用于生产有图案涂层的工艺制造技术

一种生产物件的方法，包括：（a）提供包括在易失性液体载体中的非易失性成分的组合物，其中，所述液体载体呈包括连续相和在连续相中呈分散域形式的第二相的乳状液的形式，（b）当在涂覆和/或烘干过程中施加外部力以在基质的选定区域中相对于所述连续相引起所述分散域的选择性生长的同时，将组合物涂覆在无图案的基质的表面上，以及烘干所述组合物以移除所述液体载体，于是，所述非易失性成分自聚集以在所述基质的所述表面上形成呈图案形式的涂层，所述图案包括限定由外部力的构造确定的具有规则间距的单元的迹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】使用包括在易失性液体载体中的非易失性成分的组合物来产生有图案的物件的方法，其中液体载体呈包括有连续相和在连续相中呈域分散形式的第二相的乳状液的形式。【专利说明】用于生产有图案涂层的工艺相关申请的交叉引用本申请要求于2011年6月10日提交的美国临时申请系列号第61/495，582的优先权权益，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。
本专利技术涉及在基质上形成有图案的涂层。背景透明的、导电涂层在各种电子装置中是有用的。例如，这样涂层在需要静电消散、电磁干扰(EMI)屏蔽、透明导电层等应用中是有用的。具体的应用的示例包括:光学显示器、触摸屏显示器、无线电子板、光电装置、导电织物和纤维、加热器、有机发光二极管(OLEDS)>电致发光显不器以及电泳显不器(例如:电子纸)。转让给本专利技术的同一受让人的U.S.7,601, 406、7，566，360和7，736，693专利，其全文以参见的方式纳入本文，在上述专利中描述了由以乳状液涂覆在基质上、接着烘干以移除液体载体的导电纳米颗粒的自聚集形成的透明的、导电的涂层。液体载体的移除使纳米颗粒自聚集，并形成一系列的限定任意形状单元的网络的互连迹线。该网络在光学显微镜下是可见的。所产生的涂层是对可见光(400 — 800nm)是透明的，并且是导电的。该涂层相比于之前的透明导电涂层具有许多优点，特别是在生产和成本的好处上，在一些产品应用中，单元形状的随意性和无法精细调节单元尺寸和形状导致小于最优性能。
技术实现思路
本专利技术利用现有技术的乳状液基的自聚集纳米涂层的许多优点，还提供将纳米颗粒组件引导至带有受控的单元尺寸和形状的涂层的附加优点。在一个方面，描述了一种生产物件的方法，该方法包括:(a)提供包括在易失性液体载体中的非易失性成分的组合物，其中液体载体呈包括连续相和在连续相中呈分散域形式的第二相的乳状液的形式；(b)在涂覆和/或干燥的过程中施加外部力以使在基质的选定区域中相对于连续相的分散域选择性生长的同时，将组合物涂覆在无图案基质表面上，以及烘干该组合物以移除液体载体。外部力的施加使得非易失性成分自聚集并在基质的表面上形成呈图案形式的涂层，该图案包括限定具有由外部力的构造所确定的规则间距的单元的迹线。“非易失性成分”是在用于涂覆和干燥组合物的条件(温度、压力、相对湿度)下保留在基质的表面上的成分。相反地，“易失性成分”是在这些条件下蒸发的成分。合适的非易失性成分的示例包括纳米颗粒，例如:金属纳米颗粒。在一些实施例中，乳状液的分散域是各个水成域，而连续相包括比水成域更快地蒸发的有机溶剂。在其它实施例中，分散域是有机溶剂，以及连续相包括比有机域更快地蒸发的水成液体。如上提及的，单元的间距由外部力的构造确定。在外部力的各个特征之间的间距可影响单元间距重复外部力的构造的程度。在一些实施例中，外部力构造成包括特征在于特征之间的中心到中心间距范围在10 μ m到10mm、30 μ m到3mm、或50 μ m到2mm的多个特征。在一些实施例中,施加外部力包括使用迈耶杆(Mayer rod)将组合物涂覆在基质的表面上。在其它实施例中，施加外部力包括使用凹版滚筒(gravure cylinder)将组合物涂覆在基质的表面上。在一些实施例中，施加外部力包括在乳状液的烘干过程中用掩膜覆盖涂覆的乳状液。在一些实施例中，迹线是实心迹线，并且单元是呈空穴的形式。在其它实施例中，迹线是呈空穴的形式，以及单元被填充。在一些实施例中，在涂覆之前，基质对于可见光是透明的(即:对于具有在400 —SOOnm范围内的波长的光有至少60%的透光率)。涂覆工艺生产对可见光是透明的并且导电的物件，诸如具有500欧姆/平方米(Ohms/square)或更小的、或较佳地50欧姆/平方米(Ohm/sq)或更小的薄层电阻。在第二个方面，描述了一种生产物件的方法，该物件包括:Ca)提供包括在基质的表面上的底漆层的基质；(b)处理底漆层以形成有图案的底漆层；(C)用组合物涂覆有图案的底漆层，该组合物包括在易失性液体载体中的非易失性成分，所述液体载体呈包括连续相和在连续相中呈分散域形式的第二相的乳状液形式；以及(d)烘干组合物以移除液体载体。当烘干的时候，非易失性成分自聚集以在基质的表面上形成呈图案形式的涂层，该图案包括限定具有由有图案的底漆层确定的规则间距的单元的迹线。工艺可用于产生具有各种性质和结构的有图案的涂层。例如，它可用于产生透明的和导电的有图案的涂层。这样涂层用在诸如太阳电池、用于电视机和电脑的平板显示器、接触屏、电磁干扰过滤器等应用中。因为在图案中的间距中的开口的尺寸和形状由施加的力的构造控制，制备为覆层的最终用途的应用而特制的图案是可能的。确定在图案中的间距的迹线的宽度首要由乳状液的组合物和干燥性质确定。因此形成比传统打印技术更精细的迹线是可能的。例如，当诸如喷墨打印的传统打印技术能实现具有50微米宽度的打印线，本专利技术的工艺可产生低至10微米宽度的迹线。较细的迹线可改善涂层的透明度。除了优于传统打印技术的优点之外，该工艺还可提供优于产出随意形状单元的自聚集工艺的优点。例如，在电磁传输应用中，控制涂层的几何形状对于在放射线的传输/反射是重要的。选择具体的几何形状可允许放射线的窄频频带被非常不同地处理(传输、反射或衍射)，因此允许窄通带或窄阻带滤波器的制造。本专利技术还提供在制备用于诸如投射电容式触摸屏的技术的有源电极方面的优点。对于投射电容式触摸屏来说，许多制造商传统地使用透明导电涂层作为电极，并被要求形成这样材料的非常狭的线的图案。本专利技术在保持图案电阻的分布的严格控制的同时，可允许窄图案的形成。在以下的附图和说明中阐述一个或多个示例的进一步细节。从说明、从权利要求以及从附图中，本专利技术的其它特征、目的和优点将变得显而易见。【专利附图】【附图说明】图1(a)是使用包含纳米颗粒乳状液和凹版滚筒制备的有图案涂层的光学显微图。图1 (b)是用于制备图1 (a)中所示的涂层的凹版滚筒的光学显微图。图2 (a)是使用包含纳米颗粒乳状液和第二凹版滚筒制备的有图案涂层的光学显微图。图2 (b)是用于制备图2 Ca)中所示涂层的凹版滚筒的图案的附图。图3和4是使用包含纳米颗粒的乳状液和迈耶杆(Mayer) (2通道)制备的有图案涂层的光学显微图。图5是使用包含纳米颗粒乳状液和迈耶杆(I通道)制备的对比涂层的光学显微图。图6 (a) —(i)是用于制备有图案涂层的各种掩膜的示意图。标号“19.05”指代以毫米为单位的掩膜的尺寸。图7 (a) —(i)是示出图6 (a) —( i )中描述的掩膜的尺寸(孔直径或线宽度以及间距)的示意图。图8 (a) - (i)是使用在图6 Ca) 一(i)中描述的包含纳米颗粒乳状液和掩膜制备的有图案涂层的光学显微图。各图中相同的附图标记标示相同的构件。【具体实施方式】形成在无图案基质的表面上的有图案涂层的方法包括将涂层构件应用至基质的表面。涂层组合物包括非易失性成分(如在
技术实现思路
中限定的)和液体载体。液体载体是呈具有连续相和分散在连续相中的域的乳状液形式。合适的非易失性成分的示例包括金属和陶瓷纳米颗粒。纳米颗粒较佳地具有小于100纳米的D90值。具体的示例包括根据在U.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产物件的方法，包括：（a）提供包括在易失性液体载体中的非易失性成分的组合物，其中，所述液体载体呈包括连续相和在连续相中呈分散域形式的第二相的乳状液的形式，（b）当在涂覆和/或烘干过程中施加外部力以在基质的选定区域中相对于所述连续相引起所述分散域的选择性生长的同时，将组合物涂覆在无图案的基质的表面上，以及烘干所述组合物以移除所述液体载体，于是，所述非易失性成分自聚集以在所述基质的所述表面上形成呈图案形式的涂层，所述图案包括限定由外部力的构造确定的具有规则间距的单元的迹线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·马斯鲁德，L·曼戈利尼，E·L·格兰士特姆，A·贾巴，D·勒科塔曼，D·扎米亚，
申请(专利权)人：西玛耐诺技术以色列有限公司，
类型：
国别省市：