CN109545427A - 透明导电性薄膜及触控屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明导电性薄膜，包括基材、光学调整层及功能层。光学调整层内的颗粒使功能层的表面形成多个凸起，从而使得透明导电性薄膜具备抗粘连的功能。而且，颗粒位于光学调整层中，而光学调整层本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内的颗粒时所产生的折射、散射现象增强。进一步的，学调整层为多个子调整层依次层叠形成的多层结构，且多个子光学层的折射率沿背向基材的方向依次增大。也就是说，光学调整层可形成折射率阶梯，从而可对光线的传播路径进行多次、连续的调整，避免由于相邻两层折射率差过大而引起的光线扭曲过大。因此，上述透明导电性薄膜的光学效果可得到有效地提升。此外，本发明还提供一种触控屏。

Description

透明导电性薄膜及触控屏

技术领域

本发明涉及电容式触控屏技术领域，特别涉及一种透明导电性薄膜及触控屏。

背景技术

透明导电性薄膜是电容式触控屏的核心元件。随着智能终端的飞速发展，对透明导电性薄膜的需求量也是日益增大。透明导电性薄膜一般包括基材及设置于基材两侧的硬涂层、导电层及金属层。目前，由于非晶性聚合物薄膜与结晶性聚合物薄膜相比，具有双折射率较少并且均匀的优点，故高性能透明导电薄膜使用非晶型聚合薄膜形成的基材。

非晶性聚合物薄膜比结晶性聚合物薄膜更脆弱，其表面更容易受到损伤。在卷曲透明导电性薄膜使其为筒状时，会存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生粘连及压接的问题。因此，出现了在硬涂层中添加颗粒，以使金属层表面形成凸起的透明导电性薄膜。凸起可使相邻的金属层形成点接触，从而避免发生粘连及压接。

然而，当在硬涂层中添加颗粒后，光线穿过硬涂层时会发生折射、散射及遮挡，从而导致导电膜的整体透光率降低，进而使得导电膜的光学效果较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有具有抗粘连功能的透明导电性薄膜光学效果较差的问题，提供一种能有效提升光学效果的透明导电性薄膜及触控屏。

一种透明导电性薄膜，包括基材、光学调整层及功能层，所述基材包括相对设置的第一表面及第二表面，且所述第一表面及所述第二表面均依次形成有所述光学调整层及所述功能层，所述光学调整层为多个子调整层依次层叠形成的多层结构，且至少一个所述光学调整层中设置有颗粒，以在所述功能层的表面形成多个凸起；

其中，在所述第一表面上，所述多个子光学层的折射率沿背向所述第一表面的方向依次增大；在所述第二表面上，所述多个子光学层的折射率沿背向所述第二表面的方向依次增大。

颗粒使功能层的表面形成多个凸起，从而使得透明导电性薄膜具备抗粘连的功能。而且，颗粒位于光学调整层中，而光学调整层本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内的颗粒时所产生的折射、散射现象增强。进一步的，由于学调整层为多个子调整层依次层叠形成的多层结构。而且，多个子光学层的折射率沿背向基材的方向依次增大。也就是说，光学调整层可形成折射率阶梯。光线穿过时，光学调整层可对光线的传播路径进行多次、连续的调整，避免由于相邻两层折射率差过大而引起的光线扭曲过大，故光学效果更好。

在其中一个实施例中，所述光学调整层为两个所述子调整层依次层叠形成的双层结构，且两个所述子调整层的折射率分别为1.55～1.60及1.60～1.75。

双层结构成型方便、流程简单，故可较好的控制透明导电性薄膜的生产成本。而且，当两个子调整层的折射率范围为1.55～1.60及1.60～1.75时，光学调整层的折射率阶梯最佳，所起到的光学调整效果最好。

在其中一个实施例中，所述光学调整层平坦区域的厚度为45～140纳米，所述平坦区域为所述光学调整层上未设置所述颗粒的区域。

光学调整层的厚度对光线的传播路径存在影响。在此厚度范围内，光学调整层的光学调整效果最好，可使透明导电性薄膜的光学效果处于最佳状态。

在其中一个实施例中，所述颗粒的材质与所述光学调整层的材质相同。

由于颗粒与光学调整层材质相同，故颗粒与光学调整层的光学参数也相同。因此，在颗粒与光学调整层的连接界面，光线传播所受影响较小，颗粒与光学调整层更接近为一个整体。当光线穿过含有颗粒的光学调整层时，其传播路线产生的扭曲较小。在使透明导电性薄膜在达到抗粘连、抗压接的目的同时，还能避免其光学性能受到不利影响。

在其中一个实施例中，所述凸起的分布密度为100～3000个/mm²，所述多个凸起的高度为0.1～0.5μm。

凸起的分布密度过大时，会导致透明导电性薄膜的雾度值过大、光透过率降低，进而严重影响透明导电性薄膜的外观和光学效果。而如果凸起的分布密度过小，则抗粘连的效果有限。在上述密度范围内，透明导电性薄膜能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

凸起的高度越高，则抗粘连效果越好。但是，随着高度的升高，颗粒的尺寸相应需要增大，从而导致透明导电性薄膜的雾度值也会随之增大，且达到一定程度后将会严重影响透明导电性薄膜的光学效果。而在上述高度范围内，透明导电性薄膜能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

在其中一个实施例中，所述基材为非晶性聚合物薄膜。

由于非晶性聚合物薄膜比结晶性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性薄膜中的颜色不均匀，进一步提升光学效果。

在其中一个实施例中，还包括分别附着于所述第一表面及所述第二表面的硬涂层，所述光学调整层形成于所述硬涂层远离所述基材的表面。

由于一般的非晶性聚合物材料比结晶性聚合物材料的脆性要高，从而易导致基材发生断裂。硬涂层具有较高的强度，可对基材的起到保护作用，从而防止基材断裂，提升抗裂性能。

在其中一个实施例中，所述基材为聚环烯烃/聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯或环烯烃聚合物薄膜。

以上类型的薄膜可满足双折射率及其偏差的要求且容易获取，从而有利于降低透明导电性薄膜的成本。环烯烃聚合物(COP)为新型的非晶性聚合物材料，在具有一般非晶性聚合物材料双折射率小并且均匀的特性外，还具有较高的硬度和优异的透光性，但是其脆性很大，因此往往在其两个表面涂覆硬涂层来改善，但是这种惯性的做法忽视了硬涂层给后续结晶带来的副作用。本实施例中，由于光学调整层中添加有颗粒，其强度及韧性增加，故可对基材起到保护作用。因此，即使省略了硬涂层，也可采用COP材料制作基材，从而使基材具备硬度高、透光性好的特性。

在其中一个实施例中，所述功能层包括依次形成于所述光学调整层表面的透明导电层及金属层。

一种触控屏，其特征在于，所述触控屏由上述优选实施例中任一项所述的透明导电性薄膜所制成，所述触控屏包括触控区及引线区；所述触控区包括由所述功能层蚀刻而成的电极；所述引线区包括由所述功能层蚀刻而成的引线。

在上述触控屏中，由功能层直接蚀刻可得到电极以及与电极电连接的引线。因此，无需再通过丝印方式形成与第电极电连接的引线。与传统的触控屏相比，由于无需丝印，直接由黄光制程形成的电极引线的宽度可进一步缩小，因此触控屏具有窄边框。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中透明导电性薄膜的层叠结构示意图；

图2为图1所示透明导电性薄膜中光学调整层的结构示意图；

图3为本发明另一实施例中透明导电性薄膜的层叠结构示意图；

图4为本发明较佳实施例中触控屏的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的透明导电性薄膜1包括基材10、光学调整层20及功能层30。

基材10包括相对设置的第一表面(图1所示上表面)及第二表面(图1所示下表面)。其中，第一表面及第二表面只是为了对基材10的两个表面进行区分，第一表面及第二表面的位置可互换。基材10可由结晶性聚合物薄膜形成，也可由非晶性聚合物薄膜形成。

由于非晶性聚合物薄膜比结晶性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性薄膜10中的颜色不均匀。因此，具体在本实施中，基材10为非晶性聚合物薄膜。

具体的，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。由非晶性聚合物薄膜形成的基材10的厚度为20μm～200μm。

光学调整层20用于改善透明导电性薄膜1的光学效果。形成光学调整层20的材料包括树脂及掺杂于树脂内的其他有机物或无机物。例如，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。其中，光学调整层20的折射率优选设定为在基材10的折射率与功能层30的折射率之间的数值。因此，可在光线的传播路径上起到过渡作用。

具体的，光学调整层20包括两个，分别为第一光学调整层21及第二光学调整层22，第一光学调整层21及第二光学调整层22分别设置于第一表面及第二表面。其中，第一光学调整层21与第二光学调整层22仅仅表示同一元件的不同名称，故其结构、成分及功能均相同。

功能层30用于实现透明导电性薄膜1的功能。具体在本实施中，功能层30包括依次形成于光学调整层20表面的透明导电层301及金属层302。其中：

透明导电层301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)为500Ω/m²以下的层形成。透明导电层301的厚度优选15nm～100nm、更优选的为15nm～50nm。具体的，透明导电层301例如由铟锡氧化物(ITO)、铟锡氧化物、或者氧化铟-氧化锌复合物的任一种形成。

金属层302形成在透明导电层301的表面上。第一金属层302在本发明的透明导电性薄膜1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。关于形成金属层302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。金属层302的厚度优选为50nm～500nm、更优选为100nm～300nm。

具体的，功能层30包括两个，分别为第一功能层31及第二功能层32，第一功能层31及第二功能层32分别设置于第一光学调整层21及第二光学调整层22表面。其中，第一功能层31与第二功能层32仅仅表示同一元件的不同名称，故其结构、成分及功能均相同。

此外，光学调整层20为多个子调整层201依次层叠形成的多层结构，且至少一个光学调整层20中设置有颗粒50，以在功能层30的表面形成多个凸起60。

颗粒50可以无规则地、也可以预设规则(如均匀地)分布于光学调整层20内。颗粒50可仅包含于第一光学调整层21或第二光学调整层22内，从而得到单面形成有凸起60的透明导电性薄膜1；也可即包含于第一光学调整层21内，又包含于第二光学调整层22内，从而得到双面形成有凸起60的透明导电性薄膜1。

具体的，颗粒50突出于光学调整层20的表面，从而使光学调整层20的表面形成外凸的区域，而光学调整层20未设有颗粒50的区域则形成平坦区域70。由于功能层30(具体在实施例中包括透明导电层301及金属层302)依次层叠设置于光学调整层20的表面，故两者的表面形状相同。因此，在功能层30与颗粒50对应的区域，会形成多个凸起60。

制造长条的透明导电薄膜1时，多个凸起60可使相邻两个功能层30之间形成点接触，从而防止其相互粘连、压接。

其中，在第一表面上，多个子光学层201(即，形成第一光学调整层21的多个子光学层201)的折射率沿背向第一表面的方向依次增大。在第二表面上，多个子光学层201(即，形成第二光学调整层22的多个子光学层201)的折射率沿背向第二表面的方向依次增大。

具体的，在形成光学调整层20时，可分多次涂布以形成多层结构。其中，可通过控制掺杂于树脂中有机物或无机物的含量来实现多个子光学层201折射率的差异化。例如，在形成子光学层201时，树脂中氧化锆的含量较高，则对应的子光学层201折射率较大，反之亦然。

因此，光学调整层20可形成折射率阶梯。光线穿过时，光学调整层20可对光线的传播路径进行多次、连续的调整，避免由于相邻两层折射率差过大而引起的光线扭曲过大，故效果更好。而且，颗粒50位于光学调整层20中，而光学调整层20本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内20的颗粒50时所产生的折射、散射现象增强。因此，透明导电性薄膜1的光学效果可得到有效地提升。

在本实施例中，光学调整层20为两个子调整层201依次层叠形成的双层结构，且两个子调整层201的折射率分别为1.55～1.60及1.60～1.75。

双层结构成型方便、流程简单，故可较好的控制透明导电性薄膜1的生产成本。而且，当两个子调整层201的折射率范围为1.55～1.60及1.60～1.75时，光学调整层20的折射率阶梯最佳，所起到的光学调整效果最好。

进一步的，在本实施例中，光学调整层20的厚度为45～140纳米。

光学调整层20的厚度为多个子调整层201的厚度之和，而光学调整层20的厚度对光线的传播路径存在影响。在此厚度范围内，光学调整层20的光学调整效果最好，可使透明导电性薄膜1的光学效果处于最佳状态。

在本实施例中，颗粒50的材质与光学调整层20的材质相同。

具体的，由于颗粒50与光学调整层20材质相同，故颗粒50与光学调整层20的光学参数也相同。因此，在颗粒50与光学调整层20的连接界面，光线传播所受影响较小，颗粒50与光学调整层20更接近为一个整体。当光线穿过含有颗粒50的光学调整层20时，其传播路线产生的扭曲较小。在使透明导电性薄膜1在达到抗粘连、抗压接的目的同时，还能避免其光学性能受到不利影响。

在其中一个实施例中，凸起60的分布密度为100～3000个/mm²，多个凸起60的高度为0.1～0.5μm。

凸起60的分布密度过大时，会导致透明导电性薄膜1的雾度值过大、光透过率降低，进而严重影响透明导电性薄膜1的外观和光学效果。而如果凸起60的分布密度过小，则抗粘连的效果有限。在上述密度范围内，透明导电性薄膜1能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

由于颗粒50尺寸较小，故难以对每个凸起60的高度进行精确的控制。因此，将凸起60的高度控制在上述高度范围内即可。需要指出的是，在实际生产中，由于难以对每个颗粒50的进行准确的控制，故难以避免的会有极少部分颗粒50所形成的凸起60的高度位于上述范围外。但是，该部分凸起60所产生的影响可忽略不计。而且，上述高度还可指的是预设范围内一定数量的凸起60高度的算术平均值。

进一步的，凸起60的高度越高，则抗粘连效果越好。但是，随着高度的升高，颗粒50的尺寸相应需要增大，从而导致透明导电性薄膜1的雾度值也会随之增大，且达到一定程度后将会严重影响透明导电性薄膜1的光学效果。而在上述高度范围内，透明导电性薄膜1能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

如上所述，基于非晶性聚合物薄膜比结晶性聚合物薄膜双折射率小并且均匀的特性，基材10的为非晶性聚合物薄膜。然而，一般的非晶性聚合物材料比结晶性聚合物材料的脆性要高，从而易导致基材10发生断裂。

为了克服上述问题，在本实施例中，透明导电性薄膜1还包括分别附着于第一表面及第二表面的硬涂层40。光学调整层20形成于硬涂层40远离基材10的表面。

硬涂层40对基材10的起到保护作用，从而防止基材10断裂。其中，硬涂层40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。

具体的，硬涂层40包括两个，分别为第一硬涂层41及第二硬涂层42，第一硬涂层41及第二硬涂层42分别设置于第一表面及第二表面。而第一光学调整层21及第二光学调整层22则分别通过第一硬涂层41及第二硬涂层42设置于第一表面及第二表面。其中，第一硬涂层41与第二硬涂层42仅仅表示同一元件的不同名称，故其结构、成分及功能均相同。

进一步的，在本实施例中，基材10为聚环烯烃/聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯或环烯烃聚合物薄膜。以上类型的薄膜可满足双折射率及其偏差的要求且容易获取，从而有利于降低透明导电性薄膜1的成本。

环烯烃聚合物(COP)为新型的非晶性聚合物材料，在具有一般非晶性聚合物材料双折射率小并且均匀的特性外，还具有较高的硬度和优异的透光性，但是其脆性很大，因此往往在其两个表面涂覆硬涂层来改善，但是这种惯性的做法忽视了硬涂层给后续结晶带来的副作用。本实施例中，由于光学调整层20中添加有颗粒50，其强度及韧性增加，故可对基材10起到保护作用。因此，即使省略了硬涂层，也可采用COP材料制作基材10，从而使基材10具备硬度高、透光性好的特性。

请参阅图3，本发明另一个实施例中，透明导电性薄膜1中的光学调整层20直接形成于基材10的表面。

与其他导电膜相比，本实施例中的透明导电性薄膜1不包括硬涂层，故可减少膜层结构，从而减轻对光线的遮挡。而且，简化了透明导电性薄膜1结构后，有利于简化生成工艺并降低成本。

而且，硬涂层会释放的水汽或者有机溶剂，从而导致导电层(例如，ITO层)结晶性较差，方阻不均匀。而本实施例中的透明导电性薄膜1由于不包括硬涂层，故释放的水汽或者有机溶剂减少，从而可改善导电层的结晶性及结晶速度，进而使得其方阻更为均匀。此外，透明导电性薄膜1的脆性降低，极大地改善了镀膜分切和卷绕制程性能，从而能有效避免冲切大张材料时发生龟裂。

上述透明导电性薄膜1，颗粒50使功能层30的表面形成多个凸起60，从而使得透明导电性薄膜1具备抗粘连的功能。而且，颗粒50位于光学调整层20中，而光学调整层20本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层20内的颗粒50时所产生的折射、散射现象增强。进一步的，学调整层20为多个子调整层201依次层叠形成的多层结构。而且，多个子光学层201的折射率沿背向基材10的方向依次增大。也就是说，光学调整层20可形成折射率阶梯。光线穿过时，光学调整层20可对光线的传播路径进行多次、连续的调整，避免由于相邻两层折射率差过大而引起的光线扭曲过大，故效果更好。因此，透明导电性薄膜1的光学效果可得到有效地提升。

此外，本发明还提供一种触控屏。请一并参阅图4，本发明较佳实施例中的触控屏200由上述实施例中的透明导电性薄膜10所制成。其中：

触控屏200包括触控区210及引线区220。具体的，触控区210位于触控屏200的中部，而引线区220则围绕触控区210的周向设置。具体在本实施例中，功能层30分为第一功能层31及第二功能层32，且功能层30包括透明导电层301及金属层302。进一步的，金属层302位于引线区220。

触控区210包括由功能层30蚀刻而成的电极。具体的，电极由透明导电层301蚀刻而成，包括第一电极211及第二电极212。其中，第一电极211及第二电极212分别由第一功能层31及第二功能层32中的透明导电层301蚀刻而成。第一电极211及第二电极212蚀刻成电极图案。具体的，电极图案一般呈长条形并垂直相交呈网格状，相对的第一电极211及第二电极212形成电容结构的两极。

引线区220包括由功能层30蚀刻而成的引线。具体的，引线由金属层302及位于引线区220的透明导电层301蚀刻而成，包括第一引线221及第二引线222。其中，第一引线221及第二引线222分别由第一功能层31及第二功能层32中的金属层302及位于引线区220的透明导电层301蚀刻而成。第一引线221及第二引线222为双层结构，从而实现与第一电极211及第二电极212电连接。

在上述触控屏中，由功能层30直接蚀刻得到第一引线221及第二引线222。因此，由于无需丝印，直接由黄光制程形成的电极引线的宽度可进一步缩小，因此触控屏具有窄边框。

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)

1.一种透明导电性薄膜，包括基材、光学调整层及功能层，所述基材包括相对设置的第一表面及第二表面，且所述第一表面及所述第二表面均依次形成有所述光学调整层及所述功能层，其特征在于，所述光学调整层为多个子调整层依次层叠形成的多层结构，且至少一个所述光学调整层中设置有颗粒，以在所述功能层的表面形成多个凸起；

其中，在所述第一表面上，所述多个子光学层的折射率沿背向所述第一表面的方向依次增大；在所述第二表面上，所述多个子光学层的折射率沿背向所述第二表面的方向依次增大。

2.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述光学调整层为两个所述子调整层依次层叠形成的双层结构，且两个所述子调整层的折射率分别为1.55～1.60及1.60～1.75。

3.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述光学调整层平坦区域的厚度为45～140纳米，所述平坦区域为所述光学调整层上未设置所述颗粒的区域。

4.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述颗粒的材质与所述光学调整层的材质相同。

5.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述凸起的分布密度为100～3000个/mm²，所述多个凸起的高度为0.1～0.5μm。

6.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述基材为非晶性聚合物薄膜。

7.根据权利要求6所述的透明导电性薄膜，其特征在于，还包括分别附着于所述第一表面及所述第二表面的硬涂层，所述光学调整层形成于所述硬涂层远离所述基材的表面。

8.根据权利要求7所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述基材为聚环烯烃\聚碳酸酯\聚对苯二甲酸乙二醇酯或环烯烃聚合物薄膜。

9.根据权利要求1至8任一项所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述功能层包括依次形成于所述光学调整层表面的透明导电层及金属层。

10.一种触控屏，其特征在于，所述触控屏由上述权利要求1至9任一项所述的透明导电性薄膜所制成，所述触控屏包括触控区及引线区；所述触控区包括由所述功能层蚀刻而成的电极；所述引线区包括由所述功能层蚀刻而成的引线。