CN103941917A - 一种采用小片印刷制备触控面板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用小片印刷制备触控面板的方法，包括如下步骤：第一步、将加工成形的玻璃白片保护盖板（Cover Glass）用纯水清洗；第二步、在经过清洗后的玻璃白片保护盖板上印刷视窗边框层；第三步、在第二步中印刷有视窗边框层的玻璃白片保护盖板上印刷金属线路层；第四步、在第三步中的金属线路层上印刷保护层。本发明相比较目前大片黄光光刻制程提高了玻璃的强度及二次强化的良率，提高玻璃的穿透率，避免了二次强化对后制程的影响，有效缩短了设计及生产周期，降低了成本（相对于传统黄光光刻制程成本降低了5%-10%），节能环保高效，利于大规模生产，在制备触控面板行业具备成本及技术优势。

Description

一种采用小片印刷制备触控面板的方法

技术领域

本发明涉及一种触控面板的制备方法，具体是一种采用图板印刷技术制备触控面板的方法。

背景技术

目前常规制备触控面板的方法是：第一步，将大片的白片玻璃基板（通常为尺寸为550*650mm）在经过黄光光刻制得视窗边框，白片玻璃基板在利用感光光阻材料经过涂布、软考、曝光、显影、硬烤、高温烘烤制程后即制得了设定的视窗边框图案；第二步，在形成了视窗边框图案的玻璃基板上需经过ITO1制程，主要作用是连接导通ITO2的发射轴或接收轴，玻璃基板经过ITO镀膜、涂布、软考、曝光、显影、硬烤、蚀刻、剥膜制程后即制得了设定的ITO1层图形；第三步，在经过以上两道步骤的玻璃基板上再进行Insulator层制程，主要作用是让ITO1只与ITO2的发射轴或接收轴其中一个轴导通且另一个轴绝缘（如连接导通发射轴，则与接收轴为绝缘，如连接导通接收轴，则与发射轴为绝缘），玻璃基板经过涂布、软考、曝光、显影、硬烤、高温烘烤制程后即制得了设定的Insulator层图形；第四部，在经过以上三道步骤制程的玻璃基板上再进行ITO2层制程，主要作用是制备ITO2的发射轴或接收轴（发射轴或接收轴其中的一个轴与ITO1连接导通，用Insulator层图形将另一个轴与ITO1隔离绝缘），玻璃基板经过ITO镀膜、涂布、软考、曝光、显影、硬烤、蚀刻、剥膜制程后即制得了设定的ITO2层图形；第五步，在经过以上四道步骤制程的玻璃基板上再进行Metal Trace层制程，主要作用是将ITO2层的发射轴及接收轴用金属线连接至处理器的单口上，玻璃基板经过Metal镀膜、涂布、软考、曝光、显影、硬烤、蚀刻、剥膜制程后即制得了设定的Metal trace层图形；第六步，在经过以上五道步骤制程的玻璃基板上再进行Passivation层制程，主要作用是保护前制程的ITO及Metal trace不被氧化，玻璃基板经过涂布、软考、曝光、显影、硬烤、高温烘烤制程后即制得了设定的Passivation层图形；第七步，在完成以上六道制程的大片玻璃基板上再进行切割研磨及二次强化制程，将大片玻璃基板切割成设定的小片外形尺寸，再利用氢氟酸化学药液进行二次边缘强化最终完成制得了触控面板。

现有工艺生产中采用大片玻璃进行黄光光刻制程制得触控面板的强度及二次强化制程的良品率、生产周期及成本及玻璃穿透率都不理想，并且制程工艺的难度还比较繁复。在采用大片玻璃基板制备触控面板的过程中，切割成小片面板后，在进行氢氟酸化学药液二次强化时，极易对触控面板上外观图案及线路造成影响和伤害，而导致整个产品功能失效，再有二次强化目前更是业内的制程及良率瓶颈，继而导致成本增加而导致无法量产很重要的原因。

下面介绍本文中简写的相应含义：

ITO Pattern：设定的ITO图形

Cover Glass：保护玻璃盖板；

ITO:氧化铟锡缩写；

ITO1：ITO Bridge的缩写简译；

ITO2：ITO Pattern的缩写简译；

Metal Trace:金属线路的简译；

Insulator：本文指绝缘层的简译；

Passivation：本文指保护层的简译；

CS:表面应力的缩写简译；

DOL:强化深度的缩写简译；

4PB:四点弯折强度的缩写简译；

OD：光密度值的缩写简译。

发明内容

本发明针对现有触控面板制备过程中的不足，提供了一种采用小片印刷制备触控面板的方法，有效提高了生产过程中的良品率，提高了玻璃的穿透率，缩短设计及生产周期，降低了成本及制程工艺的难度。

本发明采用如下技术方案实现：一种采用小片印刷制备触控面板的方法，包括如下步骤：

第一步、将加工成形的玻璃白片保护盖板（Cover Glass）用纯水清洗；

第二步、在经过清洗后的玻璃白片保护盖板上印刷视窗边框层，具体采用凸版印刷将粘度为15000±2000CPS、绝缘阻抗＞10¹⁴Ω的油墨材料按照设定的视窗边框图案印刷在玻璃白片保护盖板上，并通过高温烘烤将油墨材料固化在玻璃白片保护盖板上；

第三步、在第二步中印刷有视窗边框层的玻璃白片保护盖板上印刷金属线路层，采用凸版印刷将粘度为100～200CPS的金属墨材料按照设定的金属线路图形（包含Pattern及Trace线）直接印刷在玻璃白片保护盖板上面，并通过高温烘烤将金属墨材料固化在玻璃白片保护盖板上；

第四步、在第三步中的金属线路层上印刷保护层，采用凸版印刷在所述金属线路层上印刷一层粘度为50-100CPS、固含量为21-45%的保护涂料，并通过高温烘烤将保护涂料固化在玻璃白片保护盖板上。

具体的，所述凸版印刷是利用凸版印刷机将将不同粘度的印刷材料转印至玻璃白片保护盖板上，其中凸版印刷机的印刷轮包括A轮、D轮和P轮，A轮附着滴入印刷材料并将将滴入的印刷材料转印至P轮上，P轮上设有感光树脂制成的凸版，凸版上设定吸附印刷材料的微型圆孔，P轮旋转将凸版的形状压印至玻璃白片保护盖板上，其中D轮设置在A轮和P轮之间并分别与A轮和P轮对辊设置，调节D轮与A轮的挤压量可将A轮上所附着的材料均匀的挤压散开形成薄膜更好的转印至P轮的凸版上。

进一步的，在第一步中清洗后的玻璃白片保护盖板的无脏污要求达到水滴角小于10℃。

进一步的，在第二步印刷视窗边框层中，所述A轮的转速设定在20-30m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.3mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，所述P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为20-40微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在30%-60%。

进一步的，第二步的视窗边框层在高温烘烤前先经过时间为130-180s、温度为90-110℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使油墨材料完全固化在玻璃上，烘烤后的视窗边框层的厚度为0.5-0.8微米，油墨材料的附着力为5B，光学密度OD值≥4。

进一步的，在第三步印刷金属线路层中，A轮的转速设定在35-50m/s，通过调节D轮与A轮的挤压量在0.06-0.15mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为6-10微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在20%-35%。

进一步的，第三步的金属线路层经过250-280℃高温烘烤，烘烤过后的金属墨材料完全固化在保护盖板玻璃上，其附着力为5B，所述金属线路层的线宽线距在2-3微米。

优选的，所述金属墨材料为金属纳米银墨水，主要包含质量分数为5-60%的银颗粒，35-85%的墨水溶剂，0.03-1.5%的表面张力调节剂，0.3-10%的增粘剂，1-20%的分散剂。

进一步的，在第四步印刷保护层中，A轮的转速设定在60-80m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.2mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为2-5微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在40%-80%。

进一步的，第四步的保护层在高温烘烤前先经过时间为180-240s、温度为110-130℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使得保护层材料完全固化，烘烤后的保护层相对于金属线路层的附着力为5B，厚度要求在0.8-2.0微米。

在本发明的视窗边框层的印刷中，解决了需要验证调节出合适的油墨材料搭配合适的凸版印刷参数来克服油墨材料印刷在小片保护盖板上因油墨膜厚不均匀（油墨厚度差要控制在0.3mm以内）而导致的异色及水波纹等造成外观不良。由于传统黄光光刻制程制备的油墨厚度虽然可以达到0.5-0.8微米，附着力为5B，光学密度OD值≥4的视窗边框，但是需要经过繁琐的涂布、软考、曝光、显影、硬烤、高温烘烤等黄光制程才能实现，从生产周期及成本、制程工艺的难度上较凸版印刷制程处于明显的劣势，再有凸版印刷技术可避免因黄光光刻制程化学药液废水废气的排放，对环境的污染。

在金属线路层的印刷中，解决了需要验证调节出合适的金属墨材料及其金属墨材料的参数配比，使其能够搭配凸版印刷将金属墨材料印刷在带有视窗边框图案的保护盖板上，并要求线宽线距在2-3微米。如线宽线距大于3微米，金属线在常规的可见光波段（400-800纳米）范围内极易被人眼所看到，从而影响了产品的外观性能造成外观不良。采用传统的黄光光刻技术执行此项制程时（包含Pattern及Trace线，），需要经过ITO1、Insulator、ITO2、Metal四道黄光光刻制程才能实现，因目前现有的黄光光刻机台及制程能力能做到的线宽线距一般为20微米以上，以目前黄光光刻制程制备线宽线距要求仅为2-3微米的Pattern及Trace时，需要再开验证能达到此精度的黄光光刻机台及对应的黄光感光材料如：ITO、Metal的显影液、蚀刻液，Insulator感光材料等，对人力、物力、生产周期造成极大的浪费，采用凸版印刷执行此项制程时较黄光光刻制程各项成本约降低了10%-15%，生产周期缩短了尽二分之一，同上此道工艺采用凸版印刷也可避免因黄光光刻制程化学药液废水废气的排放，对环境的污染。

在保护层的印刷中，调节出合适的凸版印刷参数，将保护层材料均匀的印刷在带有视窗边框及金属层图形的保护盖板上，且膜厚要求在0.8-2.0微米，相对于金属层材料的附着力为5B，若膜厚太厚，会严重降低保护盖板玻璃的穿透率，若膜厚太薄，又克服不了油墨层及纳米银金属层所产生的台阶断差，而导致破膜水气进入，继而氧化纳米银金属造成功能不良。采用传统的黄光光刻工艺执行此道制程时虽然可以制得膜厚为在0.8-2.0微米，附着力为5B的保护层，但还是需要经过繁琐的涂布、软考、曝光、显影、硬烤、高温烘烤等黄光制程才能实现，从生产周期及成本、制程工艺的难度上较凸版印刷制程处于明显的劣势，再有凸版印刷技术可避免因黄光光刻制程化学药液废水废气的排放，对环境的污染。

综上所述，本发明是用来解决提高目前大片黄光光刻制程玻璃的强度及二次强化的良率的技术瓶颈，提高了玻璃的穿透率，避免了二次强化对后制程的影响，有效缩短了设计及生产周期，降低了成本（相对于传统黄光光刻制程成本降低了5%-10%），节能环保高效，利于大规模生产，在制备触控面板行业具备成本及技术优势。

以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为凸版印刷机的印刷轮示意图。

图3为清洗后的玻璃白片保护盖板示意图。

图4为印刷视窗边框层后的玻璃白片保护盖板示意图。

图5为印刷金属线路层后的玻璃白片保护盖板示意图。

图6为印刷保护层后的玻璃白片保护盖板示意图。

图中标号：1-玻璃白片保护盖板，2-P轮，3-D轮，4-A轮，5-视窗边框层，6-金属线路层，7-保护层。

具体实施方式

实施例

如图1所示，并结合附图3至附图6，采用小片印刷技术制备手机触控面板的方法步骤如下：

第一步、将加工成形的玻璃白片保护盖板1（Cover Glass）用纯水清洗，如附图3所示，要求清洗后的玻璃白片保护盖板1的无脏污要求达到水滴角小于10℃；

第二步、在经过清洗后的玻璃白片保护盖板上印刷视窗边框层5，具体采用凸版印刷将粘度为15000±2000CPS、绝缘阻抗＞10¹⁴Ω的油墨材料按照设定的视窗边框图案印刷在玻璃白片保护盖板上，并通过高温烘烤将油墨材料固化在玻璃白片保护盖板上，如附图4所示；

第三步、在第二步中印刷有视窗边框层5的玻璃白片保护盖板1上印刷金属线路层6，采用凸版印刷将粘度为100～200CPS的金属墨材料按照设定的金属线路图形（包含Pattern及Trace线）直接印刷在玻璃白片保护盖板上面，并通过高温烘烤将金属墨材料固化在玻璃白片保护盖板上，如附图5所示；

第四步、在第三步中的金属线路层6上印刷保护层7，采用凸版印刷在所述金属线路层上印刷一层粘度为50-100CPS、固含量为21-45%的保护涂料，并通过高温烘烤将保护涂料固化在玻璃白片保护盖板上，如附图6所示。

具体参见图2，所述凸版印刷是利用凸版印刷机将将不同粘度的印刷材料转印至玻璃白片保护盖板1上，其中凸版印刷机的印刷轮包括A轮4、D轮3和P轮2，A轮4附着滴入印刷材料并将将滴入的印刷材料转印至P轮2上，P轮2上设有感光树脂制成的凸版，凸版上设定吸附印刷材料的微型圆孔，P轮2旋转将凸版的形状压印至玻璃白片保护盖板1上，其中D轮3设置在A轮4和P轮2之间并分别与A轮4和P轮2对辊设置，调节D轮3与A轮4的挤压量可将A轮4上所附着的材料均匀的挤压散开形成薄膜更好的转印至P轮2的凸版上。

进一步的，在第二步印刷视窗边框层中，所述A轮的转速设定在20-30m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.3mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，所述P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为20-40微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在30%-60%；印刷后的视窗边框层在高温烘烤前先经过时间为130-180s、温度为90-110℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使油墨材料完全固化在玻璃上，烘烤后的视窗边框层的厚度为0.5-0.8微米，油墨材料的附着力为5B，光学密度OD值≥4。在具体的生产过程中，凸版印刷机A轮的转速设定为22m/s，D轮的挤压量设定为0.16mm，设定凸版上微型圆孔的开孔大小为26微米，开孔率设定在38%（按凸版的面积计算），采用绿固品牌中型号为LM-600TWS12B、粘度为16200CPS、绝缘阻抗约为10¹⁶Ω的油墨材料印刷视窗边框层。印刷制成设定的视窗边框图案后，再将玻璃白片保护盖板经过温度为90℃，时间为130s的预烤，最后经过温度为230℃，时间为50min的高温烘烤，从而可以在玻璃白片保护盖板上制成油墨厚度为0.5-0.8微米、在玻璃上附着为5B、油墨的光学密度OD值≥4的视窗边框图案。

进一步的，在第三步印刷金属线路层中，A轮的转速设定在35-50m/s，通过调节D轮与A轮的挤压量在0.06-0.15mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为6-10微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在20%-35%。印刷后的金属线路层经过250-280℃高温烘烤，烘烤过后的金属墨材料完全固化在保护盖板玻璃上，其附着力为5B，所述金属线路层的线宽线距在2-3微米。在具体的生产过程中，采用粘度调试为180CPS的纳米银墨水（主要质量比成分：银颗粒5-60%，墨水溶剂35-85%，表面张力调节剂0.03-1.5%，增粘剂0.3-10%，分散剂1-20%），将凸版印刷机A轮的转速设定为42m/s，D轮的挤压量设定为0.09mm，设定凸版上开孔大小为7.5微米，开孔率设定在28%（按凸版的面积计算），将纳米银墨水印刷在带有视窗边框图案的保护盖板上，再经过温度为280℃的高温烘烤，附着力为5B，且线宽线距为2-3微米。

进一步的，在第四步印刷保护层中，A轮的转速设定在60-80m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.2mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为2-5微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在40%-80%。印刷后的保护层在高温烘烤前先经过时间为180-240s、温度为110-130℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使得保护层材料完全固化，烘烤后的保护层相对于金属线路层的附着力为5B，厚度要求在0.8-2.0微米。在具体生产中，保护层的印刷材料采用东丽品牌中型号为NS-E3150、粘度为85.4CPS、固含量为34.9%的印刷涂料，将凸版印刷机A轮的转速设定为72m/s，D轮的挤压量设定为0.13mm，设定凸版上开孔大小为2.8微米，开开孔率设定在53%（按凸版的面积计算）为微型圆孔的开孔数量，通过凸版微型圆孔将保护层材料转印在带有视窗边框及金属线路层图形的保护盖板上，经过温度为118℃，时间为212s的预烤后，再经过温度为253℃，时间为40min的高温烘烤，即印刷出了相对于金属层材料的附着力为5B，厚度为0.8-2.0微米的保护层。

本实施例制备触控面板与现有黄光光刻技术制备的触控面板区别如表一，其主要优势如下方面：（1）采用单片凸版印刷技术制备视窗边框图案，（2）采用单片凸版印刷技术制备金属层线路图形（包含Pattern及Trace线），（3）采用单片凸版印刷技术制备保护层图形。通过以上三道制备的触控面板相对于大片黄光光刻制程制备的触控面板，在制程工艺的要求（设计、生产周期及难易度）、制程成本及技术优势、制程良率上考量有很明显的优势。

表一

Claims (10)

1.一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步、将加工成形的玻璃白片保护盖板（Cover Glass）用纯水清洗；

第二步、在经过清洗后的玻璃白片保护盖板上印刷视窗边框层，具体采用凸版印刷将粘度为15000±2000CPS、绝缘阻抗＞10¹⁴Ω的油墨材料按照设定的视窗边框图案印刷在玻璃白片保护盖板上，并通过高温烘烤将油墨材料固化在玻璃白片保护盖板上；

第三步、在第二步中印刷有视窗边框层的玻璃白片保护盖板上印刷金属线路层，采用凸版印刷将粘度为100～200CPS的金属墨材料按照设定的金属线路图形（包含Pattern及Trace线）直接印刷在玻璃白片保护盖板上面，并通过高温烘烤将金属墨材料固化在玻璃白片保护盖板上；

第四步、在第三步中的金属线路层上印刷保护层，采用凸版印刷在所述金属线路层上印刷一层粘度为50-100CPS、固含量为21-45%的保护涂料，并通过高温烘烤将保护涂料固化在玻璃白片保护盖板上。

2.根据权利要求1所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：所述凸版印刷是利用凸版印刷机将将不同粘度的印刷材料转印至玻璃白片保护盖板上，其中凸版印刷机的印刷轮包括A轮、D轮和P轮，A轮附着滴入印刷材料并将将滴入的印刷材料转印至P轮上，P轮上设有感光树脂制成的凸版，凸版上设定吸附印刷材料的微型圆孔，P轮旋转将凸版的形状压印至玻璃白片保护盖板上，其中D轮设置在A轮和P轮之间并分别与A轮和P轮对辊设置，调节D轮与A轮的挤压量可将A轮上所附着的材料均匀的挤压散开形成薄膜更好的转印至P轮的凸版上。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：在第一步中清洗后的玻璃白片保护盖板的无脏污要求达到水滴角小于10℃。

4.根据权利要求2所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：在第二步印刷视窗边框层中，所述A轮的转速设定在20-30m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.3mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，所述P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为20-40微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在30%-60%。

5.根据权利要求4所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：第二步的视窗边框层在高温烘烤前先经过时间为130-180s、温度为90-110℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使油墨材料完全固化在玻璃上，烘烤后的视窗边框层的厚度为0.5-0.8微米，油墨材料的附着力为5B，光学密度OD值≥4。

6.根据权利要求2所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：在第三步印刷金属线路层中，A轮的转速设定在35-50m/s，通过调节D轮与A轮的挤压量在0.06-0.15mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为6-10微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在20%-35%。

7.根据权利要求6所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：第三步的金属线路层经过250-280℃高温烘烤，烘烤过后的金属墨材料完全固化在保护盖板玻璃上，其附着力为5B，所述金属线路层的线宽线距在2-3微米。

8.根据权利要求1或2所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：所述金属墨材料为金属纳米银墨水，主要包含质量分数为5-60%的银颗粒，35-85%的墨水溶剂，0.03-1.5%的表面张力调节剂，0.3-10%的增粘剂，1-20%的分散剂。

9.根据权利要求2所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：在第四步印刷保护层中，A轮的转速设定在60-80m/s，调节D轮与A轮的挤压量在0.1-0.2mm之间并且保持D轮转速与A轮一致，P轮凸版上的微型圆孔开孔大小为2-5微米，微型圆孔的开孔率按照凸版面积设定在40%-80%。

10.根据权利要求1所述的一种采用小片印刷制备触控面板的方法，其特征在于：第四步的保护层在高温烘烤前先经过时间为180-240s、温度为110-130℃的预烤后，再经过时间为30-60min、温度为230-300℃的高温烘烤，使得保护层材料完全固化，烘烤后的保护层相对于金属线路层的附着力为5B，厚度要求在0.8-2.0微米。