透明导电膜、其制备方法及电容式触摸屏与流程

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种透明导电膜、其制备方法及电容式触摸屏。

背景技术：

市场上用于电容式触摸屏中的透明导电膜除了具有基材和ito层之外，通常还具有设置于基材两侧的硬化膜以及设置于基材与ito层之间的光学调整层(im)，这类硬化膜产品能够满足目前电容式触摸屏的基本需求。随着智能设备市场的迅速扩大及普及电容式触摸屏的品质要求也逐步提高，于此同时，价格竞争也越来愈激烈。

在现有技术中用于电容式触摸屏的透明导电膜中，基材通常为pet材料，然而，pet材料的耐温性较差，从而会影响电容式触摸屏的耐候性，若采用耐温性较高的基材替换现有技术中的pet基材，由于耐温性较高的基材通常具有与硬化膜较大的折射率差，从而会导致透明导电膜出现干涉条纹，上述干涉条纹会影响电容式触摸屏的显示效果；并且，在产品的制备中ito层的蚀刻是必不可少的，而在蚀刻工艺中，ito层被蚀刻的纹路会因为基材在加热工序中的收缩而变形，蚀刻凹坑与ito的反射率差别、色差或凹凸差别变得更加明显从使得而立体纹显露出来。具体地，im层与ito层的色差越大，基材的收缩率越大，立体纹也就越明显，从而导致最后做成的触摸屏幕会因为明显的立体纹而严重影响产品的品质。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种透明导电膜、其制备方法及电容式触摸屏，以解决现有技术中透明导电膜难以同时保证电容式触摸屏的耐候性及显示效果的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：s1，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于耐高温基材层的表面，干燥后得到光学调整层，光学调整层包括交替层叠设置的至少一组高折射率材料层和低折射率材料层，耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，且各相邻依次远离的耐高温基材层的表面设置的第一涂料和第二涂料为一组，各组中的低折射率材料层位于高折射率材料层的远离耐高温基材层的一侧；s2，在光学调整层的表面设置ito层。

进一步地，在步骤s1中，采用多层同时涂布工艺将多组第一涂料与第二涂料同步设置，至少一组第一涂料中的高折射率材料不同于其他组第一涂料中的高折射率材料，且至少一组第二涂料中的低折射率材料不同于其他组第一涂料中的低折射率材料。

进一步地，光学调整层包括n组高折射率材料层和低折射率材料层，1≤n≤10，优选1≤n≤3。

进一步地，在步骤s1中，多层同时涂布工艺的涂布速度为10～300m/min。

进一步地，采用多层涂布设备实施多层同时涂布工艺，多层涂布设备包括：可旋转的涂布轴，涂布轴用于承载耐高温基材层；涂布模块，涂布模块的上表面为沿靠近涂布轴的方向向下倾斜的滑动面，且涂布模块包括多个涂布头，且各涂布头具有出口的表面构成滑动面，涂布头的出口沿远离涂布轴的方向平行排列，涂布轴的旋转轴与涂布头的排列方向垂直，多层同时涂布工艺实施时，第一涂料以及第二涂料间隔地从不同的涂布头的出口流至滑动面后流动至涂布轴上的耐高温基材层上。

进一步地，滑动面的与水平面的夹角为2～15°。

进一步地，在步骤s1中，干燥的温度为30～250℃。

进一步地，耐高温基材层为具有结构式a的环烯烃的共聚物层、具有结构式b的环烯烃的聚合物层或pi层，结构式a为结构式b为n＝20～10000。

进一步地，耐高温基材层的折射率为1.3～1.8。

进一步地，高折射率材料的折射率为1.6～4.0，优选为1.65～2.8，低折射率材料的折射率为1.2～1.5，优选为1.3～1.48。

进一步地，ito层中sn的含量为1～25wt％，优选为2～15wt％。

根据本发明的另一方面，提供了一种透明导电薄膜，透明导电薄膜由上述的制备方法制备而成。

进一步地，透明导电薄膜中，耐高温基材层的厚度为5～250μm，高折射率材料层的厚度为5～120nm，低折射率材料层的厚度为20～150nm，ito层的厚度为15～40nm；优选耐高温基材层的厚度为10～120μm，高折射率材料层的厚度为8～100nm，低折射率材料层的厚度为30～120nm，ito层的厚度为18～35nm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种电容式触摸屏，包括透明导电薄膜，透明导电薄膜为上述的透明导电薄膜。

应用本发明的技术方案，提供了一种透明导电膜的制备方法，该制备方法先采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于耐高温基材层的表面，干燥后得到光学调整层，光学调整层包括交替层叠设置的至少一组高折射率材料层和低折射率材料层，耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，且各组中的低折射率材料层位于高折射率材料层的远离耐高温基材层的一侧，然后在光学调整层的表面设置ito层，由于耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，从而能够有效地提高透明导电膜的耐候性；并且，由于常规的高、低折射率涂布工艺为层层涂布，膜厚精度很难控制，加上多次加工，精度及公差均很难保证达到设计要求，而本发明通过采用多层同时涂布工艺能够同时形成高折射率材料层和低折射率材料层，从而不仅提高了透明导电膜的工艺效率，而且使膜厚精度大大提高，进而通过合理调整高折射率材料和低折射率材料的折射率，有效地缩小了光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，缓解了上述立体纹现象，提高了电容式触摸屏的显示效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了采用本发明实施方式所提供透明导电膜的制备方法制备而成的一种透明导电膜的剖面结构示意图；

图2示出了采用本发明实施方式所提供透明导电膜的制备方法制备而成的一种包括多组高折射率材料层和低折射率材料层的透明导电膜的剖面结构示意图；以及

图3示出了本发明实施方式所提供的一种透明导电膜的制备方法中实现多层同时涂布工艺的多层涂布设备的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、基材层；20、光学调整层；220、高折射率材料层；230、低折射率材料层；30、ito层；40、涂布设备；410、涂布头；420、滑动面；430、涂布轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的透明导电膜难以同时保证电容式触摸屏的耐候性及显示效果。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：s1，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于耐高温基材层10的表面，干燥后得到光学调整层20，光学调整层20包括交替层叠设置的至少一组高折射率材料层220和低折射率材料层230，耐高温基材层10的玻璃转化温度大于120℃，且各相邻依次远离的耐高温基材层10的表面设置的第一涂料和第二涂料为一组，各组中的低折射率材料层230位于高折射率材料层220的远离耐高温基材层10的一侧；s2，在光学调整层20的表面设置ito层30。

本发明的上述透明导电膜的制备方法中由于采用的耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，从而能够有效地提高透明导电膜的耐候性；并且，由于常规的高、低折射率涂布工艺为层层涂布，膜厚精度很难控制，加上多次加工，精度及公差均很难保证达到设计要求，而本发明通过采用多层同时涂布工艺能够同时形成高折射率材料层和低折射率材料层，从而不仅提高了透明导电膜的工艺效率，而且使膜厚精度大大提高，进而通过合理调整高折射率材料和低折射率材料的折射率，有效地缩小了光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，缓解了上述立体纹现象，提高了电容式触摸屏的显示效果。

采用上述制备方法形成的透明导电膜如图1和2所示，包括层叠设置的耐高温基材层10、光学调整层20和ito层30，其中，光学调整层20包括至少一组高折射率材料层220和低折射率材料层230，高折射率材料层220和低折射率材料层230设置在耐高温基材层10和ito层30之间，且各组高折射率材料层220和低折射率材料层230中高折射率材料层220设置于低折射率材料层230的远离ito层30的一侧。

下面将结合图1和2更详细地描述根据本发明提供的透明导电膜的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

首先，执行步骤s1：采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于耐高温基材层10的表面，干燥后得到光学调整层20，光学调整层20包括交替层叠设置的至少一组高折射率材料层220和低折射率材料层230，耐高温基材层10的玻璃转化温度大于120℃，且各相邻依次远离的耐高温基材层10的表面设置的第一涂料和第二涂料为一组，各组中的低折射率材料层230位于高折射率材料层220的远离耐高温基材层10的一侧。

上述多层同时涂布工艺即坡流涂布工艺，是能够实现将多层涂料同时涂布于基材表面的工艺，然后再通过干燥处理以形成多层膜结构。当涂布形成的光学调整层仅包括一组高折射率材料层220和低折射率材料层230时，在上述步骤s1中，形成高折射率材料层220的第一涂料与耐高温基材层10的表面直接接触，形成低折射率材料层230的第二涂料与上述第一涂料直接接触；当涂布形成的光学调整层包括多组高折射率材料层220和低折射率材料层230时，在上述步骤s1中，形成最底层高折射率材料层220的第一涂料与耐高温基材层10的表面直接接触，形成最底层低折射率材料层230的第二涂料与上述第一涂料表面直接接触，其余第一涂料与其余第二涂料交替并接触设置于上述第二涂料表面。

在上述步骤s1中，优选地，采用多层同时涂布工艺将多组第一涂料与第二涂料同步设置，至少一组第一涂料中的高折射率材料不同于其他组第一涂料中的高折射率材料，且至少一组第二涂料中的低折射率材料不同于其他组第一涂料中的低折射率材料。通过采用不同的高折射率材料和低折射率材料形成多组高折射率材料层220和低折射率材料层230，能够更为有效地缩小光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，从而更为明显地缓解了上述立体纹现象。

在上述步骤s1中，优选地，光学调整层20包括n组高折射率材料层220和低折射率材料层230，1≤n≤10，优选1≤n≤3。通过设置多组上述高折射率材料层220和低折射率材料层230，能够通过调整各层高折射率材料层220和各层低折射率材料层230的折射率，同样能够更为有效地缩小光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，从而更为明显地缓解了上述立体纹现象。

在上述步骤s1中，为了提高形成光学调整层20的工艺效率，优选地，在多层同时涂布工艺中，采用多层同时涂布工艺的涂布层数为1～50，更为优选地，多层同时涂布工艺的涂布速度为10～300m/min；并且，在干燥处理的工艺中，优选地，干燥的温度为30～250℃。

为了实现上述多层同时涂布工艺，可以采用如图3所示的多层涂布设备40，该多层涂布设备40包括：可旋转的涂布轴430，涂布轴430用于承载耐高温基材层10；涂布模块，涂布模块的上表面为沿靠近涂布轴430的方向向下倾斜的滑动面420，且涂布模块包括多个涂布头410，且各涂布头410具有出口的表面构成滑动面420，涂布头410的出口沿远离涂布轴430的方向平行排列，涂布轴的旋转轴与涂布头的排列方向垂直。

采用上述多层涂布设备40实施多层同时涂布工艺时，第一涂料以及第二涂料间隔地从不同的涂布头410的出口流至滑动面420，并借助重力的作用从滑动面420流下，从而在滑动面420靠近涂布轴430的一端得到层叠的涂料，层叠的涂料再流动至涂布轴430上的耐高温基材层10上，进而通过干燥得到具有多层结构的光学调整层20。为了保证第一涂料以及第二涂料能够借助重力的作用从滑动面420流下，以在滑动面420靠近涂布轴430的一端得到层叠的涂料，优选地，上述滑动面420的与水平面的夹角为2～15°。

为了使制备而成的透明导电膜具有较高的耐候性，上述耐高温基材层10的玻璃转化温度大于120℃。由于形成基材层的通常为有机材料，形成光学调整层20的通常为无机材料，而无机材料与有机材料的收缩率差别较大，从而导致热收缩应力较大，从而不利于缓解上述立体纹现象，因此，优选地，上述耐高温基材层10为具有结构式a的环烯烃的共聚物层、具有结构式b的环烯烃的聚合物层或pi层，结构式a为结构式b为n＝20～10000。上述耐高温基材层10不仅能够具有优异的耐高温性，还能够有效地缩小与光学调整层20的收缩率差别，从而通过缩小热收缩应力，更为有效地缓解了上述立体纹现象。

在上述优选的实施方式中，为了有效地缩小耐高温基材层10与光学调整层20之间的折射率差，优选地，上述耐高温基材层10的折射率为1.3～1.8；高折射率材料的折射率为1.6～4.0，更优选为1.65～2.8，低折射率材料的折射率为1.2～1.5，更优选为1.3～1.48。通过采用具有上述优选的折射率范围的基材层能够更为从而更为有效地避免了干涉条纹的产生。

在上述步骤s1之后，执行步骤s2：在光学调整层20的表面设置ito层30。本领域技术人员可以根据现有技术对ito层30的种类进行合理选取。为了提高其导电性能，优选地，上述ito层30中sn的含量为1～25wt％，更优选为2～15wt％。

根据本发明的另一方面，提供了一种透明导电薄膜，该透明导电薄膜由上述的制备方法制备而成。由于透明导电薄膜中耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，从而能够有效地提高透明导电膜的耐候性；并且，由于常规的高、低折射率涂布工艺为层层涂布，膜厚精度很难控制，加上多次加工，精度及公差均很难保证达到设计要求，而本发明的透明导电薄膜中光学调整层是采用多层同时涂布工艺而形成的，从而不仅提高了透明导电膜的工艺效率，而且使膜厚精度大大提高，进而通过合理调整高折射率材料和低折射率材料的折射率，有效地缩小了光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，缓解了上述立体纹现象。

在本发明的上述透明导电膜中，本领域技术人员还可以根据现有技术对各层的厚度进行合理设定，为了在将上述透明导电膜应用于电容式触摸屏后，能够同时提高电容式触摸屏的耐候性和显示效果，优选地，耐高温基材层10的厚度为5～250μm，高折射率材料层220的厚度为5～120nm，低折射率材料层230的厚度为20～150nm，ito层30的厚度为15～40nm；更为优选地，耐高温基材层10的厚度为10～120μm，高折射率材料层220的厚度为8～100nm，低折射率材料层230的厚度为30～120nm，ito层30的厚度为18～35nm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种电容式触摸屏，包括上述的透明导电薄膜。由于该透明导电薄膜中的基材层的玻璃转化温度大于120℃，从而能够有效地提高透明导电膜的耐候性；并且，由于常规的高、低折射率涂布工艺为层层涂布，膜厚精度很难控制，加上多次加工，精度及公差均很难保证达到设计要求，而上述透明导电薄膜中光学调整层是采用多层同时涂布工艺而形成的，从而不仅提高了透明导电膜的工艺效率，而且使膜厚精度大大提高，进而通过合理调整高折射率材料和低折射率材料的折射率，有效地缩小了光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，缓解了上述立体纹现象，提高了电容式触摸屏的显示效果。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的透明导电膜的制备方法。

实施例1

本实施例提供的透明导电膜的制备方法的步骤包括：

提供厚度为50μm的耐高温基材层，结构式为n＝8500～9200；

采用多层同时涂布工艺将高折射率材料层的原料以及低折射率材料层的原料同步涂布于基材层的表面，涂布速率为15m/min，以在耐高温基材层表面得到顺序层叠设置的高折射率材料涂层以及低折射率材料涂层，其中，高折射率材料层的原料为氧化锌与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.63，低折射率材料层的原料为丙烯酸树脂，其折射率为1.50；

将高折射率材料涂层以及低折射率材料涂层干燥，干燥的温度为100℃，以在耐高温基材层表面得到顺序层叠设置的5nm厚的高折射率材料层以及20nm厚的低折射率材料层；

在光学调整层的表面设置厚度为15nm的ito层，ito层中sn的含量为0.5wt％。

实施例2

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例1的区别在于：

提供的耐高温基材层的结构式为n＝9000～9500。

实施例3

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例2的区别在于：

在耐高温基材层表面得到顺序层叠设置的两组高折射率材料涂层与低折射率材料涂层，其中，高折射率材料层的原料为二氧化钛与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.71，低折射率材料层的原料为二氧化硅与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.46。

实施例4

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例3的区别在于：

耐高温基材层的厚度为250μm，高折射率材料层的厚度为120nm，低折射率材料层的厚度为150nm，ito层的厚度为40nm；ito层中sn的含量为25wt％。

实施例5

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例4的区别在于：

耐高温基材层的厚度为50μm，高折射率材料层的厚度为8nm，低折射率材料层的厚度为30nm，ito层的厚度为18nm；ito层中sn的含量为2wt％。

实施例6

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例5的区别在于：

耐高温基材层的厚度为120μm，高折射率材料层的厚度为100nm，低折射率材料层的厚度为120nm，ito层的厚度为35nm；ito层中sn的含量为15wt％。

实施例7

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例6的区别在于：

多层同时涂布工艺的涂布速度为10m/min；干燥的温度为30℃。

实施例8

本实施例提供的透明导电膜的制备方法与实施例6的区别在于：

多层同时涂布工艺的涂布速度为300m/min；干燥的温度为250℃。

实施例9

本实施例提供的透明导电膜的制备方法的步骤包括：

提供厚度为60μm的耐高温基材层，结构式为n＝8500～9200；

采用多层同时涂布工艺将高折射率材料层的原料以及低折射率材料层的原料同步涂布于基材层的表面，涂布速率为150m/min，以在基材层表面得到顺序层叠设置的两组高折射率材料涂层和低折射率材料涂层，其中，第一组中高折射率材料层的原料为二氧化钛与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.71，低折射率材料层的原料为二氧化硅与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.46，第二组中高折射率材料层的原料为氧化锌与丙烯酸树脂混合物，其折射率为1.63，低折射率材料层的原料为丙烯酸树脂与纳米二氧化硅粒子的混合物，其折射率为1.45。

将高折射率材料涂层以及低折射率材料涂层干燥，干燥的温度为150℃，以在耐高温基材层表面得到顺序层叠设置的50nm厚的高折射率材料层以及80nm厚的低折射率材料层；

在光学调整层的表面设置厚度为25nm的ito层，ito层中sn的含量为10wt％。

对上述实施例1至10中透明导电膜的性能进行测试，测试结果如下表所示。

上述干涉纹的判别方法：在三波长等下，垂直距离为20-30cm处，0度为垂直，正负90度内变换角度，裸眼进行反射观察，基本看不到为○，少量为△，较多为□，全面为×。

上述立体纹的判别方法：在三波长等下，垂直距离为20-30cm处，0度为垂直，正负90度内变换角度，裸眼进行反射观察，基本看不到为○，轻度为△，中度为□，中度为×。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、由于耐高温基材层的玻璃转化温度大于120℃，从而能够有效地提高透明导电膜的耐候性；

2、本发明通过采用多层同时涂布工艺能够同时形成高折射率材料层和低折射率材料层，从而不仅提高了透明导电膜的工艺效率，而且使膜厚精度大大提高，进而通过合理调整高折射率材料和低折射率材料的折射率，有效地缩小了光线在刻蚀凹坑处与ito层表面时的反射率差，缓解了上述立体纹现象，提高了电容式触摸屏的显示效果。

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。