CN104750311A - 金属网格导电膜的制作方法、金属网格导电膜及触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属网格导电膜的制作方法，包括：在基材上形成金属油墨涂层；烘烤所述金属油墨涂层；将烘烤后的所述金属油墨涂层光烧结形成金属网格；清除未烧结的所述金属油墨涂层得到金属网格导电膜。本发明还公开了一种金属网格导电膜及一种触控面板。本发明的金属网格导电膜的制作方法的工艺简单、成本低廉、可制备图案化灵活的金属网格导电膜及触控面板。

Description

金属网格导电膜的制作方法、金属网格导电膜及触控面板

技术领域

本发明属于触摸屏制造技术领域，具体涉及一种触摸屏用金属网格导电膜的制作方法、该方法制作的金属网格导电膜和使用该金属网格导电膜的触控面板。

背景技术

目前，大多数电容式触控面板使用制作工艺成熟的ITO(氧化铟锡)导电膜，但ITO导电膜具有其无法克服的缺点：ITO阻值较高，不适于制作中大尺寸触控面板；ITO易碎、可挠性差，不利于制作柔性面板；较高的溅镀温度容易导致塑料薄膜受损而使工艺受到限制。

金属网格透明导电膜(Metal Mesh)具有阻值低、响应速度快、可挠性好等优点，特别适用于制作中大尺寸触控面板和柔性面板，从而使其成为ITO导电膜的极具竞争力的替代方案之一。

目前，制作金属网格透明导电膜的方法有金属膜光刻法、纳米金属油墨印刷法、发明申请CN200680025676.X公开的纳米金属油墨自组装法、发明申请CN201110058431.X公开的微纳米压印-填充法、发明申请CN200910208116.3公开的银盐乳剂显影法等。金属膜光刻法先通过溅镀工艺或金属箔贴合在透明基板上形成一层金属膜，然后通过光刻胶涂布、曝光、显影、蚀刻和剥膜等步骤获得精细的金属网格，该方法步骤繁多、金属材料浪费严重、成本较高、环境污染大；纳米金属油墨印刷法通过喷墨印刷(Inkjet Printing)、气溶胶喷印(Aerosol-Jet Printing)或凹版印刷(Gravure Printing)等方法在透明基板上印刷纳米金属油墨并烧结，这种方法最大程度地减少材料的浪费，但该方法对油墨的稳定性要求很高，获得线宽小于30微米的金属网格较困难；纳米金属油墨 自组装法原理是将纳米金属油墨涂布至基板上，利用溶液和基板之间的亲水性/疏水性相互作用而自组装形成不规则形状的金属网格，这种金属网格有利于消除摩尔纹，但图案形状的控制存在困难，如要在触摸屏上应用，则仍需对金属网格进行激光蚀刻或化学蚀刻实现图案化；微纳米压印-填充法借助压印模具在软性基板上压印出沟槽网络图案，再通过精密涂布将纳米金属油墨填充至沟槽网络中，最后固化成金属网格，该方法可改善金属网格易划伤、与基板附着力不强的问题，但将纳米金属油墨精确填充至沟槽中确保不断线并清除干净沟槽外的残余纳米金属油墨存在较大困难；银盐乳剂显影法应用卤化银盐胶片，经曝光、显影和定影形成银金属网格图案，该方法网格图案设计灵活、成本较低，但工艺仍较为复杂。

发明内容

本发明的第一个目的是为克服现有技术的上述不足，提供一种工艺简单、图案化灵活、成本低廉的金属网格导电膜的制作方法。

本发明的另一个目的是为克服现有技术的上述不足，提供一种金属网格导电膜，其制作工艺简单、图案化灵活、成本低廉。

本发明的再一个目的是提供一种触摸面板，该触摸面板使用一种制作工艺简单、图案化灵活、成本低廉的金属网格导电膜。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种金属网格导电膜的制作方法，包括：

在基材上形成金属油墨涂层；

烘烤所述金属油墨涂层；

将烘烤后的所述金属油墨涂层光烧结形成金属网格；

清除未烧结的所述金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

一种金属网格导电膜，采用上述的金属网格导电膜的制作方法制作。

以及，一种触控面板，包括上述的金属网格导电膜。

本发明的金属网格导电膜的制作方法，在烘烤去除溶剂后，通过光烧结，烧结区域形成的金属油墨涂层与基板产生焊接效应，获得显著增强的附着力，而未烧结的金属油墨涂层的附着力很差，可利用简单的清洗方法清除，实现金属油墨涂层在基板表面的图案化。

本发明的金属网格导电膜的金属油墨涂层与基板通过光烧结产生焊接效应，获得显著增强的附着力，而未烧结的金属油墨涂层的附着力很差，可利用简单的清洗方法清除，实现金属油墨涂层在基板表面的图案化。

本发明的触控面板，采用上述金属网格导电膜制作，具有低阻值、高响应速度、低成本的优点，特别适用于大屏手机、平板电脑、一体式电脑(All-in-one Personal Computer，AIO PC)等触控显示产品。

附图说明

图1是本发明的纳米铜导电油墨光烧结前后CPI薄膜基材表面的SEM分析图像，其中，(a)为原始CPI表面，(b)为纳米铜导电油墨在2.6kV烧结电压作用下的CPI表面，(c)为纳米铜导电油墨在3.2kV烧结电压作用下的CPI表面；

图2是本发明的金属网格导电膜的制作方法的流程图；

图3是本发明的具有正方形开口的金属网格导电膜示意图；

图4是本发明的具有横向网格状电极阵列的金属网格导电膜示意图；

图5是本发明的具有纵向网格状电极阵列的金属网格导电膜示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本领域公知的大块金属具有不同颜色的金属光泽，表明它们对可见光范围 各种波长的光的反射能力和吸收能力不同；而当尺寸减小到纳米级时，各种金属的纳米粒子几乎都呈黑色，它们对可见光的反射率极低，而吸收率相当高。另外，纳米粒子对各种波长光的吸收带有宽化现象。简言之，金属纳米粒子表现出宽频带强吸收的特征。根据金属纳米粒子的高光能吸收特性，利用高能量的脉冲光或激光可对金属纳米粒子进行快速低温光烧结。由于无需高温环境，可避免烧结过程中对基材的损伤，从而可以用于PET、PEN、PC等塑料基材。

本发明的发明人将纳米铜导电油墨涂布到透明聚酰亚胺(Colorless Polyimide，简称CPI)薄膜上，在烘烤去除溶剂后，进行光烧结。在不用任何粘合剂材料的情况下，意外地发现，烧成的铜膜与CPI薄膜之间的粘合性非常好。为了便于将铜膜剥离下来，对铜膜进行电镀加厚，再将铜膜剥离下来，作SEM图像分析CPI薄膜表面的变化，测试结果如图1所示。图1中，图(a)为原始CPI表面，图(b)和(c)分别为纳米铜导电油墨在2.6kV、3.2kV烧结电压作用下的CPI表面。从图1中可看出，光烧结后的CPI薄膜表面发生变化，出现了很多细小的坑洼形貌，烧结电压越高，坑洼越明显。这是由于光烧结产生的热量将铜膜底层熔合到CPI薄膜中，铜膜与CPI薄膜之间产生了焊接效应。而在光烧结前，纳米铜导电油墨对CPI薄膜的粘合力很差，很容易被溶剂清洗掉。

基于上述意外的发现，本发明实施例提供了一种金属网格导电膜的制作方法，包括如下的步骤：

步骤S10：在基材上形成金属油墨涂层。

步骤S20：烘烤该金属油墨涂层。

步骤S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

步骤S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

本发明的金属网格导电膜的制作方法，在烘烤去除溶剂后，通过光烧结，烧结区域形成的金属油墨涂层与基板产生焊接效应，获得显著增强的附着力，而未烧结的金属油墨涂层的附着力很差，可利用简单的清洗方法清除，实现金 属油墨涂层在基板表面的图案化。此外，本发明不使用任何粘结剂，通过光烧结使得烧成的金属油墨涂层与基材之间的粘合性非常好。

金属油墨涂层包括金属纳米粒子、溶剂和分散助剂。其中，金属油墨涂层中的金属纳米粒子选自粒径为1～100nm的铜、银、金、铂、钯、镍、锡和合金中的至少一种。其中，“合金”指的是铜、银、金、铂、钯、镍、锡中的至少任意两种金属组成的合金。从提高导电性的观点考虑，优选铜、银、金、铜银合金纳米粒子。从降低成本的观点考虑，优选铜、铜银合金、白铜(铜、锌、镍的合金)纳米粒子。溶剂的选用没有特殊限定，可以选自去离子水、醇类、酮类、醇醚类、醚酯类、酰胺类、烃类、芳烃类等溶剂中的至少一种。分散助剂的类型也没有特殊限定，可以选用小分子分散剂、聚合物分散剂，离子型分散剂和非离子型分散剂中的至少一种。该金属油墨涂层中还可以添加还原剂、消泡剂、流平剂等助剂。上述的还原剂、消泡剂、流平剂等选择油墨或涂料领域常用的试剂即可。

基材选自透明聚酰亚胺CPI、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚芳酯PAR、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、三乙酰基纤维素TAC、环烯烃聚合物COP或者环烯烃共聚物COC材质的塑料膜。该基材优选为透明塑料膜。从提高耐热性的观点考虑，基材优选CPI、PAR、TAC、COP和COC材质的塑料膜，特别优选CPI膜。从降低成本的观点考虑，基材优选PET、PC和PMMA材质的塑料膜。基材的厚度没有特殊限定。为减少基材在烧结过程中变形的可能性，基材厚度优选不小于50μm。为提高基材的透光率，基材厚度优选小于200μm。

在选用基材和金属油墨涂层的材质时，需要考虑基材和金属油墨涂层在热学性质上的匹配性。由于在光烧结过程中，金属油墨涂层发生熔合收缩变致密；有一部热量从金属油墨涂层转移至基材，使基材发生受热膨胀；因此，金属油墨涂层和基材发生两种相反方向的伸缩，容易造成基材发生卷曲，而使烧成的金属膜出现裂纹。针对光烧结过程中基材和金属油墨涂层之间伸缩性质的差异， 优选采用高玻璃化转变温度(Glass transition temperature，Tg)、低热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion，CTE)的塑料基材是有利的。例如，在光烧结纳米铜金属油墨时，由于使用CPI薄膜(Tg＞300℃，CTE＜15×10^-6/K)作基材比使用PET薄膜(Tg≈78℃，CTE＝15～80×10^-6/K)作基材，基材形变更小，烧成金属膜裂纹更少；因此，优选的金属油墨涂层的金属纳米粒子为铜时，基材为CPI薄膜。再例如，使用PET薄膜作基材时，由于使用纳米银金属油墨(纯银熔点为960.8℃)比使用纳米铜金属油墨(纯铜熔点为1083℃)，需要更低的烧结能量，从而使基材变形更小，烧成金属膜裂纹更少；因此，优选的基材为PET薄膜时，金属油墨涂层的金属纳米粒子为银。

步骤S10中，在基材上形成金属油墨涂层可以采用旋转涂布、狭缝式涂布、刮刀涂布、线棒涂布、喷雾涂布、辊式涂布、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、柔版印刷、移印或喷墨印刷中的一种方式。优选的，该金属油墨涂层的干膜厚度为0.5～5μm。如果金属油墨涂层的干膜厚度小于0.5μm，则制作的金属网格导电膜的阻值偏高；如果金属油墨涂层的干膜厚度大于5μm，则金属油墨涂层的底部难以烧结，无法与基材表面发生熔合焊接，制作的金属网格导电膜容易出现脱落、断线和阻值偏高的问题。优选的，该金属油墨涂层的干膜厚度的下限为0.5μm、1μm、2μm，该金属油墨涂层的干膜厚度的上限为1μm、2μm、5μm，该上限和下限可以任意组合。

步骤S20烘烤该金属油墨涂层目的是去除金属油墨涂层中的溶剂和其他易挥发组分，以免这些物质在光烧结期间急剧蒸发，将金属纳米粒子喷离基板，导致金属油墨涂层形成大量孔洞或空白区域。烘烤的方法没有特别限定，可以在真空干燥箱、热风干燥箱或红外烤箱中进行。烘烤的气氛也没有特别限定，可以在空气、氮气、氩气、二氧化碳或其他混合气体气氛中进行。烘烤该金属油墨涂层的烘烤温度为80℃～150℃。为防止基材发生弹性/塑性变化、收缩或翘曲等变化，以及防止金属纳米粒子发生氧化，烘烤优选在在低于150℃的温度进行，更优选在低于120℃的温度进行。另一方面，如果烘烤温度低于80℃， 则会使得金属油墨涂层中的溶剂和其他易挥发组分无法除尽的可能性增加，因此烘烤的温度优选在80℃以上的温度进行，更优选在90℃以上的温度进行。

在本发明一优选的实施方案中，步骤S30的光烧结采用脉冲UV光通过光掩膜版对金属油墨涂层进行曝光烧结。其中，金属网格导电膜的图案化通过光掩膜版的图案来实现。该步骤中使用的光掩膜版，可以是铬掩膜版(Chrome Mask)或菲林(Film Mask)。该脉冲UV光可以由UV闪光灯获得，优选高功率的氙灯。闪光灯烧结装置主要由氙灯、控制器和充电电容组成。在进行光烧结时，由控制器控制电容的充电电压和放电时间，激发氙灯发出高强度脉冲UV光对金属油墨涂层进行曝光烧结。曝光烧结方式可以采用接触式曝光、接近式曝光、缩小投影曝光、反射投影曝光等方式。

金属网格的线宽与光掩膜版图案的精细程度、UV光波长、脉冲光能量密度、脉冲宽度以及曝光方式等因素有关。通过控制光掩膜版的图案的精细程度可以获得相应线宽的金属网格，光掩膜版图案越精细，金属网格的线宽越小。对于UV光波长，UV光波长越小，受光学衍射的影响越小，越容易获得细小的线宽；但是，当UV波长减小时，UV光穿透光掩膜版的能力减弱；因此，UV光优选包含UVA和/或UVB波段。其中，UVA的波长为400～315nm。UVB的波长为315～280nm。在使用脉冲UV光对纳米金属油墨涂层曝光烧结过程中，热量不可避免地从曝光区域扩散到曝光区域外，会导致临近区域的纳米金属油墨涂层发生烧结，从而造成烧结区域加宽。因此，为减少热扩散的影响，选用适宜的脉冲光能量密度和脉冲宽度。脉冲光能量密度优选为10～100J/cm²。若能量密度小于10J/cm²，纳米金属油墨涂层难以烧结，若能量密度高于100J/cm²，不仅容易使烧结线宽增大，还可能造成电路的烧蚀和基材的损伤。脉冲光能量密度的上限优选为30J/cm²、50J/cm²、100J/cm²，脉冲光能量密度的下限优选为10J/cm²、30J/cm²、50J/cm²，该上限和下限可以任意组合。脉冲宽度优选为500μs～10ms。若脉冲宽度小于500μs，纳米金属油墨涂层难以烧结。若脉冲宽度大于10ms，纳米金属油墨涂层受辐照时间过长，有更多的热量扩散至曝光 区域外，容易使烧结线宽增大，同时可能损伤基材。该脉冲宽度的上限优选为2ms、10ms，该脉冲宽度的下限优选为500μs、2ms，该上限和下限可以任意组合。对于曝光烧结方式，接触式曝光所得到的图形尺寸与光掩膜版的图形尺寸基本相同；接近式曝光由于光掩膜版和纳米金属油墨涂层之间距离的增大，光学衍射效应可能导致烧结图案的加宽；缩小投影式曝光，可以使光掩膜版的图形缩小5～10倍，非常有利于获得细小线宽的导电线路。因此，实际烧结时，可以根据要实现的效果，选择合适的曝光烧结方式。

在本发明又一优选的实施方案中，步骤S30的光烧结采用脉冲激光束对金属油墨涂层以扫描的方式进行烧结。其中，金属网格导电膜的图案化通过控制脉冲激光束的扫描路径实现。发射脉冲激光束的激光源可以使用气体激光器、固体激光器、受激准分子激光器。为了减小光学衍射影响，优选波长较小的780nm掺钛蓝宝石固体激光、355nm Nd:YAG固体激光(三倍频)、266nm Nd:YAG固体激光(四倍频)和受激准分子激光。其中，受激准分子激光可以选用351nm XeF准分子激光、308nm XeCl准分子激光和248nm KrF准分子激光。波长更短的222nm KrCl准分子激光、193nm ArF准分子激光和157nm F2准分子激光容易损伤塑料基材，对光学系统要求也比较高，不推荐使用。

金属网格的线宽与激光束的焦斑大小、激光功率、扫描速度和脉冲宽度等因素有关。在使用激光进行烧结时，对于激光束的焦斑大小，激光束的焦斑越小，越容易获得细小的烧结线宽。本发明使用的激光束的焦斑直径优选为1～10μm。优选的，该激光束的焦斑直径的上限为3μm、10μm，该激光束的焦斑直径的下限为1μm、3μm，该上限和下限可以任意组合。在激光扫描纳米金属油墨涂层过程中，热量不可避免地从扫描区域扩散到扫描区域外，会导致临近区域的纳米金属油墨涂层发生烧结，从而造成烧结区域加宽。因此，为减少热扩散的影响，根据烧结线宽的需要选择适当的激光功率、扫描速度和脉冲宽度。激光功率优选为10～500mW，此功率范围的激光能使烧结线路获得足够低的电阻率，而过高功率的激光不仅容易使烧结线宽增大，还可能造成烧结电路 的烧蚀和基材的损伤。优选的，该激光束的激光功率的上限为200mW、500mW，该激光束的激光功率的下限为10mW、200mW，该上限和下限可以任意组合。在相同激光功率条件下，扫描速度越快，金属油墨涂层被激光辐照时间越短，热传导时间越短，扩散到扫描区域外的热量越少，越容易获得细小的烧结线宽；因此，激光扫描速度优选为100～1000μm/s。优选的，该激光束的激光扫描速度的上限为300μm/s、1000μm/s，该激光束的激光扫描速度的下限为100μm/s、300μm/s，该上限和下限可以任意组合。激光功率和扫描速度需要合理地选择配合应用，如果激光功率小而扫描速度偏快，则金属油墨涂层将无法烧结；反之，如果激光功率大而扫描速度偏慢，则不仅烧结线宽将增大，还可能损伤基材。在相同激光功率条件下，激光的脉冲宽度越小，扩散到扫描区域外的热量越少，更有利于获得细小的烧结线宽。具体而言，优选使用超短脉冲的纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光。本发明优选使用飞秒激光。在飞秒激光与材料作用过程中，材料的电子通过入射激光的多光子非线性吸收方式获得受激能量，扫描区域内的温度瞬间急剧上升，并远远超过材料的熔化温度值。由于受辐照持续时间只有飞秒量级，远小于材料中受激电子通过转移、转化等形式释放能量的时间(这个时间为纳米至皮秒量级)，因而从根本上避免了热扩散的影响。由于激光强度在空间上呈高斯型分布，激光经聚焦后在焦斑中心处强度最大，趋向于焦斑边缘时，强度减弱，若调节激光功率，使得焦斑中心处的强度刚好满足材料的多光子吸收阈值，则加工过程中的能量吸收和作用范围不是整个聚焦光斑所辐照的区域，而是仅限于焦斑中心位置处很小的范围内。因此飞秒激光可以突破光束衍射极限的限制，实现尺寸小于激光波长的亚微米级加工。例如，利用掺钛蓝宝石飞秒激光器烧结纳米银导电油墨，可制作出线宽小于1μm的银导电线路。

通过采用脉冲UV光通过光掩膜版对金属油墨涂层进行曝光烧结，或者采用脉冲激光束直接对金属油墨涂层以扫描的方式进行烧结，该金属油墨涂层中的金属纳米粒子吸收光能后，熔合形成连续的导体，同时与基材发生焊接，获 得良好的附着力。

烧结完成后，由于未烧结区域的金属油墨涂层无法与基材形成有效的粘接，可以采用清洗液清洗的方式清除金属油墨涂层的未烧结部分，从而在基材上留下与基材粘接力强的烧成导电线路，即金属网格。步骤S40中清洗的方法无特殊要求，可以使用淋洗、冲洗、漂洗、超声波清洗等方式。该清洗液选自去离子水、醇类、酮类、醇醚类、醚酯类或酰胺类溶剂中的至少一种。在不损坏金属网格的情况下，还可以在清洗液中添加表面活性剂，提高清洗效果。

本发明的步骤S40清除未烧结的金属油墨涂层的步骤类似于传统的蚀刻工艺，属减法工艺，但仅需一步即可完成，而且清除下来的金属材料仍然呈纳米颗粒形态而不是金属离子形态，可以方便地通过离心分离或超滤(ultrafitration)等方法回收，并且回收的金属纳米颗粒可以直接用于制备纳米金属油墨，环境污染少。

综上所述，本发明的金属导电膜的制作方法整体工艺简单，无需复杂昂贵的设备，成本低廉，如果借助卷对卷制程(Roll-to-Roll Process)可以实现金属网格透明导电膜的大面积连续制造；由于可以任意改变光掩膜版的图案或脉冲激光束的扫描路径，因而可以灵活地设计金属网格导电膜的图案，并且烧结后的金属油墨涂层和基材之间粘结力好。

本发明实施例还提供了一种金属网格导电膜。该金属网格导电膜采用上述的方法制备得到。

通过上述方法制得的金属网格的线宽小于30μm，优选小于10μm，更优选小于5μm。金属网格的开口图形没有特别限制，可以是正方形、菱形、三角形、正六边形或其他任意形状的开口中的一种或多种组合而成。“金属网格的开口图形”指的是金属网格的镂空结构。如图3所示，为本发明的具有正方形开口的金属网格导电膜示意图，该金属网格导电膜包括金属网格100和塑料基材200。该金属网格导电膜具有多个分立的通道，每一个通道构成一个网格状电极，多个通道组成网格状电极的阵列。该阵列可以是横向排布的阵列，也可 以是纵向排布的阵列。该金属网格状电极可以是任意形状的区块图案中的一种或多种组合而成，例如，正方形区块、菱形区块、三角形区块、正六边形区块，这些区块图案都具有网格结构。“区块”指的如图4或者5中所示的黑色的区块。区块中包括多个金属网格的开口图形(即镂空结构)。金属网格的开口图形和区块的图案可以任意组合，例如，金属网格的开口图形可以是正方形，由该多个金属网格的开口图形组成的区块可以是三角形。如前所述，金属网格的开口图形及区块图案通过改变光掩膜版的图案或脉冲激光束的扫描路径形成。

此外，通过调整金属网格的线宽、开口图形及开口率，可以使金属网格导电膜的阻值小于100Ω/sq，而对可见光的透光率达到80％以上，即该金属导电膜可以是透明导电膜。

优选地，本发明提供的金属网格导电膜的网格状电极的引出线采用与网格状电极相同的金属材料和相同的制作方法制作，并且与网格状电极同步制作完成。

如图4和5所示，分别为本发明的具有横向网格状电极阵列的金属网格导电膜和具有纵向网格状电极阵列的金属网格导电膜。其中，图4所示的金属网格导电膜具有x1、x2、x3、x4、x5五个分立通道，其组成5个横向网格状电极的阵列，每一个网格状电极由3个正方形区块和2个三角形区块连接而成。例如，通道x1由三角形区块x1a、三角形区块x1e及正方形区块x1b、正方形区块x1c、正方形区块x1d连接而成。该金属网格导电膜还包括5条分别连接5个横向网格状电极的引出线301。图5所示的透明导电膜具有y1、y2、y3、y4四个分立通道组成4个纵向网格状电极的阵列，每一个网格状电极由4个正方形区块和2个三角形区块连接而成。例如，通道y1由三角形区块y1a、三角形区块y1f及正方形区块y1b、正方形区块y1c、正方形区块y1d、正方形区块y1e连接而成。该金属网格导电膜还包括4条分别连接4个纵向网格状电极的引出线302。图4和5中的三角形区块、正方形区块以及这些区块之间的连接部分均具有金属网格结构。

本发明实施例还提供了一种包括上述金属网格导电膜的触控面板。本发明的触控面板的堆叠结构和检测方式没有特殊限制。触控面板的堆叠结构可以是GFF、GF或GF2结构(G是指保护玻璃，F是指本发明提供的金属网格导电膜)。检测方式可以是自电容式或互电容式。金属网格导电膜的金属网格图案可以根据触控面板的堆叠结构和检测方式作相应的设计，以便实现单点触控、多点触控及定位精度要求。

为了使本发明的技术方案更加清楚和易于理解，并使本领域技术人员能更清楚地知晓细节的实施步骤以及本发明的进步性效果，以下通过实施例进行举例说明。

实施例1

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米铜油墨涂层和CPI薄膜(透明聚酰亚胺薄膜)，通过狭缝式涂布将纳米铜油墨涂布至CPI薄膜上。纳米铜油墨涂层由铜纳米粒子(平均粒径为45nm)、分散剂(美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中，铜纳米粒子含量为20wt％左右。CPI薄膜的厚度为50μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米铜油墨的CPI薄膜转移至热风干燥箱中在100℃烘烤30分钟，除去溶剂，在CPI薄膜表面上得到一层干膜厚度为1μm左右的纳米铜油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用高功率氙灯(波长范围主要覆盖可见光、UVA和UVB波段)和石英玻璃铬版对干燥后的纳米铜油墨涂层进行接触式曝光烧结，设置能量密度为50J/cm²，脉冲宽度为2ms。曝光后，CPI薄膜表面的纳米铜油墨涂层的曝光区域形成铜网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将曝光后的CPI薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未曝光烧结区域的纳米铜油墨涂层。最终制得线宽为20μm左右的铜网格透明导电膜，表面方阻为26Ω/sq，透光率为82％。

实施例2

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米铜油墨涂层和CPI薄膜，通过旋转涂布将纳米铜油墨涂布至CPI薄膜上。纳米铜油墨涂层由铜纳米粒子(平均粒径为45nm)、分散剂 (美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中，铜纳米粒子含量为20wt％左右。CPI薄膜的厚度为50μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米铜油墨的CPI薄膜转移至热风干燥箱中在80℃烘烤30分钟，除去溶剂，在CPI薄膜表面上得到一层干膜厚度为0.5μm左右的纳米铜油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用高功率氙灯(波长范围主要覆盖可见光、UVA和UVB波段)和石英玻璃铬版对干燥后的纳米铜油墨涂层进行接触式曝光烧结，设置能量密度为30J/cm²，脉冲宽度为2ms。曝光后，CPI薄膜表面的纳米铜油墨涂层的曝光区域形成铜网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将曝光后的CPI薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未曝光烧结区域的纳米铜油墨涂层。最终制得线宽为18μm左右的铜网格透明导电膜，表面方阻为69Ω/sq，透光率为84％。

实施例3

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米银油墨涂层和PEN薄膜，通过狭缝式涂布将纳米银油墨涂布至PEN薄膜上。纳米银油墨涂层由银纳米粒子(平均粒径为20nm)、分散剂 (美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中，银纳米粒子含量为20wt％左右。PEN薄膜的厚度为188μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米银油墨的PEN薄膜转移至热风干燥箱中在80℃烘烤30分钟，除去溶剂，在PEN薄膜表面上得到一层干膜厚度为2μm左右的纳米银油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用高功率氙灯(波长范围主要覆盖可见光、UVA和UVB波段)和石英玻璃铬版对干燥后的纳米银油墨涂层进行接触式曝光烧结，设置能量密度为10J/cm²，脉冲宽度为10ms。曝光后，PEN薄膜表面的纳米银油墨涂层的曝光区域形成银网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将曝光后的PEN薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未曝光烧结区域的纳米银油墨涂层。最终制得线宽为23μm左右的银网格透明导电膜，表面方阻为31Ω/sq，透光率为80％。

通过上述步骤制作两片具有电极引出线的银网格透明导电膜，其中一片透明导电膜采用图4的图案设计，另一片采用图5的图案设计。将两片透明导电膜上下贴合，先与FPC绑定，再与盖板玻璃(Cover Glass)贴合，制得GFF堆叠结构的触控面板。

实施例4

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米铜镍合金油墨涂层和PEN薄膜，通过狭缝式涂布将纳米铜镍合金油墨涂布至PEN薄膜上。纳米铜镍合金油墨涂层由铜镍合金纳米粒子(平均粒 径为70nm)、分散剂(美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中，铜镍合金纳米粒子含量为20wt％左右。PEN薄膜的厚度为188μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米铜镍合金油墨的PEN薄膜转移至热风干燥箱中在100℃烘烤30分钟，除去溶剂，在PEN薄膜表面上得到一层干膜厚度为1μm左右的纳米铜镍合金油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用高功率氙灯(波长范围主要覆盖可见光、UVA和UVB波段)和石英玻璃铬版对干燥后的纳米铜镍合金油墨涂层进行接触式曝光烧结，设置能量密度为100J/cm²，脉冲宽度为500μs。曝光后，PEN薄膜表面的纳米铜镍合金油墨涂层的曝光区域形成铜镍合金网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将曝光后的PEN薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未曝光烧结区域的纳米铜镍合金油墨涂层。最终制得线宽为15μm左右的铜镍合金网格透明导电膜，表面方阻为97Ω/sq，透光率为86％。

通过上述步骤制作两片具有电极引出线的铜镍合金网格透明导电膜，其中一片透明导电膜采用图4的图案设计，另一片采用图5的图案设计。将两片透明导电膜上下贴合，先与FPC绑定，再与盖板玻璃(Cover Glass)贴合，制得GFF堆叠结构的触控面板。

实施例5

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米铜油墨和CPI薄膜，通过狭缝式涂布将纳米铜油墨涂布至CPI薄膜上。纳米铜油墨由铜纳米粒子(平均粒径为80nm)、分散剂 (美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇 单丁醚组成，其中铜纳米粒子含量为40wt％左右。CPI薄膜的厚度为50μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米铜油墨的CPI薄膜转移至热风干燥箱中在150℃烘烤30分钟，除去溶剂，在CPI薄膜表面上得到一层干膜厚度为5μm左右的纳米铜油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用锁模掺钛蓝宝石飞秒激光器(中心波长780nm，脉冲宽度小于120fs，重复频率100MHz，焦斑直径为3μm)直接对干燥后的纳米铜油墨涂层进行扫描。设置功率为500mW，扫描速度为300μm/s。扫描后，CPI薄膜表面的纳米铜油墨涂层被激光扫描过的区域形成铜网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将激光扫描后的CPI薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未扫描区域的纳米铜油墨涂层。最终制得线宽为5μm左右的铜网格透明导电膜，表面方阻为47Ω/sq，透光率为86％。

通过上述步骤制作两片具有电极引出线的铜网格透明导电膜，其中一片透明导电膜采用图4的图案设计，另一片采用图5的图案设计。将两片透明导电膜上下贴合，先与FPC绑定，再与盖板玻璃(Cover Glass)贴合，制得GFF堆叠结构的触控面板。

实施例6

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米银油墨和PET薄膜，通过狭缝式涂布将纳米银油墨涂布至PET薄膜上。纳米银油墨由银纳米粒子(平均粒径为50nm)、分散剂 (美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中银纳米粒子含量为20wt％左右。PET薄膜的厚度为175μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米银油墨的PET薄膜转移至热风干燥箱中在100℃烘烤30分钟， 除去溶剂，在PET薄膜表面上得到一层干膜厚度为1μm左右的纳米银油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用锁模掺钛蓝宝石飞秒激光器(中心波长780nm，脉冲宽度小于120fs，重复频率100MHz，焦斑直径为1μm)直接对干燥后的纳米银油墨涂层进行扫描。设置功率为200mW，扫描速度为1000μm/s。扫描后，PET薄膜表面的纳米银油墨涂层被激光扫描过的区域形成银网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将激光扫描后的PET薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未扫描区域的纳米银油墨涂层。最终制得线宽为0.8μm左右的银网格透明导电膜，表面方阻为95Ω/sq，透光率为90％。

通过上述步骤制作两片具有电极引出线的银网格透明导电膜，其中一片透明导电膜采用图4的图案设计，另一片采用图5的图案设计。将两片透明导电膜上下贴合，先与FPC绑定，再与盖板玻璃(Cover Glass)贴合，制得GFF堆叠结构的触控面板。

实施例7

本实施例提供的金属网格导电膜的制作方法，包括以下步骤：

S10：在基材上形成金属油墨涂层。

准备纳米铜银合金油墨和PET薄膜，通过狭缝式涂布将纳米铜银合金油墨涂布至PET薄膜上。纳米铜银合金油墨由铜银合金纳米粒子(其中银含量为72wt％，平均粒径为45nm)、分散剂(美国HUNTSMAN公司制造)、1,2-丙二醇和丙二醇单丁醚组成，其中铜银合金纳米粒子含量为20wt％左右。PET薄膜的厚度为175μm。

S20：烘烤该金属油墨涂层。

将涂布纳米铜银合金油墨的PET薄膜转移至热风干燥箱中100℃烘烤30分钟，除去溶剂，在PET薄膜表面上得到一层干膜厚度为1μm左右的纳米铜 银合金油墨涂层。

S30：将烘烤后的该金属油墨涂层光烧结形成金属网格。

利用锁模掺钛蓝宝石飞秒激光器(中心波长780nm，脉冲宽度小于120fs，重复频率100MHz，焦斑直径为10μm)直接对干燥后的纳米铜银合金油墨涂层进行扫描。设置功率为10mW，扫描速度为100μm/s。扫描后，PET薄膜表面的纳米铜银合金油墨涂层被激光扫描过的区域形成铜银合金网格导电线路。

S40：清除未烧结的该金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

将激光扫描后的PET薄膜移至盛有乙醇的容器中，进行超声波清洗，除去未扫描区域的纳米铜银合金油墨涂层。最终制得线宽为13μm左右的铜银合金网格透明导电膜，表面方阻为46Ω/sq，透光率为83％。

通过上述步骤制作两片具有电极引出线的铜银合金网格透明导电膜，其中一片透明导电膜采用图4的图案设计，另一片采用图5的图案设计。将两片透明导电膜上下贴合，先与FPC绑定，再与盖板玻璃(Cover Glass)贴合，制得GFF堆叠结构的触控面板。

综上所述，本发明提供的金属网格导电膜的制作方法整体工艺简单、成本低廉，透明导电膜的图案化灵活可控，纳米金属油墨易于回收利用。利用本发明提供的方法制作的金属网格导电膜可制作成本低廉的薄膜式触控面板，特别适用于大屏手机、平板电脑、一体式电脑等触控显示产品。另外，根据本发明制作方法制作的金属网格导电膜，还可应用于太阳能电池、LCD、OLED等领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属网格导电膜的制作方法，其特征在于，包括：

在基材上形成金属油墨涂层；

烘烤所述金属油墨涂层；

将烘烤后的所述金属油墨涂层光烧结形成金属网格；

清除未烧结的所述金属油墨涂层得到金属网格导电膜。

2.如权利要求1所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：所述将烘烤后的所述金属油墨涂层光烧结形成金属网格的步骤中，采用脉冲UV光通过光掩膜版对所述金属油墨涂层进行曝光烧结，或者，采用脉冲激光束对所述金属油墨涂层以扫描的方式进行烧结。

3.如权利要求2所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：所述UV光包含UVA和/或UVB波段；和/或，所述UV光的脉冲光能量密度为10～100J/cm²；和/或，所述UV光的脉冲宽度为500μs～10ms。

4.如权利要求2所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：所述脉冲激光束的焦斑直径为1～10μm；和/或，激光功率为10～500mW；和/或，激光扫描速度为100～1000μm/s。

5.如权利要求1～4任一项所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：所述金属油墨涂层的干膜厚度为0.5～5μm。

6.如权利要求1～4任一项所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：所述烘烤所述金属油墨涂层的烘烤温度为80℃～150℃。

7.如权利要求1～4任一项所述的金属网格导电膜的制作方法，其特征在于：

所述金属油墨涂层中的金属纳米粒子选自粒径为1～100nm的铜、银、金、铂、钯、镍、锡和合金中的至少一种，其中，所述合金是铜、银、金、铂、钯、镍、锡中的至少任意两种金属组成的合金；和/或者，

所述基材的材质选自透明聚酰亚胺CPI、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚芳酯PAR、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、三乙酰基纤维素TAC、环烯烃聚合物COP或者环烯烃共聚物COC。

8.一种金属网格导电膜，其特征在于：采用如权利要求1～7任一项所述的金属网格导电膜的制作方法制作。

9.如权利要求8所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述金属网格导电膜的金属网格的线宽小于30μm。

10.一种触控面板，其特征在于：包括如权利要求8或9所述的金属网格导电膜。