透明导电性薄膜的制作方法

文档序号:11521512阅读:260来源:国知局

本发明涉及导电薄膜技术领域,尤其涉及用于电容式触摸面板等的透明导电性薄膜。



背景技术:

常规的透明导电性薄膜包括基材、分别形成在基材两面的硬涂层和透明导体层。通常的硬涂层中包含粘结剂树脂和多个颗粒,但是由于大直径颗粒直接全部添加到硬涂层中,会导致透明导电性薄膜经过透明导体涂层之后透过率降低,雾度偏高且表面粗糙度过高等问题存在,从而影响产品的表面外观和用户体验。



技术实现要素:

基于此,本发明旨在提供一种在硬涂层中添加颗粒之后可以提高其透过率,降低雾度和粗糙度的透明导电性薄膜。

一种透明导电性薄膜,包括:基材,所述基材包括第一表面和第二表面,所述第一表面上依次形成第一硬涂层、第一光学调整层和第一透明导体层,所述第二表面上依次形成第二硬涂层、第二光学调整层和第二透明导体层,所述第一硬涂层中含有第一粘结剂树脂和第一颗粒,所述第一光学调整层中含有第二粘结剂树脂和第二颗粒,所述第一透明导体层的表面具有多个凸部,所述凸部起因于所述第一光学调整中层含有多个第二颗粒。

在其中一个实施例中,所述第二硬涂层中含有第一粘结剂树脂和第一颗粒,所述第二光学调整层中含有第二粘结剂树脂和第二颗粒。

在其中一个实施例中,所述第一颗粒和/或第二颗粒均为球状颗粒。

在其中一个实施例中,所述第一球状颗粒的直径为硬涂层厚度的5%~25%。

在其中一个实施例中,所述第二球状颗粒的直径为0.1~2μm。

在其中一个实施例中,所述第一硬涂层和第二硬涂层的厚度为1~3μm。

在其中一个实施例中,所述颗粒的为球状颗粒,所述第二颗粒直径比所述粘结剂树脂的平坦区域的厚度大。

在其中一个实施例中,所述第一硬涂层含有的第一颗粒含量为第一硬涂层的0.01%~10%(重量百分比),所述第二硬涂层含有的第一颗粒含量为第二硬涂层的0.01%~10%(重量百分比)。

在其中一个实施例中,所述第一光学调整层含有的第二颗粒含量为第一光学调整层的0.01%~4.5%(重量百分比),所述第二光学调整层含有的第二颗粒含量为第二光学调整层的0.01%~4.5%(重量百分比)。

在其中一个实施例中,在所述第一透明导体层远离第一光学调整层的表面上形成有第一金属层,和/或所述第二透明导体层远离第二光学调整层的表面上形成有第二金属层。

在其中一个实施例中,所述第一金属层,和/或第二金属层的厚度为50~500nm。

在其中一个实施例中,所述的第一颗粒和第二颗粒材料为二氧化硅、有机硅聚合物、丙烯酸类聚合物或笨乙烯聚合物。

一种透明导电性薄膜,包括:基材,所述基材包括第一表面和第二表面,所述第一表面上依次形成第一硬涂层、第一光学调整层、第一透明导体层,和第一金属层;所述第二表面上依次形成第二硬涂层、第二光学调整层、第二透明导体层和第二金属层,其特征在于:所述第一光学调整层中含有粘结剂树脂和颗粒,所述第二光学调整层中含有粘结剂树脂和颗粒;所述第一透明导体层和第二透明导体层的表面均具有多个凸部,所述凸部起因于所述第一光学调整中第二光学调整层中含有多个颗粒。

在其中一个实施例中,所述颗粒为球状,且球状颗粒直接为0.05~3um。

在其中一个实施例中,所述第一光学调整层和第二光学调整层的厚度为0.1~2μm。

上述透明导电性薄膜通过在第一硬涂层和第二硬涂层中添加第一颗粒,在第一光学调整层和第二光学调整层中添加第二颗粒不仅可以起到防止导电薄膜卷绕时的压接,而且可以降低透明导电薄膜的雾度值,提高其光透过率,降低导电薄膜的粗糙度,提高产品的表面外观和用户体验。

具体实施方式

本发明提供的透明导电性薄膜可以用于手机、平板电脑等需要电容式触控面板的显示终端。

本发明中第一实施例中的透明导电性薄膜具备基材,所述基材包括第一表面(即所述基材的上表面)和第二表面(所述基材的下表面)。在基材的第一表面上依次设置有第一硬涂层、第一光学调整层和第一透明导体层,在基材的第二表面上依次设置有第二硬涂层、第二光学调整层和第二透明导体层。在透明导电性薄膜中第一硬涂层中含有第一粘结剂树脂和第一颗粒,在第一光学调整层中含有第二粘结剂树脂和第二颗粒。第一颗粒和第二颗粒分别可以无规则的分布在第一硬涂层的表面和第一光学调整层中,当然第一颗粒和第二颗粒分别可以一定规则方式例如均匀的分布在第一硬涂层表面和第一光学调整层中。本实施例中的第一颗粒是通过悬浮工艺只分布在第一硬涂层的靠近第一光学调整层的表面上。

本实施例中的第一透明导体层的表面的部分区域形成有较小凸起,该部分凸起是由于在第一硬涂层对应位置处含有较小的第一颗粒所致;在第一透明导体层表面的另外部分区域形成有较大的凸起,该部分凸起是由于在第一光学调整层中含有较大的第二颗粒所致,且所述凸部和在基材中的分布密度为100~5000个/mm2。当透明导电性薄膜卷绕成筒状时,第一金属层和第二金属层之间通过点对面接触而不是直接的面与面接触,可以起到防压接的效果。同时相对于现有技术中,透明导电性薄膜中存在较小的凸起可以增大透明导电性薄膜卷绕成筒状时,第一金属层和第二金属层之间通过点对面接触的密度,起到更好的防压接的效果。另外在第一光学调整层中含有第二颗粒可以使得在导电薄膜的生产过程中,尤其是在制作完第一光学调整层后,将其卷绕以进行下一道工序时可以防止光学调整层表面压接等不良情况的出现。

本实施例中的透明导电性薄膜中的第一硬涂层中含有第一颗粒相对于现有技术中的较大颗粒而言,一方面可以避免整个透明导电性薄膜的表面粗糙度过大;另一方面也可以降低透明导电性薄膜的雾度值,减少由于大颗粒导致的光反射,提高光透过率,从而提高产品的表面外观和用户体验。

在某些实施例中,第一颗粒为球状颗粒。在另一些实施例中,第二颗粒为球状颗粒。当第一颗粒和第二颗粒为球状颗粒时,可以降低工艺难度,适于批量生产,另外球状颗粒可以减少导电薄膜在卷绕成筒状时由于不定形颗粒的尖锐的轮廓刺破导电薄膜现象的出现,提高生产良率,降低成本。

在本发明的一些实施例中,第一球状颗粒的直径为第一硬涂层的厚度的5%~25%,第二球状颗粒的直径为0.1~2μm。在透明导电薄膜中的第一光学调整层中含有第二球状颗粒可以使得设置于第一光学调整层上的第一透明导体层的表面形成有凸起,可以防止透明导电薄膜10卷绕成筒状时出现的压接问题。

本发明的另一些实施例中,第一硬涂层和第二硬涂层中的厚度为1~3μm,便于在保证透明导电薄膜抗损伤性能不降低的情况下,降低导电薄膜的整体厚度,为后续提供超薄电子产品或者移动终端提供条件。本发明的另一些实施例中的第二颗粒直径比所述第二粘结剂树脂的平坦区域的厚度大,便于在透明导电薄膜表面上形成凸起,提高防压接性能。

本发明第二实施例中透明导电性薄膜和第一实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处在于:透明导电性薄膜在其第一透明导体层远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层,在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层。在本发明其他实施例中,也可以只在第一透明导体层14远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层或者只在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层。如此可以简化工艺,节省材料。第一金属层和第二金属层的厚度为50~500nm。如此设置可尽可能的降低导电薄膜的整体厚度,为后续提供超薄电子产品或者移动终端提供条件。在一些实施例中,第一金属层和/或第二金属层的材料为铜、镍、银或其合金。

在第二实施例中的透明导电性薄膜中设置有第一金属层和第二金属层便于将本发明的透明导电性薄膜用于触摸面板时,用于在触摸面板的非显示区域形成电极走线。由此可以避免使用与透明导体层相同的材料(常用的是氧化铟锡(ito))阻抗较大的材料来制作边框电极走线,而导致信号传输的灵敏度下降,功耗增加的问题。

本发明第三实施例中透明导电性薄膜和第一实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处主要在于:在第二硬涂层中也含有第一粘结剂树脂和第一颗粒,在第二光学调整层中含有第二粘结剂树脂和第二颗粒。第一颗粒和第二颗粒分别可以无规则的分布在第二硬涂层的表面和第二光学调整层中,当然第一颗粒和第二颗粒分别也可以一定规则方式例如均匀地分布在第二硬涂层表面和第二光学调整层中。本实施例中的第一颗粒是通过悬浮工艺只分布在第一硬涂层的靠近第一光学调整层的表面上,以及第二硬涂层靠近第二光学调整层的表面上。

本实施例中的第二透明导体层的表面的部分区域形成有较小凸起,该部分凸起是由于在第一硬涂层对应位置处含有较小的第一颗粒所致;在第二透明导体层表面的另外部分区域形成有较大的凸起,该部分凸起是由于在第二光学调整层中含有较大的第二颗粒所致。且所述凸部在基材中的分布密度为100~5000个/mm2。由于透明导电薄膜相对于透明导电薄膜而言,在其相对的两表面上均形成有凸部,因此在卷绕透明导电薄膜成筒状时,第一透明导体层和第二透明导体层为凸部和凸部相互接触,即成为了点与点接触,而不是第一实施例中的点与面接触,因此防压接的效果更好。另外在第二光学调整层中含有第二颗粒可以在导电薄膜的生产过程中,尤其是在制作完第二光学调整层后,将其卷绕以进行下一道工序时可以防止光学调整层表面压接等不良情况的出现。

本发明第四实施例中透明导电性薄膜和第三实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处在于:透明导电性薄膜在其第一透明导体层远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层,在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层。在本发明其他实施例中,也可以只在第一透明导体层远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层或者只在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层,如此可以简化工艺,节省材料。在一些实施例中,第一金属层和/或第二金属层的材料为铜、镍、银或者其合金。

在该实施例中透明导电性薄膜中设置有第一金属层和第二金属层便于将本发明的透明导电性薄膜用于触摸面板时,用于在触摸面板的非显示区域形成电极走线,如此可以避免使用与透明导体层相同的材料(常用的是氧化铟锡(ito))阻抗较大的材料来制作边框电极走线,而导致信号传输的灵敏度下降,功耗增加的问题。

本发明第五实施例中透明导电性薄膜和第三实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处在于:透明导电性薄膜中第一硬涂层中的第一颗粒是分布在第一硬涂层的表面和内部而不仅仅分布在表面上,第二硬涂层中的第一颗粒也是分布在第二硬涂层的表面和内部而不仅仅分布在表面上。

第五实施例中透明导电性薄膜相对于第三实施例中的透明导电性薄膜而言,在第一硬涂层和第二硬涂层内部分布有第一颗粒可以适当控制调整透明导电薄膜的雾度值在一个适当的范围,例如0.5~3,在保证导电薄膜可视性较佳同时,可使用户难以察觉基材的细微损伤。

本发明第六实施例中透明导电性薄膜和第五实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处在于:第六实施例中的透明导电性薄膜在其第一透明导体层远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层,在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层。在本发明其他实施例中,也可以只在第一透明导体层远离第一光学调整层的表面形成有第一金属层或者只在第二透明导体层远离第二光学调整层的表面设置有第二金属层。如此可以简化工艺,节省材料。在一些实施例中,第一金属层和/或第二金属层的材料为铜、镍、银或者其合金。

在实施例中的透明导电性薄膜中设置有第一金属层和第二金属层便于将本发明的透明导电性薄膜用于触摸面板时,用于在触摸面板的非显示区域形成电极走线。如此可以避免使用与透明导体层相同的材料(常用的是氧化铟锡(ito))阻抗较大的材料来制作边框电极走线,而导致信号传输的灵敏度下降,功耗增加的问题。

本发明第七实施例中透明导电性薄膜和第六实施例中的透明导电性薄膜基本相同,不同之处在于:第七实施例中的透明导电性薄膜只在第一光学调整层和第二光学调整层中含有颗粒,因此在所述第一金属层表面具有多个凸部,第二金属层的表面具有多个凸部,所述凸部起因于所述第一光学调整和第二光学调整层中含有多个颗粒所致。

在一些实施例中,颗粒为球状颗粒,且球状颗粒的直径为0.05~~3um。在本发明的另一些实施例中,第一光学调整层、第二光学调整层的厚度为0.1~2μm。如此设置可尽可能的降低导电薄膜的整体厚度,为后续提供超薄电子产品或者移动终端提供条件。

第七实施例中透明导电性薄膜相对于第六实施例中的透明导电性薄膜而言,可以减少一道在硬涂层中添加颗粒的工艺,提高良率,节省成本;另外,可以保证硬涂层抗损伤能力不下降到情况下,因为在第一光学调整和第二光学调整层中含有多个颗粒可以保证卷绕透明导电薄膜成筒状时,第一透明导体层和第二透明导体层为凸部和凸部相互接触,即成为了点与点接触,而不是第一实施例中的点与面接触,因此防压接的效果更好。

本发明的一些实施例中,第一硬涂层含有的第一颗粒含量为第一硬涂层重量的0.01%~10%,第二硬涂层含有的第一颗粒含量为第二硬涂层重量的0.01%~10%。当第一颗粒在第一硬涂层或者第二硬涂层中的重量含量越高,透明导电性薄膜的雾度值就越高,光透过率就越低,但是同时对应的抗粘连效果就越好。通过实验证明,当第一硬涂层含有的第一颗粒含量为第一硬涂层重量的0.01%~10%,第二硬涂层含有的第一颗粒含量为第二硬涂层重量的0.01%~10%时,透明导电性薄膜的抗粘连的效果最好,同时其光透过率也较好。

本发明的另一些实施例中,第一光学调整层含有的第二颗粒含量为第一光学调整层重量的0.01%~4.5%,第二光学调整层含有的第二颗粒含量为第二光学调整层重量的0.01%~4.5%。当第二颗粒在第一光学调整层或者第二光学调整层中的重量含量越高,透明导电性薄膜的雾度值就越高,光透过率就越低,但是同时对应的抗粘连效果就越好。通过实验证明当第一光学调整层含有的第二颗粒含量为第一光学调整层重量的0.01%~4.5%,第二光学调整层含有的第二颗粒含量为第二光学调整层重量的0.01%~4.5%时,透明导电性薄膜的抗粘连的效果最好,同时其光透过率较好。

基材

基材可以由结晶性聚合物薄膜或者非晶性聚合物薄膜形成,优选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,可消除本发明的透明导电性薄膜中的颜色不均匀。用于本发明的非晶性聚合物薄膜的面内的双折射率优选为0~0.001,进一步优选为0~0.0005。用于本发明的非晶性聚合物薄膜的面内的双折射率的偏差优选为0.0005以下,进一步优选为0.0003以下。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。

形成非晶性聚合物薄膜的材料没有特别的限制,优选为聚碳酸酯或聚环烯烃或聚酰亚胺。由非晶性聚合物薄膜形成的基材的厚度例如为20μm~200μm。非晶性聚合物薄膜也可以在表面具有例如由聚氨酯形成的薄的易粘结层(未图示)。

硬涂层

第一硬涂层形成在基材的第一表面上,第二硬涂层形成在基材的第二表面上。所述第一硬涂层包含第一粘结剂树脂和第一颗粒。多个第一颗粒有规则或者无规则地分布在第一粘结剂树脂中。在有些实施例中,第二硬涂层包括第一粘结剂树脂和第一颗粒。

第一颗粒例如由丙烯酸类聚合物、有机聚合物、苯乙烯聚合物、或无机二氧化硅形成。第一颗粒的形状例如为球状。第一颗粒为球状时,其直径d优选为第一硬涂层厚度的5%~25%。第一颗粒不为球状时(例如不定形),其高度(于基材的表面垂直的方向的尺寸)优选为第一硬涂层厚度的5%~25%。第一颗粒为球状时,其优选的直径为最频粒径(表示粒径分布的最大值的粒径)是优选的。第一颗粒不为球状时(例如不定形时)、该优选的高度为最频粒径(表示粒径分布的极大值的粒径)是优选的。关于第一硬涂层的第一颗粒的含量,从防止压接的观点和光透过率来看,为第一硬涂层的重量的0.01%~10%是合适的。

第一粘结剂树脂和第二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。第一硬涂层、第二硬涂层的厚度为1μm~3μm。

第一硬涂层的表面的算术平均粗糙度ra优选为0.005μm~0.05μm,最大高度rz优选为0.5μm~2.5μm。第二硬涂层的表面的算术平均粗糙度ra、以及最大高度rz也同样。

光学调整层

本发明的一些实施例中的透明导电薄膜,在第一硬涂层与第一透明导体层之间具有第一光学调整层(indexmatchinglayer)。另外,在第二硬涂层与第二透明导体层之间具有第二光学调整层。第一光学调整层和第二光学调整层包含第二粘结剂树脂层和第二颗粒,其中第二粘结剂的物性、材料和第一粘结剂树脂相同。第二颗粒除了粒径大小比第一颗粒大,优选为0.1~2μm,其他物性和材料与第一颗粒相同。关于第一光学调整层,在后工序中将第一透明导体层图案化后,使有第一透明导体层的部分和没有其的部分的反射率之差减少,使第一透明导体层的图案难以辨认。第二光学调整层的功能也相同。

第一光学调整层的折射率优选设定为在第一硬涂层的折射率与第一透明导体层的折射率之间的数值。形成第一光学调整层的材料例如为有机硅类聚合物、丙烯酸酯类聚合物、芳环或萘环聚合物、氧化锆、氧化钛、氧化锑中的一种或者几种的涂层。第一光学调整层的厚度为100nm~2000nm。对于第二光学调整层也同样。

透明导体层

第一透明导体层形成在第一光学调整层上。第一透明导体层由在可见光区域(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:ohmspersquare)为500ω/m2以下的层形成。第一透明导体层的厚度优选10nm~100nm、更优选的为15nm~50nm。第一透明导体层例如由铟锡氧化物(ito:indiμmtinoxide)、铟锡氧化物、或者氧化铟-氧化锌复合物的任一种形成。第二透明导体层形成在第二光学调整层远离基材的第一表面上。第二透明导体层的物性、材料与第一透明导体层相同。

金属层

第一金属层形成在第一透明导体层的表面上。第一金属层在本发明的透明导电性薄膜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的材料,有代表性的是铜、银、镍或者它们的合金,也可使用除此以外的导电性优异的任意的金属。第一金属层的厚度优选为50nm~500nm、更优选为100nm~300nm。第二金属层形成在第二透明导体层的表面上。第二金属层的用途、材料、厚度与第一金属层相同。

第一金属层的表面与第一透明导体层的表面形状类似,具有无规则或者分布的凸部。凸部的分别密度优选为100个/mm2~5000个/mm2,更优选为100个/mm2~1000/mm2。第一金属层的表面的算术平均粗糙度ra优选为0.005μm~0.06μm,更优选为0.005μm~0.03μm。第一金属层的表面的最大高度rz优选为0.5μm~3.0μm、更优选为0.5μm~2.0μm。第一金属层的表面的算术平均粗糙度ra和最大高度rz可通过调整颗粒的形状、尺寸以及含量来改变。第二金属层的表面反映第二透明导体层的表面形状,具有无规则或者无规则地分布的凸部。第二金属层的表面粗糙度与第一金属层的表面粗糙度相同。

卷绕本发明的透明导电性薄膜时,第一金属层的表面和第二金属层的表面接触。第一金属层的表面有无规则或者无规则分布的凸部,第二金属层的表面是平坦的。因此,在第一金属层的表面与第二金属层的表面成为点和面接触。由此,可防止第一金属层与第二金属层的压接。卷绕本发明的透明导电性薄膜时,第一金属层的表面与第二金属层的表面接触。第一金属层的表面有无规则或者有规则地分布的凸部,第二金属层的表面有无规则或者有规则地分布有凸部。因此,第一金属层的表面与第二金属层的表面成为点和点接触。由此,可防止第一金属层与第二金属层的粘连。第一金属层与第二金属层的防粘连效果比前述几个实施例中第一金属层与第二金属层的防粘连效果好。

制造方法

对本发明的透明导电性薄膜的制造方法的一个例子进行说明。在基材的一个面上涂布硬涂剂,硬涂剂包括第一粘结剂树脂和多个第一颗粒。接着在基材的另一个面上同样涂布包含第一粘结剂树脂和多个第一颗粒的硬涂剂。接着对基材的两面硬涂剂照射紫外线而使硬涂剂固化,形成第一硬涂层和第二硬涂层。接着在第一硬涂层的表面涂布光学调整剂和第二硬涂层的表面涂布光学调整剂。该折射率调节剂包括第二粘结剂树脂和多个第二颗粒。接着对第一硬涂层上的光学调整剂和第二硬涂层上的光学调整剂照射紫外线而使光学调整剂固化,形成第一光学调整层和第二光学调整层。接着利用溅射法等在第一光学调整层的表面依次层叠第一透明导体层和第一金属层。第一透明导体层和第一金属层可通过在溅射装置内设置透明导体层用靶材和金属层用靶材而连续地层叠。对第二光学调整层的表面也同样地操作,依次层叠第二透明导体层和第二金属层。

本发明的透明导电性薄膜通过在第一硬涂层和第二硬涂层中添加第一颗粒,在第一光学调整层和第二光学调整层中添加第二颗粒不仅可以起到防止导电薄膜卷绕时的压接,而且可以降低透明导电薄膜的雾度值,提高其光透过率,降低导电薄膜的粗糙度,提高产品的表面外观和用户体验。。

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。

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