CN111009338B - 一种导电膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导电膜，包括黑色基材、导电层、第一HC涂层、第二HC涂层。本发明的技术方案通过结构的设计以及厚度折射率的匹配解决了在涂布加工过程中，极易产生气泡，造成涂布点缺、MD线外观不良的缺陷，同时有效解决了做成电子黑板模组时，部分区域的绝缘性效果不佳，通电情况下容易产生短路的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学膜，具体涉及导电膜。
背景技术
目前随着市场上对无纸化办公、多媒体教学的需求越来越高，众多企业开始研究开发客户需求的产品-----电子黑板，该产品汇集了软件技术、电子技术等多种高科技含量的高新技术产品，它通过电磁感应原理、压力感应原理、红外感应原理等技术，实现无纸化办公以及教学的解决方案，将使教师告别分别书写的传统教学时代，对此具有十分重要的研究意义。
电子黑板与传统的黑板不同，它具有自己的特点，比如环保、数字化、信息化等。传统的教学概念是一支笔、一块黑板加上老师的板书，使用的粉尘极其不环保，使用过程中的粉笔粉末容易吸入人体肺部，长期吸入对人体容易造成严重的肺病；而电子黑板是由计算机、投影机、电子黑板和配套软件组成的，老师可以在电子黑板上书写，显示的内容和计算机屏幕显示内容完全一致，同时老师可以利用课前时间提前通过电子黑板软件进行电子备课。
电子黑板与投影幕布有所不同，它具有互动的特点。投影机和幕布是现有多媒体教室里常见的硬件配置，老师通过投影机把备课内容显示到投影幕布上去，这种模式的最大缺点在于老师无法通过直接操作投影幕布上显示的内容来和学生互动，更谈不上直接在投影幕布上板书，这是投影幕布自身的缺点，而电子黑板具有绝对的优势。
目前市场上大多企业采用黑色基材上镀ITO导电层，然后在ITO上镀一层二氧化硅层；白色基材上(防眩膜)镀ITO导电层，然后在ITO上镀一层二氧化硅层，但是二氧化硅层的厚度往往处于纳米级别厚度，绝缘性能不佳，不适用与大尺寸的产品应用，比如64寸、86寸甚至110寸。目前有些企业针对开发中大尺寸的电子黑板，需要在黑色基材上溅镀ITO导电层后，涂布一层绝缘胶水，但是在涂布加工过程中，极易产生气泡，造成涂布外观不良，比如点缺、MD线，该缺陷不仅造成良率下降、不具备涂布量产性，同时做成电子黑板模组时，降低了部分区域的绝缘性，通电情况下容易产生短路的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种导电膜，通过结构的设计以及厚度折射率的匹配解决了在涂布加工过程中，极易产生气泡，造成涂布点缺、MD线外观不良缺陷，该缺陷不仅造成良率下降、不具备涂布量产性，同时解决了做成电子黑板模组时，降低了部分区域的绝缘性，通电情况下容易产生短路的技术问题。
为实现上述目的本发明的技术方案为：
一种导电膜，其特征在于，包括黑色基材、导电层、第一HC涂层、第二HC涂层。
进一步地，所述导电层选自纳米银线导电层、ITO导电层中的一种。
进一步地，所述导电层阻值范围为30-1000Ω/□。
进一步地，所述黑色基材的厚度范围为10-250μm。
进一步地，所述纳米银线直径范围为10-30nm，长度为20-50μm，纳米银线直径太小或者长度越长，在实际的生产银线过程中，产率很低，进而增加生产成本。
所述纳米银线合成方法如下:
室温下，分别添加1-丁基-3-甲基咪唑氯化铂(0.0215g/1mL乙二醇溶液)、PVP-430000溶液(0.3g/10mL乙二醇溶液)到100mL的乙二醇溶剂中，缓慢搅拌30min后，边搅拌边缓慢加入硝酸银溶液(0.23g/10mL乙二醇溶液)，继续搅拌40min后，先缓慢升温到80℃，保持5min，再缓慢升温到150℃保持5min，最后升温到180℃保持20min，自然冷却到160℃，停止搅拌一段时间后，冷却至室温，整个过程保持氩气保护；通过多次高速离心去除PVP以及其他添加剂，清洗干燥后得到直径范围在10-30nm、长度在20-50μm范围的纳米银线。
进一步地，所述一HC涂层折射率为1.45-1.6，所述涂层厚度为0.1-2um，厚度太小，不利于第二HC硬化涂层的铺展，同时纳米银线涂层对基材的附着力会变差，厚度太大，增加材料成本，对产品设计本身意义不大。所述第一HC涂层的作用是能够涂布在纳米银线表面，第一HC涂层的表面达因值为36-50，达因值太低会造成第二HC涂层不能完全铺展在第一HC涂层上，达因值太高会增加第一HC涂层的制造成本并且容易造成第一HC涂层不能铺展在导电层表面。
进一步地，所述第二HC涂层折射率为1.45-1.6，所述涂层厚度为0.5-3um，折射率太高或太低都会增加制造丙烯酸树脂的成本，该第二HC涂层的作用是能够铺展在第一HC涂层上表面进一步填平第一HC涂层中的点缺位置，该结构的设计增强了该缺陷位置点的绝缘性。
进一步地，所述第二HC涂层的无机粒子尺寸为3-5um，所述无机粒子选自二氧化硅、PMMA，所述二氧化硅或PMMA折射率范围是1.45-1.5，所述有机树脂折射率1.45-1.55，两者之间的折射率差异范围在0.01-0.3，若两者之间的折射率相差太大容易造成彩虹纹较重的问题；所述无机粒子的直径范围波动在3-5μm，粒子太小，容易团聚，粒子太大，不利于液晶的均匀铺展。所述无机粒子表面经过含氟有机物表面处理，所述含氟有机物选自十三氟辛基硅氧烷和丙烯基硅氧烷，所述无机粒子表面同时含有氟有机物和含双键有机化合物，该经过表面处理的无机物粒子，含氟化合物进一步的减少了粒子之间的团聚，同时第二HC硬化涂层在UV固化时，含不饱和键的与其他不饱和键有机树脂反应，进一步的把无机粒子“锁定”在硬化涂层内部以及表面，增强膜面长时间使用后粒子析出的风险。
二氧化硅粒子表面经过含氟化合物处理如下：
从市场上购买2克的二氧化硅纳米粒子(平均直径3μm)，放入50mL的无水二甲苯溶剂中，添加2mL的十三氟辛基硅氧烷和2mL的丙烯基硅氧烷有机物，回流5小时，进而把疏水基团十三氟辛基以及含不饱和键的有机物嫁接到二氧化硅粒子表面，最后120摄氏度干燥10小时得到含氟化合物处理的二氧化硅粒子。
进一步地，所述第一HC涂层的胶水包含：
含活性可聚合基团的化合物：0.1-10％
可聚合树脂：0.5-30％
光引发剂：1-3％
有机溶剂：59-98.4％
所述含活性可聚合官能团的化合物选自三官能团(甲基)丙烯酸酯单体、四官能团(甲基)丙烯酸酯单体、五官能团(甲基)丙烯酸酯单体。所述的三官能团(甲基)丙烯酸酯单体为季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异氰酸酯或三(甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异脲酸酯；所述四官能团(甲基丙烯酸单体为)季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或四(甲基)丙烯酸二(三羟甲基)丙酯；所述的五官能团(甲基丙烯酸单体)为二(聚)季戊四醇五(甲基丙烯酸酯)。所述可聚合树脂选自甲基丙烯酸甲酯，所述光引发剂选自1-羟环己基苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-2苯基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4,4-二甲氧基二苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化磷、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基氧化磷中的一种或两种以上的混合物。所述第一HC硬化液中含有活性官能团可聚合的化合物含量为0.1％-10％，活性官能团可聚合化合物的含量太低，固化后膜面的达因值较低，不利于第二HC硬化胶水的铺展，如果含量太高，UV固化时交联效果不充分，反而会降低第一HC硬化层的与基材的附着力，进而降低纳米银导电层在基材上的密着性，最终对后端实际生产造成良率下降。
进一步地，所述第二HC涂层的胶水包含：
有机树脂：20-40％
无机粒子：2-10％
流平剂：0.5-5％
引发剂：1-3％
溶剂：42-76.5％；
所述有机树脂包括季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种，三者之间的比例可以调整，但季戊四醇五丙烯酸酯含量越高，交联密度越高，；所述无机粒子为经过表面处理的二氧化硅粒子含量2-5％；所述为流平剂BYK-3760含量1-5％；所述引发剂总含量1-3％，包含引发剂184和TPO，两者之间比例可以调整。
进一步地，在远离纳米银线层黑色基材层的一侧还设置有亚克力胶层或者设置有离型膜。
进一步地，所述第二HC涂层远离黑色基材层的一侧还设有抗反射AG层。
有益效果
本发明的技术方案通过结构的设计以及厚度折射率的匹配解决了在涂布加工过程中，极易产生气泡，造成涂布点缺、MD线外观不良缺陷，该缺陷不仅造成良率下降、不具备涂布量产性，同时解决了做成电子黑板模组时，部分区域的绝缘性效果不佳，通电情况下容易产生短路问题。
附图说明
图1为实施例1导电膜示意图，其中1为黑色基材，2纳米银线导电层，3第一HC涂层，4第二HC涂层。
图2为实施例2导电膜示意图，其中1为黑色基材，2ITO层，3第一HC涂层，4第二HC涂层。
图3为比较例1导电膜示意图。
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。下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
在黑色PET基材(188μm厚度)上通过狭缝式涂布500Ω/□阻值的纳米银线层，在纳米银线层涂布第一HC涂层并经过热干燥、UV固化，继续涂布第二HC涂层并经过热干燥、UV固化形成结构一。
所述纳米银线导电层，纳米银线平均直径为20nm，长度为30μm，纳米银线直径太小或者长度越长，在实际的生产银线过程中，产率很低，进而增加生产成本。
第一HC硬化涂层，折射率1.5，涂层厚度0.5μm，达因值40，胶水中含有活性官能团可聚合的化合物含量为5％，包括三(甲基)丙烯酸三(2-羟乙基)异氰酸酯含量3％、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯含量2％，可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯，含量为20％，光引发剂为1-羟环己基苯甲酮含量3％，流平剂BYK-3760含量1％。
第二HC硬化涂层，折射率1.5，涂层厚度2μm，胶水中有机树脂总含量30％，有机树脂包括季戊四醇五丙烯酸酯含量10％、季戊四醇四丙烯酸酯含量10％、聚氨酯丙烯酸酯含量10％；经过表面处理的3μm粒径的二氧化硅粒子含量3％，流平剂BYK-3760含量2％，引发剂184含量2％，引发剂TPO含量1％，其余为有机溶剂。
实验结果：结构一中的导电膜的绝缘性较好，第二HC硬化涂层表面粒子分布均匀，无晶点，交联密度高，与液晶长期接触，液晶不变色。
实施例2
不同意实施例1，所述纳米银导电层为ITO导电层。
实施例3
不同于实施例1，所述第一HC硬化涂层厚度为0.1μm。
实施例4
不同于实施例1，所述第一HC硬化涂层达因值为36，其中胶水中含有活性官能团可聚合的化合物含量为0.1％。
实施例5
不同于实施例1，所述第一HC硬化涂层达因值为50，其中胶水中含有活性官能团可聚合的化合物含量为10％。
实施例6
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层厚度为0.5μm。
实施例7
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层厚度为3μm。
实施例8
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层二氧化硅的粒径为5μm。
实施例9
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层粒子含量为2％。
实施例10
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层粒子含量为5％。
实施例11
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层胶水中，有机树脂总含量30％，有机树脂包括季戊四醇五丙烯酸酯含量28％、季戊四醇四丙烯酸酯含量1％、聚氨酯丙烯酸酯含量1％；
季戊四醇五丙烯酸酯含量越高，交联密度越大，与液晶长期接触，液晶不变色。
实施例12
不同于实施例1，第二HC硬化涂层胶水中，有机树脂总含量30％，有机树脂包括季戊四醇五丙烯酸酯含量1％、季戊四醇四丙烯酸酯含量1％、聚氨酯丙烯酸酯含量28％。
比较例1
在黑色PET基材上溅镀500Ω/□阻值的ITO层，在ITO层涂布第一HC涂层并经过热干燥、UV固化形成图3结构。
结果分析：第一HC涂层涂布在ITO表面会形成一定数量、大小的点缺，该点缺极易造成位置点的绝缘性降低。
比较例2
不同于实施例1，不含第二硬化涂层。
比较例3
不同于实施例1，不含第一硬化涂层。
比较例4
不同于实施例1，所述第一硬化涂层厚度0.05μm。
比较例5
不同于实施例1，所述第一硬化涂层厚度5μm。
比较例6
不同于实施例1，所述第二硬化涂层厚度0.1μm。
比较例7
不同于实施例1，所述第二硬化涂层厚度5μm。
比较例8
不同于实施例1，所述第一硬化涂层达因值为28，其中胶水中不含有活性极性官能团的可聚合物，可聚合树脂为甲基丙烯酸甲酯含量为25％。
比较例9
不同于实施例1，所述第一硬化涂层达因值为60，其中胶水中含有活性极性官能团的可聚合物含量10％。
比较例10
不同于实施例1，所述第二HC硬化涂层，胶水中不含季戊四醇五丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯，有机树脂聚氨酯丙烯酸酯含量30％。
| 绝缘性 | 第二HC膜面晶点 | 液晶是否变色 | 备注 | |
| 实施例1 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例2 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例3 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例4 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例5 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例6 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例7 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例8 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例9 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例10 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例11 | 好 | 无 | 否 | |
| 实施例12 | 好 | 无 | 否 | |
| 比较例1 | 差 | 多 | 是 | |
| 比较例2 | 差 | 多 | 是 | |
| 比较例3 | 差 | 多 | 否 | |
| 比较例4 | 差 | 多 | 否 | |
| 比较例5 | 差 | 多 | 否 | 驱动电压大 |
| 比较例6 | 差 | 多 | 是 | |
| 比较例7 | 差 | 多 | 否 | 驱动电压大 |
| 比较例8 | 差 | 多 | 否 | 第一HC膜面可涂布性差 |
| 比较例9 | 差 | 多 | 是 | |
| 比较例10 | 差 | 多 | 是 |
表1
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 (5)
1.一种导电膜，其特征在于，包括黑色基材、导电层、第一HC涂层、第二HC涂层；第二HC涂层设置于第一HC涂层的上表面，所述一HC涂层折射率为1.45-1.6，所述涂层厚度为0.1-2um，所述第一HC涂层的表面达因值为36-50；第二HC涂层折射率为1.45-1.6，所述涂层厚度为0.5-3um；
所述第一HC涂层胶水包含：
含活性可聚合基团的化合物：0.1-10％
可聚合树脂：0.5-30％
光引发剂：1-3％
有机溶剂：59-98.4％
所述含活性可聚合官能团的化合物选自三官能团(甲基)丙烯酸酯单体、四官能团(甲基)丙烯酸酯单体、五官能团(甲基)丙烯酸酯单体；所述可聚合树脂选自甲基丙烯酸甲酯；
所述第二HC涂层胶水包含：
有机树脂：20-40％
无机粒子：2-10％
流平剂：0.5-5％
引发剂：1-3％
溶剂：42-76.5％；
所述有机树脂包括季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种；
所述无机粒子尺寸范围为3-5um，所述无机粒子选自二氧化硅、PMMA。
2.根据权利要求1所述的导电膜，其特征在于，所述导电层选自纳米银线导电层、ITO导电层中的一种。
3.根据权利要求1所述的导电膜，其特征在于，所述黑色基材的厚度范围为10-250μm。
4.根据权利要求1所述的导电膜，其特征在于，所述导电层阻值范围为30-1000Ω/□。
5.根据权利要求2所述的导电膜，其特征在于，所述纳米银线导电层中纳米银线直径范围为10-30nm，长度范围为20-50μm。
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