CN103871547B - 透明导电膜及含有该透明导电膜的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明导电膜，其包括透明基底及设于所述透明基底上的导电层。所述导电层包括至少一个透明电极。所述透明电极是由导电材料形成的不规则的导电网格。所述导电网格的网格线宽不大于2.5μm。该透明导电膜通过将透明电极设计为由导电材料形成的不规则的导电网格形状，在与显示器件贴合时，可以避免与彩色滤光片上黑色矩阵的周期性规则网格图形相叠加，从而可以消减具有明显亮暗差别的条纹，改善成像效果。且该导电网格的网格线宽不大于2.5μm，使得在应用于高清显示器件时，能显著降低导电网格的网格线的可见度，从而改善视觉效果，提高成像质量。此外，本发明还涉及一种含有该透明导电膜的电子装置。

Description

透明导电膜及含有该透明导电膜的电子装置

技术领域

本发明涉及触摸显示器件领域，尤其是涉及一种透明导电膜及含有该透明导电膜的电子装置。

背景技术

透明导电膜是一种具有良好导电性以及在可见光波段具有高透光率的薄膜，已广泛应用在平板显示、光伏器件、触控面板和电磁屏蔽等领域。在触摸屏等电子产品的实际应用中，透明导电膜往往需要经曝光、显像、蚀刻及清洗等多道工序进行图形化，即根据图形设计在基片表面形成固定的导电区域和绝缘区域；或者在基材的指定区域制备形成金属网格，这样可以省去图形化的工艺过程，具有低污染、低成本等诸多优点。但用于透明导电膜金属网格的网格线通常采用导电性良好的金属制作，不透光，故只有网格线宽度在人眼的分辨率以下时，在视觉上才达到透明的效果。然而在高清显示屏中，由于金属网线宽太宽，导致网格线可见，影响视觉效果；同时规则网格和显示屏的像素阵列周期重复，会产生具有明显亮暗差别的条纹，从而影响效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有良好显示效果的透明导电膜及含有该透明导电膜的电子装置。

一种透明导电膜，包括透明基底及设于所述透明基底上的导电层，所述导电层包括至少一个透明电极，所述透明电极由导电材料配置为不规则的第一导电网格，所述导电网格的网格线宽不大于2.5μm。

在其中一个实施例中，所述导电网格的网格孔径不大于500μm。

在其中一个实施例中，所述导电网格的网格线在与所述透明基底平行的平面上呈均匀分布，从任意一网格的节点发出的网格线的切线或该节点所在的网格直线段与一平行于所述透明基底的直线的夹角为α，所述均匀分布是指统计每一随机网格的各节点对应的α值，按照5°的步距，统计落在每个角度区间内网格线的概率为p_i，由此在0～180°以内的36个角度区间得到p₁、p₂、p₃……至p₃₆，p_i满足标准差小于算术均值的20%，其中，i为1～36的自然数。

在其中一个实施例中，所述导电网格由选自直线段、曲线段、折线段当中的一种或者几种的组合构成。

在其中一个实施例中，所述导电网格设在所述透明基底的一侧表面；或者所述透明基底的一侧开设有网格状电极凹槽，所述导电网格填充在所述电极凹槽内。

在其中一个实施例中，所述电极凹槽的深宽比在0.5～2.0之间。

在其中一个实施例中，所述电极凹槽内设有暗化层，所述暗化层包覆所述导电网格。

在其中一个实施例中，所述透明导电膜还包括与每个所述透明电极电连接的电极引线，所述电极引线设在所述导电层的边缘，每一所述透明电极对应设有一个所述电极引线。

在其中一个实施例中，所述每一个电极引线为由导电材料形成的多条导电线条组成，不同的所述透明电极之间的电极引线绝缘设置。

在其中一个实施例中，每一所述透明电极的多条导电线条之间设有将所述导电线条电连接的搭接导线。

在其中一个实施例中，所述每一个电极引线为由导电材料配置形成的第二导电网格，不同的所述透明电极之间的电极引线绝缘设置。

在其中一个实施例中，所述电极引线的线宽不小于所述透明电极的第一导电网格的线宽。

在其中一个实施例中，所述电极引线设在所述透明基底的表面或嵌入所述透明基底内。

一种透明导电膜，包括透明基底及设于所述透明基底上的导电层，所述导电层包括至少一个透明电极，所述透明电极由导电材料配置为不规则的第一导电网格，所述导电网格的网格线宽w满足w≤x_min，所述x_min为人眼能够分辨出的明亮背景下暗线条的最小线宽，x_min=(π/180)*θ*d，其中，θ为人眼对明亮背景下的暗线条的最小分辨角，d为人眼与所述透明导电膜之间的距离。

一种电子装置，包含上述任一实施例所述的透明导电膜。

上述透明导电膜通过将透明电极设计为由导电材料形成的不规则的导电网格形状，在与显示器件贴合时，可以避免与彩色滤光片上黑色矩阵的周期性规则网格图形相叠加，从而可以消减具有明显亮暗差别的条纹，改善成像效果。且该导电网格的网格线宽不大于2.5μm，使得在应用于高清显示器件（如PPI>330）时，能显著降低导电网格的网格线的可见度，从而改善视觉效果，提高成像质量。

附图说明

图1为一实施方式的透明导电膜的俯视图；

图2为图1中透明导电膜的剖视图；

图3为图1中第一导电网格的结构示意图；

图4为其他实施方式中第一导电网格的结构示意图；

图5为其他实施方式中第二导电网格的电极引线与第一导电网格的连接示意图；

图6a至图6f为其他实施方式中第二导电网格的电极引线的结构示意图；

图7至图10为其他实施方式中透明电极及电极引线在透明基底上的位置示意图；

图11a至图11e为其他实施方式中电极凹槽的剖视图；

图12至图14为其他实施方式的电极凹槽中粘附层、导电网格与暗化层的连接示意图。

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较佳实施例。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的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。

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。

请结合图1和图2，一实施方式的透明导电膜10包括透明基底100、导电层200及电极引线300。导电层200设在透明基底100的一侧表面。电极引线300设在透明基底100的设有导电层200的表面上且与导电层200电连接。

本实施方式的透明基底100为采用玻璃制作的长方体形状，具有相对设置的第一表面和第二表面（图中未标示）。第一表面包括可视区和不可视区（图中未标示）。可视区设在透明基底100的中部，不可视区围绕可视区的周缘设置。可理解，在其他实施方式中，透明基底100的形状不限于此；且透明基底100还可以采用对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）塑料、石英等透明材料制作的透明基板，或者采用透明基板与设在透明基板表面的透明聚合物层形成的复合基底，其中，透明聚合物层的材质可以为UV固化胶或热固胶等可固化透明聚合物。

导电层200设在透明基底100的第一表面的可视区内。本实施方式的导电层200包括多个透明电极210。多个透明电极210平行设置且相互绝缘，形成电极阵列。可理解，在其他实施方式中，透明电极210的数量也可以为一个。

请参阅图3，本实施方式的透明电极210为采用导电材料制作的第一导电网格212。在本实施方式中，第一导电网格212的网格线宽w（即直线段的线宽）需满足w≤x_min，x_min为人眼能够分辨出的明亮背景下暗线条的最小线宽，x_min=(π/180)*θ*d，其中，θ为人眼对明亮背景下的暗线条的最小分辨角，d为人眼与透明导电膜10之间的距离。一般来说，d取0.2m为较佳，θ=2.6arc second（弧秒），根据上述公式，可计算出人眼能够分辨出的明亮背景下暗线条的最小线宽x_min=2.5μm。因此，为使透明导电膜10中的第一导电网格212不被人眼观察到，将第一导电网格212的网格线宽w设置为不大于2.5μm即可，从而可以保证第一导电网格212在视觉上的透明度。

第一导电网格212为不规则网格形状。本实施方式的第一导电网格212的网格单元为采用直线段构成的多边形形状。该第一导电网格212在平行于透明基底100的平面上的各个角度上分布均匀。所述的分布均匀是指：以平行于透明基底100的一直线为基准线，任意一条网格线与该直线的夹角为α，该夹角α呈均匀分布，即统计第一导电网格212中的每一条网格线，然后按照5°的步距，统计落在每个角度区间内的网格线的概率p_i，由此在0～180°以内的36个角度区间得到p₁、p₂……至p₃₆，p_i满足标准差小于算术均值的20%，其中，i为1～36之间的自然数。具有该均匀分布的第一导电网格212，不规则的网格图形与规则的显示屏的像素阵列相叠加时，可以消减具有明显亮暗差别的条纹，从而改善成像质量。

进一步，在本实施方式中，第一导电网格212的网格孔径（即网格单元边缘上任意两点之间距离的最大值）不大于500μm。第一导电网格212的网格孔径越大，即开口率越高，透明导电膜10的透光率越高，但相应地，由于导电材料在透明导电膜10上的分布密度降低，会使透明导电膜10的表面方阻升高，导电性能降低。而且，由于本实施方式的第一导电网格采用的网格线为不大于2.5μm的窄线宽，所以单独一条网格线的导电能力比大于2.5μm的粗线宽的网格线差，所以为了同时保障透明导电膜透光率和导电性能均能满足要求，选用第一导电网格212的网格孔径不大于500μm。透明导电膜10的表面方阻越低，就越容易检测到更小的电流信号，同时功耗也降低。所以，更进一步地，为了提高透明导电膜的灵敏度并降低功耗，可以将第一导电网格212的网格孔径设计为不大于450μm、400μm、350μm或300μm等。

可理解，在其他实施方式中，第一导电网格212的形状也可以由直线段、曲线段、折线段当中的一种或几种的组合构成的不规则网格状、曲线段、折线段与直线段共同构成的不规则网格状或由不规则网格单元与规则网格单元共同构成的整体上呈不规则分布的网格状等，如图4所示，只需满足导电网格212的网格线在与透明基底100平行的平面上呈均匀分布即可，即从任意一网格单元的节点发出的网格线的切线或该节点所在的网格直线段与平行于透明基底10的一直线的夹角为α，均匀分布是指统计每一随机网格的各节点对应的α值，按照5°的步距，统计落在每个角度区间内网格线的概率为p_i，由此在0～180°以内的36个角度区间得到p₁、p₂、p₃……至p₃₆，p_i满足标准差小于算术均值的20%，其中，i为1-36的自然数。

此外，在其他实施方式中，上面所述的均匀分布的设置方式也可以采用其他角度步距，如2°步距、6°步距等，相应地，角度区间的个数为360°/步距，即i为1～360°/步距之间的自然数。

请参阅图1和图2，电极引线300对应每个透明电极210设置，从透明电极210的边缘引出，设在透明基底100第一表面的不可视区。电极引线300与透明电极210电连接。对应不同透明电极210的电极引线300之间绝缘设置。本实施方式的电极引线300为导电线条。每个透明电极210对应设有一个电极引线300，每个电极引线300包括至少一条由导电材料形成的导电线条，具体在本实施例中，每一个电极引线300包括两条导电线条。导电线条为由选自直线段、曲线段、折线段当中的任意一种或几种的组合构成。进一步，在本实施方式中，对应每个透明电极210的两个电极引线300之间设有至少一条搭接导线310。搭接导线310为由选自直线段、曲线段、折线段当中的任意一种或几种的组合构成。设置搭接导线310可以起到增加电极引线300中的导电节点的密度、增强电极引线300导电性的作用，并且可以降低由电极引线300的导电线条断开而导致的导电性能下降的风险，从而可以显著提高产品的良率。而且，由于搭接导线310提高了电极引线的导电节点密度，故可以在保证电极引线导电性能满足要求的基础上，适当降低透明基底100第一表面的不可视区宽度，美化触控显示的产品外观。

如图5所示，在其他实施方式中，电极引线300还可以为由导电材料形成的第二导电网格。该电极引线300的第二导电网格对应每个透明电极210设置在透明基底100的第一表面的不可视区。电极引线300设计为网格状，可以显著提高整个电极引线300的导电性，保证透明电极210与其他电路元件之间良好的电连接。

如图6a-6f所示，在电极引线300的第二导电网格的实施方式中，第二导电网格的网格图形可以为规则的网格图形，如正方形、菱形、矩形、平行四边形、三角形、五边形或六边形等规则的网格图形；也可以为不规则的随机网格图形，其中，不规则的随机网格图形可以为由选自直线段、曲线段、折线段当中的一种或者几种的组合构成的不规则多边形；或者也可以为规则的网格图形与不规则的随机网格图形的混合等。当电极引线300为第二导电网格时，第二导电网格的开口率不大于可视区第一导电网格212的开口率。网格的开口率定义为每单位面积上导电材料所占的面积的倒数，即导电材料在网格状图形中的占空比的倒数。开口率越小，导电材料在网格状图形中的含量越高，分布越密，导电网格的表面方阻越低，导电性越好，但同时透光率也会降低。由于透明电极210位于透明基底100第一表面的可视区，需要在满足导电性能的同时，尽量保证第一导电网格212具有较高的透光率，在外观上高度透明；而电极引线300位于不可视区，对透光率没有要求，但需要承载较大的电流，因而需要较高的导电性能，因此将第二导电网格的开口率配置为不大于可视区第一导电网格212的开口率，可同时满足透明导电膜10在导电性能和透光率两方面的要求。

本实施方式的透明电极210及电极引线300均设在透明基底100的第一表面上。如图7-图10所示，在其他实施方式中，透明基底100的一侧（如第一表面或第二表面）可开设有用于容置透明电极210及电极引线300中至少一个的电极凹槽110或引线凹槽120。其中电极凹槽110依据透明电极210的平面形状配置成不规则网格状的结构，而引线凹槽120依据电极引线300的平面形状配置成线条状或者网格状的结构。电极凹槽110或引线凹槽120的深宽比（深度与电极凹槽110横截面的宽度比）控制在0.5～2之间，如可以为0.5、0.8、1、1.2、1.5或2等，优选为0.8，当向电极凹槽110或引线凹槽120中填充导电材料时，可以获得较好的填充效果。在其他的实施例中，线条状的引线凹槽120还包括依据搭接导线310的平面形状配置的用于容置搭接导线310的凹槽部分。

如图7所示，透明电极210的第一导电网格212填充在电极凹槽110内。电极引线300为凸设在透明基底100的第一表面的第二导电网格。电极凹槽110为不规则网格状结构，透明电极210通过将导电材料填充在不规则网格状的电极凹槽110内形成第一导电网格212。而电极引线300则通过喷墨打印或丝网印刷等方法将导电材料铺设于透明基底100的第一表面形成第二导电网格。

如图8所示，透明电极210填充在电极凹槽110内。电极引线300为凸设在透明基底100的第一表面的导电线条。电极凹槽110为不规则网格状结构，透明电极210通过将导电材料填充在不规则网格状的电极凹槽110内形成不规则的第一导电网格212。而电极引线300则通过喷墨打印或丝网印刷等方法将导电材料铺设于透明基底100的第一表面形成导电线条。在其他的实施例中，电极引线300的导电线条上设置的搭接导线310也为通过喷墨打印或丝网印刷等方法将导电材料铺设于透明基底100的第一表面形成，并且连接相邻导电线条。

如图9所示，透明电极210填充在电极凹槽110内。电极引线300为填充在引线凹槽120内的导电线条。电极凹槽110为不规则网格状结构，引线凹槽120为线条状的凹槽，与电极凹槽110一体化压印而成，通过将导电材料同时填充在不规则网格状的电极凹槽110和线条状的引线凹槽120内，一体化地形成透明电极210的第一导电网格212和电极引线300的导电线条。在其他的实施例中，引线凹槽300中还包括用于容置搭接导线310的凹槽部分，在将导电材料填充在引线凹槽120内的过程中，同时形成搭接导线310。在其他的实施例中，引线凹槽300中还包括用于容置搭接导线310的凹槽部分，在将导电材料填充在引线凹槽120内的过程中，同时形成搭接导线310。在另外的实施例中，搭接导线310也可以通过喷墨打印或丝网印刷等方法将导电材料铺设于透明基底100的第一表面形成，并且连接相邻导电线条。

如图10所示，透明电极210填充在电极凹槽110内。电极引线300填充在引线凹槽120内。电极凹槽110为不规则网格状结构，透明电极210通过将导电材料填充在不规则网格状的电极凹槽110内形成第一导电网格212。引线凹槽120为网格状结构，电极引线300通过将导电材料填充在网格状的引线凹槽120内形成第二导电网格。

结合本实施方式和其他实施方式，透明导电膜10的透明电极210可凸设在透明基底100的第一表面或填充在透明基底100的电极凹槽110内，且电极引线300及其搭接导线310可凸设在透明基底100的第一表面或填充在透明基底的引线凹槽120内，透明电极210及电极引线300在透明基底100上的设置方式可由上述几种方式任意组合。

在一个实施例中，组成透明电极210的第一导电网格212的网格图形为曲线段或折线段围成的不规则多边形。当透明电极210的第一导电网格212为导电材料填充于透明基底100的电极凹槽110内时，曲线形状或折线形状的电极凹槽110的填充效果更好。即使在第一导电网格212的网格线宽很窄，仅为2.5μm以下，也能保证导电材料均匀的填充至电极凹槽110内，防止导电材料填充不良，增强透明电极的导电性能，降低表面方阻，提高产品良率。

当透明基底100上开设电极凹槽110或引线凹槽120时，优选的，电极凹槽110与引线凹槽120的槽底为非平面结构，如图11a至图11e所示，槽底的非平面结构的横截面可以为“V”形、“W”形、波浪形等形状。非平面结构的凹槽槽底可以增加导电材料与凹槽内壁的接触面积，从而增加导电材料的附着力，增强导电材料防刮擦的性能，提高产品结构的可靠性，提高导电性，降低表面方阻，提高产品的良率。

进一步，如图12至图14所示，在设有电极凹槽110的实施方式中，电极凹槽110槽底设有粘附层112。第一导电网格212通过该粘附层112粘附在电极凹槽110的槽底。在设有引线凹槽120的实施方式中，引线凹槽120的槽底同样可以设置粘附层，引线电极300通过该粘附层粘附在引线凹槽120的槽底。粘附层可以增加导电材料的附着力，增强导电材料防刮擦的性能，提高产品结构的可靠性，增强电性，降低表面方阻，提高良率。

上面所述的导电材料可以为金属或金属合金材料，如Cu、Ag、Al、Ni、Cr或其合金等，也可以为非金属导电材料，如碳、石墨烯、碳纳米管或高分子聚合物导电材料等，或者为金属与非金属导电材料的合金材料，如Ag-C合金或Ni-P合金等。

此外，如图12至图14所示，当导电材料采用金属或者金属合金材料且透明基底110上开设电极凹槽110的实施方式中，第一导电网格212上进一步设有暗化层114。暗化层114至少设置于第一导电网格212面向环境光的一侧表面或者上下两个表面且与粘附层112接触，或者暗化层114与粘附层112直接设置为同一层。暗化层114的材质可以包括炭黑、金属氧化物、金属硫化物、钛、钨、镍或铬等材料中至少一种。暗化层114可以抑制环境光在金属或金属合金材质的导电材料的反射，从而降低因导电材料表面发生的光反射而引起第一导电网格212在外观上被观察到的几率，进一步提高透明导电膜10的透明度。

上述透明导电膜10可广泛应用在触摸显示等电子装置中，通过将透明电极210设计为由导电材料形成的不规则的导电网格形状，在于与显示器件贴合时，可以避免与彩色滤光片上黑色矩阵的周期性规则网格图形相叠加，从而可以消减具有明显亮暗差别的条纹，改善成像效果。且第一导电网格212的网格线宽不大于2.5μm，使得在应用于高清显示器件（如PPI>330）时，能显著降低导电网格的网格线的可见度，从而改善视觉效果，提高成像质量。

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)

1.一种透明导电膜，包括透明基底及设于所述透明基底上的导电层，所述导电层包括多个透明电极，多个所述透明电极平行设置且相互绝缘，形成电极阵列；所述透明电极由导电材料配置为不规则的第一导电网格，所述第一导电网格的网格线宽不大于2.5μm，所述第一导电网格的网格孔径在300μm～500μm之间；所述透明基底的一侧开设有网格状电极凹槽，所述第一导电网格填充在所述电极凹槽内，所述电极凹槽的槽底为非平面结构，所述电极凹槽的槽底设有粘附层；所述电极凹槽内设有暗化层，所述暗化层至少设置于所述第一导电网格面向环境的一侧表面或上下两个表面且与所述粘附层接触，或者所述暗化层与所述粘附层设置为同一层；

以及与每个所述透明电极电连接的电极引线和填充所述电极引线的引线凹槽，所述电极引线设在所述导电层的边缘，每一所述透明电极对应设有一个所述电极引线，所述电极引线的线宽不小于所述透明电极的第一导电网格的线宽，所述引线凹槽为非平面结构，所述引线凹槽的槽底设有粘附层。

2.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述第一导电网格的网格线在与所述透明基底平行的平面上呈均匀分布，从任意一网格的节点发出的网格线的切线或该节点所在的网格直线段与一平行于所述透明基底的直线的夹角为α，所述均匀分布是指统计每一随机网格的各节点对应的α值，按照5°的步距，统计落在每个角度区间内网格线的概率为p_i，由此在0～180°以内的36个角度区间得到p₁、p₂、p₃……至p₃₆，p_i满足标准差小于算术均值的20％，其中，i为1～36的自然数。

3.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述第一导电网格由选自直线段、曲线段、折线段当中的一种或者几种的组合构成。

4.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述电极凹槽的深宽比在0.5～2.0之间。

5.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述每一个电极引线为由导电材料形成的多条导电线条组成，不同的所述透明电极之间的电极引线绝缘设置。

6.如权利要求5所述的透明导电膜，其特征在于，所述电极引线的多条导电线条之间设有将所述导电线条电连接的搭接导线。

7.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述每一个电极引线为由导电材料配置形成的第二导电网格，不同的所述透明电极之间的电极引线绝缘设置。

8.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述电极引线设在所述透明基底的表面或嵌入所述透明基底内。

9.一种电子装置，其特征在于，包含如权利要求1～8中任一项所述的透明导电膜。