CN106843609A

CN106843609A - 透明导电薄膜

Info

Publication number: CN106843609A
Application number: CN201611176073.1A
Authority: CN
Inventors: 候晓伟; 王培红; 杜双
Original assignee: Nanchang OFilm Display Technology Co Ltd; Shenzhen OFilm Tech Co Ltd
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-06-13

Abstract

本发明涉及一种透明导电薄膜，该透明导电薄膜具有由基材，所述基材包括第一表面和第二表面，且在所述基材的内部、第一表面和第二表面均嵌设有多个颗粒，在所述第一表面上形成有第一透明导体层，和在所述第二表面上形成有第二透明导体层，所述第一透明导体层和第二透明导体层的表面具有多个凸部。通过将在聚合物薄膜基材内部和基材的内部和表面上嵌设有多个颗粒以及在颗粒的表面上涂覆有硬涂层后既能保证基材的表面不容易受到损伤，又能解决在卷取透明导电薄膜使其为筒状时，存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生压接和褶皱的问题。

Description

透明导电薄膜

技术领域

本发明涉及导电薄膜技术领域，尤其涉及用于电容性触摸面板等的透明导电薄膜。

背景技术

目前透明导电薄膜绝大部分使用非晶型聚合薄膜形成的基材，因为非晶性聚合物薄膜和结晶性聚合物薄膜相比，双折射率较少并且均匀。因此透明导电薄膜的颜色不均匀(颜色的浓淡)可以通过使用非晶性聚合物薄膜形成的基材而消除。

然而，非晶性聚合物薄膜比结晶性聚合物薄膜更脆弱，因此表面容易受到损伤。另外，在透明导电薄膜的两面有金属层的情况下，卷取透明导电薄膜使其为筒状时，存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生压接和褶皱的问题。

发明内容

基于此，本发明旨在提供一种既能保证基材的表面不容易受到损伤，又能解决在卷取透明导电薄膜使其为筒状时，存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生压接和褶皱的问题的透明导电薄膜。

一种透明导电薄膜，其具有：基材，所述基材包括第一表面和第二表面，且在所述基材的内部、第一表面和第二表面均嵌设有多个颗粒，所述第一表面上形成有第一透明导体层，和所述第二表面上形成有第二透明导体层，所述第一透明导体层和第二透明导体层的表面具有多个凸部，所述凸部起因于所述第一表面和第二表面嵌设有多个颗粒。

在其中一个实施例中，所述颗粒通过拉膜工艺嵌入基材的内部、第一表面和第二表面，其中嵌入第一表面和第二表面的颗粒使得基材表面形成多个凸部。

在其中一个实施例中，所述颗粒为颗粒粒径为100nm～5μm。

在其中一个实施例中，所述颗粒为球状颗粒且直径为100nm～1μm。

在其中一个实施例中，所述颗粒为球状颗粒且直径为1μm～5μm。

在其中一个实施例中，所述颗粒为球状颗粒且直径为500nm～2μm。

在其中一个实施例中，在所述第一表面与第一透明导体层之间形成有第一硬涂层，和/或在所述第二表面与第二透明导体层之间形成有第二硬涂层。

在其中一个实施例中，在所述第一硬涂层与第一透明导体层之间形成有第一折射率调整层，和/或在所述第二硬涂层与第二透明导体层之间形成有第二折射率调整层。

在其中一个实施例中，在所述第一透明导体层远离所述第一折射率调整层的表面设置有第一金属层，和/或在所述第二透明导体层远离所述第二折射率调整层的表面设置有第二金属层。

在其中一个实施例中，所述基材为聚环烯烃或聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。

上述透明导电薄膜通过在聚合物薄膜基材的内部与表面上均嵌设有多个颗粒以及在颗粒的表面上涂覆有硬涂层后既能保证基材的表面不容易受到损伤，又能解决在卷取透明导电薄膜使其为筒状时，存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生压接和褶皱的问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的透明导电薄膜的截面示意图。

图2为本发明第二实施例所提供的透明导电薄膜的截面示意图。

图3为本发明第三实施例所提供的透明导电薄膜的截面示意图。

图4为本发明第四实施例所提供的透明导电薄膜的截面示意图。

具体实施方式

本发明提供的透明导电薄膜可以用于手机、平板电脑等需要电容式触控面板的显示终端。

如图1所示，本发明中第一实施例中的透明导电薄膜10具备基材11、第1透明导体层14和第2透明导电层24。所述基材11包括第一表面和第二表面，第一透明导体层14和第二透明导体层24分别设置在基材11的第一表面上(即图1中上表面)和第二表面上(即图1中的下表面)。第一透明导体层14和第二透明导体层24的厚度优选为15～100nm。

基材11由非晶性聚合物薄膜或者结晶性聚合物薄膜形成。因为基材11的材质可以为非结晶性材质或者结晶性材质，因此在实际生产过程中可以根据实际需要灵活选择，从而降低生产成本。在基材11的内部和第一表面嵌设有多个颗粒16，且颗粒16无规则的分布在基材11的内部和基材11的第一表面上，当然颗粒16也可以一定的规则例如均匀的分布在基材11的内部和基材11的第一表面上，因此所述第一表面上含有颗粒16的部分会相对于不含颗粒16的部分凸起。在基材11的第二表面也嵌设有多个颗粒26，且颗粒26无规则的分布在基材11的第二表面上，当然颗粒26也可以一定的规则例如均匀的分布在基材11的内部和基材11的第一表面上，因此所述第二表面上含有颗粒26的部分会相对于不含颗粒26的部分凸起。由于第一透明导体层14设置在基材11的第一表面上，所以第一透明导体层14的表面形状反映了基材11第一表面的形状，在有颗粒16位置处具有凸部17；由于第二透明导体层24设置在基材11的第二表面上，所以第二透明导体层24的表面形状反映了基材11第二表面的形状，在有颗粒26位置处具有凸部27。所述凸部17、27在基材11中的分布密度为50～5000个/mm²。在一些实施例中，所述颗粒16的粒径为100nm～5μm。本发明中球状颗粒可以降低工艺难度，适于批量生产，另外球状颗粒可以减少导电薄膜在卷绕成筒状时由于不定形颗粒的尖锐的轮廓刺破导电薄膜现象的出现，提高生产良率，降低成本。在本发明的一些实施例中，球状颗粒的直径为100nm～1μm，可以提高透明导电薄膜的光透过率，提高产品外观和用户体验。在另一些实施例中，球状颗粒的直径的为1μm～5μm，可以保证第一透明导体层14因为基材11含有的大颗粒而形成有凸起，可以使得透明导电层具有更好的防压接的的效果。

本发明中基材内部嵌设有颗粒的有益效果为：在基材内部嵌设有颗粒可以适当控制调整透明导电薄膜的雾度值在一个适当的范围，例如0.5～3，在保证导电薄膜可视性较佳同时，可使用户难以察觉基材的细微损伤。

本发明的透明导电薄膜10的基材11当使用双折射率小并且均匀的非晶性聚合物薄膜时，因此可解决本发明的透明导电薄膜10中的颜色不均匀的问题。由于第一透明导体层14的表面具有凸部17，第二透明导体层24的表面也具有凸部27，因此在卷绕透明导电薄膜10成筒状时，第一透明导体层14与第二导体层24成为点接触。由此可避免第一导体层14与第二导体层24产生压接。

为了避免本发明的透明导电薄膜10的损伤、压接，可利用卷对卷工艺(roll toroll process)来制造长条的透明导电薄膜10。另外，可以以长条的透明导电薄膜10卷绕成的透明导电薄膜筒的形态进行保存、运输以及加工。因此本发明的透明导电薄膜10生产效率高。

本发明第二实施例中的透明导电薄膜20如图2所示。透明导电薄膜20和第一实施例中的透明导电薄膜10基本相同，不同之处在于：透明导电薄膜20在其基材11的第一表面和第1透明导体层14之间形成有第一硬涂层12，在基材11的第二表面和第二透明导体层24之间形成有第二硬涂层22。在其他实施例中，也可以只在透明导电薄膜基材11的第一表面上形成有第一硬涂层12或者只在第二表面上形成第二硬涂层22。如此可以简化工艺，节省材料。

在本发明有的一些实施例中，第一硬涂层12、第二硬涂层22的厚度优选为100nm～2000nm，便于在保证透明导电薄膜抗损伤性能不降低的情况下，降低导电薄膜的整体厚度，为后续提供超薄电子产品或者移动终端提供条件。

透明导电薄膜20由于第一硬涂层12和/或第二硬涂层22分别覆盖在基材11的第一表面和第二表面上，因此可以防止基材11的表面受到损伤，可以提高良率，降低生产成本。

本发明第三实施例中的透明导电薄膜30如图3所示。透明导电薄膜30和第二实施例中的透明导电薄膜20基本相同，不同之处在于：透明导电薄膜30在其第一硬涂层12和第一透明导体层14之间形成有第一折射率调整层13，在其第二硬涂层22和第二透明导体层24之间形成有第二折射率调整层23。在本发明其他实施例中，也可以只在第一硬涂层12与第一透明导体层14之间形成有第一折射率调整层13或者只在第二硬涂层22和第二透明导体层24之间形成有第二折射率调整层23。如此可以简化工艺，节省材料。

在本发明的一些实施例中，第一折射率调整层13和/或第二折射率调整层23的厚度优选为100nm～2000nm，便于在保证透明导电薄膜透光率不降低的情况下，可尽可能的降低导电薄膜的整体厚度，为后续提供超薄电子产品或者移动终端提供条件。

在本发明的一些其他实施例中，第一折射率调整层13和/或第二折射率调整层23为含有有机硅类聚合物、丙烯酸酯类聚合物、芳环或萘环聚合物、氧化锆、氧化钛、氧化锑等中的一种或几种的涂层，可以根据实际生产需要选择合适的折射率调整层材料。

第一折射率调整层13可以在后工序中将第一透明导体层14图案化后，使有第一透明导体层14的部分和没有其的部分的反射率之差减少，使第一透明导体层14的图案难以辨认，提高光透过率。第二折射率调整层23的功能也相同。

本发明第四实施例中的透明导电薄膜40如图4所示。透明导电薄膜40和第三实施例中的透明导电薄膜30基本相同，不同之处在于：透明导电薄膜40在其第一透明导体层14远离第一折射率调整层13的表面形成有第一金属层15，其第二透明导体层24远离第二折射率调整层23的表面设置有第二金属层25。在本发明其他实施例中，也可以只在第一透明导体层14远离第一折射率调整层13的表面形成有第一金属层15或者只在第二透明导体层24远离第二折射率调整层23的表面设置有第二金属层25。如此可以简化工艺，节省材料。

在透明导电薄膜40中设置有第一金属层15和第二金属层25便于将本发明的透明导电性薄膜40用于触摸面板时，用于在触摸面板的非显示区域形成电极走线。如此可以避免使用与透明导体层(14或24)相同的阻抗较大的材料(常用的是氧化铟锡(ITO))来制作边框电极走线，而导致信号传输的灵敏度下降，功耗增加的问题。

在本发明的一些实施例中，第一硬涂层12、第二硬涂层22都含有粘结性树脂，且两者之一或者两者的折射率均为1.35～2.0，优选为1.35～1.65。在另外一些实施例中，所述第一折射率调整层13、第二折射率调整层23也含有粘结性树脂，且两者之一或者两只的光折射率均为1.5～2.0，优选1.55～1.85。通过设置有以上折射率的硬涂层和折射率调整层，可以提高导电薄膜10的透光率，为后续其应用到触控面板中提高视觉效果提供了条件。

本发明中的颗粒(16和26)时候是通过拉膜工艺，在树脂熔融挤出时从基材11的第一表面和第二表面加入而嵌设于所述第一表面和第二表面的。在该拉膜工艺中添加偶联剂，以增加颗粒与树脂的相溶性的。添加的偶联剂可以为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、锆酸酯偶联剂、稀土偶联剂、双金属偶联剂中的一种或几种物质组成。具体的组成比例以现有技术中便于形成本发明的透明导电性薄膜为准。

基材

基材11可以由非晶性聚合物薄膜或结晶性聚合物薄膜形成。优选由非晶性聚合物薄膜形成。由于非晶性聚合物薄膜比结晶聚合物薄膜双折射率小并且均匀，可消除本发明的透明导电薄膜中的颜色不均匀。用于本发明的非晶性聚合物薄膜的面内的双折射率优选为0～0.001，进一步优选为0～0.0005。用于本发明的非晶性聚合物薄膜的面内的双折射率的偏差优选为0.0005以下，进一步优选为0.0003以下。前述双折射率和其偏差可通过选择适宜的种类的非晶性聚合物薄膜而达成。

形成非晶性聚合物薄膜的材料没有特别的限制，优选为聚碳酸酯或聚环烯烃或聚酰亚胺。由非晶性聚合物薄膜形成的基材11的厚度例如为20μm～200μm。非晶性聚合物薄膜也可以在表面具有例如由聚氨酯或聚丙烯酸酯类等聚合物形成的薄的易粘结层(未图示)。

透明导电薄膜的基材11的第一表面、内部和第二表面均嵌设有多个颗粒16和26。该颗粒16是通过拉膜工艺嵌设于基材11的第一表面、内部和第二表面。具体为所述颗粒16、26与树脂共混熔融挤出时嵌入基材的内部、第一表面和第二表面。颗粒16和26例如由丙烯酸类聚合物、有机硅聚合物、苯乙烯聚合物、或无机二氧化硅形成。颗粒16和26的形状例如为球状。当颗粒16和26为球状时，其直径优选为100nm～5μm、进一步优选为1μm～5μm或者100nm～1μm或者500nm～2μm。当颗粒16和26不为球状时(例如为不定形)，其高度(与基材11的表面垂直的方向的尺寸)优选为100nm～5μm、进一步优选为1μm～5μm或者100nm～1μm或者500nm～2μm。颗粒16和26不为球状时(例如为不定形时)、该优选的高度为最频粒径(表示粒径分布的极大值的粒径)是优选的。

硬涂层

第一硬涂层12形成在基材11的第一表面上，第二硬涂层22形成在基材11的第二表面上。所述第一硬涂层12和第二硬涂层22均包含粘结剂树脂。该粘结剂树脂包含例如基于紫外线、电子射线的固化性树脂组合物。固化性树脂组合物优选包含丙烯酸缩水甘油酯系聚合物与丙烯酸进行加成反应而得到的聚合物。或者，固化性树脂组合物优选包含多官能丙烯酸酯聚合物(季戊四醇、二季戊四醇等)。固化性树脂组合物还包含聚合引发剂。第一硬涂层12、第二硬涂层22的厚度为100nm-2000nm。

第一硬涂层12的表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.0005μm～0.05μm，最大高度Rz优选为0.05μm～2.5μm。第二硬涂层22的表面的算术平均粗糙度Ra、以及最大高度Rz也同样。

折射率调整层

本发明的一些实施例中的透明导电薄膜，在第一硬涂层12与第一透明导体层14之间具有第一折射率调整层13(index matching layer)。另外，在第二硬涂层22与第2透明导体层24之间具有第2折射率调整层23。关于第一折射率调整层13，在后工序中将第一透明导体层14图案化后，使有第一透明导体层14的部分和没有其的部分的反射率之差减少，使第一透明导体层14的图案难以辨认。第二折射率调整层23的功能也相同。

第一折射率调整层13的折射率优选设定为在第一硬涂层12的折射率与第一透明导体层14的折射率之间的数值。形成第一折射率调整层13的材料例如为有机硅类聚合物、丙烯酸酯类聚合物、芳环或萘环聚合物、氧化锆、氧化钛、氧化锑中的一种或者几种的涂层。第一折射率调整层13的厚度为100nm～2000nm。对于第二折射率调整层23也同样。

透明导体层

在没有第一折射率调整层13时，第一透明导体层14形成在第一硬涂层12上。有第一折射率调整层13时，第一透明导体层14形成在第一折射率调整层13的表面上。第一透明导体层14由在可见光区域(380nm～780nm)中透射率高(80％以上)、且每单位面积的表面电阻值(单位：Ω/m²：ohms per square)为500Ω/m²以下的层形成。第一透明导体层14的厚度优选15nm～100nm、更优选的为15nm～50nm。第一透明导体层14例如由铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)、铟锡氧化物、或者氧化铟-氧化锌复合物的任一种形成。第二透明导体层24形成于第二折射率调整层23远离第2硬涂层23的表面上。第二透明导体层24的物性、材料与第一透明导体层14相同。没有第二折射率调整层23时，第二透明导体层24形成在第二硬涂层22的表面上。有第二折射率调整层23时，第二透明导体层24形成在第二折射率调整层23的表面上。第二透明导体层24的物性、材料与第一透明导体层14相同。

金属层

第一金属层15形成在第一透明导体层14的表面上。第一金属层15在本发明的透明导电性薄膜用于例如触摸面板时，用于在触摸输入区域的外侧形成布线。关于形成第一金属层15的材料，有代表性的是铜、银，也可使用除此以外的导电性优异的任意的金属。第一金属层15的厚度优选为50nm～500nm、更优选为100nm～300nm。第二金属层25形成在第二透明导体层24的表面上。第二金属层25的用途、材料、厚度与第一金属层15相同。

第一金属层15的表面与第一透明导体层14的表面形状类似，具有无规则分布的凸部17。凸部17的分别密度优选为100个/mm²～2000个/mm²，更优选为100个/mm²～1000/mm²。第一金属层15的表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.005μm～0.05μm，更优选为0.005μm～0.03μm。第一金属层15的表面的最大高度Rz优选为0.5μm～2.5μm、更优选为0.5μm～2.0μm。第一金属层15的表面的算术平均粗糙度Ra和最大高度Rz可通过调整颗粒16的形状、尺寸以及含量来改变。第二金属层25的表面反映第二透明导体层24的表面形状，具有无规则地分布的凸部27。第二金属层25的表面粗糙度与第一金属层15的表面粗糙度相同。

卷绕本发明的透明导电性薄膜10、20、30以及40时，第一金属层15的表面与第二金属层25的表面接触。第一金属层15的表面有无规则地分布的凸部17，第二金属层25的表面有无规则分布的凸部27。因此，第一金属层15的表面与第二金属层25的表面成为点接触。由此，可防止第一金属层15与第二金属层25的压接。

制造方法

对本发明的透明导电薄膜40的制造方法的一个例子进行说明。颗粒16、26是通过拉膜工艺嵌设在基材11的内部、第一表面上和第二表面。具体为所述颗粒16、26与树脂共混熔融挤出时嵌入基材的内部、第一表面和第二表面。然后在非晶性聚合物薄膜形成的基材11的第一表面上涂布硬涂剂。硬涂剂包含粘结剂树脂。接着在基材11的第二表面涂布包含粘结剂树脂的硬涂剂。接着对基材11的两表面的硬涂剂照射紫外线而使硬涂剂固化，形成第一硬涂层12和第二硬涂层22。接着在第一硬涂层12的表面涂布折射率调整剂、在第二硬涂层22的表面涂布折射率调整剂。接着对第一硬涂层12上的折射率调整剂和第二硬涂层22上的折射率调整剂照射紫外线而使折射率调整剂固化，形成第一折射率调整层13和第二折射率调整层23。接着利用溅射法等在第一折射率调整层13的表面依次层叠第一透明导体层14和第一金属层15。第一透明导体层14和第一金属层15可通过在溅射装置内设置透明导体层用靶材和金属层用靶材而连续地层叠。对第二折射率调整层23的表面也同样地操作，依次层叠第二透明导体层24和第二金属层25。

本发明通过将在聚合物薄膜基材的内部和表面上嵌设有多个颗粒以及在颗粒的表面上涂覆有硬涂层后既能保证基材的表面不容易受到损伤，又能解决在卷取透明导电薄膜使其为筒状时，存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生压接和褶皱的问题。另外通过设置具体层叠结构中各层的折射率，可以提高导电薄膜的透光率，以便提高其应用产品的可视效果，增强用户体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种透明导电薄膜，其具有：

基材，所述基材包括第一表面和第二表面，且在所述基材的内部、第一表面和第二表面均嵌设有多个颗粒，和

所述第一表面上形成有第一透明导体层，和

所述第二表面上形成有第二透明导体层，

所述第一透明导体层和第二透明导体层的表面具有多个凸部，所述凸部起因于所述第一表面和第二表面嵌设有多个颗粒。

2.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于，所述颗粒通过拉膜工艺嵌入基材的内部、第一表面和第二表面，其中嵌入第一表面和第二表面的颗粒使得基材表面形成多个凸部。

3.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述颗粒的粒径为100nm～5μm。

4.根据权利要求3所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述颗粒为球状颗粒且直径为100nm～1μm。

5.根据权利要求3所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述颗粒为球状颗粒且直径为1μm～5μm。

6.根据权利要求3所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述颗粒为球状颗粒且直径为500nm～2μm。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的透明导电薄膜，其特征在于，在所述第一表面与第一透明导体层之间形成有第一硬涂层，和/或在所述第二表面与第二透明导体层之间形成有第二硬涂层。

8.根据权利要求7所述的透明导电薄膜，其特征在于，在所述第一硬涂层与第一透明导体层之间形成有第一折射率调整层，和/或在所述第二硬涂层与第二透明导体层之间形成有第二折射率调整层。

9.根据权利要求8所述的透明导电薄膜，其特征在于，在所述第一透明导体层远离所述第一折射率调整层的表面设置有第一金属层，和/或在所述第二透明导体层远离所述第二折射率调整层的表面设置有第二金属层。

10.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于，所述基材为聚环烯烃或聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。