CN109545443A - 透明导电性薄膜及触控屏 - Google Patents

透明导电性薄膜及触控屏 Download PDF

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陈红艳
王培红
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Abstract

本发明涉及一种透明导电性薄膜,包括基材、透明导电层及金属复合层。其中,金属复合层包括金属导电层及附着于金属导电层两侧的第一金属氧化物层及第二金属氧化物层。应用于触摸屏时,金属导电层则是形成引线的部分。由于金属氧化物相较于金属导电层的粗糙度更高,故第二金属氧化物层能起到改善金属复合层附着力的效果。进一步的,第一金属氧化物层及第二金属氧化物层还可对中间的金属导电层起到保护作用。一方面,能隔绝内外层的水汽防止中间的金属导电层被氧化;另一方面,还能对金属导电层提供机械保护,以避免刮伤。因此,上述透明导电性薄膜能有效地避免金属导电层的磨损,进而有利于提升触摸屏产品的良率。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。
将透明导电性薄膜应用于触摸屏时,金属层用于蚀刻形成引线。而透明导电性薄膜加工过程中一般采用大张整面加工的工艺,故成型后的透明导电性薄膜在应用于触摸屏之前,需要经过卷绕、运输、存储、裁片等多道工序。
然而,金属层的厚度较小,一般为纳米级别。因此,在经过上述多道工序的过程中金属层容易发生磨损。而金属层一旦被磨损,则会导致得到的引线存在断点,进而会导致触摸屏产品的良率较低。
发明内容
基于此,有必要针对现有透明导电性薄膜易因金属层磨损而造成触摸屏产品的良率较低的问题,提供一种能有效防止金属层磨损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、透明导电层及金属复合层,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透明导电层及所述金属复合层,所述金属复合层包括金属导电层及附着于所述金属导电层两侧的第一金属氧化物层及第二金属氧化物层,所述第一金属氧化物层位于所述金属导电层背向所述基材的一侧,所述第二金属氧化物层位于所述金属导电层朝向所述基材的一侧。
将上述透明导电性薄膜应用于触摸屏时,金属导电层则是形成引线的部分。由于金属氧化物相较于金属导电层的粗糙度更高,故第二金属氧化物层能起到改善金属复合层附着力的效果。进一步的,第一金属氧化物层及第二金属氧化物层还可对中间的金属导电层起到保护作用。一方面,能隔绝内外层的水汽防止中间的金属导电层被氧化;另一方面,还能对金属导电层提供机械保护,以避免刮伤。因此,上述透明导电性薄膜能有效地避免金属导电层的磨损,进而有利于提升触摸屏产品的良率。
在其中一个实施例中,所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的厚度为8至12纳米。
若第一金属氧化物层及第二金属氧化物层(以下简称金属氧化物层)的厚度过小,则对金属导电层起不到保护作用;而如果金属氧化物层的厚度过大,则会导致形成引线时蚀刻难度增大。而在上述厚度范围内,金属氧化物层既能恰到保护金属导电层的作用,又不会使得蚀刻难度过大。
在其中一个实施例中,所述金属导电层为金属铜层或金属银层。该两种金属的导电率高、导电性能优良,能提升透明导电性薄膜的性能。
在其中一个实施例中,所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层分别为氧化铜层、氧化镍层、氧化铬层及氧化铝层中任一种。
以上几种金属氧化物质地较密、硬度高,能较在较小膜层厚度的情况下对中间的金属导电层起到保护作用。
在其中一个实施例中,所述金属导电层为金属铜层,且所述第一金属氧化物层为氧化铜层。
铜作为一种常见的金属,在具有较好导电性的同时还易于获取。因此,用来制作金属导电层相较于金、银等具有优良导电性的贵金属能有效降低成本。进一步的,在铜制金属导电层的表面,通过氧化工艺便可得到氧化铜材质的第一金属氧化物层,从而可省去涂布、镀膜等工序。
而且,氧化铜由于氧化作用会在表面形成颗粒,而第一金属氧化物层为透明导电性薄膜的最外层。因此,当透明导电性薄膜卷绕时,由于第一金属氧化物层表面颗粒的存在,相邻的两个金属复合层之间的接触为点接触,从而还可防止透明导电性薄膜发生粘连。
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。
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,所述透明导电层形成于所述硬涂层远离所述基材的表面。
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。而硬涂层对基材可起到保护作用,从而防止基材断裂,进而使得透明导电性薄膜具有较好的抗裂性能。
在其中一个实施例中,还包括光学调整层,所述光学调整层位于所述硬涂层与所述透明导电层之间。光学调整层能在光线的传播路径上起过渡作用,从而改善透明导电性薄膜的光学效果。
在其中一个实施例中,所述光学调整层的厚度为45至140纳米。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。
一种触控屏,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,所述金属复合层位于所述引线区;所述触控区包括由所述透明导电层蚀刻而成的电极;所述引线区包括由所述金属复合层及位于所述引线区的透明导电层被蚀刻形成的引线。
在上述触控屏中,由金属复合层及透明导电层直接蚀刻便可得到引线。因此,无需再通过丝印方式形成与电极电连接的电极引线。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金属复合层的结构示意图;
图3为本发明较佳实施例中触控屏的层叠结构示意图。
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、透明导电层20及金属复合层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。
透明导电层20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20的厚度优选15nm~100nm、更优选的为15nm~50nm。具体的,透明导电层20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。
其中,透明导电层20包括第一透明导电层21及第二透明导电层22,第一透明导电层21及第二透明导电层22分别形成于第一表面及第二表面。其中,第一透明导电层21及第二透明导电层22仅仅表示同一元件(均是指透明导电层20)的不同名称,故其结构、成分及功能均相同。
金属复合层30包括第一金属复合层31及第二金属复合层32,且第一金属复合层31及第二金属复合层32分别形成于第一透明导电层21及第二透明导电层22的表面。
进一步的,金属复合层30包括金属导电层301、第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303。第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303及附着于金属导电层30的两侧。其中,第一金属氧化物层302位于金属导电层301背向基材10的一侧(外侧),第二金属氧化物层303位于金属导电层301朝向基材10的一侧(内侧)。
金属导电层301相当于现有透明导电性薄膜中的金属层,当在本发明的透明导电性薄膜1应用于触摸屏时,金属导电层301用于在触摸输入区域的外侧形成布线。基于对导电性能的高要求,具体在本实施例中,金属导电层301为金属铜层或金属银层。可以理解,其他实施例中也可使用除此以外的导电性优异的任意的金属。金属导电层301的厚度优选为50nm~500nm、更优选为100nm~300nm。
第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303可通过涂布、镀膜的方式形成于金属导电层301的两侧。此外,也可通过氧化的方式直接在金属导电层301的表面氧化得到第一金属氧化物层302或第二金属氧化物层303。
金属氧化物相较于金属导电层301的粗糙度更高,故第二金属氧化物层303能起到改善金属复合层30附着力的效果,从而能提升金属复合层30附着的牢固性,防止其脱落。
其次,第一金属氧化物层302或第二金属氧化物层303将金属导电层301夹持于中间,从而起到保护作用。一方面,能隔绝内外层的水汽以防止中间的金属导电层301被氧化腐蚀;另一方面,还能对金属导电层301提供机械保护,以避免刮伤。因此,透明导电性薄膜1能有效地避免金属导电层301的磨损,进而有利于提升触摸屏产品的良率。
具体在本实施例中,第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303分别为氧化铜层、氧化镍层、氧化铬层及氧化铝层中任一种。以上几种金属氧化物质地较密、硬度高,能较在较小膜层厚度的情况下对中间的金属导电层301起到保护作用。
可以理解,在其他实施例中,金属氧化物层的材质可采用其他任何能达到保护效果的金属氧化物。
进一步的,在本实施例中,金属导电层301为金属铜层,且第一金属氧化物层302为氧化铜层。
具体的,铜作为一种常见的金属,在具有较好导电性的同时还易于获取。因此,用来制作金属导电层301相较于金、银等具有优良导电性的贵金属能有效降低成本。进一步的,在铜制金属导电层301的表面,通过氧化工艺便可得到氧化铜材质的第一金属氧化物层302,从而可省去涂布、镀膜等工序。
而且,氧化铜由于氧化作用会在表面形成颗粒,而第一金属氧化物层302为透明导电性薄膜1的最外层。因此,当透明导电性薄膜1卷绕时,由于第一金属氧化物层302表面颗粒的存在,相邻的两个金属复合层30之间的接触为点接触,从而还可防止透明导电性薄膜1发生粘连。
在本实施例中,第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303的厚度为8至12纳米。
若第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303(以下简称金属氧化物层)的厚度过小,则对金属导电层301起不到保护作用;而如果金属氧化物层的厚度过大,则会导致形成引线时蚀刻难度增大。而在上述厚度范围内,金属氧化物层既能恰到保护金属导电层301的作用,又不会使得蚀刻难度过大。
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。透明导电层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。而第一透明导电层21及第二透明导电层22分别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为环烯烃聚合物薄膜。
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,还具有较高的硬度及优异的透光性。因此,采用COP材料制作基材11,从而使基材11具备硬度高、透光性好的特性。
在本实施例中,透明导电性薄膜1还包括光学调整层50,光学调整层50位于硬涂层40与透明导电层20之间。
光学调整层50用于改善透明导电性薄膜1的光学效果。形成光学调整层50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50的折射率优选设定为在基材10的折射率与透明导电层20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50包括两个,分别为第一光学调整层51及第二光学调整层52,第一光学调整层51及第二光学调整层52分别附着于第一硬涂层41及第二硬涂层42的表面。因此,在基材10的表面,硬涂层40、光学调整层50、透明导电层20及金属复合层30依次层叠。其中,第一光学调整层51与第二光学调整层52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,光学调整层50的厚度为45~140纳米。光学调整层50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50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。
上述透明导电性薄膜1,金属复合层30包括金属导电层301及附着于金属导电层301两侧的第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303,而金属导电层301则是应用于触摸屏时形成引线的部分。金属氧化物相较于金属导电层301的粗糙度更高,故第二金属氧化物层303能起到改善金属复合层30附着力的效果。进一步的,第一金属氧化物层302及第二金属氧化物层303还可对中间的金属导电层301起到保护作用。一方面,能隔绝内外层的水汽防止中间的金属导电层301被氧化;另一方面,还能对金属导电层301提供机械保护,以避免刮伤。因此,透明导电性薄膜1能有效地避免金属导电层301的磨损,进而有利于提升触摸屏产品的良率。
此外,本发明还提供一种触控屏。请一并参阅图3,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1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。金属复合层30位于引线区210。
触控区210包括电极,电极由透明导电层20蚀刻而成。具体的,透明导电层20包括第一透明导电层21及第二透明导电层22。因此,电极包括由第一透明导电层21蚀刻而成的第一电极211,以及由第二透明导电层22蚀刻而成的第二电极212。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包括引线,引线由金属复合层30及位于引线区220的透明导电层20被蚀刻形成。具体的,金属复合层30包括第一金属复合层31及第二金属复合层32。因此,引线包括由第一金属复合层31及位于引线区220的第一透明导电层21被蚀刻形成的第一引线221,以及由第二金属复合层32及位于引线区220的第二透明导电层22被蚀刻形成的第二引线222。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200中,由金属复合层30及透明导电层20直接蚀刻便可得到引线。因此,无需再通过丝印方式形成与电极电连接的电极引线。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200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、透明导电层及金属复合层,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透明导电层及所述金属复合层,其特征在于,所述金属复合层包括金属导电层及附着于所述金属导电层两侧的第一金属氧化物层及第二金属氧化物层,所述第一金属氧化物层位于所述金属导电层背向所述基材的一侧,所述第二金属氧化物层位于所述金属导电层朝向所述基材的一侧。
2.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层的厚度为8至12纳米。
3.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述金属导电层为金属铜层或金属银层。
4.根据权利要求3所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述第一金属氧化物层及所述第二金属氧化物层分别为氧化铜层、氧化镍层、氧化铬层及氧化铝层中任一种。
5.根据权利要求4所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述金属导电层为金属铜层,且所述第一金属氧化物层为氧化铜层。
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,所述透明导电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,还包括光学调整层,所述光学调整层位于所述硬涂层与所述透明导电层之间。
9.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述光学调整层的厚度为45至140纳米。
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,所述金属复合层位于所述引线区;所述触控区包括由所述透明导电层蚀刻而成的电极;所述引线区包括由所述金属复合层及位于所述引线区的透明导电层被蚀刻形成的引线。
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