專利名稱：圖案化基底上的導(dǎo)體的方法
圖案化基底上的導(dǎo)體的方法
背景技術(shù)：
有許多方法用于圖案化表面上的金屬，其中多個已廣泛用于商業(yè)應(yīng)用，包括例 如采用蝕刻或電鍍的光刻法、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷和激光圖案化。同時，還存在許多其 他獨特的方法，這些方法例如由于缺乏真實的優(yōu)點或由于實施起來有顯著技術(shù)障礙，到 目前為止還無法取代現(xiàn)有的商業(yè)工藝。顯著的技術(shù)障礙阻礙了金屬蝕刻圖案化中微接觸 印刷的商業(yè)化。微接觸印刷是在基底表面上進行自組裝單分子層(SAM)圖案的壓印或滾筒印 花。該方法顯示具有若干重要的技術(shù)特點，包括印刷非常細小的圖案(如十分之一微米 的特征尺寸)的能力，以及將圖案化的單層延伸到金屬、陶瓷和聚合物的圖案化。雖然 具有這些特點，但通過廣泛的研究發(fā)現(xiàn)該方法在圖案的幾何形狀適應(yīng)性以及按比例增大 方面具有顯著挑戰(zhàn)。所謂圖案幾何形狀適應(yīng)性是指將圖案化方法應(yīng)用到寬泛的圖案幾何 形狀范圍的能力。例如，本領(lǐng)域已知具有寬間距特征的微接觸印刷圖案導(dǎo)致壓模變形， 包括頂部塌陷，從而導(dǎo)致不合格的圖案失真和人工痕跡。這些問題導(dǎo)致了具有復(fù)雜構(gòu)造的復(fù)合壓模工程設(shè)計，其通常具有非常剛性或非 常薄的彈性體壓模材料層，或有時包括將壓模裝到具有指定性質(zhì)的支承體或底板上。在 其他方法中，提出過具有顯著浮雕的壓模，從而導(dǎo)致控制和印刷方面的問題。材料變化 或壓模構(gòu)造或支承措施通常會在得到可用于有效印刷圖案的備墨印模方面帶來挑戰(zhàn)，例 如高生產(chǎn)量和有競爭力的成本。因此，為了避免大量壓模材料替換或多層壓模構(gòu)造方面 的負(fù)面衍生后果和問題復(fù)雜化，本領(lǐng)域需要限定與標(biāo)準(zhǔn)壓模材料和低水準(zhǔn)壓模浮雕相容 的圖案幾何形狀。又如，本領(lǐng)域已知工藝的動力學(xué)方面會顯著約束可有效而高效地進行微接觸印 刷的SAM圖案幾何形狀的范圍。成功控制的SAM微接觸印刷的動力學(xué)現(xiàn)象包括(例如) SAM形成分子在壓模中的體散射、其沿著壓模的表面散射、其沿著基底的表面散射、其 沿著SAM自身的表面散射；其在壓模-基底界面處的界面?zhèn)魉?；和SAM形成分子與基 底表面的反應(yīng)動力學(xué)。這些動力學(xué)因素的卷積使微接觸印刷生成任何具體圖案的能力無 法確定，更不用說進行充分的商業(yè)化優(yōu)化。微接觸印刷的另一個重要挑戰(zhàn)涉及同時印刷不同比例的特征。由于上述(但不 完全理解)動力學(xué)因素，因此不知是否可利用可用的速度有效地印刷特征尺寸和間距的 具體組合。對于通過印刷烷基硫醇類同時形成小特征和大特征兩者并且保持形成物的精 確度，不存在明顯和實際的條件。影響在印刷和蝕刻條件的給定組合下是否可成功生成具體的金屬圖案的另一個 重要但不可預(yù)知的因素是SAM被印刷到其上的表面，例如由金屬被沉積到其上的基底所 確定的表面。一種基底類型與相鄰基底類型(例如，與半導(dǎo)體晶片相對的聚合物膜)的 因素可以是顯著變化的，諸如表面粗糙度和易于實現(xiàn)的清潔度，因此會影響在其上生成 金屬圖案的能力或條件。因此，本領(lǐng)域需要將圖案幾何形狀與微接觸印刷條件進行組合，包括油墨配方和壓模著墨工序，這允許有效而高效地在多種應(yīng)用的商業(yè)上可行的基底上進行金屬微圖 案的蝕刻圖案化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及圖案化基底上的導(dǎo)體的方法。在第一個實施例中，圖案化基底上的導(dǎo)體的方法包括提供用自組裝單分子層形 成分子著墨并且包含具有凸起特征的浮雕圖案的著墨彈性體壓模。浮雕圖案具有測量的 至少5平方毫米(mm2)的低密度區(qū)域。低密度區(qū)域的凸起特征包括介于0.5至10%之間 的平均面積密度值、具有介于0.5至25 μ m之間寬度值的直線段、和小于Imm的相鄰?fù)?起特征之間的距離值。隨后使著墨壓模的凸起特征接觸涂有金屬的可見光透明基底。然 后蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的導(dǎo)電微圖案。在另一個實施例中，圖案化基底上的導(dǎo)體的方法包括提供包含具有凸起特征的 浮雕圖案的涂有金屬的可見光透明基底，其中浮雕圖案具有測量的至少5mm2的低密度區(qū) 域。低密度區(qū)域的凸起特征包括介于0.5至10%之間的平均面積密度值、具有介于0.5至 25 μ m之間寬度值的直線段、和小于Imm的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值。隨后讓用自組 裝單分子層形成分子著墨的著墨彈性體壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底。如本文所 用，“接觸”包括直接接觸以及小間距(諸如油墨厚度)接觸。然后蝕刻金屬以在可見 光透明基底凸起特征上形成導(dǎo)電微圖案。在另一個實施例中，圖案化基底上的導(dǎo)體的方法包括提供包含具有凸起特征的 浮雕圖案的著墨壓模。著墨壓模包括直鏈有機含硫自組裝單分子層形成分子、16至18個 原子的鏈長、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度。浮雕圖案具有至少5mm2的低密度區(qū)域。 低密度區(qū)域的凸起特征包括介于0.5至5%之間的平均面積密度值、大約1至4 μ m寬度值 的直線段、和小于500 μ m的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值。浮雕圖案還包括至少25 μ m 寬度的凸起特征。隨后使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，0.5至10秒范圍內(nèi) 的接觸時間，從而沉積自組裝單分子層的圖案。然后蝕刻金屬以在可見光透明基底上形 成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖案。本發(fā)明的多個實施例都可用于諸如 顯示器的觸摸屏傳感器、電磁干涉(EMI)屏蔽膜以及電致發(fā)光、電致變色或光電設(shè)備的 透明電極等應(yīng)用。


結(jié)合以下附圖對本發(fā)明的多個實施例的詳細說明，可以更全面地理解本發(fā)明， 其中圖1示出了低密度導(dǎo)電微圖案，該低密度圖案包括在兩個正交方向中的每一個 200 μ m的間距的3 μ m寬導(dǎo)線，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo)線的填充系數(shù)；圖2示出了低密度導(dǎo)電微圖案，該低密度圖案包括在兩個正交方向中的每一個 200μιη的間距的3μιη寬導(dǎo)線，并且具有如圖所示大約10 μ m的斷點，導(dǎo)致大約3%的 導(dǎo)線的填充系數(shù)；圖3示出了低密度導(dǎo)電微圖案，大約1.2mmX1.2mm的低密度圖案，包括40個 大約225μιη長、大約3μιη寬的分離的導(dǎo)體段，導(dǎo)致大約2%的導(dǎo)線的填充系數(shù)；
圖4示出了低密度導(dǎo)電微圖案，該低密度圖案包括3 μ m寬的導(dǎo)線和大約175 μ m 的六角形單元格的頂點到頂點寬度，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo)線的填充系數(shù)；圖5示出了具有低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案，該低密度微圖案區(qū)域包括在兩 個正交方向中的每一個200 μ m的間距的3 μ m寬導(dǎo)線，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo)線的填充系數(shù)， 并且包括1.2mmX 1.2mm的連續(xù)金屬區(qū)域形式的較大特征；圖6示出了壓模的低密度浮雕圖案，實線對應(yīng)壓模表面上的直線凸起特征，虛 線繪出了區(qū)域。該低密度微圖案包括700μιη的間距的3μιη寬線性凸起特征，導(dǎo)致大約
的凸起特征的填充系數(shù)；圖7示出了壓模的低密度浮雕圖案，實線對應(yīng)壓模表面上的直線凸起特征，虛 線繪出了區(qū)域。該低密度微圖案包括700μιη的間距的3μιη寬線性凸起特征，并且具有 如圖所示大約10 μ m的斷點，導(dǎo)致大約的凸起特征的填充系數(shù)；圖8為掃描電子顯微照片，示出了包括低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案，該低密 度微圖案區(qū)域具有大約200μιη的間距的正方形網(wǎng)孔形式的3μιη寬導(dǎo)電金屬導(dǎo)線，導(dǎo)致 3%的填充系數(shù)，并且具有2mmX2mm的連續(xù)金屬區(qū)域；圖9為掃描電子顯微照片，示出了包括低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案，該低密 度微圖案區(qū)域具有5%的填充系數(shù)的正方形網(wǎng)孔形式的5μιη寬導(dǎo)電金屬導(dǎo)線；圖10為掃描電子顯微照片，示出了包括低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案，該低密 度微圖案區(qū)域具有大約175 μ m的頂點到頂點寬度的六角形網(wǎng)孔形式的3 μ m寬導(dǎo)電金屬 導(dǎo)線，導(dǎo)致3%的填充系數(shù)；圖11為掃描電子顯微照片，示出了包括低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案的一小部 分，該低密度微圖案區(qū)域具有5%的填充系數(shù)、大約175μιη的頂點到頂點寬度的六角形 網(wǎng)孔形式的大約5μιη寬導(dǎo)電金屬導(dǎo)線(圖像中繪出了橫穿三條導(dǎo)電線段的細線，用于顯 示線段的寬度)；圖12為掃描電子顯微照片，示出了包括低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案的一小部 分，該低密度微圖案區(qū)域具有3%的填充系數(shù)、大約175 μ m的頂點到頂點寬度的六角格 網(wǎng)孔形式的3μιη寬導(dǎo)電金屬導(dǎo)線(圖像中繪出了橫穿三條導(dǎo)電線段的細線，用于顯示線 段的寬度)；圖13示出了觸摸屏傳感器的示意圖；圖14示出了觸摸屏感測區(qū)域內(nèi)對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域的透視圖；圖15、圖15a和圖15b示出了第一圖案化基底的不同部分；圖16、圖16a和圖16b示出了第二圖案化基底的不同部分；圖17示出了由圖15和圖16的第一圖案化基底和第二圖案化基底構(gòu)造的透明的 投射電容式觸摸屏傳感器元件。附圖未必按比例繪制。在附圖中使用的相同標(biāo)號表示相同的部件。然而，應(yīng) 當(dāng)理解，在給定附圖中使用標(biāo)號指示部件并非意圖限制另一附圖中用相同標(biāo)號標(biāo)記的部 件。
具體實施例方式在下面的描述中，參考形成本說明一部分的一組附圖，并且其中通過圖示說明若干具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)想并且在不脫離本發(fā)明的范圍或精神情況下可實施其他 的實施例。因此，以下具體實施方式
并非意圖進行限制。除非另外指明，否則本發(fā)明中使用的所有的科學(xué)和技術(shù)術(shù)語具有本領(lǐng)域通用的 含義。本文提供的定義擬在有利于理解本文常用的某些術(shù)語，不意味著限定本發(fā)明的范圍。除非另外指明，否則在所有情況下，說明書和權(quán)利要求書中用來表述特征尺 寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反 的指示，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，并且根據(jù)本 領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性，這些近似值可有所不 同。由端點表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(如，1至5包括1、 1.5、2、2.75、3、3.80、4、禾Π 5)以及在此范圍內(nèi)的任何范圍。除非上下文另外明確指出，否則本說明書以及所附權(quán)利要求中所用的單數(shù)形式 “一個”和“所述”涵蓋了具有多個指代物的實施例。如本說明書和所附權(quán)利要求中所
用，術(shù)語“或”通常是以其包括“和/或”的含義使用，除非上下文明確地指示其他含 義。如本文所用，“可見光透明”是指對可見光的至少一種偏振態(tài)的透射水平為至 少80%的透射率，其中透射百分比歸一化為入射光(任選為偏振光)的強度。在“可見 光透明”含義范圍之內(nèi)的是，透射至少60%入射光的制品包括局部阻擋光線至透射率低 于60% (如0%)的微觀特征(如點、正方形或線條)，該特征結(jié)構(gòu)具有介于0.5至10 μ m 之間、或介于1至5μιη之間的最小維度(例如寬度)；然而，在這種情況下，對于包括 微觀特征并且寬度為微觀特征最小維度1000倍的大致各向等大的區(qū)域，平均透射率仍大 于 60%。聚合物“膜”基底是柔韌性和強度足以進行卷對卷形式處理的平片形式的聚合 物材料。所謂卷對卷，是指將材料卷繞到支承體上或從支承體上退繞，以及用某種方式 進行進一步處理的過程。進一步處理的實例包括涂覆、裁切、落料以及暴露于輻射等。 可將聚合物膜制成多種厚度，通常在約5μιη至IOOOym的范圍內(nèi)。在多個實施例中， 聚合物膜的厚度在約25 μ m至約500 μ m、或約50 μ m至約250 μ m、或約75 μ m至約 200 μ m的范圍內(nèi)。對于在一個或全部兩個主表面上具有浮雕結(jié)構(gòu)的膜而言，膜的厚度是 指橫穿膜的面積的平均厚度?！白越M裝單分子層”通常是指附著(如，通過化學(xué)鍵)在表面上并且相對于該表 面以及甚至相對于彼此采用優(yōu)選取向的一層分子。已顯示的是，自組裝單分子層如此完 全地覆蓋表面以致改變該表面的特性。例如，應(yīng)用自組裝單分子層可導(dǎo)致表面能降低， 并且允許選擇性地蝕刻未涂有自組裝單分子層的金屬。本發(fā)明涉及基于微接觸印刷和蝕刻的金屬圖案化方法。如本文所用，“金屬” 和“金屬化”是指對于預(yù)期目的適合導(dǎo)電的導(dǎo)電材料，諸如元素性金屬或合金。改進 包括優(yōu)選的圖案幾何形狀，以及它們與優(yōu)選的著墨參數(shù)和印刷參數(shù)的組合。圖案幾何形 狀、著墨參數(shù)及印刷參數(shù)組合限定優(yōu)選的金屬圖案化操作窗口，尤其是在聚合物膜上。 第一操作窗口的優(yōu)點是可使用標(biāo)準(zhǔn)壓模材料以及易于實現(xiàn)的和控制的壓模浮雕有效和可重復(fù)地生成包含細小導(dǎo)線并且具有非常小填充系數(shù)的金屬圖案。第二操作窗口的優(yōu)點是 可使用標(biāo)準(zhǔn)壓模材料以及易于實現(xiàn)的和控制的壓模浮雕有效和可重復(fù)地生成具有第一區(qū) 域和第二區(qū)域的金屬圖案，其中第一區(qū)域包含細小導(dǎo)線并且具有非常小的填充系數(shù)，第 二區(qū)域為較大的特征(即大于細小導(dǎo)線)。窗口也包括對高性價比地使用設(shè)備優(yōu)選的印刷 時間，但另外包括實施的可行性。雖然本發(fā)明并不如此受到限制，但通過討論下文提供 的實例將獲得對本發(fā)明的各方面的理解。由于存在多個復(fù)雜化因素，因此使用微接觸印刷和蝕刻有效、高效及可重復(fù)地 圖案化導(dǎo)電材料的能力取決于凸起特征的圖案幾何形狀。復(fù)雜化因素包括壓模凸起特征 的圖案對以下方面的作用i)如由凸起特征限定的施加到壓?；虻装褰佑|區(qū)域中的基底 上的局部壓力；ii)浮雕圖案區(qū)域中的介于凸起特征之間的壓模塌陷；iii)凸起特征的屈 曲；以及iv)壓?；虻装宀牧蟽?nèi)靠近不同凸起特征的SAM形成分子的有效量。這些作用在以下方面影響微接觸印刷圖案的質(zhì)量i)有利地避免圖案化后預(yù)期 導(dǎo)體區(qū)域中出現(xiàn)針孔；ii)有利地避免因壓?；虻装逄卣髑鴮?dǎo)致的導(dǎo)體區(qū)域變形，以 及iii)有利地避免由介于預(yù)期導(dǎo)體區(qū)域之間的區(qū)域中的壓?；虻装逅荻鴮?dǎo)致的外部導(dǎo)體 沉積?？刂聘〉駡D案幾何形狀對有效圖案化導(dǎo)電材料的能力的這些作用的基礎(chǔ)現(xiàn)象和機 制是復(fù)雜的，并且在某些情況下彼此不一致。在壓?；虻装迮c基底之間施加較大的力會在兩者之間的接觸區(qū)域中產(chǎn)生較大的 局部壓力，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，這通常有助于轉(zhuǎn)移形成使導(dǎo)體區(qū)域進行蝕刻圖案化的自組裝 單分子層的分子單層，并且導(dǎo)體區(qū)域沒有高密度針孔，但可導(dǎo)致介于浮雕圖案凸起特征 之間的區(qū)域中出現(xiàn)壓模塌陷。又如，還發(fā)現(xiàn)凸起特征的間距一起接近有助于避免壓模塌 陷，并且有助于在介于浮雕圖案凸起特征之間形成未預(yù)期的導(dǎo)體區(qū)域，但當(dāng)特征一起更 接近時，圖案密度會對從壓?；虻装瀚@得足夠的SAM形成分子產(chǎn)生明顯的負(fù)作用，從而 導(dǎo)致印刷的SAM掩模在蝕刻后無法獲得基本上沒有針孔的導(dǎo)體區(qū)域。對具有足夠濃度的 SAM形成分子以保護高密度圖案中特征的同樣關(guān)注也適用于對在蝕刻過程中保護具有印 刷的SAM的較大特征的需要。而且，重要的是，如果壓模中沒有足夠濃度的SAM形成 分子，并且沒有可允許在大特征區(qū)域內(nèi)形成足夠SAM形成物的足夠壓印時間，那么此類 參數(shù)對較小特征的特征尺寸精確度會產(chǎn)生副作用。當(dāng)然，導(dǎo)體的微接觸印刷圖案化中的 多個因素之間具有復(fù)雜的相互作用。重要的是，當(dāng)嘗試應(yīng)用上述方法以商業(yè)可行性需要 的越來越高速度進行微接觸印刷和蝕刻時，上文列出并詳細描述的作用會變得實際上更 難以控制。雖然存在這種復(fù)雜性，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些所需的衍生自壓?；蛴∷甯〉駡D 案幾何形狀的導(dǎo)體圖案幾何形狀可通過微接觸印刷和蝕刻以較高速度進行加工。我們發(fā)現(xiàn)，將壓模用于印刷基于SAM的蝕刻掩模時，微接觸印刷壓模凸起特征 的某些二維圖案幾何形狀允許有效、高效及可重復(fù)地形成蝕刻金屬圖案。本發(fā)明中的圖 案幾何形狀可以采用實際上無限數(shù)量的不同形式，但它們都符合某些描述，如下所述。所有圖案都包括低密度區(qū)域。所謂低密度，是指壓模凸起特征的面積分?jǐn)?shù)或在 基底上進行圖案狀蝕刻后保留的金屬的面積分?jǐn)?shù)較小，如下所述。術(shù)語低密度是指圖案 密度，本文可與填充系數(shù)互換。Low_density(低密度)與low density(低密度)可互換 使用。圖案中的低密度區(qū)域面積為至少5mm2，優(yōu)選地為至少10mm2。在一些實施例 中，低密度區(qū)域的面積為大于1平方厘米(cm2)、大于10cm2、大于50cm2、或甚至大于IOOcm2。在一些實施例中，圖案包括低密度區(qū)域，對是否存在任何其他類型的區(qū)域不做 要求。在其他實施例中，圖案包括低密度區(qū)域以及具有較大圖案特征(如寬導(dǎo)線或接觸 塊，至少10 μ m、優(yōu)選地至少25 μ m、例如100 μ m至1000 μ m的寬度)的區(qū)域。作為 后者的另一個實例，壓模上的凸起特征圖案(其限定蝕刻后的金屬圖案)可以包括尺寸與 如整個低密度區(qū)域所允許的相同的較大凸起特征，例如5mm2或較大。此類凸起特征應(yīng) 當(dāng)限定密度或填充區(qū)域為1的區(qū)域本身，這樣的區(qū)域不是低密度區(qū)域。壓模圖案以及因 此在圖案狀蝕刻后的金屬由限定二維浮雕圖案的凸起特征構(gòu)成。浮雕圖案中未在凸起特 征內(nèi)的所有點本文描述為浮雕圖案中的“非凸起點”。低密度區(qū)域中的幾何形狀優(yōu)選地包括非平行線性元形式的凸起特征。所謂包括 非平行線性元，是指圖案包括線性元，但并非所有線性元都彼此平行。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是， 包含非平行線性元的幾何形狀顯著增大了可形成具有驚人的低填充系數(shù)的金屬圖案的容 易程度，例如小于10%、或小于5%、或小于4%、或小于3%、或小于2%、或小于 1%>或甚至更低(例如0.5%)的填充系數(shù)。盡管圖案或圖案區(qū)域的這些填充系數(shù)值是 優(yōu)選的，但大于5%、大于10%、或甚至大于15%的圖案填充系數(shù)也在本公開范圍內(nèi)。 在一些實施例中，低密度區(qū)域內(nèi)的填充系數(shù)介于0.5至20%之間、在一些實施例中介于 0.5至15%之間、在一些實施例中介于0.5至10%之間、在一些實施例中介于0.5至5%之 間、在一些實施例中介于0.5至4%之間、在一些實施例中介于1至3%之間。低密度區(qū)域中的壓模的凸起特征圖案以及蝕刻后導(dǎo)體元件的圖案也可以用介于 相鄰特征與相鄰元件之間的距離值進行描述。優(yōu)選的是，低密度區(qū)域中的壓模的介于所 有相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離為小于或等于大約1mm。更優(yōu)選的是，在一些實施例中，介 于所有相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值為小于或等于大約500 μ m。然而，介于相鄰特征與相 鄰元素之間的距離值大于Imm(例如介于Imm至2mm之間或介于Imm至5mm之間)也 在本公開范圍內(nèi)。要確定低密度區(qū)域中相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值，首先要識別相鄰的 凸起特征。對于包含二維網(wǎng)孔形式的線性凸起特征的低密度區(qū)域與包含分離的凸起特征 的低密度區(qū)域而言，相鄰?fù)蛊鹛卣鞯淖R別是不同的。首先考慮二維網(wǎng)孔形式的凸起特征 (例如限定正方形網(wǎng)孔、六邊形網(wǎng)孔或其他多邊形網(wǎng)孔的凸起特征)的情況，可結(jié)合它們 限定的網(wǎng)孔單元限定相鄰的凸起特征。對于不同網(wǎng)孔單元形狀而言，需要用不同的規(guī)則 識別相鄰的凸起特征。首先，對于單元開放區(qū)域的形心位于開放區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)孔單元(即 單元具有內(nèi)部形心)而言，該單元的相鄰?fù)蛊鹛卣鳛榕c可穿過形心拉延并且延伸至單元 兩個邊界的可能最短直線相交的凸起特征；而且，該單元的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值 為該直線的長度。在剛才描述的情況下，除被該直線接觸的那些凸起特征之外，其他凸 起特征視為不相鄰的。其次，對于單元開放區(qū)域的形心位于開放區(qū)域外的網(wǎng)孔單元(即 單元具有外部形心)而言，要確定該單元的相鄰?fù)蛊鹛卣?，首先要將單元區(qū)域分割成最 少數(shù)量的子單元區(qū)域，要求每一個子單元區(qū)域具有在該子單元區(qū)域內(nèi)的自己的形心(即 每一個子單元區(qū)域具有內(nèi)部形心)。然后，此類網(wǎng)孔單元就具有了多對相鄰的凸起特征， 每一對與每一個子單元區(qū)域相對應(yīng)。對于每一個子單元區(qū)域而言，該子單元區(qū)域的相鄰 凸起特征為與可穿過該子單元區(qū)域的形心拉延并且延伸至該子單元區(qū)域兩個邊界的可能 最短直線相交的凸起特征；而且，該子單元區(qū)域的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值為該直線的長度。對于具有分離的凸起特征的低密度區(qū)域而言，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可更直接 地理解相鄰的凸起特征。它們是其間的間隙中沒有其他凸起特征的多對凸起特征。已經(jīng) 發(fā)現(xiàn)的是，優(yōu)選的低密度區(qū)域壓模浮雕圖案幾何形狀包括限定二維網(wǎng)孔的凸起特征，其 中網(wǎng)孔的單元具有內(nèi)部形心，并且單元的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值為小于或等于大約 1mm、或小于或等于大約500 μ m。優(yōu)選的是浮雕圖案的填充系數(shù)在低密度區(qū)域內(nèi)是一致的。更具體地講，在低密 度區(qū)域中，優(yōu)選的是凸起特征密度(用區(qū)域的任何部分中的凸起特征所占的面積分?jǐn)?shù)來 表示)的變化不大于特定差異系數(shù)(用整個低密度區(qū)域中的平均密度的百分比來表示)。 該面積部分的相關(guān)尺寸包括1mm2、2mm2, 5mm2、和10mm2。在多個實施例中，差異系 數(shù)為小于75%、或小于50%、或小于25%、或小于10%、或小于5%、或甚至更小。圖1至圖5提供了可用的導(dǎo)電微圖案的非限制性設(shè)置。圖1示出了低密度導(dǎo) 電微圖案，該低密度圖案包括在兩個正交方向中的每一個200μιη的間距的3μιη寬導(dǎo) 線，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo)線的填充系數(shù)。圖2示出了低密度導(dǎo)電微圖案，該低密度圖案包 括在兩個正交方向中的每一個200μιη的間距的3μιη寬導(dǎo)線，并且具有如圖所示大約 ΙΟμιη的斷點，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo)線的填充系數(shù)。圖3示出了低密度導(dǎo)電微圖案，大約 1.2mmX1.2mm的低密度圖案，并且包括40個大約225 μ m長、大約3ym寬的分離的導(dǎo) 體段，導(dǎo)致大約2%的導(dǎo)線的填充系數(shù)。圖4示出了低密度導(dǎo)電微圖案，該低密度圖案包 括3 μ m寬的導(dǎo)線和大約175 μ m的六角形單元格的頂點到頂點寬度，導(dǎo)致大約3%的導(dǎo) 線的填充系數(shù)。圖5示出了具有低密度微圖案區(qū)域的導(dǎo)電圖案，該低密度微圖案區(qū)域包 括在兩個正交方向中的每一個200 μ m的間距的3 μ m寬導(dǎo)線，導(dǎo)致大約3 %的導(dǎo)線的填 充系數(shù)，并且包括1.2mmX 1.2mm的連續(xù)金屬區(qū)域形式的較大特征。就非平行線性元而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，優(yōu)選的低密度圖案幾何形狀的特征在于 具有多個線性元，并且沒有在非凸起點周圍所有方向(正負(fù)10度內(nèi))上與線性元的距離 超過某一距離(本文中稱為與線性元的“最大間距”)的非凸起點。與給定方向正負(fù)10 度的限制確認(rèn)介于線性元之間具有微小開口也在本公開范圍內(nèi)。具有微小開口的線性元 尤其適于在低密度區(qū)域中支承介于相鄰元素之間(例如介于網(wǎng)孔之間)的區(qū)域的一部分中 的壓模。圖6示出了壓模的低密度浮雕圖案區(qū)域100，實線110對應(yīng)壓模表面上的線性凸 起特征，虛線繪出了區(qū)域。該低密度微圖案包括700μιη的間距的3μιη寬線性凸起特征 110，導(dǎo)致大約的凸起特征的填充系數(shù)。非凸起點120位于介于凸起特征之間的間隙 中。量級為Imm的矢量130 (與附屬矢量140及150—起)以及用虛線界定的區(qū)域160 可擺動所有角度(360度)，并且觀察到與所有角度的凸起線性元重疊。在這種情況下， 據(jù)說非凸起點與線性凸起特性在所有方向的最大間距小于1mm。圖7示出了壓模的低密度浮雕圖案區(qū)域200，實線210對應(yīng)壓模表面上的線性凸 起特征，虛線繪出了區(qū)域。該低密度微圖案包括700μιη的間距的3μιη寬直線凸起特征 210，并且具有如圖所示大約10 μ m的斷點，導(dǎo)致大約的凸起特征的填充系數(shù)。非凸 起點220位于介于凸起特征之間的間隙中。量級為Imm的矢量230 (與附屬矢量240及 250 —起)以及用虛線界定的區(qū)域260可擺動所有角度(360度)，并且觀察到與所有角度 的凸起線性元重疊。在這種情況下，據(jù)說非凸起點與線性凸起特性在所有方向的最大間距小于Imm0優(yōu)選的是，如上文所述，所有非凸起點與線性元的最大間距為小于1mm、或小 于750 μ m、或小于500 μ m、或小于400 μ m、或小于300 μ m、或小于100 μ m、或小 于50μιη、或甚至更小。線性元的長軸或弧長度比其寬度大至少3倍、或5倍多、或 大于10倍。在由衍生自壓模凸起特征的導(dǎo)體元素不需要電連續(xù)性的區(qū)域中，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員將會了解，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過布置間距非常近的更多等軸元素可滿足線 性元的具體布置和形狀要求，從而形成實際上緊密間隔的元素的線性排列方式，這對印 刷是有利的。在后一種情況下，緊密間隔的元素的線性排列被視為線性導(dǎo)體元。線性 元可以彼此隔開，但在一些實施例中，優(yōu)選的是它們連接在一起形成網(wǎng)或網(wǎng)孔，例如正 方形網(wǎng)孔或六邊形網(wǎng)孔或其他多邊形網(wǎng)孔。在多個實施例中，線性元的寬度小于或等于 大約25 μ m、或小于或等于大約10 μ m、或小于或等于大約5 μ m、或小于或等于大約 2ym。在一些實施例中，線性元的寬度介于0.5至25 μ m之間、在一些實施例中介于0.5 至10 μ m之間、在一些實施例中介于1至10 μ m之間、在一些實施例中介于1至5 μ m之 間、在一些實施例中介于1至4ym之間、在一些實施例中介于1至3ym之間、在一些 實施例中介于2至3 μ m之間。對于需要低填充系數(shù)金屬圖案的某些應(yīng)用而言，尤其是在聚合物膜基底上，已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，具有寬度為1 μ m至10 μ m的線性凸起元素二維網(wǎng)孔以及沒有與線性元的最 大間距大于Imm的非凸起點的壓模圖案有利于形成填充系數(shù)為0.5%至5%，例如2%或 3%的金屬圖案。還發(fā)現(xiàn)，具有寬度為2μιη至5μιη的線性凸起元素二維網(wǎng)孔以及沒有與 線性元的最大間距大于750 μ m的非凸起點的壓模浮雕圖案有利于形成填充系數(shù)為0.5% 至5%，例如2%或3%的金屬圖案。還發(fā)現(xiàn)，具有寬度為Iym至3μιη的線性凸起元 素二維網(wǎng)孔以及沒有與線性元的最大間距大于500 μ m的非凸起點的壓模浮雕圖案有利于 形成填充系數(shù)為0.5%至5%，例如2%或3%的金屬圖案。上述壓模幾何形狀有利于解決標(biāo)準(zhǔn)壓模材料(例如，模量在0.5MPa至5MPa之 間的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，如 Dow Corning (Midland，Michigan)以商品名 Sylgard 184 銷售的PDMS)的壓模塌陷問題，對于以下情況的壓模浮雕大小尤其如此i)方便生成， ii)不存在凸起特征屈曲的問題，以及iii)不會導(dǎo)致油墨分子在壓模體積內(nèi)形成到達印刷 表面的長擴散路徑。對于上述二維圖案幾何形狀而言，特別方便和可用的壓模圖案浮雕大小介于0.5 至10 μ m之間、或介于0.75至5μιη之間、或介于1至2μιη之間。與可避免壓模塌陷 的其他此類材料(諸如高模量PDMS)相比，優(yōu)選地使用上述標(biāo)準(zhǔn)壓模材料，因為標(biāo)準(zhǔn)材 料提供涉及以下內(nèi)容的相對優(yōu)點與其有利的傳送性質(zhì)有關(guān)的處理能力以及與非平滑表 面接觸的適形能力，例如基底(諸如聚合物膜)的金屬化表面(與非常平滑的半導(dǎo)體晶片 相比)。在一些實施例中，除了上文所述低密度區(qū)域之外，壓模的二維圖案以及基底上 如此完成的導(dǎo)體圖案還包括較大的特征。較大特征的最小尺寸為至少25 μ m。較大特征 的實例包括至少25 μ m寬度(最小尺寸)的線以及至少25 μ m邊長(最小尺寸)的正方形 塊。在復(fù)雜幾何形狀的情況下，例如在鄰接的導(dǎo)體沉積物可以包括細小元素和較大元素 的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會知道，細小元素與較大元素相連不會使作為特征本身的較大元素的最小尺寸降至細小元素的尺寸?？梢耘e例的方式更清楚地了解，基底 上的鄰接導(dǎo)體沉積物包括ImmX Imm的正方形塊，還包括連接到該塊上的細小導(dǎo)線(如 Iym寬)，例如可形成低密度網(wǎng)孔，該導(dǎo)體沉積物由較大特征(塊)和低密度網(wǎng)孔構(gòu)成 (即1 μ m寬的導(dǎo)線與ImmX Imm寬的塊相連不會使包括塊的特征的最小尺寸為1 μ m， 因此不被視為較大特征)。在一些實施例中，較大特征的最小尺寸為至少50 μ m、在 一些實施例中為至少100 μ m、在一些實施例中為至少200 μ m、在一些實施例中為至少 500 μ m、在一些實施例中為至少1mm。對于通過微接觸印刷、然后蝕刻而高性價比地形成上述金屬圖案幾何形狀，已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)了優(yōu)選的壓模著墨工序和著墨參數(shù)以及印刷參數(shù)。更具體地講，對于基于SAM 的蝕刻掩模的實際高速印刷，已經(jīng)公開了優(yōu)選的分子及其在壓模中的濃度。該分子在金 屬表面上形成硫醇鹽單層，并且包括硫烷、二烷基二硫化物、二烷基硫化物、烷基黃原 酸鹽、二硫代磷酸鹽和二烷基硫代氨基甲酸鹽。該分子的特征在于附接到硫原子上的尾 基，其中該尾基沿著其主鏈具有14至20個原子，優(yōu)選地為16、17或18個原子。沿著 主鏈的原子優(yōu)選地為碳原子。優(yōu)選油墨溶液包含烷基硫醇，例如為直鏈烷基硫醇HS (CH2) nX其中η為亞甲基單元數(shù)，X為烷基鏈的端基(例如，X =-CH3> -OH> -COOH> -NH2 等)。優(yōu)選的是，X = -CH3, η = 15、16 或 17，分 別對應(yīng)16、17或18的鏈長。其他可用的鏈長包括19和20。對于具有用于連接金屬的 含硫頭部基團的線性分子而言，鏈長確定為沿著鍵合原子的線性排列的原子數(shù)，鏈長在 介于鍵合到硫原子上的原子與線性排列中最后的碳原子之間并且包括它們。會支化的單 分子層形成分子也在本公開范圍內(nèi)，例如具有附接到限定鏈的鍵合原子的線性排列上的 側(cè)基?？捎玫亩嘶ɡ缫韵滤龅哪切?l)Ulman，"Formation and Structure of Self-Assembled Monolayers，” Chemical Reviews Vol.96, pp.1533-1554 (1996) (Ulman,
“自組裝單分子層的形成和結(jié)構(gòu)”，《化學(xué)評論》，第96卷，第1533-1554頁(1996 年))；禾口(2)Love et al.， “Self-Assembled Monolayers of Thiolates on Metals as a Form of Nanotechnology, ” Chemical Reviews Vol.105, pp.1103-1169 (2005) (Love 等人，“作 為納米技術(shù)形式的金屬上的硫醇鹽的自組裝單分子層”，《化學(xué)評論》，第105卷，第 1103-1169頁(2005年))。SAM形成分子可以是部分氟化或全氟化的。凡是本文將某 些SAM形成分子稱為可用的或優(yōu)選的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，與那些分子共享預(yù) 期用途重要印刷屬性的其他分子也是同樣可用或優(yōu)選的。SAM形成分子存在于壓模中，鄰近印刷表面，優(yōu)選地在指定濃度范圍內(nèi)。相對 于與壓模的印刷表面鄰接，可采用的濃度指定用于限定為與壓印表面的距離在ΙΟμιη內(nèi) 的壓模體積。可使用以下方法測量壓模中的濃度例如，通過顯微切片技術(shù)從壓模的印 刷表面上切下彈性體薄層，然后對該薄層進行化學(xué)分析，例如可以或可以不首先從薄層 中濾出單層形成分子。可用的分析方法包括質(zhì)譜法和分光鏡法，諸如本領(lǐng)域已知的核磁 共振光譜或紅外光譜。參照上述對具有低密度區(qū)域的圖案的圖案幾何形狀說明，已發(fā)現(xiàn)用微接觸印刷 和蝕刻可有效、高效和可再生產(chǎn)地實現(xiàn)在基底上沉積金屬導(dǎo)體形成圖案，其中在鄰近上 述印刷表面處壓模中十六碳硫醇(HDT)的濃度為介于0.05至5毫摩爾之間，結(jié)合的壓印時間為介于0.1至10秒之間。用介于0.1至1毫摩爾之間的濃度和介于0.5至5秒之間 的壓印時間限定該窗口內(nèi)的優(yōu)選間距。用介于0.1至0.5毫摩爾之間的濃度和介于0.5至 5秒之間的壓印時間限定該窗口內(nèi)的更優(yōu)選間距。在這些窗口之外，據(jù)發(fā)現(xiàn)蝕刻后的導(dǎo) 體圖案是有缺陷的，缺陷為蝕刻選擇性差或?qū)е伦罱K圖案不可用的特征變寬。關(guān)于圖案 化的有效性、高效性和可重復(fù)性，上述處理窗口使得壓印時間足夠短以降低成本，但不 會過短以致更難控制。窗口還可限定工藝間距，據(jù)發(fā)現(xiàn)足夠一致的特征尺寸和快速連續(xù) 印刷的整體圖案質(zhì)量是可重復(fù)的。在該窗口之外，工藝參數(shù)的其他組合據(jù)證明不足以允 許重復(fù)最多10次印刷。相比之下，上述窗口內(nèi)的參數(shù)允許進行大于10次的快速連續(xù)印 刷，并具有出色的圖案質(zhì)量和可用的特征尺寸精確度。通過結(jié)合目標(biāo)壓印時間，已發(fā)現(xiàn) 上述濃度范圍可用于具有低密度區(qū)域的圖案，例如具有上述細小特征的低密度區(qū)域。優(yōu) 選的是，將壓模施加到基底上之后，相對于壓模與基底之間的實際接觸區(qū)域，印刷期間 施加的壓力為介于0千帕至10千帕之間。上述用于十六碳硫醇和具有低密度區(qū)域(例如 細小特征)的圖案的工藝窗口被視為可用于長度為16個原子(不包括頭部基團，例如硫 醇頭部基團，并且不是氫原子)或與十六碳硫醇共享重要印刷屬性的其他單分子層形成 分子。參照上述對具有低密度區(qū)域的圖案的圖案幾何形狀說明，已發(fā)現(xiàn)用微接觸印刷 和蝕刻可有效、高效和可再生產(chǎn)地實現(xiàn)在基底上沉積金屬導(dǎo)體形成圖案，其中在鄰近上 述印刷表面處壓模中十八碳硫醇(HDT)的濃度為介于0.5至20毫摩爾之間，結(jié)合的壓印 時間為介于0.1至10秒之間。用介于0.5至10毫摩爾之間的濃度和介于0.5至5秒之間 的壓印時間限定該窗口內(nèi)的優(yōu)選間距。用介于0.5至5毫摩爾之間的濃度和介于0.5至 5秒之間的壓印時間限定該窗口內(nèi)的更優(yōu)選間距。在這些窗口之外，據(jù)發(fā)現(xiàn)蝕刻后的導(dǎo) 體圖案是有缺陷的，缺陷為蝕刻選擇性差或?qū)е伦罱K圖案不可用的特征變寬。關(guān)于圖案 化的有效性、高效性和可重復(fù)性，上述處理窗口使得壓印時間足夠短以降低成本，但不 會過短以致更難控制。窗口還可限定工藝間距，據(jù)發(fā)現(xiàn)足夠一致的特征尺寸和快速連續(xù) 印刷的整體圖案質(zhì)量是可重復(fù)的。在該窗口之外，工藝參數(shù)的其他組合據(jù)證明不足以允 許重復(fù)最多10次印刷。相比之下，上述窗口內(nèi)的參數(shù)允許進行大于10次的快速連續(xù)印 刷，并具有出色的圖案質(zhì)量和可用的特征尺寸精確度。通過結(jié)合目標(biāo)壓印時間，已發(fā)現(xiàn) 上述濃度范圍可用于具有低密度區(qū)域的圖案，例如具有上述細小特征的低密度區(qū)域。優(yōu) 選的是，將壓模施加到基底上之后，相對于壓模與基底之間的實際接觸區(qū)域，印刷期間 施加的壓力為介于0千帕至10千帕之間。上述用于十八碳硫醇和具有低密度區(qū)域(例如 細小特征)的圖案的工藝窗口被視為可用于長度為18個原子(不包括頭部基團，例如硫 醇頭部基團，并且不是氫原子)或與十八基硫醇共享重要印刷屬性的其他單分子層形成 分子。十八碳硫醇及類似的分子比十六碳硫醇及類似的分子是更優(yōu)選的。參照上述對具有低密度區(qū)域和較大特征的圖案的圖案幾何形狀說明，已發(fā)現(xiàn)用 微接觸印刷和蝕刻可有效、高效和可再生產(chǎn)地實現(xiàn)在基底上沉積金屬導(dǎo)體形成圖案，其 中在鄰近上述印刷表面處壓模中十六碳硫醇的濃度為介于0.5至5毫摩爾之間，結(jié)合的壓 印時間為介于0.1至10秒之間。用介于0.5至1毫摩爾之間的濃度和介于0.5至5秒之 間的壓印時間限定該窗口內(nèi)的優(yōu)選間距。在這些窗口之外，據(jù)發(fā)現(xiàn)蝕刻后的導(dǎo)體圖案是 有缺陷的，缺陷為蝕刻選擇性差或?qū)е伦罱K圖案不可用的特征變寬。關(guān)于圖案化的有效性、高效性和可重復(fù)性，上述處理窗口使得壓印時間足夠短以降低成本，但不會過短以 致更難控制。窗口還可限定工藝間距，據(jù)發(fā)現(xiàn)足夠一致的特征尺寸和快速連續(xù)印刷的整 體圖案質(zhì)量是可重復(fù)的。在該窗口之外，工藝參數(shù)的其他組合據(jù)證明不足以允許重復(fù)最 多10次印刷。相比之下，上述窗口內(nèi)的參數(shù)允許進行大于10次的快速連續(xù)印刷，并具 有出色的圖案質(zhì)量和可用的特征尺寸精確度。通過結(jié)合目標(biāo)壓印時間，已發(fā)現(xiàn)上述濃度 范圍可用于具有低密度區(qū)域的圖案，例如具有上述細小特征的低密度區(qū)域。優(yōu)選的是， 將壓模施加到基底上之后，相對于壓模與基底之間的實際接觸區(qū)域，印刷期間施加的壓 力為介于0千帕至10千帕之間。上述用于十六碳硫醇和具有低密度區(qū)域(例如細小特 征)的圖案的工藝窗口被視為可用于長度為16個原子(不包括頭部基團，例如硫醇頭部 基團，并且不是氫原子)或與十六碳硫醇共享重要印刷屬性的其他單分子層形成分子。參照上述對具有低密度區(qū)域和較大特征的圖案的圖案幾何形狀說明，已發(fā)現(xiàn)用 微接觸印刷和蝕刻可有效、高效和可再生產(chǎn)地實現(xiàn)在基底上沉積金屬導(dǎo)體形成圖案，其 中在鄰近上述印刷表面處壓模中十八碳硫醇的濃度為介于0.5至20毫摩爾之間，結(jié)合的 壓印時間為介于0.1至10秒之間。用介于0.5至10毫摩爾之間的濃度和介于0.5至5秒 之間的壓印時間限定該窗口內(nèi)的優(yōu)選間距。用介于1至5毫摩爾之間的濃度和介于0.5至 5秒之間的壓印時間限定該窗口內(nèi)的更優(yōu)選間距。在這些窗口之外，據(jù)發(fā)現(xiàn)蝕刻后的導(dǎo) 體圖案是有缺陷的，缺陷為蝕刻選擇性差或?qū)е伦罱K圖案不可用的特征變寬。關(guān)于圖案 化的有效性、高效性和可重復(fù)性，上述處理窗口使得壓印時間足夠短以降低成本，但不 會過短以致更難控制。窗口還可限定工藝間距，據(jù)發(fā)現(xiàn)足夠一致的特征尺寸和快速連續(xù) 印刷的整體圖案質(zhì)量是可重復(fù)的。在該窗口之外，工藝參數(shù)的其他組合據(jù)證明不足以允 許重復(fù)最多10次印刷。相比之下，上述窗口內(nèi)的參數(shù)允許進行大于10次的快速連續(xù)印 刷，并具有出色的圖案質(zhì)量和可用的特征尺寸精確度。通過結(jié)合目標(biāo)壓印時間，已發(fā)現(xiàn) 上述濃度范圍可用于具有低密度區(qū)域的圖案，例如具有上述細小特征的低密度區(qū)域。優(yōu) 選的是，將壓模施加到基底上之后，相對于壓模與基底之間的實際接觸區(qū)域，印刷期間 施加的壓力為介于0千帕至10千帕之間。上述用于十八碳硫醇和具有低密度區(qū)域(例如 細小特征)的圖案的工藝窗口被視為可用于長度為18個原子(不包括頭部基團，例如硫 醇頭部基團，并且不是氫原子)或與十八碳硫醇共享重要印刷屬性的其他單分子層形成 分子。十八碳硫醇及類似的分子比十六碳硫醇及類似的分子是更優(yōu)選的。也可以在一定程度上根據(jù)避免在壓模表面上或壓模內(nèi)形成不可取的SAM形成分 子沉淀的需要確定濃度范圍，具體地講是上述SAM形成分子的濃度范圍。據(jù)發(fā)現(xiàn)，盡管 某些濃度，具體地講是高濃度(如在PDMS中為10毫摩爾的十八碳硫醇)可用于印刷， 但會在擴展和重復(fù)使用時產(chǎn)生不可取的沉淀，而擴展和重復(fù)使用正是本發(fā)明的重點。在 使用二十硫醇(20個碳鏈硫醇)時這種沉淀問題尤其棘手，但不會發(fā)展到分子不能使用。SAM形成分子和濃度的上述規(guī)格，尤其是對于優(yōu)選的分子，導(dǎo)致形成尤其能以 高生產(chǎn)量生成上述幾何形狀的基于SAM的掩模的著墨壓模，尤其是在金屬化聚合物膜基 底上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，優(yōu)選的著墨壓?？梢陨虡I(yè)可行的印刷次數(shù)壓印或印刷上述幾何形 狀的SAM掩模，從而最好地解決可用作蝕刻掩模的足夠SAM完美性和有限的SAM散布 的需要，優(yōu)選地用于某些基底，例如聚合物膜基底。根據(jù)本發(fā)明，壓模與金屬表面的接 觸時間(印刷時間)為介于0.1至30秒之間，優(yōu)選地介于0.1至10秒之間，更優(yōu)選地介于0.5至5秒之間。用上述壓模進行的上述壓印或印刷工藝可通過在壓模與基底之間施加不會導(dǎo)致 塌陷的任何水平壓力來執(zhí)行?？捎玫膲毫λ降膶嵗ㄐ∮?00千帕、小于50千帕、 小于25千帕、或甚至小于10千帕。本文所述的方法尤其適用于在不施加大壓力的情況 下通過微接觸印刷形成金屬圖案。施加較大的壓力可提高SAM的轉(zhuǎn)移質(zhì)量，從而形成更 好的蝕刻掩模，但會因壓模變形而破壞圖案的保真性。上述著墨壓模和印刷條件尤其適用于重復(fù)壓印上述幾何形狀的基于SAM的蝕刻 掩模圖案。所謂重復(fù)壓印，是指壓模著墨后，可使用壓模重復(fù)地在新的金屬表面區(qū)域上 形成印刷的蝕刻掩模，例如在新的金屬化基底上。著墨的壓?？捎糜谶M行大于5次、或 大于10次、或大于20次、或大于30次、或大于40次、或大于50次印刷，而無需重復(fù) 著墨步驟。用具有其浮雕圖案和油墨濃度的上述壓模進行的此類重復(fù)印刷之間的時間優(yōu) 選地較短，例如小于30秒、或小于15秒、或小于10秒、或小于5秒。對于包括低密度區(qū)域與較大特征之間的連接點的圖案而言，其中低密度區(qū)域中 的線性特征或元素與較大特征接觸，某些圖案幾何形狀包括在使線性特征與較大特征接 觸之前擴寬該線性特征。例如，可使與較大特征接觸的1至5μιη寬的線性元從較大特征 處逐漸變細，直至其長度為其寬度的1至10倍。錐形有助于保持有效的圖案化。對于 一些著墨參數(shù)和印刷參數(shù)而言，蝕刻過程中印刷的SAM不會充分地保護此類較窄線性元 的部分與較大特征的接觸，從而導(dǎo)致靠近較大特征的線性元劣化。可用的可見光透明基底包括聚合物膜。可用的聚合物膜包括熱塑性和熱固性聚 合物膜。熱塑性塑料的實例包括聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酸亞胺、聚碳酸酯和 聚酯。熱塑性塑料的其他實例包括聚乙烯、聚丙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、雙酚A的 聚碳酸酯、聚(氯乙烯)、聚(對苯二酸乙酯)和聚(偏二氟乙烯)。涂有金屬的可見光透明基底包括上述聚合物膜，該聚合物膜基底上具有支承自 組裝單分子層的無機材料涂層(如金屬涂層)，可以繼而通過蝕刻將該涂層圖案化。無 機材料涂層可包括例如元素性金屬、金屬合金、金屬間化合物、金屬氧化物、金屬硫化 物、金屬碳化物、金屬氮化物、以及它們的組合。用于支承自組裝單分子層的示例性無 機材料表面包括金、銀、鈀、鉬、銠、銅、鎳、鐵、銦、錫、鉭、以及這些元素的混合 物、合金、和化合物。聚合物基底上的無機材料涂層可為任何厚度，例如為1納米至 3000納米(nm)。無機材料涂層可以采取任何便利的方法沉積，例如濺射、蒸鍍、化學(xué)氣 相沉積、或化學(xué)溶液沉積(包括化學(xué)鍍)。上述有利的圖案幾何形狀、著墨條件和印刷條件已經(jīng)被確認(rèn)為同樣適用于隨后 通過蝕刻圖案化某些金屬。優(yōu)選的金屬為銀、金、和鈀，但其他適合蝕刻圖案的金屬也 在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明形成的SAM掩模尤其適用于厚度在介于5至IOOOnm 之間、或介于10至500nm之間、或介于15至200nm之間、或介于20至IOOnm之間的 上述金屬的蝕刻圖案化。可在圖案化之前用任何已知的沉積方法將金屬沉積到基底上， 包括用蒸汽相法，諸如濺射或蒸鍍，或用溶液法，諸如化學(xué)鍍?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的方 法進行蝕刻。在一些實施例中，用于形成金屬圖案的方法包括逆轉(zhuǎn)壓模或底板與基底之間的 浮雕關(guān)系，而這與上述相反。即，在這些實施例中，上述壓模浮雕圖案用作基底的特征，壓模則基本無特征。在所有其他方面，包括例如在圖案幾何形狀、金屬、著墨和印 刷時間方面，這些實施例都與上述實施例相同，都使用浮雕結(jié)構(gòu)化的壓?；虻装逡约捌?的基底?？捎玫慕饘倩〉窠Y(jié)構(gòu)化基底的實例為銀蒸汽涂覆的微復(fù)制型聚合物膜?？捎?例如沒有浮雕結(jié)構(gòu)的硫醇浸泡的壓模(如PDMS)或滾筒印刷板將自組裝單分子層掩模轉(zhuǎn) 移到基底表面涂有導(dǎo)體的浮雕圖案的凸起區(qū)域。在后續(xù)的步驟中，從與浮雕圖案凸起特 征的互補區(qū)域選擇性地蝕刻導(dǎo)體，從而根據(jù)凸起特征圖案形成導(dǎo)體圖案。圖13示出了觸摸屏傳感器100的示意圖。觸摸屏傳感器100包括具有觸摸感測 區(qū)域105的觸摸屏面板110。觸摸感測區(qū)域105電連接至觸摸傳感器驅(qū)動裝置120。觸 摸屏面板110整合到顯示裝置中。圖14示出了對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域301的透視圖，其位于觸摸感測區(qū)域305 內(nèi)。對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域301包括可見光透明基底330和設(shè)置在可見光透明基底330 上或內(nèi)的導(dǎo)電微圖案340?？梢姽馔该骰?30包括主表面332，并且它是電絕緣的?？?見光透明基底330可由任何可用的電絕緣材料(例如玻璃或聚合物)形成?？捎糜诳梢?光透明基底330的聚合物實例包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)?？捎筛鶕?jù)本文所述方法形成的多個線性金屬特征形成導(dǎo)電微圖案340。圖14還示出了用于描述位于觸摸感測區(qū)域305內(nèi)的對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域301 的坐標(biāo)系。一般來講，就顯示裝置而言，χ軸和y軸對應(yīng)于顯示器的寬度和長度，ζ軸通 常沿著顯示器的厚度(即高度)方向。除非另外指出，否則本文將始終使用此規(guī)則。在 圖14的坐標(biāo)系中，χ軸和y軸被限定為平行于可見光透明基底330的主表面332，并且可 以對應(yīng)于方形或矩形表面的寬度方向和長度方向。ζ軸垂直于該主表面，并且通常沿著可 見光透明基底330的厚度方向。形成導(dǎo)電微圖案340的多個線性金屬特征的寬度對應(yīng)于 沿y軸線性延伸的平行線性金屬特征的χ方向距離，正交線性金屬特征的y方向距離對應(yīng) 于正交線性金屬特征的寬度。線性金屬特征的厚度或高度對應(yīng)于ζ方向距離。在一些實施例中，位于觸摸感測區(qū)域305內(nèi)的對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域301包括 兩層或更多層具有導(dǎo)電微圖案340的可見光透明基底330。導(dǎo)電微圖案340沉積在主表面332上。由于傳感器將與顯示器連接以形成觸摸 屏顯示器或觸摸面板顯示器，基底330對可見光透明，并且基本上平坦?；缀蛡鞲衅?可以基本上為平坦和柔性的。對可見光透明意味著可透過觸摸傳感器查看顯示器提供的 信息(例如文本、圖像或數(shù)字)。對于包括沉積金屬(如果將金屬沉積成適當(dāng)?shù)奈D案， 甚至可以包括沉積厚度足以阻擋光線的金屬)形式的導(dǎo)體的觸摸傳感器，可實現(xiàn)可見性 和透明性。導(dǎo)電微圖案340包括至少一個對可見光透明的導(dǎo)電區(qū)域，該區(qū)域覆蓋提供信息 的顯示器的可見部分。所謂“對可見光透明的導(dǎo)電”是指可透過導(dǎo)電微圖案區(qū)域看到該 部分顯示器，并且該微圖案區(qū)域在圖案的平面內(nèi)導(dǎo)電，或換句話說，沿著導(dǎo)電微圖案沉 積到其上或與之相鄰的基底的主表面導(dǎo)電。優(yōu)選的導(dǎo)電微圖案包括具有二維網(wǎng)孔(例如 方形網(wǎng)格或正六邊形網(wǎng)絡(luò))的區(qū)域，其中導(dǎo)線限定了網(wǎng)孔內(nèi)封閉的開放區(qū)域，該區(qū)域未 沉積有與網(wǎng)孔的導(dǎo)線電接觸的導(dǎo)體。本文將開放空間以及其邊緣處的相關(guān)導(dǎo)體導(dǎo)線稱為 單元。網(wǎng)孔單元的其他可用幾何形狀包括隨機單元形狀和不規(guī)則多邊形。在一個示例性實施例中，提供了制備觸摸屏傳感器的方法，該方法包括提供包
16含具有凸起特征的浮雕圖案的涂有金屬的可見光透明基底，其中浮雕圖案具有測量的至 少5mm2的低密度區(qū)域。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至10%之間的平均面積密度 值、具有介于0.5至25 μ m之間寬度值的直線段、和小于Imm的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距 離值。該方法包括將用自組裝單分子層形成分子著墨的著墨彈性體壓模接觸涂覆有金屬 的可見光透明基底，然后蝕刻金屬以在可見光透明基底的凸起特征上形成導(dǎo)電微圖案。在另一個示例性實施例中，提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提 供具有包含凸起特征的浮雕圖案的著墨壓模，該著墨壓模包含線性有機含硫自組裝單分 子層形成分子、16至18個原子的鏈長、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度、測量的至少5mm2 的低密度區(qū)域的浮雕圖案。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至5%之間的平均面積密 度值、大約1至4μιη寬度值的直線段、小于Imm的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值、至少 25 μ m寬度的凸起特征。該方法包括使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，接觸 步驟的0.5至10秒范圍內(nèi)的接觸時間，從而沉積自組裝單分子層的圖案。該方法也包括 蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖案。在另一個示例性實施例中，提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提 供具有包含凸起特征的浮雕圖案的著墨壓模，該著墨壓模包含線性有機含硫自組裝單分 子層形成分子、16至18個原子的鏈長、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度、測量的至少5mm2 的低密度區(qū)域的浮雕圖案。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至5%之間的平均面積密 度值、大約1至4μιη寬度值的直線段、小于Imm的介于相鄰直線段之間的距離值、至少 150 μ m寬度的凸起特征。該方法包括使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，接觸 步驟的0.5至10秒范圍內(nèi)的接觸時間，從而沉積自組裝單分子層的圖案。該方法也包括 蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖案。在另一個示例性實施例中，提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提 供具有包含凸起特征的浮雕圖案的著墨壓模，該著墨壓模具有包含十八碳硫醇的線性有 機含硫自組裝單分子層形成分子、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度、測量的至少5mm2的 低密度區(qū)域的浮雕圖案。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至5%之間的平均面積密度 值、大約1至4μιη寬度值的直線段、小于Imm的介于相鄰直線段之間的距離值、至少 150 μ m寬度的凸起特征。該方法包括使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，接觸 步驟的0.5至10秒范圍內(nèi)的接觸時間，從而沉積自組裝單分子層的圖案。該方法也包括 蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖案。在另一個示例性實施例中，提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提 供具有包含凸起特征的浮雕圖案的著墨壓模，該著墨壓模具有包含十八碳硫醇的線性有 機含硫自組裝單分子層形成分子、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度、測量的至少5mm2的 低密度區(qū)域的浮雕圖案。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至5%之間的平均面積密度 值、大約1至4μιη寬度值的直線段、小于Imm的介于相鄰直線段之間的距離值、至少 150 μ m的凸起特征的寬度。該方法包括使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，接 觸步驟的接觸時間在0.5至5秒的范圍內(nèi)，從而沉積自組裝單分子層的圖案。該方法也 包括蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖 案。在另一個示例性實施例中，提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提供具有包含凸起特征的浮雕圖案的著墨壓模，該著墨壓模具有包含十八碳硫醇的線性有 機含硫自組裝單分子層形成分子、1至10毫摩爾的壓模內(nèi)的濃度、測量的至少5mm2的 低密度區(qū)域的浮雕圖案。低密度區(qū)域的凸起特征具有介于0.5至5%之間的平均面積密度 值、大約1至4μιη寬度值的直線段、小于Imm的介于相鄰直線段之間的距離值、至少 0.25mm寬度的凸起特征。該方法包括使著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，接觸 步驟的接觸時間在0.5至5秒的范圍內(nèi)，從而沉積自組裝單分子層的圖案。該方法也包括 蝕刻金屬以在可見光透明基底上形成與著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的透明導(dǎo)電微圖案。SM壓樽制造通過在直徑為10厘米(cm)的硅片上制備光致抗蝕劑(Shipleyl818，Rohm and Haas公司(Philadelphia，Pennsylvania))圖案形成兩個不同的用于模制彈性體壓模的母
模。不同的母模基于兩種不同的圖案設(shè)計，本文稱為設(shè)計“VI”和設(shè)計“V2”。該 設(shè)計具有一些共同元素和一些差異。設(shè)計總面積均為5cmX5cm，并且包括Imm寬的 框架(以下掩模中的開放區(qū)域和以下壓模中的凸起特征)。另外，設(shè)計均包括20個長 度為大約33mm、寬度在0.8mm至1.2mm的范圍內(nèi)的一系列低密度網(wǎng)孔條，網(wǎng)孔條采用 2mmX2mm的接觸塊封端。除框架、網(wǎng)孔條和接觸塊之外，這兩種設(shè)計還包括在介于 網(wǎng)孔條之間以及介于網(wǎng)孔條與框架之間的空間中的分離特征。分離特征的尺寸和形狀各 不相同，最小尺寸在3μιη至ΙΟΟμιη的范圍內(nèi)。設(shè)計Vl在掩模中具有5.95cm2的開放 區(qū)域總面積，這也是所得壓模上的凸起區(qū)域總面積。設(shè)計V2在掩模中具有4.37cm2的 開放區(qū)域總面積，這也是所得壓模上的凸起區(qū)域總面積。要制備母模，可將光致抗蝕劑 旋轉(zhuǎn)澆注到硅片上，澆注到大約1.8 μ m的厚度。對于每一個母模，使用在鉻料中具有 開口的單獨二元鉻光掩模曝光光致抗蝕劑，以便進行圖案化，其中鉻料中的開口限定了 直線段和2mmX2mm正方形塊一起的低密度圖案。光致抗蝕劑顯影后，形成包括二元 浮雕圖案的母模，圖案具有直線段和塊的低密度區(qū)域分布形式的凹進特征。對于兩個母 模，具有直線段的低密度區(qū)域分布的圖案的部分包括不同低密度網(wǎng)孔幾何形狀(例如正 方形網(wǎng)格)，其具有3μιη和5μιη寬的用于限定網(wǎng)孔的導(dǎo)線。選定網(wǎng)孔區(qū)域的開放區(qū)域 值為90%、93%, 95%和97% (即特征密度分別為10%、7%, 5%和3%)。 圖8為所 完成圖案的一部分的掃描電子顯微照片，示出了具有較高程度開放區(qū)域和2mmX2mm的 塊的二維網(wǎng)孔區(qū)域排列。圖9和圖10為所完成圖案(PET上的銀薄膜)的掃描電子顯微 照片，示出了兩個低密度二維微圖案區(qū)域的幾何形狀(分別為具有95%開放區(qū)域和5μιη 寬導(dǎo)線的正方形單元幾何形狀，具有97%開放區(qū)域和3μιη寬導(dǎo)線的六邊形單元幾何形 狀)。在母模上傾倒大約3.0mm厚的未固化聚二甲基硅氧烷(PDMS，SylgardTM 184， Dow Corning (Midland, Michigan)),緊靠母模模制彈性體壓模。通過將接觸母模的未固 化硅樹脂暴露于真空使其脫氣，然后在70°C下固化2小時。從母模上剝離壓模后，形成 具有浮雕圖案的PDMS壓模，浮雕圖案中具有大約1.8 μ m高的凸起特征，并且具有直線 段和塊的低密度區(qū)域分布。將壓模切割成大約5X5cm的尺寸。著墨讓壓模的背面(沒有浮雕圖案的主表面)與烷基硫醇的乙醇溶液接觸指定的時 間(著墨時間)，使壓模著墨。使用的烷基硫醇分子為十六碳硫醇(“HDT” H0068，TCI America (Wellesley Hills, Massachusetts))禾Π 十八碳硫醇(“ODT” 00005，TCI AMERICA)。對烷基硫醇溶液的濃度和著墨時間進行選擇，使得可以在鄰近印刷表面的 PDMS壓模中獲得烷基硫醇的目標(biāo)濃度，使用有限差分模擬計算機程序和測得的擴散系 數(shù)值確定該濃度。對于HDT，用于模擬的擴散系數(shù)值為6.6E-7Cm2/秒，這是已知的乙醇 溶脹的PDMS中的HDT擴散值。對于ODT，使用兩個不同的擴散系數(shù)值進行模擬，以 便獲得鄰近印刷表面處壓模中的預(yù)期硫醇濃度范圍。ODT的兩個值為4.0E-7Cm2/秒，這 是已知的PDMS中的ODT擴散值，以及6.6E-7cm2/秒，這是已知的乙醇溶脹的PDMS中 的HTD擴散值。使用的ODT擴散系數(shù)值被視為最低和最高的可能值，將在以下實例中 用它們描述十八碳硫醇在PDMS中的傳送。因此，通過計算可以確定實例中鄰近印刷表 面處十八碳硫醇的預(yù)期濃度范圍。因此，在以下實例中，記錄十六碳硫醇的各個濃度值 并且記錄十八碳硫醇的濃度值范圍。壓印在壓模著墨后壓印金屬化聚合物膜基底。在每一種情況下，膜基底為聚乙烯 對苯二酸酯(ST504，DuPont(Wilmington, Delaware))。首先通過熱蒸鍍(DV-502A， Denton Vacuum(Moorestown, New Jersey))在基底上涂覆金屬薄膜。對于所有實例，都
是首先在基底表面上涂覆20埃的鉻，然后再涂覆IOOnm的銀或金。金屬化之后，用上 述著墨壓模壓印薄膜。金屬化膜基底的面積為大約6X6cm。壓印時，使金屬化膜接觸 正面朝上的壓模的浮雕圖案化表面，首先使膜樣品的邊緣接觸壓模表面，然后用直徑為 大約3.5cm的手持式橡膠輥通過滾動薄膜使膜與壓模接觸。執(zhí)行滾動步驟需要的時間小 于1秒。在以下實例中，壓印時間是給定的，壓印時間與將基底滾動到壓模上之后介于 基底與壓模之間的額外接觸時間一致。指定時間之后，從壓模上剝離基底，該步驟需 要的時間小于1秒。在一些情況下，如下所述，在將基底施加到壓模上之后和壓印期 間在基底_壓模組件上施加額外的重量。額外的重量為一片重120g的平玻璃加上一片 質(zhì)量為140g的平陶瓷磚，總重量為260g。對于圖案設(shè)計VI，其壓印期間的接觸面積 為5.95cm2，施加的260g重量相當(dāng)于在介于基底與壓模的凸起特征之間施加了 4.3千帕壓 力。對于圖案設(shè)計V2，其壓印期間的接觸面積為4.37cm2，施加到260g重量相當(dāng)于在介 于基底與壓模的凸起特征之間施加了 5.8千帕壓力。MM壓印后，將具有印刷圖案的金屬化膜浸入蝕刻劑溶液中，以便進行選擇性 蝕刻和金屬圖案化。對于涂有金薄膜的印刷的金屬化膜基底，蝕刻劑包含Ig硫脲 (T8656, Sigma-Aldrich(St.Louis, Missouri))、0.54ml 濃縮鹽酸(HX0603-75，EMD Chemicals, Gibbstown(New Jersey))、0.5ml 過氧化氫(30 %，5240-05，Mallinckrodt Baker (Phillipsburg, New Jersey))、和2 Ig去離子水。為了圖案化金薄膜，將印刷的金屬 化膜基底浸入蝕刻溶液中保持50秒。對于涂有銀薄膜的印刷的金屬化膜基底，蝕刻劑 包含 0.4相硫脲(T8656，Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri))、l.Mg 硝酸鐵(2比828， Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri))、和200ml去離子水。為了圖案化銀薄膜，將印刷 的金屬化膜基底浸入蝕刻溶液中保持3分鐘。圖案化蝕刻金或銀之后，用2.5g高錳酸鉀 (PX1551-1, EMD Chemicals)、4g 氫氧化鉀(484016，Sigma-Aldrich) > 和 IOOml 去離子 水的溶液侵蝕殘余的鉻。
表征選擇性地進行蝕刻和金屬圖案化之后，通過光學(xué)顯微鏡(BH-2型，配備DP12數(shù) 字照相機，Olympus America (Center Valley，Pennsylvania))、掃描電鏡(SEM，JSM-6400 型，JEOL Ltd (Tokyo，Japan))、和電阻計(GoldStar DM-313，LG Precision Co.Ltd. (Korea))來表征金屬圖案。用微觀技術(shù)確定通過蝕刻形成的薄膜金屬的預(yù)期圖案的保真 性。測量金屬圖案的直線特征的寬度，并且與3μιη和5μιη的標(biāo)稱寬度值進行比較。 根據(jù)印刷特征尺寸是否分別超過標(biāo)稱尺寸O μ m、大約> O至《0.5 μ m、大約>0.5至 《1.0 μ m、大約> 1.0至《1.5 μ m、或>1.5 μ m，分配尺寸精確度品質(zhì)因數(shù)5、4、3、2或 1。也用微觀技術(shù)判斷大塊區(qū)域(2mmX2mm)的蝕刻選擇性。分配大特征選擇性品質(zhì) 因數(shù)1、2、3、4或5，以描述蝕刻圖案化較大面積塊的選擇性程度(5為最高質(zhì)量，即蝕 刻過程中基本沒有針孔或塊的侵蝕；1為最低質(zhì)量，即蝕刻圖案化步驟期間蝕刻的塊嚴(yán) 重偏離)。所謂選擇性，是指在通過蝕刻移除未印刷區(qū)期間保護和保留(例如)塊區(qū)域 中的金屬的程度。對于以上每一個品質(zhì)因數(shù)而言，優(yōu)選地實現(xiàn)值3，更優(yōu)選地實現(xiàn)值4， 甚至更優(yōu)選地實現(xiàn)值5。用電阻計測量介于大塊(2_X2mm)之間的大約ImmX大約 33mm的分離網(wǎng)孔區(qū)域的電阻。根據(jù)該網(wǎng)孔區(qū)域的幾何形狀，確定每一個網(wǎng)孔的薄層電 阻值(等于測得的電阻除以33(正方形))。實例1根據(jù)上述工序制備并表征銀薄膜導(dǎo)電微圖案(VI)。油墨溶液包含溶解于乙醇中 的濃度為10毫摩爾的十六碳硫醇。讓油墨溶液與壓模的背面接觸2.3小時，在鄰近印刷 或壓印表面處得到PDMS中大約0.8毫摩爾的十六碳硫醇濃度。壓印時間為10秒，在壓 印期間施加260g的重量。圖11提供了從所完成薄膜金屬微圖案上記錄的SEM顯微照 片，該微圖案衍生自具有六邊形網(wǎng)孔的低密度區(qū)域，其中六邊形網(wǎng)孔具有97%的開放區(qū) 域和3μιη寬的目標(biāo)導(dǎo)線。測得的實際導(dǎo)線大于5 μ m。實例2根據(jù)上述工序制備并表征銀薄膜導(dǎo)電微圖案(V2)。油墨溶液包含溶解于乙醇中 的濃度為10毫摩爾的十六碳硫醇。讓油墨溶液與壓模的背面接觸17.5小時，在鄰近印 刷或壓印表面處得到PDMS中大約0.5毫摩爾的十六碳硫醇濃度。壓印時間為5秒，將 基底滾動施加到壓模上之后未在基底_壓模組件上施加重量。圖8、圖9和圖10提供了 從所完成薄膜金屬微圖案上記錄的SEM顯微照片。圖12為所完成銀薄膜微圖案的另一 張SEM顯微照片，該微圖案衍生自具有六邊形網(wǎng)孔的低密度區(qū)域，其中六邊形網(wǎng)孔具有 97%的開放區(qū)域和3 μ m寬的目標(biāo)導(dǎo)線。測得的實際導(dǎo)線為大約3.2 μ m。實例3-42根據(jù)表1中所列的工藝參數(shù)制備銀薄膜的導(dǎo)電微圖案。表2-7提供了根據(jù)上文 的品質(zhì)因數(shù)描繪分配給選定實例的品質(zhì)因數(shù)。未在表2-7中列出的實例為實例3、實例 4、實例23和實例24，因為這些實例的壓印和蝕刻步驟形成了限定很差的圖案。對于實 例38，導(dǎo)體微圖案的低密度網(wǎng)孔區(qū)域(正方形網(wǎng)格，具有5μιη寬的導(dǎo)線和10%的填充 系數(shù))寬1mm、長33mm，在每一個末端處采用2mmX 2mm的塊封端，顯示具有的電阻 為229Ω。該電阻讀數(shù)與可見光透明網(wǎng)孔區(qū)域的薄層電阻一致，為229/33 = 7Ω/正方 形。對于實例38，導(dǎo)體微圖案的低密度網(wǎng)孔區(qū)域(正方形網(wǎng)格，具有3μιη寬的導(dǎo)線和5%的填充系數(shù))寬1mm、長33mm，在每一個末端處采用2mmX 2mm的塊封端，顯示 具有的電阻為419Ω。該電阻讀數(shù)與可見光透明網(wǎng)孔區(qū)域的薄層電阻一致，為419/33 = 12.7Ω/正方形。對于實例38，導(dǎo)體微圖案的低密度網(wǎng)孔區(qū)域(正方形網(wǎng)格，具有3μιη 寬的導(dǎo)線和3%的填充系數(shù))寬1mm、長33mm，在每一個末端處采用2mmX2mm的塊 封端，顯示具有的電阻為624Ω。該電阻讀數(shù)與可見光透明網(wǎng)孔區(qū)域的薄層電阻一致，為 624/33 = 18.9 Ω /正方形。對于實例38，測量直徑為大約Icm的圓形區(qū)域(包括填充系 數(shù)為3%和5%的網(wǎng)孔區(qū)域，具有上述記錄的薄層電阻測量值)的可見光透射比。用具有 適光校正的光密度計(Jonathan Allen(Titusville，New Jersey))進行測量。上述圓形區(qū)域 的可見光透射比為大約85%，而基膜基底的可見光透射比為88.7%，說明直徑為Icm的 圓形區(qū)域上的平均填充系數(shù)為大約4% (開放區(qū)域為大約96% )。實例43根據(jù)上述工序制備并表征金薄膜導(dǎo)電微圖案(VI)。油墨溶液包含溶解于乙醇中 的濃度為10毫摩爾的十八碳硫醇。讓油墨溶液與壓模的背面接觸4.5小時，在鄰近印刷 或壓印表面處得到PDMS中大約0.8毫摩爾的十八碳硫醇濃度。壓印時間為2秒，將基 底滾動施加到壓模上之后未在基底_壓模組件上施加重量。導(dǎo)體微圖案的低密度網(wǎng)孔區(qū) 域(正方形網(wǎng)格，具有3μιη寬的導(dǎo)線和3%的填充系數(shù))寬1mm、長33mm，在每一個 末端處采用2_X 2mm的塊封端，顯示具有的電阻為685 Ω。該電阻讀數(shù)與可見光網(wǎng)孔 區(qū)域的薄層電阻一致，為685/33 = 20.8 Ω /正方形。表 權(quán)利要求
1.一種圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提供著墨彈性體壓模，所述著墨彈性體壓模用自組裝單分子層形成分子著墨并且具 有浮雕圖案，該浮雕圖案具有凸起特征，所述浮雕圖案具有測量的至少5平方毫米的低 密度區(qū)域，其包括介于0.5至10%之間的凸起特征的平均面積密度值；具有介于0.5至25微米之間寬度值的直線段；小于1毫米的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值；使所述著墨壓模的凸起特征接觸涂有金屬的可見光透明基底；以及蝕刻所述金屬，以在所述可見光透明基底上形成與所述著墨壓模的凸起特征相對應(yīng) 的導(dǎo)電微圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸步驟的接觸時間在0.1至30秒的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低密度區(qū)域具有介于1至5%之間的凸起特 征平均面積密度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在鄰近所述印刷表面的壓模中的自組裝單分子層 形成分子的濃度為介于0.05至20毫摩爾之間，并且所述接觸步驟的接觸時間在0.1至10 秒的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述自組裝單分子層形成分子包含十八碳硫醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在鄰近所述印刷表面的壓模中的自組裝單分子層 形成分子的濃度為介于0.05至5毫摩爾之間，所述接觸步驟的接觸時間在0.1至10秒的 范圍內(nèi)，并且所述自組裝單分子層形成分子包含十六碳硫醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低密度區(qū)域具有一致的凸起特征平均面積密 度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述直線段具有介于1至5微米的寬度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在低密度區(qū)域相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的最大距離值為 500微米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述浮雕圖案中的所有非凸起點與線性凸起 特征在所有方向具有小于1毫米的最大間距。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述浮雕圖案中的所有非凸起點與線性凸起 特征在所有方向具有小于500微米的最大間距。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓模用自組裝單分子層形成分子著墨， 所述自組裝單分子層形成分子包含硫醇、二烷基二硫化物、二烷基硫化物、烷基黃原酸 鹽、二硫代磷酸鹽和二烷基硫代氨基甲酸鹽。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電微圖案的低密度區(qū)域包括導(dǎo)電網(wǎng)孔微 圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括將所述導(dǎo)電微圖案電連接到觸摸傳感 器驅(qū)動裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述浮雕圖案包含測量的至少50微米寬度的凸 起特征。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述單分子層形成分子包含十八碳硫醇，在 鄰近所述印刷表面的壓模中的自組裝單分子層形成分子的濃度為介于0.5至10毫摩爾之 間，并且所述接觸步驟的接觸時間在0.5至5秒的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述單分子層形成分子包含十六碳硫醇，在鄰 近所述印刷表面的壓模中的自組裝單分子層形成分子的濃度為介于0.5至1毫摩爾之間， 并且所述接觸步驟的接觸時間在0.5秒至5秒的范圍內(nèi)。
18.一種制備觸摸屏傳感器的方法，該方法包括提供涂有金屬的可見光透明基底，所述涂有金屬的可見光透明基底具有浮雕圖案， 該浮雕圖案具有凸起特征，所述浮雕圖案具有測量的至少5平方毫米的低密度區(qū)域，其 包括介于0.5至10%之間的凸起特征的平均面積密度值； 具有介于0.5至25微米之間寬度值的直線段； 小于1毫米的相鄰?fù)蛊鹛卣髦g的距離值；使所述用自組裝單分子層形成分子著墨的著墨彈性體壓模接觸所述涂有金屬的可見 光透明基底；以及蝕刻所述金屬，以在所述可見光透明基底的凸起特征上形成導(dǎo)電微圖案。
19.一種圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，該方法包括提供著墨壓模，所述著墨壓模具有浮雕圖案，該浮雕圖案具有凸起特征，所述著墨 壓模包含直鏈有機含硫自組裝單分子層形成分子，所述直鏈有機含硫自組裝單分子層形 成分子具有的鏈長為16至18個原子、在所述壓模內(nèi)的濃度為1至10毫摩爾，所述浮雕 圖案具有測量的至少5平方毫米的低密度區(qū)域，其包括 介于0.5至5%之間的凸起特征的平均面積密度值； 具有大約1至4微米寬度值的直線段； 小于500微米的相鄰直線段之間的距離值； 測量的至少25微米寬度的凸起特征；使所述著墨壓模接觸涂有金屬的可見光透明基底，所述接觸步驟具有0.5至10秒范 圍內(nèi)的接觸時間，從而沉積自組裝單分子層的圖案；以及蝕刻所述金屬，以在所述可見光透明基底上形成與所述著墨壓模的凸起特征相對應(yīng) 的導(dǎo)電微圖案。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述自組裝單分子層形成分子包含十八碳硫
全文摘要
本發(fā)明提供了圖案化基底上的導(dǎo)體的方法，所述方法包括提供著墨彈性體壓模，所述著墨彈性體壓模用自組裝單分子層形成分子著墨并且具有浮雕圖案，所述浮雕圖案具有凸起特征。然后使所述著墨壓模的凸起特征接觸涂有金屬的可見光透明基底。然后蝕刻所述金屬，以在所述可見光透明基底上形成與所述著墨壓模的凸起特征相對應(yīng)的導(dǎo)電微圖案。
文檔編號G03F7/00GK102017071SQ200980115075
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者祖麗君, 馬修·H·弗雷 申請人:3M創(chuàng)新有限公司