CN104345938A - 一种透明导电膜及其引线电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透明导电膜及其引线电极，所述引线电极设于透明基底上或形成于透明基底表面的透明聚合物层上，并且所述引线电极包括至少一个弧形弯曲部。本发明的透明导电膜以金属或合金作为导电材料，制造成本低，其引线电极上所设置的弧形弯曲部可以有效避免凸起模具在成型过程中断裂，嵌入式的引线电极以及引线电极表面的保护层有利于保护其不被划伤，网格状电极结构还可以防止导电材料的脱离。本发明的透明导电膜产品导电性好、可见光透过率高，应用范围广泛。

Description

一种透明导电膜及其引线电极

技术领域

本发明涉及导电膜领域，特别是涉及一种透明导电膜及其引线电极。

背景技术

透明导电膜是具有良好导电性以及在可见光波段具有高透光率的一种薄膜。透明导电膜主要包括金属膜和氧化物半导体膜，其中金属膜有金、银、铜、铝、铬等，氧化物半导体膜有SnO₂、In₂O₃、ZnO、CdO、Cd₂SnO₄等。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。

触摸屏（touch screen）又称为触控屏、触控面板等，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，其中透明导电膜是触摸屏中接收触摸等输入信号的感应元件。氧化铟锡（Indium Tin Oxides，ITO）因具有良好的透过率和导电性能而被广泛用作透明导电薄膜，目前其已经成为触摸屏中至关重要的组成部分。虽然触摸屏的制造技术飞速发展，但是以投射式电容屏为例，ITO膜的基础制造流程近年来并未发生太大的改变，总是不可避免的需要进行ITO镀膜及ITO图形化。然而，铟是一种昂贵的金属材料，以ITO作为透明导电层的材料，在很大程度上会提升触摸屏的制造成本；此外，在ITO导电膜的图形化工艺中，需要对镀好的整面ITO膜进行蚀刻以形成ITO图案，在此工艺中，大量的ITO被刻蚀掉，造成大量的贵金属浪费及污染。

在触摸屏制造工艺中，除了上述ITO材料的普遍使用以及ITO膜的刻蚀工艺使产品成本居高不下外，还存在以下几方面的问题：1）现有技术的引线电极在弯折时通常呈直角或钝角弯折，其容易造成凸起模具在成型过程中断裂；2）导电材料容易脱离于用来形成触控屏有线电极的基材的凹槽；3）导电材料在干燥固化时易发生收缩，以致断裂形成断路；4）透明导电膜中的导电材料通常呈凸起状，容易被划伤或氧化而造成导电膜损坏。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种透明导电膜的引线电极，包括至少一个弧形弯曲部，其能够避免凸起模具在成型过程中断裂，从而有利于提高透明导电膜的生产效率。

本发明还提供一种透明导电膜及使用该透明导电膜的触摸屏，所述透明导电膜采用网格状结构的金属或合金作为导电电极，制造成本低，并且制得的透明导电膜导电性好，可见光透过率高，产品性能优异，应用范围广泛。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种透明导电膜的引线电极，设于透明基底上或形成于透明基底表面的透明聚合物层上，其中所述引线电极包括至少一个弧形弯曲部。

根据本发明提供的引线电极，其用于将内部信号传输至外部，例如所述引线电极可以用于将触摸屏所感测的触摸信号传输至外部驱动电路。本发明的引线电极可以一端与透明导电膜的导电电极（如感应电极）电连接，另一端与外部（如驱动电路）电连接；本发明的引线电极还可以通过设置在引线电极两端的内连接部件和外连接部件使其分别与导电电极和外部电连接。进一步地，所述内连接部件和/或所述外连接部件可以为方柱体。

根据本发明提供的引线电极，所述弧形弯曲部是由所述引线电极缓慢弯曲所形成的，所述弧形弯曲部的弧形曲率没有特别限制，可以根据需要进行自由调节。由于引线电极形成于所述透明基底或透明聚合物层的凹槽中，因此需要使用凸起的模具在所述透明基底或透明聚合物层中形成具有引线电极图形的凹槽，传统的传输部件在弯折时通常形成直角或钝角弯折，其容易造成模具在成型过程中断裂，本发明采用弧形弯曲部，从而能够较好地克服模具在成型过程中的断裂问题。

在本发明的一种实施方式中，所述透明基底或透明聚合物层上设有网格状凹槽（网格线部分形成凹槽的凹陷部分），并且所述引线电极设于所述网格状凹槽中（即，引线电极位于网格线位置）。其中，所述网格状凹槽的宽度为1μm～5μm（即网格线的宽度），高度为2μm～6μm（即网格线的最大深度），且高度与宽度的比值大于1。进一步地，所述网格状凹槽的底部设有深度为500nm～1μm的微型槽，所述微型槽的截面可呈V字形、W字形、弧形或波浪形，所述微型槽能够在导电材料固化缩聚时防止其断裂形成断路。所述网格状凹槽的网格为规则网格或随机网格，其中所述规则网格为正方形网格、矩形网格、菱形网格或正六边形网格。在本发明的另一种实施方式中，所述引线电极还可以设于所述透明基底或透明聚合物层的表面，例如可以通过光刻刻蚀等方式在所述透明基底或透明聚合物层的表面形成引线电极。

在本发明的一种实施方式中，所述引线电极为网格状，其包括相互交叉的导电引线。本发明所述的网格状引线电极可以通过向所述网格状凹槽中填充导电材料（导电浆液），然后进行烧结，形成所述相互交叉的导电引线，所述导电引线的宽度与所述网格状凹槽的宽度相一致，即为1μm～5μm，网格状的引线电极可以防止导电材料脱离网格状凹槽。在发明的另一种实施方式中，所述引线电极还可以为条状，其中条状引线电极的宽度为50μm～200μm，高度为5μm～10μm。

进一步地，所述引线电极的材质（即所述导电材料）为Cu、Ag、Ag-C、Al、Ni、Cr、Ni-P或其任意两种以上所形成的合金，并且所述引线电极可以通过丝网印刷、压印或喷墨打印等方式形成。

用于设置本发明引线电极的透明基底的材质可以为热塑性材料，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；用于设置本发明引线电极的透明聚合物层的材质可以为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯。

本发明还提供一种透明导电膜，包括：

透明基底或表面设有透明聚合物层的透明基底；

设于所述透明基底或所述透明聚合物层上的导电电极；以及

上述引线电极，其与所述导电电极电连接。

在本发明的一种实施方式中，所述透明基底或透明聚合物层上设有网格状凹槽，并且所述导电电极和引线电极设于所述网格状凹槽中，所述导电电极和引线电极可以通过一次成型制成，其中多个相互绝缘并且平行间隔设置的所述导电电极形成所述透明导电膜的导电层。

进一步地，所述网格状凹槽的宽度为1μm～5μm，高度为2μm～6μm，且高度与宽度的比值大于1，所述网格状凹槽的底部设有深度为500nm～1μm的微型槽，并且所述导电电极和所述引线电极为网格状；所述透明导电膜的可见光透过率不小于86%。

进一步地，所述透明导电膜还包括设于所述导电电极和所述引线电极表面的透明保护层，用于保护引线电极不被划伤或氧化，防止导电膜被破坏，所述透明保护层的材质为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯。

本发明还提供一种触摸屏，包括上述透明导电膜；所述触摸屏还包括其它一些必要的部件，如玻璃面板、显示模组等，透明导电膜与其它部件之间为常规的连接关系。

本发明方案的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的透明导电膜采用价格相对低廉的金属或合金作为导电材料，其生产成本相对于ITO导电膜而言大大降低。

2、本发明的透明导电膜中引线电极采用至少一个弧形弯曲部，其可以避免凸起模具在成型过程中断裂，从而有利于提高导电膜的生产效率。

3、本发明的透明导电膜中引线电极和导电电极为嵌入式设计，并且在其上还覆有透明保护层，从而有利于保护电极不被划伤或氧化，防止导电膜被破坏。

4、本发明的透明导电膜中导线电极及引线电极为网格状结构，从而有利于防止导电材料从凹槽中脱离。

5、本发明的透明导电膜导电性好、可见光透过率高，此外设在基底底部的微型槽还能够有效地防止导电材料在固化缩聚时断裂形成断路，从而进一步提升透明导电膜产品的性能。

附图说明

图1为一实施方式的导电电极的剖面结构示意图；

图2为另一实施方式的导电电极的剖面结构示意图；

图3为一实施方式的引线电极的剖面结构示意图；

图4为另一实施方式的引线电极的剖面结构示意图；

图5为现有技术中引线电极的平面结构示意图；

图6为一实施方式的透明导电膜的平面结构示意图；

图7a-d为一实施方式的网格状凹槽网格的结构示意图；其中：图7a为正方形网格；图7b为菱形网格；图7c为正六边形网格；图7d为随机网格；

图8为一实施方式的网格状凹槽底部微型槽的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图3、图4所示，本发明一种实施方式的透明导电膜，包括透明基底1、透明聚合物层2、导电电极3和引线电极4，其中透明聚合物层2设于透明基底1表面，导电电极3和引线电极4设于透明聚合物层2上，并且导电电极3和引线电极4之间电连接。

如图2所示，本发明另一种实施方式的透明导电膜，包括透明基底1、导电电极3和引线电极4（图中未示出），其中导电电极3和引线电极4设于透明基底1上，并且导电电极3和引线电极4之间电连接。

其中，透明基底1的材质为热塑性材料，如聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；透明聚合物层2的材质为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯，其可以通过刮涂、喷涂等方式形成于透明基底1表面。

以下说明是以图3的方案为例，但可以理解，它们同样适用于图2所示的方案中。

如图3所示，本发明一种实施方式中，可以在透明聚合物层2上设有网格状凹槽，其中网格线部分形成凹槽的凹陷部分，并且将导电电极3和引线电极4设于所述网格状凹槽中，即，使引线电极位于网格线位置上。其中，所述网格状凹槽的宽度（即网格线的宽度）为1μm～5μm，高度为2μm～6μm（即最大深度），且高度与宽度的比值大于1，并且所述网格状凹槽的网格可以是规则网格（如图7a-c）或随机网格（如图7d），其中所述规则网格可以是正方形网格（如图7a）、矩形网格、菱形网格（如图7b）或正六边形网格（如图7c）。此外，如图8所示，在所述网格状凹槽的底部设有深度为500nm～1μm的微型槽，并且所述微型槽的截面呈V字形、W字形、弧形或波浪形。

本发明一种实施方式中，导电电极3和引线电极4为网格状，其包括相互交叉的导电引线，并且可以通过下述方式一次成型制得：1）在透明聚合物层2上图形化所述网格状凹槽（此时包括导电电极图形及引线电极图形，如图6所示），特别是所述网格状凹槽的底部形成微型槽，能够减小导电材料在干燥固化时的收缩，从而防止导电材料断裂而形成断路；2）利用刮涂等方式在所述网格状凹槽中填充导电材料（如纳米银墨水），然后进行烧结，从而在网格状凹槽中形成所述网格状的导电电极和引线电极，网格状的结构有利于防止导电材料从网格状凹槽中脱离，其中所采用的导电材料可以是Cu、Ag、Ag-C、Al、Ni、Cr、Ni-P或任意两种以上所形成的合金。

如图4所示，在本发明另一种实施方式中，还可以在透明聚合物层2上图形化所述网格状凹槽（此时仅包括导电电极图形），并按照上述方法在所述网格状凹槽中形成导电电极3，然后通过光刻刻蚀等方法在透明聚合物层2的表面形成凸起的网格状或条状引线电极4，其中引线电极4与导电电极3的位置关系如图6所示，并且所述网格状引线电极包括相互交叉的导电引线，所述条状引线电极的宽度为50μm～200μm，高度为5μm～10μm。所述光刻刻蚀具体可以包括：在形成导电电极3的透明聚合物层2的表面涂布感光导电材料，然后通过遮光板进行曝光处理，经刻蚀，形成所述引线电极4。

如图5所示，现有技术中引线电极4的弯折部均为钝角弯折部5（非弧形），此结构会导致凸起模具在成型过程中容易断裂。如图6所示，在本发明的一种实施方式中，本发明的引线电极4包括至少一个弧形弯曲部44，所述弧形弯曲部是通过所述引线电极缓慢弯曲所形成的，所述弧形弯曲部的弧形曲率可以根据需要进行自由调节。特别是，本发明引线电极4优选包括多个弧形弯曲部44，即所有由引线电极4弯曲形成的弯曲部均为弧形弯曲部（如图6）。本发明采用弧形弯曲部，从而能够较好地克服凸起模具在成型过程中的断裂问题。

在本发明的一种实施方式中，引线电极4直接通过其两端分别与导电电极3和外部电连接（如图5所示的现有技术）。在本发明的另一种实施方式中，引线电极4包括内连接部件41、外连接部件43和以及连接内连接部件41和外连接部件43的传输部件42，所述弧形弯曲部44位于所述传输部件42上；其中，内连接部件41与导电电极3电连接，外连接部件43与外部电连接，内部信号通过引线电极4被传输至外部电路。

此外，如图6所示，本发明的透明导电膜具有多个平行并且相互间隔设置的导电电极3，导电电极3之间相互绝缘，从而形成透明导电膜的导电层。

在本发明的一种实施方式中，在形成导电电极3和引线电极4的透明聚合物层2还可以设有透明保护层5（如图3所示），用于保护电极不被划伤或氧化，防止导电膜被破坏，其中所述透明保护层的材质可以为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯。

上述透明导电膜的可见光透过率不小于86%。特别是，将上述透明导电膜与玻璃面板、显示模组等常规组件进行装配/连接，即可制得触摸屏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种透明导电膜的引线电极，设于透明基底上或形成于透明基底表面的透明聚合物层上，其特征在于，所述引线电极包括至少一个弧形弯曲部。

2.根据权利要求1所述的引线电极，其特征在于，所述透明基底或所述透明聚合物层上设有网格状凹槽，并且所述引线电极设于所述网格状凹槽中。

3.根据权利要求2所述的引线电极，其特征在于，所述网格状凹槽的宽度为1μm～5μm，高度为2μm～6μm，且高度与宽度的比值大于1。

4.根据权利要求2所述的引线电极，其特征在于，所述网格状凹槽的底部设有深度为500nm～1μm的微型槽，所述微型槽的截面呈V字形、W字形、弧形或波浪形。

5.根据权利要求2-4中任一所述的引线电极，其特征在于，所述网格状凹槽的网格为规则网格或随机网格，其中所述规则网格为正方形网格、矩形网格、菱形网格或正六边形网格。

6.根据权利要求1所述的引线电极，其特征在于，所述引线电极设于所述透明基底或所述透明聚合物层表面。

7.根据权利要求1-4中任一所述的引线电极，其特征在于，所述引线电极为网格状或条状，其中所述网格状引线电极包括相互交叉的导电引线，所述条状引线电极的宽度为50μm～200μm，高度为5μm～10μm。

8.根据权利要求1-4中任一所述的引线电极，其特征在于，所述引线电极的材质为Cu、Ag、Ag-C、Al、Ni、Cr、Ni-P或其任意两种以上所形成的合金。

9.根据权利要求1-4中任一所述的引线电极，其特征在于，所述透明基底的材质为热塑性材料，所述热塑性材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述透明聚合物层的材质为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯。

10.一种透明导电膜，其特征在于，包括：

透明基底或表面设有透明聚合物层的透明基底；

设于所述透明基底或所述透明聚合物层上的导电电极；以及

权利要求1-4中任一所述的引线电极，其与所述导电电极电连接。

11.根据权利要求10所述的透明导电膜，其特征在于，还包括设于所述导电电极和所述引线电极表面的透明保护层，所述透明保护层的材质为紫外光固化胶、压印胶或聚碳酸酯。

12.一种触摸屏，其特征在于，包括权利要求10所述的透明导电膜。