CN212541929U - 透明导电膜与触控屏 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种透明导电膜与触控屏，其中透明导电膜包括依次层叠设置的基材、至少两层IM层和导电层；所述两层IM层依次包括设于所述基材上的有机材料层和无机材料层；所述导电层依次包括设于所述IM层上的金属掺杂层和透明导电材料层；所述金属掺杂层包括金属与氮化物金属和/或金属与氧化物金属。本申请将原来的金属变更为金属掺杂层，提高了导电性。而双IM层的设置降低了IM层整体的反射率，使之可以与低反射率的导电层匹配，降低了导电膜的色差。

Description

透明导电膜与触控屏

技术领域

本申请涉及光学膜领域，特别是涉及一种透明导电膜及触控屏。

背景技术

透明导电膜是很多产品如触控屏的核心元件，提高透明导电膜的导电性，降低其厚度是行业内一直追求的目标。如图1所示，为目前新研发的透明导电膜结构，包括基材层和依次设于基材层上的IM层、导电层，导电层由透明导电材料层、金属层依次叠加组成。借助隧道击穿的原理，该导电层结构相比过往技术提高了导电膜的导电性。

在上述结构中，金属层具有一个特质：厚度较薄时，其形成为岛状膜层结构，因非连续性，导致导电性较差。为保证导电性，就必须保证厚度，一般单层的金属层厚度均需要大于10nm。造成了透明导电膜的低厚度与高导电性之间的矛盾。

另外，上述结构中的透明导电材料层、金属层之间因透明导电材料层的高折射率和金属层的低折射率而形成了AR减反效果，降低了导电层的反射率，实现了导电层的电阻越低，反射率越低的效果。即目前的透明导电膜，其导电层的反射率可以很小。我们知道，为了保证导电膜的色差足够小，IM层(INDEX MARGIN，消影层)与导电层的反射率差值越小越好，但目前的IM层的反射率无法做到更低，因此无法与导电层的反射率匹配，从而色差较大。

因此，如何在低厚度的情况下，提高导电性，降低目前导电膜的色差，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种透明导电膜及触控屏，以解决现有技术中出现的上述问题。

本申请提供了如下方案：

一方面提供了一种透明导电膜，所述透明导电膜包括依次层叠设置的基材、至少两层IM层和导电层；

所述两层IM层依次包括设于所述基材上的有机材料层和无机材料层；

所述导电层依次包括设于所述IM层上的金属掺杂层和透明导电材料层；

所述金属掺杂层为金属与氮化物金属和/或金属与氧化物金属的掺杂层。

优选的，所述第一金属掺杂层和所述第一金属掺杂层中的氧或氮的原子百分比为1.5at％-5.5at％。

优选的，所述金属掺杂层为连续膜层，且所述金属掺杂层厚度小于10nm。

优选的，所述金属掺杂层为金属靶材镀膜过程中通入少量O2和/或N2形成。

优选的，所述有机材料层通过涂布的方式设置，所述无机材料层通过溅射的方式设置。

优选的，所述导电层的阻值小于100欧姆；所述有机材料层的折射率为1.6-1.7；所述无机材料层的折射率为1.4-1.6。

优选的，所述导电层的等效折射率为1.4-1.5。

优选的，

所述金属掺杂层与透明导电材料层之间设有第一耐候层和/或第一抗氧层；

和/或所述金属掺杂层与所述无机材料层之间设有第二耐候层和/或第二抗氧层。

优选的，

所述有透明导电膜包括依次层叠设置的硬涂层、减反层、所述基材层、所述有机材料层、所述无机材料层、第二耐候层、第二抗氧层、所述金属掺杂层、第一抗氧层、第一耐候层和所述透明导电材料层。

本申请另一方面还提供了一种触控屏，所述触控屏包括如上所述的透明导电膜和依次设于所述透明导电膜上的导电胶和玻璃面板。

根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

本申请的技术方案，通过利用金属与氮氧化物金属共同存在的金属掺杂层较好的连续膜层特性，使得在较低厚度如10nm以下，金属掺杂层亦可具有较好的导电性，从而相比金属层提高了相同厚度情况下的导电性。同时，通过设置两层IM层降低IM层的整体反射率，使得IM层可以与导电层的低反射率匹配，从而降低透明导电膜的整体色差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的低阻透明导电膜结构图；

图2-4是本申请实施例提供的透明导电膜结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请旨在提供一种新结构的透明导电膜，将金属层替换为金属与氮/氧化物金属的掺杂层，利用掺杂层低厚度下仍然为连续膜层的特点，提高了低厚度状况下导电层的导电性。通过设置两层IM层降低IM层的整体反射率，使得IM层可以与导电层的低反射率匹配，从而降低透明导电膜的整体色差。

如图2所示，为本申请提供的透明导电膜的结构图，包括依次层叠设置的基材层、第一IM层、第二IM层和导电层，其中导电层包括依次层叠设置的金属掺杂层和透明导电材料层。所述金属掺杂层为金属与氮化物金属，和或/金属与氧化物金属的掺杂层。

金属与氮/氧化物金属共存的掺杂层具有一个特质即即便在较薄厚度的情况下，如小于10nm的情况下，其仍然为连续膜层，相比相同厚度的纯金属层，其导电性大大提高。在实际的设置中，所述金属掺杂层可以设为10nm以下。

上述金属掺杂层可以在金属靶材镀膜过程中通入少量O2和/或N2，使金属与氧化/氮化金属共存形成。金属一般为Ag、Cu、Al、Mo、Ag合金、Cu合金、Al合金、Mo合金等。所述金属掺杂层中的氧或氮原子的原子百分比均为1.5at％-5.5at％。通过控制通入的O2和/或N2的量即可控制氧或氮原子的原子百分比。优选实施例中，金属Ag中通O2，金属Cu中通N2。

为保证导电膜的导电性，其中金属掺杂层需选用连续膜层结构，优选的，金属掺杂层每层的厚度均大于10nm。其中金属掺杂层的材料优选可以为银。

在图2所示的结构中，第一IM层和第二IM层叠加，利用AR减反原理，通过干涉效应，反射光相互抵消，降低了反射率。

图2所示的第一IM层和第二IM层分别为有机材料层和无机材料层，考虑到不影响金属层的导电性，故将无机材料层与第一金属层接触。其中有机IM层可实现反射率1-2％减反效果。无机IM层，可实现反射率2-4％减反效果。两者结合，成本低且效果较佳。考虑到不影响金属掺杂层的导电性，故将无机材料层与第一金属掺杂层接触。

其中有机材料层可选用折射率1.6-1.7高折射率C\H\O树脂，其中掺杂Si、Zr、Ti等金属元素；厚度可根据需要设置，优选为0.5-5um。

无机材料层，可以为单层，也可以为具有不同折射率的多个匹配层。

如为单层，可选用绝缘方块电阻大于10*8Ω/□的非导金属材料，例如：Ti、In、Sn、InSn合金(In掺杂重量百分比0-50％)、SiAl合金(Al掺杂重量百分比0-50％)、厚度可根据需要设置，优选为0.5-80nm。

无机材料层如为多层，可通过至少一层低折射率材料和至少一层高折率材料组合而成，其绝缘方块电阻>10*8Ω/□。其中的低折射率材料可以为折率率1.2-1.7的金属氧化物、非金属氧化、硫化物、氟化物、碳化物，如SiO2、Al2O3、MgF，MgS、SiC等，厚度可设为10-500nm；其中的高折率材料可以为折率率1.8-2.4的金属氧化物、氮化物、硫化物、或其掺杂物(掺杂材料包含Al、Ga、Zr、B、Y、Mo、Sn等一种或多种材料掺杂)，如TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4、ZnS，掺杂物包括AZO、GZO、YZO等，厚度可设为2-200nm。

在实际制备过程中，优选第一IM层采用涂布的方式，第二IM层采用溅射的方式，这是考虑到溅射的方式虽然附着力更好，但是溅射出来的层具有色差。而涂布的方式虽然附着力一般，但色差小，因此可采用涂布与溅射结合的方式设置IM层，以达到附着力和色差的综合要求。

优选实施例中，可以根据需要设置更多层数的IM层，此处不再详述。

至少两层IM层的设置使得IM层整体的反射率可以做到较低，以与低阻导电膜中的低反射率的导电层匹配。依据目前的低阻技术，导电层的阻值可以小于100欧姆，通常为20-25欧姆，其导电层的反射率为5-6％。对应的，本申请中，至少两层IM层的整体反射率为4.5-5.5％。

如图3所示，示出了一种透明导电膜的结构，包括依次层叠设置的：硬涂层、减反层、基材层、第一IM层、第二IM层、金属掺杂层和透明导电材料层。

其中，硬涂层为折射率1.45-1.55C\H\O树脂，厚度0.5-5um。减反层为为折射率1.3-1.4，低折射率C\H\O树脂，其中掺杂F、S等非金属元素；厚度1-8um。

为提高透明导电膜的耐候性和抗氧化性，本申请优选实施例中在透明导电膜中设置了耐候性和抗氧化性等功能膜层。

如其中一个实施例中，所述透明导电膜包括依次层叠设置的：硬涂层、减反层、基材层、第一IM层、第二IM层、第二抗氧化层、金属掺杂层、第一抗氧化层、透明导电材料层。通过在金属掺杂层上下设置抗氧化层，保证了金属掺杂层的抗氧化性。

另一个实施例中，所述透明导电膜包括依次层叠设置的：硬涂层、减反层、基材层、第一IM层、第二IM层、第二耐候层、金属掺杂层、第一耐候层、透明导电材料层。通过在金属掺杂层上下设置耐候层，保证了金属掺杂层的耐候性。

如图4所示，在另一个具体实施例中，所述透明导电膜包括依次层叠设置的：硬涂层、减反层、基材层、第一IM层、第二IM层、第二耐候层、第二抗氧化层、金属掺杂层、第一抗氧化层、第一耐候层、透明导电材料层。通过在金属掺杂层上下设置抗氧化层和耐候层，保证了金属掺杂层的抗氧化层和耐候性。

在其他实施例中，可以根据需要对图4所示结构中的耐候层、抗氧化层进行增减。

上述耐候层可以为非金属氧化、金属氮化物、金属氧化物，或其掺杂物(掺杂材料包含Al、Ga、Zr、B、Y、Mo、Sn等一种或多种材料掺杂)等，如TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Si3N4等，掺杂物包括AZO、IZO、YZO等；厚度2～200nm。

上述各抗氧层可以采用金属、金属氮化物、金属氧化物等，如Ti、Ni、Cr、NiCr、TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4等；厚度可以为0.5～10nm。

上述基材层可以为柔性基材，如透明有机聚合物PET、TAC、COP、PEN、CPI、PI。优选地，选用PET。

上述透明导电材料层可为金属氧化物，比如In2O3、SnO2、ZnO、ITO(Sn2O掺杂重量百分比0-50％)、IZO(ZnO掺杂重量百分比0-50％)、AZO(Al2O3掺杂重量百分比0-50％)；ITiTO(TiO2掺杂重量百分比0-10％)；ITZO(TIO2掺杂重量百分比0-10％、ZnO掺杂重量百分比0-40％)、FTO(F掺杂重量百分比0～10％)。

本申请另一实施例还公开了一种触控屏，该触控屏包括依次设置的玻璃面板、胶以及上述的透明导电膜。

如下表1为现有技术与本申请中透明导电膜的导电率、IM层的反射率对比。其中IM层的总厚度不变，均为2.5um。PET的厚度均相同，为125um。ITO层每层的厚度不变，均为45nm。下述各项的检测采用本领域公知的检测方式，结构如下：

表1

通过上表数据可以看出，金属掺杂层替代金属层，提高了导电性，可以将金属掺杂层的厚度设在10nm以下；双IM层的设置降低了IM层的反射率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，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，各实施例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。

Claims (8)

1.一种透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括依次层叠设置的基材、至少两层IM层和导电层；

所述两层IM层依次包括设于所述基材上的有机材料层和无机材料层；

所述导电层依次包括设于所述IM层上的金属掺杂层和透明导电材料层；

所述金属掺杂层为金属与氮化物金属和/或，金属与氧化物金属的掺杂层。

2.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述金属掺杂层为连续膜层，且所述金属掺杂层的厚度小于10nm。

3.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述有机材料层通过涂布的方式设置，所述无机材料层通过溅射的方式设置。

4.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述导电层的阻值小于100欧姆；所述有机材料层的折射率为1.6-1.7；所述无机材料层的折射率为1.4-1.6。

5.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述导电层的等效折射率为1.4-1.5。

6.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，

所述金属掺杂层与透明导电材料层之间设有第一耐候层和/或第一抗氧层；

和/或所述金属掺杂层与所述无机材料层之间设有第二耐候层和/或第二抗氧层。

7.如权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括依次层叠设置的硬涂层、减反层、所述基材、所述有机材料层、所述无机材料层、第二耐候层、第二抗氧层、所述金属掺杂层、第一抗氧层、第一耐候层和所述透明导电材料层。

8.一种触控屏，其特征在于，所述触控屏包括如权利要求1-7任一项所述的透明导电膜和依次设于所述透明导电膜上的导电胶和玻璃面板。

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