[發明專利]一種利用外電場驅動填充的透明薄膜鑲嵌電路制造方法

有效

• 申請號: 201310165411.1
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103337300A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 丁玉成;邵金友;李祥明;田洪淼
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;G06F3/041
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于微制造技術領域，具體涉及一種利用外電場驅動填充的透明導電薄膜鑲嵌電路制造方法。

背景技術

向微米乃至納米尺寸的腔體中填充液相或高流變性材料，一般用真空填充或常溫常壓下刮涂的方法實現。真空操作會增加工藝的復雜性，降低生產效率；常壓下刮涂時會因腔體分布、材料粘度、刮涂方向等因素導致液體材料在腔體內填充的深度不均勻、有氣泡裹入等缺陷。為了減小這種缺陷往往需要降低刮涂速度，但刮涂速度的降低減小了大面積制造的生產效率。

近年來興起了一種觸摸顯示屏技術。觸摸屏的制造需要用到大量的透明導電薄膜，即含有電路的透明薄膜。傳統的透明導電薄膜電路制造方法是在透明薄膜基材表面制作導電箔式電路，例如利用鍍膜和刻蝕工藝制作氧化銦錫ITO電路等。但電路易于產生裂紋或從薄膜基材表面剝落，尤其是在柔性顯示器件中更為嚴重。另外一類技術則是利用刮涂的方法，將導電漿料(含各種低維導電材料的液相或高流變性復合物)以刮擠方式填充到透明薄膜的預制腔槽內，再進行后續的固化、燒結和拋光等，最終在透明薄膜基材上形成鑲嵌的電路。這種鑲嵌在透明薄膜中的電路不易氧化、開裂或掉落，且具有導電率高、透明度好等優點，尤其適用于柔性觸摸顯示屏。這種刮涂填充的方法和形成的電路具有成本低、工藝簡單、環境友好等特點。然而，大面積刮涂填充時，為了減少填充深度不均勻、氣泡裹入等引起的缺陷，往往要降低刮涂的移動速度，因而降低了生產效率，且難于保證大面積基材表面上鑲嵌電路的質量。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明提出了一種利用外電場驅動填充機理在透明薄膜上制作鑲嵌電路的方法，利用電動流體力學原理，在電場力和刮板的驅動下，可將各種液相的導電漿料（例如由各種低維納米材料混合而成的液相或高流變性復合物）快速、均勻地填充到微米尺度乃至納米尺度的透明薄膜預制腔槽中；其中，微米或納米尺度預制腔槽的制作可以采用各種商業化的壓印技術來實現；導電漿料的填充效果不受腔槽的開口形狀、走向、深度和刮板移動方向的影響，可在很大程度上提高透明導電薄膜的生產效率、大面積范圍的質量和一致性。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種利用外電場驅動填充的透明薄膜鑲嵌電路制造方法，包括以下步驟：

1）采用導電刮板1，導電刮板1上設計有注料口和出料縫隙，導電刮板1即作為導電漿料2的通道，又作為電極使用，

2）連續供料，將具有預設腔槽的透明薄膜3放置在導電移動臺4上，導電移動臺4相對導電刮板1做水平移動，移動速度在0.1mm/min～1m/min，移動過程中導電漿料2會從導電刮板1的導電刮板出料縫隙中流出，

3）電動力學填充，在導電移動臺4和導電刮板1之間施加電壓，使得導電刮板1和導電移動臺4之間的平均電場強度在50V/mm～5KV/mm之間，電壓為直流或低頻交流，如果采用低頻交流電壓，則其頻率為1K?Hz以內，電壓所產生的電動力會驅動從導電刮板1中流出的導電漿料2迅速向透明薄膜3的腔槽內，實現快速填充，

4）固化填充在透明薄膜腔槽內的漿料，根據所使用漿料的材料性質不同，采用不同的固化方式，固化方式包括加熱固化、紫外光照固化和揮發固化，固化后即可獲得透明導電薄膜，如果必要，還要進行后續的燒結處理和泡光處理工藝。

本發明可適應廣泛的液相或高流變性導電漿料，包括由各種低維納米材料(例如納米金屬顆粒和納米線或、碳納米管、石墨烯等)合成的水質懸浮液或有機漿料。利用電動流體力學原理，將這類功能性的液相材料填充到透明薄膜的預制腔槽內，不僅具有填充效率高的優勢，而且可以避免氣泡裹入、填充不均勻等缺陷，從而提高了電路的質量和成品率。

附圖說明

圖1是電場力驅動的填充原理圖，圖中的標號1為導電刮板，2為導電漿料、3為具有預制腔槽的透明薄膜、4為導電移動臺。

圖2是電場力驅動的填充裝置示意圖。

圖3是電場力驅動填充提高效率的對比圖。

圖4是電場力驅動填充實現各向同性均勻填充的對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

一種利用外電場驅動填充的透明導電薄膜制造方法，包括以下步驟：

1）制作導電刮板1，參照圖1和圖2，導電刮板1內設計有注料口和出料縫隙，導電刮板即作為導電漿料2的通道，又作為電極使用，