CN116072333A - 金属网格导电膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属网格导电膜及其制备方法和应用。所述金属网格导电膜，包括：基材层、自所述基材层的至少一个表面凹设形成的若干凹槽、填充于所述凹槽内的导电材料，若干所述凹槽相互连通呈网格状，所述凹槽的侧壁及底壁均呈平面状。本发明的金属网格导电膜及其制备方法，通过激光镭射形成凹槽或母版凹槽，使得所述凹槽的侧壁及底壁均呈平面状，在置入导电材料时，导电材料能够均匀地填充满整个所述凹槽，避免虚印或出现孔隙，提高整个导电网格的导电性能。

Description

金属网格导电膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及导电膜领域，尤其涉及一种金属网格导电膜及其制备方法和应用。

背景技术

现有的金属网格导电膜的制造流程通常包括：制作凹版母模、制作凸版子模、压印凹版半成品和印刷银浆四个步骤，其中，制作凹版母模又包括在基材上涂布光阻/贴干膜、烘烤、贴光罩、曝光、显影、坚膜等步骤；制作凸版子模包括在基膜上涂UV胶、紫外固化以及压印等。凸版子模对涂覆有UV胶层的导电膜基材进行转印后得到凹版半成品，后再印刷导电银浆以成型金属网格导电膜。

金属网格导电膜的生产流程复杂、工序繁多；导电网格的高度、宽度无法做到精细化，且网格的侧壁很难达到平直，使得现有的金属网格导电膜，其光透过率和导电性能仍不够理想。

有鉴于此，有必要提供一种新的金属网格导电膜及其制备方法和应用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属网格导电膜及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属网格导电膜，包括：基材层、自所述基材层的至少一个表面凹设形成的若干凹槽、填充于所述凹槽内的导电材料，若干所述凹槽相互连通呈网格状，所述凹槽的侧壁及底壁均呈平面状。

进一步地，所述凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间。

进一步地，所述凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

进一步地，所述基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，所凹槽包括位于所述第一表面的第一凹槽、位于第二表面上的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

进一步地，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和不超过基材层厚度的三分之二。

进一步地，还包括位于所述基材层的至少一个表面的叠加层，所述叠加层包括UV胶层、位于UV胶层背离所述基材层的一侧的若干第三凹槽、位于所述第三凹槽内的导电材料，若干第三凹槽相互连通呈网格状。

进一步地，所述第三凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述第三凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

进一步地，所述第三凹槽与所述凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

进一步地，所述导电材料包括导电金属浆料、或导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物；其中

所述导电金属浆料包括银浆、或铜浆、或银包铜浆中的至少一种；或所述导电金属浆料包括球状、片状、树杈状或一维线状的金属粉；

所述导电非金属浆料包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯等中的至少一种。

进一步地，所述导电材料还包括填充于所述凹槽底部的导电碳浆层。

进一步地，所述导电碳浆层的厚度不超过所述凹槽深度的1/5。

一种金属网格导电膜的制备方法，包括如下步骤：

S1提供导电膜基材；

S2采用激光在导电膜材的至少一个表面上镭射出若干凹槽，若干凹槽相互连通呈网格状；

S3向所述凹槽内填充导电材料，得到导电膜半成品；

S4烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜。

所述的金属网格导电膜的制备方法所述金属网格导电膜的制备方法还包括：

在步骤S2之前，在所述基材层的表面涂覆保护层，所述保护层具有与所述凹槽相对应的贯穿孔；

在步骤S3之后，去除所述保护层。

所述的金属网格导电膜的制备方法所述保护层为UV胶或硬化层。

一种金属网格导电膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)凹版母模成型：提供母模基膜，采用激光在母模基膜的一表面上镭射出间隔设置的若干母模凹槽，若干母模凹槽相互连通呈网格状；

(2)凸版子模成型：提供凸版基材，通过所述凹版母模形成凸版子模；

(3)提供导电膜基材，在导电膜基材的至少一个表面上涂覆UV胶层，采用凸版子模，在所述UV胶层上压印形成凹槽；

(4)向所述凹槽内填充导电材料，得到导电膜半成品；

(5)烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜。

进一步地，当所述凸版基材为硬质材料时，在所述凹版母模的母版凹槽内填充金属形成网格层；将金属网格层与凹版母模分离，得到凸版子模；

当凸版基材为软质材料时，在所述凸版基材上涂UV胶、紫外固化、通过凹版母模压印，得到凸版子模，其中固化程度为70％～80％。

进一步地，所述凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

进一步地，所述金属网格导电膜的制备方法还包括：

得到金属网格导电膜后，在所述基材层设置有所述凹槽的至少一个表面上形成叠加层；

采用激光在所述叠加层背离所述基材层的表面镭射形成所述第三凹槽；

向所述第三凹槽内填充导电材料；

烘烤，得到金属网格导电膜。

进一步地，所述第三凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述第三凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

进一步地，所述第三凹槽与所述凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

进一步地，填充导电材料包括：

向所述凹槽内填充导电碳浆，形成导电碳浆层；

在所述导电碳浆层的上侧填充所述导电金属浆料、或所述导电金属浆料与所述导电非金属浆料的混合物。

进一步地，所述导电金属浆料包括银浆、或铜浆、或银包铜浆中的至少一种；或所述导电金属浆料包括球状、片状、树杈状或一维线状的金属粉；所述导电非金属浆料包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯等中的至少一种；所述导电碳浆层的厚度不超过所述凹槽深度的1/5_。

如上项所述的金属网格导电膜可以应用在触控屏中。

本发明的有益效果是：本发明的金属网格导电膜及其制备方法，通过激光镭射形成凹槽或母版凹槽，使得所述凹槽的侧壁及底壁均呈平面状，在置入导电材料时，导电材料能够均匀地填充满整个所述凹槽，避免虚印或出现孔隙，提高整个导电网格的导电性能。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的金属网格导电膜的结构示意图；

图2为本发明一较佳实施例的金属网格导电膜的结构示意图；

图3为本发明一较佳实施例的金属网格导电膜的结构示意图。

其中，100-金属网格导电膜，1-基材膜，2-凹槽，21-第一凹槽，22-第二凹槽，3-导电材料，4-叠加层，41-第三凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明人研究发现：凹版母模的曝光均采用紫外灯曝光，由于紫外线强度的不均匀，使得凹槽形状不规整，内壁及边沿处很难达到平直，较常见的为弧形，以及截面结构为从上至下逐渐收缩的U形；极易造成后段导电浆印刷的不均匀，虚印，导电膜基材表面残留印刷油墨等问题，影响导电膜的光学性能和外观。

且采用该工艺制造的金属网格导电膜包括基材层和复合在基材层上的以UV胶为衬底的金属网格层，即为两层结构：基材层的厚度50-125μm，金属网格层的厚度为5-30μm，因此，现有的金属网格导电膜厚度较纳米金属导电膜偏高。

基于上述发现，本发明旨在提供一种金属网格导电膜100及其制备方法和应用，以克服上述现有技术的缺陷。

请参考图1～图2所示，为本发明较佳实施例的金属网格导电膜100，其包括基材层1、自所述基材层1的至少一个表面凹设形成的若干凹槽2、填充于所述凹槽2内的导电材料3，若干凹槽2相互连通呈网格状，使得所述导电材料3相互串联形成导电网格。

所述凹槽2形成于所述基材层1的表面，所述导电材料3形成的导电网格嵌设于所述基材层1内，减薄了整个金属网格导电膜100的厚度，相较于现有的产品更轻薄，同时在一定程度上提高导电膜的透光率。本发明中，所述金属网格导电膜100的光透过率不低于85％。

另外，本发明采用激光镭射技术形成所述凹槽2，使得所述凹槽2的侧壁及底壁均呈平面状，在置入导电材料3时，导电材料3能够均匀地填充满整个所述凹槽2，避免虚印或出现孔隙，提高整个导电网格的导电性能。本发明中，所述金属网格导电膜100的方阻不高于0.5Ω。

所述基材层1包括但不限于玻璃、PET、PC等，所述基材层1的厚度为50μm～150μm，使得所述金属网格导电膜100保持足够的强度和光学要求。

发明人进一步研究发现：由于工艺的限制，现有的金属网格导电膜100，凹版的深度、宽度通常保持在10μm左右，很难在此基础上进一步做深做窄，使得成型后的导电膜的光透过率和导电性能均难以提升。

本发明通过减小凹槽2的宽度、增大凹槽2的深度，提高凹槽2的深宽比，所述凹槽2的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间，使得金属网格具有较大的高宽比，提高整个导电膜层的导电性和透光性。

具体地，所述凹槽2的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。优选地，所述凹槽2的深度为1μm-30μm，宽度为10nm-1μm。

优选地实施例中，所述基材层1包括相对设置的第一表面和第二表面，所凹槽2包括位于所述第一表面的第一凹槽21、位于第二表面上的第二凹槽22，所述第一凹槽21和所述第二凹槽22均如上所述，于此不再赘述。

优选地，所述第一凹槽21与第二凹槽22沿所述基材层1的厚度方向对齐，相当于所述凹槽2在保持宽度不变的情况下，提高了深度；也可以理解为，将预定深度的凹槽2分为第一凹槽21和第二凹槽22，在保证原有的深宽比的前提下，降低了凹槽2的形成难度以对基材层1材料耐受性的要求，还能进一步提升光透过率和导电性。

本实施例中，所述第一凹槽21和所述第二凹槽22的深度之和不超过所述基材层1厚度的三分之二，整个金属网格导电膜100保持一定的强度。

所述导电材料3包括导电金属浆料、或导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物。含有导电金属浆料的导电材料3，构成的所述导电网格称为金属网格、或金属导电网格。

所述导电金属浆料包括银浆、铜浆、银包铜浆等中的至少一种。优选地，所述导电金属浆料包括球状、片状、树杈状或一维线状的金属粉，导电性能好。

所述导电非金属浆料包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯等中的至少一种。导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物中，非金属导电浆料占比1～20％，导电金属浆料的比例高，能够保证足够的导电线，且加入一定比例的导电非金属浆料，可以降低成本。

进一步地，所述导电材料3还包括填充于所述凹槽2底部的导电碳浆层，导电碳浆层的反光性低于导电金属浆料、导电非金属浆料，能够提升所述金属网格导电膜100的一体黑的外观效果。

优选地，导电碳浆层的厚度不超过所述凹槽2深度的1/5，留更多的空间用以填充导电性更好的导电金属浆料、或导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物，保证所述金属网格导电膜100具有良好的导电性。

进一步地，请参考图3所示，所述金属网格导电膜100还包括附着在至少一个表面的至少一层叠加层4，所述叠加层4包括UV胶层、位于UV胶层一表面的若干第三凹槽41、位于所述第三凹槽41内的导电材料3，若干第三凹槽41相互连通呈网格状，使得导电材料3形成一个电性互通的导电网格。

优选地，所述第三凹槽41位于所述UV胶层背离所述基材层1的一侧，第三凹槽41与基材层1上的凹槽2被UV胶层间隔开，也即两层导电网格间隔开，可直接应用于触控屏制做，无需叠加两层膜。

另外，所述第三凹槽41与所述凹槽2沿所述基材层1的厚度方向对齐设置，相当于所述凹槽2在保持宽度不变的情况下，进一步提高了深度，进一步提升整个膜层的光透过率和导电性。

所述第三凹槽41的宽度、深度的设置方式，与上述凹槽2一致，于此不再赘述。

本发明还提供一种金属网格导电膜的制备方法，包括如下步骤：

S1提供导电膜基材，作为所述基材层1。

S2采用激光在导电膜材的至少一个表面上镭射出若干凹槽2，若干凹槽2相互连通呈网格状。本发明基于激光镭射技术，所述凹槽2的侧壁和底壁呈光滑的平面状；所述凹槽2的宽度、深度、形状及排布方式如上所述，于此不再赘述。

本发明中，激光镭射形成凹槽2时，功率：40W～70W，例如50W，扫描速度：3000mm/s～4200mm/s例如3500mm/s；频率：200HZ～250HZ，例如220HZ；重复镭射次数不超过5次，优选4次或5次。

S3向所述凹槽2内填充导电材料3，得到导电膜半成品。优选地，采用丝网印刷导电油墨的方式向所述凹槽2内填充导电材料3。

一实施例中，填充的导电材料3为导电金属浆料、或导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物；导电网格上下为相同的浆料，导电性好。

另一实施例中，步骤S3包括：S3.1向所述凹槽2内填充导电碳浆，形成导电碳浆层；S3.2在所述导电碳浆层的上侧填充所述导电金属浆料、或所述导电金属浆料与所述导电非金属浆料的混合物，得到导电膜半成品。

S4烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜100。

进一步地，所述金属网格导电膜的制备方法还包括：在步骤S2之前，在所述基材层1的表面涂覆保护层，所述保护层具有与所述凹槽2相对应的贯穿孔，用于防止激光镭射时的熔融液体飞溅残留，以及防止印刷过程中油墨残留在所述凹槽2以外的基材表面，同时防止刮伤基材层1。因此，在步骤S3后，即可去除该保护层。

具体地，所述保护层为UV胶或硬化层。

进一步地，金属网格导电膜的制备方法还包括：在步骤S4之后，在所述基材层1设置有所述凹槽2的至少一个表面上形成叠加层4，并采用激光在所述叠加层4背离所述基材层1的表面镭射形成所述第三凹槽41，向所述第三凹槽41内填充导电材料3；烘烤。

其中，所述叠加层4为UV胶层。

优选地，所述第三凹槽41与所述凹槽2(第一凹槽21或所述第二凹槽22)对应设置。

本发明还提供另外一种金属网格导电膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)凹版母模成型：

提供母模基膜，采用激光在母模基膜的一表面上镭射出间隔设置的若干母模凹槽；所述母模凹槽的宽度、深度、形状及排布方式，与上述的凹槽2相同，于此不再赘述。

(2)凸版子模成型：提供凸版基材，通过所述凹版母模形成凸版子模。

具体地，当所述凸版基材为硬质材料时，例如为金属板，在凹版母模的所述母模凹槽内填充金属层；将金属层与凹版母模分离，得到凸版子模。

一具体实施例中，可以通过磁控溅射银、电铸金属层的步骤在母模凹槽内填充金属层。

当凸版基材为软质材料时，在凸版基材上涂UV胶、紫外固化、通过凹版母模压印，得到凸版子模。其中固化程度为70％～80％，此时UV胶具有一定的硬度，基本成型，但还能采用凸版子模压印形成所述凹槽2。

(3)提供导电膜基材，在导电膜基材的至少一个表面上涂覆UV胶层，采用凸版子模，在UV胶层上压印出间隔设置的所述凹槽2；

(4)向所述凹槽2内填充导电材料3，得到导电膜半成品；

(5)烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜100。

该方法中，采用激光镭射技术成型凹版母模，提高金属网格模板的制作效率，成型出的金属网格深度更深、宽度可做到更低，同时凹槽2的内壁能够做到截面呈直线形。

其他步骤与上述制备方法相同，于此不再赘述。

本发明的金属网格导电膜100可以用作透明导电膜，尤其可以用作触控传感器、触控屏等。具体地，触控屏需要两层独立的导电网格，通常由两层导电膜叠加。本发明中，图1所示实施例中，金属网格导电膜100仅包括一层导电网格，需要叠加两层膜制备触控屏。而图2、图3所示实施例中，包括两层间隔开的导电网格，可直接应用于触控屏制做，无需叠加两层膜。

综上所述，本发明采用激光镭射技术，在基材层1的表面直接形成凹槽2，使得所述金属网格导电膜100的结构为内嵌式，成型出的金属网格深度更深、宽度可做到更低，凹槽2的内壁能够做到呈平面状。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种金属网格导电膜，其特征在于，包括：基材层、自所述基材层的至少一个表面凹设形成的若干凹槽、填充于所述凹槽内的导电材料，若干所述凹槽相互连通呈网格状，所述凹槽的侧壁及底壁均呈平面状。

2.如权利要求1所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间。

3.如权利要求1所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

4.如权利要求1所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，所凹槽包括位于所述第一表面的第一凹槽、位于第二表面上的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

5.如权利要求4所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和不超过基材层厚度的三分之二。

6.如权利要求1所述的金属网格导电膜，其特征在于：还包括位于所述基材层的至少一个表面的叠加层，所述叠加层包括UV胶层、位于UV胶层背离所述基材层的一侧的若干第三凹槽、位于所述第三凹槽内的导电材料，若干第三凹槽相互连通呈网格状。

7.如权利要求6所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述第三凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述第三凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

8.如权利要求6所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述第三凹槽与所述凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

9.如权利要求1～8任意一项所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述导电材料包括导电金属浆料、或导电金属浆料与导电非金属浆料的混合物；其中

所述导电金属浆料包括银浆、或铜浆、或银包铜浆中的至少一种；或所述导电金属浆料包括球状、片状、树杈状或一维线状的金属粉；

所述导电非金属浆料包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯等中的至少一种。

10.如权利要求1～8任一项所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述导电材料还包括填充于所述凹槽底部的导电碳浆层。

11.如权利要求10所述的金属网格导电膜，其特征在于：所述导电碳浆层的厚度不超过所述凹槽深度的1/5。

12.一种金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1提供导电膜基材；

S2采用激光在导电膜材的至少一个表面上镭射出若干凹槽，若干凹槽相互连通呈网格状；

S3向所述凹槽内填充导电材料，得到导电膜半成品；

S4烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜。

13.如权利要求12所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述金属网格导电膜的制备方法还包括：

在步骤S2之前，在所述基材层的表面涂覆保护层，所述保护层具有与所述凹槽相对应的贯穿孔；

在步骤S3之后，去除所述保护层。

14.如权利要求13所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述保护层为UV胶或硬化层。

15.一种金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)凹版母模成型：提供母模基膜，采用激光在母模基膜的一表面上镭射出间隔设置的若干母模凹槽，若干母模凹槽相互连通呈网格状；

(2)凸版子模成型：提供凸版基材，通过所述凹版母模形成凸版子模；

(3)提供导电膜基材，在导电膜基材的至少一个表面上涂覆UV胶层，采用凸版子模，在所述UV胶层上压印形成凹槽；

(4)向所述凹槽内填充导电材料，得到导电膜半成品；

(5)烘烤导电膜半成品，得到金属网格导电膜。

16.如权利要求15所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：

当所述凸版基材为硬质材料时，在所述凹版母模的母版凹槽内填充金属形成网格层；将金属网格层与凹版母模分离，得到凸版子模；

当凸版基材为软质材料时，在所述凸版基材上涂UV胶、紫外固化、通过凹版母模压印，得到凸版子模，其中固化程度为70％～80％。

17.如权利要求12～16所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

18.如权利要求12～16所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述金属网格导电膜的制备方法还包括：

得到金属网格导电膜后，在所述基材层设置有所述凹槽的至少一个表面上形成叠加层；

采用激光在所述叠加层背离所述基材层的表面镭射形成所述第三凹槽；

向所述第三凹槽内填充导电材料；

烘烤，得到金属网格导电膜。

19.如权利要求18所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述第三凹槽的宽度与深度的比值介于1:1.5～1:5之间；或所述第三凹槽的深度为10nm～30μm，宽度为10nm～20μm。

20.如权利要求18所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：所述第三凹槽与所述凹槽沿所述基材层的厚度方向对齐设置。

21.如权利要求12～16所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：填充导电材料包括：

向所述凹槽内填充导电碳浆，形成导电碳浆层；

在所述导电碳浆层的上侧填充所述导电金属浆料、或所述导电金属浆料与所述导电非金属浆料的混合物。

22.如权利要求21所述的金属网格导电膜的制备方法，其特征在于：

所述导电金属浆料包括银浆、或铜浆、或银包铜浆中的至少一种；或所述导电金属浆料包括球状、片状、树杈状或一维线状的金属粉；

所述导电非金属浆料包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯等中的至少一种；

所述导电碳浆层的厚度不超过所述凹槽深度的1/5。

23.如权利要求1～11任一项所述的金属网格导电膜在触控传感器、触控屏中的应用。

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