透明导电性薄膜、触控屏及其制备方法与流程

本发明涉及电容式触控屏技术领域，特别涉及一种透明导电性薄膜、触控屏及其制备方法。

背景技术：

透明导电性薄膜是电容式触控屏的核心元件。随着智能终端的飞速发展，对透明导电性薄膜的需求量也是日益增大。透明导电性薄膜一般包括基材及设置于基材两侧的硬涂层、导电层及金属层。目前，由于非晶性聚合物薄膜与结晶性聚合物薄膜相比，具有双折射率较少并且均匀的优点，故大部分透明导电薄膜使用非晶型聚合薄膜形成的基材。

非晶性聚合物薄膜比结晶性聚合物薄膜更脆弱，其表面更容易受到损伤。在卷曲透明导电性薄膜使其为筒状时，会存在相邻的透明导电薄膜的金属层彼此产生粘连及压接的问题。因此，出现了在硬涂层中添加颗粒，以使金属层表面形成凸起的透明导电性薄膜。凸起可使相邻的金属层形成点接触，从而避免发生粘连及压接。

然而，当在硬涂层中添加颗粒后，光线穿过硬涂层时会发生折射、散射及遮挡，从而导致导电膜的整体透光率降低，进而使得导电膜的光学效果较差。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的具有抗粘连功能的透明导电性薄膜光学效果较差的问题，提供一种能有效提升光学效果的透明导电性薄膜、触控屏及其制备方法。

一种透明导电性薄膜，包括：

基材，包括相对设置的第一表面及第二表面；

依次形成于所述第一表面的第一光学调整层、第一透明导电层及第一金属层；

依次形成于所述第二表面的第二光学调整、第二透明导电层及第二金属层；

所述第一光学调整层和/或所述第二光学调整层中含有多个颗粒，以在所述第一金属层和/或所述第二金属层的表面形成多个凸起；

其中，所述颗粒的粒径范围为450至850纳米。

与传统导电膜相比，上述透明导电性薄膜不包括硬涂层，且颗粒位于光学调整层(第一光学调整层及第二光学调整层中至少一个)中。一方面，省略硬涂层后可减少膜层结构，从而减轻对光线的遮挡。另一方面，光学调整层本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内的颗粒时，所产生的折射、散射现象增强。而且，由于颗粒的粒径为纳米级别，故颗粒对光线的散射更均匀。因此，上述透明导电性薄膜的整体透光率增加，从而可有效地提升光学效果。

此外，与传统导电膜相比，透明导电性薄膜省略硬涂层后可减少膜层结构，从而简化了透明导电性薄膜的结构。因此，有利于简化透明导电性薄膜的加工工艺并降低成本。

进一步的，在传统的导电膜中，硬涂层制程工艺中会释放水汽或者有机溶剂，从而导致导电层(例如，ito层)结晶性较差，方阻不均匀。而本发明的透明导电性薄膜由于不包括硬涂层，故释放的水汽或者有机溶剂减少，从而可改善导电层的结晶性，进而使得其方阻更为均匀。而且，因为减少了脆性较高的硬涂层，透明导电性薄膜的脆性降低，极大地改善了导电膜分切和卷绕制程性能，从而能有效避免冲切大张材料时发生龟裂。

在其中一个实施例中，所述颗粒与所述第一光学调整层及所述第二光学调整层的材质相同。

也就是说，颗粒与第一光学调整层及第二光学调整层(以下合称光学调整层)的光学参数也相同。因此，在颗粒与光学调整层的连接界面，光线传播所受影响较小，颗粒与光学调整层更接近为一个整体。当光线穿过含有颗粒的光学调整层时，其传播路线产生的扭曲较小。因此，透明导电性薄膜在达到抗粘连、抗压接的目的同时，还能避免其光学性能受到不利影响。

在其中一个实施例中，所述颗粒的材料为二氧化硅、有机硅聚合物、丙烯酸类聚合物或苯乙烯聚合物。

以上材料具有透光性好、易于获取的优势，用于颗粒可在符合性能要求的前提下降低成本。

在其中一个实施例中，所述颗粒呈球形或椭球形。

球形或椭球形的颗粒具有平滑的外表面。因此，所形成的凸起的外表面也相应呈平滑面。当凸起形成点支撑以防止粘连时，凸起的表面与金属层抵接，而具有平滑外表面的凸起能避免损伤金属层。此外，光线穿过具有平滑外表面的颗粒时，由折射及散射所造成的光路变形较小，故还可再一步改善透明导电性薄膜的光学性能。

在其中一个实施例中，所述第一光学调整层及所述第二光学调整层的平坦区域的厚度为45至145纳米，所述平坦区域为所述第一光学调整层或所述第二光学调整层未设置有所述颗粒的区域。

在此范围内，光学调整层的光学调整效果最好，可使明导电性薄膜光学效果处于最佳状态。而且，平坦区域的厚度为45至145纳米时，可使光学调整层更好地与颗粒相匹配，在保证颗粒嵌入深度的同时保证凸起的高度满足需求。

在其中一个实施例中，所述基材为环烯烃聚合物薄膜。

环烯烃聚合物(cop)为新型的非晶性聚合物材料，且具有较高的硬度和优异的透光性，但是其脆性很大，因此往往在其两个表面涂覆硬涂层来改善，但是这种惯性的做法忽视了硬涂层给后续结晶带来的副作用。本实施例中，由于光学调整层中添加有颗粒，其强度及韧性增加，故可对基材起到保护作用。因此，即使省略了硬涂层，也可采用cop材料制作基材，从而使基材具备硬度高、透光性好的特性。

在其中一个实施例中，所述凸起的分布密度为100～3000个/mm²。

凸起的分布密度过大时，会导致透明导电性薄膜的雾度值过大、光透过率降低，进而严重影响透明导电性薄膜的外观和光学效果。而如果凸起的分布密度过小，则抗粘连的效果有限。在上述密度范围内，透明导电性薄膜能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

在其中一个实施例中，在沿垂直于所述第一金属层和/或所述第二金属层表面的方向上，所述多个凸起的高度为0.1～0.5μm。

凸起的高度越高，则抗粘连效果越好。但是，随着高度的升高，颗粒的尺寸相应需要增大，从而导致透明导电性薄膜的雾度值也会随之增大，且达到一定程度后将会严重影响透明导电性薄膜的光学效果。而在上述高度范围内，透明导电性薄膜能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

一种触控屏，所述触控屏由上述优选实施例中任一项所述的透明导电性薄膜所制成，所述触控屏包括触控区及引线区，所述第一金属层及所述第二金属层位于所述引线区；所述触控区包括由所述第一透明导电层蚀刻而成的第一电极、及由第二透明导电层蚀刻而成的第二电极；所述引线区包括由所述第一金属层及位于所述引线区的第一透明导电层被蚀刻形成的第一引线，及由所述第二金属层及位于所述引线区的第二透明导电层被蚀刻形成的第二引线。

在上述触控屏中，由第一金属层、第二金属层、第一透明导电层及第二透明导电层直接蚀刻得到第一引线及第二引线。因此，无需再通过丝印方式形成与第一电极及第二电极电连接的引线。与传统的触控屏相比，由于无需丝印，直接由黄光制程形成的电极引线的宽度可进一步缩小，因此触控屏具有窄边框。

一种触控屏的制备方法，包括步骤：

提供一种如上述优选实施例中任一项所述的透明导电性薄膜；

蚀刻所述第一金属层和所述第二金属层，以露出触控区的第一透明导电层和第二透明导电层，并形成位于引线区的金属引线图案；

蚀刻所述第一透明导电层和所述第二透明导电层，以形成位于触控区的第一电极和第二电极，并形成位于引线区的透明引线图案，所述金属引线图案与所述透明引线图案共同构成电极引线。

采用上述方法在制备触控屏时，直接对第一金属层、第二金属层、第一透明导电层及第二透明导电层进行蚀刻，便可得到第一电极、第二电极及与第一电极、第二电极电连接的电极引线。因此，无需再采用丝印方式形成引线，从而有效地简化了工艺、提升了加工效率。而且，通过上述方法制备的触控屏具有窄边框。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中透明导电性薄膜的层叠结构示意图；

图2为图1所示透明导电性薄膜中局部a的放大示意图；

图3为本发明另一实施例中透明导电性薄膜的层叠结构示意图；

图4为本发明较佳实施例中触控屏的层叠结构示意图；

图5为本发明较佳实施例中触控屏制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的透明导电性薄膜10包括基材11、第一光学调整层12、第一透明导电层13、第一金属层14、第二光学调整层22、第二透明导电层23及第二金属层24。

基材11包括相对设置的第一表面(图1所示上表面)及第二表面(图1所示下表面)。其中，第一表面及第二表面只是为了对基材11的两个表面进行区分，第一表面及第二表面的位置可互换。基材11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10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。由非晶性聚合物薄膜形成的基材11的厚度为20μm～200μm。

第一光学调整层12、第一透明导电层13及第一金属层14依次形成于基材11的第一表面。第二光学调整层22、第二透明导电层23及第二金属层24依次形成于基材11的第二表面。其中：

第一光学调整层12用于改善透明导电性薄膜10的光学效果。在后工序中，将第一透明导电层13图案化后，使第一透明导电层13的部分和没有其的部分的反射率之差减少，使第一透明导电层13的图案难以辨认。

此外，第一光学调整层12还用于改善光线穿过不同膜层结构时的折射情况。第一光学调整层12的折射率优选设定为在基材11的折射率与第一透明导电层13的折射率之间的数值。因此，可在光线的传播路径上起到过渡作用。形成第一光学调整层12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。

第一透明导电层13形成于第一光学调整层12的表面。第一透明导电层13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)为500ω/m²以下的层形成。第一透明导电层13的厚度优选15nm～100nm、更优选的为15nm～50nm。第一透明导电层13例如由铟锡氧化物(ito)、铟锡氧化物、或者氧化铟-氧化锌复合物的任一种形成。

第一金属层14形成在第一透明导电层13的表面上。第一金属层14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15的材料，有代表性的是铜、银，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14的厚度优选为50nm～500nm、更优选为100nm～300nm。

进一步的，第二光学调整层22、第二透明导电层23及第二金属层24分别与第一光学调整层12、第一透明导电层13及第一金属层14的膜层结构、功能及物性相同，故在此不再赘述。

此外，第一光学调整层12和/或第二光学调整层22含有多个颗粒15，以在第一金属层14和/或第二金属层24的表面形成多个凸起16。其中，颗粒15的粒径范围为450至850纳米。

具体的，颗粒15可以无规则地、也可以预设规则(如均匀地)分布于第一光学调整层12和/或第二光学调整层22内。颗粒15可以为球形粒子，也可为不定形粒子。颗粒15呈球形时，其粒径即其直径；而颗粒15为不定形粒子时，其粒径指的是颗粒15在多个预设方向上尺寸的算术平均值。其中，颗粒15可仅包含于第一光学调整层12或第二光学调整层22内，从而得到单面形成有凸起16的透明导电性薄膜10；颗粒15也可即包含于第一光学调整层12内，也包含于第二光学调整层22内，从而得到双面形成有凸起16的透明导电性薄膜10。

以第一光学调整层12为例进行说明：

颗粒15突出于第一光学调整层12的表面，从而使第一光学调整层12的表面形成外凸的区域，而第一光学调整层12未设有颗粒15的区域则形成平坦区域17。由于第一透明导电层13及第一金属层14依次层叠设置与第一光学调整层12的表面，故两者的表面形状与第一光学调整层12的表面形状相同。因此，在第一金属层14与颗粒14对应的区域，会形成多个凸起16。

同理，第二光学调整层22内含有颗粒15时，第二金属层24的表面也可形成多个凸起16。

在利用卷对卷工艺(rolltorollprocess)来制造长条的透明导电薄膜10时，由于颗粒15使第一金属层14和/或第二金属层24的表面形成多个凸起16。因此，在卷曲透明导电性薄膜10时，多个凸起16可使相邻两个金属层之间形成点接触，从而防止其相互粘连、压接。

而且，与传统导电膜相比，透明导电性薄膜10不包括硬涂层，且颗粒15位于光学调整层(第一光学调整层12及第二光学调整层22中至少一个)中。一方面，省略硬涂层后可减少膜层结构，从而减轻对光线的遮挡。而且，简化了结构，有利于简化工艺并降低成本。另一方面，光学调整层本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内的颗粒15时，所产生的折射、散射现象增强。而且，由于颗粒15的粒径为纳米级别，故颗粒15对光线的散射更均匀。

进一步的，在传统的导电膜中，硬涂层制程工艺中会释放水汽或者有机溶剂，从而导致导电层(例如，ito层)结晶性较差，方阻不均匀。而本发明的透明导电性薄膜10由于不包括硬涂层，故释放的水汽或者有机溶剂减少，从而可改善导电层的结晶性，进而使得其方阻更为均匀。此外，因为减少了脆性较高的硬涂层，透明导电性薄膜10的脆性降低，极大地改善了导电膜分切和卷绕制程性能，从而能有效避免冲切大张材料时发生龟裂。

具体在在本实施例中，基材11为环烯烃聚合物薄膜。

环烯烃聚合物(cop)为新型的非晶性聚合物材料，且具有较高的硬度和优异的透光性，但是其脆性很大，因此往往在其两个表面涂覆硬涂层来改善，但是这种惯性的做法忽视了硬涂层给后续结晶带来的副作用。本实施例中，由于光学调整层中添加有颗粒15，其强度及韧性增加，故可对基材11起到保护作用。因此，即使省略了硬涂层，也可采用cop材料制作基材11，从而使基材11具备硬度高、透光性好的特性。

在本实施例中，第一光学调整层12及第二光学调整层22内均含有颗粒15，以使第一金属层14及第二金属层24的表面均形成有多个凸起16。

也就是说，所得到的透明导电性薄膜10的双面均形成有多个凸起16。因此，在卷曲透明导电性薄膜10时，相邻的两个金属层之间点接触的点位增多，故其抗粘连、抗压接的效果更好。

请参阅图3，在另一个实施例中，第一光学调整层12及第二光学调整层22中任一个含有颗粒15，以使第一金属层14或第二金属层24的表面形成有多个凸起16。

也就是说，所得到的透明导电性薄膜10仅单面形成有多个凸起16。因此，在起到抗粘连、抗压接作用的同时，还能避免两层颗粒15的阴影相互叠加，以减轻雾度，从而进一步提升透明导电性薄膜10的光学效果。

在本实施例中，颗粒15与第一光学调整层12及第二光学调整层22的材质相同。

由于颗粒15与第一光学调整层12及第二光学调整层22(以下合称光学调整层)的材质相同，故其光学参数也相同。因此，在颗粒15与光学调整层的连接界面，光线传播所受影响较小，颗粒15与光学调整层更接近为一个整体。当光线穿过含有颗粒15的第一光学调整层12及第二光学调整层22时，其传播路线产生的扭曲较小。因此，透明导电性薄膜10在达到抗粘连、抗压接的目的同时，还能避免其光学性能受到不利影响。

具体在本实施例中，颗粒15的材料为二氧化硅、有机硅聚合物、丙烯酸类聚合物或苯乙烯聚合物。

以上材料具有透光性好、易于获取的优势，用于颗粒15可在符合性能要求的前提下降低成本。当然，也可根据实际的性能及成本需求选择其他合适的材料。

进一步的，在本实施例中，颗粒15呈球形或椭球形。

球形或椭球形的颗粒15具有平滑的外表面。因此，所形成的凸起16的外表面也相应呈平滑面。当凸起16形成点支撑以防止粘连时，凸起16的表面与金属层抵接，而具有平滑外表面的凸起16能避免损伤金属层。此外，光线穿过具有平滑外表面的颗粒15时，由折射及散射所造成的光路变形较小，故还可再一步改善透明导电性薄膜10的光学性能。

在本实施例中，第一光学调整层12及第二光学调整层12的平坦区域17的厚度为45至145纳米。

如前所述，平坦区域17为第一光学调整层12或第二光学调整层22未设置有颗粒15的区域。在此范围内，光学调整层的光学调整效果最好，可使明导电性薄膜10的光学效果处于最佳状态。而且，平坦区域17的厚度为45至145纳米时，可使光学调整层与颗粒15更好的匹配，在保证颗粒15嵌入深度的同时保证凸起16的高度满足需求。

为了实现更佳的抗粘连以及抗压接效果，对于凸起16的密集程度有着相应的要求。

在本实施例中，凸起16的分布密度为100～3000个/mm²。

凸起16的分布密度过大时，会导致透明导电性薄膜10的雾度值过大、光透过率降低，进而严重影响透明导电性薄膜10的外观和光学效果。而如果凸起16的分布密度过小，则抗粘连的效果有限。在上述密度范围内，透明导电性薄膜10能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

其中，凸起16的分布密度可通过调整颗粒15形状、尺寸以及含量来改变。

进一步的，在本实施例中，在沿垂直于第一金属层14和/或第二金属层24表面的方向上，多个凸起16的高度为0.1～0.5μm。

凸起16的高度，指的是凸起16突出于第一金属层14和/或第二金属层24表面的高度。由于颗粒15尺寸较小，故难以对每个凸起16的高度进行精确的控制。因此，将凸起16的高度控制在上述高度范围内即可。需要指出的是，在实际生产中，由于难以对每个颗粒15的进行准确的控制，故难以避免的会有极少部分颗粒15所形成的凸起16的高度位于上述范围外。但是，该部分凸起16所产生的影响可忽略不计。而且，上述高度还可指的是预设范围内一定数量的凸起16高度的算术平均值。

在一般情况下，凸起16的高度越高，则抗粘连效果越好。但是，随着高度的升高，颗粒15的尺寸相应需要增大，从而导致透明导电性薄膜10的雾度值也会随之增大，且达到一定程度后将会严重影响透明导电性薄膜10的光学效果。而在上述高度范围内，透明导电性薄膜10能较好的兼顾抗粘连及光学效果。

上述透明导电性薄膜10，颗粒15使第一金属层14和/或第二金属层24的表面形成多个凸起16。因此，在卷曲透明导电性薄膜10时，多个凸起16可使相邻两个金属层之间形成点接触，从而防止其相互粘连。进一步的，与现有导电膜相比，透明导电性薄膜10不包括硬涂层，且颗粒15位于光学调整层中。一方面，省略硬涂层后可减少膜层结构，从而减轻对光线的遮挡。另一方面，光学调整层本身具有调整光学效果的功能，故光线穿过位于光学调整层内的颗粒15时，所产生的折射、散射现象增强。而且，由于颗粒15的粒径为纳米级别，故颗粒15对光线的散射更均匀。因此，透明导电性薄膜10的整体透光率增加，从而可有效地提升光学效果。

此外，本发明还提供一种触控屏。请一并参阅图4，本发明较佳实施例中的触控屏200由上述实施例中的透明导电性薄膜10所制成。其中：

触控屏200包括触控区210及引线区220。具体的，触控区210位于触控屏200的中部，而引线区220则围绕触控区210的周向设置。第一金属层14及第二金属层24位于引线区220。

触控区210包括第一电极211及第二电极212。其中，第一电极211由第一透明导电层13蚀刻而成；第二电极212由第二透明导电层23蚀刻而成。第一电极211及第二电极212蚀刻成电极图案。具体的，电极图案一般呈长条形并垂直相交呈网格状，相对的第一电极211及第二电极212形成电容结构的两极。

引线区220包括第一引线221及第二引线222。第一引线221由第一金属层14及位于引线区220的第一透明导电层13被蚀刻形成；第二引线222则由第二金属层24及位于引线区220的第二透明导电层23被蚀刻形成。第一引线221及第二引线222为双层结构，从而实现与第一电极211及第二电极212电连接。

在上述触控屏中，由第一金属层14、第二金属层24、第一透明导电层13及第二透明导电层23直接蚀刻得到第一引线221及第二引线222。因此，由于无需丝印，直接由黄光制程形成的电极引线的宽度可进一步缩小，因此触控屏具有窄边框。

请一并参阅图5，本发明还提供一种触控屏的制备方法，该方法包括步骤s310～s330：

步骤s310：提供一种透明导电性薄膜。

具体的，透明导电性薄膜即为上述实施例中的透明导电性薄膜100，其包括层叠设置的第一透明导电层13与第一金属层14，以及层叠设置的第二透明导电层23与第二金属层24。

步骤s320：蚀刻第一金属层14和第二金属层24，以露出触控区的第一透明导电层13和第二透明导电层23，并形成位于引线区的金属引线图案

具体的，可通过一道黄光制程在金属层表面形成金属引线图案。其中，金属引线图案沿触控屏的边缘设置。对金属层进行蚀刻后，其下层的第一透明导电层13及第二透明导电层24部分被暴露出来。

步骤s330，蚀刻第一透明导电层13和第二透明导电层23，以形成位于触控区的第一电极211和第二电极212，并形成位于引线区的透明引线图案，金属引线图案与透明引线图案共同构成电极引线。

具体的，采用另一道黄光制程对第一透明导电层13及第二透明导电层24暴露出来的部分进行蚀刻，以形成电极图案，从而便可得到第一电极211及第二电极212。同时，呈金属引线图案的第一金属层14及第二金属层24分别与引线区内的第一透明导电层13及第二透明导电层23叠加，从而形成双层结构的第一引线221及第二引线222。第一引线221及第二引线222分别与第一电极211及第二电极212实现电连接。

采用上述方法在制备触控屏时，直接对第一金属层14、第二金属层24、第一透明导电层13及第二透明导电层23进行蚀刻，便可得到第一电极211、第二电极212及与第一电极211、第二电极212电连接的第一引线221、第二引线222。因此，无需再采用丝印方式形成引线，从而有效地简化了工艺、提升了加工效率。而且，通过上述方法制备的触控屏具有窄边框。

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。