CN104616725B - 一种透明导电膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透明导电膜，其包括透明基底和设于所述透明基底至少一侧的导电层，所述导电层包括由导电丝线交叉连接形成的导电网格，所述导电网格包括若干闭合的网格单元，围成每一所述网格单元的导电丝线部分构成网格单元的边线，所述网格单元的至少一边线上的至少一部分的形状为波形，所述波形的振幅不大于80μm，并且波长不小于振幅的4倍。本发明透明导电膜的制备工艺简单，制造成本低，其在用于触控屏而加装在液晶显示器上时，可以有效减少导电丝线与液晶显示器中的黑色遮光矩阵的周期叠加，从而有利于减弱莫尔条纹。

Description

一种透明导电膜

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。

背景技术

透明导电膜是具有良好的导电性和在可见光波段具有高透光率的一种薄膜，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。

在触控面板领域，透明导电膜通常作为感应触摸等输入信号的感应元件而应用于触摸屏的制作。一般地，透明导电膜包括透明基底及设于透明基底上的导电层。目前，ITO（氧化铟锡）层是透明导电膜中导电层的主要材料。

然而，铟是一种昂贵的金属材料，因此以ITO作为导电层的材料在很大程度上提升了触摸屏的成本；此外，ITO导电层在图形化工艺中，需对镀好的整面ITO膜进行蚀刻，以形成ITO图案，不仅工艺复杂，而且在此工艺中，大量的ITO膜被蚀刻掉，造成了大量的贵金属浪费及污染。

现有技术中兴起的另一类透明导电膜以导电网格作为其导电层，其中导电网格是由交叉的直线状导电丝线所形成的形状规则的网格，如正方形，菱形，六边形等，这种透明导电膜贴附于液晶显示器（liquid crystal display,LCD）表面时会出现较为明显的莫尔条纹，从而影响用户的视觉效果，这种现象的产生主要是由于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遮光矩阵（Black matrix,BM），而透明导电膜的周期性不透光网格线条会与LCD的遮光矩阵形成周期性遮蔽，进而在宏观上表现为莫尔条纹现象。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种透明导电膜，其制备工艺简单，制造成本低，在用于液晶显示器时能够有效避免莫尔条纹的产生。

本发明提供的一种透明导电膜，包括透明基底和设于所述透明基底至少一侧的导电层，所述导电层包括由导电丝线交叉连接形成的导电网格，所述导电网格包括若干闭合的网格单元，围成每一所述网格单元的导电丝线部分构成网格单元的边线，所述网格单元的至少一边线上的至少一部分的形状为波形，所述波形的振幅不大于80μm，并且波长不小于振幅的4倍。

本发明所述导电丝线所呈现的波形的波长与振幅的关系选择为波长不小于4倍振幅的数值，从而使导电丝线呈曲线状的同时不影响其整体延伸方向，并且保证相邻导电丝线的有效线距，该透明导电膜在用于触控屏而加装在液晶显示器上时，可以有效减少导电丝线与液晶显示器中的黑色遮光矩阵的叠加，从而减弱莫尔条纹。

进一步地，所述网格单元为所述导电丝线交叉连接形成的最小网格状单元。在本发明具体方案中，所述网格单元的整体形状，即，所述网格单元的边线的中轴线所围成的形状可以是矩形、菱形、平行四边形、梯形、六边形等。

根据本发明提供的透明导电膜，所述波形包括至少1/2个周期的正弦波、方波、锯齿波和三角波中的一种或多种。

进一步地，所述网格单元的至少一边线的波形在其延伸方向上包括两个以上不相同的振幅和/或波长。

根据本发明提供的透明导电膜，所述网格单元两条以上的边线上的至少一部分的形状为波形，并且至少有两条边线的波形具有不相同的振幅和/或波长。上述结构有利于破坏网格单元的局部一致性，有利于消减莫尔条纹，但在导电网格周期排列均匀时，不影响导电膜的整体一致性。

根据本发明提供的透明导电膜，每一所述网格单元中，相邻边线的交点位于所述相邻边线的波形的平衡位置上。此结构有利于保证所述导电网格的均一性。

根据本发明提供的透明导电膜，所述导电丝线的材质为导电金属、碳纳米管、石墨烯或导电高分子；所述透明基底的材质为热塑性材料，如聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。

根据本发明提供的透明导电膜，所述透明基底至少一侧表面设有网格状凹槽，所述导电层收容于所述网格状凹槽内。在本发明具体方案中，所述网格状凹槽可以通过压印等方式形成于所述透明基底至少一侧，并且可以根据对导电层网格形状的要求将所述网格状凹槽压印成预设形状。进一步地，可以使用刮涂等技术在所述网格状凹槽中填充导电材料，然后进行烧结，从而形成所述弯曲状导电丝线。本发明在形成导电层时无需进行蚀刻，不仅制造工艺简单，而且还避免了材料的浪费，进而降低了制造成本。

进一步地，在设有所述网格状凹槽的透明基底一侧表面上，所述网格状凹槽以外区域的面积占所述透明基底一侧表面面积的80%以上。

根据本发明提供的透明导电膜，其还包括设于所述透明基底至少一侧的透明聚合物层，所述透明聚合物层远离所述透明基底的一侧表面设有网格状凹槽，所述导电层收容于所述网格状凹槽内。

进一步地，在设有所述网格状凹槽的透明聚合物层一侧表面上，所述网格状凹槽以外区域的面积占所述透明聚合物层一侧表面面积的80%以上。

根据本发明提供的透明导电膜，所述网格状凹槽的宽度为500nm～10μm，并且深度与宽度的比值大于1。

根据本发明提供的透明导电膜，所述网格状凹槽的底部为非平面结构，所述非平面结构的截面形状包括V字形和圆弧形中的至少一种。在本发明具体方案中，所述非平面结构的截面形状包括V字形和圆弧形中的至少一种，例如单个V字形、单个圆弧形、多个V字形组合形成的规则锯齿状或多个圆弧形组合形成的波浪状等。此结构可以增大导电丝线与凹槽底壁的接触面积，增大导电丝线与凹槽底壁的粘附力，其次还可以减弱导电丝线于凹槽底壁处的光线反射，降低导电丝线的可见度。

根据本发明提供的透明导电膜，其还包括设于所述导电层上的透明保护层，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。本发明所述透明保护层能够有效防止所述导电层被氧化或被外界杂质污染。

本发明方案的实施，至少具有以下优势：

1、本发明透明导电膜的导电层包括由导电丝线交叉连接形成的导电网格，其制备工艺简单，制造成本低，此外其用于液晶显示器时能有效避免莫尔条纹的产生，有利于提升用户的视觉效果。

2、本发明采用价格相对低廉的导电材料制造导电层，并且在制造时无需进行蚀刻，不仅避免了传统制造工艺中的贵金属浪费及污染，还进一步降低了制造成本。

附图说明

图1为一实施例的含嵌入式导电层的透明导电膜的剖面结构示意图；

图2为另一实施例的含嵌入式导电层的透明导电膜的剖面结构示意图；

图3为一实施例的含非嵌入式导电层的透明导电膜的剖面结构示意图；

图4a-4g为几个实施例的导电层网格单元的结构示意图；

图5a-5e为几个实施例的用于收容透明导电膜导电网格的网格状凹槽的剖面结构示意图；

图6为一实施例的含透明保护层的透明导电膜的剖面结构示意图；

图7为另一实施例的含透明保护层的透明导电膜的剖面结构示意图。

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。

图1结合图4a所示为本发明一实施例的透明导电膜，所述透明导电膜包括透明基底1，设于所述透明基底1一侧的透明聚合物层3以及设于所述透明聚合物层3上的导电层2。

所述导电层2包括由导电丝线5交叉连接形成的导电网格，所述导电网格包括若干闭合的网格单元，围成每一所述网格单元的导电丝线部分构成网格单元的边线，所述网格单元的边线的形状为波形。本实施例中，导电丝线5的波形具体为正弦波形；并且，所述网格单元的全部边线的形状均为相同的正弦波形，所述正弦波形的振幅为80μm，波长为振幅的4倍，即320μm。在每一网格单元中，相邻的两条边线的交点刚好位于该相邻的两条边线的波形的平衡位置上，即，相邻的两条边线的交点与该相邻的两条边线的中轴线的交点重合，从而有利于保证所述导电网格的均一性，所述中轴线相交呈矩形，使所述网格单元整体大致呈矩形。

本实施例中，波形的振幅为80μm，波长为振幅的4倍，在其他的实施例中，波形的振幅可根据实际需求，如根据导电材料的涂布量、导电丝线的阻值或透明导电膜的透光率等要求，选择不大于80μm的数值，波长选择不小于4倍振幅的数值，其可使导电丝线呈曲线状的同时，不影响导电丝线的整体延伸方向，并且保证相邻两条导电丝线的有效线距。

本实施例中，所述透明基底1的材质为热塑性材料，具体为聚碳酸酯塑料（PC），所述透明聚合物层3的材质为热固化胶，具体为单组分湿固化型聚氨酯光学胶。在其它实施例中，透明基底1和透明聚合物层3还可以为其他材质，如透明基底1的材质还可以为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，所述透明聚合物层3的材质还可以为紫外固化聚合物，如无溶剂紫外固化亚克力树脂。

本实施例中，所述透明聚合物层3远离所述透明基底1的一侧表面设有网格状凹槽，所述导电层2收容于所述网格状凹槽内。在设有所述网格状凹槽的透明聚合物层3一侧表面上，所述网格状凹槽以外区域的面积占所述透明聚合物层3一侧表面面积的80%以上，例如85%或90%。

具体地，可以通过压印等方式在所述透明聚合物层3远离所述透明基底1的一侧表面形成预设形状的网格状凹槽，所述网格状凹槽的形状与所述导电层2的形状相匹配；进一步地，可以使用刮涂技术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，从而形成所述弯曲状导电丝线5，其材质为导电金属银。在其它实施例中，弯曲状导电丝线5的材质还可以为其它导电金属、碳纳米管、石墨烯和导电高分子中的至少一种。本发明在制备导电层2时无需进行蚀刻，制备工艺简单；此外采用价格相对低廉的导电材料制备导电层可以进一步降低制造成本低。

上述透明导电膜，构成导电网格的导电丝线5为波形，波形的振幅不大于80μm，并且波长不小于振幅的4倍，因此，该透明导电膜在用于触控屏而加装在液晶显示器上时，可以有效减少导电丝线5与液晶显示器中的黑色遮光矩阵的叠加，以减弱莫尔条纹；此外，导电丝线5所呈现的波形的波长与振幅的关系选择为波长不小于4倍振幅的数值，其在使导电丝线5呈曲线状的同时，不影响导电丝线5的整体延伸方向，并且保证相邻两条导电丝线5的有效线距，即在不影响透明导电膜原有功能的情况下，有效减弱莫尔条纹。

图2结合图4a所示为本发明另一实施例的透明导电膜，本实施例中的透明导电膜包括透明基底1和设于所述透明基底1一侧的导电层2，所述导电层2的结构与上一实施例相同。

在本实施例中，在透明基底1的一侧设有网格状凹槽，所述导电层2收容于所述网格状凹槽内。并且，在设有所述网格状凹槽的透明基底1的一侧表面上，所述网格状凹槽以外区域的面积占所述透明基底1一侧表面面积的80%以上，例如95%。相对于图1所示实施例的透明导电膜，其可以节省一道工序以及一层材料。

在以上两种实施例中，所述导电层2均为嵌入式结构的导电网格。在其他的实施例中，所述导电层可以直接形成于所述透明基底1的表面上，即，所述导电层2为非嵌入式结构。具体地，如图3所示，可以在透明基底1的表面形成一层导电材料，如溅镀形成一层金属膜，再通过暴光-显影-蚀刻的工艺形成特定形状的导电网格；其中构成所述导电网格的导电丝线的形状可以通过暴光挡板上的图案形状进行控制，从而形成具有特定波形形状的导电丝线，所述波形的振幅不大于80μm，并且波长不小于振幅的4倍。

图4b所示为另一实施例的透明导电膜的导电层网格单元的结构示意图，在本实施例中，所述网格单元的边线大致围成菱形，即网格单元的边线的中轴线所围成的形状呈菱形。可以理解地，本发明中，网格单元的整体形状，或者说网格单元的边线中轴线所围成的形状不限于矩形或菱形，在其它实施例中，所述网格单元的整体形状还可以为平行四边形、梯形、六边形等。

在其他实施例中，所述网格单元的边线的波形也可以不相同：

图4c所示为另一实施例的透明导电膜的导电层网格单元的结构示意图，在本实施例中，所述网格单元整体呈矩形，所述网格单元其中一条边线具有与其他边线不一致的波形，以下称该条边线为“不和谐边线”，该不和谐边线的波形在其延伸方向上包括两个不相同的振幅。具体来讲，所述不和谐边线的波形包括2个周期循环的非标准正弦波，即每个周期循环的正弦波在其各个1/2周期内具有两种不同的振幅，即其在1/4周期处的振幅与在3/4周期处的振幅不相同；而该网格单元的其它三条边线的波形一致，即，其他三条边线均包括2个周期循环的波长和振幅均相同的标准正弦波。在本实施例中，所述非标准正弦波和标准正弦波的振幅在其每个周期内分别位于1/4周期处和3/4周期处；在其它实施例中，所述波形的振幅在其每个周期内可以位于除端点之外的任意位置上，即，所述波形中形成其振幅的最大相位点可以沿着波形上除端点之外的任意点进行变化，例如所述波形的振幅在其每个周期内可以分别位于1/3周期和2/3周期位置上。

在其他实施例中，不和谐边线的数量也可以为两条或多条，并且该不和谐边线在其延伸方向上可以包括两个以上不相同的振幅和/或波长。这种结构有利于破坏网格单元的局部一致性，有利于消减莫尔条纹，但在导电网格周期性排列均匀时，不影响导电膜的整体一致性。

在图4d所示的实施例中，所述网格单元整体呈矩形，所述网格单元的不和谐边线的形状仅具有一个正弦波波长的波形，而其它三条边线的波形一致且具有两个正弦波波长的波形，其中所述不和谐边线的波形的波长和振幅与其他边线的波长和振幅均不相同；这种结构同样有利于破坏网格单元的局部一致性，有利于消减莫尔条纹，但在导电网格周期排列均匀时，不影响导电膜的整体一致性。在其他实施例中，所述网格单元两条以上的边线上的至少一部分的形状为波形，并且至少有两条边线的波形具有不相同的振幅和/或波长，即所述网格单元至少具有一条不和谐边线，所述不和谐边线的波形还可以为三个以上的不同波长和/或振幅。

图4a-4c所示的实施例中，网格单元的边线的形状均以正弦波形为例，可以理解地，所述边线的形状还可以为其他波形，如：图4e所示的方波、图4f所示的锯齿波以及图4g所示三角波等，其中4e所示实施例中的方波的振幅为60μm，波长为250μm。同样，在图4e至4f所示的实施列中，网格单元的一条或多条边线的波形可以包括波长和/或振幅相同或不同的正弦波、方波、锯齿波和三角波的一种或多种。

在一些实施例中，网格单元的边线的形状至少包括1/2个周期的波长和/或振幅相同或不同的正弦波、方波、锯齿波和三角波的一种或多种。如图4a、图4b所示的实施例中，网格单元的边线的形状包括2个周期循环的波长和振幅均相同的标准正弦波；又如图4g所示的实施例中，网格单元的边线的形状包括2个周期循环的波长和振幅均相同的三角波。在其它实施方式中，网格单元的边线的形状还可以包括其它数目循环的波长和/或振幅相同或不同的正弦波、方波、锯齿波和三角波的一种或多种，如图4e所示的实施例中，网格单元的边线的形状包括5.5个周期循环的波长和振幅均相同的方波，又如图4f所示的实施例中，网格单元的边线的形状包括5个周期循环的波长和振幅均相同的锯齿波。

图5a为本发明一种实施例中用于收容透明导电膜导电网格的网格状凹槽的剖面结构示意图，所述网格状凹槽的底部为非平面结构，具体为V形截面，一方面其可以增大导电丝线与凹槽底壁的接触面积，增大导电丝线与凹槽底壁的粘附力，再者可以减弱导电丝线于凹槽底壁处的光线反射，降低导电丝线的可见度。

可以理解地，所述网格状凹槽的底部可以是任意使所述网格状凹槽底部不平整的形状。如图5b-5e所示，在其中一些实施例中，所述非平面结构的截面形状包括V字形和圆弧形的至少一种，例如：图5b所示的多个V字形组合形成的规则锯齿状、图5c所示的单个圆弧形、图5d所示的多个圆弧形组合形成的波浪状或图5e所示的由V字形和圆弧形组成形成的形状。进一步地，所述网格状凹槽的宽度为500nm～10μm，并且深度与宽度的比值大于1。

在本发明一实施例中，所述透明导电膜还可以包括设于所述导电层2上的透明保护层4。图6和图7为在上述两种含有嵌入式结构的导电层2的透明导电膜的导电层2上设置透明保护层4的情形，所述透明保护层4用于防止所述导电层2被氧化或被外界杂质污染，其材质具体可以为紫外光固化胶。在其它实施例中，所述透明保护层4的材质还可以为压印胶或聚碳酸酯。

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 (8)

1.一种透明导电膜，其特征在于，包括透明基底和设于所述透明基底至少一侧的导电层，所述导电层包括由导电丝线交叉连接形成的导电网格，所述导电网格包括若干闭合的网格单元，围成每一所述网格单元的导电丝线部分构成网格单元的边线，所述网格单元的至少一边线上的至少一部分的形状为波形，所述波形的振幅不大于80μm，并且波长不小于振幅的4倍；

其中，所述波形包括至少1/2个周期的正弦波、方波、锯齿波和三角波中的多种；

所述导电丝线的材质为导电金属、碳纳米管、石墨烯或导电高分子。

2.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述网格单元的至少一边线的波形在其延伸方向上包括两个以上不相同的振幅和/或波长。

3.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述网格单元两条以上的边线上的至少一部分的形状为波形，并且至少有两条边线的波形具有不相同的振幅和/或波长。

4.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，每一所述网格单元中，相邻边线的交点位于所述相邻边线的波形的平衡位置上。

5.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述透明基底至少一侧表面设有网格状凹槽，所述导电层收容于所述网格状凹槽内。

6.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，其还包括设于所述透明基底至少一侧的透明聚合物层，所述透明聚合物层远离所述透明基底的一侧表面设有网格状凹槽，所述导电层收容于所述网格状凹槽内。

7.根据权利要求5或6所述的透明导电膜，其特征在于，所述网格状凹槽的底部为非平面结构，所述非平面结构的截面形状包括V字形和圆弧形中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，其还包括设于所述导电层上的透明保护层，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。