度=100(Tt/Td*w) 丁總發光透射率

Td=總散射透射率（經校正） w= CIE C稱重因數 TLT和DLT二者均由於經塗覆區域增加，且濁度以最小增 加。如以下表1中所示。

78.7% 區域1 區域2 基材上的硬塗層 區域1 區域2 79.2% 84.1% 84.3% 2.5% 2.5% 3.0% 3.0% Α_Λ% 3.2% 3.6% 3.6% 實例3 本實例檢驗噴墨印刷具有矽石奈米顆粒之聚矽倍半氧 烷 首先，製備經曱基三乙氧基矽烷處理的NALCO 2327 20 奈米矽石顆粒。將125.0克NALCO 2327(〜20奈米石夕石顆粒 分散於水的41.45%水性分散液）加入配有攪拌棒的1升反應 器。經30分鐘將混於143.75克1-甲氧基_2_丙醇的5.7277克甲 基三乙氧基矽烷（MTEOS)(0.62毫莫耳矽烷/克矽石）加入攪 95278.doc -24- 200528506 拌的溶膠。將密封的反應器放入90°C烘箱中曆20小時。自 烘箱移出反應器，水與甲氧基丙醇作為共沸物在真空除 去’留下〉谷於1-曱氧基-2-丙醇的經曱基三乙氧基砍烧處理 的NALCO 2327顆粒之溶液。然後通過粗濾器過濾溶液， 以除去顆粒物質，由重量分析測定，溶液在1 _甲氧基丙 醇中為 22_3%MTEOS-2327。 下一步’在單獨容器中，製備溶於丁醇的Techneglas GR-650F。將 214.72 克 Techneglas GR-650F 玻璃樹脂（批號 55830)與501克丁醇（阿瑞公司）一道加入1升玻璃瓶。溶液用 架空攪拌器攪拌6小時，以得到GR650F溶於丁醇之均勻溶 液。以重量計，溶液為30重量％溶於丁醇的GR-650F 。 用於喷墨的以MTEOS-2327填充之GR650F樹脂：將17.0 克溶於丁醇的30%Techneglas GR-650F樹脂和1 〇·〇克混入1 -曱氧基-2-丙醇之22.3%MTEOS-2327顆粒加入大瓶。將瓶密 封，並由搖動混合，以得到具有輕微淺藍色之均勻溶液。 加入由1份氫氧化銨（25%，溶於曱醇）和2份甲酸組成之催化 劑，且以3重量％(0.1530克）混入溶液。 該溶液之流變學在伯林儀器CV0高分辨流變計上用C25 杯檢測。溶液在1秒-1剪切速率之黏度為12厘泊。該溶液用 Xaarjet 128 70pL印刷頭在35伏特喷墨印刷於玻璃上。將樣 品放入13 (TC烘箱中曆15分鐘。這產生硬、連續薄膜。 實例4 在此實例中喷墨印刷mq樹脂。 如下製備聚矽倍半氧烷調配物：用磁性攪拌棒經20分鐘 95278.doc -25- 200528506 將35重量％SR 1_ mq樹脂聚三甲基氫石夕烧基石夕酸鹽[自 GE石夕酮公司（GE Siliccmes)][紐約，沃特福德（wa㈣㈣， NY)]混入65重量％丁醇（自阿瑞化學公司（威斯康辛州，密爾 瓦基））。該溶液之流變學在伯林儀器cv〇高分辨流變計上用 C25杯檢測。該溶液在丨秒-ι剪切速率之黏度為82厘泊。 該溶液用Xaarjet 128 70 pL印刷頭在35伏特喷墨印刷於 玻璃上。將樣品放入13(rc烘箱中曆丨小時。這產生硬、連 續薄膜。 實例5 本實例製造用於抗高溫條碼之著色聚矽倍半氧烷。 混合23克Nalco氧化鍅溶膠〇〇ss〇〇8(伊利諾斯州，貝德 福德，納科化學公司）與0·97克2_[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧 基]乙酸（威斯康辛州，密爾瓦基，阿瑞化學公司），以形成 均：溶膠，由此製備組合物5A。在攪拌下將溶膠加入1〇〇 克/合於丁醇的聚甲基矽倍半氧烷（GR653l，俄亥俄州，哥 “布★泰格拉斯）。混合物通過加曼玻璃亞盤（1微米玻璃過 濾薄膜）25毫米注射m慮。將8克丁醇和1526克〔加 Microhth C-A黑色顏料加入該調配物。 將樣πα放在輥上，並滾動15小時。樣品顯得充分分散， 2 15=後未顯出沈降。該溶液之流變學在伯林儀器cv〇高 刀辨机k叶上用C25杯和測錘幾何體檢測。該溶液在1秒_丨 剪切速率之黏度為15·0厘泊。該溶液用Xaarjet 128 70 pL印 刷頭在35伏特喷墨印刷於玻璃上。將樣品放入130t烘箱中 石1 5刀釦。這產生經硬化的、抗高溫條碼圖案。 95278.doc -26- 200528506 不應認為本發明限於上述特定與 砍将疋貝例，而應懂得，苴覆蓋 本發明的所有方面，如附加請求 , 月a貝甲相當闡明。各種變化、 相當方法及本發明可應用的大量处 里、、、口構對熟悉在回顧本說明 書時所針對技藝者顯而易見。 各專利'專利文權及以上引用的公開案均如完全再現併 入本文0 【圖式簡單說明】 考慮本發明以上不同呈辦每 卜丨j八骽貝轭例之詳細說明並結合即

圖，可更完全瞭解本發明，其中： 圖1為包含根據本發明實施態樣構造及佈置的絕緣層之 基材之簡化側部橫截面。 圖2為根據本發明實施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 簡化側部橫截面。 圖為根據本發明實施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 簡化側部橫截面。

㈤為根據本&明貫施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 簡化側部橫截面。 #圖5為根據本發明實施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 間化側部橫截面。 #圖6為根據本發明實施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 ""側、。卩松截面，該顯示器係於加熱到高溫之前。 ;:、根據本务明貫施態樣構造及佈置的觸板顯示器之 間化側部# # 、κ截面’該顯示器係於加熱到高溫之後。 圖8為根據本發明實施態樣構造及佈置的電阻觸板之簡 95278.doc -27- 200528506 化側部橫截面。 圖9為根據本發明實施態樣構造及佈置的四線電阻觸板 之簡化側部橫截面。 雖；名本發明適應各種變化及替代形式，但其具體說明已 由圖式中的實例顯示，且將被詳細說明。但，應懂得，本 發明不限於特定描述的具體實施例。相反，本發明應覆蓋 落在本發明主旨和範圍内的所有變化、相當及替代者。 95278.doc 【主要元件符號說明】 6 基材 8 絕緣層 10 電容觸屏 12 玻璃基材 14 導電層 14A 導電層之第一部分 14B 導電層之第一部分 16 絕緣層 18 電極圖案或線性化圖案 20 線跡 22 保護層 24 硬塗層 26 導電部分 30 觸板 32 底部基材 34 透明導體 •28- 200528506 42 間隔點 44 頂部基材 46 導電層 50 基材元件 50A 頂部元件 50B 底部元件 52 基材 54 導電層 56 線跡 58 絕緣材料 95278.doc -29-

Claims (1)

1. 200528506 十、申請專利範圍·· 1. 一種t、巴緣層之組合物，該組合物包括： 混=包Γ、Γ散於聚甲基石夕倍半氧烧的無機奈米顆粒之 曰。/ 以此合物重量計，該無機奈米顆粒係以5至95重 置％之量在 曰 ’该聚甲基石夕倍半氧烷係以5至95重量％之 置存在； 溶劑；及 或夕種選擇性添加劑， 其中該組合物具有適合用數位印刷技術塗覆組合物之 2 ·根據請求jg , 員1之組合物，其中用連續應力清掃於丨秒-1至 100CT1秒之前丄、土士 之J切速率測定，該組合物具有厘泊 之黏度。 月长項1之組合物，其中該組合物具有適合噴墨印刷 之黏度。 ' •根據f求項3之組合物，其中用連續應力清掃於1秒·〗至 1 心之剪切速率測定，該組合物具有1至40厘泊之黏 度0 5. 根據請求項1之組合物，其中該奈米顆粒包括-或多種石夕 石、氧化錯及氧化鋁顆粒。 6. 根據請求項丨之組合物，其中該無機奈米顆粒係經表面改 質。 7·根據請求項6之組合物，其中該表面改質劑包括羧酸、羧 酸衍生物、矽烷或其混合物。 95278.doc 200528506 8· 9· 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 根據凊求項7之組合物，其中該魏酸衍生物包括己酸或 2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]乙酸。 根據巧求項7之組合物，其中該㈣包括甲基三乙氧基石夕 说、:基三甲氧基㈣、異τ基三乙氧基㈣、異丁基 一甲氧基矽烷、異辛基三乙氧基矽烷、異辛基三甲氧美 矽烷或其混合物。 土 其中該奈米顆粒具有1至5〇〇奈米 根據請求項1之組合物， 之平均大小。 根據喷求項丨之組合物，其中該奈米顆粒具有$至125奈米 之平均大小， =請求項1之組合物，其中在實質所有溶劑蒸發後，以 、、且口物之重量計，該-或多種選擇性添加劑係以0至60重 量％之量存在。 根據π求項!之組合物，其中該一或多種選擇性添加劑包 括黏著促進劑。 根據π求項13之組合物’其中該黏著促進劑包括聚乙基 °惡σ坐琳。 祀Γ Γ求項13之組合物’其中在實質所有溶劑蒸發後， 、、、a物之重s計，該黏著促進劑係以0至5重量％之量存 根據明求項r組合物，其中該一或多種選擇性添加劑包 括一或多種四烷氧基矽烷及烷基三烷氧基矽烷。 根據明求項16之組合物’纟中該烷氧基矽烷係選自基本 上由四乙氧基石夕烧、四甲氧基碎燒、甲基三乙氧基石夕燒 95278.doc 200528506 及曱基三甲氧基矽烷所組成之群組。 18·根據請求項16之組合物，其中在實質所有溶劑蒸發後， 以組合物之重量計，該一或多種四烷氧基矽烷及烷基三 垸氧基矽烷係以〇至50重量％之量存在。 19·根據請求項丨之組合物，其中該一或多種選擇性添加劑包 括增韌劑。 20.根據請求項19之組合物，其中該增韌劑包括一或多種二 燒基二燒氧基矽烷和三烷基單烷氧基矽烷。 21·根據請求項2〇之組合物，其中該一或多種二烷基二烷氧 基石夕燒和三烷基單烷氧基矽烷係選自基本上由二甲基二 乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷 及三甲基甲氧基矽烷所組成之群組。 22·根據請求項丨9之組合物，其中在實質所有溶劑蒸發後， 以組合物之重量計，該增韌劑係以0至40重量％之量存在。 23 ·根據睛求項！之組合物，其中該一或多種選擇性添加劑包 括有機酸。 24.根據凊求項23之組合物，其中該有機酸包括乙酸、甲氧 基乙氧基乙酸、己酸或其混合物。 25·根據請求項23之組合物，其中在實質所有溶劑蒸發後， 以組合物之重量計，該有機酸係以〇至3重量％之量存在。 26.根據凊求項}之組合物，其中該溶劑包括醇、酮、醚、乙 酸酯或其混合物。 27· —種印刷絕緣層之方法，其包括： k供开> 成絕緣層之組合物，該組合物包括，（i) 一種包 95278.doc 200528506 3刀放於XK甲基梦倍半氧燒的表面改質無機奈米顆粒之 心。物’以混合物重量計，該無機奈米顆粒係以5至95重 里/〇之里存在，該聚甲基矽倍半氧烷係以5至95重量％之 里存在，（11)〉谷劑，及（iii) 一或多種選擇性添加劑；及 用數位印刷技術使組合物印刷於基材上。 28·根據請求項27之方法，其中該數位印刷技術包括喷墨印 刷。 29.根據請求項27之方法，其中該數位印刷技術包括氣溶膠 印刷或注射器印刷。 30·根據請求項27之方沐，甘、仓 ^ , 万/套其進一步包括在印刷步驟後乾燥 組合物之步驟，以實質除去溶劑。 31. 根據請求項27之方法，其進—步包括使該基材併入接觸 啟動型用戶輸入裝置。 32. —種接觸啟動型用戶輸入裴置，其包括： 基材；及 沈積於至少部分基材上的絕緣層，絕緣層包括聚有機 石夕倍半氧烧。 33. 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸人|置，其中該絕緣 層進一步包括無機奈米顆粒。 34. 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該基材 包括玻璃或塑膠。 35. 根據請求項32之接觸啟動型用戶輪人裝置，其中該塑谬 基材包括聚對酞酸乙二醇g旨。 36. 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸人裝置，其中該基材 95278.doc , 200528506 包括於非導電表面上的導電線跡。 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層係作為保護塗層沈積於導電線跡上。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層係作為保護塗層沈積於線性化層上。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該基材 具有原始表面，且其中該絕緣層係作為硬塗層沈積於大 部分原始表面上。 根據請求項36之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該導電 線跡包括導電聚合物。 根據請求項36之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層至少部分覆蓋導電線跡，且其中該絕緣組合物係實質 無針孔。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層為電阻層上之保護層，且電阻層係佈置在用於運载表 示接觸輸入信號的接觸裝置活性區域上。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層包括至少10重量％之聚甲基矽倍半氧烷。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層包括10至95重量％之聚甲基矽倍半氧烷及5至9〇重量〇/ 之無機奈米顆粒。 根據請求項32之接觸啟動型用戶輸入裝置，其中該絕緣 層係實質穩定於500°C之溫度。 一種製造接觸啟動型用戶輸入裝置之方法，其包括： 95278.doc 200528506 提供基材； 使含聚有機矽倍半氧烷之組合物印刷於基材上，·且 使含聚有機矽倍半氧烷之組合物在低於150°C之溫度 硬化成絕緣層。 47. 根據請求項46之方法，其中該印刷之步驟包括喷墨印刷。 48. 根據請求項46之方法，其中該印刷之步驟包括絲網印刷。 才f U項46之方法’其中該絕緣層係實質穩定於綱。c 之溫度。 50.根據請求項46之方法，其中該含聚甲基梦倍半氧炫之組 合物進一步包含無機奈米顆粒。 根據明长項5G之方法’其中該無機奈米顆粒包括一或多 種矽石、氧化鍅及氧化鋁顆粒。 52.根據請求項5G之方法，其中該奈米顆粒係經表面改質。 5 3 ·根據睛求項4 6 $古、土 jj., 人物^ 中該含聚甲切倍半氧烧之組 二。括至少10重量%之聚甲基石夕倍半氧燒。 54.根據請求項46之方 括10至95舌旦 八中在硬化步驟後，該組合物包 括至95重篁％之聚甲基矽仵主备 機奈米顆粒。 凡+减及5至90重量％之無 95278.doc