CN103426502B - 图形化透明导电膜 - Google Patents

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Abstract

一种图形化透明导电膜,包括:基片、第一导电层和第二导电层,第一导电层包括第一导电区及第一绝缘区,第二导电层包括第二导电区和第二绝缘区,第一导电区和第二导电区均包括由金属线所形成的若干金属网格;其中若干金属网格均为埋入式金属网格且是形状不规则的随机网格,第一导电区的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,第二导电区的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,第二导电层与第一导电层叠加且在基片的厚度方向上相互间隔且绝缘,叠加后形成的叠加金属网格在各个角度均匀分布;增大了透光率同时保证了导电性能不变,且叠加后的两层导电膜的金属网格在各个角度均匀分布,消除了莫尔条纹现象。

Description

图形化透明导电膜
技术领域
本发明涉及导电膜技术领域,特别是涉及一种图形化透明导电膜。
背景技术
透明导电膜是具有良好导电性和在可见光波段具有高透光率的一种导电薄膜。目前透明导电膜已广泛应用于平板显示、光伏器件、触控面板和电磁屏蔽等领域,具有极其广阔的市场空间。
传统的手机触摸屏中,为了减轻手机的厚度和重量,大多是用的柔性的图形化透明导电膜;一般的触控屏幕,大多需要采用两片透明导电膜组成上下电极以完成触控功能。然而当两片透明导电膜上下组合时,其透光率将进一步减小。传统的两片透明的导电膜的导电区域大多是形状规则的网格,由于LCD的像素单元是形状规则的矩形单元,像素之间是形状规则且成周期性分布的黑色线条,而导电薄膜的周期性不透光线条就会与LCD的黑线形成周期性遮蔽,因此将这种透明导电薄膜贴附于LCD表面时会出现较为明显的莫尔条纹。此外相同的原理,当两张规则网格导电膜的贴合也会产生明显的莫尔条纹。这种现象无疑严重影响了基于金属网格的图形化透明导电膜的应用。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种既能够完全消除莫尔条纹现象的图形化透明导电膜。
一种图形化透明导电膜,包括:
基片,包括第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面相对设置;
第一导电层,设于所述基片的第一表面,所述第一导电层包括第一导电区及第一绝缘区,所述第一导电区包括由金属线所形成的若干金属网格;及
第二导电层,包括第二导电区和第二绝缘区,所述第二导电区包括由金属线所形成的若干金属网格;
其中所述若干金属网格均为埋入式金属网格且是形状不规则的随机网格,所述第一导电区的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,所述第二导电区的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,所述第二导电层与所述第一导电层叠加且在所述基片的厚度方向上相互间隔且绝缘,叠加后形成的叠加金属网格在各个角度均匀分布。
在其中一个实施例中,所述第一导电层和所述第二导电层的形状不规则的随机网格叠加后满足以下条件:所述叠加金属网格中的金属线是直线段,且与右向水平方向X轴所成角度θ呈均匀分布;其中,所述的均匀分布指的是统计每一条金属线的θ值,然后按照5°的步距,统计落在每个角度区间内金属线的概率pi,由此在0~180°以内的36个角度区间得到p1、p2、……至p36,pi满足标准差小于算术均值的20%。
在其中一个实施例中,所述第一导电区的金属线的斜率K1在(-1,1)范围内的概率密度最大,所述第二导电区的金属线的斜率K2在(﹣∞,﹣1)∪(1,﹢∞)范围内的概率密度最大。
在其中一个实施例中,所述第二导电层设置于所述基片的第二表面,与所述第一导电层相对设置。
在其中一个实施例中,所述第二导电层设置于所述第一导电层的表面,与所述第一导电层位于所述基片的同侧。
在其中一个实施例中,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区包括由金属线所形成的金属网格,所述第一绝缘区与所述第一导电区之间绝缘,所述第二绝缘区与所述第二导电区之间绝缘,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格是形状不规则的随机网格。
在其中一个实施例中,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格在各个角度上均匀分布。
在其中一个实施例中,所述第一绝缘区与所述第一导电区,所述第二绝缘区与所述第二导电区的绝缘方式为:所述第一绝缘区的金属线之间互相连通,且与所述第一导电区的金属线之间设有间隔;所述第二绝缘区的金属线之间互相连通,且与所述第一导电区的金属线之间设有间隔。
在其中一个实施例中,所述第一绝缘区与所述第一导电区,所述第二绝缘区与所述第二导电区的绝缘方式为:所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格由没有节点且彼此断开的金属线构成。
在其中一个实施例中,所述没有节点且彼此断开的金属线中每两根相互断开的金属线首尾端点的最小距离小于30μm。
在其中一个实施例中,所述第一导电区和所述第一绝缘区的透过率之差小于2%,所述第二导电区和所述第二绝缘区的透过率之差小于2%。
上述图形化透明导电膜,通过将第一导电层的金属网格在横向方向上做拉伸截取,第二导电层的金属网格在纵向方向上做拉伸截取,使得第一导电区的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,第二导电区的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,同时保证了金属网格面积即透光区域的增加,使得整个透明导电膜的透光率增加,又因为单方向的拉伸和截取能够确保偏向该方向上的金属线的概率密度不变,因此透明导电膜在该方向上的导电性能能够保持基本不变,而由于第一导电层和第二导电层在同一方向上的金属线概率密度不同,故将第一导电层和第二导电层叠加后,整个导电膜的叠加金属网格在各个角度均匀分布,完全消除了莫尔条纹现象。
附图说明
图1为图形化透明导电膜的结构示意图;
图2为图形化透明导电膜的第一导电层的随机网格部分示意图;
图3为图形化透明导电膜的第二导电层的随机网格部分示意图;
图4为图2和图3叠加后的部分结构示意图;
图5为图2和图3叠加后的概率分布示意图;
图6是图形化透明导电薄膜的随机网格中每根线段与X轴所成夹角的概率pi分布;
图7为图2和图3的随机网格的放大示意图;
图7A为图7中A的局部放大图;
图7B为图7中B的局部放大图。
具体实施方式
下面根据附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图5,一种图形化透明导电膜100,包括基片110、第一导电层120和第二导电层130,基片110包括第一表面112和第二表面114,第一表面112和第二表面114相对设置。第一导电层120设于基片的第一表面112,包括第一导电区122和第一绝缘区124,第一导电区122包括由金属线所形成的若干金属网格,且第一导电区122的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度。第二导电层130包括第二导电区132和第二绝缘区134,第二导电区132包括由金属线所形成的若干金属网格,第二导电层130与第一导电层120叠加且在基片110的厚度方向上相互间隔且互相绝缘,叠加后的所形成的叠加金属网格在各个角度均匀分布,且金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度。其中,金属网格均为埋入式金属网格,通过在基片110表面开设凹槽或者在基质层表面开设凹槽,再在凹槽中填充金属材料形成,或者直接在基片110表面涂布、烘干得到交错分布的金属线,再进行压实,得到埋入式金属网格。
上述图形化透明导电膜,以基片110所在的平面为坐标平面,横向为X轴,纵向为Y轴。得到的第一导电区122的金属网格中的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,也即是说第一导电区122靠近X轴的金属线的数量大于靠近Y轴的数量。第二导电区132的金属网格中的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,也即是说第二导电区132靠近Y轴的金属线的数量大于靠近X轴的数量。而由于第一导电层120和第二导电层130在同一方向上的金属线概率密度不同,将第一导电层120和第二导电层130叠加后,整个导电膜的叠加金属网格分布概率成均匀分布,避免网格与LCD网格规则性重复,消除了莫尔条纹。本实施例所说的随机网格可以为蜂窝状结构。
请参阅图5,为第一导电层120和第二导电层130叠加之后的概率分布示意图。如图所示,因为第一导电区122的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,第二导电区132的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,故当第一导电区122的金属网格中的金属线的斜率呈上升趋势时,第二导电区132的金属网格中的金属线的斜率呈下降趋势,将第一导电层120和第二导电层130进行叠加后,叠加后的金属线的斜率整体呈水平状态,即整个导电层的叠加金属网格分布概率呈均匀分布。
请参阅图4和图6,在本实施例中,随机网格的类型为各项同性不规则多边随机网格,下面将以5mm*5mm面积的随机网格为例分析其叠加金属网格的金属线的角度分布。
如图4所示的一个实施例中,随机网格共包括4257根线段。统计每根线段的与X轴所成夹角θ得到一维数组θ(1)~θ(4257);进而以5°为区间布局,将0~180°分为36个角度区间;统计线段中落在每个区间内的概率,得到一组数组p(1)~p(36),如图6所示;随后根据标准差计算公式:
s = ( p 1 - p ) 2 + ( p 2 - p ) 2 + · · · ( p n - p ) 2 n
式中n为36,可以得到标准差s为0.26%,平均概率p为2.78%。由此可见上述随机网格的网格线在角度分布非常均匀,可以有效避免莫尔条纹的产生。由本实施例所描述的图形化透明导电膜在贴附于LCD表面时,将不会产生莫尔条纹。
请参阅图1,具体到本实施例中,第二导电层130设置于基片110的第二表面114,与第一导电层120相对设置。通过在基质层上进行凹槽压印,然后在凹槽中填充导电材料,形成第一导电层120和第二导电层130,最后将制成的第一导电层120和第二导电层130分别制作到基片的第一表面112和第二表面114,形成叠加后随机网格均匀分布在各个角度的图形化透明导电膜。其中,基质层为热塑性聚合物层。第一导电层120和第二导电层130的可见光透过率均大于88.6%。当然,在其他的实施例中,也可以将第一导电层120和第二导电层130叠加在基片110的同一侧,且彼此间隔绝缘,以满足不同结构类型的导电膜,从而应用到不同结构类型的触摸屏。
在设计网格时,通过将用于制作第一导电层的网格在横向方向上进行拉伸后截取,将用于制作第二导电层的网格在纵向方向上进行拉伸后截取,得到与拉伸前面积同等的网格;根据设计好的网格光刻;再根据光刻的图形制造模具;再用模具进行压印,得到凹槽;在凹槽里填充导电材料,得到若干埋入式金属网格。拉伸网格后,单个金属网格的面积增大了,所以得到的第一导电层和第二导电层透过率增大了。且得到的第一导电层的金属网格的金属线靠近X轴的数量较多,第二导电层的金属网格的金属线靠近Y轴的数量较多。因为靠近某一方向的金属线越多,该方向上的单向导电性能越好,故而第一导电层的X轴导电性能好,第二导电层的Y轴导电性能好。
具体到本实施例中,第一导电区122的金属线的斜率K1在(-1,1)范围内的概率密度最大,第二导电区132的金属线的斜率K2在(﹣∞,﹣1)∪(1,﹢∞)范围内的概率密度最大。斜率K=tanθ,θ为金属线与横坐标的夹角。由tan的定义可知,tan45°=1,tan-45°=-1,故而第一导电区122的金属线与X轴的夹角在(-45°,45°)或者(225°,315°)范围内的数量最多,其中不包括端点值,即靠近X轴的金属线的数量最多。第二导电区132的金属线与X轴的夹角在(45°,135°)或者(-45°,-135°)范围内的数量最多,其中不包括端点值,即靠近Y轴的金属线的数量最多。
请参阅图3,第一导电区122的金属网格中的金属线的斜率K1分布于(-1,1)的范围之内的概率密度越大,即靠近X轴的金属线的数量就越多,从而X轴方向上的导电性能就越好。故而在本实施例中,当第一导电区122的金属线的斜率K1分布于(-1,1)的范围内的概率最大时,图形化透明导电膜在X轴方向的导电性能最好。同样地,请参阅图4,当第二导电区132的金属线的斜率K2在(﹣∞,﹣1)∪(1,﹢∞)范围内的概率密度最大时,图形化透明导电膜在Y轴方向的导电性能最好。第一导电层120和第二导电层130的可见光透过率为89.86%,对应的X轴和Y轴方向上的电阻为58欧姆,两层导电层叠加后的可见光透过率为87.6%,提高了可见光透过率。
请参阅图7、图7A和图7B,表示的是第一绝缘区124和第二绝缘区134的金属网格的金属线,以第一绝缘区124为例说明,第二绝缘区134与第一绝缘区124类似,这里不再赘述。第一绝缘区124包括由金属线所形成的金属网格,且金属网格为形状不规则的随机网格,且金属网格的密度与第一导电区122相同,金属网格的平均直径R均可以为120μm,有利于减小莫尔条纹现象。且第一绝缘区124与第一导电区122绝缘,具体到本实施例中,绝缘方式可以为:第一绝缘区124的金属线之间互相连通,而在第一导电区122和第一绝缘区124设置空白区域以间隔开第一导电区122和第一绝缘区124,该空白区域的宽度d可以为3μm,经测试后,该宽度肉眼不可见,可以满足肉眼的透明化,因此不会产生灰度对比。
在其他的实施例中,所述第一绝缘区124和所述第二绝缘区134的金属网格在各个角度上均匀分布。且所述第一导电区122和所述第一绝缘区124的透过率之差小于2%,所述第二导电区132和所述第二绝缘区134的透过率之差小于2%。因此,位于同一导电层的导电区和绝缘区不会产生肉眼可见的灰度差异,提高了客户体验感。
在其他的实施例中,绝缘方式也可以为:第一绝缘区124的金属网格由没有节点且彼此断开的金属线构成。具体为:将以各节点为中心,半径r为3μm范围内的凹槽结构取消。由于第一绝缘区124是由彼此断开的孤立金属线构成,因此可以实现彻底不导电,第一导电区122与第一绝缘区124的透过率相同,因此不会产生灰度对比。具体到本实施例中,同时将上述两种绝缘方式都应用到第一导电层120和第二导电层130的绝缘区域。第一导电区122和第二导电区132将使用丝印技术制作的银线引出,以便应用到触摸屏时,构成驱动电极和感应电极。
具体到本实施例中,所述没有节点且彼此断开的金属线中每两根相互断开的金属线首尾端点的最小距离小于30μm。既能保证导电区和绝缘区相互不导电,同时,有能保证绝缘区的空白区域不至于产生灰度变化,避免影响操作者的体验感。
以上实施例中,基片110的材料可以为玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等,所说的导电材料并不限于银,也可以是石墨、高分子导电材料等。
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 (11)

1.一种图形化透明导电膜,其特征在于,包括:
基片,包括第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面相对设置;
第一导电层,设于所述基片的第一表面,所述第一导电层包括第一导电区及第一绝缘区,所述第一导电区包括由金属线所形成的若干金属网格;及
第二导电层,包括第二导电区和第二绝缘区,所述第二导电区包括由金属线所形成的若干金属网格;
其中所述若干金属网格均为埋入式金属网格且是形状不规则的随机网格,所述第一导电区的金属线斜率靠近横向的概率密度大于靠近纵向的概率密度,所述第二导电区的金属线斜率靠近纵向的概率密度大于靠近横向的概率密度,所述第二导电层与所述第一导电层叠加且在所述基片的厚度方向上相互间隔且绝缘,叠加后形成的叠加金属网格的金属线在各个角度均匀分布。
2.根据权利要求1所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一导电层和所述第二导电层的形状不规则的随机网格叠加后满足以下条件:所述叠加金属网格中的金属线是直线段,且与右向水平方向X轴所成角度θ呈均匀分布;
其中,所述的均匀分布是指:统计每一条金属线的θ值,然后按照5°的步距,统计落在每个角度区间内金属线的概率pi,由此在0~180°以内的36个角度区间得到p1、p2、……至p36,pi满足标准差小于算术均值的20%。
3.根据权利要求1所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一导电区的金属线的斜率K1在(-1,1)范围内的概率密度最大,所述第二导电区的金属线的斜率K2在(﹣∞,﹣1)∪(1,﹢∞)范围内的概率密度最大。
4.根据权利要求1所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第二导电层设置于所述基片的第二表面,与所述第一导电层相对设置。
5.根据权利要求4所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第二导电层设置于所述第一导电层的表面,与所述第一导电层位于所述基片的同侧。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区包括由金属线所形成的金属网格,所述第一绝缘区与所述第一导电区之间绝缘,所述第二绝缘区与所述第二导电区之间绝缘,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格是形状不规则的随机网格。
7.根据权利要求6所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格在各个角度上均匀分布。
8.根据权利要求7所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一绝缘区与所述第一导电区,所述第二绝缘区与所述第二导电区的绝缘方式为:所述第一绝缘区的金属线之间互相连通,且与所述第一导电区的金属线之间设有间隔;所述第二绝缘区的金属线之间互相连通,且与所述第一导电区的金属线之间设有间隔。
9.根据权利要求7所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一绝缘区与所述第一导电区,所述第二绝缘区与所述第二导电区的绝缘方式为:所述第一绝缘区和所述第二绝缘区的金属网格由没有节点且彼此断开的金属线构成。
10.根据权利要求9所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述没有节点且彼此断开的金属线中每两根相互断开的金属线首尾端点的最小距离小于30μm。
11.根据权利要求10所述的图形化透明导电膜,其特征在于,所述第一导电区和所述第一绝缘区的透过率之差小于2%,所述第二导电区和所述第二绝缘区的透过率之差小于2%。
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