CN102776476A - 触摸屏用复合薄膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏用复合薄膜及其制造方法。该复合薄膜包括依次层叠设置的硬涂层、复合基材、SiO_x层、SiO₂层及ITO层，其中，x的范围是1.0～1.9。通过在PET基材与SiO₂层之间增加SiO_x层过渡层，由于SiO_x层中存在一定的Si-悬键，该Si-悬键能与复合基材表面的C-H或C-OH键形成C-Si或C-O-Si共价键，从而增强SiO₂层和ITO层在复合基材上的附着力，且对复合基材脱气的要求大大降低，脱气处理的时间变短，生产效率提高。同时因为SiO_x层和SiO₂层能起到对基材的覆盖作用，阻挡了复合基材中水分对ITO镀膜的影响，保证ITO电阻的稳定性。

Description

触摸屏用复合薄膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，特别是涉及一种触摸屏用复合薄膜触摸屏用复合薄膜及其制造方法。

背景技术

氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）透明导电膜是一种n型简并半导体，由于其具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和化学稳定性等优点，越来越受到关注，已经在很多领域得到了应用。目前，触摸屏用复合薄膜主要用于两方面，一方面用于柔性显示设备，如柔性触屏、有机电致发光显示器等。另一方面，作为太阳能电池板、太阳能控制膜（车膜、建筑玻璃膜等）的基材。

传统的电阻式触摸屏用复合薄膜的结构一般为HC（hard coating，硬涂层）/PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）/HC/SiO₂/ITO，其中，HC/PET/HC为复合基材。然而，传统的SiO₂和ITO薄膜在复合基材上的附着力较差，因此在该复合薄膜的制造过程中需要对复合基材进行充分脱气处理。此外，传统的电阻式触摸屏用复合薄膜生产工艺对复合基材脱气要求非常严格，复合基材需要在预处理设备中以0.9m/min的走速走三遍，因而一卷500m的基材的预处理时间就需要28小时，转入到主设备后在镀膜前还需要再脱气一遍，生产效率非常低下。

发明内容

基于此，有必要提供一种SiO₂和ITO薄膜在PET基材上附着力较好的触摸屏用复合薄膜。

一种触摸屏用复合薄膜，包括依次层叠设置的硬涂层、PET基材、SiO_x层、SiO₂层及ITO层，其中，x的范围是1.0~1.9。

在其中一个实施例中，所述SiO_x层的厚度为4~6nm。

在其中一个实施例中，所述SiO₂层的厚度为10~30nm。

在其中一个实施例中，所述ITO层的厚度为10~20nm。

在其中一个实施例中，所述硬涂层的厚度为2~3μm，所述PET基材的厚度为100μm、125μm或188μm。

在其中一个实施例中，还包括设在所述PET基材与所述SiO_x层之间的厚度为2~3μm的硬涂层。

通过改变传统的触摸屏用复合薄膜的结构，在复合基材与SiO₂层之间增加SiO_x层过渡层，由于SiO_x层中存在一定的Si-悬键，该Si-悬键能与复合基材表面（HC层表面）的C-H或C-OH键形成C-Si或C-O-Si共价键，从而增强SiO₂层和ITO层在复合基材上的附着力，且对复合基材脱气的要求大大降低，脱气处理的时间变短，而且在主设备镀膜前复合基材不再需要进行脱气处理，大大提高了触摸屏用复合薄膜的生产效率。同时因为SiO_x层和SiO₂层能起到对基材的覆盖作用，阻挡了复合基材中水分对ITO镀膜的影响，保证ITO电阻的稳定性。

一种生产效率较高的触摸屏用复合薄膜的制造方法，包括如下步骤：

对包括硬涂层、PET基材及硬涂层的复合基材进行脱气预处理；

将脱气处理后的所述复合基材置于镀膜设备中，采用脉冲直流电源、硅靶材在氧气氛围中在所述复合基材一侧的硬涂层表面溅射SiO_x层，得到复合基材/SiO_x复合薄膜，其中，所述脉冲直流电源的工作功率为3~6KW，氧气流量为10~40sccm；

使用中频电源、硅靶材在氧气氛围中在所述复合基材/SiO_x复合薄膜的SiO_x层上溅射SiO₂层，得到复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜，其中，所述中频电源的工作功率为10KW，氧气的流量为200~600sccm；

使用直流电源、ITO靶在所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的SiO₂层上溅射ITO层，得到所述触摸屏用复合薄膜，其中，所述直流电源的工作功率为4~5KW。

在其中一个实施例中，制备复合基材/SiO_x复合薄膜的过程中，所述复合基材的走速为2.5m/min，电源的工作功率为4.5KW，硅靶的数量为1个，镀膜设备中还通入有300sccm的氩气。

在其中一个实施例中，制备复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的过程中，所述复合基材/SiO_x复合薄膜的的走速为2.5m/min，电源的工作功率为10KW，硅靶材的数量为2个，镀膜设备中还通入有1000sccm的氩气。

在其中一个实施例中，在所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的SiO₂层上溅射ITO层的过程中，所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的走速为2.5m/min，电源的工作功率为4.5KW，ITO靶的数量为2个，镀膜设备中还通入有350sccm的氩气。

上述触摸屏用复合薄膜的制造方法，通过增加SiO_x过渡层来保证SiO₂和ITO层在复合基材上的附着力，因而对复合基材脱气的要求大大降低，脱气处理的时间变短，而且镀膜前不再需要脱气处理，大大提高了触摸屏用复合薄膜的生产效率。

附图说明

图1为一实施方式的触摸屏用复合薄膜的结构示意图；

图2为图1中复合基材的结构示意图；

图3为一实施方式的触摸屏用复合薄膜的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对触摸屏用复合薄膜及其制造方法进行进一步说明。

如图1所示，一实施方式的触摸屏用复合薄膜100包括依次层叠设置的复合基材110、SiO_x层120、SiO₂层130及ITO层140。其中，x的范围是1.0~1.9。

如图2所示，在本实施方式中，复合基材110包括两层硬涂层112及位于两层硬涂层（HC）112之间的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材114。其中，硬涂层112的厚度为2~3μm。PET基材114的厚度为100μm、125μm或188μm。SiO_x层的厚度为4~6nm。SiO₂层的厚度为10~30nm。ITO层的厚度为10~20nm。硬涂层112用于保护PET基材114，可以提供PET基材114表面2H~3H的硬度。此外，在其他实施方式中，复合基材110还可以只包括一层硬涂层112，相应地，SiO_x层120设在该单层硬涂层112上，其他膜层结构同本实施方式。

通过在复合基材110与SiO₂层130之间增加SiO_x层120过渡层，由于SiO_x层120中存在一定的Si-悬键，该Si-悬键能与复合基材110表面（HC层112表面）的C-H或C-OH键形成C-Si或C-O-Si共价键，从而增强SiO₂层130和ITO层140在复合基材110上的附着力，且对复合基材110脱气的要求大大降低，使复合基材110的脱气处理的时间大大变短，而且在主设备镀膜前复合基材110不再需要进行脱气处理，大大提高了触摸屏用复合薄膜100的生产效率。同时因为SiO_x层120和SiO₂层130能起到对复合基材110的覆盖作用，阻挡了复合基材110中水分对ITO镀膜的影响，保证ITO电阻的稳定性。

此外，本实施方式还提供了一种触摸屏用复合薄膜的制造方法，如图3所示，包括如下步骤：

步骤S310，对包括硬涂层、PET基材及硬涂层的复合基材进行脱气预处理。

把复合基材置于预处理设备中进行脱气处理。传统的触摸屏用复合薄膜的制造方法，对复合基材脱气的要求非常高，复合基材脱气效果不好，就会影响后面镀置的SiO₂层和ITO层在复合基材上的附着力。步骤S310中对复合基材脱气的要求大大降低，脱气处理的时间变短，提高了触摸屏用复合薄膜的生产效率。例如，在本实施方式中，一卷1000米的复合基材脱气预处理时间只需要5小时，且此基材在主设备镀膜前不再需要再进行脱气处理，提高了生产的效率，产品品质同样可以保证。

步骤S320，将脱气处理后的复合基材置于镀膜设备中，采用脉冲直流电源，工作功率为3~6KW、硅靶材在氧气氛围中在复合基材一侧表面溅射SiO_x层，得到复合基材/SiO_x复合薄膜，其中，氧气流量为10~40sccm。

镀膜设备先进行抽真空处理，再向抽真空处理后的镀膜设备中通入相应的工作气体，如氧气、氩气等。

步骤S330，使用中频电源，工作功率为10KW、硅靶材在氧气氛围下在复合基材/SiO_x复合薄膜的SiO_x层上溅射SiO₂层，得到复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜，其中，氧气流量为200~600sccm。

步骤S340，使用直流电源，工作功率为4~5KW、ITO靶在复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的SiO₂层上溅射ITO层，得到触摸屏用复合薄膜。

各膜层的厚度是由各真空镀膜设备中相应的基材的走速，也即相应的基材经过靶材区域的时间、靶的溅射功率、靶的数量决定的，此外，还与工作气体氩气的流量有关，具体见下述实施例（制备过程如上）：

实施例1

实施例2

实施例3

通过对制得的触摸屏用复合薄膜进行泡碱后的ITO层的面电阻变化率来验证产品的性能，测定其面电阻的变化率在110%以内，说明ITO层在复合基材上的附着力良好。

该触摸屏用复合薄膜的制造方法，通过增加步骤S320，即增加SiO_x层来保证SiO₂和ITO层在复合基材上的附着力，因而对复合基材脱气的要求大大降低，脱气处理的时间变短，而且在主设备镀膜前不再需要脱气处理，大大提高了触摸屏用复合薄膜的生产效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种触摸屏用复合薄膜，其特征在于，包括依次层叠设置的硬涂层、PET基材、SiO_x层、SiO₂层及ITO层，其中，x的范围是1.0~1.9。

2.根据权利要求1所述的触摸屏用复合薄膜，其特征在于，所述SiO_x层的厚度为4~6nm。

3.根据权利要求1所述的触摸屏用复合薄膜，其特征在于，所述SiO₂层的厚度为10~30nm。

4.根据权利要求1所述的触摸屏用复合薄膜，其特征在于，所述ITO层的厚度为10~20nm。

5.根据权利要求1所述的触摸屏用复合薄膜，其特征在于，所述硬涂层的厚度为2~3μm，所述PET基材的厚度为100μm、125μm或188μm。

6.如权利要求1或5所述的触摸屏用复合薄膜，其特征在于，还包括设在所述PET基材与所述SiO_x层之间的厚度为2~3μm的硬涂层。

7.一种触摸屏用复合薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

对包括硬涂层、PET基材及硬涂层的复合基材进行脱气预处理；

将脱气处理后的所述复合基材置于镀膜设备中，采用脉冲直流电源、硅靶材在氧气氛围中在所述复合基材一侧的硬涂层表面溅射SiO_x层，得到复合基材/SiO_x复合薄膜，其中，所述脉冲直流电源的工作功率为3~6KW，氧气流量为10~40sccm；

使用中频电源、硅靶材在氧气氛围中在所述复合基材/SiO_x复合薄膜的SiO_x层上溅射SiO₂层，得到复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜，其中，所述中频电源的工作功率为10KW，氧气的流量为200~600sccm；

使用直流电源、ITO靶在所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的SiO₂层上溅射ITO层，得到所述触摸屏用复合薄膜，其中，所述直流电源的工作功率为4~5KW。

8.如权利要求7所述的触摸屏用复合薄膜的制备方法，其特征在于，制备复合基材/SiO_x复合薄膜的过程中，所述复合基材的走速为2.5m/min，电源的工作功率为4.5KW，硅靶的数量为1个，镀膜设备中还通入有300sccm的氩气。

9.如权利要求7所述的触摸屏用复合薄膜的制备方法，其特征在于，制备复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的过程中，所述复合基材/SiO_x复合薄膜的的走速为2.5m/min，电源的工作功率为10KW，硅靶材的数量为2个，镀膜设备中还通入有1000sccm的氩气。

10.如权利要求7所述的触摸屏用复合薄膜的制备方法，其特征在于，在所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的SiO₂层上溅射ITO层的过程中，所述复合基材/SiO_x/SiO₂复合薄膜的走速为2.5m/min，电源的工作功率为4.5KW，ITO靶的数量为2个，镀膜设备中还通入有350sccm的氩气。

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