CN106683750B - 透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置 - Google Patents

透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域。其中，所述透明导电薄膜包括层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，所述透明无机绝缘层的折射率小于1.5。本发明的技术方案能够降低触控屏的反射率，降低触控电极的电阻，提高触控屏的电学效果，改善显示装置的视觉效果。

Description

透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置。
背景技术
现有技术中，一般采用氧化铟锡来制作触摸屏的触控电极，氧化铟锡具有良好的光学和电学综合性能，但是相比于金属材料，氧化铟锡的阻抗依然偏高，这样导致触控屏的电学效果有待改善。
并且由于氧化铟锡的可见光反射率比较高(约为11％)，大于玻璃基板的可见光反射率(约为4％)，这样在显示屏上贴合外挂式触控屏组成触控显示装置后，触控显示装置的反射率会比较大，视觉效果较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置，能够降低触控屏的反射率，降低触控电极的电阻，提高触控屏的电学效果，改善显示装置的视觉效果。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，其中，所述透明无机绝缘层的折射率小于1.5。
进一步地，所述透明无机绝缘层为采用二氧化硅或氟化镁；
所述金属层为铜、金或银；或所述金属层为采用铜、金或银的金属合金；
所述透明金属氧化物导电层为采用氧化铟锡或氧化铟锌。
进一步地，在所述透明导电薄膜包括依次层叠的二氧化硅层、铜层和氧化铟锡层时，所述二氧化硅层的厚度小于100nm，所述铜层的厚度为1-10nm，所述氧化铟锡层的厚度为30nm-200nm。
进一步地，所述二氧化硅层的厚度为60nm，所述铜层的厚度为5nm，所述氧化铟锡层的厚度为90nm。
本发明实施例还提供了一种基板，包括形成在衬底基板上的多个信号传输线，所述信号传输线采用如上所述的透明导电薄膜制成。
本发明实施例还提供了一种触控屏，所述触控屏的触控电极采用如上所述的透明导电薄膜制成。
进一步地，所述触控屏的触控电极架桥和/或信号传输线采用所述透明导电薄膜制成。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的触控屏。
本发明实施例还提供了一种触控屏的制作方法，包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成黑矩阵；
在所述衬底基板上形成触控电极架桥和信号传输线；
在形成有所述触控电极架桥和所述信号传输线的衬底基板上利用如上所述的透明导电薄膜形成触控电极。
进一步地，形成所述触控电极架桥和信号传输线具体为：
在所述衬底基板上利用所述透明导电薄膜形成所述触控电极架桥和/或所述信号传输线。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，透明导电薄膜由层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层组成，使得透明导电薄膜反射率较低且导电性能不弱于金属，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
附图说明
图1为本发明实施例透明导电薄膜的结构示意图；
图2为铜层的反射率以及铜层+二氧化硅层的反射率的示意图；
图3为氧化铟锡层的反射率、铜层+氧化铟锡层的反射率以及氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的反射率的示意图；
图4为氧化铟锡层的光透过率以及氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的光透过率的示意图；
图5为现有触控屏的结构示意图；
图6为本发明实施例触控屏的结构示意图。
附图标记
1 衬底基板 2 氧化铟锡层 3 铜层 4 二氧化硅层
5 黑矩阵 6 信号传输线 7 触控电极架桥 100衬底基板
101 黑矩阵 102 消影层 103T 发射电极
103R 接收电极 104 第一平坦层 105 触控信号传输线
106 第二平坦层
S1 铜层的反射率曲线 S2 铜层+二氧化硅层的反射率曲线
S3 铜层+氧化铟锡层的反射率曲线 S4 氧化铟锡层的反射率曲线
S5 氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的反射率曲线
S6 氧化铟锡层的光透过率曲线
S7 氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的光透过率曲线
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中触控屏的电学效果有待改善，并且触控显示装置的反射率比较大，视觉效果较差的问题，提供一种透明导电薄膜、基板、触控屏及其制作方法、显示装置，能够降低触控屏的反射率，降低触控电极的电阻，提高触控屏的电学效果，改善显示装置的视觉效果。
实施例一
本实施例提供一种透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，其中，所述透明无机绝缘层的折射率小于1.5。
本实施例中，透明导电薄膜由层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层组成，采用该种结构能够使得透明导电薄膜反射率较低且导电性能不弱于金属，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
具体实施例中，由于二氧化硅和氟化镁的折射率较低，因此，透明无机绝缘层可以采用二氧化硅或氟化镁；由于铜、金和银的导电性能良好，金属层可以采用铜、金或银；透明金属氧化物导电层可以采用氧化铟锡或氧化铟锌。当然，金属层还可以采用包含铜、金或银的金属合金，比如Cu/Ni合金等。
具体实施例中，透明无机绝缘层采用二氧化硅，金属层采用铜，透明金属氧化物导电层采用氧化铟锡，通过选择各层的厚度，能够实现反射率较低且导电性能不弱于铜的透明导电薄膜。具体地，如图1所示，透明导电薄膜形成在衬底基板1上，透明导电薄膜包括氧化铟锡层2、铜层3和二氧化硅层4。
具体实施例中，在透明导电薄膜包括依次层叠的二氧化硅层、铜层和氧化铟锡层时，二氧化硅层的厚度小于100nm，铜层的厚度为1-10nm，氧化铟锡层的厚度为30nm-200nm。在各层采用上述厚度参数时，能够实现反射率较低且导电性能不弱于铜的透明导电薄膜。
优选实施例中，二氧化硅层的厚度为60nm，铜层的厚度为5nm，氧化铟锡层的厚度为90nm。
当然，对于其他厚度的氧化铟锡层，可以通过调节金属层的厚度和低折射率材料的厚度来实现透明导电薄膜的低反射率。
如图2所示为铜层的反射率以及铜层+二氧化硅层的反射率的示意图，其中S1为铜层的反射率曲线，S2为铜层+二氧化硅层的反射率曲线，铜层的厚度为5nm，二氧化硅层的厚度为60nm，可以看出，铜层+二氧化硅层的组合结构的反射率小于铜层的反射率。如图3所示为氧化铟锡层的反射率、铜层+氧化铟锡层的反射率以及氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的反射率的示意图，其中，S3为铜层+氧化铟锡层的反射率曲线，S4为氧化铟锡层的反射率曲线，S5为氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的反射率曲线，铜层的厚度为5nm，二氧化硅层的厚度为60nm，氧化铟锡层的厚度为90nm，可以看出氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层组成的透明导电薄膜的反射率比较低(对可见光波段的反射率约为3％)。
综上，本实施例的透明导电薄膜反射率较低，并且导电性能不弱于铜，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，能够降低触控电极的电阻率，降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
如图4所示为氧化铟锡层的光透过率以及氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的光透过率的示意图，其中S6为氧化铟锡层的光透过率曲线，S7为氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层的光透过率曲线，铜层的厚度为5nm，二氧化硅层的厚度为60nm，氧化铟锡层的厚度为90nm，可以看出，本实施例的由氧化铟锡层+铜层+二氧化硅层组成的透明导电薄膜具有较高的光透过率，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，不会影响触控屏的透过率。
在制作本实施例的透明导电薄膜时，可以首先提供一载体基板，在该载体基板上依次沉积透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，得到形成在载体基板上的透明导电薄膜结构。比如在利用该透明导电薄膜制作基板的信号传输线时，可以在待形成信号传输线的基板上依次沉积透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，得到形成在基板上的透明导电薄膜结构，之后对该透明导电薄膜结构进行构图形成基板的信号传输线；在利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极时，可以在触控屏的衬底基板上依次沉积透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，得到形成在触控屏的衬底基板上的透明导电薄膜结构，之后对该透明导电薄膜结构进行构图形成触控屏的触控电极。
实施例二
本实施例提供了一种基板，包括形成在衬底基板上的多个信号传输线，所述信号传输线采用如上所述的透明导电薄膜制成。
本实施例中，基板的信号传输线为采用透明导电薄膜制成，透明导电薄膜由层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层组成，使得透明导电薄膜反射率较低且导电性能不弱于金属，利用该透明导电薄膜制作信号传输线，既能满足电阻率要求，又因其具有透明性，可以省去设置遮挡信号传输线的黑矩阵。
实施例三
本实施例提供了一种触控屏，所述触控屏的触控电极采用如上所述的透明导电薄膜制成。
本实施例中，透明导电薄膜由层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层组成，使得透明导电薄膜反射率较低且导电性能不弱于金属，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
进一步地，触控屏的触控电极架桥和/或信号传输线也可以采用透明导电薄膜制成，利用该透明导电薄膜制作信号传输线，既能满足电阻率要求，又因其具有透明性，可以省去设置遮挡信号传输线的黑矩阵；利用该透明导电薄膜制作触控电极架桥，既不会影响透过率，又能降低触控电极架桥的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
实施例四
本实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的触控屏。所述显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
实施例五
本实施例提供了一种触控屏的制作方法，包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成黑矩阵；
在所述衬底基板上形成触控电极架桥和信号传输线；
在形成有所述触控电极架桥和所述信号传输线的衬底基板上利用如上所述的透明导电薄膜形成触控电极。
本实施例中，透明导电薄膜由层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层组成，使得透明导电薄膜反射率较低且导电性能不弱于金属，利用该透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
进一步地，触控屏的触控电极架桥和/或信号传输线也可以采用透明导电薄膜制成，利用该透明导电薄膜制作信号传输线，既能满足电阻率要求，又因其具有透明性，可以省去设置遮挡信号传输线的黑矩阵；利用该透明导电薄膜制作触控电极架桥，既不会影响透过率，又能降低触控电极架桥的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
具体地，形成所述触控电极架桥和信号传输线具体为：
在所述衬底基板上利用所述透明导电薄膜形成所述触控电极架桥和/或所述信号传输线。
实施例六
现有OGS(One Glass Solution，触控玻璃与保护玻璃集成)触摸屏通常通过5次构图工艺来制作触控基板，如图5所示，触控基板的制作方法具体包括以下步骤：
步骤1：提供一衬底基板100，衬底基板100可以采用玻璃或者石英，在衬底基板100上涂覆一层BM(Black Matrix，黑矩阵)材料，通过一次构图工艺形成黑矩阵101的图形，黑矩阵101主要是为了遮挡触控屏边缘密集的金属走线，以免金属反光被观察到；
步骤2：在经过步骤1的衬底基板100上形成消影层102，消影层102是用于消除或减少金属跳线处、触控电极以及衬底基板100的反射率差异，减少跳线被观察到的几率；
步骤3：在经过步骤2的衬底基板100上沉积一层透明导电层，通过一次构图工艺形成触控电极，触控电极包括发射电极103T以及接收电极103R，发射电极103T以及接收电极103R用于触摸感应；
步骤4：在经过步骤3的衬底基板100上涂覆一层有机材料，通过一次构图工艺形成第一平坦层104；
步骤5：在经过步骤4的衬底基板100上沉积一层金属层，通过一次构图工艺形成连接发射电极103T和作为边缘走线的触控信号传输线105；
步骤6：在经过步骤5的衬底基板100上涂覆一层有机材料，通过一次构图工艺形成第二平坦层106。
经过上述步骤1-6即可制作得到如图5所示的触控基板。现有技术一般采用氧化铟锡来制作触摸屏的触控电极，氧化铟锡具有良好的光学和电学综合性能，但是相比于金属材料，氧化铟锡的阻抗依然偏高，这样导致触控屏的电学效果有待改善；并且由于氧化铟锡的可见光反射率比较高，大于玻璃基板的可见光反射率，这样在显示屏上贴合外挂式触控屏组成触控显示装置后，触控显示装置的反射率会比较大，视觉效果较差，还需要设置消影层来消除触控电极与衬底基板的反射率差异，增加了制备工艺的复杂性。
为了解决上述问题，本实施例使用透明导电薄膜制作触控屏的触控电极，既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
本实施例中，透明导电薄膜包括依次层叠的二氧化硅层、铜层和氧化铟锡层，二氧化硅层的厚度小于100nm，铜层的厚度为1-10nm，氧化铟锡层的厚度为30nm-200nm。
如图6所示，本实施例的触控屏的制作方法包括以下步骤：
步骤1：提供一衬底基板1，衬底基板1可以采用玻璃或者石英，在衬底基板1上形成黑矩阵5；
具体地，在衬底基板1上涂覆一层BM(Black Matrix，黑矩阵)材料，通过一次构图工艺形成黑矩阵5的图形；
步骤2：在经过步骤1的衬底基板1上形成信号传输线6和触控电极架桥7；
具体地，可以采用金属形成信号传输线6和触控电极架桥7。
步骤3：在经过步骤2的衬底基板1上沉积一层氧化铟锡层2，氧化铟锡层2的厚度优选为90nm，对氧化铟锡层2进行构图形成氧化铟锡层2的图形；
步骤4：在经过步骤3的衬底基板1上沉积一层铜层3，铜层3的厚度优选为5nm，对铜层3进行构图形成铜层3的图形，铜层3的图形与氧化铟锡层2的图形一致；
步骤5：在经过步骤4的衬底基板1上沉积一层二氧化硅层4，二氧化硅层4的厚度优选为60nm，二氧化硅层4可以覆盖整个衬底基板1，这样二氧化硅层4还能起到平坦层的作用。
经过上述步骤1-5即可制作得到本实施例的触控屏，本实施例中由氧化铟锡层2的图形、铜层3的图形和二氧化硅层共同组成本实施例的触控电极，铜层和二氧化硅层既不会影响透过率，又能降低触控电极的电阻率，提高触控屏的电学效果，并且还能够降低触控屏的反射率，进而改善采用触控屏的显示装置的视觉效果。
进一步地，本实施例的触控屏的信号传输线6和触控电极架桥7也可以采用氧化铟锡层、铜层和二氧化硅层的复合结构形成，这样信号传输线6就不必利用黑矩阵来遮挡，还可以省去黑矩阵的设置，实现触控屏的无边框。具体地，可以采用铜层和氧化铟锡层来制作信号传输线和触控电极架桥的初始图形，之后再在整个衬底基板上沉积一层二氧化硅层，由信号传输线和触控电极架桥的初始图形和二氧化硅层共同组成信号传输线和触控电极架桥，就可以实现透明导电且反射率低的信号传输线和触控电极架桥。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电薄膜包括层叠设置的透明无机绝缘层、金属层和透明金属氧化物导电层，其中，所述透明无机绝缘层的折射率小于1.5；
所述透明导电薄膜包括依次层叠的二氧化硅层、铜层和氧化铟锡层，所述二氧化硅层的厚度小于100nm，所述铜层的厚度为1-10nm，所述氧化铟锡层的厚度为30nm-200nm。
2.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于，所述二氧化硅层的厚度为60nm，所述铜层的厚度为5nm，所述氧化铟锡层的厚度为90nm。
3.一种基板，包括形成在衬底基板上的多个信号传输线，其特征在于，所述信号传输线采用如权利要求1或2所述的透明导电薄膜制成。
4.一种触控屏，其特征在于，所述触控屏的触控电极采用如权利要求1或2所述的透明导电薄膜制成。
5.根据权利要求4所述的触控屏，其特征在于，所述触控屏的触控电极架桥和/或信号传输线采用所述透明导电薄膜制成。
6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的触控屏。
7.一种触控屏的制作方法，其特征在于，包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成黑矩阵；
在所述衬底基板上形成触控电极架桥和信号传输线；
在形成有所述触控电极架桥和所述信号传输线的衬底基板上利用如权利要求1或2所述的透明导电薄膜形成触控电极。
8.根据权利要求7所述的触控屏的制作方法，其特征在于，形成所述触控电极架桥和信号传输线具体为：
在所述衬底基板上利用所述透明导电薄膜形成所述触控电极架桥和/或所述信号传输线。
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