干膜制備方法及應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種干膜制備方法及應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，采用該方法制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極具有如下優(yōu)點(diǎn)：一、可以采用曝光、顯影等成熟高效的工業(yè)制程。二、導(dǎo)電率高，可以制作大尺寸，多點(diǎn)觸控的電容觸摸屏。三、具有良好的柔性，可以在使用中彎曲，擴(kuò)大了觸摸屏應(yīng)用范圍。四、圖形可以疊加，可適用的觸控方案更多。五、制程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品批量加工制程良率高。
【專利說(shuō)明】干膜制備方法及應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及觸摸屏【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種干膜制備方法及應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸屏是一種輸入設(shè)備，能夠方便實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)及其它便攜式移動(dòng)設(shè)備的交互作用。近年來(lái)，基于氧化銦錫(ITO)透明導(dǎo)電薄膜的電容觸摸屏被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備，如智能手機(jī)，便攜式平板電腦等。關(guān)于ITO的研究與應(yīng)用較為廣泛、成熟，它是氧化銦(90%In203)和氧化錫(10%Sn02)的合成物鍍制在硬(玻璃)或軟(塑膠)基板上生產(chǎn)的。工業(yè)當(dāng)中采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)方式鍍制ITO膜層,其中最常用的PVD方法為濺射鍍膜方式。雖然ITO薄膜具有高導(dǎo)電性和透明度，但是仍存在很多難以克服的困難:一、ITO薄膜很脆易碎。二、當(dāng)使用塑膠基板時(shí)，由于處理溫度受限，ITO薄膜導(dǎo)電性和透明度均較低，嚴(yán)重限制了觸摸屏尺寸的進(jìn)一步增加。三、受原材料和生產(chǎn)設(shè)備、工藝的影響，ITO薄膜將會(huì)越來(lái)越昂貴。
[0003]因此，尋找新的材料和方法制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極成為工業(yè)界急需解決的課題。新方案中的透明導(dǎo)電膜層應(yīng)當(dāng)具有達(dá)標(biāo)的導(dǎo)電性能和透光性能，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)具有良好的附著力、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，同時(shí)，其材料成本和加工成本也不宜過(guò)高。這些潛在的方案包括使用金屬網(wǎng)格、納米銀線、石墨烯等。石墨烯具有作為透明導(dǎo)電材料的極佳性能，具體表現(xiàn)為:一、石墨烯的 透射率在可見(jiàn)光波段與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。因此，可見(jiàn)光透射率因波長(zhǎng)不同而引起的變化較少，透射光譜幾乎為平坦?fàn)顟B(tài)。二、石墨烯的色調(diào)完全無(wú)色。導(dǎo)電薄膜越是無(wú)色就越容易在觸摸顯示屏上忠實(shí)地再現(xiàn)圖像顏色。三、石墨烯具有高達(dá)97.4%的透射率。四、石墨烯的在透過(guò)率維持在95%范圍內(nèi)時(shí)，方塊電阻仍可達(dá)到125 Ω/ □，已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)界透明電極的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(200~900Ω/?)。但石墨烯成膜的過(guò)程困難，膜層附著力不高導(dǎo)致最終的良品率較低。
[0004]感光干膜簡(jiǎn)稱干膜，是一種感光材料，由聚酯薄膜、光致抗蝕劑及聚乙烯保護(hù)膜三部分組成，廣泛用于印制電路板(PCB)、半導(dǎo)體等圖形刻蝕工藝中。近年來(lái)，隨著觸摸屏的應(yīng)用，也開(kāi)始應(yīng)用于ITO等透明導(dǎo)電材料的圖形制作。在ITO的圖形制作工藝中，將菲林上的圖形通過(guò)紫外光照射轉(zhuǎn)移至貼附干膜的ITO膜，通過(guò)適當(dāng)?shù)娘@影劑，將未曝光部分的干膜蝕去，再通過(guò)ITO刻蝕液刻蝕等工序便得到布有透明電路的基片。整個(gè)過(guò)程由于基本在黃光下完成，因此又稱黃光制程。黃光制程技術(shù)成熟，效率高，是電路規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)選工藝。但是，一方面ITO的缺點(diǎn)以上已提及，而新的材料采用黃光制程的工藝還不成熟，尤其石墨烯具有很高的惰性，幾乎不會(huì)受到腐蝕。另一方面，現(xiàn)有的ITO刻蝕液存在一定的污染，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此如何利用并改進(jìn)現(xiàn)有的黃光制程，并應(yīng)用到觸摸屏透明導(dǎo)電電極制作中是亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于通過(guò)一種干膜制備方法及應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，來(lái)解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問(wèn)題。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種干膜制備方法，其中，所述干膜由底膜、導(dǎo)電光敏層及聚乙烯保護(hù)膜組成，所述導(dǎo)電光敏層包括多官能單體、光引發(fā)劑、粘合劑聚合物及導(dǎo)電材料，該制備方法包括如下步驟:
[0008]A、按比例稱量多官能單體、光引發(fā)劑、粘合劑聚合物組分，并依次投入到丙酮溶劑中；常溫常壓下攪拌；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡；
[0009]B、按比例稱量石墨烯粉體，加入到含有共軛環(huán)的有機(jī)物的丙酮溶液中，溶液在40-100°C下超聲波震蕩6-48小時(shí)，含有共軛環(huán)的有機(jī)物與石墨烯通過(guò)二一二共軛形成非共價(jià)修飾的石墨烯；
[0010]C、將所述非共價(jià)修飾的石墨烯投入至步驟A制備的混合物中，超聲波分散1-5小時(shí)，然后室溫下混合；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡；
[0011]D、將步驟A制備的混合物涂布到聚脂膠片上；
[0012]E、將步驟C制備的組合物涂布到所述聚脂膠片上的組合物上，涂布后烘干；
[0013]F、吹風(fēng)冷卻，貼上聚乙烯保護(hù)膜，然后收卷，暫存。
[0014]特別地,所述步驟B中選用粒徑5_25nm的石墨烯粉體成品；石墨烯粉體的質(zhì)量比例根據(jù)實(shí)際透光率和電阻要求配制，優(yōu)選的范圍是0.01%-0.1% ；
[0015]所述步驟D中涂布厚度為3-5um ;所述步驟E中涂布厚度為3_5um，涂布方法包括噴涂、滾涂。
[0016]本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用上述干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，包括如下步驟:
[0017]a、揭離所述干膜的聚乙烯保護(hù)膜；
[0018]b、將干膜與觸摸屏基板平整貼合；
[0019]C、將貼合后的干膜和基板進(jìn)行熱壓；
[0020]d、將熱壓完成的干膜放置在紫外光曝光樣品臺(tái)上，并將帶有圖案的掩膜版覆蓋其上，整體在紫外光下進(jìn)行曝光；
[0021]e、將已曝光的貼在基板上的干膜上方保護(hù)膜去除，放置在顯影池中顯影，顯影后用純水清洗并烘干；
[0022]f、將顯影后的帶有干膜的基板放置在紫外光曝光臺(tái)上，在紫外光下進(jìn)曝光；
[0023]g、將曝光后的帶有干膜的基板用帶有引線層圖案的掩膜版覆蓋，采用絲印工藝在形成的導(dǎo)電干膜圖形上絲印出引線層圖案，并裁切出所需的樣品外形。
[0024]特別地，所述步驟c中熱壓的溫度控制在100°C _110°C，壓力控制在5±lKg。
[0025]特別地，所述步驟d中曝光能量控制在50-130mJ，優(yōu)選50mJ，60mJ，70mJ，80mJ，90mJ,IOOmJ，IIOmJ,120mJ,130HJ。
[0026]特別地，所述步驟e中顯影液為碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為0.5%_2%，優(yōu)選 0.5%, 1%，1.5%, 2%o
[0027]特別地，所述步驟f中曝光能量為700-1200mJ，優(yōu)選700mJ，800mJ，900mJ，IOOOmJ,IIOOmJ,1200mJ。[0028]采用本發(fā)明的技術(shù)方案制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極具有如下優(yōu)點(diǎn):一、可以采用曝光、顯影等成熟高效的工業(yè)制程。二、導(dǎo)電率高，可以制作大尺寸，多點(diǎn)觸控的電容觸摸屏。三、具有良好的柔性，可以在使用中彎曲，擴(kuò)大了觸摸屏應(yīng)用范圍。四、圖形可以疊加，可適用的觸控方案更多。五、制程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品批量加工制程良率高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明干膜制備方法流程圖；
[0030]圖2為本發(fā)明應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0032]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本發(fā)明干膜制備方法流程圖。
[0033]本實(shí)施例中所述干膜由底膜、導(dǎo)電光敏層及聚乙烯保護(hù)膜組成。在制造干膜的過(guò)程中，底膜是由聚對(duì)苯二甲酸乙酯制得，被作為支承體。厚度為16um, 19um, 25um。導(dǎo)電光敏層是干膜光致抗蝕劑的主體，其制備方法是將混有高電導(dǎo)率材料如石墨烯的感光膠涂布到聚酯薄膜上而成，光敏層厚度為3至10um。優(yōu)選3um、4um、5um。
[0034]根據(jù)化學(xué)特性和加工條件，導(dǎo)電光敏層具有不同組成。更具體的說(shuō)，導(dǎo)電光敏層包括:一、一種通過(guò)光誘導(dǎo)使其發(fā)生光聚合的多官能單體；二、一種由光促進(jìn)的游離基誘導(dǎo)的光引發(fā)劑，以便產(chǎn)生光聚合作用，提供機(jī)械強(qiáng)度、遮蓋性質(zhì)；三、增加光聚合組分附著力的粘合劑聚合物，以及諸如穩(wěn)定劑、粘合促進(jìn)劑或熱聚合抑制劑的某些添加劑。四、導(dǎo)電材料，使光敏層在固化后有導(dǎo)電功能。這些材料被按特定工藝混合并被涂布在聚酯薄膜上，并且其后被干燥。
[0035]于本實(shí)施例，所述干膜制備方法具體包括如下步驟:
[0036]步驟S101、按比例稱量多官能單體、光引發(fā)劑、粘合劑聚合物組分，并依次投入到丙酮溶劑中；常溫常壓下攪拌30分鐘；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡10分鐘。
[0037]實(shí)際應(yīng)用中，選用具有至少兩個(gè)丙烯?；蚣谆；幕衔镒鳛槎喙倌軉误w，所述化合物包括乙二醇二丙烯酸酯的衍生物，乙二醇二丙烯酸酯的衍生物包括: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；雙酚A的環(huán)氧乙烯或1，2環(huán)氧丙烯的添加劑:N，N’_亞甲基雙丙烯酰胺、N，N’_亞芐基雙丙烯酰胺；至少三個(gè)丙烯酸酯的化合物:甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥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、二季戊四醇六丙烯酸酯。于本實(shí)施例，優(yōu)選的多官能單體組合為9G:33.3wt.%, APG-400:33.3wt.%、BPE-500:33.3wt.%o
[0038]光引發(fā)劑包括:安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚；燒基二丙酮:二丙酮、4，4’ -雙(二乙基氨基)二丙酮、氯二丙酮、4，4’ - 二甲基氨基二丙酮；蒽醌: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L(fēng)obine 二聚物。于本實(shí)施例，優(yōu)選的光引發(fā)劑組合為二苯酮:28.6wt.%、4，4_雙(二乙基氨基)二丙酮:14.3wt.%、無(wú)色結(jié)晶紫:50wt.%、甲苯磺酸一水合物:7.1wt.%。
[0039]粘合劑聚合物包括:丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己基酯；丙烯酸烷基酯:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯；甲基丙烯酸烷基酯:甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯；苯乙烯及其衍生物:丙烯酸苯氧基甲酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、乙酸乙烯基酯。于本實(shí)施例，優(yōu)選的粘合劑聚合物組合為:丙烯酸:IOwt.%、甲基丙烯酸:15wt.%、甲基丙烯酸甲酯:60wt.%、丙烯酸2-乙基己基酯:15wt.%。
[0040]步驟S102、按比例稱量石墨烯粉體，加入到含有共軛環(huán)的有機(jī)物的丙酮溶液中，溶液在40-100°C下超聲波震蕩6-48小時(shí)，含有共軛環(huán)的有機(jī)物與石墨烯通過(guò)二一二共軛形成非共價(jià)修飾的石墨烯。
[0041 ] 石墨烯粉體的粒徑和摻入量影響最終的電阻和透過(guò)率，本實(shí)施例優(yōu)選粒徑5_25nm的石墨烯粉體成品。石墨烯粉體可通過(guò)市售渠道購(gòu)得。石墨烯粉體的質(zhì)量比例根據(jù)實(shí)際透光率和電阻要求配制，優(yōu)選的范圍是0.01-0.1%。
[0042]步驟S103、將所述非共價(jià)修飾的石墨烯投入至步驟SlOl制備的混合物中，超聲波分散1-5小時(shí)，然后室溫下混合3-30分鐘；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡10分鐘。
[0043]步驟S104、將步驟SlOl制備的混合物涂布到聚脂膠片上，涂布厚度為3-5um。
[0044]步驟S105、將步驟S103制備的組合物涂布到所述聚脂膠片上的組合物上，涂布厚度為3-5um,涂布后烘干。涂布方法包括噴涂、滾涂。
[0045]步驟S106、吹風(fēng)冷卻，貼上聚乙烯保護(hù)膜，然后收卷，暫存。
[0046]如圖2所示，本實(shí)施例中應(yīng)用上述干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法具體包括如下步驟:
[0047]步驟S201、揭離所述干膜的聚乙烯保護(hù)膜。
[0048]步驟S202、將干膜與觸摸屏基板平整貼合。
[0049]于本實(shí)施例，觸摸屏基板材料包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚乙烯(PE)，玻璃，優(yōu)選PET作為基板。另外，貼合中需要注意不能有氣泡在其中。
[0050]步驟S203、將貼合后的干膜和基板進(jìn)行熱壓，溫度控制在100°C _110°C，壓力控制在 5±lKg。
[0051]步驟S204、將熱壓完成的干膜放置在紫外光曝光樣品臺(tái)上，并將帶有圖案的掩膜版覆蓋其上，整體在紫外光下進(jìn)行曝光。
[0052]于本實(shí)施例，曝光能量控制在50-130mJ，優(yōu)選50mJ，60mJ, 70mJ, 80mJ, 90mJ,IOOmJ, I IOmJ, 120mJ, 130H1J。
[0053]步驟S205、將已曝光的貼在基板上的干膜上方保護(hù)膜去除，放置在顯影池中顯影，顯影后用純水清洗并烘干。
[0054]本實(shí)施例中顯影液為碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為0.5%_2%，優(yōu)選0.5%，1%，1.5%, 2%o
[0055]步驟S206、將顯影后的帶有干膜的基板放置在紫外光曝光臺(tái)上，在紫外光下進(jìn)曝光。
[0056]于本實(shí)施例，曝光能量為700-1200mJ，優(yōu)選 700mJ，800mJ，900mJ，IOOOmJ, 11OOmJ,1200mJ。[0057]步驟S207、將曝光后的帶有干膜的基板用帶有引線層圖案的掩膜版覆蓋，采用絲印工藝在形成的導(dǎo)電干膜圖形上絲印出引線層圖案，并裁切出所需的樣品外形。
[0058]采用本發(fā)明制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極具有如下優(yōu)點(diǎn):一、可以采用曝光、顯影等成熟高效的工業(yè)制程。二、導(dǎo)電率高，可以制作大尺寸，多點(diǎn)觸控的電容觸摸屏。三、具有良好的柔性，可以在使用中彎曲，擴(kuò)大了觸摸屏應(yīng)用范圍。四、圖形可以疊加，可適用的觸控方案更多。五、制程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品批量加工制程良率高。
[0059]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種干膜制備方法，其特征在于，所述干膜由底膜、導(dǎo)電光敏層及聚乙烯保護(hù)膜組成，所述導(dǎo)電光敏層包括多官能單體、光引發(fā)劑、粘合劑聚合物及導(dǎo)電材料，該制備方法包括如下步驟: A、按比例稱量多官能單體、光引發(fā)劑、粘合劑聚合物組分，并依次投入到丙酮溶劑中；常溫常壓下攪拌；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡； B、按比例稱量石墨烯粉體，加入到含有共軛環(huán)的有機(jī)物的丙酮溶液中，溶液在40-100°C下超聲波震蕩6-48小時(shí)，含有共軛環(huán)的有機(jī)物與石墨烯通過(guò)二一二共軛形成非共價(jià)修飾的石墨烯； C、將所述非共價(jià)修飾的石墨烯投入至步驟A制備的混合物中，超聲波分散1-5小時(shí)，然后室溫下混合；待完全溶解后過(guò)濾，靜止消泡； D、將步驟A制備的混合物涂布到聚脂膠片上； E、將步驟C制備的組合物涂布到所述聚脂膠片上的組合物上，涂布后烘干； F、吹風(fēng)冷卻，貼上聚乙烯保護(hù)膜，然后收卷，暫存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干膜制備方法，其特征在于，所述步驟B中選用粒徑5-25nm的石墨烯粉體成品；石墨烯粉體的質(zhì)量比例根據(jù)實(shí)際透光率和電阻要求配制，優(yōu)選的范圍是 0.01%-0.1% ； 所述步驟D中涂布厚度為3-5um ;所述步驟E中涂布厚度為3_5um，涂布方法包括噴涂、滾涂。
3.一種應(yīng)用權(quán)利要求1中所述干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，其特征在于，包括如下步驟: a、揭離所述干膜的聚乙烯保護(hù)膜； b、將干膜與觸摸屏基板平整貼合； C、將貼合后的干膜和基板進(jìn)行熱壓； d、將熱壓完成的干膜放置在紫外光曝光樣品臺(tái)上，并將帶有圖案的掩膜版覆蓋其上，整體在紫外光下進(jìn)行曝光； e、將已曝光的貼在基板上的干膜上方保護(hù)膜去除，放置在顯影池中顯影，顯影后用純水清洗并烘干； f、將顯影后的帶有干膜的基板放置在紫外光曝光臺(tái)上，在紫外光下進(jìn)曝光； g、將曝光后的帶有干膜的基板用帶有引線層圖案的掩膜版覆蓋，采用絲印工藝在形成的導(dǎo)電干膜圖形上絲印出引線層圖案，并裁切出所需的樣品外形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，其特征在于，所述步驟c中熱壓的溫度控制在100°C _1101:，壓力控制在5±11^。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，其特征在于，所述步驟 d 中曝光能量控制在 50-130mJ，優(yōu)選 50mJ，60mJ, 70mJ, 80mJ, 90mJ, I OOmJ, I IOmJ，120mJ，130mJo
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一所述的應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，其特征在于，所述步驟e中顯影液為碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為0.5%-2%，優(yōu)選0.5%，1%，1.5%,2%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述 的應(yīng)用干膜制作觸摸屏透明導(dǎo)電電極的方法，其特征在于，所述步驟 f 中曝光能量為 700-1200mJ，優(yōu)選 700mJ，800mJ，900mJ，1000mJ, 11OOmJ, 1200mJ。
【文檔編號(hào)】H01B13/00GK103745783SQ201410001357
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】劉志斌, 趙斌, 吳勇, 黃海東, 李月秋 申請(qǐng)人:無(wú)錫力合光電傳感技術(shù)有限公司