CN104951167B - 透明导电膜与包含其的电容式触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种透明导电膜与包含其的电容式触摸屏。该透明导电膜包括：第一硬化层、透明基材层、第二硬化层与非结晶ITO层。其中，透明基材层设置于第一硬化层的表面上；第二硬化层设置于透明基材层的远离第一硬化层的表面上；非结晶ITO层，设置于第二硬化层的远离透明基材层的表面上。该透明导电膜具有低立体纹，低阻抗且低成本的特点，并且其制备工艺较简单。

Description

透明导电膜与包含其的电容式触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，具体而言，涉及一种透明导电膜与包含其的电容式触摸屏。

背景技术

现有的电容式触摸屏用透明导电膜在蚀刻及热处理之后，会出现立体纹，无法满足部分高端客户的需求。

立体纹产生原因主要是因为：(1)ITO层(氧化铟锡层)的蚀刻部分与非蚀刻部分产生了光学特性差别(包括可视光范围内的透过和反射特性，简称为色差)，从而产生立体纹路；(2)在后期的热处理工艺中，因各层的热收缩率的不同会出现涂层间应力不匹配现象，这是因为ITO层和透明基材层及硬化层之间的组成差异比较大，相互之间存在的应力较大，尤其是ITO层由加热前的非结晶态变为加热后的结晶态，会导致ITO层与透明基材层及硬化层之间的应力增大，进而造成蚀刻部分和透明基材层及硬化层之间的应力与非蚀刻部分与有机层之间的应力差别会进一步增大，从而导致立体纹的加重。

现有专利及文献主要使用热收缩率较小的硬化层与透明基材层形成透明导电膜，进一步作为电容式触摸屏的制作材料，但是，在ITO层蚀刻后，透明导电膜仍然会产生立体纹，使得电容式触摸屏不足以满足客户的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种透明导电膜与包含其电容式触摸屏，以解决现有技术中的透明导电膜与电容式触摸屏的立体纹明显的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种透明导电膜，该透明导电膜包括：第一硬化层、透明基材层、第二硬化层与非结晶ITO层。其中，透明基材层设置于第一硬化层的表面上；第二硬化层设置于透明基材层的远离第一硬化层的表面上；非结晶ITO层设置于第二硬化层50的远离透明基材层30的表面上。

进一步地，上述非结晶ITO层中Sn的重量含量为7％～30％，优选为8％～20％，更优选为15％。

进一步地，上述非结晶ITO层的厚度在10～100nm之间，优选在15～40nm之间。

进一步地，上述第二硬化层的折射率在1.59～1.80之间。

进一步地，上述第二硬化层的铅笔硬度在3B～4H之间，优选在B～3H之间。

进一步地，上述第二硬化层的厚度在0.3～10μm之间，优选在0.5～3.0μm之间。

进一步地，上述第一硬化层的厚度比上述第二硬化层的厚度大0.1～0.5μm。

进一步地，上述第一硬化层的铅笔硬度在3B～4H之间，优选在B～3H之间。

进一步地，上述透明基材层的全光透过率大于85％，优选上述透明基材层的厚度在10～500μm之间，进一步优选上述透明基材层的厚度在20～200μm之间。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电容式触摸屏，包含透明导电膜，该透明导电膜为上述任一项的透明导电膜。

应用本发明的技术方案，透明导电膜通过采用非结晶ITO层代替现有技术中的结晶ITO层，非结晶ITO层在后期的热处理过程后，不会由非结晶态变为结晶态，而是保持非结晶态，使得非结晶ITO层的收缩率保持不变，进而使得蚀刻及加热前后各层之间的应力差异大大减小，缓解了透明导电薄膜的立体纹严重的问题，得到低立体纹的电容式触摸屏用透明导电薄膜；并且，非结晶ITO层的阻抗较低，使其满足现有技术中触摸屏设备大型化的需求，扩展了其在大型化触控产品市场中的应用；另外，该透明导电膜的制作工艺较简单，降低了透明导电膜的生产成品。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的本申请一种典型实施方式提供的透明导电膜的剖面结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本申请的一种典型的实施方式提供了一种透明导电膜，如图1所示，该透明导电膜包括：第一硬化层10、透明基材层30、第二硬化层50与非结晶ITO层70。其中，透明基材层30设置于第一硬化层10的表面上；第二硬化层50设置于透明基材层30的远离第一硬化层10的表面上；非结晶ITO层70设置于第二硬化层50的远离透明基材层30的表面上。

结晶ITO是指在热处理过程中会由非结晶态变为结晶态的一种ITO；本发明的非结晶ITO是指在热处理过程后不会由非结晶态变为结晶态的一种ITO。

上述的透明导电膜通过采用非结晶ITO层70代替现有技术中的结晶ITO层，非结晶ITO层70在后期的热处理过程后，不会由非结晶态变为结晶态，而是保持非结晶态，使得非结晶ITO层70的收缩率保持不变，进而使得蚀刻及加热前后各层之间的应力差异大大减小，缓解了透明导电薄膜的立体纹严重的问题，得到低立体纹的电容式触摸屏用的透明导电薄膜；并且，非结晶ITO层70的阻抗较低，满足现有技术中触摸屏设备大型化的需求，扩展了其在大型化触控产品市场中的应用；另外，该透明导电膜的制作工艺较简单，降低了透明导电膜的生产成品。

为了使透明导电膜具有更好的低立体纹，本申请优选上述非结晶ITO层70中Sn的重量含量为7％～30％。当非结晶ITO层70中的Sn的重量含量大于7％时，能够进一步保证ITO不会结晶，从而使透明导电膜达到很好的低立体纹效果；当非结晶ITO层70中的Sn的重量含量低于30％时，非结晶ITO层70的阻抗较小，且其透光度较高，进一步提高了透明导电膜的光学特性。为了进一步保证透明导电薄膜的低立体纹效果与光学特性，本申请进一步优选非结晶ITO层70中Sn的重量含量为8％～20％，更优选非结晶ITO层70中Sn的重量含量为15％。

本申请的另一种优选的实施例中，上述非结晶ITO层70的厚度在10～100nm之间，当非结晶ITO层70的厚度大于10nm时，非结晶ITO层70的阻抗较小，可以达到透明导电膜对阻抗的要求；当非结晶ITO层70的厚度小于100nm时，同样会使透明导电膜的阻抗较小，并且使得透明导电膜的外观较好。为了进一步获得阻抗较低且外观较好透明导电膜，本申请进一步优选上述非结晶ITO层70的厚度在15～40nm。

为了减小刻蚀后刻蚀部分与非刻蚀部分之间产生的光学特性差别(包括可视光范围内的透过和反射特性)，进一步改善透明导电膜的立体纹现象，得到更低立体纹的透明导电膜，本申请优选上述第二硬化层50的折射率在1.59～1.80之间。第二硬化层50的折射率在此范围内，能够更进一步地减少色差，并且折射率在此范围内的材料很容易获取，进一步优选第二硬化层50的折射率在1.59～1.75之间。

本申请的又一种优选的实施例中，上述第二硬化层50的铅笔硬度在3B～4H之间，当第二硬化层50的硬度大于3B时，其硬度较高，能够起到更好的保护作用；当其硬度小于4H时，其自身收卷较容易、制作成本较低。为了进一步保证第二硬化层50的保护性能与维持较低的生产成本，进一步优选第二硬化层50的铅笔硬度在在B～3H之间。

为了进一步保证第二硬化层50对透明导电膜的保护性能，同时考虑到生产成本，优选第二硬化层50的厚度在0.3～10μm之间，当该层的厚度大于0.3μm时，其能够起到较好的保护透明导电膜其它层的作用；而当其厚度小于10μm时，进一步降低了其生产成本。为了进一步保证第二硬化层50能起到良好的保护作用，同时，进一步保证其具有较低的生产成本，本申请优选第二硬化层50的厚度在0.5～3.0μm之间。

本申请的又一种优选的实施例中，第一硬化层10的厚度比第二硬化层50的厚度大0.1～0.5μm，透明导电膜后续的加热工艺，会导致透明导电膜各层的应力变大，利用第一硬化层10比第二硬化层50的厚度大出来的部分可以平衡透明基材层30的上下两面的应力，防止透明导电膜翘曲，进一步改善立体纹的效果。为了进一步改善立体纹的效果，进一步优选第一硬化层10的厚度比第二硬化层50的厚度大0.3～0.5μm。

同样，为了进一步保证第一硬化层10能够对透明导电膜中其它层起到保护作用，同时保证其生产成本较低，本申请优选上述第一硬化层10的铅笔硬度在3B～4H之间，进一步优选在B～3H之间。

本申请的又一种优选的实施例中，上述透明基材层30的全光透过率大于85％，透过率大于85％，能够更好地满足客户的要求。本申请中的透明基材层30是指各生产厂家所生产的透明塑料薄层，一般为包括PET层，TAC层，PC层，PE层或PP层，但不仅仅只局限于这些透明基材层30。

为了进一步确保透明基材层30的工艺可实现性，同时考虑到透明基材层30的收卷性能，本申请优选上述透明基材层30的厚度在10～500μm之间，透明基材层30的厚度控制在此范围内，进一步降低了制备工艺的难度，降低了生产成本，并且使得透明基材层30的收卷较容易。在进一步考虑了现有生产状况和生产成本后，进一步优选上述透明基材层30的厚度在20～200μm之间。

本申请的另一种优选的实施例中，上述透明基材层30的机械运行方向(MachineDirection，MD，也称机械拉伸方向)的收缩率大于0小于等于0.5％，垂直于机械运行方向(Transverse Direction，TD，也称垂直于机械拉伸方向)的收缩率大于0小于等于0.1％。当透明基材层30的机械运行方向的收缩率与垂直于机械运行方向的收缩率控制在上述范围内，其热收缩率较低，可以进一步改善透明导电膜的立体纹。为了使透明导电膜的低立体纹效果更好，还可以对透明基材层30的与第一硬化层10作耐热处理。

本申请的又一种优选的实施例中，提供了一种电容式触摸屏，该电容式触摸屏包含透明导电膜，该透明导电膜为上述的透明导电膜。

该电容式触摸屏中的透明导电膜具有低立体纹，能够满足客户的要求，同时由于该电容式触摸屏中的透明导电膜的阻抗较低，使得电容式触摸屏可以实现大尺寸化，进而满足现有技术中触摸屏设备大型化的需求；另外，该电容式触摸屏的透明导电膜的生产工艺较简单，使得电容式触摸屏的生产成本也较低。

为了让本领域技术人员更加清楚了解本申请的技术方案，以下将结合实施例与对比例进行说明。

实施例1

在透明基材层30的表面上涂布选自日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，经干燥，固化制成第一硬化层10。然后利用同样的方式，在透明基材层30的远离上述第一硬化层10的表面涂布选自日本DIC公司的型号为PC13-1082的硬化液，制成第二硬化层50。

利用磁控溅射工艺，在第二硬化层50的远离上述透明基材层30的表面上镀膜，得到非结晶性ITO层，形成图1所示的透明导电膜。

采用油墨网印蚀刻法对透明导电膜的非结晶ITO层70进行刻蚀，然后，对其进行烘烤，烘烤温度为150℃，时间为60min。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例2

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661的硬化液与FZ001的混合硬化液。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例3

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6666的硬化液。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例4

采用与实施例1相同的方法制备透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，其中，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例5

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例6

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例7

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例8

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，其中，透明基材层30为帝人杜邦公司型号为KEL86W的PET层；涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液；涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661的硬化液。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例9

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1；涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例10

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，其中，透明基材层30为帝人杜邦公司型号为KEL86W的PET层；涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例11

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，其中，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例12

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例13

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本DIC公司的型号为PC13-1082的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例14

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例15

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

实施例16

采用与实施例1相同的方法制备图1所示的透明导电膜，制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，涂布第一硬化层10的硬化液为日本DIC公司的型号为PC13-1082的硬化液，涂布第二硬化层50的硬化液为日本JSR公司的型号为KZ6661与KZ6666混合的硬化液，形成图1所示的透明导电膜。透明导电膜的具体结构参数见表1。

对比例1

在日本东丽公司型号为U483的PET层的表面上，涂布日本DIC公司的型号为PC13-1082的硬化液，经干燥固化，制成第一硬化层。然后，利用同样的方式，在此基材的远离上述第一硬化层的表面上涂布制成第二硬化层。

利用磁控溅射工艺，在第二硬化层的远离透明基材层的表面上镀膜，依次形成膜高折射率层、低折射率层与结晶ITO层。

采用油墨网印蚀刻法对上述的透明导电膜的结晶ITO层进行刻蚀，然后进行烘烤，烘烤温度为150℃，时间为60min。制备得到的透明导电膜的结构参数见表1，

对比例2

在帝人杜邦公司的型号为KEL86W(厚度为125μm)的PET透明基材层的表面上，涂布日本荒川化学公司的型号为FZ001的硬化液，经干燥固化后，制成第一硬化层。然后，利用同样的方式，在透明基材层30的远离第一硬化层的表面上涂布硬化液，形成第二硬化层。

利用磁控溅射工艺，在第二硬化层的远离透明基材层的表面上镀膜，依次形成膜高折射率层、低折射率层与结晶ITO层。

采用油墨网印蚀刻法对上述的透明导电膜的结晶ITO层进行刻蚀，然后进行烘烤，烘烤温度为150℃，时间为60min。制备得到的透明导电膜的结构参数见表1。

表1

将所有实施例与对比例的透明导电膜用LG化学公司的50μm的OCA胶层与大猩猩强化玻璃贴合在一起，非结晶ITO层与大猩猩强化玻璃接触，目视进行透明导电膜立体纹的判断，采用四探针法对其阻抗进行测试。具体测试结果见表2，其中，立体纹的效果按照A、B、C的顺序逐渐变好。

表2

根据表2可知：当非结晶ITO层中Sn的重量含量为7％～30％，，优选在8％～20％之间，更优选为15％，其厚度在10～100nm之间；第二硬化层的折射率在1.59～1.80之间，其铅笔硬度在3B～4H之间，其厚度在0.3～10μm之间；第一硬化层的厚度比第二硬化层的厚度大0.1～0.5μm，第一硬化层的铅笔硬度在3B～4H之间；透明基材层的全光透过率大于85％，其厚度在10～500μm之间时，透明导电膜的阻抗较小，其低立体纹效果也较好，并且其制作过程仅需要3道工艺，工艺简单，生产成本较低。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请中的透明导电膜通过采用非结晶ITO层代替现有技术中的结晶ITO层，非结晶ITO层在后期的热处理过程后，不会由非结晶态变为结晶态，而是保持非结晶态，使得非结晶ITO层的收缩率保持不变，进而使得蚀刻及加热前后各层之间的应力差异大大减小，缓解了透明导电薄膜的立体纹严重的问题，得到低立体纹的电容式触摸屏用透明导电薄膜；并且，非结晶ITO层的阻抗较低，使其满足现有技术中触摸屏设备大型化的需求，扩展了其在大型化触控产品市场中的应用；另外，该透明导电膜的制作工艺较简单，降低了透明导电膜的生产成品。

本申请中的电容式触摸屏中的立体纹不明显，能够满足客户的要求，同时由于该电容式触摸屏中的透明导电膜的阻抗较低，使得电容式触摸屏可以实现大尺寸化，进而满足现有技术中触摸屏设备大型化的需求；另外，该电容式触摸屏的透明导电膜的生产工艺较简单，使得电容式触摸屏的生产成本也较低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括：

第一硬化层(10)；

透明基材层(30)，设置于所述第一硬化层(10)的表面上；

第二硬化层(50)，设置于所述透明基材层(30)的远离所述第一硬化层(10)的表面上；以及

非结晶ITO层(70)，设置于所述第二硬化层(50)的远离所述透明基材层(30)的表面上，所述非结晶ITO层(70)由非结晶ITO形成，所述非结晶ITO是指在热处理过程后不会由非结晶态变为结晶态的一种ITO。

2.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述非结晶ITO层(70)中Sn的重量含量为7％～30％。

3.根据权利要求2所述的透明导电膜，其特征在于，所述非结晶ITO层(70)中Sn的重量含量为8％～20％。

4.根据权利要求2所述的透明导电膜，其特征在于，所述非结晶ITO层(70)中Sn的重量含量为15％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述非结晶ITO层(70)的厚度在10～100nm之间。

6.根据权利要求5所述的透明导电膜，其特征在于，所述非结晶ITO层(70)的厚度在15～40nm之间。

7.根据权利要求5所述的透明导电膜，其特征在于，所述第二硬化层(50)的折射率在1.59～1.80之间。

8.根据权利要求1或7所述的透明导电膜，其特征在于，所述第二硬化层(50)的铅笔硬度在3B～4H之间。

9.根据权利要求8所述的透明导电膜，其特征在于，所述第二硬化层(50)的铅笔硬度在B～3H之间。

10.根据权利要求8所述的透明导电膜，其特征在于，所述第二硬化层(50)的厚度在0.3～10μm之间。

11.根据权利要求10所述的透明导电膜，其特征在于，所述第二硬化层(50)的厚度在0.5～3.0μm之间。

12.根据权利要求1、10或11所述的透明导电膜，其特征在于，所述第一硬化层(10)的厚度比所述第二硬化层(50)的厚度大0.1～0.5μm。

13.根据权利要求12所述的透明导电膜，其特征在于，所述第一硬化层(10)的铅笔硬度在3B～4H之间。

14.根据权利要求13所述的透明导电膜，其特征在于，所述第一硬化层(10)的铅笔硬度在B～3H之间。

15.根据权利要求1、13或14所述的透明导电膜，其特征在于，所述透明基材层(30)的全光透过率大于85％。

16.根据权利要求15所述的透明导电膜，其特征在于，所述透明基材层(30)的厚度在10～500μm之间。

17.根据权利要求15所述的透明导电膜，其特征在于，所述透明基材层(30)的厚度在20～200μm之间。

18.一种电容式触摸屏，包含透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜为权利要求1至17中任一项所述的透明导电膜。