[发明专利]具有优异的ITO粘附性的可紫外固化的聚合物厚膜介电组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包含滑石和磷酸粘合剂的可固化介电组合物，并涉及此类组合物在氧化铟锡涂覆的基材上的应用。

发明技术背景

在装配的电路中，介电失效可导致电路的电中断或物理中断。材料供应商和电路制造商均在初始和加速的条件下对组分进行了严格测试，以减少中断发生的可能性。电气故障的基本类型是失去介电组合物与下面的基材的粘附性。如果不具有合格的粘附性，则材料不适于可靠的应用。

由于粘合剂与基材紧密相关，因此粘合剂失效是一个难题。该问题是由于存在大量的有效基材而形成。虽然聚酯膜在接触开关中应用最广泛，但也可使用聚碳酸酯和聚酰亚胺膜。各个膜制造商通常会提供多个等级的同一产品，这些产品由于不同的加工技术和/或表面预处理而具有不同的表面特性。还可对膜进行热处理，以减少在随后的固化步骤中的收缩。

用于触摸屏显示器和薄膜光伏电池中镀银和介电组合物的常用基材通常为沉积到聚酯或玻璃基材上方的氧化铟锡(ITO)。用于沉积ITO的常用方法为溅射。虽然ITO是其类型中最广泛应用的金属氧化物，但可以使用诸如氧化锌的其它金属氧化物替代ITO。由于用作光学透明导电相的能力，ITO的应用非常常见。然而，ITO具有非常低的表面能。因此，很难将印刷组合物粘附到ITO表面。

实际上，大多数制造商会首先选择导电性油墨，再寻找相容的电介质。由于电介质被用于隔离导体并用于包封导体以避免环境损害，因此这种选择对触摸屏显示器和薄膜光伏电池的应用尤其重要。电介质与基材和/或与导电性油墨缺乏足够的粘附性导致许多介电组合物市场渗透受限，尤其是可紫外(UV)固化的那些。

现有的制造方法要求电介质可丝网印刷并且可热固化或可紫外光固化。通过紫外固化可获得更快的固化，并且紫外固化装置的广泛可用性使其成为最具性价比和最实用的途径。介电组合物必须与导电性油墨相容，并且必须满足某些其它性能标准。它必须固化为与基材和导电性油墨具有良好粘附性的柔性耐磨损膜。交叉应用还要求导电性油墨与电介质具有良好的粘附性，并且很多情况下要求电介质与其自身具有良好的粘附性。电气要求需要低的介电常数、高的绝缘电阻和高的击穿电压。物理和电气特性在多种环境条件下不得降低。

用于测量聚合物厚膜材料的粘附力的最广泛认可的标准为ASTMD3359-78方法B中所述的胶带测试。对于5密耳厚度的膜，要求用锋利的切割器械穿过固化的油墨至基材表面形成10×10的网格30图案。用于该目的的装置购自Pacific Scientific的Gardner/Neotec Instrument分公司。将诸如3MBrand 600的压敏胶带施用到网格图案上，然后用连续、非跳跃的动作将其移除。根据油墨移除的程度，将粘附力等级评定为OB至5B，最高的等级评定表示无油墨移除。

然而，在该十字割痕测试中失效的许多油墨在简单的胶带拉伸测试中表现出可接受的粘附性。这暗示着粘附力损失是由于在切割操作过程中赋予油墨的多余能量引起油墨从基材分层。除非可阻止这种能量在整个油墨基材界面的横向移动，否则这些油墨将产生较差的十字割痕粘附力。很多情况下观察到，具有标称十字割痕粘附力的油墨合格或失效取决于切割图案的类型；在相同的单位面积上，间隔较远的少数切口比紧密相连的若干切口赋予更少的能量。上述ASTM测试被设计用于通过定量施加到任何具体位置的横向力使十字割痕测试的可重复性更高。

为保持十字切割的应力，需要将聚合物油墨韧化，以便施加的力被吸收或消散在切口附近，并因此防止其移动到油墨基材界面。这样做的一种方法是增大交联度。该技术可能达不到预期的目的，因为触摸面板油墨的所得组合物可能变得十分易碎。另一种方法是使用诸如滑石之类的填料颗粒。虽然这在一定程度上改善了粘附性，但不能对ITO表面提供足够的粘附力。因此一直以来都需要一种可丝网印刷的可紫外固化的介电组合物来为ITO基材表面提供良好的粘附性。

发明概述

本发明提供了对多种ITO基材具有优异粘附性的可丝网印刷的可固化介电组合物，该介电组合物包含：

a)25-35重量%的细分的滑石颗粒；和

b)液体组分，包含：

(1)20-50重量%的丙烯酸化聚氨酯树脂低聚物；

(2)15-40重量%的丙烯酸烷基酯；和

(3)1-5重量%的磷酸，

其中滑石颗粒分散在液体组分中，并且其中重量%是基于介电组合物的总重量计的。

在第二方面，本发明涉及上述组合物，其已被固化以形成丙烯酸化聚氨酯树脂低聚物的连续固相，并且其中分散有细分的滑石颗粒。