CN102929101B

CN102929101B - 一种导电光刻胶及使用该导电光刻胶的oled电极及制造方法

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Publication number: CN102929101B
Application number: CN201210385363.2A
Authority: CN
Inventors: 邱勇; 沈波涛; 王龙; 甘帅燕
Original assignee: Tsinghua University; Beijing Visionox Technology Co Ltd; Kunshan Visionox Display Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; Beijing Visionox Technology Co Ltd; Kunshan Visionox Display Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN102929101A

Abstract

本发明提供一种导电光刻胶及使用该导电光刻胶的OLED电极及制造方法，所述导电光刻胶包括：导电介质、成膜树脂、光敏剂、溶剂与添加剂，所述导电介质为电阻率小于10×10^‑8Ω·m的导电金属粒子或者导电合金粒子，所述成膜树脂为热塑性树脂，所述光敏剂为芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物，所述溶剂为高沸点有机溶剂；所述导电光刻胶价格低廉、方阻小。所述OLED电极包括电极和电极引线，所述电极与所述电极引线相连接，所述电极引线部分包括ITO层，以及覆盖在ITO层上的所述导电光刻胶层，所述OLED电极制备工艺简单、成本低。

Description

一种导电光刻胶及使用该导电光刻胶的OLED电极及制造方法

技术领域

本发明涉及一种OLED电极及其制造方法，特别是一种导电光刻胶及应用该导电光刻胶的OLED电极。

背景技术

有机电致发光器件（英文全称为Organic Light Emitting Device,简写为OLED）自1987年面世以来，就因其具有低驱动电压、低功耗、主动发光、宽视角等众多优点，赢得了广泛的关注。现有技术中OLED通常采用夹层式三明治结构，即阳极层和阴极层之间加入有机发光层。氧化铟锡（英文全称indium tin oxide,简称为ITO）因具有对可见光和近红外光透明和高电导率的特点，常在OLED中作为透明的阳极。电极引线是连接电压驱动与发光器件电极的部位，OLED中若是阳极与引线同时采用ITO，这样图形可经一次光刻工艺成型，但是由于ITO的方阻较大，约为10Ω/□（方块电阻），电压降严重，一般会在ITO引线上溅射一层或若干层导电金属或合金，以提高引线电导率。现有技术中，常使用镀有二氧化硅层的有碱/无碱玻璃或者柔性高分子薄膜作为基板，在基板上磁控溅射的方法镀上一层ITO，再在ITO层上采用溅射镀膜工艺分别镀上钼（Mo）层、铝(Al)层、钼（Mo）层,简称MAM层；采用光刻工艺，将带有MAM层的ITO层制备出阳极图形和电极引线。

MAM金属层导电率高，但是需要真空镀膜设备，不但成本高，而且工艺复杂。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有技术中OLED电极制备成本高、工艺复杂的问题，提供一种导电光刻胶，并由所述导电光刻胶制备出成本低、工艺简单的OLED电极。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种导电光刻胶，其特征在于，所述导电光刻胶包括：

a)电阻率小于10×10^-8Ω·m的导电介质，其质量百分含量为50%-70%；

b)成膜树脂，其质量百分含量为15%-25%；

c)光敏剂，其质量百分含量为1%-5%；

d)溶剂，其质量百分含量为10%-25%；

e)添加剂，其质量百分含量0-5%。

所述导电介质为导电金属粒子或者导电合金粒子。

所述导电介质优选为银粒子，其粒径在0.05-1.5μm。

所述成膜树脂为热塑性树脂；所述光敏剂为芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物；所述溶剂为高沸点有机溶剂;所述添加剂包括流平剂、增稠剂和消泡剂中的至少一种。

一种OLED电极，包括电极和电极引线，所述电极与所述电极引线相连接，所述电极引线部分包括ITO层，以及覆盖在ITO层上的所述的导电光刻胶形成的涂层。

所述导电光刻胶层的厚度为1-10μm。

所述导电光刻胶层的厚度优选为4μm。

一种OLED电极的制备方法，包括如下步骤：

S1：采用光刻工艺，在ITO基板上制备出电极和电极引线的图形；

S2：清洗；

S3：在基板带有电极的一面上涂布一层所述的导电光刻胶，制备覆盖所述电极引线层的导电光刻胶层；

S4：前烘、干燥；

S5：利用掩膜紫外曝光、显影形成电极引线图案；

S6：后烘、固化。

所述步骤S3中所述导电光刻胶层采用的涂布方法为狭缝涂布。

所述步骤S3中所述导电光刻胶层的厚度为4μm。

所述步骤S6中后烘的温度范围为130℃-250℃。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、所述导电光刻胶制备成本低、导电性好、附着力强、硬度大。

2、所述OLED电极，使用所述导电光刻胶作为提高导电性的介质，导电效果好。

3、所述OLED电极，使用所述导电光刻胶作为提高导电性的介质，制备工艺简单、成本低，适合大规模生产。

4、所述导电光刻胶层采用狭缝涂布设备涂布，可以很大程度的节省原料，降低了成本。

5、所述导电光刻胶的固化温度为130-250℃，温度范围大，可以在高分子柔性基板，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），形成电极图案，可以运用于柔性显示或照明的应用中。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1本发明所述OLED电极制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1-实施例3是本发明所述导电光刻胶的制备实施例。

下表为常用导电金属的电阻率和电阻温度系数。

实施例1

一种导电光刻胶，包括：

导电介质为购自北京博宇高科新材料技术有限公司的粒径为0.05μm的铜粒子，5000克；

成膜树脂为购自天津国隆化工有限公司环氧树脂，1900克；

光敏剂为购自北京格林凯默科技有限公司的4,4’-重氮-2,2’-二亚苄基丙酮二磺酸二钠盐，100克；

溶剂为购自苏州亚太有限公司的环己酮，2500克；

添加剂包括流平剂、增稠剂、消泡剂，所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷、增稠剂为聚乙烯蜡、消泡剂为正丁醇，均购自北京东方澳汉有限公司，三者重量比为1:0.5:1，共500克。

实施例2

一种导电光刻胶，包括：

导电介质为购自北京博宇高科新材料技术有限公司的粒径为0.05-1.5μm的银粒子，7000克；

成膜剂为购自博山轻工化学厂的丙烯酸树脂，1500克；

光敏剂为购自北京格林凯默科技有限公司的4,4’-二叠氮基-2,2’-二苯乙烯二磺酸钠盐，500克；

溶剂为购自苏州亚太有限公司的安息香酸甲酯，1000克。

实施例3

一种导电光刻胶，包括：

导电介质为购自北京博宇高科新材料技术有限公司的银粒子，其粒径在0.05-1.5μm，5800克；

成膜树脂为购自天津国隆化工有限公司的环氧树脂，2500克；

光敏剂为购自北京格林凯默科技有限公司的2,5-二（4-叠氮基-2-磺基亚苄基）环戊酮二钠盐，250克，；

溶剂为环己酮，1200克，购自苏州亚太有限公司。

添加剂包括流平剂、增稠剂、消泡剂；所述的流平剂为聚甲基苯基硅氧烷、增稠剂为氢化蓖麻油、消泡剂为甲基硅氢烷油，均购自北京东方澳汉有限公司，三者重量比为1:0.5:1，共250克。

作为本发明的其它实施例，所述成膜树脂还可以为其他热塑性树脂，如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的一种或多种；所述光敏剂可以为其它芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物，如4,4’－二叠氮基－2,2’二苯乙烯二磺酸钠盐、4,4’－重氮－2,2’－二亚苄基丙酮二磺酸二钠盐、2,5－二(4－叠氮基－2－磺基亚苄基)环戊酮二钠盐和4,4’－二叠氮基－2,2’－二亚肉桂基丙酮磺酸盐中的一种或多种；所述的流平剂选自聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷中的一种或多种；所述的增稠剂选自聚丙烯酸、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡中的一种或多种；所述的消泡剂选自乙醇、正丁醇、聚氧丙烯、甲基硅氢烷油中的一种或多种；同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

所述导电光刻胶中的导电介质用以增加电极引线的电导率，优选电阻率小于10×10^-8Ω·m的导电金属粒子或合金粒子，由于金属粒子粒径过大会影响光刻胶的成膜性能以及导电性能的连续性，所述导电金属粒子或合金粒子的粒径范围优选0.05-1.5μm；为了保证所述导电光刻胶的导电性能的连续性，所述导电金属粒子或合金粒子的质量百分含量需大于50%。光刻胶中的树脂直接影响到光刻胶的粘附性、胶膜厚度、热稳定性以及机械性能，因此本发明中所述导电光刻胶优选固化方便、粘附性强、收缩率低、化学性质稳定的环氧树脂等热塑性树脂。芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物类光敏剂光敏性好，分辨率高，因此本发明优选用之。使用高沸点溶剂，溶剂挥发慢，可以有效提高光刻胶膜层的均匀性。

实施例4

本实施例是OLED电极制备实施例。

本发明所述OLED电极的制备方法，包括如下步骤：

S1：采用光刻工艺，在ITO基板上制备出电极和电极引线的图形，具体步骤如下：

S11：清洗ITO基板，ITO层的厚度为（ITO膜层厚为）

S12：涂布光刻胶，光刻胶为购自台湾新应材T510正性光刻胶，涂布厚度为1.8μm；

S13：前烘、干燥，前烘温度为110℃，时间为130s；

S14：紫外曝光110mj/cm²；

S15：显影70s，显影液为2.38%的四甲基氢氧化氨（英文全称为Tetramethylammonium hydroxide，简称TMAH）溶液；

S16：后烘、坚膜，后烘温度120℃，时间为150s；

S17：刻蚀温度45℃，时间200s；

S18：去胶。

S2：清洗步骤S1中制备好的带有ITO电极与引线的基板；

S3：采用狭缝涂布工艺，压力设置为50Mpa,涂布速度设置为10mm/Sec，在基板带有电极的一面上涂布一层所述的导电光刻胶（所述导电光刻胶选自实施例3），制备覆盖所述电极引线的导电光刻胶层，所述导电光刻胶层的厚度为4μm；

S4：利用热板烘箱对步骤S3中所制得的涂布有导电光刻胶的基板进行前烘、干燥，110℃热板烘烤150s；

S5：利用掩膜高压汞灯紫外曝光、显影形成电极引线图案，曝光量为300-600mj/cm²，显影液为2.38%的四甲基氢氧化氨（英文全称为Tetramethylammonium hydroxide，简称TMAH）溶液，时间为2min。

S6：利用热板烘箱对显影后的基板进行后烘、固化，后烘的温度为150-210℃，烘焙10min。

作为本发明的其它实施例，步骤S3中导电光刻胶层采用的涂布方法还可以为滚轮涂布、旋转涂布，同样能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

对本实施例中所述固化后的导电光刻胶层进行的测试如下：

1、利用示差扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)测定上述固化后的导电光刻胶层的玻璃化温度（Tg）为135℃。玻璃化温度是材料保持刚性的最高温度。说明本发明所述的导电光刻胶热稳定性高，保证了电气性能的稳定性。

2、利用热机械分析仪（thermomechanical analysis，TMA）测定上述固化后的导电光刻胶层的热膨胀系数，当温度小于Tg时，热膨胀系数为54ppm/℃；当温度大于Tg时，热膨胀系数为178ppm/℃。本发明所述导电光刻胶受热膨胀时体积变化小，不容易开裂，保证了电气性能的稳定性。

3、利用直流四探针法测量测定所述固化后的导电光刻胶层的体积电阻率,25℃的条件下，体积电阻率为0.0001Ω·cm³。电阻率很小，说明本发明所述导电光刻胶导电性能好，器件效率高。

4、利用胶粘剂拉伸剪切试验机对所述固化后的导电光刻胶层的剪切拉伸强度进行测试,铁-铁剪切，25℃的条件下，剪切拉伸强度为（180℃/2H）>12.414MPa；200℃的条件下，剪切拉伸强度为（180℃/2H）>6.207Mpa。剪切拉伸强度越大，说明本发明所述导电光刻胶与基板的粘附性好，不容易在制程中脱落，保证了电器性能的稳定性。

5、利用冲击强度测试仪（购自上海卓技仪器设备有限公司）对所述固化后的导电光刻胶层的冲击强度进行测试，冲击强度大于等于10kg/23.45MPa。说明本发明所述导电光刻胶抗冲击能力大，有一定的强度，不易破碎。

6、对所述固化后的导电光刻胶层的方阻值进行测定，所述方阻值小于0.5Ω/□，远小于ITO的10Ω方阻，起到了降低阻值的作用。

7、对所述固化后的导电光刻胶层的附着力进行测定，在经过蚀刻或烘烤缩水后的PET薄膜ITO上，做百格测试无脱落（3M600胶带，垂直拉3次）。说明本发明所述导电光刻胶与基板间的粘附性很好，不易脱落，且显影后线条很整齐。

8、利用铅笔硬度测试法对所述固化后的导电光刻胶层的硬度进行测试，所选铅笔为中华铅笔，45度角施加2kg的力，硬度大于2H，硬度较大，不易被划伤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种OLED电极，其特征在于，包括电极和电极引线，所述电极与所述电极引线相连接，其特征在于，所述电极引线部分包括ITO层，以及覆盖在ITO层上的由导电光刻胶形成的涂层；

所述导电光刻胶包括：

a)电阻率小于10×10^-8Ω·m的导电介质，其质量百分含量为50％-70％；

b)成膜树脂，其质量百分含量为15％-25％，所述成膜树脂为热塑性树脂；

c)光敏剂，其质量百分含量为1％-5％；

d)溶剂，其质量百分含量为10％-25％；

e)添加剂，其质量百分含量0-5％。

2.根据权利要求1所述的OLED电极，其特征在于，所述导电介质为导电金属粒子或者导电合金粒子。

3.根据权利要求2所述的OLED电极，其特征在于，所述导电介质为银粒子，其粒径在0.05-1.5μm。

4.根据权利要求1或2或3所述的OLED电极，其特征在于，所述光敏剂为芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物；所述溶剂为高沸点有机溶剂；所述添加剂包括流平剂、增稠剂和消泡剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的OLED电极，其特征在于，所述导电光刻胶层的厚度为1-10μm。

6.根据权利要求5所述的OLED电极，其特征在于，所述导电光刻胶层的厚度为4μm。

7.一种OLED电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2：清洗；

S3：在基板带有电极的一面上涂布一层如权利要求1-4任一所述的导电光刻胶，制备覆盖所述电极引线层的导电光刻胶层；

S4：前烘、干燥；

S5：利用掩膜紫外曝光、显影形成电极引线图案；

S6：后烘、固化。

8.根据权利要求7所述的OLED电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中所述导电光刻胶层采用的涂布方法为狭缝涂布。

9.根据权利要求7或8所述的OLED电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中所述导电光刻胶层的厚度为4μm。

10.根据权利要求9所述的OLED电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中后烘的温度范围为130℃-250℃。