[发明专利]利用半透明圆柱形母版在柔性基材上形成微观传导线的光致图案化

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月19日提交的题为“使用辊对辊光致图案化方法、使用允许形成高清晰度的半透明圆柱形母版在聚合物或金属柔性基材上形成微观传导线(Using Roll-to-Roll Photo-Patterning Method Using a Translucent Cylindrical Master that Allows the Formation of High Definition,Microscopic Conductive Lines on a Polymer or Metal Flexible Substrate)”的美国临时专利申请No.61/548,909的优先权，该申请据此通过引用并入本文。

背景技术

Gartner预期在2010年在世界范围内触摸屏(在智能电话和中频电话中)增长几乎97％，接近363百万单位。直到2013年，预期触摸屏占全世界销售的所有移动装置的58％且在北美和西欧市场中超过80％。其它市场分析预期直到2015年，存在多达50亿投入运转中的智能电话。此外，新的平板电脑(比如Apple iPad和Samsung Galary Tab)正吸引消费者的快速接受。预期Apple在2011年销售30至40百万iPad且Samsung Galary Tab自从在2010年的11月发布以来已经销售了超过1百万单位。

电阻式和电容式触摸屏技术需要是透明的且具传导功能的材料。铟锡氧化物(ITO)目前是触摸屏传感器应用最广泛使用的金属氧化物，因为其是光学透明的且是合宜的导体。ITO通常用于制造用于液晶显示器、平板显示器、触摸面板、太阳能面板和飞机风挡的透明传导性涂层。在电阻式触摸屏中，当用户用手指或触针触摸屏幕时，ITO膜被推成与ITO玻璃接触，产生允许处理器计算触摸事件的坐标系(X和Y)并处理触摸点的合适响应的电压信号。

尽管ITO是成熟的且广泛使用的技术，但是其是不理想的。ITO的主要问题是有限的供应和铟的升高的成本。供应问题由于铟是稀土金属且几乎受中国政府专门控制的事实而加剧。与ITO有关的其它缺点与昂贵的且麻烦的蒸气沉积制造过程有关。材料本身是易碎的且缺乏柔性，并且与铜相比，铟是较差的导体。结果是，历时超过10年，研究者已经花费几百万美金来寻求更好且更成本有效的替代方案。发现透明导体的这些研究努力中的一些已经包括使用诸如碳纳米管传导涂层、薄金属膜、传导性聚合物(ICP)和铝锌氧化物(AZO)的材料。迄今为止，这些材料中的所有已经证明对于ITO是明显不利的且不是目前商业可行的选择。

除ITO成分的限制之外，触摸传感器中的电极图案可仅在某些尺寸或分辨率下被印刷，尤其是，目前的印刷技术仅支持超过25微米的电极图案结构。

发明内容

在某些实施方式中，在对UV波长透明的中空圆柱体的外表面上，薄材料层被涂覆且图案化(利用激光或其它照相平板印刷术方法)。图案化的层对在圆柱体内被包含的UV光源是不透明的。当圆柱体辊被置于与卷-卷膜(随着其穿过)接触，膜上的UV敏感涂覆层通过来自圆柱体内的UV光源而暴露于图案。在膜的暴露区域中的无电催化剂随后只是膜的表面的在金属化过程期间吸引无电金属的一部分。

在一种实施方式中，方法可包括形成母版压花辊以具有预定的图案；为柔性的未图案化基材涂覆催化剂涂覆层；以及使用母版压花辊在被涂覆的基材中形成对应图案，从而形成图案化的基材。该方法还可以包括无电敷镀图案化的基材。

在另一种实施方式中，方法可包括为圆柱形结构涂覆不透紫外光的涂层；在涂层中激光蚀刻多个凹槽以形成具有预定的凹槽和突起线的图案的母版压花辊；以及为柔性的未图案化基材涂覆催化剂涂覆层。该方法还可以包括使母版压花辊抵靠催化剂涂覆层旋转以在被涂覆的基材中形成与母版压花辊的所述凹槽和突起线对应的图案；以及无电敷镀图案化的基材。

附图说明

对于本发明的示范性实施方式的详细描述，现在参考附图，在附图中：

图1示出具有围绕结构涂覆的黑抗蚀剂涂层的半透明石英圆柱体的结构；

图2描述了在横向方向上通过激光设备执行的在半透明石英圆柱体结构上刻划细微结构图案；

图3描述了在机器方向上通过激光设备执行的在半透明石英圆柱体结构上刻划细微结构图案；

图4是在横向方向上具有刻划的微结构图案的母版压花辊的俯视图；

图5示出包括狭缝式模头涂覆模块和干燥模块的辊到辊涂覆施用系统；