CN103811105B - 透明导电体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种透明导电体，包括依次层叠的透明基材、导电网及绝缘保护层，所述导电网铺设于所述透明基材上，所述绝缘保护层远离所述透明基材的一侧表面为平面。上述透明导电体避免使用氧化铟锡，从而透明导电体的成本较低。本发明还提供一种透明导电体的制备方法。

Description

透明导电体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种透明导电体及其制备方法。
背景技术
电容触摸屏以其透明度高，多点触摸，寿命长等诸多优点，近年来，越来越受到市场的青睐。目前，通常采用真空蒸镀或者磁控溅射方式将透明导电材料氧化铟锡(ITO)镀制在PET或者玻璃基板上形成透明导电体以应用于电容触摸屏。
然而，铟是一种稀有金属，在大自然中储量比较小，价格比较昂贵，从而使得透明导电体的成本较高。
发明内容
基于此，有必要提供一种成本较低的透明导电体及其制备方法。
一种透明导电体，包括依次层叠的透明基材、导电网及绝缘保护层，所述导电网铺设于所述透明基材上，所述绝缘保护层远离所述透明基材的一侧表面为平面。
在其中一个实施例中，所述导电网的材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述透明基材为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在其中一个实施例中，所述导电网由多根导电线构成。
在其中一个实施例中，所述绝缘保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物。
一种透明导电体的制备方法，包括以下步骤：
在透明基材表面涂布光刻胶形成光刻胶层；
利用掩膜板对所述光刻胶层进行曝光，显影后在所述光刻胶层形成网状的图案；
将导电材料填入所述图案中，经过固化得到导电网；
利用除胶剂除去光刻胶层；及
利用湿法涂布工艺在所述导电网表面涂布绝缘保护材料，固化后形成绝缘保护层，所述绝缘保护层远离所述透明基材表面的一侧表面为平面。
在其中一个实施例中，采用刮涂或喷涂的方法将所述液体的导电材料填入所述图案中。
在其中一个实施例中，所述导电材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述透明基材的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在其中一个实施例中，所述绝缘保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物
上述透明导电体及其制备方法，通过在透明基材表面铺设导电网，避免使用氧化铟锡，从而透明导电体的成本较低；导电网表面形成有绝缘保护层，可以对导电网起到保护作用，防止导电网被刮花。
附图说明
图1为一实施方式的透明导电体的结构示意图；
图2为图1中透明导电体的导电网的结构示意图；
图3为另一实施方式中透明导电体的导电网的结构示意图；
图4为另一实施方式中透明导电体的制备流程的示意图；
图5为另一实施方式的透明导电体的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，一实施方式的透明导电体10包括依次层叠的透明基材1、导电网2及绝缘保护层3。
透明基材1大体为片状。透明基材1的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等光学透明材料。优选的，透明基材1的厚度为50μm～700μm，优选为50μm～300μm。
导电网2铺设于透明基材1的表面。导电网2的材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。导电网2的厚度为1μm～10μm，优选为2μm～5μm。
请同时参阅图2及图3，导电网2由多条导电线22排布形成。导电线22为直线(如图2所示)，在其他实施例中导电线22也可以为曲线(如图3所示)。需要说明的是，导电线22不限于为图2及图3所示的状态，也可为其他不规则的柔线状态。
优选的，导电线22的宽度为0.2μm～5μm，优选为0.5μm～2μm。相邻的两条导电线22之间的距离为50μm～800μm。需要说明的是，导电线条的密度及厚度可依材料需求之透过率和方块电阻值来进行设计。
多根导电线22交错排布形成多个阵列排布的孔洞24。多个孔洞24的形状及大小可以相同也可以不同。孔洞24可以为正方形、长方形、三角形、菱形或多边形。需要说明的是，根据需要可以对导电线22进行断线处理即某一个或多根导电线22被断开形成一个缺口26，从而使一根导电线22被切分为至少两根，缺口26使两个相邻的孔洞24相通。通过断线处理可以使得整个网络分裂为一条条单独的通道，以至于不互相干扰，还可以满足实现单层多点等相关技术要求。
请再次参阅图1，绝缘保护层3形成于导电网2表面且绝缘保护层3远离透明基材1的一侧表面32为平面。绝缘保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物。表面32的平面度为0.1～1μm/mm2，优选为0.2～0.5μm/mm2。
为了不影响导电网2的导电性能，绝缘保护层130的表面32与导电网2远离透明基材1的一侧表面之间的距离小于10μm，优选的，小于5μm。
上述透明导电体10中，通过在透明基材1表面铺设导电网2，避免使用氧化铟锡，从而透明导电体10的成本较低；导电网2表面形成有绝缘保护层3，可以对导电网2起到保护作用，防止导电网2被刮花。
请同时参阅图1至图5，上述透明导电体10的制备方法，包括以下步骤：
步骤S210、在透明基材1表面涂布光刻胶形成光刻胶层4。
透明基材1大体为片状。透明基材1为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等光学透明材料。透明基材1的厚度为50μm～700μm，优选为50μm～300μm。
光刻胶层4的厚度为1μm～10μm，优选为2μm～5μm。
步骤S220、利用掩膜板5对光刻胶层4进行曝光，显影后在所述光刻胶层形成网状的图案6。
图案6由开设于光刻胶层4的多条通道形成，多条通道呈网状分布。需要说明的是，图案6的形状取决于需要制备的导电网2的形状。
步骤S230、将导电材料填入图案6中，经过固化得到导电网2。
导电材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
本实施方式中，采用刮涂或喷涂的方法将液体的导电材料填入图案6中。
导电网2由多条导电线22排布形成。导电线22可以为直线(如图2所示)，也可以为曲线(如图3所示)。需要说明的是，导电线22不限于为图2及图3所示的状态，也可为其他不规则的柔线状态。
优选的，导电线22的宽度为0.2μm～5μm，优选为0.5μm～2μm。相邻的两条导电线22之间的距离为50μm～800μm。需要说明的是，导电线条的密度及厚度可依材料需求之透过率和方块电阻值来进行设计。
多根导电线22交错排布形成多个阵列排布的孔洞24。多个孔洞24的形状及大小可以相同也可以不同。孔洞24可以为正方形、长方形、三角形、菱形或多边形。需要说明的是，根据需要可以对导电线22进行断线处理即某一个或多根导电线22被断开形成一个缺口26，从而使一根导电线22被切分为至少两个，缺口26使两个相邻的孔洞24相通。通过断线处理可以使得整个网络分裂为一条条单独的通道，以至于不互相干扰；还有满足实现单层多点等相关技术要求。
步骤S240、利用除胶剂除去光刻胶层4。
需要说明的是，在采用刮涂或喷涂的方法将液体的导电材料填入图案6中时，会有部分导电材料涂布至光刻胶层4表面，但是利用除胶剂除去光刻胶层4时会连同光刻胶层4表面的导电材料一并除去。
步骤S250、利用湿法涂布工艺在导电网2表面涂布绝缘保护材料，固化后形成绝缘保护层3，绝缘保护层3远离透明基材1表面的一侧表面32为平面。
保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物。表面32的平面度为0.1～1μm/mm2，优选为0.2～0.5μm/mm2。
为了不影响导电网2的导电性能，绝缘保护层3的表面32与导电网2远离透明基材1的一侧表面之间的距离小于10μm，优选的，小于5μm。
上述透明导电体10的制备方法较为简单；通过光刻胶曝光显影制备图案6，再将导电材料填入图案6制备导电网2，可以节约导电材料、提高效率和降低成本，并且触控灵敏度得到提升。
以下为具体实施例:
实施例1
请参阅图4，一种制备透明导电体的方法，具体包括以下步骤：
1)、在PET表面涂布厚度为5um的光刻胶(4)，形成光刻胶层；
2)、再利用掩膜板(5)对光刻胶层进行曝光；
3)、通过显影液进行显影，在光刻胶层得到所需图案；
4)、采用刮涂技术将导电液体填入显影后得到的图案线条中，具体步骤如下：①在光刻胶表面涂布导电银墨水，使银墨水渗透到图案线条中；②使用IR干燥系统将墨水烘干，得到导电网络(2)；
5)、利用除胶剂将表面残留的光刻胶(4)除去；
6)、采用湿法涂布工艺在导电网络表面涂上一层PMMA UV固化树脂(3)并进行固化，控制PMMA表面与导电Ag线表面的高度差为2um。其中PMMAUV固化树脂的固化波长为365nm，粘度为600cps，累计照射能量达到600mj/cm2后即可固化。
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 (9)

1.一种透明导电体，其特征在于，包括依次层叠的透明基材、导电网及绝缘保护层，所述导电网铺设于所述透明基材上，所述绝缘保护层远离所述透明基材的一侧表面为平面，所述导电网由多根导电线构成，导电线为直线，多根导电线交错排布形成多个阵列排布的孔洞，一个或多根导电线被断开形成一个缺口，缺口使两个相邻的孔洞相通。
2.根据权利要求1所述的透明导电体，其特征在于，所述导电网的材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的透明导电体，其特征在于，所述透明基材的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1所述的透明导电体，其特征在于，所述绝缘保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物。
5.一种透明导电体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在透明基材表面涂布光刻胶形成光刻胶层；
利用掩膜板对所述光刻胶层进行曝光，显影后在所述光刻胶层形成网状的图案；
将导电材料填入所述图案中，经过固化得到导电网，所述导电网由多根导电线构成，导电线为直线，多根导电线交错排布形成多个阵列排布的孔洞，一个或多根导电线被断开形成一个缺口，缺口使两个相邻的孔洞相通；
利用除胶剂除去光刻胶层；及
利用湿法涂布工艺在所述导电网表面涂布绝缘保护材料，固化后形成绝缘保护层，所述绝缘保护层远离所述透明基材表面的一侧表面为平面。
6.根据权利要求5所述的透明导电体的制备方法，其特征在于，采用刮涂或喷涂的方法将液体的所述导电材料填入所述图案中。
7.根据权利要求5所述的透明导电体的制备方法，其特征在于，所述导电材料选自金属、金属合金、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的透明导电体的制备方法，其特征在于，所述透明基材的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9.根据权利要求5所述的透明导电体的制备方法，其特征在于，所述绝缘保护层的材料为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物。
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