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CN105474760B - 具有用于精确配准的基准标记的电子组件 - Google Patents

具有用于精确配准的基准标记的电子组件 Download PDF

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CN105474760B
CN105474760B CN201480046862.6A CN201480046862A CN105474760B CN 105474760 B CN105474760 B CN 105474760B CN 201480046862 A CN201480046862 A CN 201480046862A CN 105474760 B CN105474760 B CN 105474760B
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

本发明公开一种电子组件，该电子组件包括：基底，该基底在第一区中具有低对比度第一导电图案；高对比度基准标记，该基准标记位于基底的不同于第一区的第二区中，其中基准标记和第一导电图案配准；以及第二导电图案，该第二导电图案与第一导电图案对准。

Description

具有用于精确配准的基准标记的电子组件
背景技术
诸如柔性电子或光学部件的制品的制造，可以涉及沉积或形成在细长基底或幅材上的材料层的施加。具体地，通过多个沉积步骤，可以将材料的图案以层的形式沉积在细长基底，诸如幅材上。一些制品需要施加在基底的一侧或两侧上的特征部的精确配准。
为了实现层之间的准确配准，必须在基底穿过多个制造步骤移动时，保持横向(横维)定位和纵向(顺维)定位。当基底是柔性的或可拉伸的时，保持形成在基底上的层之间的配准变得更加复杂。一些制品以多个步骤制成，在这些步骤期间材料或工艺被依次施加到基底，要求每一工序精确位置配准。
发明内容
实施例列举
A.一种方法，所述方法包括：在基底上的第一区中形成覆盖图案化导电纳米线层的抗蚀剂层，以形成低对比度第一导电图案；基本上与第一导电图案同时，在基底的不同于第一区的第二区中形成高对比度基准标记，其中基准标记与第一导电图案配准；以及使用基准标记作为导引，形成与第一导电图案对准的第二图案。
B.根据实施例A所述的方法，其中第一导电图案具有大于约80％的光学透射率。
C.根据实施例A-B中任一项所述的方法，其中基准标记具有约0％至约50％的光学透射率。
D.根据实施例A-C中任一项所述的方法，其中基准标记和第一导电图案之间的配准的误差小于约20微米。
E.根据实施例A-D中任一项所述的方法，其中第一导电图案包括具有大小小于200微米的尺寸的特征部。
F.根据实施例A-E中任一项所述的方法，其中第二图案是导电的。
G.根据实施例F所述的方法，其中第二图案与第一导电图案对准并形成电子组件。
H.根据实施例A-G中任一项所述的方法，其中在基底上的第一区中的图案化导电纳米线层是通过以下步骤产生的：
在基底上涂覆包含纳米线的导电层；
在导电层上以抗蚀剂基质材料施加图案，以在基底上生成具有暴露导电层的一个或多个第一区域和具有抗蚀剂基质材料的一个或多个第二区域；
使抗蚀剂基质材料硬化或固化；
在图案上覆涂可剥离的聚合物层；
使可剥离的聚合物层硬化或固化；
从基底剥去可剥离的聚合物层；以及
在基底的一个或多个第一区域中从基底去除暴露导电层，以在基底上形成图案化导电层，其中图案化导电层包含由抗蚀剂基质材料覆盖的纳米线。
I.根据实施例H所述的方法，其中导电层上的图案通过选自以下项中的至少一种的方法来施加：照相平版印刷、柔性版印刷、照相凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂、照相平版印刷图案化和胶版印刷。
J.根据实施例A-I中任一项所述的方法，其中基准标记通过选自以下项中的至少一种的方法来形成：照相平版印刷、柔性版印刷、照相凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂、照相平版印刷图案化和胶版印刷。
K.一种电子组件，所述电子组件包括：基底，该基底在第一区中具有低对比度第一导电图案；高对比度基准标记，该基准标记位于基底的不同于第一区的第二区中；其中基准标记和第一导电图案配准；和第二导电图案，该第二导电图案与第一导电图案对准。
L.根据实施例K所述的电子组件，其中基准标记和第一导电图案以小于约100微米的尺寸精度配准。
M.根据实施例K-L中任一项所述的电子组件，其中基准标记和第一导电图案以小于约20微米的尺寸精度配准。
N.根据实施例K-M中任一项所述的电子组件，其中基底上基准标记和第二导电图案之间在可见光区域中的光学透射率的差异大于约50％％。
O.根据实施例K-N中任一项所述的电子组件，其中第一导电图案在可见光区域中具有约80％至约99.9％的光学透射率。
P.根据实施例K-O中任一项所述的电子组件，其中基准标记在可见区域中具有小于约50％的光学透射率。
Q.根据实施例K-P中任一项所述的电子组件，其中第二导电图案是电路互连。
R.根据实施例K-Q中任一项所述的电子组件，其中电路互连相对于第一导电图案是在面内的。
S.根据实施例K-R中任一项所述的电子组件，其中电路互连相对于第一导电图案是在面外的。
T.根据实施例K-S中任一项所述的电子组件，其中第一导电图案来源于第一油墨，并且基准标记来源于不同于第一油墨的第二油墨，并且其中第一油墨能够溶于选定的溶剂，并且第二油墨不溶于选定的溶剂。
U.一种具有实施例K-T中任一项所述的电子组件的显示器。
V.一种电子组件，所述电子组件包括：基底，该基底在第一区中包括第一导电图案，其中第一导电图案包含由抗蚀剂基质材料层覆盖的导电纳米线，并且其中导电图案在可见区域中具有大于约80％的光学透射率；基准标记，该基准标记位于基底的不同于第一区的第二区中，其中基准标记在可见区域中具有小于约50％的光学透射率，并且其中基准标记和第二导电图案以小于约100微米的尺寸精度配准；和第二导电图案，该第二导电图案与第一导电图案对准。
W.根据实施例V所述的电子组件，其中抗蚀剂基质材料具有约10纳米至约3000纳米的厚度。
X.根据实施例V-W中任一项所述的电子组件，其中抗蚀剂基质材料具有至少80％的光透射率。
Y.根据实施例V-X中任一项所述的电子组件，其中第二导电图案是电路互连。
Z.根据实施例V-Y中任一项所述的电子组件，其中电路互连来源于包含导电金属纳米粒子的油墨。
AA.一种具有实施例V-Z中任一项所述的电子组件的显示器。
BB.根据实施例AA所述的显示器，其中所述显示器是触摸屏显示器，任选地，其中触摸屏显示器是选自以下项的电子设备的部件：蜂窝电话、平板计算机、笔记本计算机、膝上型计算机、计算机显示器或电视。
在本申请中，“对比度”意为表示成通过指定公式计算出的数字的测定量(诸如两个区域的亮度)的相异程度。此定义来自于ASTM标准E284，“Standard Terminology ofAppearance(外观的标准术语)”。在最广泛意义上，“低对比度油墨”为不足以经目测从基底中分辨出来以允许在基底上进行第二操作以与预定图案直接配准的任何油墨。结合在以下实例3中所讨论的光学测试，呈现了一种更正式的定义。
在本申请中，“预定图案”意为可包括例如线、重复的线、迹线、符号、字母、图、图形、数字或它们的组合的图案；意为提前确定或选择以通过合适的复制方法诸如印刷来放置到基底上的图案。预定的图案可以包括具有大小小于1000、500、100、20、10或5微米的尺寸的特征部。
在本申请中，“基准标记”意为放置到基底上的符号、线、点或其他形状的图案，其作为参照点供成像系统用来获得关于幅材位移、幅材速度或幅材位置的信息。
在本申请中，关于数值、特性或特征的术语“约”或“大约”意为数值、特性或特征的+/-5％，但是也明确地包括在数值或特性或特征的+/-5％内的任何窄范围以及精确值。例如，“约”100℃的温度指从95℃到105℃的温度(包括端值)，但是也明确地包括任何更窄的温度范围或甚至在该范围内的单个温度，包括，例如，精确为100℃的温度。
在本申请中，关于特性或特征的术语“基本上”意味着特性或特征展示为在该特性或特征的98％内，但是也明确地包括在特性或特征的两个百分比内的任何窄范围，以及特性或特征的精确值。例如，“基本上”透明的基底指透射98％-100％(包括端值)的入射光的基底。
一旦考虑了包括“具体实施例”、“实例”和“所附权利要求书”在内的本公开其余部分，本领域普通技术人员即会更全面了解本发明的实质。
附图说明
本领域的技术人员应当了解，本发明的讨论仅是针对示例性实施例的描述，其并不旨在限制本公开的更广泛的方面，其中更广泛的方面体现在示例性构造中。
图1是包括印刷辊的印刷装置的透视图，印刷辊与沿着其横维宽度被分为多个区的刮刀刀片组件相邻。
图2是图1中的印刷装置的侧示意图。
图3是根据本公开的一个实施例的另选的印刷装置的透视图。
图4是具有无限长度导向的幅材的平面图，该幅材已具有通过根据本公开的装置印刷在第一区和第二区中的第一油墨和第二油墨。
图5是在基底的第一区中的导电纳米线层的示意性剖视图，其中导电纳米线层由图案化的抗蚀剂基质材料覆盖。
图6是由可剥离的聚合物层覆盖的图5的构造的示意性剖视图。
图7是可剥离的聚合物层去除后图6的构造的示意性剖视图。
图8是由第二导电图案部分地覆盖的图7的构造的示意性剖视图。
图9是用于评估两个基准标记的边缘可检测性的信号值对时间的曲线图。
图10是实例5中的与银纳米粒子油墨图案对准的基准标记的照片。
图11是根据实例5制备的电子组件的照片。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开相同或类似的特征部或元件。
具体实施方式
现在参见图1，其示出了适用于实施本公开的印刷装置20。印刷装置20包括印刷辊22和邻近印刷辊22的刮刀刀片组件24。在一些另选实施例中，辊22是给隔开的印刷辊间接着墨的传送辊，诸如网纹辊。印刷辊22可以是静轴辊或具有轴22a的转动轴辊。印刷辊22便利地是网纹辊，但是本发明可与例如用于柔性版印刷、照相凹版印刷、平版丝网印刷或旋转丝网印刷、喷墨印刷和双胶版印刷的设备一起工作。刮刀刀片组件24便利地包括支撑体25和刀片支撑体26。刀片支撑体26保持实际的刮刀刀片27。所示刀片支撑体26包括阻隔件28、30和32，它们将刀片支撑体26的横维宽度分成第一区42和第二区40。阻隔件28、30和32便利地由柔软弹性材料形成，该柔软弹性材料可以抵靠印刷辊22的一侧密封而不会将其划伤。
现在参见图2，其示出了图1的印刷装置20的侧视图。在此侧视图中，可以更好地理解刀片支撑体26是如何支撑刮刀刀片27的。在此视图中还可看到为了画面简洁而从图1省略的第一油墨分配器60a。第一油墨分配器60a连接到第一油墨供应源62以用于将第一油墨分配到刀片支撑体26的第一区(图1中的42)中。在此视图中，类似的第二油墨分配器60b设置在第一油墨分配器60a的后面并且从视野中隐藏，第二油墨分配器60b用于将第二油墨分配到第二区(图1中的40)中。根据用户偏好和/或设想的印刷类型，油墨分配器的形式可以采取多个形式，诸如喷管、喷涂器、送料刷、送料辊、敞口盘、封闭盘、敞口涂覆器(向前或反向刮涂)等等。
现在参见图3，其示出了适用于实施本发明的另选的印刷装置120。印刷装置120包括印刷辊122。印刷辊122可以是静轴辊或具有轴122a的转动轴辊。类似于上文的印刷装置20，印刷辊122便利地是网纹辊，但是本发明可与例如用于柔性版印刷、照相凹版印刷、丝网印刷、喷墨印刷和双胶版印刷的设备一起工作。在所示实施例中，印刷辊122与可围绕轴170a旋转的主着墨辊170相邻。着墨辊170通过主墨棒174在第一区172中涂第一油墨。第一区172中的第一油墨在第一接收区176中转移到印刷辊122。
支撑体178承载至少一个(在此所示实施例中，两个)辅助着墨辊180a和180b，每个辅助着墨辊分别通过第二墨棒182a和182b涂第二油墨。第二油墨在两个第二接收区184a和184b中转移到印刷辊122。基底，在许多便利实施例中是具有无限长度材料的幅材，然后可以常规方式与印刷辊122接触。
现在参见图4，其示出了具有无限长度的幅材200的平面图，幅材200已经具有通过如上文所讨论的装置中的一个分别印刷在第一区202和第二区204中的第一油墨和第二油墨。在第一区202内，已经印刷了预定图案206(例如，以低对比度油墨印刷的安全标记或以可溶油墨印刷的电子电路图案)。在第二区204中已经印刷了一对连续基准标记208。在各种实施例中，基准标记和预定图案以小于20、10或甚至5微米的尺寸精度配准。
在图4中未示出的实施例中，基准标记208可以是离散的非连续标记，这些标记可以单独使用或与连续基准标记结合使用。在非限制性示例中，离散基准标记可以提供顺维位置信息，而连续基准标记可以提供顺维图案位置信息。
在作为实例提供并且不旨在进行限制的一个实施例中，在幅材基底200上的第一区202中的预定图案206是通过在基底上涂覆导电层包括纳米线而形成的，如在3M文件69879US002中详细描述的。
参见图5，导线纳米线层316在基底314的第一区350的第一主表面315的至少一部分上，并且有利地在第一主表面315的至少50％、60％、70％、80％或90％的面积上是基本上连续的。导电纳米层316可以沿着第一基底区314连续涂覆，或可以呈离散块或矩形的形式施加，在它们之间留下未涂覆的基底区域，这些块或矩形具有与所生产的预期触摸屏的总尺寸类似的尺寸。所谓“基本上连续的”意味着纳米线以足够的密度施加以使基底的表面导电，应认识到纳米线层将包括单独的线，在这些单独的线之间存在开口或间隔，例如如在WO2007/022226中的图15B中所示的。
导电纳米线层316包括导电纳米线。在本申请中，术语纳米线指具有高纵横比(例如，高于10)的导电金属或非金属丝、纤维、杆、线丝、股线、晶须或带。非金属导电纳米线的示例包括但不限于碳纳米管(CNT)、金属氧化物纳米线(例如，五氧化钒)、准金属纳米线(例如，硅)、导电聚合物纤维等等。
如本文中使用的，“金属纳米线”是指包含元素金属、金属合金或金属化合物(包括金属氧化物)的金属线。金属纳米线的至少一个横截面尺寸小于500nm，或小于200nm，并且更优选地小于100nm。正如指出的，金属纳米线具有大于10，优选地大于50，并且更优选地大于100的纵横比(长度:宽度)。合适的金属纳米线可以基于任何金属，包括但不限于银、金、铜、镍和镀金的银。
可通过本领域已知的方法制备金属纳米线。具体地，银纳米线可以通过在多元醇(例如，乙二醇)和聚乙烯吡咯烷酮的存在下银盐(例如，硝酸银)的液相还原来合成。具有均匀大小的银纳米线的大规模生产可以根据例如在Sun等人的材料化学(Chem.Mater)(2002),14,4736-4745和Sun等人的纳米快报(Nanoletters)(2003)3(7),955-960中描述的方法来制备。在WO 2007/022226中公开了制备纳米线的更多方法，诸如使用生物模板。
在某些实施例中，将纳米线分散在液体中并且通过将含纳米线的液体涂覆到基底上然后允许液体蒸发(干燥)或固化来在基底上形成纳米线层。通常将纳米线分散在液体中以有利于通过使用涂覆器或喷涂器更加均匀地沉积到基底上。
可以使用纳米线可以形成稳定分散体(也称为“纳米线分散体”)的任何非腐蚀性液体。优选地，将纳米线分散在水、醇、酮、醚、烃或芳族溶剂(苯、甲苯、二甲苯等等)中。更优选地，液体是挥发性的，具有不超过200摄氏度(℃)、不超过150℃或不超过100℃的沸点。
另外，纳米分散体可以包含添加剂或粘结剂以控制粘度、腐蚀性、粘附性和纳米线分散。合适的添加剂或粘结剂的示例包括但不限于羧基甲基纤维素(CMC)、2-羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、聚乙烯醇(PVA)、三聚丙烯二醇(TPG)和黄原胶(XG)；以及表面活性剂，诸如乙氧基化物、烷氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷以及它们的共聚物、磺酸盐、硫酸盐、二磺酸盐、磺基琥珀酸酯、磷酸酯和含氟表面活性剂(例如，以商品名Zonyl购自杜邦公司(DuPont)的那些)。
在一个实例中，纳米线分散体或“油墨”包含按重量计0.0025％至0.1％的表面活性剂(例如，对于FSO-100优选范围是0.0025％至0.05％)、0.02％至4％的粘度调节剂(例如，对于HPMC优选范围是0.02％至0.5％)、94.5％至99.0％的溶剂和0.05％至1.4％的金属纳米线。合适的表面活性剂的代表性示例包括Zonyl FSN、Zonyl FSO、Zonyl FSH、Triton(x100、x114、x45)、Dynol(604、607)、正十二烷基b-D-麦芽糖苷(n-Dodecyl b-D-maltoside)和Novek。合适的粘度调节剂的示例包括羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、黄原胶、聚乙烯醇、羧基甲基纤维素、羟乙基纤维素。可以存在于纳米线分散体中的合适溶剂的示例包括前述粘结剂或添加剂，包括水和异丙醇。
如果需要改变上文公开的分散体的浓度，可以增加或降低溶剂的百分比。然而，在优选实施例中，其它成分的相对比率可以保持不变。具体地，表面活性剂与粘度调节剂的比率优选地在约80:1至约0.01:1的范围内；粘度调节剂与纳米线的比率优选地在约5:1至约0.000625:1的范围内；并且纳米线与表面活性剂的比率优选地在约560:1至约5:1的范围内。分散体的组分的比率可以根据所使用的基底和施加方法来修改。纳米线分散体的优选粘度范围是介于约1和1000cP(0.001和1Pa-s)之间。
图5中的基底314可以是刚性或柔性的。基底可以是透明的或不透明的。合适的刚性基底包括，例如，玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等等。合适的柔性基底包括但不限于：聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚碳酸酯(PC))、聚烯烃(例如，直链、支链和环状聚烯烃)、聚乙烯(例如，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等等)、纤维素酯基(例如，三乙酸纤维素、乙酸纤维素)、聚砜诸如聚醚砜、聚酰亚胺、硅酮以及其它常规聚合物膜。另一种合适的基底是以商品名WillowFlexible Glass购自纽约州康宁市的康宁有限公司(Corning,Inc.,Corning,NY)的柔性玻璃材料。合适的基底的另外示例可见于例如美国专利6,975,067。
任选地，基底的表面可经预处理以使表面准备更好地接收纳米线的后续沉积。表面预处理起到多个功能。例如，表面预处理允许均匀纳米线分散体层的沉积。另外，表面预处理可以在基底上固定纳米线以用于后续处理步骤。此外，预处理可以结合图案化步骤实施以实现纳米线的图案化沉积。如在WO 2007/022226中描述的，预处理可以包括任选图案化中间层的溶剂或化学洗涤、加热、沉积以向纳米线分散体呈现适当的化学或离子状态，以及进一步的表面处理，诸如等离子体处理、紫外线辐射(UV)-臭氧处理或电晕放电。
形成纳米线层316的纳米线分散体可以以被选择来实现期望的光学和电子特性的给定厚度施加到基底。此施加使用已知涂覆方法诸如狭缝涂覆、辊式涂覆、迈耶尔棒涂覆、浸渍涂覆、幕式涂覆、斜板式涂覆、刀片涂覆、凹版涂覆、缺口棒涂覆或喷涂来执行，从而在基底上产生导电纳米线层。纳米线层316还可以使用印刷技术，包括但不限于凹版印刷、柔性版印刷、丝网印刷、凸版印刷、喷墨印刷等等来非连续地沉积。此涂覆步骤可以作为辊到辊制程或以配件方式(piece-part fashion)来执行。
在沉积之后，通常通过蒸发将分散体的液体去除。蒸发可以通过加热(例如，使用干燥器)来加速。所得导电纳米线层可能需要后处理以使其更具导电性。这种后处理可以是如WO 2007/02226中进一步描述的涉及热暴露、等离子体、电晕放电、UV-臭氧或压力的工艺步骤。任选地，在用纳米线层涂覆基底后可以硬化或固化纳米线层。
任选地，可以通过使用非液体分散体涂覆的手段将层递送到基底表面315的过程将导电纳米线层316涂覆到基底314上。例如，纳米线层可以从供体基底干燥-转移到基底表面。作为另一示例，纳米线可以从气相悬浮液递送到基底表面。
在一个具体实施例中，纳米线的含水分散体(例如，以商品名ClearOhm Ink购自坎布利欧公司(Cambrios)的分散体)的层使用狭缝模涂覆技术以10.0至25微米范围的厚度施加到PET基底。可以选择涂覆配方(例如，总固体重量百分比和银纳米线固体重量百分比)，连同涂覆和干燥过程条件，以产生具有所设计的电子特性和光特性，例如期望的薄层电阻(Ohm/Sq)和光特性，诸如透射度(％)和雾度(％)的纳米线层。
由在基底上涂覆纳米线得到(例如，由纳米线分散体得到)的导电纳米线层316包括纳米线以及任选地粘结剂或添加剂。纳米线层优选地包括互连的纳米线网络。构成纳米线层的纳米线优选地彼此电连接，从而近似地或有效地形成薄层导体。纳米线层包括介于构成层的单独纳米线之间的空档，从而产生至少部分透射率(即，光透射率)。具有互连纳米线网络且具有介于单独纳米线之间的空档的纳米线层可以描述为透明导体层。
通常，纳米线层316的光学质量可以用包括光透射率和雾度的可测量特性来定量地描述。“光透射率”指透射通过介质的入射光的百分比。在各种实施例中，导电纳米线层的光透射率是至少80％并且可以高达99.9％。在各种实施例中，导电层诸如纳米线层的光透射率是至少80％并且可以高达99.9％(例如，90％至99.9％、95％至99.5％、97.5％至99％)。就在基底(例如，透明基底)上沉积或层合(例如，涂覆)纳米线层的透明导体而言，整体结构的光透射率相较于组成纳米线层的光透射率会轻微地减弱。可以结合导电纳米线层和基底呈现的其它层，诸如粘合剂层、抗反射层、抗炫光层，可以改善或减弱透明导体的总光透射率。在各种实施例中，包括沉积或层合在基底上的导电纳米线层和一个或多个其它层的透明导体的光透射率可以是至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少91％，并且可以高达至少91％至99％。
雾度是光漫射的指数。它指在透射期间与入射光分开并且散射的光的量的百分比。不同于光透射率(其很大程度上是介质的特性)，雾度通常是生产问题并且通常由介质的表面粗糙度和嵌入的粒子或成分异质性引起。根据ASTM标准号D1003-11，雾度可以定义为偏转大于2.5度的角度的透射光的比例。在各种实施例中，导电纳米线层的雾度不超过10％、不超过8％、不超过5％、不超过2％、不超过1％、不超过0.5％或不超过0.1％(例如，0.1％至5％或0.5％至2％)。就在基底(例如，透明基底)上沉积或层合(例如，涂覆)导电纳米线层的透明导体而言，整体结构的雾度相较于组成纳米线层的雾度会轻微地增加。可以结合导电纳米线层和基底呈现的其它层，诸如粘合剂层、抗反射层、抗炫光层，可以改善或减弱包括纳米线层的透明导体的总雾度。在各种实施例中，包括沉积或层合在基底上的导电纳米线层的透明导体的雾度可以不超过10％、不超过8％、不超过5％、不超过2％、不超过1％、不超过0.5％或不超过0.1％(例如，0.1％至5％或0.5％至2％)。“清晰度”是偏转小于2.5度的角度的透射光的比例。
导电纳米线层316的薄层电阻、透射率和雾度可以通过改变层和其组成材料，诸如纳米线的某些属性来调控。关于纳米线，它们可以例如改变组成(例如，银、铜、铜镍合金、金、铂)、长度(例如，1微米、10微米、100微米或大于100微米)、横截面尺寸(例如，10纳米、20纳米、30纳米、40纳米、50纳米、75纳米或大于75纳米的直径)。关于包括纳米线的导电层，它可以改变例如它的其它组分(例如，纤维素粘结剂，加工助剂诸如表面活性剂，或导电性增强剂诸如导电聚合物)或它的纳米线的面密度(例如，大于10个/平方毫米、大于100个/平方毫米、大于1000个/平方毫米或甚至大于10000个/平方毫米)。相应地，导电层或纳米线层的薄层电阻可以小于1,000,000欧姆/平方、小于1,000欧姆/平方、小于100欧姆/平方或甚至小于10欧姆/平方(例如，1欧姆/平方至1,000欧姆/平方、1欧姆/平方至500欧姆/平方、20欧姆/平方至200欧姆/平方、或25至150欧姆/平方)。导电层或纳米线层的透射率可以是至少80％并且可以高达99.9％(例如，90％至99.9％、95％至99.5％、或97.5％至99％)。导电层或纳米线层316的雾度可以不超过10％、不超过8％、不超过5％、不超过2％、不超过1％、不超过0.5％或不超过0.1％(例如，0.1％至5％或0.5％至2％)。
再次参见图5，抗蚀剂基质材料的图案施加到导电纳米线层316上，以在基底314上生成具有暴露导电纳米线层的一个或多个第一区域317和具有抗蚀剂基质材料的一个或多个第二区域322(例如，用于触摸屏的电路图案)。抗蚀剂基质材料320可以例如通过印刷施加到导电纳米线层316或在导电纳米线层316上图案化，并且当被如此施加后，其使得导电纳米线层在基底上更加粘附或受保护。
在某些实施方案中，基质材料320包括聚合物并且有利地包括光学透明聚合物。合适的聚合物抗蚀剂基质材料的示例包括但不限于：聚丙烯酸类，诸如聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈；聚乙烯醇；聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚碳酸酯(PC))；具有高芳香度的聚合物，诸如酚醛树脂或甲酚-甲醛聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基二甲苯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚硫化物、聚砜、聚亚苯基和聚苯基醚、聚氨酯(PU)、环氧树脂、聚烯烃(例如，聚丙烯、聚甲基戊烯和环烯烃)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、纤维素、硅树脂和其它含硅聚合物(例如，聚倍半硅氧烷和聚硅烷)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙酸酯、聚降冰片烯、合成橡胶(例如，EPR、SBR、EPDM)、以及含氟聚合物(例如，聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚六氟丙烯)、氟烯烃和烃类烯烃的共聚物(例如，)以及非晶碳氟聚合物或共聚物(例如，朝日玻璃公司(Asahi Glass Co)的或杜邦公司的AF)。
在其它实施例中，抗蚀剂基质材料320包括预聚物。“预聚物”指可以聚合和/或交联，以形成聚合物基质的单体的混合物或低聚物或部分聚合物的混合物，如本文所述。根据所期望的聚合物基质选择合适的单体或部分聚合物，在本领域技术人员的知识范围内。
在一些实施例中，预聚物是光可固化的，即，预聚物在暴露于辐射时聚合和/或交联。基于光可固化预聚物的抗蚀剂基质材料可以通过在选择性区域暴露于辐射，或通过将预聚物选择性放置在基底上随后均匀暴露于辐射来图案化。在其它实施例中，预聚物是可热固化的，其可以以类似方式来图案化，但使用热源暴露取代辐射暴露。
通常，抗蚀剂基质材料320作为液体施加。抗蚀剂基质材料可以任选地包括溶剂(例如，在施加期间)。任选地，溶剂可以在施加过程期间去除，例如，在利用可剥离的聚合物层覆涂之前。可以使用可以有效地溶剂化或分散基质材料的任何非腐蚀性溶剂。合适的溶剂的示例包括水、醇、酮、醚、四氢呋喃、烃类(例如，环己烷)或芳族溶剂(苯、甲苯、二甲苯等等)。溶剂可以是挥发性的，具有不超过200℃、不超过150℃或不超过100℃的沸点。
在一些实施例中，抗蚀剂基质材料320可以包括交联剂、聚合引发剂、稳定剂(包括，例如用于更长产品寿命的抗氧化剂和UV稳定剂以及用于更大贮藏寿命的聚合反应抑制剂)、表面活性剂等等。在一些实施例中，基质材料320还可以包括阻蚀剂。在一些实施例中，抗蚀剂基质材料本身是导电的。例如，基质可以包括导电聚合物。导电聚合物在本领域是已知的，包括但不限于：聚苯胺、聚噻吩和聚二乙炔。
在一些实施例中，抗蚀剂基质材料具有约10纳米至约2微米、约300纳米至约2微米、约20纳米至约200纳米、约40纳米到200纳米或约50纳米到200纳米的厚度。
在一些实施例中，抗蚀剂基质材料具有介于约1.30和2.50之间、介于约1.40和1.70之间或介于约1.35和1.80之间的折射率。
抗蚀剂基质材料320向导电纳米线层316添加了完整性并且可以促进导电纳米线层316与基底314的表面315的粘附性得到改善。
通常，抗蚀剂基质材料320是光学透明的材料。如果材料的光透射率在可见光区域(400nm–700nm)中是至少80％，那么该材料被认为是光学透明的。除非另外指明，否则本文所描述的所有层(包括基底)优选地是光学透明的。抗蚀剂基质材料的光学透明度通常由多个因素确定，包括但不限于：折射率(RI)、厚度、光滑度、整个厚度上RI的一致性、表面(包括界面)反射以及由表面粗糙度和/或嵌入粒子所引起的漫射。
如上文所讨论的，抗蚀剂基质材料320可以在选定的区域中固化和/或硬化成保护层，从而在导电纳米线层316上形成图案。“凝固或固化”指单体或部分聚合物(例如，包括少于150个单体单元的低聚物)聚合以便形成固体聚合物基质的过程或聚合物交联的过程。合适的聚合或交联条件是本领域已知的并且举例来说包括：加热单体、利用可见光或紫外线(UV)光、电子束辐射单体等等。另选地，“变硬或硬化”可能是由例如在不发生聚合或交联的情况下，抗蚀剂基质材料的干燥过程中的溶剂去除所引起的。
抗蚀剂基质材料320通过合适的图案化工艺来图案化。合适的图案化工艺包括减法方法，诸如照相平版印刷(其中抗蚀剂基质材料是光致抗蚀剂)。合适的图案化工艺还包括直接印刷。如上文所述，所印刷抗蚀剂的硬化或固化在下一个工艺步骤之前发生。合适的印刷机或图案化方法是已知的并且包括所示柔性版印刷机、照相凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂、照相平版印刷图案化和胶版印刷。
合适的图案涉及最小尺寸(宽度或长度)大于零微米，诸如大于0.001微米并且小于1微米、小于10微米、小于100微米、小于1mm或小于10mm的特征部。特征部大小的任何上限仅受进行印刷的基底的大小限制。就辊到辊印刷而言，这在幅材的机器方向上实际上是无限的。这些特征部可以采取可以图案化的任何形状，诸如星形、正方形、矩形或圆形。通常特征部将是对触摸敏感的平行线或栅格以用作触摸屏中的部件。
再次参见图5，当抗蚀剂基质材料320在基底314的第一区350中图案化时，基本上同时在基底314的不同于第一区的第二区400中印刷至少一个基准标记402。用于在第二区400中形成基准标记402的油墨相对于用于形成纳米线层316的油墨和用于在第一区350中形成抗蚀剂基质材料320的油墨应该优选地具有足够的对比度，以提供用于由合适的成像系统感测的一致的光学对比度。例如，在一些实施例中，用于抗蚀剂基质材料在第一区350中形成纳米线层316和320的油墨相对于基底材料314具有低对比度，并且当用肉眼在可见光中观察时可能非常浅或不可见。用于在第二区400中形成基准标记402的油墨相对于基底314具有比用于在第一区350中形成图案化层316、320的油墨更高的对比度，并且当用肉眼观察时，显得比层316、层320更暗或甚至暗黑。
基准标记402的不一致边缘检测直接解释为不准确的定位信息，所述信息用于覆盖或邻近层316、层320施加的任何另外印刷的层的动态对准。基准标记的质量可以与在印刷配准过程期间可靠地检测基准标记的能力相关联。幅材上的基准标记的检测在幅材上的不同标记之间需要一致，以便使用联机检测作为相关联图案的参照。尽管与图案化层316、320配准，质量差的基准标记402将使得图案化层316、320的位置模糊，以致于配准由于后续施加的图案化层而严格受限于低产量的点。
已观察到的基准标记质量的一个特征是标记的印刷密度。基准标记的检测取决于透过基底的任何光的吸收和后续透射阻挡。理想的基准标记将提供来自检测器的入射光的100％吸收，并且连同具有低响应时间波动的高速传感器，当幅材在传感器前经过时，在幅材位置对光透射率的曲线图中产生方波。将传感器调整为在介于感测到基准标记和未感测到基准标记之间的中点处触发(生成从低输出到高输出的输出信号电压变化)。作为非限制性示例，合适的基准标记将提供来自检测器的入射光的约100％至约50％的吸收，或约100％至约75％，或约100％至约90％(例如，约0％至约50％，或约0％至约25％，或约0％至约10％的光学透射率)。
合适的传感器将具有足够快速的响应时间以提供对基准标记402的可靠的联机幅材检测。合适的传感器的一个非限制性示例购自艾奥瓦州西得梅因市的Optex-Ramco公司(Optex-Ramco,West Des Moines,IA)，其具有约16μs的响应时间。
在各种实施例中，第二区400中的基准标记402和第一区350中的抗蚀剂材料320的预定图案的至少一部分配准。基准标记402和图案化抗蚀剂材料320之间的绝对配准误差仅由涉及柔性版印刷或照相凹版印刷的图案准确性的那些正常促成因素构成。造成正常图案不准确性的因素包括印刷后基底的非弹性变形以及印刷过程期间的弹性变形，一旦允许基底返回其未变形条件，这将导致图案变形。印刷后的非弹性变形的典型示例是PET膜的热收缩。印刷期间的弹性变形的示例是整个印刷过程中传送所需的正常幅材张力所致的压缩的(通常横维)或延展的(通常顺维)幅材应变。造成图案误差的其它因素是正常的板制造误差以及在安装过程期间板的变形。已知柔性版印刷的过程由于基底、板的表面能和油墨的表面张力而增加或减少图案上的局部特征部。所有这些已知图案化误差大于第二区400中的基准标记402和第一区350中的图案化抗蚀剂材料320之间的配准的误差。本质上，有关此基准图案化过程的对准误差被绝对地最小化并且不可能与正常印刷引起的误差分开。在一些实施例中，例如，基准标记402和图案化抗蚀剂材料320之间的配准的误差小于约100微米、小于约20微米或小于约10微米。
参见图6，在基底上的第一区350中，可剥离聚合物材料330施加在导电纳米线层316上并且抗蚀剂层320施加在基底314上(例如，例如通过印刷涂覆；或图案化到基底314上的导电纳米层316的一个或多个区域上)。这样施加后，可剥离聚合物材料330使得导电纳米线层316可通过剥去(例如，在可剥离聚合物材料330图案化的一个或多个区域中)去除。一般来讲，施加到导电纳米线层316的可剥离聚合物材料30与基底的粘附性小于施加到涂覆在基底上的相同导电纳米线层的抗蚀剂基质材料与基底的粘附性。一般来讲，施加到施用于导电纳米线层316的抗蚀剂基质材料320的可剥离聚合物材料330与抗蚀剂基质材料320的粘附性小于粘附到导电纳米线层316的抗蚀剂基质材料与抗蚀剂基质材料320的粘附性。
合适的可剥离聚合物材料易于涂覆并粘附到导电纳米线层316同时，不会不当地粘附到基底314或抗蚀剂基质材料320，由此使得层330可以从抗蚀剂基质材料320和基底314剥去。可剥离的聚合物层330的化学组成的选择取决于基底314、抗蚀剂基质材料320的选择以及导电纳米线层316的具体组成。
一个合适的可剥离的聚合物层包括聚乙烯醇(PVA)。已发现在一些实施例中PVA的大约8,000至9,000道尔顿(Da)的分子量是优选的。包括PVA的合适的可商购涂料组合物是购自伊利诺伊州罗林梅多斯市的麦德美柯图泰有限公司(MacDermid Autotype,Inc.,Rolling Meadows,IL)的麦德美Print&Peel。Print and Peel是水基的可丝网印刷清漆，其设计来选择性地印刷到诸多抛光表面上，起到易于去除的保护遮罩的作用。令人惊讶的是，据发现此组合物与纳米线层316的粘附性使得其足以从基底314的不需要区域中完全去除，同时易于在后续剥去操作期间使由抗蚀剂图案320覆盖的纳米线面积附接到基底。
另一种可商购的可剥离聚合物材料是购自堪萨斯州肖尼市的纳兹达油墨技术公司(Nazdar Ink Technologies,Shawnee,KS)的纳兹达Nazdar 303440WB水基可剥离遮罩(Waterbase Peelable Mask)。另一种合适的可剥离的聚合物层可以通过将聚乙烯醇(PVA)和购自联合碳化物公司(Union Carbide)的Triton X-114(或另一种合适的表面活性剂)以及去离子水混合来配制。一种合适的配方可以包括20重量％的PVA(8,000至9,000Da分子量)、2重量％的Triton X-114和余量的去离子水。
优选地，可剥离的聚合物层330呈液体状态递送到抗蚀剂基质材料320图案化的基底314。可剥离的聚合物层330通过将可剥离的聚合物层形成液体施加到抗蚀剂基质材料图案化的基底来形成。在通过涂覆器施加后，可以任选地使用干燥器来硬化或固化可剥离的聚合物层330。可剥离的聚合物层形成液体使用已知施加方法施加到基底，施加方法诸如狭缝涂覆、凹版涂覆、辊式涂覆、溢流涂覆、缺口棒涂覆、喷涂、热压层合、丝网印刷或真空层合。
如图5所示，基底315在第一区350中具有导电纳米线层316和抗蚀剂基质材料图案320的表面包括：i)具有暴露导电纳米线层316的一个或多个第一区域317和ii)具有由抗蚀剂基质材料覆盖的导电纳米线层的一个或多个第二区域322。一般来讲，抗蚀剂基质材料区域相对于暴露的导电纳米线层区域凸起。一般来讲，在抗蚀剂基质材料区域和暴露导电纳米线层区域之间的边界处，存在浮雕改变。此类浮雕改变的一个示例是暴露导电层区域和抗蚀剂基质材料的抗蚀剂基质材料区域之间的阶跃边缘。阶跃边缘可以具有高度(如大约是在前述示例中的抗蚀剂基质材料的厚度)并且其可以具有横向延伸(例如，距离，大约在平行于基底的面中，阶跃边缘存在于面上)。根据浮雕的变化，并且根据抗蚀剂基质材料和暴露导电层区域的面内几何形状(例如，形状和大小)，使基本上整个暴露导电材料表面与可剥离的聚合物层相接触可能是挑战性的。如果暴露导电纳米线层区域的一部分不与可剥离的聚合物层接触，那么在后续剥去步骤期间该部分可能不能成功地去除或具有高图案保真性。因此，在一些实施例中，将可剥离聚合物形成液体施加到抗蚀剂基质材料图案化的基底，其中暴露导电层的至少50％，优选地至少75％，更优选地至少90％，更优选地至少95％，更优选地至少99％以及最优选地100％由可剥离的聚合物层材料接触。
至于递送到抗蚀剂基质材料图案化的基底的可剥离的聚合物层形成液体，它可以是聚合物溶液、聚合物分散体、单体溶液、单体、单体混合物或熔体。液体可以包括微量的辅助组分(例如，光引发剂、表面活性剂、粘度调节剂)。可剥离的聚合物层不作为固体(例如，粘弹性固体，诸如表现出可测量的屈服应力的交联压敏粘合剂，屈服应力将限制粘合剂和暴露纳米线材料区域中的暴露导电材料或纳米线材料之间的接触程度)递送。液体状态的可剥离层的施加实现在从抗蚀剂基质材料图案化的基底剥去可剥离的聚合物层之后导电层或纳米线层的高分辨率(高保真性)图案化。
可剥离的聚合物层形成液体的粘度可以考虑将用于递送液体至抗蚀剂基质材料图案化的基底的施加方法来选择。例如，对于聚合物溶液、单体或单体溶液的狭缝涂覆、辊式涂覆、凹版涂覆、溢流涂覆、缺口棒涂覆、丝网印刷或喷涂：粘度可以介于1cps和10,000cps(0.001和10Pa-s)之间，优选地介于10cps和2,500cps(0.01和2.5Pa-s)之间。对于聚合物熔体的热压或真空层合，粘度可以介于10,000cps和100,000,000cps(10Pa-s和100Pa-s)之间。可剥离的聚合物层形成液体优选地具有零屈服应力。一些可用的可剥离的聚合物层形成液体可以显现出非常低的屈服应力，优选地小于100Pa，更优选地小于50Pa，甚至更优选地小于5Pa，甚至更优选地小于1Pa的屈服应力。
可剥离的聚合物层330在基底314的第一区350中的第一主表面315的至少一部分上，并且有利地在第一主表面的至少50％、60％、70％、80％或90％的面积上是基本上连续的。可剥离的聚合物层可以呈离散块或矩形的形式施加，在它们之间留下未涂覆的基底区域，这些块或矩形具有与所生产的预期触摸屏的总尺寸类似的尺寸。所谓“基本上连续的”意味着可剥离的聚合物层施加在多个图案化的抗蚀剂基质材料线、迹线或离散特征部上，由此使得可剥离的聚合物层不仅覆盖图案化抗蚀剂基质材料320，而且覆盖存在于图案化抗蚀剂基质材料层之间的导电纳米线层316。通常，将均匀厚度的且连续的可剥离聚合物材料涂层施加在基底的至少一些部分上，但是不必施加在基底的整个宽度或长度上。例如，基底的中间部分可以用可剥离聚合物材料涂覆而沿着每个边缘的条或边保持未涂覆。
在此所述的方法具有若干优点。第一，通过浇铸作为液体形成的可剥离的聚合物层，有可能制造可剥离的聚合物层和导电纳米线层之间的非常紧密的接触。第二，这种紧密接触阻止导电纳米线层的去除部分在可剥离的聚合物层去除后落到基底上，从而避免基底的污染，这可以实质上降低产品产量。最后，在覆涂步骤之后，可剥离的聚合物层可以在运输、装卸和转换加工操作期间保留在适当位置，从而起到保护性膜的作用并且消除对于事后施加另外的衬件的需求，如果导电纳米线材料是使用激光消融来图案化就会这样。
可剥离的聚合物层以足够的厚度施加以覆盖图案化抗蚀剂基质材料320和导电纳米线层316。通常，可剥离的聚合物层的厚度是约2μm至约10μm、或10μm至25μm、或25μm至约100μm。在施加可剥离的聚合物层后，按需使该层硬化或固化。可以使用任选的干燥器以加速硬化或固化过程。较薄的可剥离聚合物材料层是优选的，因为它需要更少的能量来从涂料组合物中去除溶剂，从而使得干燥更快，并且因此处理时间更短。在一些实施例中，可将任选的预遮罩(图6中未示出)层合到可剥离的聚合物层330的表面，以在剥去步骤期间提供机械支撑。
现在参见图7，可剥离的聚合物层330被剥去。可剥离的聚合物层330可以通过各种各样的技术来去除，例如，使基底314的所有施加层通过分层辊隙(图7中未示出)。将在基底的没有图案化(例如，印刷的)抗蚀剂基质材料320保护的区域中的可剥离的聚合物层330与附接的导电纳米线材料316从基底314去除。从基底314剥去可剥离的聚合物层330去除了基底的选定的区域中的导电纳米线材料316，从而形成图案化的纳米线层，其中保留在基底314上的纳米线层的每个区域由抗蚀剂基质材料320覆盖。
现在参见图8，一旦图案化纳米线层316在基底314的第一区350中形成，在后续印刷或施加步骤中，在图案化纳米线层316上形成第二材料图案360。使用基准标记402作为导引，使第二图案360与银纳米线层320对准。第二材料图案可以用任何合适的方式施加，例如包括但不限于柔性版印刷、丝网印刷、照相凹版印刷、喷墨印刷、胶版平版印刷和图案化喷涂。在其它实施例中，第二材料图案360可以通过抬起工艺形成，其中金属化层可以通过真空沉积来沉积。例如，来自以下实例2的金属化层可以通过以下方式形成为与图案化纳米线层316配准：印刷水溶性层(例如在以下实例1中印刷的层)，真空沉积金属，接着最后洗涤抬起层，从而使真空沉积的互连层360与图案化纳米线层316配准。
第二材料图案360可以由各种各样的材料形成，这些材料在本文中一般称为“油墨”，它们可以被选择来提供一个或多个可用特性。例如，可以出于油墨的电(导电或绝缘)特性、光特性(例如，折射率、雾度或透射特性)或甚至声学特性来选择生成第二图案360的油墨。
在一些实施例中，第二材料图案360可以是导电的。例如，第二图案可以是银纳米粒子油墨，在一些情况下可以形成覆盖图案化纳米线层的所选部分的导电迹线。基准标记402的边缘感测确保银纳米粒子油墨360准确施加而与抗蚀剂基质材料320配准，这继而确保导电迹线360相对于银纳米线层316准确放置。导电迹线360继而可以连接到柔性电路、导电粘合剂或任何其它类型的导体，以形成电子设备。电子设备然后可以并入电子部件中，例如显示设备，诸如液晶显示器。
尽管可以使用允许确定预定图案的位置的任何基准标记图案，但是一些可能性提供不同的优点。具体地，可用于确定移动幅材的顺维位置和/或横维位置的基准标记，以及涉及那些图案的方法，可见于共同待审的和共同转让的以下美国申请：2010/0196607，“Systems and methods for fabricating displacement scales(用于制造位移标尺的系统和方法)”；2010/0188668，“Total internal reflection displacement scale(全内反射位移标尺)”以及2011/0247511，“Apparatus and Method for Making Fiducials on aSubstrate(用于在基底上制备基准的装置和方法)”。具体地，图4中以208示出的基准标记在US 2011/0257779，“Phase-locked Web Position Signal Using Web Fiducials(使用幅材基准的锁相幅材位置信号)”中公开。
现将在以下实例中更加详细地描述本公开的实施例，以下实例并非旨在进行限制。
实例1
构造大体如图1和图2所示的印刷装置。印刷辊的直径是12cm。辊在第一区和第二区中均具有连接的菱形的预定图案。在不锈钢刮刀刀片上，三个阻隔件由可作为3M ESPE7302EXPRESS从明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company of St.Paul,MN)商购获得的乙烯基聚硅氧烷印模材料抵靠辊形成。
如美国专利4,895,631中公开的水溶性油墨分配到第一区中的刮刀刀片上，而可作为9301不透明白色UV柔性版油墨从堪萨斯州肖尼市的纳兹达油墨技术公司商购获得的UV可固化非水溶性油墨分配到第二区中的刮刀刀片上。在允许辊被着墨的暂停之后，印刷在常规聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的基底上开始，以2m/min的线速度输送并且处于1磅/线英寸(1.75N/cm)的张力下。幅材通过UV固化站，该UV固化站具有可作为型号I250B从马里兰州盖瑟斯堡市的福深紫外线系统有限公司(Fusion UV Systems,Inc.ofGaithersburg,MD)商购获得的微波光源，该微波光源连接到可作为型号VPS-48也从福深紫外线系统有限公司商购获得的电源。此站点设定为40％的功率并且供应有8SCFM的氮。这使得第二油墨变成非溶性的。
实例2
根据实例1的膜通过常规类型的溅射沉积装置，诸如与美国专利5,440,446(Shaw等人)和7,018,713(Padiyath等人)中描述的系统相似的辊到辊真空室。将40nm厚的氧化铟锡(ITO)层在第一区中沉积在基底上。然后用水冲洗该膜，使得水溶性油墨带着在预定图案上方的溅射层的一部分在第一区中溶解掉。在用水冲洗之后，在第二区中用UV可固化油墨印刷的基准标记保留在膜上。以此方式形成的预定图案可以具有尺寸小于20密耳(0.5mm)的特征部。
实例3
构造大体如图3所示的装置。将可作为9301不透明白色UV柔性版油墨从纳兹达油墨技术公司商购获得的第一油墨在第一区中从第一墨棒分配到微柔性版印刷辊上。微柔性版印刷辊在第一区中具有间隔开的矩形的预定图案。将可作为9319基础过程蓝色UV柔性版油墨从纳兹达油墨技术公司商购获得的第二油墨在第二区中从第二墨棒分配到微柔性版印刷辊上。微柔性版印刷辊在第二区中具有间隔开的矩形的预定图案。将这些油墨从网纹辊印刷到涂覆有硅氧烷剥离衬件并且然后在上方涂覆有压敏粘结剂薄层的白纸的基底上，压敏粘结剂具体为具有90重量％的丙烯酸异辛酯和10重量％的丙烯酸的无规共聚物。在印刷之后，幅材通过UV固化站，该UV固化站具有可作为型号I250B从福深紫外线系统有限公司商购获得的微波光源，该微波光源连接到可作为型号VPS-48也从福深紫外线系统有限公司商购获得的电源。此站点设定为40％的功率并且供应有8SCFM的氮。此特定膜和油墨组合物模拟某些安全标记应用；并且在油墨干燥后，第一区内的图案在正常室内照明下对肉眼几乎不可见。然而，第二区中的油墨明晰并且明显可见。
通过使用可从新泽西州特伦顿市的普林斯顿仪器公司(Princeton Instrumentsof Trenton,NJ)商购获得的MICROMAX光度相机测量相邻的着墨区域与未着墨区域的反射率，来对着墨区域和区1内的基底之间的此低对比度进行评估。在8.6、17.5和30.0的最大角孔径处，并且在照明光锥等于采集光锥的条件下收集数据。结果在表1中呈现并且每个条目表示在着墨基底的不同随机部分中的五次试验的平均值。Rs是单位为任意单位的基底的反射率。Ri是单位为任意单位的着墨区域的反射率。三个值从这些值中计算得到：Cc是Rs/Ri，Ca＝(Rs–Ri)/Ri，并且Cb＝(Rs–Ri)/((Rs+Ri)/2)。
表1
“低对比度油墨”的一个定义可以规定为当在30.0°孔径处且照明光锥等于采集光锥的情况下测量Rs值和Ri值时，所计算的Cc值介于约0.9和1.1之间。
实例4
实例3的印刷幅材抵靠常规印刷辊输送，常规印刷辊具有旨在对预定图案的特定最终用途进行补充的第二图案。尽管事实上不可见，但仍通过可见的基准标记知道第一预定图案的位置。然后通过例如印刷或层合将第二图案施加到幅材。使用例如美国2012/068376，“Apparatus for Guiding a Moving Web(用于导引移动幅材的装置)”的技术，幅材被便利地操纵进入第一预定图案和第二预定图案之间的适当配准。
实例5
在5加仑桶中通过搅拌混合由95重量％的ClearOhmTM Ink-N G4-02(购自加利福尼亚州桑尼维尔市的坎布利欧技术公司(Cambrios Technologies Corporation,Sunnyvale,CA))和5重量％的异丙醇(购自密苏里州圣路易斯市的西格玛奥尔德里奇(Sigma Aldrich,St.Louis,MO))构成的混合物以产生涂料制剂，下文称为纳米线制剂。使用狭缝模，以40ft/min的幅材速度大约20μm的目标预定量湿膜厚度将纳米线制剂涂覆到17英寸宽且和5密耳厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底(Melinex ST-504，购自德拉华州威尔明顿市的杜邦公司(Dupont,Wilmington,DE))的第一区上，涂覆13英寸宽，从而在基底上形成纳米线层。然后在空气冲击烘箱中将纳米线层加热到105℃的温度并持续大约2分钟，从而产生经涂覆且干燥的透明且导电的纳米线层。
使用Haze Gard Plus(马里兰州哥伦比亚市的BYK Gardner美国公司(BYKGardner USA,Columbia,MD))测量纳米线层和基底的光学透射率和雾度，并且测得分别为91.5％和1.7％。薄层电阻经测量介于40和50欧姆/平方之间，如通过两点探针测量所确定的。
使用单个图案化光致聚合物柔性版印刷压模将两种UV可固化印刷油墨(透光低对比度油墨和黑色高对比度油墨)结合沉积在纳米线涂覆的基底的两个独立区域上。印刷在纳米线涂覆的基底的中央第一区域上的第一油墨(Flint Group UFR0-0061-465U，伊利诺伊州巴特维亚的富林特集团北美印刷媒体事业部(Flint Group Print Media NorthAmerica,Batavia,IL))是透光的并且对肉眼几乎透明。利用两个独立着墨涂覆器印刷在纳米线涂覆的基底的外边缘上的第二油墨(Nazdar9300系列UV柔性版油墨，9334FR ProcessBlack(BW8)，堪萨斯州肖尼市的纳兹达公司)是黑色的，对肉眼几乎不透明，并且形成用于后续配准印刷的印刷基准标记。用于印刷电极和基准图案的柔性版印刷工具由明尼苏达州明尼阿波利斯的南方图形系统公司(SGS,Southern Graphics Systems(Minneapolis,MN))基于定义图案的图像制成。使用2.0BCM/平方英寸的网纹辊以30ft/min的速度印刷两种UV可固化油墨(定速以提供大约0.5至2.0微米的湿涂层)，并且将所得的图案化UV可固化层在氮吹扫环境中用来自Xeric Web公司(威斯康星州尼纳市的Xeric Web干燥系统公司(XericWeb Drying Systems,Neenah,WI))的水银弧光灯UV固化组件以高强度的UV光进行照射。在固化状态期间以20fpm的运行速度测量的UV强度在UVA波长下是0.552W/cm2并且在UVB波长下是0.519W/cm2。(UVA波长意味着基准315–400nm并且UVB波长意味着基准280–315nm)。
将具有Sunx#FD-42GW漫射同轴分支光纤的Optex#D3RF-TP光电传感器和Sunx#FX-MR2光纤变焦镜头距离基底大约1"(25mm)安装到镜片，其中抛光网纹辊作为透明PET基底上的支撑体和背景反射体。将镜片与反射支撑辊和辊上的透明基底对准以获得如在D3RF数字显示器上示出的最大反射信号。一旦针对最大信号完成镜片和纤维束的对准，就调整镜片到幅材的距离，以在D3RF数字显示器上提供100计数的反射信号。
在传感器显示与基底相关联的100计数的反射信号以“无基准标记”的情况下，将幅材向前转位直到基准完全覆盖基底上的可见“红色”传感器灯。数字读出从先前100计数降到更低的值，并且显示在D3RF上的此值取决于基准相对于无基准的基底的“暗度”或“对比度”。
图9中示出高对比度(暗)基准标记和低对比度(浅)基准标记的时间对信号值的曲线图。将时间值与50fpm的线速度相关并且可以直接与幅材位置相关联。尤其应注意的是以下事实：对于这两种标记不能使用相同的触发值，因为对于高对比度标记优选的触发电平当在低对比度基准标记上使用时处于非常接近低对比度标记的“下限”值或检测值的电平。不同标记之间感测基准方面的任何变化导致基准的边缘的位置的显著模糊性(由D3RF显示器上的大约55个计数的信号电平指示)。
在施加低对比度UV可固化印刷油墨，以在纳米线层上形成图案的同时，将第二高对比度UV可固化印刷油墨施加在基底的不同于第一区的第二区中，以形成基准标记。使低对比度UV可固化印刷油墨的图案和基准标记配准。为了改善边缘检测并增强后续施加层的准确放置，在第二区中形成基准标记的第二UV可固化油墨被选择来在干燥时提供相对于第一区中的透明纳米线油墨和UV可固化油墨的不同对比度。在此实例中利用的第二UV可固化油墨是可从堪萨斯州肖尼市的纳兹达公司商购获得的Nazdar 9300系列UV柔性版油墨，9344FR Process Black(BW8)。
制备由99重量％的MacDermid Print and Peel(科罗拉多州丹佛市的麦德美公司(MacDermid Inc.,Denver,CO))和0.25重量％的Tergitol S-15-7表面活性剂(购自密苏里州圣路易斯的西格玛奥尔德里奇)构成的混合物，以用作可剥离的聚合物层。使用胶版凹版涂覆方法利用36BCM/平方英寸的凹版辊和橡胶传送辊将可剥离聚合物组合物覆涂到来自先前步骤的印刷膜上。然后使涂覆膜通过空气冲击烘箱和IR烘箱，直到可剥离聚合物溶液无指痕干燥，然后将粘合剂衬件层合到它的表面。在输入到剩余配准印刷步骤的过程中，将层压机衬件去除，从而剥去可剥离聚合物并留下图案化的纳米线基底(覆盖有低对比度透光UV固化油墨)，黑色UV固化基准标记在膜的边缘上。透明纳米线油墨与透光UV油墨的期望效果是在PET膜上提供图案化的透明导体。具有抗蚀剂的图案化Cambrios在反射模式或透射模式下提供非常小的对比度或可见区别。形成基准标记的第二UV可固化油墨足够暗以提供与透明纳米线油墨和透光UV油墨不同的对比度。
在第二区中使用基准标记作为对准特征部或导引，将购自宾夕法尼亚州本萨勒曼的PChem联合公司(PChem Associates,Inc.,Bensalem,PA)的银纳米粒子柔性版印刷油墨的图案化层施加在第一区的所选部分上-在纳米线油墨上的透光UV可固化油墨上，而且施加在基底的所选部分上。银纳米粒子油墨形成电连接到第二纳米线油墨的选定的区域的导电迹线。使用由南方图形系统公司(SGS，明尼苏达州明尼阿波利斯)制造的图案化光致聚合物压模来印刷银纳米粒子柔性版印刷油墨。印刷图案由间距300μm的宽150μm的迹线组成，这些迹线是使用300BCM、900LPI的网纹辊以50fpm印刷的。材料利用单个IR单元和两个空气冲击干燥器以最大强度干燥。IR干燥设备来自Xeric Web系统公司(威斯康星州尼纳市的Xeric Web系统公司)。在108焦耳/平方英寸的银印刷过程中，IR灯泡是中等波长IR，功率输出为50fpm。冲击干燥器是串联的两个干燥器，每个干燥器具有六个干燥棒。将两个干燥器设定成275华氏度的空气温度和15psi的歧管供应压力。设备来自Flex Air公司(威斯康星州格林湾的Flex Air公司(Flex Air Inc,Green Bay,WI))。图10示出了与银纳米粒子油墨图案对准时的第二暗UV油墨的基准图案。由于图像是透射的并且银纳米粒子油墨不透明得多，所以银纳米粒子油墨显得更暗。在如通过传感器观察的反射光中，银纳米粒子油墨颜色更浅并且反光，而基准标记(在透射下显得更浅)是非常暗的黑色。图11示出了具有蓝色保护层合体的最终制品的部分的图像。图11中的照片示出了以银纳米粒子油墨印刷的电路互连和暗黑色基准标记(位于照片顶部)，基准标记用作将(图10中不可见)图案化透明纳米粒子油墨图案与后来印刷的电路互连油墨对准的参照。
在未脱离本公开的实质和范围的情况下，本领域普通技术人员可以实践本公开的其它修改和变型，本公开的实质和范围在附随的权利要求书中有更具体地示出。应当理解，各种实施例的方面可整体地或部分地与各种实施例的其它方面互换或结合。
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利或专利申请全文以一致的方式通过引用并入本文。在并入的参考文献的部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的技术人员能够实现受权利要求书保护的本发明而给定的前述说明不应理解为是对本发明范围的限制，本发明的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (30)

1.一种方法，所述方法包括：
在基底上的第一区中形成覆盖导电纳米线层的抗蚀剂层，以形成低对比度第一导电图案；
与所述第一导电图案同时，在所述基底的不同于所述第一区的第二区中形成高对比度基准标记，其中所述基准标记与所述第一导电图案配准；
使用所述基准标记作为导引，形成与所述第一导电图案对准的第二图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导电图案具有大于80％的光学透射率。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述基准标记具有0％至50％的光学透射率。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述基准标记和所述第一导电图案之间的配准的误差小于20微米。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述第一导电图案包括具有大小小于200微米的尺寸的特征部。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述第二图案是导电的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二图案与所述第一导电图案对准并形成电子组件。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中通过以下步骤在所述基底上的所述第一区中产生图案化导电纳米线层：
在基底上涂覆包含纳米线的导电层；
在所述导电层上以抗蚀剂基质材料施加图案，以在所述基底上生成具有暴露导电层的一个或多个第一区域和具有抗蚀剂基质材料的一个或多个第二区域；
使所述抗蚀剂基质材料硬化或固化；
在所述图案上覆涂可剥离的聚合物层；
使所述可剥离的聚合物层硬化或固化；
从所述基底剥去所述可剥离的聚合物层；以及
在所述基底的所述一个或多个第一区域中从所述基底去除所述暴露导电层，以在所述基底上形成图案化导电层，其中所述图案化导电层包含由所述抗蚀剂基质材料覆盖的纳米线。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述导电层上的所述图案通过选自以下项中的至少一种的方法来施加：照相平版印刷、柔性版印刷、照相凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂和胶版印刷。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述基准标记通过选自以下项中的至少一种的方法来形成：照相平版印刷、柔性版印刷、照相凹版印刷、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂、针涂和胶版印刷。
11.一种电子组件，所述电子组件包括：
基底，所述基底在第一区中包含低对比度第一导电图案；
高对比度基准标记，所述高对比度基准标记位于所述基底的不同于所述第一区的第二区中；其中所述基准标记和所述第一导电图案配准；和
第二导电图案，所述第二导电图案与所述第一导电图案对准。
12.根据权利要求11所述的电子组件，其中所述基准标记和所述第一导电图案以小于100微米的尺寸精度配准。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述基准标记和所述第一导电图案以小于20微米的尺寸精度配准。
14.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述基底上所述基准标记和所述第二导电图案之间在可见光区域中的光学透射率的差异大于50％。
15.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述第一导电图案在可见光区域中具有80％至99.9％的光学透射率。
16.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述基准标记在可见区域中具有小于50％的光学透射率。
17.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述第二导电图案是电路互连。
18.根据权利要求17所述的电子组件，其中所述电路互连相对于所述第一导电图案是在面内的。
19.根据权利要求17所述的电子组件，其中所述电路互连相对于所述第一导电图案是在面外的。
20.根据权利要求11-12中任一项所述的电子组件，其中所述第一导电图案来源于第一油墨，并且所述基准标记来源于不同于所述第一油墨的第二油墨，并且其中所述第一油墨能够溶于选定的溶剂，并且所述第二油墨不溶于所述选定的溶剂。
21.一种具有权利要求11-20中任一项所述的电子组件的显示器。
22.一种电子组件，所述电子组件包括：
基底，所述基底在第一区中包含第一导电图案，其中所述第一导电图案包含由抗蚀剂基质材料层覆盖的导电纳米线，并且其中所述导电图案在可见区域中具有大于80％的光学透射率；
基准标记，所述基准标记位于所述基底的不同于所述第一区的第二区中，其中所述基准标记在可见区域中具有小于50％的光学透射率，并且其中所述基准标记和所述第一导电图案以小于100微米的尺寸精度配准；和
第二导电图案，所述第二导电图案与所述第一导电图案对准。
23.根据权利要求22所述的电子组件，其中所述抗蚀剂基质材料具有10纳米至3000纳米的厚度。
24.根据权利要求22-23中任一项所述的电子组件，其中所述抗蚀剂基质材料具有至少80％的光透射率。
25.根据权利要求22-23中任一项所述的电子组件，其中所述第二导电图案是电路互连。
26.根据权利要求25所述的电子组件，其中所述电路互连来源于包含导电金属纳米粒子的油墨。
27.一种具有权利要求22-26中任一项所述的电子组件的显示器。
28.根据权利要求27所述的显示器，其中所述显示器是触摸屏显示器。
29.根据权利要求28所述的显示器，其中所述触摸屏显示器是选自以下项的电子设备的部件：蜂窝电话、计算机或电视。
30.根据权利要求29所述的显示器，其中所述计算机是笔记本计算机。
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