CN107170509A - 柔性导电膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性导电膜及其制备方法。一种柔性导电膜包括依次层叠的柔性基材、折射复合层及ITO导电层；其中，折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成；柔性基材的材料选自PET、COP、COC、PC和TAC中的至少一种；IM层包括有机树脂涂层及高折射率粒子，厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm；高折射率层的材料选自Nb2O5、TiO2和Si3N4中的至少一种，厚度为3.5nm～24nm；低折射率层的材料选自SiO2和SiOxNy中的至少一种，厚度为7nm～38nm；及ITO导电层经过老化处理后的方块电阻为45Ω～150Ω。上述柔性导电膜对IM层、高折射率层及低折射率层的材料及厚度进行限定，使得ITO导电层经过老化处理后的方块电阻为45Ω～150Ω时，柔性导电膜仍具有较好的消影效果。

Description

柔性导电膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及柔性导电材料制备技术领域，特别是涉及柔性导电膜及其制备方法。
背景技术
氧化铟锡(ITO)薄膜作为最常用的透明导电薄膜，在透明显示领域有着广泛的应用。市场上常规柔性导电膜中ITO导电层的方块电阻为150±20欧，为消除蚀刻后的ITO电极影子，往往先在柔性基材上涂布高折射率的有机IM层，然后通过沉积SiO2等低折射率光学匹配层，最后沉积ITO导电层，从而缩小ITO区与ITO蚀刻区的色差，并最终实现消影。然而随着触摸屏行业的发展，产品的尺寸越来越大，人们对触控灵敏度有了更高的要求，这就要求ITO导电层具有更低的方块电阻，而目前柔性ITO导电膜仅适用于常规的150±20欧方阻的ITO导电层，对于更低方块电阻的ITO导电层，则难以达到较好的消影效果。
发明内容
基于此，有必要针对柔性导电膜中ITO导电膜方块电阻较低时消影效果不佳的问题，提供一种柔性导电膜及其制备方法。
一种柔性导电膜，包括依次层叠的柔性基材、折射复合层及ITO导电层；
其中，所述折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成；
所述IM层的折射率为1.62～1.7；所述IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm；
所述高折射率层的折射率为1.9～2.6；所述高折射率层的厚度为3.5nm～24nm；
所述低折射率层的折射率为1.46～1.57；所述低折射率层的厚度为7nm～38nm。
在其中一个实施方式中，所述IM层包括有机树脂及分散在所述有机树脂中的高折射率粒子。
在其中一个实施方式中，所述有机树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种；所述高折射率粒子选自Nb2O5、TiO2和ZrO2中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述高折射率层的材料选自Nb2O5、TiO2和Si3N4中的至少一种；
及/或，所述低折射率层的材料选自SiO2和SiOxNy中的至少一种，其中，X的取值为1.7～2，Y的取值为0～0.2。
在其中一个实施方式中，所述柔性基材的材料选自PET、COP、COC、PC和TAC中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述柔性基材的厚度为50μm～125μm。
在其中一个实施方式中，所述ITO导电层的厚度为20nm～63nm。
在其中一个实施方式中，还包括硬化防刮层，所述硬化防刮层层叠于所述柔性基材远离所述折射复合层的一面。
在其中一个实施方式中，所述硬化防刮层的材料选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种；所述硬化防刮层的厚度为1μm～3μm。
上述的柔性导电膜的制备方法，包括以下步骤：
在柔性基材上涂布IM层；及
在所述IM层上依次形成高折射率层、低折射率层及ITO导电层；
其中，所述IM层的折射率为1.62～1.7；所述IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm；
所述高折射率层的折射率为1.9～2.6；所述高折射率层的厚度为3.5nm～24nm；
所述低折射率层的折射率为1.46～1.57；所述低折射率层的厚度为7nm～38nm。
上述柔性导电膜通过在柔性基材上依次层叠折射复合层和ITO层，其中折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成。且对IM层、高折射率层及低折射率层的材料及厚度进行限定，使得上述柔性导电膜的适用性更广，对于方块电阻为45Ω～150Ω的ITO导电层仍具有较好的消影效果。
附图说明
图1为一实施方式的柔性导电膜的结构示意图；
图2为一实施方式的柔性导电膜的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式及附图对柔性导电膜及其制备方法作进一步的详细说明。
请参阅图1，一实施方式的柔性导电膜100包括柔性基材110、折射复合层120、ITO导电层130及硬化防刮层140。
在其中一个实施方式中，柔性基材110为片状；柔性基材110的厚度为50μm～125μm。优选的，柔性基材110的厚度为50μm、100μm或125μm。
在其中一个实施方式中，柔性基材110的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)和三醋酸纤维素(TAC)中的至少一种。
在图示的实施方式中，折射复合层120层叠于柔性基材110的一面。
在其中一个实施方式中，折射复合层120由依次层叠的IM层(Index Margin层)121、高折射率层123及低折射率层125组成。
在图示的实施方式中，IM层121层叠于柔性基材110的一面。IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm。在其中一个实施方式中，当IM层的厚度为0.8μm～3μm时，IM层还具有硬化层的功能，可以提高柔性导电膜100的硬度；此时，IM层在750g的力的作用下，铅笔硬度可达1H以上。
在其中一个实施方式中，IM层121包括有机树脂121a及分散在有机树脂121a中的高折射率粒子121b。其中，有机树脂121a选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种。高折射率粒子121b的材料选自Nb2O5、TiO2和ZrO2中的至少一种。
在其中一个实施方式中，IM层121的折射率为1.62～1.7。
在其中一个实施方式中，IM层的材料选自松下Panasonic MUAH7082G、松下Panasonic MUAH7085J、SKC HI2LAR、东山MKZ-KHDY(50)和尾池125_PTP X06C-50P06D中的至少一种。
在图示的实施方式中，高折射率层123层叠于IM层121远离柔性基材110的一面。
在其中一个实施方式中，高折射率层123的材料选自Nb2O5、TiO2和Si3N4中的至少一种。
在其中一个实施方式中，高折射率层123的厚度为3.5nm～24nm。
在其中一个实施方式中，高折射率层123的折射率为1.9～2.6。
在图示的实施方式中，低折射率层125层叠于高折射率层123远离IM层121的一面。
在其中一个实施方式中，低折射率层125的材料选自SiO2和SiOxNy中的至少一种，其中，X的取值为1.7～2，Y的取值为0～0.2。
在其中一个实施方式中，低折射率层125的厚度为7nm～38nm。
在其中一个实施方式中，低折射率层125的折射率为1.46～1.57。
在图示的实施方式中，ITO导电层130层叠于低折射率层125远离高折射率层123的一面。
在其中一个实施方式中，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层。ITO导电层的方块电阻为45Ω～150Ω。其中，老化处理的温度为140℃～160℃，老化处理的时间为40min～70min。
在其中一个实施方式中，ITO导电层的厚度为20nm～63nm。
在图示的实施方式中，硬化防刮层140层叠于柔性基材110远离IM层121的一面。
在其中一个实施方式中，硬化防刮层140的材料选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种。
在其中一个实施方式中，硬化防刮层140的厚度为1μm～3μm。
上述柔性导电膜通过在柔性基材上依次层叠折射复合层和ITO层，其中折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成。且对IM层、高折射率层及低折射率层的材料及厚度进行限定，使得ITO导电层的方块电阻为45Ω～150Ω时，柔性导电膜仍具有较好的消影效果。
且上述柔性导电膜只需要在柔性基材上层叠折射复合层，折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成即可达到较好的消影效果，相比于传统的通过降低刻蚀线路的线宽距从而达到一定程度上的消影的方法，上述柔性导电膜对设备及工艺制程的要求更低，成本也降低了。同时，工艺窗口款，生产效率高，且折射复合层在柔性基材上的附着力较好。另外，在上述柔性基材上层叠硬化防刮层能够提供柔性导电膜的硬度和防刮耐磨性。
需要说明的是，在其他实施方式中，硬化防刮层140也可以省略。
请参阅图2，一实施方式的柔性导电膜的制备方法包括以下步骤：
S110、在柔性基材上涂布IM层。
在其中一个实施方式中，采用湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层。
在其中一个实施方式中，柔性基材为片状；柔性基材的厚度为50μm～125μm。优选的，柔性基材110的厚度为50μm、100μm或125μm。
在其中一个实施方式中，柔性基材的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)和三醋酸纤维素(TAC)中的至少一种。
在其中一个实施方式中，IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm。在其中一个实施方式中，当IM层的厚度为0.8μm～3μm时，IM层还具有硬化层的功能，可以提高柔性导电膜的硬度；此时，IM层在750g的力的作用下，铅笔硬度可达1H以上。
在其中一个实施方式中，IM层包括有机树脂及分散在有机树脂中的高折射率粒子。其中，有机树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种。高折射率粒子选自Nb2O5、TiO2和ZrO2中的至少一种。在其中一个实施方式中，IM层的折射率为1.62～1.7。
S120、在IM层上依次形成高折射率层、低折射率层及ITO导电层。
在其中一个实施方式中，采用磁控溅射的方式在IM层上依次形成高折射率层、低折射率层及ITO导电层。
在其中一个实施方式中，高折射率层的材料选自Nb2O5、TiO2和Si3N4中的至少一种。
在其中一个实施方式中，高折射率层的厚度为3.5nm～24nm。
在其中一个实施方式中，高折射率层的折射率为1.9～2.6。
在其中一个实施方式中，低折射率层的材料选自SiO2和SiOxNy中的至少一种，其中，X的取值为1.7～2，Y的取值为0～0.2。
在其中一个实施方式中，低折射率层的厚度为7nm～38nm。
在其中一个实施方式中，低折射率层的折射率为1.46～1.57。
在其中一个实施方式中，在低折射率层表面形成ITO层并对ITO层进行老化处理得到ITO导电层。ITO导电层的方块电阻为45Ω～150Ω。其中，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
在其中一个实施方式中，ITO导电层的厚度为20nm～63nm。
S130、在柔性基材远离IM层的一面形成硬化防刮层。
在其中一个实施方式中，在柔性基材远离IM层的一面涂布硬化防刮层。
在其中一个实施方式中，硬化防刮层140的材料选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种。
在其中一个实施方式中，硬化防刮层140的厚度为1μm～3μm。
上述柔性导电膜的制备方法对设备及工艺制程的要求低，生产成本低；且工艺窗口宽，生产效率高。
需要说明的是，在其他实施方式中，步骤S130也可以省略。
下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的结构以外的其他未明确指出的结构。
实施例1
选取厚度为125μm的光学级PET薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有ZrO2高折射率粒子的环氧丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为1.0μm，IM层的折射率为1.62；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为TiO2层，高折射率层的厚度为6.5nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为30nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为28nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为100Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例2
选取厚度为125μm的光学级TAC薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有ZrO2高折射率粒子的聚氨酯丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为1.0μm，IM层的折射率为1.67；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为Si3N4层，高折射率层的厚度为23nm，高折射率层的折射率为1.9；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为18nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为60nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为45Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例3
选取厚度为100μm的光学级COP薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有TiO2高折射率粒子的聚酯丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为3.0μm，IM层的折射率为1.7；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为Nb2O5层，高折射率层的厚度为7.5nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为22nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为37nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为75Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例4
选取厚度为125μm的光学级PET薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有TiO2高折射率粒子的胺改性丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为3.0μm，IM层的折射率为1.7；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为Nb2O5层，高折射率层的厚度为7nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO1.8N0.13层，低折射率层的厚度为38nm，低折射率层的折射率为1.55；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为37nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为75Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。在柔性基材远离IM层的一面形成有硬化防刮层，硬化放化成的厚度为1μm。
实施例5
选取厚度为125μm的光学级PC薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有ZrO2高折射率粒子的纯丙烯酸树脂涂层，IM层的厚度为38nm，IM层的折射率为1.65；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为Nb2O5层，高折射率层的厚度为5nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为37nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为38nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为75Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例6
选取厚度为50μm的光学级COP薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有ZrO2高折射率粒子的聚酯丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为0.8μm，IM层的折射率为1.7；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为TiO2层，高折射率层的厚度为6.5nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为30nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为28nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为100Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例7
选取厚度为100μm的光学级COC薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有Nb2O5高折射率粒子的环氧丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为35nm，IM层的折射率为1.62；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为Si3N4层，高折射率层的厚度为11nm，高折射率层的折射率为1.9；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为34nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为28nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为100Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。在柔性基材远离IM层的一面形成有硬化防刮层，硬化放化成的厚度为3μm。
实施例8
选取厚度为125μm的光学级PET薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有Nb2O5高折射率粒子的环氧丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为42nm，IM层的折射率为1.62；再在IM层上通过磁控溅射的方式形成高折射率层，高折射率层为TiO2层，高折射率层的厚度为3.5nm，高折射率层的折射率为2.6；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO1.7N0.2层，低折射率层的厚度为38nm，低折射率层的折射率为1.57；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为28nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为100Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
实施例9
选取厚度为125μm的光学级PET薄膜作为柔性基材；通过湿法涂布的方式在柔性基材上涂布IM层，IM层为含有ZrO2高折射率粒子的环氧丙烯酸酯涂层，IM层的厚度为1μm，IM层的折射率为1.62；再在高折射率层上通过磁控溅射的方式形成低折射率层，低折射率层为SiO2层，低折射率层的厚度为18nm，低折射率层的折射率为1.46；再在低折射率层上通过磁控溅射的方式形成ITO导电层，ITO导电层的厚度为60nm，ITO导电层是经过老化处理后的ITO导电层，ITO导电层的方块电阻为45Ω，老化处理的温度为150℃，老化处理的时间为60min。
对实施例1～9制备得到的柔性导电膜进行测试得到光谱曲线，采用日本电色的SD-6000色度仪测试柔性导电膜在ITO刻蚀前后的光谱曲线，通过光谱曲线计算反射率差和刻蚀前后色差，结果如表1所示，其中，刻蚀前后色差ΔE的计算公式为：
其中：刻蚀前的色度为(L1，a1，b1)；刻蚀后的色度为(L2，a2，b2)。
表1
从表中数据可以看出，实施例1～8制备得到的柔性导电膜在刻蚀前后的反射率差ΔR<1.0％，刻蚀前后色差ΔE<2.5％，满足较低方块电阻ITO导电层的柔性导电膜的消影标准。
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 (10)

1.一种柔性导电膜，其特征在于，包括依次层叠的柔性基材、折射复合层及ITO导电层；
其中，所述折射复合层由依次层叠的IM层、高折射率层及低折射率层组成；
所述IM层的折射率为1.62～1.7；所述IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm；
所述高折射率层的折射率为1.9～2.6；所述高折射率层的厚度为3.5nm～24nm；
所述低折射率层的折射率为1.46～1.57；所述低折射率层的厚度为7nm～38nm。
2.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，所述IM层包括有机树脂及分散在所述有机树脂中的高折射率粒子。
3.根据权利要求2所述的柔性导电膜，其特征在于，所述有机树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种；所述高折射率粒子选自Nb2O5、TiO2和ZrO2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，所述高折射率层的材料选自Nb2O5、TiO2和Si3N4中的至少一种；
及/或，所述低折射率层的材料选自SiO2和SiOxNy中的至少一种，其中，X的取值为1.7～2，Y的取值为0～0.2。
5.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，所述柔性基材的材料选自PET、COP、COC、PC和TAC中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，所述柔性基材的厚度为50μm～125μm。
7.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，所述ITO导电层的厚度为20nm～63nm。
8.根据权利要求1所述的柔性导电膜，其特征在于，还包括硬化防刮层，所述硬化防刮层层叠于所述柔性基材远离所述折射复合层的一面。
9.根据权利要求8所述的柔性导电膜，其特征在于，所述硬化防刮层的材料选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和纯丙烯酸树脂中的至少一种；所述硬化防刮层的厚度为1μm～3μm。
10.权利要求1～9任一项所述的柔性导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在柔性基材上涂布IM层；及
在所述IM层上依次形成高折射率层、低折射率层及ITO导电层；
其中，所述IM层的折射率为1.62～1.7；所述IM层的厚度为0.8μm～3μm或35nm～42nm；
所述高折射率层的折射率为1.9～2.6；所述高折射率层的厚度为3.5nm～24nm；
所述低折射率层的折射率为1.46～1.57；所述低折射率层的厚度为7nm～38nm。
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