CN109407373A - 高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板 - Google Patents

高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板，高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。通过在氧化锡锑材料中掺入具有防静电吸附的氧化物，形成一种新型高阻镀膜材料，使得采用该种材料制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，保证了高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化，与传统的高阻镀膜相比具有稳定性高的优点。

Description

高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板。
背景技术
随着液晶显示技术的发展，为了满足人们对液晶显示装置的轻量化和薄型化需求，In-cell技术也应运而生。In-cell(指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法)技术与On-cell(指将触摸面板功能嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间的方法)技术的应用，实现了触摸面板和液晶面板的一体化。
为了防止外部电场对显示造成影响，通常在In-Cell表面利用镀膜方法，形成一层特殊的镀膜材料，以形成一种既具有防触控信号干扰又具有防静电的功能薄膜。常用的镀膜材料为氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)，然而氧化锡锑容易出现静电吸附使得阻值上涨，擦拭后又能够回到原来的阻值，导致氧化锡锑材料释放静电过程非常不稳定，传统的高阻镀膜存在稳定性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的高阻镀膜稳定性差的问题，提供一种高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板。
一种高阻镀膜，所述高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。
在一个实施例中，所述防静电吸附氧化物为透明导电氧化物。
在一个实施例中，所述透明导电氧化物包括氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中至少一种。
在一个实施例中，所述氧化锡锑和所述透明导电氧化物的组分比为1：0.05 至1:6。
在一个实施例中，所述氧化锡锑和所述透明导电氧化物的组分比为1：0.1 至1:5。
在一个实施例中，所述透明导电氧化物为氧化铟锡。
在一个实施例中，所述氧化锡锑和所述氧化铟锡的组分比为1:0.05至 1:0.5。
在一个实施例中，所述氧化锡锑和所述氧化铟锡的组分比为1:0.1至1:0.3。
一种彩膜基板，所述彩膜基板包括基板本体以及上述任一项所述的高阻镀膜，所述高阻镀膜设置于所述基板本体。
一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括阵列基板、液晶层和上述彩膜基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置，所述液晶层位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。
上述高阻镀膜、彩膜基板及液晶显示面板，高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。通过在氧化锡锑材料中掺入具有防静电吸附的氧化物，形成一种新型高阻镀膜材料，使得采用该种材料制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，保证了高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化，与传统的高阻镀膜相比具有稳定性高的优点。
具体实施方式
一种高阻镀膜，包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。具体地，在显示技术领域，为了得到轻量化、薄型化的显示产品，In-cell和On-cell技术得到的广泛的应用，In-cell技术要求在其表面形成一种具有防误触和防静电的薄膜，以保证显示产品的稳定性。氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)又叫纳米掺锑二氧化锡或锑锡氧化物，是一种具有良好导电性的纳米材料，在物理、化学等领域具有广泛的应用。氧化锡锑具有很高的导电率，通过均匀分散的ATO纳米超微粒子的相互作用形成导电膜，导电膜中电荷移动可实现高透射率和防静电 (1*107-1*1010Ω)效果；并且ATO纳米超微粒子对可视光的吸收极弱，而且由对可视光难以散射的离子组成，所以具有高透明性的优点。但是ATO材料很容易出现静电吸附而导致阻值上涨，擦拭之后又能够回到原有的阻值，因此在采用ATO导电薄膜作为高阻膜材料时，释放静电过程不稳定，存在稳定性差的现象。而防静电吸附氧化物具有防静电吸附的作用，因此，将导电性能较弱但具有防静电吸附作用的氧化物和导电性能较强的ATO材料以一定的比例进行混合，形成一种新的复合材料来当作高阻镀膜，既能够有良好的导电性能又能够防静电吸附，并且在使用过程中阻值不会发生变化，具有稳定性强的优点。
应当指出的是，在显示面板中使用高阻镀膜与不使用高阻镀膜材料相比，具有良好的防误触功能，下表为方阻为108Ω/□的高阻膜材料与没有采用高阻膜材料的显示面板对比结果：
触控感应信号1 触控感应信号2 噪声信号
无高阻膜材料层 2125 2575 19
有高阻膜材料层 2791 3202 15
其中，触控感应信号1为触控信号线上临近控制芯片连接的一端进行测量得到的感应信号，触控感应信号2为在远离控制芯片的另一端进行测量得到的感应信号。由上表可以得出，在使用高阻镀膜后，触控感应信号较无高阻镀膜时信号强度更强，并且无触控时的噪声信号强度变化不大，因此，该高阻镀膜不会对触控显示面板的触控性能产生不利影响。
进一步地，对具有高阻镀膜的触控显示面板的静电释放性能进行验证，结果如下表所示：
由上表可以看出，在采用方阻为1*107Ω/□至1*1010Ω/□的高阻镀膜时，静电电压达到-12KV时仍不会变色，触控显示面板的静电释放性能得到提升，而无高阻镀膜时，静电电压为10kv就会发生变色。因此，采用上述ATO与防静电吸附氧化物的复合材料制作的高阻镀膜，具有很好的防静电功能。
在一个实施例中，防静电吸附氧化物为透明导电氧化物(TransparentConductive Oxide，TCO)。TCO不仅具有导电性，同时还具有透光性以及防静电吸附的特性，根据用户的不同需求，可以将TCO材料形成的薄膜分为ZnO(氧化锌)基TCO薄膜、多元TCO薄膜和高迁移率TCO薄膜。其中多元TCO薄膜是指将多种TCO材料进行组合所制备的具有新特点的TCO薄膜，可以通过改变组分而调整薄膜的电学、光学、化学和物理性质，因此能够满足用户的特殊需求。高迁移率TCO薄膜是一种提高载流子迁移率的方法来降低TCO薄膜的电阻率不必牺牲其光学性能薄膜，因为在吸收不是非常严重的情况下，TCO薄膜对可见光的吸收是随着自由载流子浓度的增大而增大，但随着载流子迁移率的增大而减小，TCO薄膜的透明区域波长上限主要由载流子浓度确定，随着它的增大而减小，所以采用提高载流子迁移率的方法来降低TCO薄膜的电阻率，即为高迁移率TCO 薄膜。通过采用具有防静电吸附的TCO材料与氧化锡锑混合所形成的新型高阻镀膜，既具有良好的导电性能，又具有防静电吸附的作用，同时保证了高阻镀膜的透光性，能够满足用户特殊需求。
在一个实施例中，透明导电氧化物包括氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中至少一种。具体地，氧化锌(ZnO)的光学禁带宽度约为3.2eV，对可见光的透明性很好，并且锌是一种蕴藏丰富的元素，因此氧化锌具有容易得到、成本低的优点，同时还具有容易刻蚀的优点，在薄膜工艺中具有很好的应用前景。铝具有强度高、质量轻的优点，同时具有抗热性等优点，通过在氧化锌中掺杂一定的铝形成铝掺杂的氧化锌薄膜，具有性能更佳、应用更广的优点。可以理解，透明导电氧化物的种类并不是唯一的，通过在氧化锡锑中掺杂透明导电氧化物时，可以是仅掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中的一种，也可以是同时掺杂其中两种或两种以上，所形成的高阻镀膜均具有良好的导电性能和防静电性能。
应当指出的是，在掺杂TCO材料形成高阻镀膜时，TCO材料在膜层很薄的情况下很容易氧化，因此在镀ATO膜层时需要加入氧气进一步加速了TCO材料的氧化速度，使其在整个膜层中最后不怎么表现出导电能力，只起到防止静电吸附的作用，导电能力主要靠ATO完成。可以理解，在其它实施例中，TCO材料还可以是其它，并不仅限于上述实施例中的氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌，例如氧化锡等。进一步地，在一个实施例中，透明导电氧化物包括氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌。此时，将氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌四种TCO材料以一定的比例与氧化锡锑混合，形成新的高阻镀膜，仍具有防静电、防误触的功能。
在一个实施例中，氧化锡锑和透明导电氧化物的组分比为1：0.05至1:6。具体地，透明导电氧化物(即TCO)可以是氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中的一种或多种，此时，将ATO和TCO以1：0.05至1:6的比例混合，形成高阻镀膜。可以理解，在一个实施例中，ATO与TCO的组分比可以是1：0.05；另一个实施例中，ATO与TCO的组分比可以是1:6；在其它实施例中，ATO与TCO 的组分比还可以是1:0.2、1:0.5、1:1、1:2或1:3等，只要是介于1：0.05至 1:6之间均可，都能够实现导电的同时，还具有防静电、防误触的功能。
进一步地，在一个实施例中，氧化锡锑和透明导电氧化物的组分比为1：0.1 至1:5。同样地，TCO可以是氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中的一种或多种，此时，将ATO和TCO以1：0.1至1:5的比例进行混合，形成高阻镀膜。可以理解，在一个实施例中，ATO与TCO的组分比可以是1:0.1；在另一个实施例中，ATO与TCO的组分比可以是1:5；在其它实施例中，ATO与TCO的组分比还可以是1:0.3、1:0.8或1:4等，只要是介于1：0.1至1:5之间均可，都能够实现导电的同时，还具有防静电、防误触的功能。
在一个实施例中，透明导电氧化物为氧化铟锡。具体地，氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)透明导电氧化物具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。因此，氧化铟锡通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外辐射、红外辐射。ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器等离子显示器以及触摸屏、电子纸、有机发光二极管和太阳能电池的抗静电镀膜，还有EMI (Electromagnetic Interference，电磁干扰)屏蔽的透明传导镀膜。采用氧化铟锡与氧化锡锑以一定的比例进行混合，形成的高阻镀膜，在实现导电的同时还具有防静电、防误触的功能。应当指出的是，ITO膜层很薄时也非常容易出现氧化的现象，在镀ATO膜层时需要加入氧气进一步加速了ITO材料的氧化速度，使其在整个膜层中最后不怎么表现出导电能力，只起到防止静电吸附的作用，导电能力主要靠ATO完成。
在一个实施例中，氧化锡锑和氧化铟锡的组分比为1:0.05至1:0.5。具体地，透明导电氧化物为氧化铟锡(即ITO)时，将ATO和ITO以1:0.05至1:0.5 的比例进行混合，形成高阻镀膜。可以理解，在一个实施例中，ATO和ITO的组分比可以是1:0.05；另一个实施例中，ATO与ITO的组分比可以是1:0.5；在其它实施例中，ATO与ITO的组分比还可以是1:0.08、1:0.2或1:0.4等，只要是介于1：0.05至1:0.5之间均可，都能够实现导电的同时，还具有防静电、防误触的功能。
进一步地，在一个实施例中，氧化锡锑和氧化铟锡的组分比为1:0.1至 1:0.3。可以理解，同样的，在一个实施例中，ATO与ITO的组分比可以是1:0.1；在另一个实施例中，ATO与ITO的组分比可以是1:0.3；在其它实施例中，ATO 与ITO的组分比还可以是1:0.15、1:0.22或1:25等，只要是介于1：0.1至1:0.3 之间均可，都能够实现导电的同时，还具有防静电、防误触的功能。
采用上述ATO、TCO混合镀膜材料所制成的高阻镀膜的阻值为108-109Ω/□，并且透射率大于98％，具有良好的防静电、防误触功能。下表为本发明的高阻镀膜与传统的高阻镀膜的比较结果：
从上表的比较结果可以得知，采用上述高阻镀膜制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化。上述高阻镀膜的方阻高达108-109Ω/□，满足高阻镀膜方阻大于1*107Ω/ □，小于或等于1*1010Ω/□的行业要求，当有静电产生时，可以通过高阻镀膜作为电荷放电途径，起到静电释放的作用；而当触控探测时，高阻镀膜不会将由于手指等触控积累的电荷释放掉，对手指等触控生成的电荷信号屏蔽较弱，不会对触控显示面板的触控性能产生影响。
上述高阻镀膜，包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。通过在氧化锡锑材料中掺入具有防静电吸附的氧化物，形成一种新型高阻镀膜材料，使得采用该种材料制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，保证了高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化，与传统的高阻镀膜相比具有稳定性高的优点。
一种彩膜基板，彩膜基板包括基板本体以及上述任一项的高阻镀膜，高阻镀膜设置于彩膜基板。
具体地，彩膜基板(Color Filter)是一种表现颜色的光学滤光基板，能够精确选择通过一定波段范围的光，并将其它波段的光反射。彩膜基板基本结构是由玻璃基板(Glass Substrate)、黑色矩阵(Black Matrix)、彩色层(Color Layer)、保护层(OverCoat)和导电膜(即高阻镀膜)组成。传统的彩膜基板中，在基板本体外侧所镀的导电膜为ITO薄膜，ITO薄膜的方阻在300-1000Ω/ □左右。其不仅能够屏蔽掉外部电场对显示的影响，同时也会屏蔽掉外界发出的触控信号，影响触控显示面板的触控性能。本实施例中，通过采用一种高阻镀膜来作为彩膜基板的导电膜，该高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)又叫纳米掺锑二氧化锡或锑锡氧化物，是一种具有良好导电性的纳米材料，在物理、化学等领域具有广泛的应用。氧化锡锑具有很高的导电率，通过均匀分散的ATO纳米超微粒子的相互作用形成导电膜，导电膜中电荷移动可实现高透射率和防静电(1*107-1*1010Ω)效果；并且ATO纳米超微粒子对可视光的吸收极弱，而且由对可视光难以散射的离子组成，所以具有高透明性的优点。但是ATO材料很容易出现静电吸附而导致阻值上涨，擦拭之后又能够回到原有的阻值，因此在采用ATO导电薄膜作为高阻膜材料时，释放静电过程不稳定，存在稳定性差的现象。而防静电吸附氧化物具有防静电吸附的作用，因此，将导电性能较弱但具有防静电吸附作用的氧化物和导电性能较强的ATO材料以一定的比例进行混合，形成一种新的复合材料来当作高阻镀膜，既能够有良好的导电性能又能够防静电吸附，并且在使用过程中阻值不会发生变化，具有稳定性强的优点。
上述彩膜基板，高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。通过在氧化锡锑材料中掺入具有防静电吸附的氧化物，形成一种新型高阻镀膜材料，使得采用该种材料制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，保证了高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化，与传统的高阻镀膜相比具有稳定性高的优点。
一种液晶显示面板，包括阵列基板、液晶层和上述彩膜基板，阵列基板与彩膜基板相对设置，液晶层位于阵列基板与彩膜基板之间。
具体地，液晶是指在熔融状态或被溶剂溶解之后，失去固态物质的刚性的同时，得到液体的易流动性，并且保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态的物质。阵列基板和彩膜基板之间设置有液晶分子形成的液晶层，当通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。阵列基板上设置由呈阵列排布的像素单元以及相应的驱动控制电路。彩膜基板采用高阻镀膜来作为彩膜基板的导电膜，该高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。氧化锡锑 (Antimony Tin Oxide，ATO)又叫纳米掺锑二氧化锡或锑锡氧化物，是一种具有良好导电性的纳米材料，在物理、化学等领域具有广泛的应用。氧化锡锑具有很高的导电率，通过均匀分散的ATO纳米超微粒子的相互作用形成导电膜，导电膜中电荷移动可实现高透射率和防静电(1*107-1*1010Ω)效果；并且ATO 纳米超微粒子对可视光的吸收极弱，而且由对可视光难以散射的离子组成，所以具有高透明性的优点。但是ATO材料很容易出现静电吸附而导致阻值上涨，擦拭之后又能够回到原有的阻值，因此在采用ATO导电薄膜作为高阻膜材料时，释放静电过程不稳定，存在稳定性差的缺点。而防静电吸附氧化物具有防静电吸附的作用，因此，将导电性能较弱但具有防静电吸附作用的氧化物和导电性能较强的ATO材料以一定的比例进行混合，形成一种新的复合材料来当作高阻镀膜，既能够有良好的导电性能又能够防静电吸附，并且在使用过程中阻值不会发生变化，具有稳定性强的优点。
上述液晶显示装置，彩膜基板的高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。通过在氧化锡锑材料中掺入具有防静电吸附的氧化物，形成一种新型高阻镀膜材料，使得采用该种材料制成的高阻镀膜在具备较高阻值的同时，还能够有效地防静电吸附，保证了高阻镀膜在使用过程中阻值不发生变化，与传统的高阻镀膜相比具有稳定性高的优点。
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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高阻镀膜，其特征在于，所述高阻镀膜包括氧化锡锑和防静电吸附氧化物。
2.根据权利要求1所述的高阻镀膜，其特征在于，所述防静电吸附氧化物为透明导电氧化物。
3.根据权利要求2所述的高阻镀膜，其特征在于，所述透明导电氧化物包括氧化锌、铝掺杂氧化锌、三氧化二钛和氧化铌中至少一种。
4.根据权利要求3所述的高阻镀膜，其特征在于，所述氧化锡锑和所述透明导电氧化物的组分比为1：0.05至1:6。
5.根据权利要求4所述的高阻镀膜，其特征在于，所述氧化锡锑和所述透明导电氧化物的组分比为1：0.1至1:5。
6.根据权利要求2所述的高阻镀膜，其特征在于，所述透明导电氧化物为氧化铟锡。
7.根据权利要求6所述的高阻镀膜，其特征在于，所述氧化锡锑和所述氧化铟锡的组分比为1:0.05至1:0.5。
8.根据权利要求7所述的高阻镀膜，其特征在于，所述氧化锡锑和所述氧化铟锡的组分比为1:0.1至1:0.3。
9.一种彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板包括基板本体以及权利要求1-8任一项所述的高阻镀膜，所述高阻镀膜设置于所述基板本体。
10.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括阵列基板、液晶层和权利要求9所述的彩膜基板，所述阵列基板与所述彩膜基板相对设置，所述液晶层位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。
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