本发明涉及透明导电薄膜的技术领域,更具体地,涉及一种无刻蚀工艺的触控屏透明电极印刷法制备方法。
背景技术:
触摸屏(touchscreen)又称为“触控屏”、“触控面板”,是一种可接受触头等输入讯号的感应式显示装置,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由显示画面制造出生动的影音效果,广泛应用于工业、医疗、通信领域的控制、信息查询及其他方面,被称为“指尖上的革命”。近年来,随着智能手机等移动终端的发展和市场的不断扩大,触摸面板更是“风光无限”。未来触控技术必将引领移动终端和各种智能设备的发展方向。触控技术其核心为触摸感知传感单元,较为广泛使用的为电容式传感器,其通常的结构为一块复合玻璃屏,玻璃屏的内表面夹层各涂有一层透明导电薄膜,通常为ito(氧化铟锡),最外层是一层玻璃保护层。其中透明导电薄膜(transparentconductivelayer,tcl)是传感单元的重要组成部分。传统工艺中,tcl需要通过黄光工艺,经光刻、刻蚀得到所需要的图案,工艺复杂,成本高,ito的刻蚀需要强酸刻蚀液,环境不友好,因此急需开发一种成本低,环境友好的新工艺。随着柔性显示技术的发展,柔性触摸屏技术也是未来技术发展的方向,其技术尚不成熟。
技术实现要素:
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷,提供一种无刻蚀工艺的触控屏透明电极印刷法制备方法,采用印刷工艺,利用表面改性技术,实现无刻蚀自组装电极图形化。该技术具有工艺简单、成本低、可大规模生产、与柔性衬底兼容性好等优点。
本发明的技术方案是:一种无刻蚀工艺的触控屏透明电极印刷法制备方法,其中,包括以下步骤:通过对玻璃衬底或者柔性衬底的亲疏水性改善来形成电极图形,配制氧化物透明电极溶液前驱体,前驱体的印刷法涂布,后处理工艺,最后形成电容式触控屏透明电极层。
进一步的,所述的衬底是玻璃衬底也可以是pi、pet等柔性衬底;亲疏水性改善可以通过uv照射或者plasma处理,也可以采用有机涂层进行亲疏水性改善。
进一步的,所述的衬底的亲疏性改善需要进行图形化处理,借鉴光刻工艺,将无透明电极部分通过屏蔽罩进行遮挡,避免uv或者等离子体的处理,形成疏水表面,而需要覆盖透明电极的部分通过uv照射或者等离子体处理形成亲水表面。
进一步的,所述的衬底的亲疏水改善需要进行图形化处理,采用有机涂层进行亲疏水改善时,先印刷疏水有机涂层,后通过等离子体处理,去除透明电极图案对应的有机涂层,形成亲水表面,最后以有机涂层作为腌膜,印刷透明电极,形成触控屏所需电极图案。
本发明的透明导电薄膜,在玻璃或者pet等衬底上,采用印刷法制备,可以是ito,也可以是掺铝的氧化锌等;
本发明中透明氧化物半导体的前驱体配置,采用金属盐如金属的硝酸盐作为溶质,醇类或者去离子水作为溶剂,加入ph值调节剂或者稳定剂,选择性的加入氧化剂如乙酰丙酮等,通过搅拌、过滤、老化等工艺,形成稳定的前驱体。按照透明导电薄膜中金属元素的比例将前驱体混合;
对玻璃或者pet等基板进行选择性的表面处理,形成对应于电极图案的亲水区域;具体可以通过uv或者等离子体处理,或者通过有机涂层来实现;
具体表面改性方法,将掩膜覆盖在基板的表面,露出透明电极的图案部分,进行uv或者等离子体处理,图案部分形成亲水的表面,掩膜覆盖的地方形成疏水表面;或者在uv或者等离子体处理过程中,将掩膜未覆盖处的有机涂层去掉,形成亲水表面,有机涂层覆盖处为疏水表面;
将配置好的前驱体印刷在玻璃或者pet等衬底上,形成亲水图案所对应的薄膜,疏水表面处则无薄膜形成;
将薄膜进行热处理,处理温度150度-300度之间,形成透明氧化物半导体透明电极。
与现有技术相比,有益效果是:本发明采用印刷工艺,利用表面改性技术,实现无刻蚀自组装电极图形化。该技术具有工艺简单、成本低、可大规模生产、与柔性衬底兼容性好等优点。
附图说明
图1是本发明无刻蚀触控屏透明电极涂布法制备工艺示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
如图1所示,一种用于电容式触摸屏的电极结构,所述电极结构由下至上依次包括玻璃基板、ito电极;其中ito层为30nm;
所述电容式触摸屏的电极结构的制备方法:
参照文献和专利(201410809742.9)公开的方法配制氧化铟(in2o3)和氧化锡(sno2)的前驱体,具体为:a.氧化铟前驱体:将硝酸铟溶解于二甲氧基乙醇溶液,同时加入氨水作为ph值调节剂,乙酰丙酮作为燃烧剂,经搅拌、过滤、老化后形成浓度为0.2mol/l的氧化铟前驱体;b.氧化锡前驱体:称取摩尔比为1:1的氯化亚锡(sncl2)和硝酸铵(nh4no3),溶于二甲氧基乙醇溶剂中,室温搅拌至充分溶解,再加入乙酰丙酮和浓氨水,其中锡:乙酰丙酮:浓氨水的比例为1mol:200ml:114ml,充分搅拌,得到氧化锡的前驱体;
将上述in和sn的前驱体溶液以物质的量比:19:1-9:1混合,室温搅拌1小时以上,得到ito的前驱体溶液。
制作触摸屏电极图形化用的掩膜;
掩膜覆盖于玻璃基板上,其中透光部分为透明电极的图案部分,其他部分被掩膜遮住,紫外线无法穿过;
将覆盖掩膜的玻璃基板进行uv处理,在透光部分形成亲水表面;
去掉掩膜,旋涂ito前驱体,调节转速、时间等参数,使得薄膜厚度大概为8nm;
300度热板加热,促进前驱体反应;
重复上述步骤,通过增加涂布次数得到厚度为30nm左右的ito薄膜;
由于玻璃基板表面形成了亲水图案,因此无需刻蚀工艺即形成了透明电极图形;
所得ito透明电极的电导率为20s/cm。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。