CN110504047B

CN110504047B - 透明导电性薄膜及触控屏

Info

Publication number: CN110504047B
Application number: CN201810467857.2A
Authority: CN
Inventors: 喻文志; 陈红艳; 候晓伟; 古荣治
Original assignee: Nanchang OFilm Display Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Xinfei New Material Co ltd; Jiangxi Zhanyao Microelectronics Co ltd
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: CN110504047A

Abstract

本发明涉及一种透明导电性薄膜，由于第一硬涂层及第二硬涂层中含有多个颗粒，以在第一金属层及第二金属层(以下合称硬涂层)的表面形成多个凸起。颗粒的添加可增加硬涂层与第一透明导电层及第二透明导电层(以下合称透明导电层)之间的接触面积，从而增加附着力。而且，颗粒为无机氧化物，可改变硬涂层的表面特性，使其与无机物的亲和性增加，故硬涂层与透明导电层之间的附着力将进一步增大。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落，故上述透明导电性薄膜的可靠性得到显著提升。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透明导电层及金属层。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，故大部分透明导电薄膜使用非晶型聚合薄膜形成的基材。

但是，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。因此，一般需要在基材的两侧形成硬涂层以对基材实现保护。

然而，起保护作用的硬涂层一般由树脂等有机物形成，而与之接触的透明导电层则为无机物。因此，硬涂层与透明导电层之间存在粘结力不足、易脱落等问题，进而导致现有透明导电性薄膜的可靠性不高。

发明内容

基于此，针对现有透明导电性薄膜可靠性不高的问题，有必要提供一种可靠性较高的透明导电性薄膜及触控屏。

一种透明导电性薄膜，包括具有相对设置的第一表面及第二表面的基材、依次形成于所述第一表面的第一硬涂层、第一透明导电层及第一金属层、依次形成于所述第二表面的第二硬涂层、第二透明导电层及第二金属层，所述第一硬涂层及所述第二硬涂层中含有多个颗粒，以在所述第一金属层及所述第二金属层的表面形成多个凸起；

其中，所述多个颗粒为至少两种无机氧化物颗粒的混合物。

由于第一硬涂层及第二硬涂层中含有多个无机氧化物颗粒，可增加硬涂层与第一透明导电层及第二透明导电层(以下合称透明导电层)之间的接触面积，从而增加附着力。而且，由于颗粒为无机氧化物，可改变硬涂层的表面特性，使其与无机物的亲和性增加，故硬涂层与透明导电层之间的附着力将进一步增大。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落，故上述透明导电性薄膜的可靠性得到显著提升。

在其中一个实施例中，所述基材的面内的双折射率为0至0.001，面内的双折射率的偏差小于0.0005。在上述双折射率及双折射率的偏差范围内，可使透明导电性薄膜具有较好的光学效果。

在其中一个实施例中，所述第一硬涂层及所述第二硬涂层的厚度为0.05至0.20微米，所述颗粒的粒径为0.1至1微米。

当硬涂层的厚度大于0.2微米时，会导致透明导电性薄膜的厚度过大；而当硬涂层的厚度小于0.05微米时，则会导致颗粒嵌入深度不足，进而导致颗粒与硬涂层的附着不牢固，从而无法起到增大透明导电层与硬涂层之间附着力的作用。

在其中一个实施例中，所述无机氧化物颗粒为二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、二氧化锆颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒及磷酸钙颗粒中的任意一种。

上述几种无机氧化物材料具有特殊性质，对硬涂层的表面特性可产生显著的影响，从而使得硬涂层对无机物的亲和性更好。因此，能进一步增大透明导电层与硬涂层之间的附着力。

在其中一个实施例中，所述颗粒中包含有二氧化硅颗粒，且所述二氧化硅颗粒在所述颗粒中的重量占比大于3％。

颗粒为几种无机物颗粒的混合物。而且，混合物中的二氧化硅颗粒的含量大于3％时，透明导电层与硬涂层之间的附着力最大。

在其中一个实施例中，所述颗粒中包含二氧化硅颗粒及二氧化锆颗粒。

当无机氧化物颗粒中包含上述两种类型的氧化物颗粒时，可较好的兼顾透明导电性薄膜的光学效果及透明导电层与硬涂层之间的附着力。

在其中一个实施例中，所述二氧化硅颗粒在所述颗粒中的重量占比大于4.5％，所述二氧化锆颗粒在所述颗粒中的重量占比大于30％。

在颗粒总量不变的情况下，二氧化硅颗粒及二氧化锆颗粒的含量与透明导电性薄膜的透光率及附着力直接相关。当二氧化硅颗粒的重量占比大于4.5％，二氧化锆颗粒的重量占比大于30％时，附着力及透光率均可达到最优值。

在其中一个实施例中，所述颗粒在所述第一硬涂层及所述第二硬涂层中的重量占比为0.5％至5.0％。

透明导电层与硬涂层之间附着力还与无机氧化物颗粒的添加量有关，添加量越大，则附着力越大。但是，当添加量过大时会导致无机氧化物颗粒分布过密，从而对光线形成明显的遮挡，进而导致透明导电性薄膜的光学效果不佳。而当无机氧化物颗粒重量比在0.5％至5.0％之间时，能兼顾较大的附着力及较好的光学效果。

在其中一个实施例中，所述第一透明导电层及所述第二透明导电层的厚度为10至100纳米，所述第一金属层及所述第二金属层的厚度为20至500纳米。

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，所述第一金属层及所述第二金属层位于所述引线区；所述触控区包括由所述第一透明导电层蚀刻而成的第一电极、及由第二透明导电层蚀刻而成的第二电极；所述引线区包括由所述第一金属层及位于所述引线区的第一透明导电层被蚀刻形成的第一引线，及由所述第二金属层及位于所述引线区的第二透明导电层被蚀刻形成的第二引线。

在上述触控屏中，由第一金属层、第二金属层、第一透明导电层及第二透明导电层直接蚀刻得到第一引线及第二引线。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。而且，由于硬涂层中添加有无机氧化物性质的颗粒，可增加硬涂层与透明导电层之间的附着力。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落，故触控屏的可靠性也显著提高。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中透明导电性薄膜的结构示意图；

图2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，本发明较佳实施例中的透明导电性薄膜10包括基材11、第一硬涂层12、第一透明导电层13、第一金属层14、第二硬涂层22、第二透明导电层23及第二金属层24。

基材11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11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11由非晶性聚合物薄膜形成。由于非晶性聚合物薄膜比结晶聚合物薄膜双折射率小并且均匀，可避免透明导电性薄膜10出现颜色不均匀的现象。

具体在本实施例中，基材11的非晶性聚合物薄膜的面内的双折射率为0～0.001，双折射率的偏差为0.0005以下。因此，透明导电性薄膜10的光学效果更好。

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。具体在本实施例中，基材11为聚环烯烃或聚碳酸酯薄膜。上述两种薄膜材料为常见的、批量生产的非晶性聚合物材料。因此，在满足基材11双折射率和其偏差要求的同时，还能有效地降低成本。

第一硬涂层12、第一透明导电层13及第一金属层14依次形成于基材11的第一表面。第二硬涂层22、第二透明导电层23及第二金属层24依次形成于基材11的第二表面。其中：

第一硬涂层12对基材11的第一表面起到保护作用。第一硬涂层12可由粘结剂树脂固化形成。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。

第一透明导电层13形成于第一硬涂层12的表面。第一透明导电层13一般由在可见光区域(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。具体的，第一透明导电层13可以由铟锡氧化物(ITO)、氧化铟-氧化锌复合物、石墨烯、碳纳米管的任一种形成。具体在本实施例中，第一透明导电层13的厚度为10至100纳米。

第一金属层14形成在第一透明导电层13的表面上。第一金属层14在将上述透明导电性薄膜10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。关于形成第一金属层15的材料，可以是铜、银、镍、铜镍合金，也可使用除此以外的导电性优异的任意的金属。具体在本实施例中，第一金属层14的厚度为20至500纳米。

此外，第二硬涂层22、第二透明导电层23及第二金属层24分别与第一硬涂层12、第一透明导电层13及第一金属层14的膜层结构、功能及材料成分相同，故在此不再赘述。

进一步的，第一硬涂层12及第二硬涂层22(以下合称硬涂层)中含有多个颗粒15，以在第一金属层14及第二金属层24(以下合称金属层)的表面形成多个凸起16。而且，多个颗粒15为至少两种无机氧化物颗粒的混合物。

具体的，颗粒15可以无规则地、也可以预设规则(如均匀地)分布于第一硬涂层12及第二硬涂层22内。颗粒15可以为球形颗粒，也可为不定形颗粒。由于颗粒15之间的粒径大小存在区别，故可能存在部分颗粒15完全嵌入硬涂层中，而另一部分颗粒15只是部分嵌设于硬涂层中。而部分嵌设于硬涂层的颗粒15则可在金属层的表面形成凸起16。

凸起16可起到抗粘连的作用。在卷曲透明导电性薄膜10时，多个凸起16可使相邻两个金属层之间形成点接触，从而防止其相互粘连、压接

透明导电层覆设于硬涂层的表面，而颗粒15的添加则可增加硬涂层与透明导电层之间的接触面积，从而增加附着力。

而且，无机氧化物的颗粒15的添加可改变硬涂层的表面特性，使其与无机物的亲和性增加，故硬涂层与透明导电层之间的附着力将进一步增大。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落。

在本实施例中，第一硬涂层12及第二硬涂层22的厚度为0.05至0.20微米，颗粒15的粒径为0.1至1微米。

具体的，硬涂层的厚度指的是未设置有颗粒15的平坦区域的厚度。当硬涂层的厚度大于0.2微米时，会导致透明导电性薄膜10的厚度过大；而当硬涂层的厚度小于0.05微米时，则会导致颗粒15嵌入深度不足，进而导致颗粒15与硬涂层的附着不牢固，从而无法起到增大透明导电层与硬涂层之间附着力的作用。

进一步的，在颗粒15添加量(重量)一定时，透明导电层与硬涂层之间附着力与颗粒15的粒径相关，且粒径越小，附着力越大。当粒径范围在0.1至1微米之间时，透明导电层与硬涂层之间附着力最大。而且，由于粒径较小，颗粒15对光线的遮挡作用较弱，故还能使得透明导电性薄膜10具有更好的光学效果。

在本实施例中，颗粒15在第一硬涂层12及第二硬涂层22中的重量占比为0.5％至5.0％。

具体的，透明导电层与硬涂层之间附着力还与颗粒15的添加量有关，添加量越大，则附着力越大。但是，当添加量过大时会导致颗粒15分布过密，从而对光线形成明显的遮挡，进而导致透明导电性薄膜10的光学效果不佳。而当颗粒15重量比在0.5％至5.0％之间时，能兼顾较大的附着力及较好的光学效果。

在本实施例中，无机氧化物颗粒为二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、二氧化锆颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒及磷酸钙颗粒中的任意一种。

在本实施例中，颗粒15中包含有二氧化硅颗粒，且二氧化硅颗粒在颗粒15中的重量占比大于3％。

具体的，颗粒15为几种无机物颗粒的混合物。在添加量相同的情况下，多种无机物颗粒混合可增大透明导电层与硬涂层之间的附着力。而且，混合物中的二氧化硅颗粒的含量大于3％时，附着力最大。

在本实施例中，颗粒15中包含有二氧化硅颗粒及二氧化锆颗粒。

具体的，当颗粒15中包含上述两种类型的氧化物颗粒时，可较好的兼顾透明导电性薄膜10光学效果及透明导电层与硬涂层之间的附着力。

进一步的，在本实施例中，二氧化硅颗粒在颗粒15中的重量占比大于4.5％，二氧化锆颗粒在颗粒15中的重量占比大于30％。

在颗粒15总量不变的情况下，二氧化硅颗粒及二氧化锆颗粒的含量与透明导电性薄膜的透光率及附着力直接相关。当二氧化硅颗粒的重量占比大于4.5％，二氧化锆颗粒的重量占比大于30％时，附着力及透光率均可达到最优值。

请参见下表：

在不同的二氧化硅颗粒及二氧化锆的含量时，对应的光透过率均在86％以上，附着力4B以上。可见，二氧化硅颗粒及二氧化锆的添加对于透光率及附着力均有明显的改善。

而且，当当二氧化硅颗粒的重量占比大于4.5％，二氧化锆颗粒的重量占比大于30％时，附着力达到5B，且透光率达到88.7以上。

上述透明导电性薄膜10，第一硬涂层12及第二硬涂层22中含有多个颗粒15，颗粒15可增加硬涂层与第一透明导电层13及第二透明导电层23(以下合称透明导电层)之间的接触面积，从而增加附着力。而且，颗粒15为无极氧化物，可改变硬涂层的表面特性，使其与无机物的亲和性增加，故硬涂层与透明导电层之间的附着力将进一步增大。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落，故透明导电性薄膜10的可靠性得到显著提升。

此外，本发明还提供一种触控屏。请一并参阅图2，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。第一金属层14及第二金属层24位于引线区220。

触控区210包括第一电极211及第二电极212。其中，第一电极211由第一透明导电层13蚀刻而成；第二电极212由第二透明导电层23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包括第一引线221及第二引线222。第一引线221由第一金属层14及位于引线区220的第一透明导电层13被蚀刻形成；第二引线222则由第二金属层24及位于引线区220的第二透明导电层23被蚀刻形成。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200中，由第一金属层14、第二金属层24、第一透明导电层13及第二透明导电层23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200具有窄边框。而且，由于硬涂层中添加有无机氧化物性质的颗粒15，可增加硬涂层与透明导电层之间的附着力。因此，透明导电层不易从硬涂层上脱落，故触控屏200的可靠性也显著提高。

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

1.一种透明导电性薄膜，包括具有相对设置的第一表面及第二表面的基材、依次形成于所述第一表面的第一硬涂层、第一透明导电层及第一金属层、依次形成于所述第二表面的第二硬涂层、第二透明导电层及第二金属层，其特征在于，所述第一硬涂层及所述第二硬涂层中含有多个颗粒，以在所述第一金属层及所述第二金属层的表面形成多个凸起；

其中，所述多个颗粒为至少两种无机氧化物颗粒的混合物，所述颗粒中包含二氧化硅颗粒及二氧化锆颗粒，所述二氧化硅颗粒在所述颗粒中的重量占比大于4.5％，所述二氧化锆颗粒在所述颗粒中的重量占比大于30％。

2.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述基材的面内的双折射率为0至0.001，面内的双折射率的偏差小于0.0005。

3.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述第一硬涂层及所述第二硬涂层的厚度为0.05至0.20微米，所述颗粒的粒径为0.1至1微米。

4.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述无机氧化物颗粒为二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、二氧化锆颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒及磷酸钙颗粒中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述颗粒中包含有二氧化硅颗粒，且所述二氧化硅颗粒在所述颗粒中的重量占比大于3％。

6.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述颗粒在所述第一硬涂层及所述第二硬涂层中的重量占比为0.5％至5.0％。

7.根据权利要求1至6任一项所述的透明导电性薄膜，其特征在于，所述第一透明导电层及所述第二透明导电层的厚度为10至100纳米，所述第一金属层及所述第二金属层的厚度为20至500纳米。

8.一种触控屏，其特征在于，所述触控屏由上述权利要求1至7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，所述第一金属层及所述第二金属层位于所述引线区；所述触控区包括由所述第一透明导电层蚀刻而成的第一电极、及由第二透明导电层蚀刻而成的第二电极；所述引线区包括由所述第一金属层及位于所述引线区的第一透明导电层被蚀刻形成的第一引线，及由所述第二金属层及位于所述引线区的第二透明导电层被蚀刻形成的第二引线。