触摸屏用透明导电体及其制备方法和应用的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供了一种触摸屏用透明导电体及其制备方法和应用。该触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤：在透明基材的一个表面涂上光刻胶；对光刻胶进行曝光、显影、以在透明基材的表面上形成图案区；在透明基材的表面沿图案区蚀刻出凹槽；去除剩余的光刻胶；将含有导电材料的浆料填充在凹槽中，并进行烘干，形成导电图案，得到具有导电图案的透明基材；在具有导电图案的透明基材的表面形成绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。上述触摸屏用透明导电体的制备方法，制作工艺简便，能够提高生产效率；同时，由于采用“加法”生产工艺，将导电材料嵌入透明基材中，减少了导电材料的使用量。
【专利说明】触摸屏用透明导电体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸屏领域，特别是涉及一种触摸屏用透明导电体及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]触摸屏设备由于其坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等诸多优点得到大众的认同，可以说它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。触控屏设备在手机、电脑、公共基础设备等电子产品中日益普及。
[0003]而目前用于电容触摸屏的透明导电体主要采用在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或玻璃基材上镀上一层Ι--，再通过蚀刻除去不需要的部分，最终得到所需的ITO图案。这种生产方法需要昂贵的蒸镀/溅镀设备，生产时间较长，效率较低，并且“减法”生产极大的造成原材料的浪费。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种制作简便、提高生产效率的触摸屏用透明导电体的制备方法。
[0005]一种触摸屏用透明导电体，包括透明基材、导电图案及绝缘保护层，其中，所述透明基材的一个表面设有凹槽，所述导电图案填充在所述凹槽中，所述绝缘保护层形成于所述透明基材的所述表面并覆 盖所述导电图案，所述导电图案的材料为银、铜、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
[0006]在其中一个实施例中，所述透明基材的材料为玻璃或塑料；所述绝缘保护层的材料为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV固化聚合物或二氧化硅。
[0007]—种触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤:
[0008]在透明基材的一个表面涂上光刻胶；
[0009]对所述光刻胶进行曝光、显影、以在所述透明基材的所述表面上形成图案区；
[0010]在所述透明基材的所述表面沿所述图案区蚀刻出所述凹槽；
[0011]去除剩余的光刻胶；
[0012]将含有导电材料的浆料填充在所述凹槽中，并进行烘干，形成所述导电图案，得到具有所述导电图案的所述透明基材；其中，所述导电材料为银、铜、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种；及
[0013]在具有所述导电图案的所述透明基材的所述表面形成所述绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
[0014]在其中一个实施例中，采用刮涂或喷涂的方法，将含有导电材料的浆料填充在所述凹槽中。
[0015]在其中一个实施例中，采用刮涂法或旋涂法，在具有所述导电图案的所述透明基材的上表面形成所述绝缘保护层。[0016]在其中一个实施例中，所述凹槽为网络线条结构的凹槽。
[0017]在其中一个实施例中，所述网络线条结构的线条宽度为0.5μm-10μπι，线条间的距离为 50 μm-1000 μ m。
[0018]在其中一个实施例中，所述透明基材的材料为玻璃或塑料；所述绝缘保护层的材料为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV固化聚合物或二氧化硅。
[0019]在其中一个实施例中，所述玻璃为光学石英玻璃或普通光学玻璃；所述塑料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯；所述UV固化聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0020]一种触摸屏，包括盖板、胶层及上述触摸屏用透明导电体，所述胶层将所述盖板和所述触摸屏用透明导电体粘结在一起。
[0021]上述触摸屏用透明导电体的制备方法，制作工艺简便，能够提高生产效率；同时，由于采用“加法”生产工艺，将导电材料嵌入透明基材中，减少了导电材料的使用量。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为一实施方式的触摸屏用透明导电体的结构图；
[0023]图2为一实施方式的触摸屏用透明导电体的凹槽的结构图；
[0024]图3为另一 实施方式的触摸屏用透明导电体的凹槽的结构图；
[0025]图4为一实施方式的触摸屏用透明导电体的制备方法的流程图；
[0026]图5至图10为一实施方式触摸屏用透明导电体的制备过程示意图；
[0027]图11为一实施方式的触摸屏的结构图；
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0029]请参阅图1，一实施方式的触摸屏用透明导电体100，包括透明基材110、导电图案120及绝缘保护层130。其中，透明基材110的上表面设有凹槽112，导电图案120填充在凹槽112中，绝缘保护层130形成于透明基材110的上表面并覆盖导电图案120。
[0030]其中，透明基材110的材料为玻璃或塑料。玻璃为光学石英玻璃或普通光学玻璃。塑料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PO。
[0031]请参阅图2及图3，凹槽112为网络线条结构的凹槽。网络线条结构的线条可以为直线或者不规则曲线，线条根据设计要求可以进行断线处理。线条宽度为0.5 μm-10 μ m，线条间的距离为50 μm-1000 μ m。线条的密度及深度可依导电材料需求的透过率和方块电阻值来进行设计。凹槽112用于填充导电图案120，使导电图案120根据需要形成网络结构。
[0032]导电图案120的材料为银、铜、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。导电图案120的导电性能优于ITO的导电性能，方块电阻较低。
[0033]绝缘保护层130的材料可为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV (紫外光)固化聚合物等有机聚合物或二氧化硅等无机物。本实施方式中，UV固化聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。在透明基板110的上表面形成绝缘保护层130，能够提高透明基板110的防刮花性能。[0034]上述触摸屏用透明导电体，由于将导电材料嵌入透明基材中，减少了导电材料的使用量，降低成本，并在具有导电图案的透明基板的表面形成绝缘保护层，能够提高透明基板的防刮花性能；由于导电材料的导电性能优于ITO的导电性能，方块电阻较低，故能够提高触摸屏的触摸响应速度。
[0035] 请参阅图4，一实施方式的触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤:
[0036]步骤S100、在透明基材的一个表面涂上光刻胶。
[0037]请参阅图5，在透明基材110的上表面涂上光刻胶140，并对光刻胶140进行预烘。光刻胶140具体可为MRT (Micro Resist Technology)公司生产的ma_P1210型正性光刻胶，预烘温度为100°C，预烘时间为90s。
[0038]透明基材110的材料为玻璃或塑料。玻璃可为光学石英玻璃或普通光学玻璃。塑料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。透明基材110的厚度为50μm-300μm。
[0039]步骤S200、对光刻胶进行曝光、显影、以在透明基材的表面上形成图案区。
[0040]请参阅图6，先利用掩膜板将光刻胶140不需曝光的区域进行保护，后对光刻胶140进行曝光、显影、以在透明基材110的上表面上形成图案区114，并对光刻胶140进行后烘。后烘温度为120°C,后烘时间为120s。
[0041]请参阅图2及图3，图案区114可以为网络线条结构。网络线条结构的线条可以为直线或者不规则曲线，线条根据设计要求可以进行断线处理。线条宽度为0.5 μm-10 μ m，线条间的距离为50 μ m-1000 μ m。
[0042]步骤S300、在透明基材的表面沿图案区蚀刻出凹槽。
[0043]请参阅图7，采用干法蚀刻或湿法蚀刻的方法，在透明基材110的上表面沿图案区114蚀刻出凹槽112。凹槽112的形状与图案区114的形状相同。凹槽112为网络线条结构的凹槽。线条可以为直线或者不规则曲线，线条根据设计要求可以进行断线处理。线条宽度为0.5 μm-10 μ m,线条间的距离为50 μ m-1000μ m。线条的密度及深度可依导电材料需求的透过率和方块电阻值来进行设计。
[0044]本实施方式中的干法蚀刻法为反应离子蚀刻(RIE)法。湿法蚀刻法用到的玻璃蚀亥丨J液为FRIEND公司生产的BL-5型玻璃蚀刻液。
[0045]步骤S400、去除剩余的光刻胶。
[0046]请参阅图8，利用除胶剂将剩余的光刻胶140去除。除胶剂可为4wt%的NaOH溶液。
[0047]步骤S500、将含有导电材料的浆料填充在凹槽中，并进行烘干，形成导电图案，得到具有导电图案的透明基材。
[0048]请参阅图9，采用刮涂或喷涂的方法，将含有导电材料的浆料填充在凹槽112中，后经热处理方法进行烘干，形成导电图案120，得到具有导电图案120的透明基材110。本实施方式中，含有导电材料的浆料为导电银墨水。导电银墨水的固含量为40%，粘度为40cps。
[0049]热处理方法中可使用热风烘箱进行烘干，也可使用IR (红外)干燥系统进行烘干。
[0050]步骤S600、在具有导电图案的透明基材的表面形成绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
[0051]请参阅图10，采用刮涂法或旋涂法，在具有导电图案120的透明基材110的上表面形成绝缘保护层130。[0052]绝缘保护层130的材料可为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV固化聚合物等有机聚合物或二氧化硅等无机物。在透明基板110的上表面形成绝缘保护层130，能够提高透明基板110的防刮花性能。
[0053]刮涂法的工艺为:采用刮涂工艺，在含有导电图案120的透明基材110上表面涂上一层绝缘保护层130并进行固化。绝缘保护层130的材料为热塑型聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物等有机聚合物。UV固化聚合物可为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0054]旋涂法的工艺为:在含有导电图案120的透明基材110上表面上，旋涂一层透明硅溶胶再经固化处理得到二氧化硅保护层。固化温度为450°C。
[0055]上述触摸屏用透明导电体的制备方法，制作工艺简便，能够提高生产效率；同时，由于采用“加法”生产工艺，将导电材料嵌入透明基材中，减少了导电材料的使用量，降低成本，并在具有导电图案的透明基板的表面形成绝缘保护层，能够提高透明基板的防刮花性倉泛。
[0056]请参阅图11，一实施方式的触摸屏10，包括盖板(Cover Lens)200、胶层(Glue层)300及上述触摸屏用透明导电体100。用胶层300将盖板200及触摸屏用透明导电体100粘结在一起。触摸屏10还包括LCD模组、驱动芯片以及连接触摸屏和驱动芯片的柔性线路板等部件。
[0057]上述触摸屏，使用本发明制备的触摸屏用透明导电体，由于导电材料的导电性能优于ITO的导电性能，方块电阻较低，故能够提高触摸屏的触摸响应速度。
[0058]下面结合具体实施例，对本发明作进一步的阐述。
[0059]实施例1
[0060]一种触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤:
[0061]1、在透明基材的一个表面涂上光刻胶。
[0062]在透明基材的上表面涂上光刻胶，并对光刻胶进行预烘。透明基材为光学石英玻璃，厚度为0.3mm,透过率为93%。光刻胶为ma_P1210型正性光刻胶，厚度为2 μ m。预烘温度为100°C，预烘时间为90s。
[0063]2、对光刻胶进行曝光、显影、以在透明基材的表面上形成图案区。
[0064]利用掩膜板将光刻胶不需曝光的区域进行保护后，对ma_P1210型正性光刻胶进行曝光、显影、以在光学石英玻璃的上表面上形成如图2所示的图案区，并对光刻胶进行后烘。其中，ma-P1210型正性光刻胶的曝光波长为365nm，曝光能量为35mj/cm2，显影液为lwt% WNa2CO3溶液。后烘温度为120°C，后烘时间为120s。图案区为网络线条结构。线条为直线，线条宽度为2 μ m,线条间的距离为200 μ m。
[0065]3、在透明基材的表面沿图案区蚀刻出凹槽。
[0066]采用RIE蚀刻技术，选用CF4气体为蚀刻气体，在光学石英玻璃的上表面沿图案区蚀刻出凹槽。凹槽的深度为2μπι。
[0067]4、去除剩余的光刻胶。
[0068]利用除胶剂去除剩余的光刻胶。其中，除胶剂为4wt%的NaOH溶液。
[0069]5、将含有导电材料的浆料填充入凹槽中，并进行烘干，形成导电图案，得到具有导电图案的透明基材。
[0070]采用刮涂法在光学石英玻璃的上表面涂布一层导电银墨水；后采用柔性刮刀将凹槽外的多余导电银墨水除去；最后使用IR干燥系统将导电银墨水烘干，得到具有银导电图案的光学石英玻璃。
[0071]其中，导电银墨水的固含量为40%，粘度为40cps。IR干燥系统的烘烤温度为130°C，烘烤速率为lm/min。
[0072]6、在具有导电图案的透明基材的表面形成绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
[0073]在含有银的光学石英玻璃上表面上，旋涂一层透明硅溶胶，经450°C温度下固化处理后，得到厚度为2 μ m的二氧化硅保护层。
[0074]实施例2
[0075]—种触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤:
[0076]1、在透明基材的一个表面涂上光刻胶。
[0077]在透明基材的上表面涂上光刻胶，并对光刻胶进行预烘。透明基材为苏打玻璃，厚度为0.2mm,透过率为90%。光刻胶为ma_P1210型正性光刻胶，厚度为2 μ m。预烘温度为100°C，预烘时间为90s。
[0078]2、对光刻胶进行曝光、显影、以在透明基材的表面上形成图案区。
[0079]利用掩膜板将光刻胶不需曝光的区域进行保护后，对ma_P1210型正性光刻胶进行曝光、显影、以在苏打玻璃的上表面上形成如图3所示的图案区，并对光刻胶进行后烘。其中，ma-P1210型正性光刻胶的曝光波长为365nm，曝光能量为35mj/cm2，显影液为lwt%的Na2CO3溶液。后烘温度为120°C，后烘时间为120s。图案区为网络线条结构。线条为曲线，线条宽度为6 μ m，线条间的距离为300 μ m。
[0080]3、在透明基材的表面沿图案区蚀刻出凹槽。
[0081]将苏打玻璃置于BL-5型玻璃蚀刻液中进行蚀刻，在苏打玻璃上表面的图案区形成凹槽。凹槽的深度为3 μ m。
[0082]4、去除剩余的光刻胶。
[0083]利用除胶剂去除剩余的光刻胶。其中，除胶剂为4wt%的NaOH溶液。
[0084]5、将含有导电材料的浆料填充入凹槽中，并进行烘干，形成导电图案，得到具有导电图案的透明基材。
[0085]采用刮涂法在苏打玻璃的上表面涂布一层导电银墨水；后采用柔性刮刀将凹槽外的多余导电银墨水除去；最后使用热风烘箱将导电银墨水烘干，得到具有银导电图案的苏打玻璃。
[0086]导电银墨水的固含量为40%，粘度为40cps。热风烘箱烘烤温度为130°C，时间为30mino
[0087]6、在具有导电图案的透明基材的表面形成绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
[0088]采用刮涂工艺，在苏打玻璃上表面上涂覆一层PMMA型UV固化树脂并进行UV固化，得到厚度为2 μ m的PMMA保护层。其中，PMMA型UV固化树脂的粘度为600cps，固化波长为365nm,累计照射能量达到600mj/cm2后即可固化。
[0089]实施例3
[0090]一种触摸屏用透明导电体的制备方法，包括以下步骤:[0091]1、在透明基材的一个表面涂上光刻胶。
[0092]在透明基材的上表面涂上光刻胶，并对光刻胶进行预烘。透明基材为PMMA光学塑料，厚度为0.18mm。光刻胶为ma_P1210型正性光刻胶，厚度为2 μ m。预烘温度为100°C，预烘时间为90s。
[0093]2、对光刻胶进行曝光、显影、以在透明基材的表面上形成图案区。
[0094]利用掩膜板将光刻胶不需曝光的区域进行保护后，对ma_P1210型正性光刻胶进行曝光、显影、以在PMMA光学塑料的上表面上形成如图2所示的图案区，并对光刻胶进行后烘。其中，ma-P1210型正性光刻胶的曝光波长为365nm，曝光能量为35mj/cm2，显影液为lwt% WNa2CO3溶液。后烘温度为120°C，后烘时间为120s。图案区为网络线条结构。线条为直线，线条宽度为3 μ m,线条间的距离为100 μ m。
[0095]3、在透明基材的表面沿图案区蚀刻出凹槽。
[0096]采用RIE蚀刻技术，选用体积含量为60%的O2和体积含量为40%的CHF3的混合气体为蚀刻气体，在PMMA光学塑料的上表面沿图案区蚀刻出凹槽。凹槽的深度为2 μ m。
[0097]4、去除剩余的光刻胶。
[0098]利用除胶剂去除剩余的光刻胶。其中，除胶剂为4wt %的NaOH溶液。
[0099]5、将含有导电材料的浆料填充入凹槽中，并进行烘干，形成导电图案，得到具有导电图案的透明基材。
[0100]采用喷涂法在PMMA光学塑料的上表面喷涂一层导电银墨水；后采用柔性刮刀将凹槽外的多余导电银墨水除去；最后使用IR干燥系统将导电银墨水烘干，得到具有银导电图案的PMMA光学塑料。
[0101]导电银墨水的固含量为40%，粘度为40cps。IR干燥系统的烘烤温度为130°C，烘烤速度为lm/min。
[0102]6、在具有导电图案的透明基材的表面形成绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
[0103]采用刮涂工艺，在PMMA光学塑料的上表面上涂覆一层PMMA型UV固化树脂并进行UV固化，得到厚度为2 μ m的PMMA保护层。其中，PMMA型UV固化树脂的粘度为600cps，固化波长为365nm，累计照射能量达到600mj/cm2后即可固化。
[0104]性能测试
[0105]对实施例f 3制备的触摸屏用透明导电体进行透过率及方块电阻性能测试。
[0106]采用SHIMADZU公司的UV2450型紫外可见分光光度仪测试触摸屏用透明导电体的可见光透过率，测试波长范围为380nnT780nm。采用Four Dimensions.1nc公司生产的280SI型方块电阻测试仪测试具有导电图案的透明基材的方块电阻，测试结果如表1所示。
[0107]表1
[0108]
【权利要求】
1.一种触摸屏用透明导电体，其特征在于，包括透明基材、导电图案及绝缘保护层，其中，所述透明基材的一个表面设有凹槽，所述导电图案填充在所述凹槽中，所述绝缘保护层形成于所述透明基材的所述表面并覆盖所述导电图案，所述导电图案的材料为银、铜、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的触摸屏用透明导电体，其特征在于，所述透明基材的材料为玻璃或塑料；所述绝缘保护层的材料为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV固化聚合物或二氧化硅。
3.一种触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 在透明基材的一个表面涂上光刻胶； 对所述光刻胶进行曝光、显影、以在所述透明基材的所述表面上形成图案区； 在所述透明基材的所述表面沿所述图案区蚀刻出所述凹槽； 去除剩余的光刻胶； 将含有导电材料的浆料填充在所述凹槽中，并进行烘干，形成所述导电图案，得到具有所述导电图案的所述透明基材；其中，所述导电材料为银、铜、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种 '及 在具有所述导电图案的所述透明基材的所述表面形成所述绝缘保护层，得到触摸屏用透明导电体。
4.根据权利要求3所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，采用刮涂或喷涂的方法，将含有导电材料的浆料填充在所述凹槽中。
5.根据权利要求3所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，采用刮涂法或旋涂法，在具有所述导电图案的所述透明基材的上表面形成所述绝缘保护层。
6.根据权利要求3所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，所述凹槽为网络线条结构的凹槽。
7.根据权利要求6所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，所述网络线条结构的线条宽度为0.5 μ m~1Ο μ m,线条间的距离为50 μ M~1ΟΟΟ μ m。
8.根据权利要求3所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，所述透明基材的材料为玻璃或塑料；所述绝缘保护层的材料为热塑型聚合物、热固性聚合物、UV固化聚合物或二氧化硅。
9.根据权利要求8所述的触摸屏用透明导电体的制备方法，其特征在于，所述玻璃为光学石英玻璃或普通光学玻璃；所述塑料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯；所述UV固化聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。
10.一种触摸屏，其特征在于，包括盖板、胶层及权利要求1或2所述的触摸屏用透明导电体，所述胶层将所述盖板和所述触摸屏用透明导电体粘结在一起。
【文档编号】G06F3/044GK103902115SQ201210587392
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】刘伟, 唐彬, 唐根初 申请人:深圳欧菲光科技股份有限公司