金属网格触摸屏及其制备方法与流程

1.本发明涉及触控技术领域，特别涉及一种金属网格触摸屏及其制备方法。


背景技术：

2.随着电容触摸屏的防水、放油、适应高低温、可以从单点发展到多点等功能越来越强，电容触摸屏的尺寸也从几英寸发展到几十英寸。透明导电膜作为电容触摸屏领域的关键性材料，常见的导电膜材料主要有ito、纳米银线、金属网格等。其中，金属网格以其透光率高、方阻小、耐曲折性高、稳定性高、抗干扰能力强等优点而被广泛应用。金属网格是利用先进的光刻技术将铜金属膜制作成超细的网状路线，来取代传统ito，扮演xy感应线路。光刻技术制备金属网格的核心材料是覆着金属层的聚合物薄膜，目前常见的金属层是铜，即铜膜。
3.相关技术中，为了获得极细的线路，超低的方阻，通常将铜膜的厚度制作成2-5um，然后再采用先进的真空磁控溅射法镀一层0.5um的薄层，再通过蒸镀或电镀的方式继续增加厚度。由于大尺寸触摸屏对铜膜原材料的尺寸要求较大，这对铜层的制备技术提出了较高的要求，使得继续使用铜膜原料的制作成本相对较高，不利于大尺寸金属网格触摸屏技术的发展。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种金属网格触摸屏及其制备方法，旨在解决传统金属网格触摸屏的金属层原料成本高昂的技术问题。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提出一种金属网格触摸屏，包括依次设置的第一功能电极层、第一粘结层、第二功能电极层及第二粘结层；
6.其中，所述第一功能电极层包括沿第一方向延伸的第一金属网格走线，所述第一金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔；所述第二功能电极层包括沿第二方向延伸的第二金属网格走线，所述第二金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔，所述第一方向所在的平面与所述第二方向所在的平面交汇。
7.在一种实施方式中，所述金属箔的厚度为2～20um。
8.在一种实施方式中，所述金属箔为铜箔、银箔、铝箔、铁箔或镍箔中的任一者。
9.在一种实施方式中，所述第一金属网格走线的线宽为3～9um；和/或，
10.所述第二金属网格走线的线宽为3～9um。
11.在一种实施方式中，所述第一金属网格走线的图形为六边形、菱形、矩形或三角形中的任一者；和/或，
12.所述第二金属网格走线的图形为六边形、菱形、矩形或三角形中的任一者。
13.在一种实施方式中，所述第一功能电极层包括第一金属层和第一黑化层，所述第一黑化层设置在所述第一金属层远离所述第一粘结层的一侧，所述第一金属网格走线设置在所述第一金属层；和/或，
14.所述第二功能电极层包括第二金属层和第二黑化层，所述第二黑化层设置在所述第二金属层远离所述第二粘结层的一侧，所述第二金属网格走线设置在所述第二金属层，所述第二黑化层远离所述第二金属层的一侧连接于所述第一粘结层远离所述第一金属层的一侧。
15.在一种实施方式中，所述第一粘结层的厚度为25～200um；和/或，
16.所述第二粘结层的厚度为25～200um。
17.在一种实施方式中，所述第一粘结层的硬度为60～70hrc；和/或，
18.所述第二粘结层的硬度为60～70hrc。
19.第二方面，本发明还提出了一种金属网格触摸屏的制备方法，包括：
20.选择双面粗糙的金属箔，在金属箔的第一粗糙面覆盖pet保护膜，然后将去掉轻离型膜的第一粘结层贴合于金属箔的第二粗糙面，去掉第一粗糙面的pet保护膜并涂覆感光材料，曝光、显影、蚀刻、脱模获得具有第一金属网格走线的第一功能电极；
21.选择双面粗糙的金属箔，在金属箔的第一粗糙面覆盖pet保护膜，然后将去掉轻离型膜的第二粘结层贴合于金属箔的第二粗糙面，去掉第一粗糙面的pet保护膜并涂覆感光材料，曝光、显影、蚀刻、脱模获得具有第二金属网格走线的第二功能电极；
22.分别将第一功能电极和第二功能电极进行黑化处理，获得目的第一功能电极和目的第二功能电极；
23.脱除第一粘结层的重离型膜，并将第一粘结层贴合于目的第二功能电极的第二功能电极层远离第二粘结层的一侧，获得目的金属网格触摸屏。
24.在一种实施方式中，所述黑化处理的具体步骤包括：
25.通过黑化药液浸泡第一功能电极和第二功能电极，以实现黑化处理；其中，黑化药液的百分含量如下：亚硒酸0.1～2.5％，过硫酸盐1～10％，铜离子液0.01～1％，钠离子液0.01～1％，其余为水。
26.相较于现有技术，本发明取得了以下有益效果：
27.本发明技术方案中，提供了一种金属网格触摸屏，该金属网格触摸屏包括依次设置的第一功能电极层、第一粘结层、第二功能电极层及第二粘结层；其中，所述第一功能电极层包括沿第一方向延伸的第一金属网格走线，所述第一金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔；所述第二功能电极层包括沿第二方向延伸的第二金属网格走线，所述第二金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔，所述第一方向所在的平面与所述第二方向所在的平面交汇。本发明选用金属箔作为制备金属线路的原材料，规避了选用pet基材金属导电膜制备成本高昂的情况发生。并且，考虑该金属箔的厚度、性能等物理特性，制备了一种具有两功能电极层和两粘结层的金属网格触摸屏，该金属网格触摸屏可适用于大尺寸触摸屏的制备，有效缓解了大尺寸触摸屏制备中对铜膜原材料的要求高、需求量大、成本高等不利局面。且本发明提供的金属网格触摸屏相较于传统触摸屏减少了两层pet膜的使用，使得无基材的金属网格电容触摸屏的透光率得以提升，性能良好。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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
发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例中金属网格触摸屏的结构示意图；
30.图2为本发明实施例中金属网格触摸屏制备方法的流程图。
31.附图标号说明：
32.100第一功能电极层110第一金属层200第一粘结层120第一黑化层300第二功能电极层310第二金属层400第二粘结层320第二黑化层
33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.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的一部分实施例，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作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。
35.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
37.参见图1，本发明提出一种金属网格触摸屏，包括依次设置的第一功能电极层100、第一粘结层200、第二功能电极层300及第二粘结层400。其中，所述第一功能电极层100包括沿第一方向延伸的第一金属网格走线，所述第一金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔；所述第二功能电极层300包括沿第二方向延伸的第二金属网格走线，所述第二金属网格走线选用的金属材料为双面粗糙的金属箔，所述第一方向所在的平面与所述第二方向所在的平面交汇。
38.本实施例中，通过选用金属箔作为制备金属线路的原材料，规避了选用pet基材金属导电膜制备成本高昂的情况发生。并且，考虑该金属箔的厚度、性能等物理特性，制备了一种具有两功能电极层和两粘结层的金属网格触摸屏，该金属网格触摸屏可适用于大尺寸触摸屏的制备，有效缓解了大尺寸触摸屏制备中对pet基材金属导电膜原材料的要求高、需求量大、成本高等不利局面。且本发明提供的金属网格触摸屏相较于传统触摸屏减少了两层pet基材的使用，使得无基材的金属网格电容触摸屏的透光率得以提升，性能良好。
39.例如但不限于，第一方向所在的平面与第二方向所在的平面垂直，如此，以使得第一金属网格走线的投影和第二金属网格走线的投影能在同一平面上垂直设置。如第一金属
网格走线沿x方向延伸拓展，那么第二金属网格走线则沿y方向延伸拓展。
40.在一种实施方式中，所述金属箔的厚度为2～20um。
41.本实施例中，对金属箔的厚度进行选择，以使得金属箔既能满足光蚀刻条件，又满足对方阻设计的要求。例如但不限于，金属箔的厚度可以为3um、6um、9um、12um或18um中的任意一种厚度。
42.在一种实施方式中，所述金属箔为铜箔、银箔、铝箔、铁箔或镍箔中的任一者。
43.本实施例中，兼顾成本、金属走线硬度及电阻大小，选择铜箔做实验。
44.在一种实施方式中，所述第一金属网格走线的线宽为3～9um；和/或，
45.所述第二金属网格走线的线宽为3～9um。
46.本实施例中，为提高金属网格触摸屏的透光率，对第一金属网格走线的线宽和第二金属网格走线的线宽进行设计。例如但不限于，第一金属网格走线的线宽为5um，第二金属网格走线的线宽为5um。
47.在一种实施方式中，所述第一金属网格走线的图形为六边形、菱形、矩形或三角形中的任一者；和/或，
48.所述第二金属网格走线的图形为六边形、菱形、矩形或三角形中的任一者。
49.在一种实施方式中，所述第一功能电极层100包括第一金属层110和第一黑化层120，所述第一黑化层120设置在所述第一金属层110远离所述第一粘结层200的一侧，所述第一金属网格走线设置在所述第一金属层110。
50.本实施例中，为减少第一功能电极层100对可见光的反射，对第一金属层110进行黑化处理，并在第一金属层110上形成了一层第一黑化层120，如此，以通过第一黑化层120实现对第一金属层110的消光处理；同时，第一黑化层120还能对第一金属层110内的第一金属网格走线进行保护，可有效提高其耐蚀性。
51.在一种实施方式中，所述第二功能电极层300包括第二金属层310和第二黑化层320，所述第二黑化层320设置在所述第二金属层310远离所述第二粘结层400的一侧，所述第二金属网格走线设置在所述第二金属层310，所述第二黑化层320远离所述第二金属层310的一侧连接于所述第一粘结层200远离所述第一金属层110的一侧。
52.本实施例中，为减少第二功能电极层300对可见光的反射，对第二金属层310进行黑化处理，并在第二金属层310上形成了一层第二黑化层320，如此，以通过第二黑化层320实现对第二金属层310的消光处理；同时，第二黑化层320还能对第二金属层310内的第二金属网格走线进行保护，可有效提高其耐蚀性。
53.在一种实施方式中，所述第一粘结层200的厚度为25～200um；和/或，
54.所述第二粘结层400的厚度为25～200um。
55.本实施例中，对粘结层的厚度进行优化。例如但不限于，第一粘结层200和/或第二粘结层400为无基材的亚克力胶(即oca光学胶)。该光学胶的厚度可以为50um、100um、125um、150um、170um或200um中的任一种。其具体厚度可以根据触控模组的设计来选择，在此并不限定唯一厚度。该光学胶具有较高的光学透过率，可达到90％以上。
56.可选地，该光学胶无酸性，其不含具有羟基的丙烯酸树脂，如此，以保护触摸屏的铜线路不被腐蚀。
57.在一种实施方式中，所述第一粘结层200的硬度为60～70hrc；和/或，
58.所述第二粘结层400的硬度为60～70hrc。
59.本实施例中，综合考虑到粘结层对功能电极层的支撑作用以及与其的贴合紧密性能，将第一粘结层200和/或第二粘结层400的硬度选择在60～70hrc之间。如此，既使得第一粘结层200方便与第二功能电极层300的全贴合作用，又使得第一粘结层200对第一功能电极层100有一定的支撑作用、和第二粘结层400对第二功能电极层300有一定的支撑作用。
60.参见图2，第二方面，本发明还提出了一种金属网格触摸屏的制备方法，包括：
61.选择双面粗糙的金属箔，在金属箔的第一粗糙面覆盖pet保护膜，然后将去掉轻离型膜的第一粘结层200贴合于金属箔的第二粗糙面，去掉第一粗糙面的pet保护膜并涂覆感光材料，曝光、显影、蚀刻、脱模获得具有第一金属网格走线的第一功能电极；
62.选择双面粗糙的金属箔，在金属箔的第一粗糙面覆盖pet保护膜，然后将去掉轻离型膜的第二粘结层400贴合于金属箔的第二粗糙面，去掉第一粗糙面的pet保护膜并涂覆感光材料，曝光、显影、蚀刻、脱模获得具有第二金属网格走线的第二功能电极；
63.分别将第一功能电极和第二功能电极进行黑化处理，获得目的第一功能电极和目的第二功能电极；
64.脱除第一粘结层200的重离型膜，并将第一粘结层200贴合于目的第二功能电极的第二功能电极层远离第二粘结层的一侧，获得目的金属网格触摸屏。
65.在一种实施方式中，所述黑化处理的具体步骤包括：
66.通过黑化药液浸泡第一功能电极和第二功能电极，以实现黑化处理；其中，黑化药液的百分含量如下：亚硒酸0.1～2.5％，过硫酸盐1～10％，铜离子液0.01～1％，钠离子液0.01～1％，其余为水。
67.本实施例中，选择包括亚硒酸、稳定剂和抑制剂的黑化药液对功能电极进行浸泡，如此，以通过化学的手段实现金属层的黑化处理。具体地，亚硒酸可使金属层发生化学反应生成暗色物质，从而起到黑化作用；同时通过稳定剂调节反应速率，通过抑制剂抑制黑化速度和黑化深度，只保证黑化药液与金属层表层发生作用，放置金属层全部被反应导致电学性能变差。如此，通过本发明提供的黑化药液对金属层进行黑化处理有效降低了金属的反射率和亮度，目视不明显，达到消影效果，并且黑化后的线路完整，不影响金属层的导电性。
68.为进一步阐述本发明提供的金属网格触摸屏的制备方法及在该制备方法下制备得到的金属网格触摸屏的优良性能，选用以下实施例组加以说明。应当理解，下述实施例仅用于阐述通过本发明提供的金属网格触摸屏的制备方法制备得到的金属网格触摸屏的性能，并不局限本发明的范围。
69.实施例1无基材金属网格触摸屏的制备
70.1、实验操作：分别选用双面粗糙的12um厚度的电解铜箔制备第一功能电极层和第二功能电极层，分别选用厚度为100um的3m型号的oca光学胶制备第一粘结层和第二粘结层。
71.1.1第一功能电极和第二功能电极的制备如下：
72.在12um厚度的双面粗糙化电解铜箔a面覆盖一层100um的pet保护膜，须知覆盖pet保护膜后的铜箔表面不可有大面积气泡、褶皱、变形、压痕等不良现象；
73.然后使用翻版贴合机在12um厚度的双面粗糙化电解铜箔b面贴合一层125um厚度的3m型号oca光学胶，贴合前做好边缘定位标记；
74.然后将铜箔的a面pet保护膜撕掉，进行覆干膜，所用干膜的解析度为12um；再对覆完干膜的a面进行曝光、显影、蚀刻、脱模处理，最后得到透明的第一功能电极和第二功能电极。
75.1.2金属网格触摸屏的制备如下：将第一功能电极的第一粘结层oca光刻胶的重离型膜撕掉，通过贴合机将其与第二功能电极的第二功能电极层进行完全贴合，即可得到目的无基材金属网格触摸屏。
76.本实施例中获得的无基材金属网格触摸屏与传统的铜膜制备得到的金属网格触摸屏的性能比如如表1所示。
77.表1本发明无基材金属网格触摸屏与传统金属网格触摸屏性能比对表
[0078][0079]
2、结果分析：
[0080]
参见表1可知，通过本发明提供的金属网格触摸屏制备方法制备获得的金属网格触摸屏具有更高的透光率、其厚度更薄，在500h高温高湿环境测试后，外观和功能均满足使用要求。说明，本发明提供的金属网格触摸屏可以解决传统铜膜金属网格触摸屏制备中原材料的问题。
[0081]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。