一種柔性觸控屏傳感薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于觸控屏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柔性觸控屏傳感薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著穿戴設(shè)備以及柔性顯示等市場預(yù)期和需求，柔性透明導(dǎo)電膜以及以其為基礎(chǔ)的柔性觸控技術(shù)將會(huì)發(fā)生井噴式的發(fā)展。但現(xiàn)在市場上所用的觸控屏材料主要是ITO為主的透明導(dǎo)電膜，由于其是陶瓷材料，比較脆，欠缺柔性，所以不能夠滿足穿戴設(shè)備等對柔性觸控的要求?，F(xiàn)在市場上主要發(fā)展以碳納米管，石墨烯，銀納米線，金屬網(wǎng)格等為導(dǎo)電材料的透明導(dǎo)電膜。其中又以銀納米線有高的導(dǎo)電率，良好的透光率和低的制備成本，市場前景最為看好。現(xiàn)在市場上流行的以銀納米線透明導(dǎo)電膜制備柔性觸控屏的方式主要是將銀線配方涂布于柔性基材上，如PET、PEN、PC等，制備柔性透明導(dǎo)電膜，然后在這些柔性膜材上通過激光刻蝕或黃光制程加工制備功能器件。盡管這種制程效率很高，但是也存在一些問題:1)涂布于柔性基材的銀線不能進(jìn)行熱處理，其導(dǎo)電率較低；2)柔性基材在后續(xù)的器件圖文刻蝕和處理過程中由于基材的微微翹曲和不平整，將會(huì)影響刻蝕線性的精度；3)涂布的銀線和柔性基材的結(jié)合力一般較弱，不抗刮蹭；4)如要提高銀線和基材的結(jié)合力則需要在銀線的上表面涂布一次光聚涂層來固定銀線。但這樣會(huì)降低銀線表面裸露的幾率，增加表面電阻，同時(shí)會(huì)降低透光率。由于銀線裸露幾率的降低，在后續(xù)的制備過程中會(huì)導(dǎo)致接觸的不良。5)直接涂布于柔性基材的銀線表面會(huì)粗糙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種導(dǎo)電性能佳、具有良好的表面電接觸特性的柔性觸控屏傳感薄膜及其制備方法。
[0004]本發(fā)明為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下:一種柔性觸控屏傳感薄膜的制備方法，包括如下步驟:
[0005]I)將納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的分散液涂布于表面平整的無機(jī)剛性基材上，通過熱處理去除分散液中的溶劑，從而在無機(jī)剛性基材上形成納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；
[0006]2)對納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刻蝕以形成觸控圖文；
[0007]3)在納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上涂布光固化層溶液(稱為方式I);或者，在納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上涂布光固化層溶液，并在光固化層溶液上貼附光學(xué)柔性基材(稱為方式2);方式I相較于方式2節(jié)約步驟，提高效率，節(jié)省成本，方式2相比于方式1，制得的產(chǎn)品將具有更好的柔韌性，性能更佳，同時(shí)可充分利用現(xiàn)有光學(xué)柔性基材的相關(guān)性能以實(shí)現(xiàn)功能化。
[0008]4)對步驟3)中所述的光固化層溶液進(jìn)行光固化，使其形成光固化層；固化后，導(dǎo)電觸控圖文就會(huì)嵌固于光固化層；納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、光固化層二者共同構(gòu)成柔性薄膜部分，或者納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、光固化層、光學(xué)柔性基材三者共同構(gòu)成柔性薄膜部分；
[0009]5)在柔性導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上印刷導(dǎo)電銀漿，烘干形成銀漿導(dǎo)線，最終制備成具有觸控功能的柔性觸控屏傳感薄膜。
[0010]所述納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的分散液，其溶劑可選自異丙醇、乙醇、甲醇、水中的一種或多種的混合；納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料在分散液中的質(zhì)量百分含量可控制在0.1%?1% ;所述納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料可選自碳納米管、石墨稀、銀納米線、銅納米線等。
[0011]優(yōu)選的，步驟I)中所述熱處理采用的熱處理溫度為80?200°C ;
[0012]步驟3)中所述刻蝕為在表面平整的剛性基材上進(jìn)行激光刻蝕。
[0013]具體的，所述無機(jī)剛性基材可選自玻璃、硅片；所述光學(xué)柔性基材為透光率^ 90%的光學(xué)級透明基材，具體可采用PET、PC、或PEN等作為光學(xué)柔性基材。
[0014]優(yōu)選的，所述納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電觸控圖文的厚度為30?200nm ;所述柔性薄膜部分的厚度為25?200um。
[0015]優(yōu)選的，所述光固化層溶液由如下質(zhì)量百分比的各組分組成:光引發(fā)劑0.2% _5%、改性聚氨酯丙烯酸酯25% -35%、及余量的含三嗪環(huán)的多官能團(tuán)丙烯酸酯和二季戊四醇多官能度丙烯酸酯?；?，所述光固化層溶液由如下質(zhì)量百分比的各組分組成:光引發(fā)劑0.2% _5%、改性聚氨酯丙烯酸酯25% -35%、無機(jī)納米填料1% _10%、偶聯(lián)劑0.5% _2%、及余量的含三嗪環(huán)的多官能團(tuán)丙烯酸酯和二季戊四醇多官能度丙烯酸酯，采用該優(yōu)選的光固化層溶液，可滿足硬度要求更高的場合。光固化層的固含量為100%，無溶劑殘留，環(huán)保。采用優(yōu)選的光固化層，可增強(qiáng)納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的結(jié)合力，所形成的光固化層具有較好的柔性，表面硬度高等特點(diǎn)。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述含三嗪環(huán)的多官能團(tuán)丙烯酸酯和二季戊四醇多官能度丙烯酸酯的質(zhì)量配比為1:8?8:1。
[0017]進(jìn)一步的，所述改性聚氨酯丙烯酸酯選自脂肪族聚氨酯二官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯四官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯五官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯七官能度丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯八官能度丙烯酸酯中的至少一種；所述含三嗪環(huán)的多官能團(tuán)丙烯酸酯選自三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、環(huán)戊烯改性異氰脲酸三丙烯酸酯、三環(huán)氧丙基異氰脲酸三丙烯酸酯中的至少一種；所述二季戊四醇多官能度丙烯酸酯選自二季戊四醇五丙烯酸酯(DPHA)、己內(nèi)酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPCA)、二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一種；所述光引發(fā)劑選自吸收峰在長紫外光300?400nm或可見光區(qū)域的光引發(fā)劑；所述無機(jī)納米填料選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、氧化銦錫(ITO)中的一種或幾種；所述偶聯(lián)劑選自硅烷類偶聯(lián)劑KH-570、KH-550、KH-560、Z-6011中的一種或幾種。
[0018]步驟5)中導(dǎo)電銀漿采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的導(dǎo)電銀漿即可，例如，具體可采用如下配方的導(dǎo)電銀楽.:銀粉質(zhì)量含量70-82%，環(huán)氧樹脂質(zhì)量含量12-16%，固化劑(具體如咪唑、異氰酸酯、酸酐、三聚氰胺等)質(zhì)量含量1_3%，非活性稀釋劑(例如乙酸丁酯)質(zhì)量含量4-6%，活性稀釋劑(例如活性稀釋劑692)質(zhì)量含量1-2%。
[0019]本發(fā)明第二方面提供一種采用如上文所述的制備方法制得的柔性觸控屏傳感薄膜。
[0020]進(jìn)一步的，所述柔性觸控屏傳感薄膜的可見光透過率為85?95%，方塊電阻值為10-100 Ω/ 口。
[0021]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:本發(fā)明的制備方法將納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料覆于平整的無機(jī)剛性基材上，納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料在基材表面鋪附平整，納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的表面粗糙度小，其表面粗糙度小于5nm。該工藝中，其納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料能夠進(jìn)行熱處理，可有效降低表面電阻；在150-200°C進(jìn)行熱處理能夠增加納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料之間的界面融合，提高電導(dǎo)率。在硬質(zhì)平整的表面進(jìn)行激光刻蝕，刻蝕觸控圖文線路能夠保持良好的線性，刻蝕的圖文能夠更加精密。本發(fā)明中的納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)鑲嵌于光固化層中，且采用本發(fā)明的工藝，其納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料會(huì)裸露于光固化層表面，提供良好的表面電接觸，在本發(fā)明的特定光固化層作用下，納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電材料有很強(qiáng)的結(jié)合力。所形成的光固化層具有較好的柔性，表面硬度高等特點(diǎn)。制備的產(chǎn)品具備較好的耐磨、耐劃痕，耐溶劑等性能。
【附圖說明】
[0022]圖1是實(shí)施例1的流程示意圖。
[0023]圖2是實(shí)施例1步驟②形成的銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形貌圖；
[0024]圖3是實(shí)施例1步驟③在銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上激光刻蝕后形成觸控圖文時(shí)的銀線形貌圖；
[0025]圖4是實(shí)施例1制得的柔性觸控屏傳感薄膜的銀納米線觸控圖文形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0027]實(shí)施例1
[0028]一種柔性觸控屏傳感薄膜，其按照如下步驟制備(工藝流程圖見圖1):
[0029]①將銀納米線分散液涂布于平整的無機(jī)剛性基材上，如玻璃，硅片等(a)，本實(shí)施例中具體采用的是玻璃；其中該銀納米線分散液中的銀納米線質(zhì)量百分含量為0.1%，其溶劑為異丙醇、水的混合物(二者質(zhì)量比為8:1)，另外還添加有甘油(質(zhì)量百分含量為0.3% )、流平劑FC4430(質(zhì)量百分含量為0.1% )?
[0030]②在溫度150?160°C熱處理去除銀納米線分散液中的溶劑，形成銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(b)，促進(jìn)銀線之間的接觸點(diǎn)的進(jìn)一步融合，其銀線的表面電阻在50Ω/□左右。形成的銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形貌圖可參見圖2。
[0031]③在表面平整的剛性基板上對銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行激光刻蝕以形成所需的觸控圖文(C);銀線網(wǎng)格在形成觸控圖文時(shí)部分銀線被激光刻蝕掉后形成的形貌圖可參見圖3。
[0032]④柔性光固化層涂布(d):在刻有觸控圖文的銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上涂布光固化層溶液，光固化溶液會(huì)滲入并填充銀納米線網(wǎng)絡(luò)的空隙以及激光刻蝕銀線的圖文中；其中，該光固化層溶液為如下質(zhì)量百分比的各組分構(gòu)成:光引發(fā)劑(具體采用光引發(fā)劑819)2.5%、脂肪族聚氨酯二官能度丙烯酸酯30%、及余量的三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯和己內(nèi)酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯(二者的質(zhì)量比為7:3)，各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。
[0033]⑤在光固化層溶液上貼附光學(xué)柔性基材，然后對光固化層進(jìn)行UV固化(e);銀納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、光固化層、透明柔性基材共同構(gòu)成柔性薄膜部分，形成的柔性薄膜部分其厚度在20?50 μ m之間；該光學(xué)柔性基材具體為透光率多90%的光學(xué)級透明基材，具體可選自PET、PC、PEN，本實(shí)施例中采用的是PET ；
[0034]⑥揭膜:將嵌固有觸控圖文的柔性薄膜與玻璃分離(f)，并在銀納米線的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上印刷導(dǎo)電銀漿(采用行業(yè)內(nèi)常見導(dǎo)電銀漿即可，本實(shí)施例具體采用的導(dǎo)電銀漿中，含有如下質(zhì)量含量的各組分:銀粉78%，環(huán)氧樹脂12%，固化劑(酸酐)3%，非活性稀釋劑(乙酸丁酯)6%，活性稀釋劑(692稀釋劑)1% )，烘干后形成銀漿導(dǎo)線(g)。
[0035]經(jīng)上述步