CN102152563A - 透明导电材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一透明导电材料。它包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材和基材表面的四层光学薄膜。该透明导电材料的反射率与其表面ITO被蚀刻后的反射率差小于或等于1.5％，而且其方块电阻低和透过率高。

Description

透明导电材料

技术领域

本发明涉及一种的柔性透明导电材料，它运用于触摸屏及显示面板等领域。

背景技术

掺锡氧化铟(即Indium Tin Oxide，简称ITO)，是一种n型半导体材料，由于具有高导电率、高可见光透过率、高机械硬度和化学稳定性，因此，它是一种常用的透明导电材料，运用于各类产品透明电极。在实际的运用中，ITO先是采用物理真空方法于一定的基材，比如玻璃，聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)，表面制备成ITO薄膜，然后根据需要，将薄膜蚀刻成特定的图案作为电极。基材为PET的ITO薄膜，因为具有柔软特性，近些年运用非常广泛。PET基材的ITO薄膜作为电极的运用中，是被蚀刻成特定的图案。由于ITO的折射率与基材PET的折射率差异，导致ITO薄膜被蚀刻区域与ITO薄膜未被蚀刻区域的反射率差异显著。比如，ITO的折射率约为2.0，空气的折射率为1.0，则其反射率为(2.0-1.0)²/(2.0+1.0)²×100％＝11％，而ITO被蚀刻的区域，露出PET基材，其折射率为1.65，空气的折射率为1.0，则其反射率为(1.65-1.0)²/(1.65+1.0)²×100％＝6％，因此这两个区域的反射率差为5％，影响显示面板的显示效果。为了保证人眼难以分辨两区域的反射率差异，需要保证它们的反射率差异小于等于1.5％。而且，从上面反射率计算可知，目前的ITO film的透过率较低，不适合运用于高品质的显示产品。

发明内容

鉴于目前PET基材的ITO薄膜在使用中存在的上述问题，本发明提供一种透明导电材料，可以解决上述问题。

为实现上述目标，本发明的透明导电材料，由柔性透明基材聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(1)、及基表面依次沉积的第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)、第三层光学薄膜(4)和ITO薄膜(5)组成。该结构的透明导电材料，经过蚀刻后，则其结构变成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(1)、及其表面的第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)和第三层光学薄膜(4)。通过对各层光学薄膜的设计，该透明导电材料在蚀刻前和后的反射率差异小于1.5％，而且其透过率高和方块电阻低。

其中，所述的PET(1)，其可以为单层PET也可以为双层PET的复合体，厚度范围0.020～0.2mm，其一个表面或两个可以存在硬化和防眩等处理。

其中，所述的第一层光学薄膜(2)为折射率范围为1.38～1.6的电介质薄膜，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂以及上述材料的混合材料等，优选SiO_2-x，其厚度范围为0～25nm。

其中，所述的第二层光学薄膜(3)为折射率范围为1.6～2.4的电介质薄膜，其材质可为Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂等，优选Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅，其厚度范围为5～30nm。

其中，所述的第三层光学薄膜(4)为折射率范围为1.38～1.6的电介质薄膜，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂等，优选SiO_2-x，其厚度范围为20～60nm。

其中，所述的ITO薄膜(5)，其材质为ITO，其厚度范围为20～40nm。

其中，所述的第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)、第三层光学薄膜(4)和ITO薄膜(5)的制备采用Roll-to-Roll磁控溅射技术制备。

本发明的透明导电材料，具有以下优势：

1.ITO薄膜不是直接沉积于PET表面，而是沉积于具有一定厚度的电介质光学薄膜表面，因此，本发明的透明导电材料的表面ITO薄膜均匀性好，其而阻抗一致，提高了环境稳定性。

2.透明导电材料在蚀刻前后的反射率差小于1.5％，则其作为电极，其蚀刻图案不明显，将不影响其显示效果，而且，其电阻低，具有优异的电极特性。

3.透明导电材料的结构，相对传统的ITO薄膜具有增透作用，能提高透过率。

附图说明

图1是一传统ITO薄膜的结构。

图2是本发明的透明导电材料的结构。

图3是一实施范例的透明导电材料的结构。

图4是实施范例的透明导电材料的在蚀刻前和蚀刻的反射率曲线图。

图5是实施范例的透明异电材料的透过率曲线图。

具体实施方式

图1为一传统的PET基材的透明导电薄膜的结构图，其包括PET基材(6)及其表面的SiO_2-x电介质光学薄膜(7)和ITO薄膜(8)。其中SiO_2-x电介质光学薄膜(7)的作用为防止PET(6)放气影响，提高ITO薄膜(8)的牢固性。这类透明导电薄膜作为电极，需要蚀刻的部分，其结构变为PET基材(6)及其表面的SiO_2-x电介质光学薄膜(7)，其反射率与未蚀刻部分的反射率差异显著。

图2是本发明的透明导电材料的结构，其包括PET基材(1)，及其表面依次沉积的第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)、第三层光学薄膜(4)和ITO薄膜(5)。该PET(1)，其可以为单层PET也可以为双层PET的复合体，厚度范围0.020～0.2mm，其一个表面或两个可以存在硬化和防眩等处理。第一层光学薄膜(2)为折射率范围为1.38～1.6的电介质薄膜，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂以及上述材料的混合材料等，优选SiO_2-x，其厚度范围为0～25nm。第二层光学薄膜(3)为折射率范围为1.6～2.4的电介质薄膜，其材质可为Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂等，优选Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅，其厚度范围为5～30nm。第三层光学薄膜(4)为折射率范围为1.38～1.6电介质薄膜，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂等，优选SiO_2-x，其厚度范围为20～60nm。ITO薄膜(5)，其材质为ITO，其厚度范围为20～40nm。第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)、第三层光学薄膜(4)和ITO薄膜(5)的制备采用Roll-to-Roll磁控溅射技术制备。

实施范例一

图3为是实施范例透明导电材料的结构图。实施范例的透明导电材料的结构为PET基材(9)及采用Roll-to-Roll磁控溅射技术在其表面制备的SiO_2-x薄膜(10)、Nb₂O₅薄膜(11)、SiO_2-x薄膜(12)和ITO薄膜(13)。SiO_2-x薄膜(10)、Nb₂O₅薄膜(11)、SiO_2-x薄膜(12)和ITO薄膜(13)的厚度分别为17nm、13nm、40nm和26nm。图4为该实施范例的反射率曲线图。图4中曲线(14)为该透明导电材料的反射率曲线。当此透明导电材料被蚀刻后，则其表面ITO薄膜(9)被去除，其结构变为PET基材(9)及SiO_2-x薄膜(10)、Nb₂O₅薄膜(11)和SiO_2-x薄膜(12)，其反射率曲线图3的曲线(15)。比较曲线(14)与曲线(15)，则可以看出，其反射率在可见光波段内，其反射率相差都在1.5％以内。其中，该透明导电材料的方块电阻较小，约为200欧/□。图4为该透明导电材料的透过率曲线图，从图上可以看出，其透过率相对传统的ITO薄膜的透过率高。

以上所述实施例仅表达了本专利的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一透明导电材料，其特征在于，它由柔性透明基材聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(1)、及其表面依次沉积的第一层光学薄膜(2)、第二层光学薄膜(3)、第三层光学薄膜(4)和ITO薄膜(5)组成，其反射率与其表面ITO被蚀刻后的反射率差小于或等于1.5％。

2.如权利要求1所述的PET(1)，其特征在于，可以为单层PET也可以为双层PET的复合体，厚度范围0.020～0.2mm，其一个表面或两个可以存在硬化和防眩等处理，。

3.如权利要求1所述的第一层光学薄膜(2)，其特征在于，是折射率范围为1.38～1.6的电介质薄膜，，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂以及上述材料的混合材料等，优选SiO_2-x，其厚度范围为0～25nm。

4.如权利要求1所述的第二层光学薄膜(3)，其特征在于，是折射率范围为1.6～2.4的电介质薄膜，其材质可为Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、ZrO₂等，优选Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅，其厚度范围为5～30nm。

5.如权利要求1所述的第三层光学薄膜(4)，其特征在于，是折射率范围为1.38～1.6的电介质薄膜，其材质可为SiO_2-x、SiO₂、MgF₂等，优选SiO_2-x，其厚度范围为20～60nm。

6.如权利要求1所述的ITO薄膜(5)，其特征在于，材质为ITO，其厚度范围为20～40nm。

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