TW552591B - Method for patterning a layer of conductive polymers - Google Patents

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Description

)XZ591 五 、發明説明（ 發明領域·· 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 本發明疋有關本徵性導雷节人 ^ , 夺冤來合物，且特別地有關要形 成電極於其上之聚合物層圖案。 洋細說明： 透•氧化錫)電極被以本徵性導電的聚合物， =聚乙炔、聚轉、聚苯胺、料吩等，所構成之透明 ^極所取代’在g知的彈性LC顯示、電致發光裝置等的 1造上已幕所皆知。此取代的優點主要是利用這些導電聚 合物所構成之電極比ITO電極具有較佳的彈性，且較 脆。因此，特別是在觸摸式螢幕的製造上，高彈性的電拖 是需要的，此將使得裝置的生命週期可被延長。 各種用以在本徵性導電聚合物構成之聚合物形成軌道 之方法已經被描述。在WO-A-97 18944中，一導電聚合物 的連續層被用來當作基底，隨後在其上設置一罩幕，然後 再將未被遮蔽的部分姓刻掉；將罩幕洗掉後，便可產生〜 個電極圖案。US-A-5,561，030基本上的步驟與用於形成圖 案之步驟相同，唯獨此圖案是形成於預聚合物之連續層 上，其是非導電性的；且在將罩幕洗掉後，所剩餘的預聚 合物在氧化反應後將被賦予導電性。 US-A-4,699,804所揭露的則是將一種聚合反應觸媒的 圖案施加於基底上，並且在此圖案上覆蓋一種可聚合的化 合物；在聚合反應觸媒與可聚合的化合物之間產生反鹿 後，便形成一導電聚合物圖案。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁，> :π- 線· 552591 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 、發明説明（ λ ' 〜上述的方法使用一些如傳統的PCB製造所需的微影 W >、餘刻&序，且需要複數個步驟來實施。因此，一個需 要少數步驟便可製造具有電極圖案之基底的簡單製程是需 要的。 發明摘要與發明目的 ,本I明之目的之一是提供一種在基底上之電極製造轨 跡之方法’其中該電極是由本質性地導電聚合物所構成， 且此方法僅需幾個步驟。 本&明之另一目的是提供一種在基底上之電極製造轨 跡之方法，該電極是由本質性地導電聚合物所構成，其中 該轨道是由數位印刷方法所形成。 ’、 本發明其他的目的與優點將於以下清楚地描述。 本發明之目的是可被了解的，藉由提供一種於位在基 層上之導電聚合物層上形成圖案之方法，其包括下列步 驟： 施一含厚度10至5000毫克/平方公尺導電聚合物之 層’以製備一導電層；且 利用種&選自由次氣酸根、次臭酸根、過猛酸 根、重鉻酸根、過二硫酸根和過氧化氫構成之群的氧化劑 的印料，在該導電層上印刷一電極圖案。 本發明之詳細說明： 在基底上之導電聚合物所構成之電極圖案，已 請 先 閲 讀 背 Φ 5 意 事 項 再
訂 線 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210'〆297公釐） 552591
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可藉由在基底上舖上_導電層，然後再利用含有氧化劑 之印刷溶液在該導電層上印刷-圖案而形成。其中，將含 有氧化劑之溶液印刷到該導電層表面，已知會使聚合物層 之導電度改變(減小)程度達1〇3至1011，但不會改變其厚 度其優點特別是當電極圖案被用於顯示，例如LDC，s， 因為它使得運用較少的間隔顆粒變成可能。 k佳的是使用選自一種選自由次氣酸根、次溴 酸根、過猛酸根、重鉻酸根、過二硫酸根和過氧化氮構成 之群的氧化劑。使用過錳酸根的優點是在酸鹼值範圍3至 10 10之間’導電聚合物之導電度不受含過猛酸根離子的印刷 溶液之PH值的影響。因此，印刷溶液將不會產生老化的 問題。使用次氣酸根的優點是印刷溶液可在低濃度下被使 用，或者使用濃度尚尚的印刷溶液與少量的印刷溶液，如 此便了避免乾燥與浴液擴散的問題。故使印刷的線寬可達 15 5Pm。因此，使用次氣酸根是最佳的。 印刷的方式可依平板印刷、網印或墨水喷出印 刷進行。 使用低?農度次氣酸根作為氧化劑的印刷溶液， 使得準備具有足夠氧化強度去改變導電層導電度之墨水變 20得可能，但其並非如此具腐蝕性，故將無法用於墨水喷出 印刷裝置。使用墨水喷出印刷裝置的優點是不需要網，且 電極的佈局可直接由電腦被印刷在導電層上。 由於要調整溶液的黏度，故加入一種選自由石夕 石、矽酸鹽、黏土、合成黏土，例如以商業名稱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫丄 -裝‘ 、π 線 本紙張尺度適用中國國家標準（（：奶）八4規格（210\2^"公董) --- 552591 五、發明説明（4 ) LAPONITE販買的黏土 ’以及合成的加稠劑所構成 、 加稠劑。 群的 為了使印刷溶液便於印刷，可適當地加入界面、、舌眭 劑。 5 雖然，含有任何本徵性的導電聚合物層（例如聚乙 炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等)之多層印刷工作已為習 知技藝所熟知’但較佳的是使用運用一種混合物所構成$之 層，此混合物含有：（a)如通式所示之聚噻吩： 10 15
In 1-···-· —ϋ · f請先閱讀背面之注意事項再填寫· •裝· R-
O——R Ύ] 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 其中，R1和R2各自代表氫或C1-4烷基或一起 代表一個任經取代的C1-4伸烷基或伸環烷基，較佳的是 伸乙基’任經烷基取代的亞甲基，任經取代的C1_12烷基 取代的或任經苯基取代的1，2·伸乙基，i，3-伸丙基或1，2_ 伸環己基。； (b) —種聚陰離子化合物；以及 (c) 一種含有2個或更多羥基及/或羧基或醯胺基或内 醯胺基的有機化合物。這些層已描述於EP-A-686 662。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 線 B7 發明説明（ 存在，^至5麵毫克/米平方的聚雀吩 在的含聚乙炔毫克/料方的聚嗔吩存 更佳的是制表面有林!^销之層上進行’且 .^ ' π a 有75至500宅克/米平方的聚噻吩存在 ^、二β有以本發明之方法所印刷的導電聚合物之 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 有任何導電度。本發明之方法可為，例如用於具 、^又；|於1至Ws/em的圖案層。此利用本發明之方 法4所疋義出來的導電圖案，其導電度較佳的是介於$至 10 S/cm ’更佳的是介於1〇至1〇〇〇队m。 實施例： 聚喧吩分散(PT)之製備（以下稱為分散 PT) a) 在含有14克平均分子量為40,000之聚苯乙烯磺酸(218 莫耳的磺酸基)的1〇〇毫升水溶液中，加入12.9克的過氧 二硫酸鉀、0.1克的三硫酸化二鐵以及5·68克的3,4-乙炔 二氧-噻吩。然後，將獲得的反應混合物於2〇乞攪拌24/】、 時，接著再脫鹽。 · b) 將500毫升上述製備獲得的反應混合物以50〇毫升的 水稀釋，並於顆粒狀弱鹼離子交換樹脂LEWATITH600 (拜耳AG的商業名稱，Leverkusen，德國）以及強酸離子$ 換樹脂LEWATITS 100 (拜耳AG的商業名稱，
Leverkusen，德國）存在下於室溫攪拌6小時。在該處理 後，將離子交換樹脂濾除，所測量到的鉀離子和硫酸根齋 子的含量分別為0.4克/公升和〇.1克/公升。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 552591 A7 B7 五、發明說明（7) 案。印刷完畢後，將印刷溶液洗掉。此印刷圖案之導電度 比導電層低了 107倍。 印刷例3 : 將有667毫克/平方公尺過錳酸鉀存在且酸鹼值為10 之含過猛酸根印刷溶液，利用網印技術在此層表面印上一 圖案。印刷完畢後，將印刷溶液洗掉。此印刷圖案之導電 度比導電層低了 107倍。 印刷例4 : 將有125毫克/平方公尺二硫酸二銨存在且酸鹼值為 10之含二硫酸二銨印刷溶液，利用網印技術在此層表面印 上一圖案。印刷完畢後，將印刷溶液洗掉。此印刷圖案之 導電度比導電層低了 1〇6倍。 印刷例5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將有125毫克/平方公尺二硫酸二銨存在且酸鹼值為 2.6之含一硫酸^一叙印刷溶液’利用網印技術在此層表面 印上一圖案。印刷完畢後，將印刷溶液洗掉。此印刷圖案 之導電度比導電層低了 1〇3倍。 印刷例： 將有125毫克/平方公尺碘酸曱存在且酸鹼值為2之含 碟酸鉀印刷溶液，利用網印技術在此層表面印上一圖案。 印刷完畢後，將印刷溶液洗掉。此印刷圖案之導電度 -9- —--一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 規格（210x297公釐） " 552591 A7 B7 五、發明説明（8 比導電層僅低4倍。因此，此氧化劑不適用於此方法 (請先閱讀背面之注意事項再填寫· .裝· 訂 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 52591--------^ A8 B8 C8 DR 德，不! 、申請專利範圍 —~ a~p : ί :松i屬充1
    其中，R1和R2各自獨立地代表氫或α_4烷基或一起代 表經取代的或未經取代的C1_4伸烷基或伸環烷基。 * 11 - 專利申請案第89108960號 ROC Patent Appln. No. 89108960 修正之申請專利範圍中文本-附件（一） Amended Claims in Chinese - Enel. ( I ) (民國92年1月zT日送呈）~ (Submitted on January , 2003) 1· 一種於位在基層上之導電聚合物中形成電極圖案之方 法，其包括下列步驟： 施一含厚度10至5000毫克/平方公尺導電聚合物之層， 以製備一導電層；以及 利用一種含選自由 Cicr、BrCT、Mn〇4·、Cr207—、S2〇r 和H2〇2構成之群的氧化劑的印刷溶液，在該層上印刷 一電極圖案。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電層之導電度 介於1至105 S/cm之間。 3·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該導電層聚合物具 有通式： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公楚） 89252B^ 552591
    六、申請專利範 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1中請專利範圍第3項之方法，其中該導電聚合物由含 多陰離子化合物之水溶液被施用。 5.如申請專利範圍第i項之方法，其中該印刷的進行可利 用-種選自平版印刷、網印和墨水喷出印刷構成之 印刷方法。 •如申W專利範圍帛1項之方法’其中該印刷進行時每平 方公尺施予25至800毫克的氧化劑。 7.如申請專利範圍第1項之方法，其中該印刷溶液包含有 一種選自矽石、矽酸鹽、黏土、合成黏土和聚合增稠劑 構成之群的增稠劑。 8·如申請專利範圍第3項之方法，其中該經取代的或未經 取代的C1-4伸烷基為伸乙基、經烷基取代的伸曱基、 未經取代的伸甲基、經CM2烷基取代的1，2-伸乙基、 經笨基取代的1，2-伸乙基、未經取代的ι，2-伸乙基、 1，3-伸丙基或1，2_伸環己基。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X297公缝）
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