CN109753192A - 透明导电膜、其制备方法、电容式触控组件及电容式触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明导电膜、其制备方法、电容式触控组件及电容式触摸屏。该透明导电膜包括基材层、光学调整层及ITO层；光学调整层设置在基材层的表面上；沿远离基材层的方向，光学调整层包括依次叠置的硬度保护层、高折光层和低折光层；高折光层的折射率大于低折光层的折射率，硬度保护层包括至少两层硬度保护子层，且沿远离基材层的方向，各硬度保护子层的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；ITO层设置在光学调整层的远离所述基材层的表面上。本发明有效改善了透明导电膜的立体纹问题，使其能够满足更严格的产品要求。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏领域，具体而言，涉及一种透明导电膜、其制备方法、电容式触控组件及电容式触摸屏。
背景技术
市场上用于电容式触摸屏的透明导电膜主要包括基材和ITO层，基材有双面硬化膜、光学调整层等，这类透明导电膜能够满足目前电容式触摸屏的基本需求，且绝大多数以PET基材为主。然而，上述透明导电膜在下游产品制备工艺中，存在一定的不足：(1)光学调整层与ITO层的色差较大；(2)基材的收缩率过大。以上原因导致现有的电容式触摸屏用透明导电膜的立体纹明显。
一些厂家试图通过以下方法解决上述问题：调整无机光学调整层的折射率和膜厚，以减少光学调整层与ITO层的反射率差及色差；或者，降低基材自身的收缩率。然而这些方法并没有有效的解决该问题。因为通过上述方法，光学调整层与ITO层的反射率差及色差降低有限，而且尽管部分降低了无机层与有机基材收缩率的差，但是层之间的收缩率差别太大，之间的应力改善不足，导致立体纹还是比较明显。
因此，亟需一种低立体纹的透明导电膜。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种透明导电膜、其制备方法、电容式触控组件及电容式触摸屏，以解决现有技术中透明导电膜立体纹明显的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种透明导电膜，其包括：基材层；光学调整层，设置在基材层的表面上；沿远离基材层的方向，光学调整层包括依次叠置的硬度保护层、高折光层和低折光层；高折光层的折射率大于低折光层的折射率，硬度保护层包括至少两层硬度保护子层，且沿远离基材层的方向，各硬度保护子层的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；以及ITO层，设置在光学调整层的远离基材层的表面上。
进一步地，高折光层的折射率为D1，且1.55≤D1≤3.00，优选1.60≤D1≤2.80；低折光层的折射率为D2，且1.10≤D2＜1.55，优选1.20≤D2≤1.50；基材层的折射率为1.38～1.70，且与基材层相接触的硬度保护子层的折射率与基材层的折射率之差的绝对值≤0.005。
进一步地，高折光层的厚度为20～1000nm，优选为30～150nm；低折光层的厚度为20～1000nm，优选为30～500nm；硬度保护层的总厚度为0.5～15μm，优选为1～10μm。
进一步地，高折光层的材料为第一有机-无机复合材料，低折光层的材料为第二有机-无机复合材料；优选地，第一有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：钛的烷氧基化合物水解产物、铌的烷氧基化合物水解产物、锆的烷氧基化合物水解产物、钽的烷氧基化合物水解产物、金属氧化物粒子-树脂复合材料及金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，金属氧化物粒子-树脂复合材料和金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，金属氧化物粒子为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子及钽氧化物粒子中的一种或多种，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种；优选地，第二有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：硅的烷氧基化合物水解产物、镁的烷氧基化合物水解产物、钙的烷氧基化合物水解产物、无机纳米粒子-树脂复合材料及无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，无机纳米粒子-树脂复合材料和无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，无机纳米粒子为硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且无机纳米粒子为实心粒子和/或中空粒子，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。
进一步地，硬度保护子层的材料为第三有机-无机复合材料，第三有机-无机复合材料中的无机材料为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子、钽氧化物粒子、硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子、钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子为实心粒子和/或空心粒子，第三有机-无机复合材料中的有机材料为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。
进一步地，硬度保护层的铅笔硬度为4B～9H，优选为2B～6H；优选地，硬度保护子层的层数为2～100层。
进一步地，基材层的全光透过率大于85％，优选基材层的厚度为1～500μm，更优选为5～200μm。
进一步地，基材层的材料为PET、PMMA、PC、COP、PI、TAC或PEN。
进一步地，ITO层中氧化锡的重量含量为1～25％，优选为2～15％；更优选地，ITO层的厚度为10～100nm，进一步优选为15～40nm。
根据本发明的另一方面，还提供了一种透明导电膜的制备方法，其包括以下步骤：提供基材层；在基材层的表面上形成光学调整层，沿远离基材层的方向，光学调整层包括依次叠置的硬度保护层、高折光层和低折光层；高折光层的折射率大于低折光层的折射率，硬度保护层包括至少两层硬度保护子层，且沿远离基材层的方向，各硬度保护子层的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；以及在光学调整层的远离基材层的表面上形成ITO层。
进一步地，形成光学调整层的步骤包括：采用一次性多层涂布方式涂布各硬度保护子层、高折光层和低折光层，进而得到光学调整层。
进一步地，一次性多层涂布过程中，涂布速度为5～300m/min，干燥温度为30～250℃。
进一步地，形成ITO层的步骤包括：采用PVD法在光学调整层的远离基材层的表面上沉积形成ITO层。
进一步地，在提供基材层的步骤之后，制备方法还包括对基材层进行热处理的步骤，热处理的步骤中，加热温度为40～250℃，加热时间为5～120min。
根据本发明的另一方面，又提供了一种电容式触控组件，包括依次叠置的第一透明导电膜、OCA粘结层以及第二透明导电膜，其特征在于，第一透明导电膜和第二透明导电膜分别为上述的透明导电膜；其中，第一透明导电膜和第二透明导电膜中的ITO层分别与OCA粘结层相接触设置；或者，第一透明导电膜和第二透明导电膜中的ITO层均远离OCA粘结层设置；或者，第一透明导电膜的ITO层与OCA粘结层相接触设置，第二透明导电膜中的ITO层远离OCA粘结层设置。
根据本发明的第四方面，又提供了一种电容式触控组件，包括相互叠置的两层透明导电膜，其中，透明导电膜为上述的透明导电膜，且两层透明导电膜共用一个基材层，两个光学调整层相对于基材层对称设置，两个ITO层相对于基材层对称设置。
根据本发明的第五方面，又提供了一种电容式触摸屏，包括电容式触控组件，其中，电容式触控组件为上述的电容式触控组件。
应用本发明的技术方案，提供了一种透明导电膜，其包括基材层、光学调整层及ITO层；光学调整层设置在基材层的表面上；沿远离基材层的方向，光学调整层包括依次叠置的硬度保护层、高折光层和低折光层；高折光层的折射率大于低折光层的折射率，硬度保护层包括至少两层硬度保护子层，且沿远离基材层的方向，各硬度保护子层的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；ITO层设置在所述光学调整层的远离所述基材层的表面上。
本发明提供的透明导电膜，光学调整层中包括了依次叠置的硬度保护层、高折光层和低折光层，硬度保护层包括至少两层硬度保护子层，且沿远离基材层的方向，各硬度保护子层的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55。同时光学调整层中还设置有高、低折光层。这样的光学调整层与ITO层之间的色差较小，且能够从光学方面减少ITO层蚀刻前后ITO层与蚀刻掉ITO部分的反射光差异。而且，多层硬度保护子层的设置方式还有利于减少或消除基材与硬度保护层之间的折射率差异带来的干涉条纹影响，同时逐步缓和层与层之间的应力，降低光学调整层的热收缩率。以上两方面的原因有效改善了透明导电膜的立体纹问题，使得本发明提供的透明导电膜能够满足更严格的产品要求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种实施例的透明导电膜示意图；
图2示出了根据本发明的一种实施例的电容式触控组件示意图；
图3示出了根据本发明的一种实施例的电容式触控组件示意图；以及
图4示出了根据本发明的一种实施例的电容式触控组件示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基材层；20、光学调整层；21、硬度保护层；211、硬度保护子层；22、高折光层；23、低折光层；30、ITO层；
1、第一透明导电膜；2、OCA粘结层；3、第二透明导电膜。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中透明导电膜立体纹明显。
为了解决这一问题，本发明提供了一种透明导电膜，如图1所示，其包括基材层10、光学调整层20以及ITO层30；光学调整层20设置在基材层10的表面上；沿远离基材层10的方向，光学调整层20包括依次叠置的硬度保护层21、高折光层22和低折光层23；高折光层22的折射率大于低折光层23的折射率，硬度保护层21包括至少两层硬度保护子层211，且沿远离基材层10的方向，各硬度保护子层211的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；ITO层30设置在光学调整层20的远离基材层10的表面上。
本发明提供的透明导电膜，光学调整层20中包括了依次叠置的硬度保护层21、高折光层22和低折光层23，硬度保护层21包括至少两层硬度保护子层211，且沿远离基材层10的方向，各硬度保护子层211的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55。同时光学调整层20中还设置有高折光层22、低折光层23。这样的光学调整层20与ITO层30之间的色差较小，且能够从光学方面减少ITO层30蚀刻前后ITO层30与蚀刻掉ITO部分的反射光差异。而且，多层硬度保护子层211的设置方式还有利于减少或消除基材与硬化层之间的折射率差异带来的干涉条纹影响，同时逐步缓和层与层之间的应力，降低光学调整层20的热收缩率。以上两方面的原因有效改善了透明导电膜的立体纹问题，使得本发明提供的透明导电膜能够满足更严格的产品要求。
在一种优选的实施方式中，高折光层22的折射率为D1，且1.55≤D1≤3.00，优选1.60≤D1≤2.80；低折光层23的折射率为D2，且1.10≤D2＜1.55，优选1.20≤D2≤1.50；基材层10的折射率为1.38～1.70，且与基材层10相接触的硬度保护子层211的折射率与基材层10的折射率之差的绝对值≤0.005。如此，高折光层22和低折光层23的折射率之间更加匹配，硬度保护层21与基材层10之间的折射率更加匹配，形成的光学调整层20与ITO层30之间的色差和反射率差进一步减小，能够进一步缓解透明导电膜的立体纹问题。与此同时，通过上述折射率匹配调整，使得透明导电膜的透光率更高。
上述硬度保护子层211的层数可以进行调整。在一种优选的实施方式中，硬度保护子层211的层数为2～100层。层数调整在上述范围内，能够进一步减少或消除基材与硬化层之间的折射率差异带来的干涉条纹影响，同时，层与层之间的应力进一步缓解，热收缩力进一步减小，能够进一步改善透明导电膜的立体纹问题。
在一种优选的实施方式中，高折光层22的厚度为20～1000nm，优选为30～150nm；低折光层23的厚度为20～1000nm，优选为30～500nm；硬度保护层21的总厚度为0.5～15μm，优选为1～10μm。将各层的厚度控制在上述范围内，能够进一步减少或消除干涉条纹，同时进一步缓和基材层10和ITO层30之间的应力，进而进一步减小热收缩力，立体纹进一步减轻。
上述高折光层22和低折光层23的材料可以是本领域的常用材料。在一种优选的实施方式中，高折光层22的材料为第一有机-无机复合材料，低折光层23的材料为第二有机-无机复合材料。基材层10的材料通常为有机膜材料，选用有机-无机复合材料作为高折光层22和低折光层23的材料，光学调整层20与基材层10之间的应力进一步缩小，从而进一步降低了透明导电膜的热收缩力。
优选地，第一有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：钛的烷氧基化合物水解产物、铌的烷氧基化合物水解产物、锆的烷氧基化合物水解产物、钽的烷氧基化合物水解产物、金属氧化物粒子-树脂复合材料及金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，金属氧化物粒子-树脂复合材料和金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，金属氧化物粒子为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子及钽氧化物粒子中的一种或多种，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种；
优选地，第二有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：硅的烷氧基化合物水解产物、镁的烷氧基化合物水解产物、钙的烷氧基化合物水解产物、无机纳米粒子-树脂复合材料及无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，无机纳米粒子-树脂复合材料和无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，无机纳米粒子为硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且无机纳米粒子为实心粒子和/或中空粒子，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。
高折光层22和低折光层23的折射率调整主要依靠上述烷氧基水解产物的折射率、氧化物粒子、氟化物粒子与树脂折射率的调节与匹配来实现，这是本领域技术人员都能理解的，再次不再赘述。
在一种优选的实施方式中，硬度保护子层211的材料为第三有机-无机复合材料，第三有机-无机复合材料中的无机材料为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子、钽氧化物粒子、硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子、钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子为实心粒子和/或空心粒子，第三有机-无机复合材料中的有机材料为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。具体的各硬度保护子层211的折射率调整可以根据添加粒子的比例及粒子、树脂本身的折射率的调配来实现，这是本领域技术人员都能理解的，在此不再赘述。
在一种优选的实施方式中，硬度保护层21的铅笔硬度为4B～9H。这能够对基材层10起到更好的保护作用，同时，其自身收卷较容易、并且有利于降低制作成本。优选硬度保护层21的2B～6H。
为了进一步提高透明导电膜的透光性能，在一种优选的实施方式中，基材层10的全光透过率大于85％，优选基材层10的厚度为1～500μm，更优选为5～200μm。
基材层10的材料可以选用本领域的常用材料，在一种优选的实施方式中，基材层10的材料为PET、PMMA、PC、COP、PI、TAC或PEN。
上述ITO层30的作用是作为透明导电膜的电极层，具体的材料参数可以采用本领域的常用材料。为了进一步保证透明导电膜的低立体纹效果与光学特性，在一种优选的实施方式中，ITO层30中氧化锡的重量含量为1～25％，优选为2～15％；更优选地，ITO层30的厚度为10～100nm，进一步优选为15～40nm。
根据本发明的另一方面，提供了一种透明导电膜的制备方法，其包括以下步骤：提供基材层10；在基材层10的表面上形成光学调整层20，沿远离基材层10的方向，光学调整层20包括依次叠置的硬度保护层21、高折光层22和低折光层23；高折光层22的折射率大于低折光层23的折射率，硬度保护层21包括至少两层硬度保护子层211，且沿远离基材层10的方向，各硬度保护子层211的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；以及在光学调整层20的远离基材层10的表面上形成ITO层30。
本发明提供的制备方法形成的透明导电膜，光学调整层20中包括了依次叠置的硬度保护层21、高折光层22和低折光层23，硬度保护层21包括至少两层硬度保护子层211，且沿远离基材层10的方向，各硬度保护子层211的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55。同时光学调整层20中还设置有高折光层22、低折光层23。这样的光学调整层20与ITO层30之间的色差较小，且能够从光学方面减少ITO层30蚀刻前后ITO层30与蚀刻掉ITO部分的反射光差异。而且，多层硬度保护子层211的设置方式还有利于逐步缓和层与层之间的应力，进而降低光学调整层20的热收缩率。以上两方面的原因有效改善了透明导电膜的立体纹问题，使得本发明提供的透明导电膜能够满足更严格的产品要求。
上述各层可以采用本领域常用的方法进行制作。在一种优选的实施方式中，形成光学调整层20的步骤包括：采用一次性多层涂布方式涂布各硬度保护子层211、高折光层22和低折光层23，进而得到光学调整层20。采用一次性多层涂布方式涂布各硬度保护子层211、高折光层22和低折光层23，可以显著提高生产效率，比如一次性涂布的层数可以为2～25层。为了更精密地控制层厚度，同时保证生产效率，在一种优选的实施方式中，一次性多层涂布过程中，涂布速度为5～300m/min，干燥温度为30～250℃。
优选地，形成ITO层30的步骤包括：采用PVD法在光学调整层20的远离基材层10的表面上沉积形成ITO层30。
为了进一步降低透明导电膜的热收缩率，在一种优选的实施方式中，在提供基材层10的步骤之后，制备方法还包括对基材层10进行热处理的步骤，热处理的步骤中，加热温度为40～250℃，加热时间为5～120min。经过该热处理，相当于对基材层10进行了耐热低收缩处理，能够明显降低热收缩率，从而进一步解决透明导电膜的立体纹问题。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电容式触控组件，包括依次叠置的第一透明导电膜1、OCA粘结层2以及第二透明导电膜3，第一透明导电膜1和第二透明导电膜3分别为上述的透明导电膜；其中，如图2所示，第一透明导电膜1和第二透明导电膜3中的ITO层30分别与粘结层相接触设置；或者，如图3所示，第一透明导电膜1和第二透明导电膜3中的ITO层30均远离OCA粘结层2设置；或者，如图4所示，第一透明导电膜1的ITO层30与OCA粘结层2相接触设置，第二透明导电膜3中的ITO层30远离OCA粘结层设置。
本发明提供的电容式触控组件，由粘结层将两层上述的透明导电膜粘结形成。如前文所述，因该透明导电膜具有优异的低立体纹效果，极大地改善了透明导电膜组件的光学性能，使其应用于电容式触摸屏后，触摸屏本身具有更好的光学性能，能够满足更严格地要求。
根据本发明的另一方面，在图中未示出的一个典型的实施例中，还提供了一种电容式触控组件，包括相互叠置的两层透明导电膜，其中，透明导电膜为上述的透明导电膜，且两层透明导电膜共用一个基材层10，两个光学调整层20相对于基材层10对称设置，两个ITO层30相对于基材层10对称设置。这样能够进一步简化电容式触控组件的制作工艺，无需OCA粘合工艺，只需制作过程中在同一基材层的相对的两面依次形成光学调整层和ITO层即可。同时，因上述透明导电膜的低立体纹性能，也使得电容式触控组件具有更好的光学性能。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电容式触摸屏，包括电容式触控组件，其中，电容式触控组件为上述的电容式触控组件。本发明提供的电容式触摸屏具有更好的低立体纹特性和更高的透光率，光学性能更佳，能够满足更高的产品要求。
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：
实施例1
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺如下：
以PET材料层作为基材层，厚度为50μm，透光率为89％，折射率为1.62，并对其进行了热处理，其中热处理的温度为150℃，加热时间为90min。
在基材层的一侧表面上采用一次性多层涂布法涂布硬化保护层(包括20层硬化保护子层)、高折光层和低折光层，进而形成光学调整层。其中硬化保护层的总厚度为3μm，各子层厚度相同，沿远离基材层的方向，16层硬化保护子层的折射率分别为、1.617、1.609、1.601、1.593、1.585、1.580、1.577、1.569、1.561、1.553、1.545、1.537、1.529、1.521、1.513、1.505、，各硬化保护子层的材料均为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中上述20层硬化保护子层的氧化锆纳米粒子重量含量分别为36.8％、32.0％、28.0、24.0％、20.0％、16.5％、15.0％、12.5％、10.0％、8.0％、6.0％、4.5％、3.0％、2.0％、1.0％、0％，硬化保护层的铅笔硬度为3H。高折光层的折射率为1.68，厚度为30nm，高折光层的材料为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中氧化锆纳米粒子的重量含量为60％。低折光层的折射率为1.42，低折光层的材料为中空二氧化硅纳米粒子-含氟亚克力树脂有机-无机复合材料，其中中空二氧化硅纳米粒子的重量含量为20％；一次性涂布的具体工艺如下：一次涂布18层(包括其中16层硬化保护子层)，涂布速度为30m/min，干燥温度为120℃。
在光学调整层远离基材层的一侧表面上用PVD磁控溅射方法形成ITO层，ITO层中的氧化锡的重量含量为3.5％，厚度为22nm。
进而形成透明导电膜。
实施例2
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
18层硬化保护子层的折射率分别为1.617、1.609、1.601、1.593、1.585、1.580、1.577、1.575、1.573、1.570、1.568、1.566、1.565、1.562、1.560、1.558、1.555、1.55，各硬化保护子层的材料均为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中上述18层硬化保护子层的氧化锆纳米粒子重量含量分别为36.8％、32.0％、28.0、24.0％、20.0％、16.5％、15.0％、14.3％、13.6％、12.8％、12.2％、11.7％、11.4％、10.4％、9.8％、9.2％、8.6％、7.7％，硬化保护子层总厚度为5μm，硬化保护层的铅笔硬度为4H。
实施例3
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
硬化保护层的总厚度为1μm，各子层厚度相同，沿远离基材层的方向，5层硬化保护子层的折射率分别为1.625、1.585、1.545、1.521、1.50，各硬化保护子层的材料均为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中上述5层硬化保护子层的氧化锆纳米粒子重量含量分别为42.0％、20.0％、6.0％、2.0％、0％，硬化保护子层总厚度为8μm，硬化保护层的铅笔硬度为5H。
实施例4
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
硬化保护层的总厚度为8μm，各子层厚度相同，沿远离基材层的方向，2层硬化保护子层的折射率分别为1.625、1.50，各硬化保护子层的材料均为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中上述2层硬化保护子层的氧化锆纳米粒子重量含量分别为42％、0％，硬化保护子层总厚度为8μm，硬化保护层的铅笔硬度为5H。
实施例5
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
以COP材料层作为基材层，厚度为50μm，透光率为91.5％，折射率为1.48，并对其进行了热处理，其中热处理的温度为150℃，加热时间为90min。
其中硬化保护层的总厚度为3μm，各子层厚度相同，沿远离基材层的方向，8层硬化保护子层的折射率分别为1.485、1.490、1.495、1.500、1.505、1.510、1.515、1.520，各硬化保护子层的材料均为二氧化硅纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中上述8层硬化保护子层的二氧化硅纳米粒子重量含量分别为28％、24％、18％、14％、10％、6％、3％、0％，硬化保护层的铅笔硬度为3H。
实施例6
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
与基材层相接触的那层硬化保护层子层的折射率为1.630，该层硬化保护层子层中氧化锆纳米粒子的重量含量为48.6％。
实施例7
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
其中硬化保护层的总厚度为10μm，硬化保护层的铅笔硬度为6H。
实施例8
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
其中硬化保护层的总厚度为25μm，硬化保护层的铅笔硬度为9H。
实施例9
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
其中硬化保护层的总厚度为0.5μm，硬化保护层的铅笔硬度为12B。
实施例10
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
其中硬化保护层的总厚度为0.2μm，硬化保护层的铅笔硬度为4B。
实施例11
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
高折光层的折射率为2.0，高折光层的材料中二氧化钛纳米粒子的重量含量为50％。低折光层的折射率为1.50，低折光层的材料中，中空二氧化硅纳米粒子的重量含量为10％。
实施例12
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
高折光层的折射率为1.60，高折光层的材料中氧化锆纳米粒子的重量含量为27.6％。低折光层的折射率为1.40，低折光层的材料中中空二氧化硅纳米粒子的重量含量为25％。
实施例13
该实施例制作了透明导电膜，具体工艺同实施例1，不同之处在于：
高折光层的折射率为1.55，高折光层的材料中氧化锆纳米粒子的重量含量为9.7％。低折光层的折射率为1.35，低折光层的材料中中空二氧化硅纳米粒子的重量含量为40％。
对比例1
以PET材料层作为基材层，厚度为50μm，透光率为89％，折射率为1.62，并对其进行了热处理，其中热处理的温度为150℃，加热时间为90min。
在基材层的一侧表面上涂布硬化保护层(仅为1层)、高折光层和低折光层，进而形成光学调整层。其中硬化保护层的厚度为1.5μm，折射率为1.52，其为亚克力树脂，硬化保护层的铅笔硬度为2H。高折光层的折射率为1.68，厚度为30nm，高折光层的材料为氧化锆纳米粒子-亚克力树脂的有机-无机复合材料，其中氧化锆纳米粒子的重量含量为60％。低折光层的折射率为1.42，低折光层的材料为中空二氧化硅纳米粒子-含氟亚克力树脂有机-无机复合材料，其中中空二氧化硅纳米粒子的重量含量为20％；一次性涂布的具体工艺如下：一次涂布3层(包括其中1层硬化保护及高折光层、低折光层)，涂布速度为30m/min，干燥温度为120℃。
在光学调整层远离基材层的一侧表面上用PVD磁控溅射方法形成ITO层，ITO层中的氧化锡的重量含量为3.5％，厚度为22nm。
对透明导电膜的性能进行表征，表征项目及方法：
透光率和雾度：利用日本电色的NHD2000装置，ISO标准进行测试；
铅笔硬度：测试方法为JIS-K5600-5-4所规定的测试方法；
阻抗：采用日本三菱方阻测试仪利用四探针测试方法测试
立体纹：蚀刻过的透明导电膜用LG化学的50μmOCA(ITO贴至内侧)与大猩猩强化玻璃贴合在一起，目视进行立体纹判断。最差到最好的顺序排列如右：×(非常清晰，色差明显)，△(清晰，色差明显)，□(不清晰，有色差)，○(模糊，基本无色差)，◎(基本看不到，无色差)。
结果如表1所示：
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明提供的透明导电膜，光学调整层与ITO层之间的色差较小，且能够从光学方面减少ITO层蚀刻前后ITO层与蚀刻掉ITO部分的反射光差异。而且，多层硬度保护子层的设置方式还有利于减少或消除基材与硬度保护层之间的折射率差异带来的干涉条纹影响，同时逐步缓和层与层之间的应力，降低光学调整层的热收缩率。以上两方面的原因有效改善了透明导电膜的立体纹问题，使得本发明提供的透明导电膜能够满足更严格的产品要求。
更为特别地，由上述实施例中的数据可知，设置硬度保护子层层数较多，且各层硬度保护子层的折射率之差较小时，立体纹问题改善更明显。将高折光层、低折光层、硬度保护子层的折射率即厚度进行优选，也有利于改善透明导电膜的立体纹问题。同时，本发明提供的透明导电膜还兼具较高的透光率、较低的雾度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括：
基材层(10)；
光学调整层(20)，设置在所述基材层(10)的表面上；沿远离所述基材层(10)的方向，所述光学调整层(20)包括依次叠置的硬度保护层(21)、高折光层(22)和低折光层(23)；所述高折光层(22)的折射率大于所述低折光层(23)的折射率，所述硬度保护层(21)包括至少两层硬度保护子层(211)，且沿远离所述基材层(10)的方向，各所述硬度保护子层(211)的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；以及
ITO层(30)，设置在所述光学调整层(20)的远离所述基材层(10)的表面上。
2.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述高折光层(22)的折射率为D1，且1.55≤D1≤3.00，优选1.60≤D1≤2.80；所述低折光层(23)的折射率为D2，且1.10≤D2＜1.55，优选1.20≤D2≤1.50；所述基材层(10)的折射率为1.38～1.70，且与所述基材层(10)相接触的所述硬度保护子层(211)的折射率与所述基材层(10)的折射率之差的绝对值≤0.005。
3.根据权利要求2中所述的透明导电膜，其特征在于，所述高折光层(22)的厚度为20～1000nm，优选为30～150nm；所述低折光层(23)的厚度为20～1000nm，优选为30～500nm；所述硬度保护层(21)的总厚度为0.5～15μm，优选为1～10μm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述高折光层(22)的材料为第一有机-无机复合材料，所述低折光层(23)的材料为第二有机-无机复合材料；
优选地，所述第一有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：钛的烷氧基化合物水解产物、铌的烷氧基化合物水解产物、锆的烷氧基化合物水解产物、钽的烷氧基化合物水解产物、金属氧化物粒子-树脂复合材料及金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，所述金属氧化物粒子-树脂复合材料和所述金属氧化物粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，金属氧化物粒子为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子及钽氧化物粒子中的一种或多种，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种；
优选地，所述第二有机-无机复合材料为以下材料中的一种或多种：硅的烷氧基化合物水解产物、镁的烷氧基化合物水解产物、钙的烷氧基化合物水解产物、无机纳米粒子-树脂复合材料及无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料；其中，所述无机纳米粒子-树脂复合材料和所述无机纳米粒子-硅烷偶联剂-树脂复合材料中，无机纳米粒子为硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且所述无机纳米粒子为实心粒子和/或中空粒子，树脂为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的透明导电膜，其特征在于，所述硬度保护子层(211)的材料为第三有机-无机复合材料，所述第三有机-无机复合材料中的无机材料为钛氧化物粒子、铌氧化物粒子、锆氧化物粒子、钽氧化物粒子、硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子、钙氟化物纳米粒子中的一种或多种，且硅氧化物纳米粒子、硅氟化物纳米粒子、镁氧化物纳米粒子、镁氟化物纳米粒子、钙氧化物纳米粒子及钙氟化物纳米粒子为实心粒子和/或空心粒子，所述第三有机-无机复合材料中的有机材料为亚克力树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及聚冰片烯树脂中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述硬度保护层(21)的铅笔硬度为4B～9H，优选为2B～6H；优选地，所述硬度保护子层(211)的层数为2～100层。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述基材层(10)的全光透过率大于85％，优选所述基材层(10)的厚度为1～500μm，更优选为5～200μm。
8.根据权利要求7所述的透明导电膜，其特征在于，所述基材层(10)的材料为PET、PMMA、PC、COP、PI、TAC或PEN。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的透明导电膜，其特征在于，所述ITO层(30)中氧化锡的重量含量为1～25％，优选为2～15％；更优选地，所述ITO层(30)的厚度为10～100nm，进一步优选为15～40nm。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的透明导电膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
提供基材层(10)；
在所述基材层(10)的表面上形成光学调整层(20)，沿远离所述基材层(10)的方向，所述光学调整层(20)包括依次叠置的硬度保护层(21)、高折光层(22)和低折光层(23)；所述高折光层(22)的折射率大于所述低折光层(23)的折射率，所述硬度保护层(21)包括至少两层硬度保护子层(211)，且沿远离所述基材层(10)的方向，各所述硬度保护子层(211)的折射率逐渐升高或降低至1.48～1.55；以及
在所述光学调整层(20)的远离所述基材层(10)的表面上形成ITO层(30)。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，形成所述光学调整层(20)的步骤包括：采用一次性多层涂布方式涂布各所述硬度保护子层(211)、所述高折光层(22)和所述低折光层(23)，进而得到所述光学调整层(20)。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述一次性多层涂布过程中，涂布速度为5～300m/min，干燥温度为30～250℃。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制备方法，其特征在于，形成所述ITO层(30)的步骤包括：采用PVD法在所述光学调整层(20)的远离所述基材层(10)的表面上沉积形成所述ITO层(30)。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的制备方法，其特征在于，在提供所述基材层(10)的步骤之后，所述制备方法还包括对所述基材层(10)进行热处理的步骤，所述热处理的步骤中，加热温度为40～250℃，加热时间为5～120min。
15.一种电容式触控组件，包括依次叠置的第一透明导电膜、OCA粘结层以及第二透明导电膜，其特征在于，所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜分别为权利要求1至9中任一项所述的透明导电膜；其中，
所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜中的ITO层(30)分别与所述OCA粘结层相接触设置；或者，
所述第一透明导电膜和所述第二透明导电膜中的ITO层(30)均远离所述OCA粘结层设置；或者，
所述第一透明导电膜的ITO层(30)与所述OCA粘结层相接触设置，所述第二透明导电膜中的ITO层(30)远离所述OCA粘结层设置。
16.一种电容式触控组件，包括相互叠置的两层透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜为权利要求1至9中任一项所述的透明导电膜，且两层所述透明导电膜共用一个基材层(10)，两个所述光学调整层(20)相对于所述基材层(10)对称设置，两个ITO层(30)相对于所述基材层(10)对称设置。
17.一种电容式触摸屏，包括电容式触控组件，其特征在于，所述电容式触控组件为权利要求15或16所述的电容式触控组件。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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