將電子部件粘結到圖案化納米線透明導體的制作方法
【專利說明】將電子部件粘結到圖案化納米線透明導體
【背景技術】
[0001] 在觸摸屏上利用透明導體，可實現人的觸摸或手勢與電腦、智能手機及其他基于 圖形的屏幕界面的交互。納米線是一種適于制備透明導體的材料。例如，標題為"Nanowire-Based Transparent Conductors" (基于納米線的透明導體） 的PCT公布 W0 2007/022226 公 開了一種購自Cambrios技術公司的納米線材料，該納米線材料可圖案化為合適的網格W便 制備用于電腦的觸摸屏。
[0002] 3M文件號69879US003描述了一種有效制備觸摸屏設備的工藝，其中將導電材料在 基板上圖案化(例如印刷)為電跡線。該工藝可通過卷繞法進行，其中基板是未卷繞的，執行 轉化操作例如印刷和干燥/固化，然后將圖案化基板再次卷繞成卷，W供進一步運輸和處 理。
【發明內容】
[0003] 可將根據3M文件號69879中所述工藝形成的圖案化導電材料連接到電子電路部件 W制備電子組件，諸如用于觸摸屏顯示器的觸摸傳感器。本公開設及將根據3M文件號 69879US003中所述工藝形成的圖案化導電層連接到電子電路部件(諸如柔性電路），W形成 可用作電子設備部件的電子組件的工藝。本公開還設及使用運些互連工藝構造的電子設 備，諸如觸摸屏顯示器。
[0004] 在一個實施例中，本公開設及一種制備電子組件的方法，該方法包括將導電粘合 劑施加到覆蓋基板上的圖案化導電納米線層的抗蝕劑層，W及將電子部件的電觸點與導電 粘合劑接合，W實現電子部件和導電納米線層之間的電連接。
[0005] 在另一個實施例中，本公開設及一種電子組件，該電子組件包括其上具有導電納 米線圖案的基板，其中導電納米線被抗蝕基質材料層、抗蝕基質材料層上的導電粘合劑W 及與導電粘合劑接觸的電子部件的電觸點覆蓋。
[0006] 在另一個實施例中，觸摸屏顯示器包括液晶顯示器和電子組件。該電子組件包括 液晶顯示器上的玻璃基板，其中該玻璃基板上具有導電納米線圖案。導電納米線被抗蝕基 質材料層覆蓋。導電粘合劑位于抗蝕基質材料層上;并且柔性電路的電觸點與導電粘合劑 接觸。柔性透明表面覆蓋該電子組件。
[0007] 下文的附圖和描述中給出了本發明的一個或多個實施例的詳情。從說明書及附圖 W及從權利要求中可顯而易見本發明的其它特征、目的和優點。
【附圖說明】
[000引圖1為基板上的導電納米線層的示意性剖視圖，其中導電納米線層由圖案化抗蝕 基質材料覆蓋。
[0009] 圖2為被可剝離聚合物層覆蓋的圖1構造的示意性剖視圖。
[0010] 圖3為移除可剝離聚合物層之后的圖2構造的示意性剖視圖。
[0011] 圖3A為移除可剝離聚合物層之后、并示出伸出的納米線的導電納米線層的一部分 的示意性剖視圖
[0012] 圖4為圖3構造的示意性剖視圖，該構造上施加了準備用于粘結至電子部件的導電 粘合劑。
[0013] 圖5為一種層合構造的示意性剖視圖，該層合構造包括粘結至電子部件的圖4構 造。
[0014] 圖6為基板上的導電納米線層的示意性剖視圖，其中導電納米線層由圖案化可剝 離聚合物層覆蓋。
[0015] 圖7為移除可剝離聚合物層之后的圖6構造的示意性剖視圖。
[0016] 圖8為觸摸屏顯示器的示意性剖視圖。
[0017] 在運些附圖中，類似的符號表示類似的元件。
【具體實施方式】
[0018] 現在參見圖1，基板14上涂布有包括納米線的導電層16。導電納米線層16在基板14 的第一主表面15的至少一部分上是基本連續的，并且有利地在第一主表面面積的至少 50 %、60 %、70 %、80 %或90 %上是基本連續的。導電納米線層16可沿基板連續涂布，或者可 W離散的塊或矩形施加，在離散的塊或矩形之間留有未涂布的基板區，運些塊或矩形具有 與制作的預期觸摸屏總尺寸相似的尺寸。所謂"基本連續的"是指該納米線W足夠的密度施 加，W使得基板的表面導電，已經認識到納米線層將包括單獨的線，運些線之間具有開口或 空間，例如，如W0 2007/022226中圖15B所示。
[0019] 導電納米線層16包括導電納米線。在本專利申請中，術語"納米線"是指具有高縱 橫比（例如，高于10)的導電金屬或非金屬長絲、纖維、棒、線絲、線、晶須或帶狀物。非金屬導 電納米線的例子包括但不限于:碳納米管(CNT)、金屬氧化物納米線（例如五氧化二饑）、準 金屬納米線(例如娃）、導電聚合物纖維等等。
[0020] 如本文所用，"金屬納米線"是指含有金屬元素、金屬合金或金屬化合物(包括金屬 氧化物)的金屬線。金屬納米線的至少一個橫截面尺寸小于500nm、或者小于200nm或者更優 選地小于l(K)nm。如上所述，金屬納米線具有大于10、優選地大于50、并且更優選地大于100 的縱橫比（長度：寬度）。合適的金屬納米線可基于任何金屬，包括但不限于銀、金、銅、儀和 鍛金的銀。
[0021] 可采用本領域已知的方法制備金屬納米線。具體地講，可在多元醇（例如乙二醇） 和聚乙締化咯燒酬存在的情況下，通過銀鹽(例如硝酸銀）的液相還原來合成銀納米線。均 一尺寸的銀納米線的大規模生產可根據Xia，Y. et al .，Chem.Mater.(2002)，14，4736-4745 (Xia，Y.等人，《材料化學》，2002年，第 14卷，第4736-4745頁）和Xia，Y. et al.，Nanoletters (2003)3(7)，955-960(Xia，Y.等人，《納米快報》，2003年，第3卷，第7期，第955-960頁）中所 述的方法進行準備。更多制備納米線的方法，諸如使用生物模板的方法，公開于W0 2007/ 022226 中。
[0022] 在一些實施例中，納米線分散于液體中，而基板上的納米線層是通過將含有納米 線的液體涂布到基板上然后使液體蒸發(干燥)或固化形成的。納米線通常分散于液體中， 從而有助于使用涂布機或噴涂機將納米線更均勻地沉積到基板上。
[0023] 可使用納米線在其中可形成穩定分散體(也稱為"納米線分散體"）的任何無腐蝕 性液體。優選地，納米線分散于水、醇、酬、酸、控或芳香族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等）中。更優 選地，該液體是揮發性的，具有不超過200攝氏度(°C)、不超過150°C或不超過100°C的沸點。
[0024] 此外，納米線分散體可含有添加劑或粘結劑，W控制粘度、腐蝕性、粘合性和納米 線分散性。合適的添加劑或粘結劑的例子包括但不限于簇甲基纖維素(CMC)、2-^乙基纖維 素化EC)、徑丙基甲基纖維素化PMC)、甲基纖維素(MC)、聚乙締醇(PVA)、S丙二醇(TPG)和黃 原膠(XG)，W及表面活性劑諸如乙氧基化物、烷氧基化物、環氧乙燒和環氧丙烷及其共聚 物、橫酸鹽、硫酸鹽、二橫酸鹽、橫基班巧酸鹽、憐酸醋和含氣表面活性劑(例如可W商品名 Zonyl購自杜邦的那些）。
[0025] 在一個例子中，納米線分散體或"油墨"包含按重量計從0.0025%至0.1%的表面 活性劑(例如，對于Zonyl? FS0-100，優選的范圍是從0.0025%至0.05% )、從0.02%至4% 的粘度調節劑(例如，對于HPMC，優選的范圍是0.02 %至0.5 % )、從94.5 %至99.0 %的溶劑 和從0.05%至1.4%的金屬納米線。合適的表面活性劑的代表性例子包括Zonyl FSN、Zonyl FSO'Zonyl FSH、T;riton(x100 、xll4、x45)、Dynol(604、607)、n_Dodecyl b-D-maltoside和 Novek。合適的粘度調節劑的例子包括徑丙基甲基纖維素化PMC)、甲基纖維素、黃原膠、聚乙 締醇、簇甲基纖維素、徑乙基纖維素。可存在于包含上述粘結劑或添加劑的納米線分散體中 的合適溶劑的例子包括水和異丙醇。
[0026] 如果期望改變W上公開的分散體的濃度，可增大或減小溶劑的百分比。然而，在優 選實施例中，其他成分的相對比例可保持不變。具體地講，表面活性劑與粘度調節劑之比優 選地在約80:1至約0.01:1的范圍內；粘度調節劑與納米線之比優選地在約5:1至約 0.000625:1的范圍內；納米線與表面活性劑之比優選地在約560:1至約5:1的范圍內。分散 體中各組分的比例可根據基板和應用使用的方法而改變。納米線分散體的優選粘度范圍為 介于約1和約1000cP(0.001和IPa-s)之間。
[0027] 圖1中的基板14可W是剛性或柔性的。該基板可W是透明的或不透明的。合適的剛 性基板包括(例如)玻璃、聚碳酸醋、丙締酸樹脂等等。合適的柔性基板包括但不限于:聚醋 (例如聚對苯二甲酸乙二醋(PET)、聚糞二甲酸乙二醋(PEN)和聚碳酸醋(PC))、聚締控(例如 直鏈、支鏈和環狀聚締控）、聚乙締化合物(例如聚氯乙締、聚偏二氯乙締、聚乙締醇縮醒、聚 苯乙締、聚丙締酸醋等等）、纖維素醋基（例如Ξ乙酸纖維素、乙酸纖維素）、聚諷諸如聚酸 諷、聚酷亞胺、有機娃和其他常規聚合物膜。合適基板的另外的例子可見于(例如)美國專利 6,975,067 中。
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