TWI802397B

TWI802397B - 具有含透明導電膜表面之薄而撓性之結構及生成該等結構之方法

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Publication number: TWI802397B
Application number: TW111117014A
Authority: TW
Inventors: 陳曉鋒; 康斌萬; 俊樂陳; 亞棟曹; 穎初羅; 亞瑟永齊鄭; 安卓炯朱文; 楊希強; 艾杰維卡
Original assignee: 美商Ｃ３奈米有限公司
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2023-05-11
Also published as: JP2022518296A; EP3918454A4; WO2020159874A1; EP3918454A1; US11910525B2; TW202231795A; US20200245457A1; TWI821513B; KR20210118179A; CN113383298A; TW202106818A

Abstract

本發明闡述結構，該等結構具有在每一相對表面上含導電膜之薄而撓性之聚合物基板，同時具有高光學透射率及良好光學性質。該等結構可具有不超過約30微米之總厚度及良好撓性。闡述允許藉由經由塗覆製程提供支撐來塗覆極薄結構之處理方法。該等結構經證實在經設計以測試觸控感測器使用之加速磨損之條件下具有良好耐久性。

Description

具有含透明導電膜表面之薄而撓性之結構及生成該等結構之方法

本發明係關於具有透明導電表面之透明結構，其適於納入具有與光傳輸或光接收結構相關聯之電極的電子器件中，例如透明觸控感測器。透明結構可在薄基板(例如聚醯亞胺層)之相對側上具有兩個透明導電表面。本發明進一步係關於生成具有透明導電膜之薄而撓性之結構的方法，該等結構可在薄而撓性之透明層之一個或多個表面上具有透明導電膜。

功能性膜可在一系列背景下提供重要功能。舉例而言，導電膜對於在靜電可不期望或危險時靜電耗散可能係重要的。透明導電膜可用作電極。高品質顯示器可包含一或多個透明導電層。

透明導體可用於若干光電子應用，其包括(例如)觸控螢幕、液晶顯示器(LCD)、平板顯示器、有機發光二極體(OLED)、太陽能電池及智能窗。歷史上，銦錫氧化物(ITO)由於其在高傳導性下相對較高之透明度已成為所選材料。然而，ITO仍存在若干缺點。舉例而言，ITO係脆性陶瓷，其需要使用濺鍍來沈積，該濺鍍係涉及高溫及真空且因此相對較慢且並非成本有效之製作過程。此外，已知ITO在撓性基板上易於裂紋。較新的便攜式電子器件正推進至更薄之格式。

在第一態樣中，本發明係關於雙側導電結構，其包含透明聚合物基板、支撐於透明聚合物基板之第一表面及第二表面中之每一者上之稀疏金屬導電層及在每一稀疏金屬導電層上之聚合物外塗層。在一些實施例中，透明聚合物基板可包含聚合物且具有第一表面及第二表面，其中聚合物基板具有不超過約27微米之平均厚度，且在透明聚合物基板之構形中之聚合物在400 nm至750 nm下具有至少約88%之透射率及在330 nm至375 nm之UV光譜內不超過約15%之透射率。通常，聚合物外塗層可具有約10 nm至約200 nm之平均厚度。雙側導電結構之每一表面之薄片電阻可不超過約120歐姆/平方。

在另一態樣，本發明係關於用於生成透明導電膜之方法，該方法包含：生成支撐於透明聚合物基板之第一表面上之稀疏金屬導電層，該透明聚合物基板具有不超過約27微米之平均厚度，其中聚合物基板具有支撐於第一聚合物釋放膜上之第二表面；將聚合物外塗層施加於第一稀疏金屬導電層上；將第二聚合物釋放膜放置於聚合物外塗層上；移除第一聚合物釋放膜以暴露透明聚合物基板之第二表面；生成支撐於透明聚合物基板之第二表面上之第二稀疏金屬導電層；及將聚合物外塗層施加於第二稀疏金屬導電層上。

在另一態樣中，本發明係關於透明導電膜，其具有不超過約30微米之平均厚度且包含具有不超過約27微米之平均厚度之透明聚合物膜、在透明聚合物膜之每一側上之稀疏金屬導電層及在每一稀疏金屬導電層上之聚合物外塗層，其中聚合物外塗層具有約10 nm至約500 nm之平均厚度。在一些實施例中，透明導電膜在每一側上之薄片電阻不超過100歐姆/平方，%TT為至少89%，濁度不超過2.5%，且b*為不超過約3.5。在另外或替代實施例中，可將雙側導電結構組裝成在每一表面上具有光學透明黏合劑(3M，8146)及125微米厚之PET膜的測試結構，且在85℃及85%相對濕度下經受500小時之加速磨損測試，其中薄片電阻增加不超過約40%。

基於針對特定性質選擇之薄透明聚合物基板之相對側上的稀疏金屬導電層，設計具有特別薄之輪廓及適於電子器件之耐久性的透明導電結構。透明導電結構可用於觸控感測器。所選聚合物基板可具有不超過約27微米之厚度，同時提供良好可見光透射率及良好UV吸收性質。UV吸收性質提供在基板之兩側上之導電層之獨立之基於UV的圖案化。在一些實施例中，在導電層與聚合物基板之間具有硬塗層聚合物保護屏障之撓性聚合物基板提供特別耐久之性質，如使用加速磨損測試所評估。已研發使得在對基板之兩側實施塗覆的同時對極薄之基板之處理可行之適宜處理方法。在處理中，可使用適宜保護性聚合物膜且在過程之所選步驟中移除，以提供對精細結構之穩定操作及保護。雙塗覆結構之設計提供雙側結構之每一表面之獨立蝕刻，使得可(例如)基於觸控感測器設計引入圖案。

通常基於銦錫氧化物之透明導電膜廣泛用於觸控感測器或電子器件中之其他組件。觸控感測器設計通常包含兩個導電元件。一個導電元件可用於參考平面中之一個維度，而第二元件可用於參考平面中之第二維度以鑑別沿著平面之觸控點。因此，為了製造觸控感測器，通常使用兩個圖案化導電膜，但亦可使用額外透明導電層。一般而言，觸控感測器應相對較薄，但傳統上每一導電元件與不同基板相關聯，然後將其組裝成堆疊。新產品已產生了對更薄及/或撓性結構之需求。將兩個圖案化導電膜放置於單一基板上之能力允許生成更薄且更具撓性之結構。

調配極薄而撓性之感測器結構之能力可為用於撓性電子器件之致能技術。對於具有帶觸控感測器之顯示器之撓性器件，則導電元件係透明的。由銦錫氧化物及類似導電陶瓷氧化物生成之傳統導電元件不具撓性。稀疏金屬導電元件之使用提供具有撓性結構之能力。藉由在單一基板之相對側上放置兩個透明導電膜，減小了厚度，此乃因僅需要單一基板。而且，已研發極薄之基板以適合於此單一基板。已研發新的處理方法以允許此結構之有效生成。生成極小厚度之具有期望光學及電子性質之該等結構的能力提出重大挑戰，且該等挑戰以如本文所述之優異結果得以滿足。

圖1顯示核心基板上呈單一形式之雙側導電元件的一般結構。參考圖1，雙側導電薄片100可包含基板聚合物薄片102、可選第一硬塗層104、第一稀疏金屬導電層106、第一外塗層108、可選第二硬塗層110、第二稀疏金屬導電層112、第二外塗層114、可選第一可釋放保護膜116及可選第二可釋放保護膜118。該等材料之性質對於生成具有適當處理及具有用於電子應用之商業用途之適宜穩定性的可用結構係重要的。下文詳細闡述該等材料。稀疏金屬導電層可有效地提供為熔合金屬奈米結構化網絡。

觸控感測器之生成可以涉及雙側導電結構之兩個導電側之單獨圖案化。一般而言，導電層之圖案化涉及圖案化之輻射源，例如具有雷射剝蝕之聚焦雷射束或使用光阻劑利用光微影穿過遮罩之照射。儘管通常可用各種輻射源實施圖案化，但可用用於剝蝕之UV雷射或對UV光敏感之光阻劑實施合意之圖案化。對於雷射剝蝕，通常來自UV雷射之聚焦UV光可跨越表面掃描以界定圖案。對於光微影，UV光被引導穿過遮罩以在光阻劑中生成潛在影像，然後使其顯影以生成物理圖案。然後，光阻劑中之物理圖案提供濕式或乾式蝕刻以將圖案轉移至稀疏金屬導電膜中。在任一情形下，兩個稀疏金屬導電層通常獨立地經圖案化，此乃因不同圖案參與觸控感測器之不同功能。為了有效處理，期望使兩側圖案化，使得實現圖案化之一側不影響另一側。

為了完成雙側獨立圖案化，對於一些實施例，可期望基板吸收UV光，使得來自一側之顯著通量之UV光不會到達另一側，其中UV光可能改變相對側之圖案化。另一方面，基板應具有高之可見光透射率。同時，在所涉及之極小厚度下，基板應具有適宜機械性質。根據UV吸收組合物之性質，高能UV光子之吸收亦可傾向於生成反應性物質。為了具有適宜耐久性，稀疏金屬導電層可保護免受由圖案化過程產生之任何破壞反應性物質。如本文中所述，可選硬塗層可位於基板與稀疏金屬導電層之間以保護稀疏金屬導電層。如實例中所展現，可選硬塗層可用於或可不用於提供導電層之期望穩定性。

為了在期望小厚度下提供期望UV吸收能力，同時保持高之可見光透射率及機械耐久性，下文例示聚醯亞胺基板，但可使用其他聚合物基板。可選擇聚醯亞胺基板以提供在可見光譜內之良好透射率，同時在紫外線中具有強吸收。除了聚醯亞胺之外，下文亦鑑別具有期望性質之其他聚合物。可實施用以生成導電結構之處理以在商業捲對捲過程或類似處理方法中生成該結構。儘管期望結構極薄，但已研發處理方法以允許適當處理。

本文所述之結構避免使用在聚合物中具有添加劑之聚合物而吸收UV光，或避免使用僅單獨層而吸收UV光。因此，本文之結構能夠在導電層之使用期間維持高度之機械穩定性及穩定性。本文所述結構之工程改造以非常適合於可摺疊觸控螢幕產品之極薄之形式提供優良性能。具有適宜光學性質之聚合物(例如聚醯亞胺)可提供高度之機械強度，同時提供高撓性。

業內已闡述其他透明雙側導電結構。具有導電層之透明基板之兩側的一般圖案化闡述於頒予Zhong等人且標題為「Double Sided Touch Sensor on Transparent Substrate」之美國專利9,292,141(下文稱為'141專利)中，該案件以引用方式併入本文中。'141專利主要集中於基於導電氧化物(例如ITO)之透明導電膜，但其確實更廣泛地係指透明導電膜。具有基於奈米線之導電層之基板的雙側圖案化闡述於頒予Jones等人且標題為「Two-Sided Laser Patterning on Thin Film Substrates」之公開之美國專利申請案2014/0202742 (下文稱為'742申請案)中，該案件以引用方式併入本文中。'141專利及'742申請案未教導基於材料工程改造且藉由本文所述處理方法能夠實現之具有改良機械及光學性質之本文所述之結構。

為了進行商業評估，已研發各種加速磨損測試來測試透明導電膜之耐久性。下文實例提供如本文所述生成之雙側透明導電膜之測試。該等加速磨損測試中之一些係類似的，但具有輕微變化以使測試稍微更嚴格或更不嚴格。該等測試在工業中廣泛用於測試目的。

為了提供薄雙側導電結構之穩定處理，膜可為在塗覆步驟期間穩定可釋放聚合物載體膜的過程。在處理結束時，可藉由聚合物釋放層將最終膜覆蓋於兩個表面上，若在遠處或在儲存期間實施進一步處理，則該聚合物釋放層可在運輸期間保護膜。一般而言，各種處理步驟可受到處理順序及處理位置之影響。對於實際商業應用，雙側導電膜可在一個位置經處理，且被傳送以用於圖案化及額外處理成觸控感測器，但原則上，處理可在單一物理位置實施。

在聚合物基板由可釋放聚合物載體膜支撐之情況下，可處理基板之一側以提供底塗層、具有稀疏金屬導電結構之導電層及外塗層。乾燥之外塗層可覆蓋有聚合物釋放層，且然後可移除初始可釋放聚合物載體層以暴露基板之另一側，其中第一側外塗層上之聚合物薄片用作用於處理第二側之載體層。將底塗層、具有稀疏金屬導電結構之導電層及外塗層施加至基板之第二側，通常已相對於過程設備翻轉基板以將所處理之側朝上放置。若期望，可將另一可釋放聚合物薄片放置於第二處理側之乾燥外塗層上，以完成用於儲存及/或運輸之結構。下文論述各種其他具體實施例。

本文所述之處理改良及材料工程改造使得能夠使用極薄基板，同時提供及圖案化兩個相對之導電表面。因此，在一些實施例中，完成之結構可具有不超過約35微米之總厚度，包括基板、兩個導電層、底塗層及外塗層。相對層中之每一者之薄片電阻可不超過約100歐姆/平方。所得雙側導電結構可具有至少約85%之可見光之總透射率、不超過約2.5%之濁度及不超過約4之b*值。可維持該等性質，同時整體結構可極具撓性，此進一步由薄度促進。因此，本文之雙側導電結構尤其適於生成用於撓性電子器件之透明觸控感測器。

涉及使用可釋放載體膜以提供對極薄結構之處理的基本處理方法概述於圖2中，其顯示一般處理流程。在繪示之流程開始時，薄基板140提供有第一可釋放載體層142。在第一可釋放載體層142覆蓋結構之一個表面之情況下，處理144另一表面以生成具有稀疏金屬導電層及任何相關聯層之第一透明導電塗層146。在完成對第一側之處理之後，在導電塗層146上放置152第二可釋放載體層150。在該結構由第二可釋放載體層150支撐之情況下，可移除154另一側上之第一可釋放載體層142以暴露薄基板140之未處理側156。為了便於處理，其可視情況空間翻轉158，使得未處理之表面面向上。隨後對薄基板140之另一側相應地進行處理160以在基板140之第二側上生成第二透明導電塗層162，其中第二透明導電塗層162通常具有稀疏金屬導電層及任何相關聯層。為了在圖案化或其他進一步處理之前保護第二透明導電塗層162，頂部可釋放載體膜164可放置166於第二透明導電塗層162上。在一些實施例中，若期望，可將完成之結構捲起以用於運輸及/或儲存。

生成透明導電層之處理通常包含奈米線油墨之沈積、奈米線油墨之乾燥(其可導致熔合以生成熔合金屬奈米結構化網絡)、外塗層之沈積以及外塗層之乾燥及固化。此處理可進一步包含沈積可選硬塗層作為基板與稀疏金屬導電層之間之底塗層。作為底層，硬塗層可不提供機械保護，但硬塗層可提供稀疏金屬導電層之穩定性，其大概係來自過程損害或來自基板之其他相互作用。硬塗層通常對可見光及近UV光皆透明。

一般而言，各種稀疏金屬導電層可自金屬奈米線生成。利用金屬奈米線生成且經處理以平坦化接面處之奈米線以改良傳導性之膜闡述於頒予Alden等人且標題為「Transparent Conductors Comprising Metal Nanowires」之美國專利8,049,333中，該案件以引用方式併入本文中。包含表面嵌入金屬奈米線以增加金屬傳導性之結構闡述於頒予Srinivas等人且標題為「Patterned Transparent Conductors and Related Manufacturing Methods」之美國專利8,748,749中，該案件以引用方式併入本文中。然而，對於熔合金屬奈米結構化網絡關於高導電性之合意性質及關於透明度及低濁度之合意光學性質已發現改良之性質。可基於化學過程在商業上適當之處理條件下實施毗鄰金屬奈米線之熔合。

具體而言，關於獲得基於金屬奈米線之導電膜之顯著進步係發現了生成熔合金屬網絡之充分可控之過程，其中金屬奈米線之毗鄰部分熔合為單一結構，而在導電網絡中無不同奈米線。具體而言，最初發現鹵離子可驅動金屬奈米線之熔合以生成熔合金屬奈米結構。以各種方式引入包含鹵陰離子之助熔劑以成功地實現熔合且電阻相應顯著下降。應注意，在此處理上下文中之鹵離子不應與奈米線合成反應中所用之鹵離子混淆。特別地，已經用醯鹵之蒸氣及/或溶液以及鹵化物鹽之溶液完成金屬奈米線與鹵陰離子之熔合。金屬奈米線與鹵化物源之熔合進一步闡述於頒予Virkar等人之標題為「Metal Nanowire Networks and Transparent Conductive Material」之美國專利10,029,916及頒予Virkar等人('207專利)之標題為「Metal Nanostructured Networks and Transparent Conductive Material」之美國專利9,920,207中，兩個案件皆以引用方式併入本文中。

用於生成熔合金屬奈米線網絡之過程之延伸係基於還原/氧化(氧化還原)反應，其可提供用以產生熔合奈米線而不破壞所得膜之光學性質。在接面處沈積之金屬可作為溶解之金屬鹽有效地添加，或可自金屬奈米線本身溶解。氧化還原化學將金屬奈米線熔合為奈米結構化網絡之有效用途進一步闡述於頒予Virkar等人且標題為「Fused Metal Nanostructured Networks, Fusing Solutions with Reducing Agents and Methods for Forming Metal Networks」之美國專利10,020,807 ('807專利)中，該案件以引用方式併入本文中。'807專利亦闡述用於生成熔合金屬奈米結構化網絡之單一溶液方法。用於生成熔合金屬奈米結構化層之單一溶液方法進一步闡述於頒予Li等人且標題為「Metal Nanowire Inks for the Formation of Transparent Conductive Films with Fused Networks」之美國專利9,183,968 B1 (下文中稱為'968專利)中，該案件以引用之方式併入本文中，且用以生成熔合金屬奈米結構化網絡之單一溶液或油墨處理用於以下實例中。

達成固化成熔合奈米結構化金屬網絡之有效單一沈積油墨之合意油墨包含期望量之金屬奈米線以達成所得膜中金屬之適當負載。在適當溶液中，在油墨沈積及乾燥之前，油墨係穩定的。油墨可包含合理量之聚合物黏合劑，其有助於生成穩定導電膜以用於進一步處理。為了用一種油墨系統獲得良好熔合結果，已發現親水性聚合物係有效的，例如纖維素或幾丁聚醣基聚合物。作為用於熔合過程之金屬源之金屬離子可作為可溶性金屬鹽提供。

單一油墨調配物提供在基板表面上沈積期望負載之金屬作為膜，且同時提供油墨中之成分，當油墨在適當條件下乾燥時，該等成分誘導熔合過程。該等油墨可便捷地稱為熔合金屬奈米線油墨，應理解，熔合通常直至乾燥才發生。油墨通常包含水性溶劑，在一些實施例中，其可進一步包含醇及/或其他有機溶劑。油墨可進一步包含溶解之金屬鹽作為熔合過程之金屬源。不希望受理論之限制，據信油墨之組分(例如醇或其他有機組合物)還原來自溶液之金屬離子以驅動熔合過程。在該等系統中之熔合過程之先前經驗表明，金屬較佳沈積於毗鄰金屬奈米線之間之接面處。可提供聚合物黏合劑以穩定膜並影響油墨性質。可調節油墨之特定調配物以選擇適合於特定沈積方法且在基板表面上具有特定塗覆性質之油墨性質。如下文進一步闡述，可選擇乾燥條件以有效地實施熔合過程。亦建立兩種溶液熔合系統，且可利用本文所述之改良之銀奈米線。

雙側導電膜可適當地圖案化以納入諸如觸控感測器等器件中。為了圖案化，可移除任何保護性釋放層以暴露外塗層。外塗層係薄的，且圖案化通常涉及用導電層對應地圖案化外塗層。可將圖案化膜切割成期望大小。為了組裝成器件，可將光學透明之黏合劑施加至圖案化導電膜，以將膜附著至器件。沿著膜之邊緣，透明導電結構可連接至金屬跡線以將透明導體整合至電路中。光學透明黏合劑之另一部分可為器件提供保護蓋，其可為用於期望撓性器件之撓性聚合物薄片。本文所述之雙塗覆結構之薄而撓性之性質為某些器件應用提供顯著進步。

雙側、可單獨圖案化之導電結構本文之導電結構包含在相對表面上之導電層，其可提供用於整合至諸如觸控感測器等電器件中之單獨導電特徵。選擇具有良好可見光透射率及良好紫外光吸收之基板。闡述在適合於撓性結構之小厚度下具有機械性質之適宜聚合物，其可具有高耐久性。該等結構亦可在高溫及高濕度值下在加速磨損測試條件下具有良好導電性穩定性。在一些實施例中，包括保護性聚合物外塗層之總結構可具有不超過約30微米之總平均厚度，此對於生成更薄之最終產品以及具有適當機械性質之撓性顯示器係合意的。本文所述之雙側導電結構已達成在商業程度上組裝成實際顯示器件之可摺疊電子器件的適宜撓性，且基於對該等應用之測試，在兩個表面上具有外塗層之雙側導電結構可圍繞1 mm直徑之心軸重複彎曲至少200,000次，其中導電表面之薄片電阻改變不超過10%。經驗強烈表面，該彎曲可實施至少幾百萬次彎曲。

基本結構示於上圖1中。聚合物基板係結構之核心，在字面上係由於導電層施加至兩側，且在某種意義上象徵性地係由於其提供結構之大部分厚度。聚合物包含作為主要組分之聚合物，通常至少超過50重量%，其可稱為基板聚合物。適宜基板聚合物對可見光係透明的。特別地，基板聚合物之透射率通常為至少約88%，在一些實施例中為至少約89%，在其他實施例中為至少約90%，且在其他實施例中為至少約91%。下文更詳細地論述總體結構之光學性質及光學性質之量測，且下面更詳細地提供之相關一般論述同樣適用於此處。此外，對於所選厚度之基板(透射性質取決於厚度)，基板聚合物吸收波長為330 nm至370 nm之UV光，使得此波長範圍內之透射率不超過約15%，在其他實施例中不超過約10%，在其他實施例中不超過約5%，且在其他實施例中不超過約2%。聚合物基板之平均厚度通常可為不超過約27微米，在其他實施例中約1微米至約25微米，且在其他實施例中為約5微米至約23微米，但在一些實施例中，可用之基板之厚度可為約5微米至約60微米。熟習此項技術者將認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之透射率及厚度之其他範圍且其屬本發明。

適宜包括(例如)聚醯亞胺、多硫化物(例如Pylux ^TM, Ares Materials)、聚碸(例如來自Solvay之Udel®)、或聚醚碸(例如來自Solvay之Veradel®或來自BASF之Ultrason®)及聚萘二甲酸乙二酯(例如來自DuPont之Teonex®)。下文提供基於透明聚醯亞胺之實例。傳統芳香族聚醯亞胺係有顏色的。但最近研發之聚醯亞胺對可見光係透明的。透明聚醯亞胺吸收超紫外光。透明聚醯亞胺可自Kolon (Korea)、Taimide Tech. (Taiwan)、Sumitomo (Japan)、SKC Inc. (GA, USA)及NeXolve (AL, USA)獲得。

使用本身吸收UV光之基板聚合物避免在聚合物中使用UV吸收劑之單獨層或UV填充劑。使用UV吸收劑之單獨層將增加結構之厚度並改變機械性質。在聚合物基板中使用UV吸收劑作為填充劑可改變聚合物基板之機械及化學性質。本文之結構依賴於基板聚合物之UV吸收性質以達成高度期望之結構性質。已經提出了使用聚酯與UV吸收填充劑。參見頒予Jones等人且標題為「Two-Sided Laser Patterning on Thin Film Substrates」之公開之美國專利申請案2014/0202742，該案件以引用方式併入本文中。使用填充劑可改變穩定性及機械性質。

對於在撓性顯示器中之使用，期望聚合物基板具有合意之機械性質。材料之耐久性在某種意義上可由伸長率(其係材料可以拉伸而不斷裂之程度之量度)及/或抗拉強度(其係在材料失效之前可施加之力之量度)來表示。伸長率通常由聚合物製造商提供，如藉由標準程序、通常ASTM D882量測。在一些實施例中，期望伸長率為至少約10%，在其他實施例中為至少約15%，且在其他實施例中為約20%至約100%。在一些實施例中，基板之抗拉強度可為至少約50 MPa，在其他實施例中為至少約60 MPa，且在一些實施例中為約65 MPa至約300 MPa。此外，對於一些應用，基板聚合物之彈性(楊氏)模數可為約1.5 GPa至約7.0 GPa，在其他實施例中為約1.75 GPa至約6.5 GPa，且在其他實施例中為約2.0 GPa至約6 GPa。熟習此項技術者將認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之伸長率、抗拉強度及模數之其他範圍且其屬本發明。

結構之兩側上之電導率由稀疏金屬導電層提供。稀疏金屬導電層在以下章節中更詳細地論述。通常，該等層之厚度極小，此乃因奈米線之厚度可在10-25奈米(nm)之量級，且將來可獲得稍微更薄之奈米線。稀疏金屬導電層可為熔合金屬奈米結構化網絡，其係經由將初始沈積之金屬奈米線熔合成單一透明金屬結構而生成。在本申請人之工作之後，學術研究實驗室已研究熔合金屬奈米結構化網絡。已評估聚合物基板上之透明導電層之彎曲穩定性。參見Cheng等人，「Highly foldable transparent conductive films composed of silver nanowire junctions prepared by chemical metal reduction」, Nanotechnology 25 (2014) 285601 (7頁)(下文稱為Cheng等人)。使用較不合意之技術來熔合銀奈米線，仍發現熔合為所得透明導電膜提供顯著之彎曲穩定性。特別地，Cheng等人確定，相對於未熔合之相應結構，熔合金屬奈米結構化網絡在重複彎曲之結構中穩定得多。據信，使用熔合金屬奈米結構化網絡對於獲得具有撓性顯示器之長期使用穩定性之結構係重要的。

稀疏金屬導電層通常覆蓋有聚合物外塗層以嚮導電層提供機械保護。在一些實施例中，可選擇外塗層，使得在施加外塗層之後，濁度顯著降低，而不顯著劣化其他性質。此外，可選擇外塗層之厚度及組成，使得相對於無外塗層之量測，穿過外塗層之薄片電阻量測不會顯著改變。外塗層之適宜市售塗層組合物包括(例如)來自Hybrid Plastics, Inc. (Mississippi, USA)之塗層溶液POSS® Coatings、來自California Hardcoating Company (California, USA)之二氧化矽填充之矽氧烷塗層、來自Nidek (Japan)之Acier®混合硬塗層材料、來自Dexerials Corporation (Japan)之SK1100系列硬塗層、來自TOYOCHEM (Japan)之Lioduras™、來自Addison Clear Wave (IL, USA)之HC-5619硬塗層、來自SDC Technologies, Inc. (California, USA)之CrystalCoat UV可固化塗層。將穩定劑納入外塗層中闡述於頒予Yang等人之標題為「Stabilized Sparse Metal Conductive Films and Solutions for Delivery of Stabilizing Compounds」之共同待決之美國專利申請案15/730,053中，該案件以引用方式併入本文中。

兩個稀疏金屬導電層中之每一者上各有一個外塗層，該等外塗層通常足夠薄以使得可經由外塗層發生導電性，即使外塗層聚合物通常為電介質。換言之，具有外塗層之表面通常應具有與無外塗層之表面大致相同之薄片電阻。因此，可期望聚合物外塗層之平均厚度不超過約250 nm，在一些實施例中為約5 nm至約200 nm，且在其他實施例中為約10 nm至約175 nm。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之厚度之其他範圍且其屬本發明。

如上所述，導電結構可包含聚合物基板與稀疏金屬導電層之間之底層。底層可包含聚合物硬塗層。作為底層，聚合物硬塗層不提供機械保護，但聚合物硬塗層可提供保護以免受化學侵襲。如實例中所述，對於一些聚合物基板，聚合物硬塗層底層為熔合金屬奈米結構化層提供顯著穩定性，但對於一些類似之較厚基板，未使用底塗層來獲得令人滿意之穩定性。尚不瞭解為什麼在無硬塗層之情況下一些結構足夠穩定。

適宜硬塗層聚合物通常係具有交聯聚丙烯酸酯之高度交聯之聚合物，該等交聯聚丙烯酸酯可與其他交聯部分(例如聚胺基甲酸酯、環氧聚合物、聚矽氧烷及/或其他交聯聚合物)組合。具支鏈丙烯酸酯單體可提供高度交聯聚合物之生成，且交聯丙烯酸酯可與其他部分(例如胺基甲酸酯丙烯酸酯或諸如此類)共聚以生成相互嚙合之交聯聚合物。硬塗層聚合物有市售，例如來自Hybrid Plastics, Inc. (Mississippi, USA)之塗層溶液POSS® Coatings、來自California Hardcoating Company (California, USA)之二氧化矽填充之矽氧烷塗層、來自Nidek (Japan)之Acier®混合硬塗層材料、來自Dexerials Corporation (Japan)之SK1100系列硬塗層、來自TOYOCHEM (Japan)之Lioduras™、來自Addison Clear Wave (IL, USA)之HC-5619硬塗層、來自SDC Technologies, Inc. (California, USA)之CrystalCoat UV可固化塗層。硬塗層聚合物進一步闡述於公開之頒予Gu等人之標題為「Transparent Polymer Hardcoats and Corresponding Transparent Films」之美國專利申請案2016/0369104中，該案件以引用方式併入本文中。

適宜硬塗層聚合物係可獲得的，其對於相關厚度係高度透明的，使得硬塗層不會顯著降低穿過結構之光透射。聚合物硬塗層可各自獨立地具有約250 nm至約4微米、在其他實施例中約400 nm至約3.5微米且在其他實施例中約500 nm至約3微米之平均厚度。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之硬塗層厚度之其他範圍且其屬本發明。

最終結構在每一表面上具有交聯之外塗層，其各自提供相對非黏性之表面。為了保護結構以便運輸、儲存或諸如此類，可用可釋放聚合物層保護一個或兩個表面。可釋放聚合物層可以約15微米至約200微米、在其他實施例中約20微米至約180微米、在其他實施例中約25微米至約170微米且在其他實施例中約40微米至約150微米之厚度生成。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之厚度之其他範圍且其屬本發明。一系列適宜非黏性聚合物可用於聚合物釋放層，且由於釋放層被移除以用於進一步處理，因此光學性質不相關。適宜聚合物包括(例如)聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醯胺、聚矽氧烷、其共聚物及諸如此類。應選擇具有低黏性之特定聚合物，使得釋放層之剝離強度應足夠低，以使得當釋放層自基板剝離時材料不受損。

稀疏金屬導電層稀疏金屬導電層通常係自金屬奈米線生成。利用足夠負載及選擇奈米線性質，可利用具有相應適當光學性質之奈米線獲得合理導電性。預期用銀奈米線生成之透明導電膜結構可產生具有本文所述之具有各種稀疏金屬導電結構之結構的雙側導電膜之合意性能。然而，已利用熔合金屬奈米結構化網絡獲得尤其合意之性質。本文之論述集中於涉及熔合金屬奈米結構化網絡之實施例，已發現其作為透明導電膜提供改良之性能性質。

已研發若干實際方法來完成金屬奈米線熔合。可平衡金屬負載以獲得合意導電性程度與良好光學性質。一般而言，金屬奈米線處理可經由沈積兩種油墨(其中第一油墨包含金屬奈米線且第二油墨包含熔合組合物)或經由沈積將熔合元件組合至金屬奈米線分散液中之油墨來完成。油墨可進一步包含或可不進一步包含額外處理酸、黏合劑或諸如此類。適宜圖案化方法可經選擇以適於特定油墨系統。

一般而言，一或多種用於生成金屬奈米結構化網絡之溶液或油墨可共同地包含充分分散之金屬奈米線、助熔劑及可選額外組分，例如聚合物黏合劑、交聯劑、潤濕劑，例如表面活性劑、增稠劑、分散劑、其他可選添加劑或其組合。用於金屬奈米線油墨及/或熔合溶液之溶劑若不同於奈米線油墨可包含水性溶劑、有機溶劑或其混合物。具體而言，適宜溶劑包括(例如)水、醇、酮、酯、醚(例如二醇醚)、芳香族化合物、烷烴及諸如此類及其混合物。具體溶劑包括(例如)水、乙醇、異丙醇、異丁醇、第三丁醇、甲基乙基酮、二醇醚、甲基異丁基酮、甲苯、己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、PGMEA (2-甲氧基-1-甲基乙基乙酸酯)、碳酸二甲基酯或其混合物。儘管溶劑應基於生成金屬奈米線之良好分散液之能力加以選擇，但溶劑亦應與其他選擇添加劑相容，以使添加劑可溶於溶劑中。對於具有金屬奈米線之單一溶液中包括助熔劑之實施例而言，溶劑或其組分可為或可不為熔合溶液之重要組分(例如醇)且若期望可相應地加以選擇。

呈一種油墨或兩種油墨構形之金屬奈米線油墨可包括約0.01重量%至約1重量%金屬奈米線，在其他實施例中約0.02重量%至約0.75重量%金屬奈米線且在額外實施例中約0.04重量%至約0.5重量%金屬奈米線。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之金屬奈米線之其他濃度範圍且其屬本發明。金屬奈米線之濃度影響基板表面上之金屬之負載以及油墨之物理性質。

銀提供優良電導率。本申請人以商標名Activegrid ^TM油墨銷售用於生成熔合金屬奈米結構化網絡之適宜銀奈米線油墨。其他銀奈米線源有市售，且基本熔合技術在上述'207及'807專利中充分闡述。

通常始終選擇聚合物黏合劑及溶劑，使得聚合物黏合劑可溶於或可分散於溶劑中。在適當實施例中，金屬奈米線油墨通常包含約0.02重量%至約5重量%黏合劑，在其他實施例中約0.05重量%至約4重量%黏合劑且在額外實施例中約0.1重量%至約2.5重量%聚合物黏合劑。在一些實施例中，聚合物黏合劑包含可交聯有機聚合物，例如輻射可交聯有機聚合物及/或熱可固化有機黏合劑。為有利於黏合劑之交聯，在一些實施例中，金屬奈米線油墨可包含約0.0005 wt%至約1 wt%交聯劑，在其他實施例中約0.002 wt%至約0.5 wt%且在額外實施例中約0.005 wt%至約0.25 wt%。奈米線油墨可視情況包含流變性改良劑或其組合。在一些實施例中，油墨可包含潤濕劑或表面活性劑以降低表面張力，且潤濕劑可用於改良塗覆性質。潤濕劑通常可溶於溶劑中。在一些實施例中，奈米線油墨可包含約0.001重量%至約1重量%潤濕劑，在其他實施例中約0.002重量%至約0.75重量%且在其他實施例中約0.003重量%至約0.6重量%潤濕劑。可視情況使用增稠劑作為流變性改良劑以穩定分散液並減少或消除沉降。在一些實施例中，奈米線油墨可視情況包含約0.05重量%至約5重量%增稠劑，在其他實施例中約0.075重量%至約4重量%且在其他實施例中約0.1重量%至約3重量%增稠劑。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之黏合劑、潤濕劑及增稠劑之其他濃度範圍且其屬本發明。

多種聚合物黏合劑可適於溶解/分散於溶劑中用於金屬奈米線，且適宜黏合劑包括經研發用於塗覆應用之聚合物。硬塗層聚合物(例如輻射可固化塗層)有市售，例如作為用於多種應用之硬塗層材料，其可經選擇用於溶解於水性或非水性溶劑中。適宜種類之輻射可固化聚合物及/或熱可固化聚合物包括(例如)聚胺基甲酸酯、丙烯酸樹脂、丙烯酸共聚物、纖維素醚及酯、其他水不溶解結構多醣、聚醚、聚酯、含環氧樹脂之聚合物及其混合物。商業聚合物黏合劑之實例包括(例如) NEOCRYL®商標丙烯酸樹脂(DMS NeoResins)、JONCRYL®商標丙烯酸共聚物(BASF Resins)、ELVACITE®商標丙烯酸樹脂(Lucite International)、SANCURE®商標胺基甲酸酯(Lubrizol Advanced Materials)、乙酸丁酸纖維素聚合物(CAB商標，來自Eastman ^TMChemical)、BAYHYDROL ^TM商標聚胺基甲酸酯分散液(Bayer Material Science)、UCECOAT®商標聚胺基甲酸酯分散液(Cytec Industries, Inc.)、MOWITOL®商標聚乙烯醇縮丁醛(Kuraray America, Inc.)、纖維素醚(例如乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素)、其他基於多醣之聚合物(例如幾丁聚醣基及果膠)、合成聚合物(如聚乙酸乙烯酯)及諸如此類。具體而言，已發現基於多醣之聚合物作為稀疏金屬導電層中之黏合劑係合意的。聚合物黏合劑在暴露於輻射時可自身交聯，及/或其可與光起始劑或其他交聯劑交聯。在一些實施例中，光交聯劑在暴露於輻射時可生成自由基，且該等自由基隨後基於自由基聚合機制誘導交聯反應。適宜光起始劑包括(例如)市售產品，例如IRGACURE®商標(BASF)、GENOCURE ^TM商標(Rahn USA Corp.)及DOUBLECURE®商標(Double Bond Chemical Ind., Co, Ltd.)、其組合或諸如此類。

可使用潤濕劑以改良金屬奈米線油墨之可塗覆性以及金屬奈米線分散液之品質。具體而言，潤濕劑可降低油墨之表面能，以使在塗覆後，油墨充分擴散至表面上。潤濕劑可為表面活性劑及/或分散劑。表面活性劑係一類用於降低表面能之材料，且表面活性劑可改良材料之溶解性。表面活性劑通常具有分子之親水部分及分子之疏水部分，該等部分促進其性質。寬範圍之表面活性劑(例如非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、兩性離子表面活性劑)有市售。在一些實施例中，若與表面活性劑相關之性質不成問題，則非表面活性劑潤濕劑(例如分散劑)亦為業內所知且可有效改良油墨之潤濕能力。適宜商業潤濕劑包括(例如) COATOSIL ^TM商標環氧官能化矽烷寡聚物(Momentum Performance Materials)、SILWET ^TM商標有機聚矽氧表面活性劑(Momentum Performance Materials)、THETAWET ^TM商標短鏈非離子氟表面活性劑(ICT Industries, Inc.)、ZETASPERSE®商標聚合物分散劑(Air Products Inc.)、SOLSPERSE®商標聚合物分散劑(Lubrizol)、Capstone®氟表面活性劑(DuPont ^TM)、XOANONS WE-D545表面活性劑(Anhui Xoanons Chemical Co., Ltd)、EFKA ^TMPU 4009聚合物分散劑(BASF)、MASURF FP-815 CP、MASURF FS-910 (Mason Chemicals)、NOVEC ^TMFC-4430氟化表面活性劑(3M)、其混合物及諸如此類。

增稠劑可藉由減少或消除固體自金屬奈米線油墨沉降用於改良分散液之穩定性。增稠劑可或可不顯著改變油墨之黏度或其他流體性質。適宜增稠劑有市售且包括(例如) CRAYVALLAC ^TM商標之經改質之脲，例如LA-100 (Cray Valley Acrylics, USA)、聚丙烯醯胺、THIXOL ^TM53L商標丙烯酸增稠劑、COAPUR ^TM2025、COAPUR ^TM830W、COAPUR ^TM6050、COAPUR ^TMXS71 (Coatex, Inc.)、BYK®商標之經改質之脲(BYK Additives)、Acrysol DR 73、Acrysol RM-995、Acrysol RM-8W (Dow Coating Materials)、Aquaflow NHS-300、Aquaflow XLS-530疏水改質之聚醚增稠劑(Ashland Inc.)、Borchi Gel L 75 N、Borchi Gel PW25 (OMG Borchers)及諸如此類。

可向金屬奈米線油墨中添加額外添加劑，其各自之量通常為不超過約5重量%，在其他實施例中不超過約2重量%且在其他實施例中不超過約1重量%。其他添加劑可包括(例如)抗氧化劑、UV穩定劑、消泡劑或抗發泡劑、抗沉降劑、黏度改良劑或諸如此類。

下文闡述用於生成熔合金屬奈米結構化層之處理。

雙側結構之光學及電性質具有納入稀疏金屬導電層之雙側導電膜之透明結構(例如，熔合金屬奈米結構化網絡)可提供低電阻，同時提供良好光學性質。因此，膜可用作透明導電電極或諸如此類。透明導電電極可適用於一系列應用。對於顯示器且具體而言對於觸控螢幕而言，可在每一側上獨立地圖案化膜以提供由膜生成之導電圖案。雙側導電結構通常具有關於高透射率、低濁度及低色彩之良好光學性質。

薄膜之電阻可表示為薄片電阻，其以歐姆每平方(Ω/□或歐姆/平方)為單位報告以根據與量測過程相關之參數來區分該值與整體電阻值。通常使用四點探針量測或另一適宜過程來量測膜之薄片電阻。在一些實施例中，結構之導電表面之薄片電阻可不超過約200歐姆/平方，在其他實施例中不超過約150歐姆/平方，在額外實施例中不超過約100歐姆/平方且在其他實施例中不超過約75歐姆/平方。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之薄片電阻之其他範圍且其屬本發明。在實例中，生成靶薄片電阻為50歐姆/平方之透明導電膜。一般而言，可藉由增加奈米線之負載來降低薄片電阻，但自其他角度來看，增加之負載可能係合意的或可能並非合意的。

對於作為透明導電膜之應用而言，期望熔合金屬納米線網絡或其他稀疏金屬導電層維持良好光學透明度。原則上，光學透明度與負載逆相關，其中較高負載導致透明度降低，但網絡之處理亦可顯著影響透明度。同樣，聚合物黏合劑及其他添加劑可經選擇以維持良好光學透明度。透明度可以無量綱量之透射率來報告。透光率係透射光密度(I)對入射光密度(I _o)之比率。在以下實例中報告具有外塗層之雙側導電結構內之透明導電層的透射率。透明導電層之光學透射率可相對於穿過支撐透明導電膜之基板之透射光來評價。舉例而言，可藉由使用UV-可見光分光光度計並量測穿過導電膜及支撐基板之總透射率來量測本文所述之導電膜的透明度。報告透明膜基板上之透明導電層的透射率值。若期望，基於總透射率近似為個別透射率之乘積，可經由量測各種中間體估計穿過個別層之透射率。

儘管通常期望在可見光譜範圍內具有良好光學透明度，但為方便起見，可於光之550 nm波長下報告光學透射率。或者或另外，透射率可報告為光之400 nm至700 nm波長之總透射率，且該等結果報告於以下實例中。一般而言，對於熔合金屬奈米線膜而言，550 nm透光率及自400 nm至700 nm之總透光率(或為方便起見，僅「總透光率」)之量測並不定性地不同。在一些實施例中，雙側導電結構之總透射率(TT%)為至少85%，在其他實施例中至少約88%，在其他實施例中至少約89%，在其他實施例中為約90%至約96%，且在一些實施例中為約90.5%至約95%。可使用標準ASTM D1003 (「透明塑膠之濁度及發光透射率之標準測試方法(Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)」)評估膜之透射率，該案件以引用方式併入本文中。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之透光率之其他範圍且其屬本發明。

熔合金屬網絡亦可具有低濁度以及高可見光透射率，同時具有期望低之薄片電阻。可基於上文提及之ASTM D1003使用濁度計量測濁度，且可去除基板之濁度貢獻以提供透明導電膜之濁度值。基於ASTM D1003量測之濁度係基於透射率之濁度，且可對基於反射之濁度進行單獨量測。除非另外明確指出，否則濁度係指基於透射率之濁度。在一些實施例中，透明導電膜之濁度值可不超過約2.5%，在其他實施例中不超過約2.25%，在額外實施例中不超過約2.0%且在其他實施例中為約0.6%至約1.75%。已發現，所選透明外塗層可顯著降低具有透明導電層之結構之濁度，且可相對於該等濁度值範圍考慮具有外塗層之結構之值。上文論述聚合物外塗層。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之濁度之其他範圍且其屬本發明。

亦可期望雙側導電結構基本上係白色的，即具有很少顏色。色彩空間可定義為使光譜波長與人類對色彩之感知相關。CIELAB係由國際照明委員會(CIE)確定之色彩空間。CIELAB色彩空間使用三維坐標系L*、a*及b*，其中L*係關於顏色之亮度，a*係關於紅色與綠色之間之顏色之位置，且b*係關於黃色與藍色之間之顏色之位置。「*」值表示相對於標準白點之正規化值。該等CIELAB參數可使用商業軟體自分光光度計中進行之量測來確定。

基於CIELAB參數，原則上，具有適當聚合物基板之雙側導電結構可經設計以獲得合理之白度，通常基於CIELAB標度中之b*及a*之小的絕對值。在一些實施例中，鑒於實際限制，膜之設計可引導結果以在某些期望範圍內產生更白之光(低於靶截止值之b*及a*之絕對值)，如已經用奈米級著色劑所達成。如下文進一步解釋，可獲得合理之白度值，且可見光之總透射率可接受地降低。在一些實施例中，雙側導電結構之b*值可不超過約4.0，在其他實施例中不超過約3.75，且在其他實施例中不超過約3.5，但利用適當選擇貢獻大部分b*值之基板，較低之值亦係可能的。

奈米級著色劑可為(例如)奈米級金屬結構或奈米級顏料。奈米級金屬結構通常具有至少一個不超過約100 nm之平均尺寸。舉例而言，奈米板之平均厚度不超過100 nm，奈米帶之厚度可不超過約100 nm，且可能寬度不超過100 nm。金屬奈米板可使用基於溶液之技術合成，且已檢查其光學性質。具有基於表面電漿共振之調諧吸收性質之銀奈米板可自nanoComposix, Inc., San Diego, CA, USA、Beijing Nanomeet Technology Co. Ltd., China及Suzhou ColdStones Technology Co., Ltd., China購得。較大規模之銀奈米板合成闡述於頒予Hu等人之標題為「Methods for Synthesizing Silver Nanoplates and Noble Metal Coated Silver Nanoplates and Their Use in Transparent Films for Hue Control」之美國專利10,147,512中，該案件以引用方式併入本文中。

處理已研發處理方法以允許可再現地生成具有本文所述之薄尺寸之雙側導電結構。在一些實施例中，一次在一側順序地生成結構。當處理一側時，該結構之另一側通常支撐於釋放層(例如上述聚合物釋放層)上。。處理通常可被概念化，儘管有些隨意，但便捷地分解成五個部分：1)準備基板用於處理，2)處理第一側，3)準備結構用於處理第二側，4)處理第二側，以及5)完成結構用於運輸及/或儲存。

在準備結構用於塗覆時，獲得基板並將其提供於一側上之釋放層上，且相對表面暴露用於塗覆。基板薄片通常係對稱的，使得任一表面可被選擇為第一表面用於處理。用於支撐基板以進行處理之釋放層應選擇為具有適於處理之熱穩定性，此通常意味著熔點應大於約180℃。對於一些聚合物基板材料，玻璃轉換溫度(T _g)亦可係顯著的。在一些實施例中，可期望T _g為至少約100℃，且在其他實施例中T _g可為至少約120℃。若基板供應商提供無釋放層之基板或在不具有期望熱穩定性之釋放層上提供基板，則將基板放置於適宜熱穩定釋放層上，且若適當，移除最初供應之釋放層以暴露第一表面用於塗覆。然後，準備熱穩定釋放層上之基板膜進行處理。上文闡述適宜釋放層薄片。

對於具有硬塗層之實施例，接下來可在暴露表面上生成底塗層。在具有硬塗層之一些實施例中，基板供應商可提供已經具有硬塗層之基板，使得自過程角度來看，可假定硬塗層僅為基板之一部分。對於硬塗層前體溶液之沈積，可使用任何合理之沈積方法，例如浸塗、噴塗、刀刃塗覆、桿塗、梅爾棒塗覆(Meyer-rod coating)、槽模塗覆、凹版印刷、旋轉塗覆或諸如此類。沈積方法指導所沈積液體之量，且溶液之濃度可經調節以在表面上提供期望厚度之產品塗層。在用分散液生成塗層之後，可乾燥塗層以去除液體並適當地交聯。乾燥可以任何合理之方式實施，例如暴露於環境、在烘箱中加熱、將熱空氣吹過塗覆之結構、使用加熱燈、其組合或諸如此類。通常，硬塗層用UV光或用熱進行交聯，且可使用或可不使用交聯引發劑。

無論是否施加硬塗層，隨後皆施加稀疏金屬導電層。在一些實施例中，使用最初沈積稀疏奈米線膜之過程，且進一步處理可涉及或可不涉及銀奈米線之熔合。如上所述，熔合至單一熔合金屬奈米結構化網絡中可提供透明導電膜之改良性質。對於金屬奈米線油墨之沈積，可使用任何合理之沈積方法，例如浸塗、噴塗、刀刃塗覆、桿塗、梅爾棒塗覆、槽模塗覆、凹版印刷、旋轉塗覆或諸如此類。油墨可具有針對期望沈積方法利用添加劑適當調節之性質(例如黏度)。類似地，沈積方法指導所沈積液體之量，且油墨之濃度可經調節以在表面上提供期望負載之金屬奈米線。在用分散液生成塗層後，可乾燥稀疏金屬導電層以移除液體。

金屬奈米線之熔合可經由各種試劑完成。不希望受限於理論，據信助熔劑可動員金屬離子，且在熔合過程中自由能似乎降低。在一些實施例中，過量金屬遷移或生長可導致光學性質降低，因此，可經由平衡位移以合理控制方式獲得合意之結果通常達短時間段，以生成足夠熔合以獲得期望導電性同時維持期望光學性質。一般而言，熔合過程可利用控制暴露於熔合蒸氣及/或經由經由溶液中之助熔劑來實施。在適當條件下，熔合金屬導電網絡係單一結構。

在一些實施例中，可經由部分乾燥溶液以增加組分之濃度來控制熔合過程之起始，且可經由(例如)沖洗或更完全乾燥金屬層來完成熔合過程之淬滅。在一些實施例中，隨後之沈積另一油墨之處理使金屬奈米線熔合至導電之熔合金屬奈米結構化網絡中。可將助熔劑與金屬奈米線一起納入單一油墨中在以下實例中闡述用於生成具有薄而均勻之金屬奈米線之單一熔合金屬導電網絡的一種油墨調配物。

可利用(例如)熱風器、烘箱、熱燈或諸如此類乾燥金屬奈米線層，但在一些實施例中，可風乾之膜可為合意的。在一些實施例中，在乾燥期間，膜可被加熱至約50℃至約150℃之溫度。乾燥條件可經設計以控制熔合過程，但油墨設計可適當使用在習用過程設備中容易獲得之過程條件。在乾燥後，可將膜用(例如)醇或其他溶劑或溶劑摻合物(例如乙醇或異丙醇)洗滌一或多次，以去除過量固體以降低濁度。

如上文所述，可在稀疏金屬導電層上施加一或多個外塗層。外塗層處理類似於上述底塗層處理，適當地替換塗覆溶液。下文進一步闡述在施加外塗層之後之圖案化及其他進一步處理。

在施加外塗層並在第一處理側上乾燥/固化外塗層之後，外塗層可由釋放層覆蓋。第二側可移除釋放層以暴露基板之第二表面，用於透明導電層之處理。自第二表面移除釋放層及將釋放層放置於第一表面上可順序地或近似同時地實施。通常可以任何順序實施釋放層之順序移除及放置，但由於避免使無支撐之基板移動穿過輸送機系統達相當大之距離，將釋放層首先放置於經處理之第一層上可為期望的。此外，將釋放層順序放置於基板之第一處理側上將與隨後翻轉結構以使釋放層自第二表面移除同時第二表面面朝上一致，此維持與面朝上表面相關聯之所有處理。該等任務之同時或近似同時實施可經由熟習此項技術者之眼睛理解為具有足夠接近以致其之設計相互影響之伴隨該等任務之組分。

一旦經由去除釋放層而暴露第二表面，則可與第一表面類似地處理第二表面。特別地，若期望硬塗層(底塗層)而不與基板一起供應，則可如上所述施加硬塗層。稀疏金屬導電層(通常為熔合金屬奈米結構化網絡)之沈積及處理可如上文所述來沈積。在施加且乾燥及/或固化稀疏金屬導電層之後，然後可如上文所述施加且乾燥/固化外塗層。在完成對基板之第二側上之透明導電層之處理之後，可使用釋放層來覆蓋此表面。

在一些實施例中，在捲對捲格式上有效地實施處理，其中一捲基板經圖案化，且經處理之結構被捲起以用於進一步處理。該捲對捲處理將適用於商業塗覆設備及輸送機。為了處理第二側，第一側塗層之捲起產品可被翻轉以展開捲起之結構，以使另一表面面向塗覆頭。

基板之一個表面之捲對捲處理之示意圖示於圖4中。基板供應輥200提供基板薄片202，該基板薄片藉助輸送系統204運載。若基板供應輥200提供在第一表面208上具有初始釋放層206且其中在進一步處理之前移除初始釋放層206之基板，則初始釋放層206可自基板薄片202分離並放置於初始釋放層捲繞輥210中。若在處理期間將製程釋放層212放置於基板薄片202之第二表面上以支撐基板，則可自製程釋放層輥214分散製程釋放層212。層壓輥216、218可用於將製程釋放層212與基板薄片202層壓，其可涉及或不涉及熱以及合理之壓力。若在無初始釋放層之情況下在基板供應輥200上提供基板，則將不存在剝離及捲起初始釋放層之過程。此外，若在已經具有製程釋放層之基板供應輥200上提供基板，則不需要自輥提供製程釋放層之結構以及製程釋放層與基板之層壓。

利用製備有製程釋放層212之基板薄片202，可將塗層施加至基板薄片202之第一表面208。若欲施加硬塗層底層，則可用第一塗覆機230 (例如自儲存器施加所選薄塗層之槽式塗覆機)來施加硬塗層前體溶液。利用施加之硬塗層前體溶液，基板薄片202可前往至第一塗覆處理器站232。第一塗覆處理站232可包含乾燥工具及/或輻射源。乾燥工具可供應熱以去除溶劑及/或交聯聚合物，且適宜乾燥工具包括(例如)烘箱、熱空氣鼓風機、熱燈及諸如此類。適宜輻射源包括(例如) UV燈、電子束或其他適宜輻射源。熱燈原則上可供應期望熱及輻射，例如紅外輻射。對於UV可固化硬塗層，輻射源可為UV光源。

無論是否施加硬塗層底塗層，皆利用第二塗覆器240將奈米線油墨塗覆至基板薄片202上以生成稀疏金屬導電層。在施加奈米線油墨之後，基板薄片202前往至第二塗覆處理器站242。第二塗覆處理器站242可包含乾燥工具及/或輻射源。適宜乾燥工具及輻射源如上文針對第一塗覆處理站232闡述，且同樣適用於第二塗覆處理器站242，如同在此所寫一樣。若奈米線油墨包含熔合溶液，則所得稀疏金屬導電層可包含熔合金屬奈米結構化網絡。

在生成稀疏金屬導電層之後，基板薄片202進行穿過輸送機系統204以施加外塗層。特別地，第三塗覆器250用於在稀疏金屬導電層上施加外塗層前體溶液。然後，輸送機系統204將具有外塗層前體溶液之基板薄片202輸送至第三塗覆處理器台252。第三塗覆處理器站252可包含乾燥工具及/或輻射源。適宜乾燥工具及輻射源如上文針對第一塗覆處理站232闡述，且同樣適用於第三塗覆處理器站252，如同在此所寫一樣。在實際商業捲對捲處理器中，第一塗覆處理器站232 (若存在)、第二塗覆處理器站242及第三塗覆處理器站252相對於三者中之任一對可彼此相同或不同，即使三個處理站之可能設計範圍基本上相同。

在完成外塗層之後，若在處理基板薄片202之另一側上之第二表面之前不期望對第一表面208進行額外處理，則第二製程釋放層260可自供應輥262遞送，且放置於基板薄片202上之外塗層上。可用輥264、266層壓基板202及第二製程釋放層260。在第二製程釋放層260就位之情況下，基板薄片202可放置於儲存輥268上。若期望，可在將過程基板薄片202放置於儲存輥268上之前移除第一製程釋放層212，但可在第二表面之處理開始時實施第一製程釋放層之此釋放。在另一替代實施例中，可將基板薄片202放置於儲存輥268上，而不放置第二製程釋放層，使得將不需要供應輥262及輥264、266。然後，在處理第二表面開始時，可將第二製程釋放層260放置於基板薄片202上。

儘管原則上可在不將基板薄片202放置於儲存輥268上之情況下處理第二層，但存在實際之障礙，但此仍係選項。通常，由於重力，不期望將塗層施加於下表面上。翻轉移動之基板薄片通常將需要大量空間或過程設備之橫向堆疊。儘管該等並非不可克服之障礙，但將基板薄片202放置於儲存輥268上且將輥移動至處理第二側之位置通常明顯更方便。舉例而言，儲存輥268可翻轉過來並放置於供應輥200之位置，然後基板薄片來自輥之頂部而非底部。可進行適當處理，以暴露第二表面，以便在第二製程釋放層260之支撐下進行處理，該製程釋放層可在處理第一表面結束時或在處理第二表面開始時放置於適當位置。然後，可使用相同或等同之過程組件，與第一表面類似地處理基板薄片202之第二表面。在處理基板層202之第二表面結束時，第二表面可覆蓋有或可不覆蓋有釋放層，且基板薄片可或可不先前放置於儲存輥上。在任何情況下，雙塗覆基板薄片然後可在相同位置或在運輸後之遙遠位置準備進一步處理成器件。

觸控感測器及相應處理儘管雙側透明導電結構可用於各種應用，但該等結構尤其可用於生成觸控感測器。可對結構之每一側實施圖案化，以生成觸控感測器或諸如此類所期望之導電圖案。一般而言，可用業內之各種圖案化技術實施圖案化。一種用於觸控感測器之商業圖案化方法係基於UV雷射剝蝕。UV雷射光將具有由基板吸收之波長，且適宜UV雷射通常在190 nm至355 nm下工作。或者，光微影可用於圖案化，其中用圖案化照射、例如經由遮罩、或用直寫微影設備使光敏組合物(即光阻劑)圖案化。使光阻劑中之潛在影像顯影以生成物理圖案，然後將該物理圖案轉移至導電層。

一旦導電層經圖案化，即可在圖案化導電層上放置額外層，以將該結構納入器件中。撓性光導黏合劑可用於將圖案化雙側導電結構沿兩個表面固定至其他結構。適宜黏著劑膠帶有市售，例如購自Lintec Corporation (MO series)；Saint Gobain Performance Plastics (DF713系列)；Nitto Americas (Nitto Denko) (LUCIACS CS9621T及LUCIAS CS9622T)；LG Hausys OCA (OC9102D, OC9052D)；DIC Corporation (DAITAC LT系列OCA、DAITAC WS系列OCA及DAITAC ZB系列)；PANAC Plastic Film Company (PANACLEAN系列)；Tesa SE (Germany) (AF61、694系列、696系列及697系列)；Minnesota Mining and Manufacturing (3M, Minnesota U.S.A. - 產品號8146、8171、8172、8173、1414-1、9894及類似產品)及Adhesive Research (例如產品8932)。通常，金屬跡線可沿圖案之邊緣連接至透明導電層以提供與電路之最終連接。

關於多層膜之相應性質，通常選擇額外組分以對光學性質具有小的效應，且各種塗層及基板可購得用於透明元件中。上文概述適宜光學塗層、基板及相關材料。一些結構材料可為電絕緣的，且若使用較厚之絕緣層，則可將膜圖案化以提供至其他嵌入之導電元件之通路及電觸點。

為了產生感測器或諸如此類，通常如上所概述實施圖案化以產生導電區及電絕緣區，二者皆係透明的。自上方觀看之觸控感測器之一部分之佈局的示意圖示於圖3中。導線D0-D4將沿著一個透明導電表面，且導線S0-S4將在結構之另一透明導電表面上。在一些實施例中，若觸控位於線Dn及Sm之交叉點附近，則可沿著導電線Dn引導電信號，以便沿著導電線Sm進行感測。導線之電容反應藉由觸控而改變。

透明導電膜穩定性及穩定性測試在使用中，期望透明導電膜持續商業上可接受之時間，例如相應器件之壽命。本文所述穩定組合物及結構意在具有此目標，且足夠維持稀疏金屬導電層之性質。為測試性能，可使用加速老化程序以提供在合理時間段內之客觀評估。該等測試可使用市售環境測試設備來實施。

實例中所用之選擇測試(氙測試)涉及60℃之黑色標準溫度(裝置之設置)、38℃之空氣溫度、50%之相對濕度及自具有日光濾光器之氙燈之60 W/m ²(300 nm至400 nm)之輻照度。各種適宜測試設備有市售，例如Atlas Suntest ^TMXXL裝置(Atlas Material Testing Solutions, Chicago, IL, USA)及SUGA環境測試儀器、超氙燈耐候計、SX75 (SUGA Test Instruments Co., Limited, Japan)。在第二加速磨損測試中，在無照明之情況下，將室溫度設置在85℃且將相對濕度設置在85%。對於此高溫高濕度測試，適宜設備有市售，例如ESPEC型號BTL-433環境室(ESPEC Corp. North America, Inc. Hudsonville, MI, USA)及Thermotron SM-3.5-3800臺式環境室(Thermotron Inc., Holland, MI, USA)。以下實例提供採用納入熔合金屬奈米結構化網絡之兩種不同堆疊結構的測試，且下文闡述具體堆疊結構。

在前述段落中指定之測試條件下，可藉由隨時間變化之薄片電阻變化評估試樣。可將值正規化至初始薄片電阻以集中於時間演變。因此，通常，針對R _t/R ₀繪製時間演變，其中R _t係時間演變薄片電阻量測且R ₀係薄片電阻之初始值。在一些實施例中，在1000小時環境測試後，R _t/R ₀之值可不超過1.8之值，在其他實施例中不超過1.6之值，在其他實施例中不超過1.4之值，且在500小時環境測試後，在其他實施例中不超過1.2值。自另一角度來看，在約1000小時環境測試後，R _t/R ₀之值可不超過1.5之值，在其他實施例中在約1500小時環境測試後不超過1.5之值，且在其他實施例中在約2000小時環境測試後不超過1.5之值。在額外實施例中，約750小時後，R _t/R ₀之值可不超過1.2之值。熟習此項技術者應認識到，本發明涵蓋在上述明確範圍內之R _t/R ₀及穩定時間之其他範圍且其屬本發明。

實例對於在本文所述之雙塗覆結構內生成膜之銀奈米線，檢查透明導電膜之光學性質。使用來自C3Nano Inc.之Activegrid ^TM油墨生成膜。下文進一步闡述處理詳情及結構。

對下文所示之具體結構實施量測。對於導電結構，使用基本上如上文引用之'968專利之實例5中闡述之銀奈米線油墨生成透明導電膜。Activegrid ^TM產品具有平均直徑約為～20-25 nm之銀奈米線。下述捲對捲處理中之乾燥過程誘導化學熔合，此乃因去除溶劑從而濃縮組分，其中藉由繼續乾燥而結束進一步反應。選擇沈積之銀之量以使膜之薄片電阻為約50歐姆/平方或70歐姆/平方，如以下具體樣品中所述。在乾燥導電膜之後，在捲對捲處理中，在乾燥之透明導電膜上狹縫塗覆商業外塗層。將外塗層乾燥並用UV燈交聯以生成厚度為約50-100 nm之外塗層。

光學及電性質測試獲得一系列實例之薄片電阻、總透射率(TT)、濁度及b*值。薄片電阻(Ω/□)係利用4點探針法(一種非接觸式電阻計)量測，或藉由使用由銀膏糊生成之兩條實心(非透明)銀線界定之正方形量測膜之電阻來量測。在一些實施例中，將一對平行銀膏糊條施加至樣品表面上以界定正方形或矩形形狀，然後將其在約120℃下退火20分鐘以固化及乾燥銀膏糊。將鱷魚夾連接至銀膏糊條，且將引線連接至商業電阻量測器件。

使用濁度計量測膜樣品之總透射率(TT)及濁度。該儀器經設計以基於ASTM D 1003標準(「透明塑膠之濁度及發光透射率之標準測試方法」)評估光學性質，該標準以引用方式併入本文中。該等膜之總透射率及(透射)濁度包括基板。實例1-4及6中所用之聚醯亞胺基板之總透過率為91.5%，濁度在0.12%至0.17%之範圍內，且b*在0.74至0.80之範圍內。實例5之基板具有類似光學性質。使用商業軟體由使用具有SpectraMagic ^TMNX軟體之Konica Minolta分光光度計CM-3700A進行之量測，測定b*之CIELAB值。

可靠性測試由於期望透明導電膜能持續商業上可接受之時間，例如相應器件之壽命，故使用各種加速老化測試在合理之時間段內提供客觀評估。具體測試係65℃/90% RH (相對濕度)、85℃/85% RH及氙燈測試，下文進一步詳細闡述。該等測試使用下文所述市售環境測試設備實施。

在85℃及85%之相對濕度或65℃/90%RH下在無照射之情況下實施兩個測試。該等測試分別稱為85℃/85% RH測試或65℃/90% RH測試。

另一測試涉及60℃之黑色標準溫度(設備之設置)、38℃之空氣溫度、50%之相對濕度及自具有日光過濾器之氙燈之60 W/m ²(300 nm至400 nm)之輻照度。此測試稱為氙燈測試。各種適宜測試設備有市售，例如Atlas Suntest ^™XXL裝置(Atlas Material Testing Solutions, Chicago, IL, USA)及SUGA環境測試儀器、超氙燈耐候計、SX75 (SUGA Test Instruments Co., Limited, Japan)。

在該等測試中指定之測試條件下，可藉由隨時間變化之薄片電阻變化評估試樣。可將值正規化至初始薄片電阻以集中於時間演變。通常，針對R/R ₀或R _t/R ₀繪製時間演變，其中R _t係時間演變薄片電阻量測且R ₀係薄片電阻之初始值。

測試樣品之製備在以下實例中，根據圖5及6所示之處理製備結構，該等圖繪示生成測試樣品之處理，該等測試樣品經受以下實例中之測試。參考圖5，示意性地顯示基板之第一側之塗層。基板供應有聚乙烯(PE)保護膜。在放置於塗覆機中之前，將PET膜層壓至聚醯亞胺基板之暴露側，如圖5中之第一步驟中所繪示。在以下實例中研究兩種不同聚醯亞胺(PI)基板。如圖5之第二步驟中所示，藉由剝離PE膜移除PE保護膜，以暴露第一表面用於處理，並使用狹縫塗覆、風乾及UV固化將基於丙烯酸酯之商業硬塗層施加至基板上。在暴露基板表面以進行塗覆之後，將該結構放置於塗覆裝置中。如圖5之下一步驟中所示，使用狹縫塗覆將包含具有銀奈米線(AgNW)之穩定分散液之溶劑、聚合物黏合劑及熔合溶液之導電油墨施加至固化之硬塗層。將奈米線塗層風乾(用加熱之強制空氣)以生成熔合金屬奈米結構化網絡。使用狹縫塗覆將丙烯酸酯外塗層溶液施加於透明導電膜上，然後風乾並經受UV固化。在固化外塗層之後，將PET保護膜層壓至外塗層以生成釋放層，如圖5之最後步驟中所示。

參考圖6，繪示基板之第二側之處理。圖5中所示之基板之第一側之產品被捲繞在輥上。為了處理第二側，將輥翻轉並經由用於塗覆第一側之相同設備進行處理。在圖6之第一步驟中，剝離覆蓋基板之第二表面之PET保護膜以暴露基板之第二表面。如圖6之第二步驟中所示，使用狹縫塗覆將基於丙烯酸酯之硬塗層施加至聚醯亞胺基板之暴露表面，且然後將硬塗層風乾，且經受UV固化。將包含具有銀奈米線(AgNW)之穩定分散液之溶劑、聚合物黏合劑及熔合溶液之導電油墨施加至固化之硬塗層，且然後施加風乾以生成熔合金屬奈米結構化網絡，如在圖6中之第三步驟之後示意性地示出。然後將外塗層前體溶液施加於透明導電膜上，然後將其風乾並經受UV固化。如圖6之最後步驟中所繪示，將PE保護膜層壓於固化之外塗層上。

實例 1 及 2該等實例提供在高溫及相對濕度測試條件下或在Xe照明條件下對兩種不同光學透明黏合劑之樣品之可靠性測試結果，該等樣品在基板與熔合金屬奈米結構化網絡之間具有硬塗層底塗層。

在實例1及2中，如上所述使用來自Taimide之13微米聚醯亞胺基板製備樣品，該聚醯亞胺基板在可見光譜中係透明的且阻擋UV光。量測膜之光學及電性質兩次，且概述於下表1中。表1

電阻– PET側	52 Ω/□
電阻 – PE側	48 Ω/□
透射率	91.1 %
濁度	1.19 %
b*	3.12

亦在兩種不同測試條件下使用高溫/高濕度測試(85℃/85% RH)及Xe照明測試使樣品經受穩定性測試。用圖7所繪示之結構實施85℃/85% RH測試。參考圖7，使用兩種不同商業光學透明黏合劑將125μm HC-PET膜施加至結構之兩側：實例1-LG9052D及實例2-3M 8146-2。實例1及2包括在聚醯亞胺基板之兩側上之聚醯亞胺基板與熔合金屬奈米結構化網絡之間之硬塗層。在受控之測試裝置中使用85℃/85% RH測試條件，在六百(600)小時內量測隨時間變化之電阻(R/Ro)，且電阻之時間依賴性繪示於圖8中。

在另一組測試中，樣品經受Xe燈測試條件。使用圖9之結構實施Xe燈測試，圖9之結構係圖7之結構，其中一半表面覆蓋有Atlas Suntest ^TMXXL裝置中之黑色膠帶。測試裝置中之條件具有60℃之黑色標準溫度(裝置之設置)、38℃之空氣溫度、50%之相對濕度及自具有日光濾光器之氙燈之60 W/m ²(300 nm至400 nm)之輻照度。參考圖9，除非另外指出，否則硬塗覆之PET背蓋薄片面向上放置朝向裝置中之燈，且大約一半之面積經黑色膠帶覆蓋。對於Xe燈測試，在超過五百(500)小時時量測R/Ro，並繪示於圖10中。

對於實例1及2，所有樣品在測試條件下皆通過測試，其確定為在試驗時間結束時R/Ro值＜1.1。

實例 3 及 4該等實例測試在測試條件下製備之無硬塗層底塗層之樣品的可靠性。

除了省略硬塗層之放置，塗覆之基板如上文實例1及2所述製備，且然後組裝測試結構。參考圖11，實例3及4之測試樣品在結構上與實例1及2中之樣品相似(圖7)，只是不存在硬塗層。將透明導電膜施加至聚醯亞胺基板之兩側，且將外塗層施加於每一側上之透明導電膜上。使用兩種不同光學透明黏合劑將PET保護膜施加於每一側上之外塗層上：實例3- LG 9052D及實例4- 3M 8146-2。在六百(600)小時內量測使用85℃/85% RH測試條件之電阻(R/Ro)，並繪示於圖12中。

對於氙燈測試，生成如圖13中所示之結構。在超過五百(500)小時之時間內量測使用Xe燈測試條件之電阻(R/Ro)，且結果繪示於圖14中，其中繪製電阻隨時間變化之圖。在Atlas Suntest ^TMXXL裝置(Atlas Material Testing Solutions, Chicago, IL, USA)中實施加速測試。測試裝置中之條件具有60℃之黑色標準溫度(裝置之設置)、38℃之空氣溫度、50%之相對濕度及自具有日光濾光器之氙燈之60 W/m ²(300 nm至400 nm)之輻照度。除非另外指出，否則硬塗覆之PET背蓋薄片面向上放置朝向裝置中之燈，且大約一半之面積經黑色膠帶覆蓋。

對於該等樣品，在85℃/85% RH測試條件下之R/Ro值在測試結束時未能維持低於1.2之值。在Xe測試條件下，僅具有OCA-B之樣品滿足R/Ro維持值低於1.2之目標。該等實例展現硬塗層底塗層對該等基板之有用性。

實例 5此實例測試具有來自替代供應商之薄聚醯亞胺基板而在透明導體下之塗層下不使用硬塗層的雙側導電結構之可靠性。

用如上所述之捲對捲處理製備樣品，用於如上所述之雙側導電結構，其具有來自Kolon之15微米厚之透明聚醯亞胺薄片。參考圖15及16，將透明導電膜施加至Kolon CPI，且將外塗層施加於透明導電膜上，且使用光學透明黏合劑(來自3M之撓性OCA)將PET保護膜施加於外塗層上。對於Xe測試，如圖16中所示，在頂表面之一半上施加黑色膠帶。

在八百(800)小時內量測使用65℃/90% RH測試條件之電阻(R/R ₀)，且圖17中繪示時間依賴性之圖。在超過一千(1000)小時時量測使用Xe光燈測試條件之電阻(R/R ₀)且繪示於圖18中。在Atlas Suntest ^TMXXL裝置(Atlas Material Testing Solutions, Chicago, IL, USA)中實施加速測試。測試裝置中之條件具有60℃之黑色標準溫度(裝置之設置)、38℃之空氣溫度、50%之相對濕度及自具有日光濾光器之氙燈之60 W/m ²(300 nm至400 nm)之輻照度。除非另外指出，否則硬塗覆之PET背蓋薄片面向上放置朝向裝置中之燈，且大約一半之面積經黑色膠帶覆蓋。65℃/90%RH、85℃/85%RH測試之概述包括於表2中。對於該等樣品，在結構中無硬塗層之情況下獲得良好測試結果。表2

樣品	測試條件	薄片電阻 (Ω/□) (每一側)	持續時間，小時
15µm Kolon CPI	65℃/90%RH	50 (雙側)	800	R/R ₀≤1.10
15µm Kolon CPI	Xe燈測試	50 (雙側)	1000	R/R ₀≈1.11

實例 6此實例用實例1-4之基板重複實例5之測試。

用如上所述之捲對捲處理製備樣品，用於如圖7及9中所述之雙側導電結構，其具有來自Taimide之13微米厚之透明聚醯亞胺薄片。該結構具有來自3M公司之撓性光學透明黏合劑。

在八百(800)小時內量測使用65℃/90% RH測試條件之電阻(R/R ₀)，且圖19中繪示時間依賴性之圖。在超過一千(1000)小時時量測使用Xe燈測試條件之電阻(R/R ₀)且繪示於圖20中。如實例5中所述實施測試。穩定性結果係突出的。

上述實施例意欲具有闡釋性而非限制型。額外實施例在申請專利範圍內。另外，儘管本文已參考特定實施例對本發明進行闡述，但熟習此項技術者將認識到，可在形式及細節上作出改動，此並不背離本發明之精神及範圍。上述引用之文獻的任何納入受到限制以便不會納入與本文明確揭示內容相反之標的物。就本文中用組分、元件、成分或其他部分闡述之具體結構、組成及/或方法而言，應理解，除非另外具體指明，否則本文之揭示內容涵蓋具體實施例，包含具體組分、元件、成分、其他部分或其組合之實施例，以及基本上由該等具體組分、成分或其他部分或其組合組成之實施例，其可包括不改變如論述中所建議之標的物之基本性質的基礎特徵。

100:雙側導電薄片 102:基板聚合物薄片 104:可選第一硬塗層 106:第一稀疏金屬導電層 108:第一外塗層 110:可選第二硬塗層 112:第二稀疏金屬導電層 114:第二外塗層 116:可選第一可釋放保護膜 118:可選第二可釋放保護膜 140:薄基板 142:第一可釋放載體層 144:步驟 146:第一透明導電塗層 150:第二可釋放載體層 152:步驟 154:步驟 156:未處理側 158:步驟 160:步驟 162:第二透明導電塗層 164:頂部可釋放載體膜 166:步驟 200:基板供應輥 202:基板薄片 204:輸送系統 206:初始釋放層 208:第一表面 210:初始釋放層捲繞輥 212:製程釋放層 214:製程釋放層輥 216:層壓輥 218:層壓輥 230:第一塗覆機 232:第一塗覆處理器站 240:第二塗覆器 242:第二塗覆處理器站 250:第三塗覆器 252:第三塗覆處理器站 260:第二製程釋放層 262:供應輥 264:輥 266:輥 268:儲存輥

圖1係具有兩個稀疏金屬導電層之結構的示意性側視圖，該兩個稀疏金屬導電層中一者在薄聚合物基板之任一側上。圖2係生成圖1之結構之過程的示意性流程圖。圖3係由具有兩個堆疊之圖案化透明導電層之結構生成之觸控感測器之圖案的示意性俯視圖，該兩個堆疊之圖案化透明導電層生成觸控感測器之組件電極。圖4係本文所述之雙塗覆結構之捲對捲處理的示意圖。圖5係指示用於塗覆實例中所用之基板之第一側之捲對捲處理的流程圖。圖6係指示用於塗覆實例中所用之基板之第二側之捲對捲處理的流程圖。圖7係顯示具有兩個導電表面及硬塗層底塗層之結構之示意性剖視圖，該結構用於在85℃/85%RH測試條件下測試樣品。圖8係圖7之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖，該雙側導電結構使用經受85℃/85% RH加速磨損測試之第一PI基板。圖9係用於實施導電結構之Xe照明測試之結構的示意性截面圖。圖10係在Xe測試條件下使用第一PI基板之圖9中所示之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖。圖11係顯示具有兩個導電表面而無硬塗層底塗層之結構的示意性截面圖，該結構用於在85℃/85% RH之測試條件下測試樣品。圖12係圖11之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖，該雙側導電結構使用經受85℃/85% RH加速磨損測試之第一PI基板。圖13係用於實施導電結構之Xe照明測試之結構的示意性截面圖。圖14係在Xe測試條件下如圖13中所示使用第一PI基板之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖。圖15係顯示具有兩個導電表面而無硬塗層底塗層之結構的示意性截面圖，該結構用於在65℃/90% RH之測試條件下測試樣品。圖16係用於實施導電結構之Xe照明測試之結構的示意性截面圖。圖17係使用經受65℃/90%RH加速磨損測試之第二PI基板之圖15之雙側導電結構的R/Ro隨時間變化的圖。圖18係在Xe測試條件下如圖16中所示使用第二PI基板之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖。圖19係使用經受65℃/90%RH加速磨損測試之第一PI基板之圖7之雙側導電結構的R/Ro隨時間變化的圖。圖20係在Xe測試條件下如圖9中所示使用第一PI基板之雙側導電結構之R/Ro隨時間變化的圖。

Claims

一種雙側導電結構，其具有不超過約30微米之平均厚度、具有撓性且包含：具有不超過約27微米之平均厚度之透明聚合物膜；在該透明聚合物膜之每一側上之稀疏金屬導電層，其中每一側上之該稀疏金屬導電層係獨立地經圖案化；及在每一稀疏金屬導電層上之聚合物外塗層，其中該聚合物外塗層具有約10nm至約500nm之平均厚度，其中該雙側導電結構具有在每一側上具有不超過100歐姆/平方之薄片電阻、至少89%之TT%、不超過2.5%之濁度及不超過約3.5之b*之導電區，且其中該雙側導電結構可組裝成在每一表面上具有光學透明黏合劑及125微米厚之PET膜的測試結構，且在85℃及85%相對濕度下經受500小時之加速磨損測試，其中薄片電阻增加不超過約40%。
如請求項1之雙側導電結構，其進一步包含第一硬塗層及第二硬塗層，其各自具有約50nm至約3微米之平均厚度，其中該第一硬塗層介於該透明聚合物膜之該第一表面與該第一稀疏金屬導電層之間，其中該第二硬塗層介於該透明聚合物膜之該第二表面與該第二稀疏金屬導電層之間，且其中兩個硬塗層皆包含交聯之聚丙烯酸酯聚合物。
如請求項2之雙側導電結構，其中每一硬塗層具有約100nm至約2.5 微米之厚度且包含高度交聯之聚丙烯酸酯。
如請求項1之雙側導電結構，其中該雙側導電結構可組裝成在每一表面上具有光學透明黏合劑及125微米厚之PET膜的測試結構，且在85℃及85%相對濕度下經受500小時之加速磨損測試，其中薄片電阻增加不超過約20%。
如請求項1之雙側導電結構，其中該透明聚合物膜包含聚醯亞胺。
如請求項1之雙側導電結構，其中該透明聚合物膜具有至少約10%之伸長率、至少約50MPa之抗拉強度及約1.5GPa至約7.0GPa之楊氏模數。
如請求項1之雙側導電結構，其中該透明聚合物膜包含多硫化物、聚碸、聚萘二甲酸乙二酯或聚醚碸。
如請求項1之雙側導電結構，其中每一稀疏金屬導電層包含熔合金屬奈米結構化網絡且其中該雙側導電結構可圍繞1mm直徑之心軸重複彎曲至少200,000次，其中該等導電表面之該薄片電阻改變不超過10%。
如請求項1之雙側導電結構，其中每一稀疏金屬導電層之該薄片電阻不超過約75歐姆/平方。
如請求項9之雙側導電結構，其具有至少約89%之可見光透射率、不超過約2.5%之濁度及不超過約4.0之b*值。
如請求項1之雙側導電結構，其具有不超過約35微米之厚度。
如請求項1之雙側導電結構，其進一步包含：覆蓋於該聚合物外塗層上之聚合物釋放層。
如請求項12之雙側導電結構，其中該聚合物釋放層包含聚乙烯。