一种纳米银线光阻剂及其在触摸屏器件制造中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米银线光阻剂，由重量份计的以下原料制备而成：纳米银线1‑60份、分散剂1‑20份、分散树脂1‑10份、显影树脂3‑40份、光固化树脂4‑40份、光引发剂0.25‑5份、助剂0.1‑1份和有机溶剂3000‑80000份。本发明专利技术还公开了该纳米银线光阻剂在触摸屏器件制造中的应用，包括在彩色滤光片上制造On‑Cell或In‑cell式触摸器件，制造Micro‑LED上的显示触摸器件透明阳极。采用该纳米银线光阻剂通过UV光刻及显影等黄光工艺，直接在基片上制作出各式图型电极而无需镀膜蚀刻工艺，且导电性能明显优于ITO。

A nano silver wire photoresist and its application in the manufacture of touch-screen devices

The invention discloses a nano silver wire photoresist, which is prepared from the following raw materials of the weight portion: 1 nano silver wire, 1 dispersants, 20 dispersions, 1 dispersions 10, 3 resin 40, 40 photocurable resins, 0.25 photoinitiators, 5 copies of promoter, 0.1 1 and organic solvents. The invention also discloses the application of the nano silver wire photoresist in the manufacture of the touch screen device, including the manufacture of the On Cell or the In cell touch device on the color filter to make the transparent anode of the display touch device on the Micro LED. Using the nano silver wire photoresist through UV photolithography and development and other yellow light technology, various types of graphic electrodes are produced directly on the substrate without the need of coating etching, and the electrical conductivity is obviously better than that of ITO.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银线光阻剂及其在触摸屏器件制造中的应用
本专利技术涉及光阻剂，尤其涉及一种纳米银线光阻剂及其在触摸屏器件制造中的应用。
技术介绍
触摸显示屏是以智能手机为代表的各类智能显示终端最重要的器件之一，与芯片、主板合称为三大硬件。触摸显示屏是实现人机交互，多媒体信息传递的终端硬件。传统电容屏分为Flim结构和Glass结构两大类。在溅镀ITO之后需要经过多道黄光制程工艺反复刻蚀和蚀刻，对材料要求耐热耐化学及物理性能；此外，在制作导线前，要在ITO上进行制作“搭桥”式绝缘层(即绝缘桥)，除要求像保护层的性能还必须能够光刻显影成图形。此外，ITO的电阻高于150欧姆/方块电阻，对于制作中大尺寸的触摸屏来说触控效果不够灵敏。另外在Film上，可以涂布水基纳米银线浆料加激光微雕法制造图型。但是，这个方法有些不适合大规模整体制作，生产效率低下；有些制程例如激光设备工艺费用昂贵，导致成本高昂无法与黄光制程竞争。为了解决这些问题，有方法提出金属网格，但是，金属网格的电阻率也很难达到大尺寸触控要求，同时制造良率不高。也有不断改进纳米银线浆料和激光设备工艺的，但是不能解决精确图型化的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种纳米银线光阻剂，该光阻剂具有良好的流动性和高的光透过率，并且粘度低、涂布性能好，在制作触摸与显示器件时，可以替代ITO制作各类透明电极，尤其在柔性触摸显示方面克服了ITO不耐弯曲的缺点。本专利技术的目的之二在于提供一种分散树脂的制备方法，通过该方法获得这种可用于纳米银线浆的分散润湿过程中起到辅助超分散剂溶剂化链稳定性的树脂。本专利技术的目的之三在于提供一种纳米银线光阻剂在触摸屏器件制造中的应用。本专利技术的目的之一采用以下技术方案实现：一种纳米银线光阻剂，其特征是，由重量份计的以下原料制备而成：纳米银线1-60份、分散剂1-20份、分散树脂1-10份、显影树脂3-40份、光固化树脂4-40份、光引发剂0.25-5份、助剂0.1-1份和有机溶剂3000-80000份。所述纳米银线的平均线径宽度D50为10-30nm，线平均长度D50为3-40um。纳米银线的制备方法是采用化学法制作加工，例如：硝酸银催化剂还原法制备的纳米银线，再经过溶剂置换外加分散剂预处理，之后加入本专利技术所述之通式(1)结构的分散树脂，以稳定纳米银线所在溶液当中的分散稳定性。为了使纳米银线在100℃温度烘干后形成的单层透明网状搭接薄膜表面的电阻率在100-100000mΩ/cm2范围内，其所在分散液当中的固含量占比为0.06-0.5％，随着纳米银线占比上升，薄膜的透光率将从99％下降到90％。所述分散剂为高分子分散剂，该高分子分散剂为甲基丙烯酸与苯乙烯共聚物、聚酯共聚物、聚氨酯共聚物、环氧树脂共聚物、羟乙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚或聚乙烯醇缩丁醛中的一种或两种及以上；可举例的市售商品：EFKA-4060、EFKA-4080、EFKA-4043、EFKA-4047、Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、Disperbyk-161--167、Disperbyk-2050、Disperbyk-2100、Disperbyk-2020、Disperbyk-333、Solsperse28000、Solsperse24000、Solsperse5000、Solsperse22000、Solsperse32500、Solsperse38500、Dow-std100、Dow-std40、Dow-std80、Dow-std140。所述显影树脂为甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸环氧丙氧酯共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸-2–羟基乙酯共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸环己酯或苯乙烯和甲基丙烯酸-2–羟基乙酯共聚物中的一种；平均酸值为60KOH/g-200KOH/g，优选90KOH/g-150KOH/g。所述助剂为流平剂和偶联剂，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性聚硅氧烷溶液、聚酯改性聚甲基烷基硅氧烷溶液、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、聚丙烯酸酯溶液或氟碳共聚物溶液中的一种或两种及以上；所述偶联剂为N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N′-β′-氨乙基-N-β-氨乙基-α-氨甲基三乙氧基硅、γ-环己胺丙基三乙氧基硅烷和甲基、γ-环已胺丙基二甲氧基硅烷或γ-氯丙基三乙氧基硅烷(γ2)中的一种或两种及以上。所述光固化树脂优选自下述化合物中的一种或多种：环氧大豆油丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。所述光引发剂主要是以电不对称活性的光引发剂为主，优选自以下结构中的一种：氧化二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2-苯甲基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代丁酰苯、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉丙烷-2-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-异丙基硫杂蒽酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸菜2-乙基己酯、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4–甲基二苯甲酮、所述有机溶剂为甲乙酮、乙基溶纤剂、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-乙氧基丙醇、2-甲氧基丙醇、3-甲氧基丁醇、3-乙氧基丙酸乙酯、环己酮、环戊酮、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯或乙酸丁酯中的一种或两种及以上。将以上材料按照配方比例配备后，先将分散剂和分散树脂加入纳米银溶剂液当中，使用机械搅拌/超声分散/震荡仪/辊摇机等设备将其制成分散纳米银线浆；在此基础上加入感光单体、光引发剂、显影树脂、助剂，继续使用机械搅拌/超声分散/震荡仪/辊摇机等设备将其制成纳米银光阻剂。本专利技术的目的之二采用以下方式实现：所述分散树脂的作用为稳定流变和抗团聚絮凝，该分散树脂具有下述通式(1)表示的结构单元的化合物：所述通式(1)中，n＝2-10000；R表示H原子、Y表示Z表示含有6-14个碳原子的直链、脂肪环、芳环或芳杂环分子中的一种。根据上述通式(1)，通式(1)中的Y基团中的X表示含有烷基、环烷基或芳基取代基的丙烯酸类低聚物共聚物。具体的化合物可举例为甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸苄酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、羟丁基丙烯酸酯、氮苯基马来酰亚胺、马来酸酐或季戊四醇丙烯酸酯类，上述化合物中的2-4种与2-丙烯酸-2羟基-3-苯氧基丙酯通过温和反应过程能生成具有所述通式Y的共聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米银线光阻剂，其特征是，由重量份计的以下原料制备而成：纳米银线1‑60份、分散剂1‑20份、分散树脂1‑10份、显影树脂3‑40份、光固化树脂4‑40份、光引发剂0.25‑5份、助剂0.1‑1份和有机溶剂3000‑80000份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米银线光阻剂，其特征是，由重量份计的以下原料制备而成：纳米银线1-60份、分散剂1-20份、分散树脂1-10份、显影树脂3-40份、光固化树脂4-40份、光引发剂0.25-5份、助剂0.1-1份和有机溶剂3000-80000份。2.根据权利要求1所述的纳米银线光阻剂，其特征是，所述纳米银线的平均线径宽度D50为10-50nm，纳米银线的平均长度为3-40um。3.根据权利要求1所述的纳米银线光阻剂，其特征是，所述分散树脂为具有下述通式(1)表示的结构单元的化合物：所述通式(1)中，n＝2-10000；R表示H原子、Y表示Z表示含有6-14个碳原子的直链、脂肪环、芳环或芳杂环分子中的一种。4.根据权利要求3所述的纳米银线光阻剂，其特征是，所述Y中的X表示含有烷基、环烷基或芳基取代基的丙烯酸类低聚物共聚物。5.根据权利要求4所述的纳米银线光阻剂，其特征是，所述分散树脂是采用以下步骤制备而成：1)低聚物合成：由2-丙烯酸-2羟基-3-苯氧基丙酯与2-4种含有烷基、环烷基或芳基取代基的丙烯酸单体在自由基引发剂的作用下，加入到含有链转移剂的溶剂中，在氮气气氛下，通过自由基反应合成具有所述Y的共聚物中间体；在该反应中，2-丙烯酸-2羟基-3-苯氧基丙酯与其他各单体的摩尔比均为1.3：1；2)含异氰酸端基的预聚物的合成：步骤1)的反应通过HPLC监控，在2-丙烯酸-2羟基-3-苯氧基丙酯的浓度低于5％之后，将含有所述Y的共聚物中间体在氮气氛围下，采用计量泵滴加到含所述Z的溶液之中，并添加催化剂得到通式(2)，该反应中含有Z的化合物与步骤1)中的2-丙烯酸-2羟基-3-苯氧基丙酯的摩尔比为0.9：1，通式(2)的结构式如下：3)产物合成：将下述通式(3)的化合物加热溶解回流之后，与所述通式(2)在催化剂作用下反应，即可得到所述通式(1)；该反应中，通式(3)与所述Y的质量比为0.8：1，通式(3)的结构式如下：所述通式(3)中的R为H原子、6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的纳米银线光阻剂制造触摸屏器件的方法，其特征是，顺次包括以下步骤：1)基片处理：通过真空附着固定，使基片水平铺展在操作台上；2)制作纳米银线导电“搭桥”图型层：依次按照以下步骤进行处理：2.1)涂布：采用slit方式在所述基片上涂布第一层所述纳米银线光阻剂，真空-0.1MPa；2.2)前烘：涂布后的基片于80-120℃下烘烤2min；2.3)曝光：加掩膜曝光在基片上形成一层厚度为0.08-0.4um矩形透明导电“搭桥”图型，能量100-300mj/cm2；2.4)显影：在0.38％TMAH中显影1min；定义矩透形明导电“搭桥”图型的宽为x方向，长为y方向；2.5)后烘：120-240℃下烘烤30min；3)制作绝缘光阻“搭桥”图型层，在步骤2)的导电“搭桥”图型层上采用slit方式涂布第一层OC光阻剂，然后依次进行前烘、曝光、显影和后烘，处理方法同上述步骤2)；最后形成一层厚度为1-1.2um的透明绝缘矩形图型，并且在x方向上绝缘光阻“搭桥”图型层完全遮盖导电“搭桥”图型层，在y方向上导电“搭桥”图型层的两端完全从绝缘光阻“搭桥”图型层探出，真空-0.1MPa；4)制作纳米银线光阻“菱形”电极层：在步骤3)的基片上涂布第二层所述纳米银线光阻剂，再依次经过前烘、曝光、显影、后烘步骤形成厚度为0.04-0.4um的“菱形”电极层，使在x方向上经过绝缘光阻“搭桥”顶部的“菱形”电极层连续导通，在y方向上经过绝缘光阻“搭桥”顶部的“菱形”电极层被光刻显影隔断；所述前烘、曝光、显影和后烘的处理方法同上述步骤2)；5)制作封装保护层：在步骤4)的基片上涂布第二层所述OC光阻剂，形成一层厚度为0.3-1um的透明耐热耐候保护层，并且在边缘可留出连接IC的FPC排线位置，真空-0.1MPa；再依次经过前烘、曝光、显影和后烘，上述处理方法同步骤2)。7.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的纳米银线光阻剂制造On-Cell式触摸器件的方法，其特征是，顺次包括以下步骤：a.CF基片处理：在CF基片的彩色像素层表面涂布厚度为1um的保护层，之后该面采用真空附着固定，使CF基片水平铺展在操作台上；b.制作纳米银线光阻导电“搭桥”图型层：依次按照以下步骤进行处理：b-1.在步骤a中的CF基片彩色像素层的另一面涂布第一层所述纳米银线光阻剂，真空-0.1MPa；b-2.前烘：涂布后的基片于80-120℃下烘烤2min；b-3.曝光：加掩膜曝光在基片上形成一层厚度为0.08-0.4um的矩形透明导电“搭桥”图型，能量100-300mj/cm2；b-4.显影：在0.38％TMAH中显影1min；定义矩形透明导电“搭桥”图型的宽为x方向，长为y方向；b-5.后烘：180℃下烘烤30min；c.制作绝缘光阻“搭桥”图型层：在步骤b的导电“搭桥”图型上涂布第一层OC光阻剂，然后依次进行前烘、曝光、显影和后烘，处理方法同上述步骤b；形成一层厚度为0.5-1.2um的透明绝缘矩形图型，并且在x方向上绝缘光阻“搭桥”要完全遮盖导电“搭桥”，在y方向上导电“搭桥”的两端完全从绝缘光阻“搭桥”探出，真空-0.1MPa；d.制作纳米银线光阻“菱形”电极层：在步骤c的基片上涂布第二层所述纳米银线光阻剂，依次经过真空、前烘、曝光、显影和后烘步骤形成0.08-0.4um厚度“菱形”电极层，并且在宽度方向上经过绝缘“搭桥”顶部的“菱形”电极层连续导通，在长度方向上经过绝缘“搭桥”顶部的“菱形”电极层被光刻显影隔断；所述真空、前烘、曝光、显影和后烘的处理方法通步骤b；e.制作封装保护层：在步骤d的基片上涂布第二层所述OC光阻剂，再依次经过真空、前烘、曝光、显影和后烘，形成一层0.3-1um厚度透明耐热耐候保护层，并且在边缘可留出连接IC的FPC排线位置；所述真空、前烘、曝光、显影和后烘的处理方法同步骤b。8.一种根据权利要求7所述的On-Cell式触摸器件制造Micro-LED透明阳极显示触摸器件的方法，其特征是，采用如下两种方式中的任意一种制备：方式一，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：运向军，李伟，何志，
申请(专利权)人：邢勇程，魏晓亮，运向军，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15