具有暗化的导体迹线的图案化基材制造技术

本发明专利技术提供了一种制品，所述制品具有：（a）基材，所述基材具有第一纳米结构化表面和相对的第二表面，所述第一纳米结构化表面在暴露于空气时是抗反射的；和（b）导体微图案，所述导体微图案设置在所述基材的所述第一表面上，所述导体微图案由限定多个开口区域单元的多条迹线形成。所述微图案具有大于80%的开口区域比率和均匀的迹线取向分布。所述导体微图案的所述迹线在垂直并朝向所述基材的所述第一表面的方向上的镜面反射率为小于50%。所述迹线中的每一条的宽度为0.5至10微米。所述制品可用于装置如显示器中，特别是可用于移动手持装置、平板电脑和计算机的触屏显示器中。所述制品还可用于天线中及用于EMI屏蔽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有暗化的导体迹线的图案化基材相关专利申请的交叉引用本专利申请要求提交于2011年2月2日的美国临时专利申请第61/438,800号的优先权，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。本专利申请涉及受让人同日提交的代理人档案号为68286US002的专利申请，该专利申请以引用方式全文并入本文。
技术介绍
本领域中已知基于金属的导体网格用于需要光透射和电传导的应用中的用途。此类应用的例子包括用于显示器电磁干扰的屏蔽。在该行业中，网格通常理解为指具有由开口区域隔以形成单元的连接迹线的图案几何形状。在当前的研究中已观察到，一些网格设计在当整合到显示器中并在反射的准直光（例如直射阳光）下观看时，可能产生不良视觉效果。示意性的不良视觉效果包括（如）由光干涉引起的反射光星暴图案和彩色反射光带（类似于彩虹），各自可在含有线性迹线和重复单元几何形状的网格被设置在未经改性的基材如塑料膜或玻璃上时观察到。具有线性迹线的网格的示意性例子包括具有六边形和正方形单元的那些。基于线性迹线的导体网格也会出现闪光，而闪光是反射光点的不良视觉外观。一些本领域技术人员已尝试通过在制造显示器如触屏显示器时使用波形迹线来减少叠置网格微图案的视觉外观。参看例如PCT国际专利公开No.WO2010/099132A2，其描述了具有透光基材和两个导电网格的制品如天线、电磁干扰屏蔽和触屏传感器，此类网格各自具有线性迹线，其中第一网格以一定的构造叠置在第二网格上以使迹线的可见性降到最低。其他人已尝试使用环境光减少构件如光学干涉构件。参看PCT国际专利公开No.WO2003/105248，其公开了一种光学干涉构件，所述光学干涉构件包括：半吸收构件层，所述半吸收构件层用于反射入射环境光的一部分；基本透明的层，所述基本透明的层用于相移环境光的另一部分；和反射层，所述反射层用于反射相移环境光，使得光的这两个反射部分异相，从而进行破坏性地干涉。
技术实现思路
当将网格整合到显示器中并在反射的准直光（例如直射阳光）下观看时，希望在降低其可见性方面改善基于金属的导体网格的视觉外观。本专利技术提供了使用基材的制品，所述基材具有与导体微图案设计组合的纳米结构化表面。当整合到显示器或装置中时，当在包括但不限于例如阳光的准直光或近准直光的光下观看显示器或装置时，该组合将减少例如星暴、闪光、晕圈和彩虹的不良视觉效果。可用的基材具有由本文讨论的若干方法形成的纳米结构化表面。这些方法包括反应离子蚀刻基材的第一主表面或在基材的主表面上形成结构化微粒涂层。可用的导体微图案设计包括：具有线性迹线和非线性迹线的设计；或具有非重复单元的设计；或微图案的单元不位于阵列上的设计；或具有均匀的迹线取向分布的设计，这些设计在本文中有所描述。在一个方面，本专利技术提供了一种制品，所述制品包括：（a）基材，所述基材具有第一纳米结构化表面和相对的第二表面，所述第一纳米结构化表面在暴露于空气时是抗反射的，和（b）金属导体，所述金属导体设置在基材的第一表面上，该导体由限定多个开口区域单元的多条迹线形成，其中每一个单元具有大于80%的开口区域比率和均匀的迹线取向分布，其中导体的迹线在垂直并朝向基材的第一表面的方向上的镜面反射率为小于50%，并且其中所述迹线中的每一条的宽度为0.5至10微米。在另一方面，本专利技术提供了一种制品，所述制品包括透明基材和金属导体，所述透明基材具有第一纳米结构化表面，所述金属导体设置在所述第一纳米结构化表面上，其中所述第一纳米结构化表面具有纳米特征物，所述纳米特征物的高度为50至750纳米、宽度为15至200纳米且横向间距为5至500纳米，并且其中所述导体的平均厚度为大于50纳米。在又一方面，本专利技术提供了一种制造微图案的方法，所述方法包括以下步骤：（a）提供基材，所述基材具有第一表面和相对的第二表面；（b）改性所述基材的所述第一表面以包括纳米特征物，所述纳米特征物的高度为50至750纳米、宽度为15至200纳米且横向间距为5至500纳米，并且导体的平均厚度为大于50纳米；（c）在包括纳米特征物的所述第一表面上沉积金属导体；（d）使用弹性体印模在导体上印刷自组装单层微图案；以及（e）蚀刻未被自组装单层微图案覆盖的导体，以产生与自组装单层微图案相符的导体微图案。在再一方面，本专利技术提供了一种制品，所述制品包括透明基材和呈微图案形式的导体，所述透明基材具有第一纳米结构化表面，所述呈微图案形式的导体设置在第一纳米结构化表面上；其中所述第一纳米结构化表面包括纳米特征物，所述纳米特征物的高度为75至250纳米、宽度为15至150纳米且横向间距为10至150纳米；其中所述金属导体的平均厚度为大于50纳米；其中所述微图案由限定多个开口区域单元的多条迹线形成；其中所述微图案的开口区域比率为大于80%；其中所述迹线中的每一条的宽度为0.5至3微米；其中所述纳米结构化表面包含基质和纳米级分散相；其中所述纳米级分散相包含粒度为10至250纳米的纳米粒子；并且其中所述纳米粒子以10%至75%的体积百分比存在于所述基质中。附图说明下面结合附图进一步描述本专利技术，在附图中：图1为规则的六边形微图案的示意性俯视平面图；图2为在本文中称为伪随机六边形微图案的多边形微图案的一部分的示意性俯视平面图；图3为基于规则的六边形并在本文中称为部分弯曲的六边形微图案的第一示例性非线性微图案设计的示意性俯视平面图；图3a为图3的微图案的几个单元的分解图；图4为基于规则的六边形并在本文中称为完全弯曲的六边形微图案的第二示例性非线性微图案设计的示意性俯视平面图；图4a为图4的微图案的几个单元的分解图；图5为一种伪随机弯曲设计的第三示例性非线性微图案的俯视平面图；图6示出了微图案中的单元，示出测定迹线的取向的测量方法；图7为示出用于图1的微图案的迹线区段的法线的取向柱状图；图8为示出用于伪随机六边形微图案的迹线区段的法线的取向柱状图，该微图案的一部分在图2中示出；图9为示出用于部分弯曲的六边形微图案的迹线区段的法线的取向柱状图，该微图案的一部分在图3中示出；图10为示出用于完全弯曲的六边形微图案的迹线取向的角度分布柱状图，该微图案的一部分在图4中示出；图11、11a和11b示出了可用于整合到例如显示器的装置中的第一微图案化基材的各个部分；图12、12a和12b示出了可用于整合到例如显示器的装置中的第二微图案化基材的各个部分；图13示出了可整合到装置中的第一微图案化基材和第二微图案化基材的叠置；图14为本文中称为完全弯曲的正方形微图案的第三示例性非线性微图案的俯视平面图；和图15示出了通过反应离子蚀刻制得的金属化纳米结构化基材表面的示意性横截面；图16为用于制备如本文所述包含结构化粒子涂层的示例性纳米结构化基材的示例性方法的示意图；图17A为用于制备本文所述示例性纳米结构化材料的示例性方法的示意图；图17B为图17A的聚合段的示意图；图17C为图17A的系列中两个拆开的聚合段的示意图；图18为通过反应离子蚀刻制得的实例15的基材的纳米结构化表面的俯视扫描电子显微照片（金属化前）；图19为实例15的基材的金属化纳米结构化表面的剖视透射电子显微照片（金属化后）；图20为实例15的基材的金属化纳米结构化表面的剖视扫描电子显微照片（金属化后）；图21为实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.02 US 61/438,8001.一种纳米结构化制品，包含：(a)基材，所述基材具有第一纳米结构化表面和相对的第二表面，所述第一纳米结构化表面在暴露于空气时是抗反射的，和(b)金属导体，所述金属导体设置在所述基材的所述第一纳米结构化表面上，所述导体由限定多个开口区域单元的多条迹线形成，其中每一个单元具有大于80％的开口区域比率和均匀的迹线取向分布，其中所述导体的所述迹线在垂直并朝向所述基材的所述第一纳米结构化表面的方向上的镜面反射率为小于50％，并且其中所述迹线中的每一条的宽度为0.5至10微米。2.根据权利要求1所述的纳米结构化制品，其中所述纳米结构化表面包含材料，所述材料包含分散在聚合物基质中的亚微米粒子，所述材料具有厚度、在所述厚度上的至少第一整体区域和第二整体区域，所述第一整体区域具有外部主表面，其中至少最外部的亚微米粒子由所述聚合物基质局部适形地涂布并共价结合到所述聚合物基质，其中所述第一整体区域和所述第二整体区域分别具有第一平均密度和第二平均密度，并且其中所述第一平均密度低于所述第二平均密度。3.一种纳米结构化制品，所述制品包含透明基材和金属导体，所述透明基材具有第一纳米结构化表面，所述金属导体设置在所述第一纳米结构化表面上，其中所述第一纳米结构化表面包含高度为50至750纳米、宽度为15至200纳米且横向间距为5至500纳米的纳米特征物，并且其中所述导体的平均厚度为大于50纳米。4.一种制造微图案的方法，所述方法包括以下步骤：提供基材，所述基材具有第一表面和相对的第二表面；改性所述基材的所述第一表面以包括高度为50至750纳米、宽度为15至200纳米且横向间距为5至500纳米的纳米特征物，导体的平均厚度为大于50纳米；在包含所述纳米特征物的所述第一表面上沉积金属导体；使用弹性体印模在所述导体上印刷自组装单层微图案；以及蚀刻未被所述自组装单层微图案覆盖的导体，以产生与所述自组装单层微图案相符的导体微图案。5.根据权利要求1或权利要求3所述的纳米结构化制品或根据权利要求4所述的方法，其中所述导体为由多条迹线形成的微图案，所述多条迹线限定连续网格的单元，所述连续网格具有以下特征中的至少一个：(a...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·H·弗雷，余大华，卡里·A·麦吉，罗慧，威廉·布雷克·科尔布，布兰特·U·科尔布，摩西·M·戴维，祖丽君，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：