CN104834424A - 消影增透透明导电薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开消影增透透明导电薄膜，包括基板，基板的顶面依次往上设有上氮氧化硅膜层与上SiO₂膜层，上氮氧化硅膜层与上SiO₂膜层构成一组上复合膜层，基板顶面至少设置一组上复合膜层；基板的底面依次往下设有下氮氧化硅膜层与下SiO₂膜层，下氮氧化硅膜层与下SiO₂膜层构成一组下复合膜层，基板底面至少设置一组下复合膜层；上复合膜层和/或下复合膜层的外膜面设有ITO层；所述氮氧化硅的分子式为SiN_xO_y，其中x、y分别为氮、氧的摩尔数，1≤x≤4/3,0≤y≤1/3,x/y≥3；氮氧化硅膜层与SiO₂膜层通过光学干涉相消原理使得ITO层受蚀刻与未受蚀刻区域在D65光源条件下色值相近，且均呈中性，降低膜层厚度对膜系颜色变化的影响，使得消影效果更容易控制，并降低了生产成本。

Description

消影增透透明导电薄膜

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，具体是一种能够消除蚀刻区域与未蚀刻区域之间颜色差异的消影增透透明导电薄膜。

背景技术

透明导电氧化物薄膜为电容式触摸屏的主要部件，该薄膜位于显示区域，一般由ITO膜蚀刻而成，导电膜的折射率与触摸屏基板的折射率不同，ITO膜折射率一般为1.9-2.0，触摸屏基板的折射率约为1.5，导致显示区内电极（ITO）与电极缝隙的可见光反射与透射光谱有较大区别，使电极与缝隙清晰可见（色差Δa^*与Δb^*大于1），并且颜色不呈中性（颜色值∣a^*∣与∣b^*∣大于1）。另外触摸屏尺寸越大，要求ITO层的面电阻越小，所需的ITO层的厚度就越厚，导致电极与缝隙的色差越明显，可见光透过率也降低，严重影响视觉效果，降低触摸屏品质。

消影增透透明导电薄膜是解决色差问题、提高可见光透过率的主要手段之一。消影增透透明导电薄膜一般由依次叠加的高、低折射率透明介质材料和最外表面的ITO薄膜组成，其中高折射率材料主要包括Nb₂O₅或者T_iO₂薄膜等，低折射率材料一般为SiO₂、MgF₂薄膜等。例如《一种消影高透过率OGS用玻璃》（公开号为CN103092416A）的专利文件公开了由Nb₂O₅层、SiO₂层与ITO层等组成的膜系，《一种消影且增透的导电镀膜层》（公开号为CN102779570A）的专利文件公开了由Nb₂O₅或者TiO₂层、SiO₂层、ITO层组成膜系。

虽然由Nb₂O₅或T_iO₂作为高折射率层的消影膜可见光透过率较高，但是由于Nb₂O₅或TiO₂可见光波段范围内折射率较高，导致Nb₂O₅或TiO₂膜层厚度微小的变化就会引起薄膜光学厚度明显的变化，使得整个膜系可见光波段光谱的明显变化，进而导致颜色的改变。即，膜层的厚度，特别是高折射率材料的厚度对于膜系颜色的变化有着重要的影响。为了获得消影效果达到要求的消影薄膜，高折射率材料的镀膜控制工艺要求非常苛刻（对于Nb₂O₅或TiO₂膜层厚度变化小于±0.5nm），工艺难度大；另外Nb、Ti材料的金属、陶瓷靶材价格较高，也增加了消影增透透明导电薄膜的制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消影增透透明导电薄膜，该导电薄膜能够获得优良的消隐效果，并且降低了工艺制作的难度，同时降低了成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

消影增透透明导电薄膜，包括基板，所述基板的顶面依次往上设有上氮氧化硅膜层与上SiO₂膜层，上氮氧化硅膜层与上SiO₂膜层构成一组上复合膜层，基板顶面至少设置一组上复合膜层；所述基板的底面依次往下设有下氮氧化硅膜层与下SiO₂膜层，下氮氧化硅膜层与下SiO₂膜层构成一组下复合膜层，基板底面至少设置一组下复合膜层；所述上复合膜层和/或下复合膜层的外膜面设有ITO层；所述氮氧化硅的分子式为SiN_xO_y，其中x、y分别为氮、氧的摩尔数，1≤x≤4/3, 0≤y≤1/3,x/y≥3。

进一步的，所述基板的厚度为0.1～1.1mm，上氮氧化硅膜层的厚度为15～51nm，上SiO₂膜层的厚度为30～34nm，下氮氧化硅膜层的厚度为10～80nm，下SiO₂膜层的厚度为68～120nm，ITO层的厚度为23～45nm。

本发明的有益效果是，在基板的两面分别设置氮氧化硅膜层与SiO₂膜层，氮氧化硅膜层与SiO₂膜层构成具有增透减反功能的复合膜层，通过光学干涉相消原理使得ITO层受蚀刻与未受蚀刻区域在D65光源条件下色值相近，且均呈中性，降低了膜层厚度对膜系颜色变化的影响，使得消影效果更容易控制，并降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例一中ITO层的可见光透射光谱对比图；

图3是本发明实施例一中ITO层的可见光反射光谱对比图；

图4是本发明实施例二中ITO层的可见光透射光谱对比图；

图5是本发明实施例二中ITO层的可见光反射光谱对比图；

图6是本发明实施例三中ITO层的可见光透射光谱对比图；

图7是本发明实施例三中ITO层的可见光反射光谱对比图。

具体实施方式

实施例一

     如图1所示，本发明提供一种消影增透透明导电薄膜，包括基板1，基板1的顶面依次往上设有上氮氧化硅膜层2与上SiO₂膜层3，上氮氧化硅膜层2与上SiO₂膜层3构成一组上复合膜层；所述基板1的底面依次往下设有下氮氧化硅膜层4与下SiO₂膜层5，下氮氧化硅膜层4与下SiO₂膜层5构成一组下复合膜层；所述上复合膜层的外膜面设有ITO层6；所述氮氧化硅的分子式为SiN_xO_y，其中x、y分别为氮、氧的摩尔数，x=1.213、 y=0.181，x/y=6.7，SiN_xO_y的折射率为1.9；基板1的厚度为1.1mm，上氮氧化硅膜层2的厚度为15nm，上SiO₂膜层3的厚度为30nm，下氮氧化硅膜层4的厚度为10nm，下SiO₂膜层5的厚度为120nm，ITO层6面电阻为60Ω/□，厚度为45nm。结合图2与图3所示，在D65光源条件下，ITO层6未蚀刻区域的可见光透射光谱A1，ITO层6蚀刻区域的可见光透射光谱B1，ITO层6未蚀刻区域的可见光反射光谱A2，ITO层6蚀刻区域的可见光反射光谱B2，由A1、B1、A2与B2得出反射率、透过率与颜色值见下表：

                                                表 1

由表1可见，本消影增透透明导电薄膜可见光波段透过率均大于85%，反射率差小于2，透射颜色色值与反射颜色色值∣a^*∣、∣b^*∣均小于0.5，色差Δa^*、Δb^*也均小于0.5。

将使用传统方法制备的消影透明导电薄膜中基板上Nb₂O₅层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响与本实施例中SiN_xO_y层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响作对比，详见下表：

 

                                                     表2

由表2可见，Nb₂O₅层、SiN_xO_y层厚度分别变化±1nm时，采用传统方法制备的薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣值大于1，而本发明的消影增透透明导电薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣的值仍然小于1。

实施例二

本实施例中消影增透透明导电薄的膜系结构分布与实施例一一致， SiN_xO_y中x=1、 y= 1/3，x/y=3，SiN_xO_y的折射率为1.75；基板1的厚度为0.1mm，上氮氧化硅膜层2的厚度为51nm，上SiO₂膜层3的厚度为34nm，下氮氧化硅膜层4的厚度为80nm，下SiO₂膜层5的厚度为68nm，ITO层6面电阻为200Ω/□，厚度为23nm。结合图4与图5所示，在D65光源条件下，ITO层6未蚀刻区域的可见光透射光谱A3，ITO层6蚀刻区域的可见光透射光谱B3，ITO层6未蚀刻区域的可见光反射光谱A4，ITO层6蚀刻区域的可见光反射光谱B4，由A3、B3、A4与B4得出反射率、透过率与颜色值见下表：

                                                   表3

由表3可见，本消影增透透明导电薄膜可见光波段透过率均大于85%，反射率差小于2，透射颜色色值与反射颜色色值∣a^*∣、∣b^*∣均小于0.5，色差Δa^*、Δb^*也均小于0.5。

将使用传统方法制备的消影透明导电薄膜中基板上Nb₂O₅层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响与本实施例中SiN_xO_y层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响作对比，详见下表：

                                                 表4

由表4可见，Nb₂O₅层、SiN_xO_y层厚度分别变化±1nm时，采用传统方法制备的薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣值大于1，而本发明的消影增透透明导电薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣的值仍然小于1。

实施例三

本实施例中消影增透透明导电薄中ITO层6设于下复合膜层的外膜面，其它膜系结构分布与实施例一一致， SiN_xO_y中x=4/3、 y= 0， SiN_xO_y的折射率为2.0；基板1的厚度为0.6mm，上氮氧化硅膜层2的厚度为18nm，上SiO₂膜层3的厚度为30nm，下氮氧化硅膜层4的厚度为20nm，下SiO₂膜层5的厚度为100nm，ITO层6面电阻为130Ω/□，厚度为35nm。结合图6与图7所示，在D65光源条件下，ITO层6未蚀刻区域的可见光透射光谱A5，ITO层6蚀刻区域的可见光透射光谱B5，ITO层6未蚀刻区域的可见光反射光谱A6，ITO层6蚀刻区域的可见光反射光谱B6，由A5、B5、A6与B6得出反射率、透过率与颜色值见下表：

 

                                                    表5

由表5可见，本消影增透透明导电薄膜可见光波段透过率均大于85%，反射率差小于2，透射颜色色值与反射颜色色值∣a^*∣、∣b^*∣均小于0.5，色差Δa^*、Δb^*也均小于0.5。

将使用传统方法制备的消影透明导电薄膜中基板上Nb₂O₅层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响与本实施例中SiN_xO_y层的厚度变化对颜色L、a^*、b^*值的影响作对比，详见下表：

                                                 表6

由表6可见，Nb₂O₅层、SiN_xO_y层厚度分别变化±1nm时，采用传统方法制备的薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣值大于1，而本发明的消影增透透明导电薄膜的反射颜色∣a^*∣、∣b^*∣的值仍然小于1。

由以上实施例可见，基板1往上随着氮氧化硅膜层厚度的增加，在380～650nm附近波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐降低，在650～780nm波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐升高；基板1往上随着SiO₂膜层厚度的增加，在380～450附近波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐升高，在450～780nm波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐降低；基板1往下随着氮氧化硅膜层厚度的增加，在380～550附近波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐降低，在550～780nm波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐升高；基板1往下随着SiO₂层6厚度的增加，在380～400nm附近波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐升高，在400～780nm波段范围内，消影增透透明导电膜的反射率逐渐降低。最终使得面电阻为60～200Ω/□的ITO层的透过率大于85%，在D65光源条件下颜色L、a^*、b^*值中的薄膜透射值∣a^*∣与反射值∣b^*∣小于1，颜色呈中性，并且ITO受蚀刻区域与未受蚀刻区域色差相近（Δa^*、Δb^*均小于1）。

由此可见，本发明的消影增透透明导电薄膜采用SiN_xO_y层，不仅能够实现增透减反功能，起到消影增透的效果，还降低了膜层厚度对膜系颜色变化的影响，降低了对高折射率材料镀膜控制工艺的精度要求，使得消影效果更容易控制，并降低了生产成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.消影增透透明导电薄膜，包括基板(1)，其特征在于，所述基板(1)的顶面依次往上设有上氮氧化硅膜层(2)与上SiO₂膜层(3)，上氮氧化硅膜层(2)与上SiO₂膜层(3)构成一组上复合膜层，基板(1)顶面至少设置一组上复合膜层；所述基板(1)的底面依次往下设有下氮氧化硅膜层(4)与下SiO₂膜层(5)，下氮氧化硅膜层(4)与下SiO₂膜层(5)构成一组下复合膜层，基板(1)底面至少设置一组下复合膜层；所述上复合膜层和/或下复合膜层的外膜面设有ITO层(6)；所述氮氧化硅的分子式为SiN_xO_y，其中x、y分别为氮、氧的摩尔数，1≤x≤4/3, 0≤y≤1/3,x/y≥3。

2.根据权利要求1所述的消影增透透明导电薄膜，其特征在于，所述基板(1)的厚度为0.1～1.1mm，上氮氧化硅膜层(2)的厚度为15～51nm，上SiO₂膜层(3)的厚度为30～34nm，下氮氧化硅膜层(4)的厚度为10～80nm，下SiO₂膜层(5)的厚度为68～120nm，ITO层(6)的厚度为23～45nm。