感光银浆在触摸屏行业中的应用

感光银浆在触摸屏行业中的应用深圳市思迈科新材料有限公司（中国，深圳，518102）赵曦，王连建，张红艳摘要导电银浆是重要的电子行业原材料，广泛应用于太阳能、触摸屏、物联网天线、薄膜开关、小键盘等领域。导电银浆在触摸屏行业的应用自2007年第一代iphone诞生以来得到了飞速的发展，从技术和工艺上经历了电阻屏银浆、印刷银浆、激光银浆、感光银浆等阶段，感光银浆作为新兴的产品引起广泛关注。本文主要介绍了感光银浆在触摸屏领域的应用、感光银粉的要求及国内外不同银粉在感光银浆中的应用情况。1. 背景介绍从手机、ATM自主取款机、汽车后窗玻璃到平板电脑、照相机，触控技术无处不在。2007年第一代iphone发展以来，触控产业得到了飞快的发展，2013年触摸屏行业整体出货额达到314亿美元，据权威的NPD DisplaySearch调查显示，2007-2018年触控行业将稳步增长，2018年触控面板出货量将达到437亿美元，十年内增长8倍，复合增长率达到20.97%。导电银浆是重要的触摸屏原材料，主要分为电阻屏银浆、印刷银浆、激光银浆、感光银浆等，其中，感光银浆应用性更广，但其技术难度最高。目前，银浆70%左右仍需要进口，国内具备量产稳定性的企业仅有贝特利、锐新科、思迈科、通美等。其中，感光银浆国内市场还属于空白，国外也仅有东丽、杜邦两家能够量产，但其价格太高，不利于市场推广。目前公司已有电阻屏银浆、激光银浆、印刷银浆，感光银浆已完成实验室阶段。本文特别对感光银浆的研究及调研，分析了感光银粉在感光银浆中的应用进展。图1 公司产品系列2. 感光银浆研究进展2.1 感光银浆优势感光银浆作为触摸屏银浆的最高水平具有高分辨率，可得到20/20um线宽线距的导电图形（印刷银浆和激光银浆分别在90/100um和30/30um以上能够实现较高良率），且线条平整、产品良率高，可达98%以上。感光银浆的工艺一般通过丝网印刷方式印刷到ITO导电膜、PET膜材或玻璃ITO等基材表面，将印刷好的片材在90条件下表干10min，然后以film遮挡不需要曝光部分在紫外光下进行曝光，曝光后用碱液进行冲洗，去除未曝光部分，完成显影，最后，将显影后的片材140左右加热固化1h左右，即可得到所需线条，具体流程见图2。由于感光银浆对于光线的特殊要求，整个过程需要在黄色的单色光条件下进行。图2 感光银浆使用的工艺流程 感光银浆经印刷-表干-曝光-显影-固化过程得到的线条平直规整，过程效率高，产能大，且贵金属可以回收，避免浪费，感光银浆电阻较低，导电性能稳定。2.2感光银粉研究进展国内外银粉合成技术由来已久，但国内银粉市场仍以中低端市场为主，且触摸屏领域银粉进展缓慢，份额较少，各企业触摸屏银粉在整体银粉占比基本都在10%以下，且种类较少。总体而言，国内银粉针对性不强，粒径控制不均匀，存在大颗粒、银亮片等风险，且工艺管控不严格，产品质量评价系统不完善。对于感光银浆而言，为获得好的导电性、分辨率，银粉需满足平均粒径在0.5-2um，且分部均匀；比表面积低于1.3m2/g，以维持浆料好的流动性和电阻率；此外，为保持银浆好的导电性，一般需保持银粉表面有机含量少于0.6%。2.3感光银粉实验结果分析以国内不同形貌的满足规格要求的银粉作为填料的感光银浆实际效果如图3所示，其中A1、B1、C1、D1为银粉微观结构图示，A2、B2、C2、D2为显影后的导电线路，可见，A1银粉为填料的导电线条最清晰，解析度最好，其次为B1银粉，C1和D1不能显影。上述可以看出A1为球形度很高的银粉，且振实密度较高，但是由于其表面控制剂较多，不能得到很好的导电性；B1银粉在2um左右，其表面光滑，表面控制剂较少，能够提供很好的导电性，但是由于球形度不高，得到的导电线条边缘不整齐，影响显影效果。C1和D1形貌不规则或软团聚现象明显，其中D1比表面积较大，不能显影。图3 国内不同银粉显影效果 图4 国外感光银粉显影结果图4为国外银粉的显影效果，插图为所用银粉的微观形貌，结果显示，这种表面光滑、高度分散的银粉能够得到高解析度的导电线路。结论 为满足感光银浆高导电性、高解析度，所需银粉需满足较高振实密度，低比表面积，且表面光滑，高球形度，粒径分布均匀，另外，有机含量需保