CN107093494B - 一种可转移图案化的导电薄膜及其制备与图案化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可转移图案化的导电薄膜结构及其图案化方法，通过在转移衬底上形成附着性增强层、导电层和感光膜层，在保证导电层与衬底的连接稳固性的情况下，进行图案化处理，形成可转移的导电图案，最后可通过转移衬底将导电图案转移至目标基底。提供了一种高稳定性、可兼容大面积量产的可转移的导电图案，为异形、曲面、可粘贴电子器件提供解决方案，具有较高的应用前景。

Description

一种可转移图案化的导电薄膜及其制备与图案化的方法

技术领域

本发明涉及导电薄膜领域，特别涉及一种可转移图案化的导电薄膜及其制备与图案化的方法。

背景技术

在目前，身处电子信息时代，许多的电子器件已经深入人们的生活，而大尺寸、柔性可弯曲、可转移为电子器件发展的大势所趋，电子触摸屏即是这些电子器件中的典型代表；毫无疑问，满足上述特征的触摸屏需要可图案化、可任意转移的导电薄膜，而且，在薄膜特性得到保证的基础上，我们希望实现的制程必须同时是简易、低成本并且环境友好的，以满足量产化和可持续化的要求。ITO材料自从被发现以来，在电光特性上的优越特性以及成熟的量产方法使其能够被一直沿用至今；但它的缺陷也一直让人诟病，例如资源的稀缺、不耐弯折、制程成本高等。由此人们后续发展了其他的导电材料，其中，金属纳米材料成为目前最有希望实现商用的替代性材料。

图案化导电薄膜的制备关键在于，如何在保证薄膜的低阻，高透，稳定的基础上，发展出一种低成本的制程方案。

目前，图案化导电薄膜的技术方案，可以分为化学法和非化学法两种方法。非化学制程方法中，工业化程度最高的是通过激光刻蚀，然而在激光刻蚀的过程中，很容易产生“爆点”，影响薄膜特性；为克服这一缺点，发展出一系列化学工艺制程，近年来的相关专利将光刻制程引进，试图解决上述关键问题。专利 CN 104575869在电极上形成图案化保护层，然后通过湿刻或气体刻蚀的方式图案化电极，在去胶过程中，电极容易受到有机溶剂的腐蚀。而后来，发展出光刻胶的工艺，一些专利(如专利CN 105259715、CN 103745783和CN105259715 等)通过往光刻胶或者感光干膜中混合导电材料，来形成导电的光刻胶，由于在高粘度的光刻胶体系中，导电材料的分散性差，这和获得高导电性导电薄膜的目标是相矛盾的；专利CN106020571将导电材料形成于感光干膜之上，通过曝光显影的方式得到图案化的电极，感光干膜既作为显影图案化的载体，同时也作为电极的衬底，由于最终图案化电极之下的感光干膜仍然存在，使薄膜透光率降低。在中国台湾专利I393153、I405221和美国专利US8426741、US9116442提出的方案中，感光性导电薄膜具有感光胶-纳米银线导电层-支撑层三层结构，支撑层相当于临时衬底的作用，纳米银线暂时分布在支撑层上；而后将感光胶背离导电层的一面转移至目标衬底，除去支撑层后，进行曝光显影，形成图形化电电极；感光胶是图案化的载体，同时使纳米银线内嵌其中，与目标衬底连接；然而既要使纳米银线内嵌于感光膜，又要维持低的电阻率，是一大挑战。

感光干膜简称干膜，一般由保护层-感光膜层-支撑层三层结构组成，广泛应用于PCB版的印刷之中。近年来，也开始用于触摸屏的电极制作，如专利CN 104850281中，感光干膜压覆在ITO上，通过黄光制程来形成导电图案。但是目前尚未有公开的技术方案，能够将感光膜层附着在金属纳米薄膜上，通过黄光制程形成导电图案。一般而言，在这种技术方案中，由于导电材料附着性较差而容易脱落，是一大阻碍。

发明内容

本发明要解决的问题是，提供一种既低阻、高透、稳定，又能实现大面积量产的可转移图案化的导电薄膜。

为了解决上述问题，本发明提供了一种可转移图案化的导电薄膜，包含有转移层、附着性增强层、导电层和感光膜层，所述的感光膜层设置在导电层上方，所述的导电层设置在附着性增强层上方，所述的附着性增强层设置在转移层上方。即通过将薄膜的导电层通过附着性增强层固定在转移层上，而在导电层上设置有感光膜层。在整体的导电薄膜结构中，因为增加了附着性增强层，能够将导电层上的纳米金属材料牢牢固定，解决了纳米金属材料与衬底黏附性差的问题；特别是在图案化的工序中，避免纳米金属材料从衬底上脱落，在利用后期大型自动化生产设备进行加工处理时，能够保持导电结构的稳定；即首先对可转移图案化的导电薄膜进行掩膜曝光，通过显影和刻蚀定义出导电图案，而后通过转移层，将整体已经图案化后的导电层进行转移。因为整个过程均可以通过自动化设备的操作(卷对卷制程)进行，可进行大规模生产；另外，与背景技术中的对比文件相比，本发明最终形成的导电薄膜，导电材料中并未引进高阻成分(如光刻胶)。且图案化工序完成后，导电薄膜结构中不存在感光膜层，避免了对导电薄膜的导电性和透光性造成影响。

附着性增强层由聚合物分子与交联剂形成。交联剂与聚合物分子通过反应后形成高聚结构，因为高聚结构为长链的结构，相互交织形成的结构形成网状结构，将纳米金属材料紧密包裹，通过这种网状结构的包裹，能够更加稳固地对需要进行固定的金属材料进行固定，一方面提高了纳米金属材料与衬底的黏附性，有效防止导电层脱落、位移、等其他品质降低情况的发生。因为若是黏附性较差，在后期图案化加工过程中，纳米金属材料容易从衬底脱离，对导电性造成破坏；另一方面增强了导电薄膜的稳定性，即增强了导电薄膜对机械力(如弯折、拉伸等) 和化学力(如长时间光照、水氧氧化、酸碱腐蚀)的耐受能力。

优选的，聚合物分子包含羟基或氨基基团。

优选的，聚合物分子为聚酯多元醇类、聚醚多元醇类或纤维素类。

优选的，聚合物分子为聚乙烯醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯多元醇、己二酸系聚酯二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、氰乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

优选的，交联剂为N-羟甲基类交联剂、N-羟甲基酰胺类交联剂、通过醚化树脂得到的低甲醛和超低甲醛交联剂、酚醛类交联剂、多元羧酸类交联剂、环氧化合物类交联剂、双环氧基与双氨基的反应性有机硅类交联剂、壳聚糖类交联剂、壳聚糖类与戊二醛的混合交联剂、水性聚氨酯类交联剂、乙烯砜类交联剂、含碳碳双键的丙烯酰胺类交联剂、乙二醛类交联剂、阳离子聚电解质类交联剂或无机或有机硼类交联剂。

优选的，交联剂为二羟甲基乙烯脲、二羟甲基二羟基乙烯脲、六羟树脂、1, 2,3,4-四羧酸丁烷、柠檬酸、马来酸、苹果酸、衣康酸、丙烯三酸、酒石酸、聚马来酸和聚马来酸-乙烯醇-丙烯酸、三聚氰酸三缩水甘油酯(TGIC)、双β- 羟乙基砜、双磺乙基砜、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚二烯二甲基氯化铵或多聚-L-赖氨酸。

转移层，包含有柔性衬底、胶黏层和离型膜，所述的柔性衬底设置在胶黏层上方，所述的胶黏层设置在离型膜上方。转移层的的作用有两个，一个是作为衬底，容纳和固定住附着性增强层，从而固定导电层，另一方面则是作为转移的粘性层，而在非粘性状态下，则需要对粘性层进行保护。而转移层的结构功能恰为如此。柔性衬底的作用就是作为衬底，为导电层提供一个良好的固定底座，而粘性层则是为了转移到目标物后的连接粘接，离型膜则是在非转移过程中，保证胶黏层的粘性，不粘上杂质。

优选的，柔性衬底的材料为塑料、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚醚砜、乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸脂、聚甲醛树脂 、聚酰亚胺、聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯类、金属箔片、超薄玻璃、纸质衬底、丝织物材料或生物复合材料。

优选的，胶黏层的材料为环氧树脂类、聚氨酯类、聚丙烯酸酯类、氯化烯烃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚醋酸乙烯类、马来酸树脂、氯化橡胶树脂、环化橡胶树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂或苯乙烯树脂。

优选的，离型膜为PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、BOPP离型膜、PE剥离膜、TPX离型膜、PVC剥离膜、PTFE 离型膜、PET离型膜、单硅离型薄膜、聚脂离型薄膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、耐高温离型膜、聚苯醚剥离膜、聚四氟乙烯隔离膜、聚乙烯离形膜或复合离型膜。

优选的，感光膜层包含有多官能单体、光引发剂和光聚合物。

优选的，多官能单体为不少于两个丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物、双酚 A的环氧乙烯或1,2环氧丙烯的添加剂或不少于三个丙烯酸酯的化合物。

优选的，多官能单体为乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、 N,N’-亚苄基双丙烯酰胺、甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯。

优选的，光引发剂为安息香、烷基二丙酮、蒽醌、4-(二烷基氨基)苯甲酸烷基酯或2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物Lobine二聚物。

优选的，光引发剂为安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、二丙酮、4,4’-双(二乙基氨基)二丙酮、氯二丙酮、4,4’-二甲基氨基二丙酮、2- 乙基蒽醌、2-正丁基蒽醌、4-(二烷基氨基)苯甲酸烷基酯或2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物Lobine二聚物。

优选的，光聚合物为丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或苯乙烯及其衍生物。

优选的，光聚合物为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸苯氧基甲酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、马来酸、马来酸酐或乙酸乙烯基酯。

导电层包含有金属纳米线或金属纳米颗粒。导电层中加入金属纳米线或者是金属纳米颗粒，是为了实现导电层的导电功能，而根据不同场景的导电需求，可以加入金属纳米线或者是金属纳米颗粒，以达到相应的导电效果。

优选的，金属纳米线或金属纳米颗粒的材料为金、银、铜或镍。

可转移图案化的导电薄膜可应用于柔性触摸屏、太阳能电池、柔性传感器、可穿戴器件、薄膜晶体管或平板显示器的制造。在这些领域上，本结构在提升产品品质与提升制造效率上，有较大的优势。

本发明提供一种可转移的导电图案，包含有转移层、附着性增强层、图案化的导电层；所述的图案化的导电层设置在附着性增强层上方，所述的附着性增强层设置在转移层上方。

导电图案为电子器件的关键之一，可直接直接作为元器件使用，如触控屏的触控线路；或者作为电极驱动，如各种传感器的电极、显示器件的驱动、薄膜晶体管的栅源漏电极或者太阳能电池的阴阳极等；或者作为电子器件的导线线路等。而本发明提供的可转移导电图案，可通过转移层转移并形成于任意衬底；借此为可转移电子器件提供了解决方案。

一种可转移的导电图案的形成方法，包括以下步骤：

S1曝光；

S2显影；

S3刻蚀；

S4去除感光膜层。

一种可转移的导电图案的形成方法，首先将本发明提供的一种可转移图案化的导电薄膜进行曝光；通过掩膜定义出图案区域，通过显影制程使得非图案区域的导电层暴露出来，而后进行刻蚀处理；图案区域的导电层有感光膜层的保护，所以刻蚀过程仅对裸露的导电层进行刻蚀，形成需要的图案，最后通过去胶工艺，将仍附着在导电层上的感光膜层进行去除，完成了图案化过程。最后在需要转移时，只需要将离型膜揭开，将胶黏层粘至目标位置即可完成转移。整个过程中因为都是围绕图案化与本身薄膜的结构设计，能够在保证不伤害薄膜结构的情况下，进行快速的图案化处理，即能够满足工业化快速生产的目标，因为本身在薄膜结构上，已经有了感光膜层，所以在生产过程中，只需要对掩膜或者曝光程序进行修改，既可以快速生产处不同的图案的薄膜，满足工业生产的需要。

本发明还公开一种可转移图案化的导电薄膜的形成和图案化的大规模生产方法，其特征在于，应用卷对卷制程。本发明的可转移图案化导电薄膜的制备以及后续的图案化可以通过卷对卷制程一次性进行制备实现，减少了生产的加工环节，提高了生产的效率。该制程包含以下工序：收放卷、表面处理、清洗、涂布、浸泡、加热、覆膜、曝光、显影、刻蚀、去胶。

在本发明所公开的薄膜结构中，其中的导电层、附着性增强层和感光膜层的形成均可采用印刷(如涂布、压覆等)的手段实现，而图案化的工序也均可应用流水线生产，是一种适用于量产的解决方案。

本发明具有以下的有益效果：

1.薄膜的结构稳定。因为有附着性增强层的缘故，不仅可以有效增强导电层与衬底之间的粘附性，即导电薄膜不容易在图案化制程中产生的机械力或者化学力的作用下脱落，另外粘附性增强层能够更增强导电层的稳定性，因为附着性增强层通过网状结构对纳米金属材料进行保护和固定，所以不容易受到外界的腐蚀和氧化。通过这些性质，能够使得导电薄膜通过大型设备进行加工，实现大批量工业化的生产，而同时维持导电薄膜的优良导电性。

2.图案化后的导电薄膜可以转移。针对某些特别的目标衬底或者器件应用，由于结构上(如曲面屏、大尺寸触控屏)的特殊性或者器件的脆弱性(如OLED 显示等)，很难直接在所述的衬底或者器件上进行导电薄膜的图案化工序；而本发明制成后的图案化导电薄膜，则是在形成导电图案之后才转移到目标衬底上，一方面可以解决上述问题，另一方面提升了生产效率。

3.薄膜的生产过程简单，能够实现大规模生产。通过低成本的制膜方式(涂布、覆膜等)来形成薄膜和结合本领域已成熟的光刻制程实现图案化，成本低，效率高，并可兼容卷对卷制程，实现大面积生产。导电薄膜的图案通过掩膜定义，无序改变其他工序，可实现工业快速生产。

附图说明

图1为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的结构示意图。

图2为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的转移衬底-聚合物层-纳米银导电层结构示意图。

图3为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的转移衬底-附着性增强层-纳米银导电层结构示意图。

图4为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的制程完成后的可转移的导电图案结构示意图。

图5为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的导电图案转移至目标基底的示意图。

图6为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的一种可制程示意图。

图7为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的整个实施例制程应用卷对卷制程的示意图。

图8为本发明一种可转移图案化的导电薄膜的制程完成后的可转移导电图案。

附图说明：1为转移层，11为柔性衬底，12为胶黏层，13为离型膜，2为附着性增强层，21为聚合物层，3为导电层，31为纳米金属材料，4为感光胶层， 5为目标衬底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的有点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1

可转移图案化的导电薄膜的结构如附图1所示，自下往上依次层叠有离型膜，胶黏层，柔性衬底，附着性增强层，导电层和感光膜层。

实施例2

可转移图案化的导电薄膜的总制备方法为，先制备导电油墨，导电油墨具体由聚合物分子、纳米金属材料、溶剂混合而成，而后附着在柔性衬底上，如附图 2所示，此时形成聚合物层和纳米金属材料的复合层，再通过向聚合物层添加交联剂，使得交联剂与聚合物层中的聚合物分子进行反应，形成附着性增强层，即如附图3所示。最后将制备好的感光膜层附着在导电层上即完成可转移图案化的导电薄膜的制备。

实施例3

可转移图案化的导电薄膜的图案化方法为，首先按照设定的图案进行曝光，曝光完毕后通过显影液进行显影处理，此时未被曝光的感光胶层仍然存在，而被曝光处理的感光胶层则完全去除，露出导电层，此时再进行刻蚀处理，刻蚀液会将裸露的导电层腐蚀。刻蚀完毕后则进行去胶工序。完成去胶后即完成导电层的图案化。最后在需要转移图案化的导电薄膜时，只需要撕开离型膜，将胶黏层与目标衬底结合，如附图4和附图5所示，即完成。

实施例4感光膜层的制备

本实施例中按比例称量多官能单体、光引发剂、光聚合物组分，并依次投入到丙酮溶剂中；常温常压下搅拌30分钟；待完全溶解后过滤，静止消泡10分钟，以制备感光膜层材料。具体的，在本实施例中各个组分的比例为甘油三丙烯酸酯22wt％，2-乙基蒽醌27wt％，丙烯酸丙酯51wt％。将溶解后的制备的混合物涂布到聚脂胶片上，吹风冷却后，贴上聚乙烯保护膜，然后收卷暂存，形成感光干膜，包含聚酯支撑层、感光膜层和聚乙烯保护膜。涂布方式包含刮涂、喷涂和滚涂；本实施例中采用的为刮涂。

当然，本实施例中多官能单体、光引发剂、光聚合物与丙酮溶剂的混合物，也可以不用制成干膜，可直接配制成感光胶备用。

实施例5纳米银线导电油墨制备及涂布

采用的纳米银线平均直径为34nm，长度为18um，按照质量比纳米银线：羟乙基纤维素：异丙醇＝20mg:10mg:3.5g的比例混合，并超声10分钟摇匀分散。将分散均匀的导电油墨用#12um的迈耶棒涂布于转移衬底上，涂布速度3 cm/s，涂布后的湿膜厚度约10um；为了将溶剂挥发，将衬底转移至70℃热板上烘烤约2min。制得导电薄膜样品S1，S2，S3，S4，S5，S6；其中S1测得的方块电阻和透光率如表1(S1处理前)所示。

表1

实施例6交联剂浸泡前后薄膜的电光特性比较

配置浓度为3％的聚乙烯亚胺溶液，在40℃条件下用磁力转子均匀搅拌20 min；将实施例5制得的透明导电薄膜S1完全浸没于所配置聚乙烯亚胺交联剂溶液中，时间为5min；浸泡完成后，用去离子水洗涤干净，并用氮气吹干。测得的方块电阻和透光率如表1所示。在浸泡交联剂后，薄膜的方块电阻略微增加，而透光率不受影响。

实施例7交联剂浸泡前后薄膜的稳定性比较

为比较交联剂处理前后，纳米银线薄膜的稳定性，分别将S2，S3两片薄膜在氢氧化钠溶液中进行超声处理；其中，S3薄膜在进行氢氧化钠超声前采用实施例6中所述的处理方法进行过交联剂处理。

将两片薄膜S2和S3置于5％的氢氧化钠溶液中超声5min，超声温度为50℃；测量它们氢氧化钠溶液超声前后的导电性，结果如表2所示。显而易见，未经过交联剂处理的S2薄膜，纳米银线与衬底的黏附性很差，在氢氧化钠溶液中超声后，薄膜不导电；而对于S3薄膜，经过交联剂处理后，在同样的条件下，导电性只有12％的下降。

表2

实施例7可转移图案化的透明导电薄膜制备

将实施例5制成的S4进行实施例6所述处理；

然后将实施例4制得的感光干膜除去聚乙烯保护层的一面压覆在S4的导电层上，形成可转移图案化的透明导电薄膜，结构如附图1。

压覆条件为：

上辊温度：110℃；

下辊温度：80℃；

压力：5kg/cm2；

速度：0.8m/min；

实施例8可转移图案化的导电薄膜的图案化

将上述压覆完成后形成的可转移图案化的透明导电薄膜上感光干膜的支撑层(聚酯胶片)去除，而后至于紫外曝光机下曝光，曝光能量为200mJ/cm²；曝光时将金属掩膜板固定于薄膜上方。曝光完成后将薄膜浸泡在1％的碳酸钠溶液中进行显影，显影条件如下：

显影温度：50℃；

显影时间：1min；

显影完成后，用清水对薄膜进行清洗大约30s，用氮气吹干后，放置于50℃的热板上前烘5min。将上述薄膜浸泡于所配置的刻蚀液中，刻蚀时间大约30s，刻蚀液配置过程如下：

按照摩尔比氨水：双氧水＝4:1的比例配置刻蚀液原液，而后将原液按照2:80 的质量比溶解于水中，配置形成刻蚀液；

刻蚀完成后用清水洗涤将表面残留物去除；用氮气将表面吹干后，将上述薄膜置于5％的氢氧化钠溶液中去胶；去胶条件如下：

去胶温度：50℃；

去胶时间：超声5min；

去胶完成后，将薄膜用清水洗涤后氮气吹干，去除表面残胶。整个制程完成后形成可转移的导电图案。

制程前后薄膜的导电性如表3所示。为了验证附着性增强层的作用，我们依照薄膜S4的流程对薄膜S5进行类似处理，所不同的是，S5没有经过实施例6 的聚酰亚胺溶液浸泡。制程完成后测量S5的方块电阻，整片薄膜都不导电(表 3)。

表3中处理后S4的方块电阻相比于表2中单纯用氢氧化钠超声处理的S3 薄膜更大，原因在于去胶过程中，感光膜层将一小部分的纳米银线从衬底带走；但与未经过聚酰亚胺交联剂溶液处理的S5相比，由于S4薄膜形成了附着性增强层(如附图3所示)，在图案化制程中，保证了纳米银线与衬底的附着；制程完成后方块电阻为55Ω/□，而55Ω/□的方块电阻值和93％的透光率已经满足商业化触摸屏的特性需求(一般为几百Ω/□方块电阻@89％透光率)。

整个制程的流程如图6。

制程结束后，可转移的导电图案如图8所示。

实施例9可转移图案化的透明导电薄膜制备

将实施例5制成S6进行实施例6所述处理；与实施例7不同的是，本实施例使用的是实施例4制得的感光胶。感光胶被刮刀涂布于S6的导电层上，经过烘烤：

烘烤温度100℃；

烘烤时间：20min；

在S6的导电层上形成感光膜层，以完成可转移图案化的透明导电薄膜的制备。本实施例的优势在于涂布感光胶的方式简单快捷，适用于实验室的小批量生产；而实施例7采用的压覆感光干膜的方式则适用于工业上的大面积量产。

而后对S6薄膜进行图案化，其流程与实施例8相同，不再赘述。S6在图案化后其导电区域和非导电区域的导电性、透光性与S4接近。

表3

实施例9卷对卷制备可转移的导电图案

附图7给出一种卷对卷制备可转移的导电图案的实施案例。放卷卷轴8a按照前进方向以一定速度给出转移衬底81，经由表面处理模块8b对转移衬底81 进行表面处理以增加衬底的表面能，可选用的表面处理包含等离子体处理、uv 紫外处理、电晕处理等；涂布模块8c将本文定义的金属纳米材料和聚合物分子的分散体(如实施例1中制备的纳米银导电油墨)涂布于转移衬底81之上，可选的，经过漂洗、干燥模块8d，形成如附图2所示的导电层；可选的涂布方式包含狭缝涂布、刮刀涂布、迈耶棒涂布、喷涂等；

而后经过交联剂处理模块8e，在本文定义的交联剂的作用下，导电层中的聚合物分子发生交联，经过可选的漂洗、干燥模块8f，在转移衬底和导电层之间形成聚合物分子交联的网状结构；所述的交联剂处理模块采用的处理方式包含浸泡、蒸发、喷涂、接触涂布、挤压涂布、刮刀涂布等；而后经过覆膜模块8g 在导电层上覆压感光膜层；形成本文定义的可转移图案化的导电薄膜84，其结构如附图1所示；采用的覆膜条件如实施例7所述；

曝光模块8h输出能量密度为200mJ/cm²的紫外光，透过掩膜使透光区域的感光膜层固化，经过显影模块8i之后，被遮挡的区域感光膜层被去除，使该区域的导电层暴露；显影模块8i使用的显影参数如实施例7所述；

进一步，刻蚀模块8j将被暴露的导电层区域刻蚀，刻蚀液可采用过氧化氢溶液、高锰酸钾溶液、稀硝酸溶液中的一种，更优选的，采用实施例7中所述的双氧水与氨水的混合稀释溶液，可显著提升刻蚀效率，刻蚀参数如实施例7所述；去胶模块8k将导电层上多余的感光膜层去除，一般来讲，去胶液可采用5％的NaOH 溶液，去胶条件如实施例7所述；根据此领域公知的事实，在曝光、显影、刻蚀和去胶的过程中，需要使导电薄膜达到预定温度，或者需要在一个步骤完成后，对导电薄膜进行漂洗、干燥；因此，尽管附图8中进行了省略，但应该认识到在模块8h至8k之间还包含有加热、漂洗和干燥等多个模块；

经过收卷卷轴8l完成收卷之后形成具有可转移特性的导电图案的卷材；该卷材具有如附图4所示的结构，在剥离离型膜之后，可转移至目标基底(如附图 5)，应用于柔性触摸屏、太阳能电池、柔性传感器、可穿戴器件、薄膜晶体管、平板显示等领域。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (15)

1.一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，包含有转移层、附着性增强层、导电层和感光膜层；所述的感光膜层设置在导电层上方，所述的导电层设置在附着性增强层上方，所述的附着性增强层设置在转移层上方，所述的导电薄膜在图案化后可通过转移层进行转移；

所述附着性增强层由聚合物分子与交联剂形成；

所述聚合物分子为甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、氰乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

2.根据权利要求1所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的交联剂为N-羟甲基类交联剂、N-羟甲基酰胺类交联剂、低甲醛和超低甲醛交联剂、酚醛类交联剂、多元羧酸类交联剂、环氧化合物类交联剂、反应性有机硅类交联剂、壳聚糖类交联剂、壳聚糖类与戊二醛的混合交联剂、水性聚氨酯类交联剂、乙烯砜类交联剂、丙烯酰胺类交联剂、乙二醛类交联剂、阳离子聚电解质类交联剂或无机或有机硼类交联剂。

3.根据权利要求1所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的转移层，包含有柔性衬底、胶黏层和离型膜，所述的柔性衬底设置在胶黏层上方，所述的胶黏层设置在离型膜上方。

4.根据权利要求3所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的柔性衬底的材料为聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚醚砜、乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸脂、聚甲醛树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯类、金属箔片、超薄玻璃、纸质衬底、丝织物材料或生物复合材料。

5.根据权利要求3所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的胶黏层的材料为环氧树脂类、聚氨酯类、聚丙烯酸酯类、氯化烯烃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯类、聚醋酸乙烯类、马来酸树脂、氯化橡胶树脂、环化橡胶树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂或苯乙烯树脂。

6.根据权利要求3所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的离型膜为PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、BOPP离型膜、PE剥离膜、TPX离型膜、PVC剥离膜、PTFE离型膜、单硅离型薄膜、聚脂离型薄膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、耐高温离型膜、聚苯醚剥离膜、聚四氟乙烯隔离膜、聚乙烯离形膜或复合离型膜。

7.根据权利要求1所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的感光膜层包含有多官能单体、光引发剂和光聚合物。

8.根据权利要求7所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的多官能单体为不少于两个丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物、双酚A 的环氧乙烯或1,2环氧丙烯的添加剂或不少于三个丙烯酸酯的化合物。

9.根据权利要求7所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的光引发剂为安息香、烷基二丙酮、蒽醌、4-(二烷基氨基)苯甲酸烷基酯或2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物Lobine二聚物。

10.根据权利要求7所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的光聚合物为丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或苯乙烯及其衍生物。

11.根据权利要求1所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的导电层包含有金属纳米线或金属纳米颗粒。

12.根据权利要求11所述的一种可转移图案化的导电薄膜，其特征在于，所述的金属纳米线或金属纳米颗粒的材料为金、银、铜或镍。

13.权利要求1～12任一项所述的可转移图案化的导电薄膜在制造柔性触摸屏、太阳能电池、柔性传感器、可穿戴器件、薄膜晶体管或平板显示器中的应用。

14.一种可转移的导电图案的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将权利要求1～12任一项所述可转移图案化的导电薄膜进行曝光；

S2显影；

S3刻蚀；

S4去除感光膜层。

15.权利要求1～12任一项所述可转移图案化的导电薄膜的形成和图案化方法，其特征在于，应用卷对卷制程。

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