CN214152473U

CN214152473U - 一种双面导电膜及触控屏

Info

Publication number: CN214152473U
Application number: CN202021334228.1U
Authority: CN
Inventors: 张玉春; 仲树栋
Original assignee: Beijing Zenithnano Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Zenithnano Technology Co Ltd
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2030-07-09

Abstract

本申请实施例公开了一种双面导电膜和触控屏，其中导电膜包括透明基材、依次层叠设置在所述透明基材两侧的低阻导电层、CU层和保护层；所述保护层为CU合金层或MO合金层；所述低阻导电层用于导电，所述低阻导电层的电阻不大于100欧姆。本申请的技术方案，采用CU替代银浆，且利用CU合金作为保护层，经试验验证，蚀刻后即便线宽×线距在5um×5um，其导电性能也可以得到保证。

Description

一种双面导电膜及触控屏

技术领域

本申请涉及光学膜领域，特别是涉及一种双面导电膜及触控屏。

背景技术

目前的电容触控屏中多采用印刷的银浆走线，其结构多如图1所示，包括基材层(PET层)、设于PET两侧的导电层(ITO)、以及设于导电层外侧的Ag浆层。Ag浆层经涂布印刷在导电层上，之后经蚀刻形成银浆走线。而蚀刻后外露的区域作为触控屏的显示区域。银浆走线部分经覆盖处理后形成我们常见的边框，如手机两层的黑色边框。

显然的，为了扩大显示区域，走线部分越窄越好，但同时要保证走线的导电性能。银浆涂布方式下，由于过窄会导致银浆断线，导电性能受损。因此目前的银浆线宽X线距一般不小于100um×100um。如何在保证导电性能的前提下，使得走线的线宽变窄，以缩小边框线宽，扩大显示区域，是目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种双面导电膜及触控屏，以解决现有技术中出现的问题。

本申请提供了如下方案：

一方面提供了一种双面导电膜，所述导电膜包括透明基材、依次层叠设置在所述透明基材两侧的低阻导电层、Cu层和保护层；

所述保护层为Cu合金层或Mo合金层；

所述低阻导电层用于导电，所述低阻导电层的电阻不大于100欧姆。

优选的，所述Cu合金层中含有Ni,且Ni在所述Cu合金层中占 10-90wt％。

优选的，所述保护层为黑化层。

优选的，所述双面导电膜的单面应力为1～3N/m2。

优选的，所述双面导电膜还包括分别设于所述透明基材与各所述低阻导电层之间的IM层；所述IM层包括依次层叠设于所述透明基材上的有机材料层和无机材料层。

优选的，所述低阻导电层包括第一金属掺杂层和第一透明导电材料层；所述金属掺杂层为金属与氮化物金属和/或，金属与氧化物金属的掺杂层。

优选的，所述低阻导电层包括第二金属掺杂层、第二透明导电材料层、第三金属掺杂层和第三透明导电材料层；

所述第二金属掺杂层和所述第三金属掺杂层均为金属与氮/氧化物金属的掺杂层。

优选的，所述低阻导电层包括第一金属层、第四透明导电材料层、第二金属层和第四透明导电材料层。

另一方面还提供一种触控屏，所述触控屏通过对上述的双面导电膜激光蚀刻形成，所述Cu层及所述保护层经蚀刻后形成的线宽×线距为5um×5um-100um×100um。

优选的，所述保护层为黑化层，所述触控屏的边框宽度为0.5mm- 2mm。

根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

本申请的技术方案，采用Cu替代银浆，且利用Cu合金作为保护层，经试验验证，蚀刻后即便线宽X线距在5um×5um，其导电性能也可以得到保证。

更进一步的，保护层可以选用黑化层，从而无需在保护层外再增加其他黑色覆盖层，因此，可以使得最后的边框间距更窄。

更进一步的，本申请通过设置两层IM层降低IM层的整体反射率，使得IM层可以与导电层的低反射率匹配，从而降低透明导电膜的整体色差。

更进一步的，本申请通过利用金属与氮氧化物金属共同存在的金属掺杂层较好的连续膜层特性，使得在较低厚度如10nm以下，金属掺杂层亦可具有较好的导电性，从而相比金属层提高了相同厚度情况下的导电性。

另一方案中，将金属层/金属掺杂层分两层设置，实现在与现有技术中的对应层总体厚度相同的情况下，提高折射率，进而实现与触控屏中的高折射率的玻璃、OCA胶等的折射率匹配，提高透光率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是现有技术中的导电膜结构图；

图2是本申请实施例提供的透明导电膜结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请旨在提供一种新结构的双面导电膜，利用Cu和金属合金代替银浆作为走线，并使用电阻低于100欧姆的低阻膜层，实现双面低阻导电膜，且可实现5um×5um的线宽下，导电性能依旧得到保证。

如图2所示，为本新型提供的双面导电膜的结构图，具体包括：透明基材21、依次层叠设置在所述透明基材21两侧的低阻导电层22、 Cu层23和保护层24；所述保护层24为Cu合金层或Mo合金；所述低阻导电层22用于导电，所述低阻导电层22的电阻不大于100欧姆。

上述Cu层的厚度优选可以是100-300nm，阻值优选在0.1ohm- 0.3ohm。

上述保护层优选Cu合金或者Mo合金。如CuNi(Ni占10-90wt％), CuNiTi(Ni占10-50％wt,Ti占1-10wt％),CuNiOx(Ni占10-90wt％), MoNbOx(Nb占0～10％wt)等。其厚度优选为5-100nm。

其中Cu层和保护层可通过溅射的方式设于低阻导电层上。

导电膜通过镀膜形成，双面导电膜需要双面镀膜。目前的双面镀膜工艺中，由于第一次镀膜时，基材和被镀上的膜层产生了应力。尽管镀膜的过程有水冷设备进行降温，但其降温的速度有限，因此在第二次镀膜时，应力无法释放，镀膜过程中的热量无法释放，导致二次镀膜的过程中，镀膜的速度受到限制。前后两次镀膜速度不一致，将会导致两面膜的外观不一致。

为此，本申请中采用了气冷的方式对镀膜的过程进行降温，气冷可以选择氦气或者氩气等惰性气体。当然也可以选用水冷和气冷的方式一起进行降温。

通过上述气冷方式，能够迅速降低两次镀膜过程中的热量，从而减小了第一次镀膜产生的应力，也保证二次镀膜过程中，热量的散发，进而实现了在保证镀膜速度的前提下，两次镀膜外观的一致。

在上述气冷方式下，第一次镀膜产生的应力为1～3N/m2。

为实现低阻性能，本申请中的低阻导电层选用金属层掺杂层，具体包括第一金属掺杂层和第一透明导电材料层；所述金属掺杂层为金属与氮化物金属和/或，金属与氧化物金属的掺杂层。

金属与氮/氧化物金属共存的掺杂层具有一个特质即即便在较薄厚度的情况下，如小于10nm的情况下，其仍然为连续膜层，相比相同厚度的纯金属层，其导电性大大提高。在实际的设置中，所述金属掺杂层可以设为10nm以下。

上述金属掺杂层可以在金属靶材镀膜过程中通入少量O2和/或 N2，使金属与氧化/氮化金属共存形成。金属一般为Ag、Cu、Al、Mo、 Ag合金、Cu合金、Al合金、Mo合金等。所述金属掺杂层中的氧或氮原子的原子百分比均为1.5at％-5.5at％。通过控制通入的O2和/或N2 的量即可控制氧或氮原子的原子百分比。优选实施例中，金属Ag中通O2，金属Cu中通N2。

为保证导电膜的导电性，其中金属掺杂层需选用连续膜层结构，优选的，金属掺杂层每层的厚度均大于10nm。其中金属掺杂层的材料优选可以为银。

优选实施例中，其中低阻导电层包括依次层叠设置的第二金属掺杂层、第二透明导电材料层、第三金属掺杂层、第三透明材料层。所述第二金属掺杂层和所述第三金属掺杂层均为金属与氮/氧化物金属的掺杂层。

在目前技术中，触控屏的玻璃和OCA胶的折射率较高，大概为 1.5。但目前的低阻导电层整体折射率较低，大概为0.8-1.4，无法与之匹配,造成了色差。为此，本申请将上述的金属掺杂层分为两层设置，相比单金属掺杂层的设置，可以在金属掺杂层总体厚度相同的条件下，提高导电层整体的折射率。如单金属掺杂层为26nm,则可将其分为两层13nm的金属掺杂层设置；也可以分为不同厚度的两层，如 11nm与15nm等。

通过上述两层金属掺杂层的设置，其导电层的整体折射率可以达到1.4-1.5，进而可以实现与玻璃和OCA胶的折射率匹配，提高了触控屏整体产品的透光率。

上述分层设置的思路也可以应用在通过单纯金属层导电的情况下，此时导电层包括依次层叠设置的第一金属层、第四透明导电材料层、第二金属层、第五透明材料层。

金属层分为两层设置，相比单金属层的设置，可以在金属层总体厚度相同的条件下，提高导电层整体的折射率。如现有技术中单金属层为30nm,本申请中可将其分为两层15nm的金属层设置；也可以分为不同厚度的两层，如18nm与12nm等。为保证导电膜的导电性，其中金属层需选用连续膜层结构，优选的，金属层每层的厚度均大于 10nm。其中金属层的材料优选可以为银。

金属层分为两层设置，相比单金属层的设置，可以在金属层总体厚度相同的条件下，提高导电层整体的折射率。如现有技术中单金属层为30nm,本申请中可将其分为两层15nm的金属层设置；也可以分为不同厚度的两层，如18nm与12nm等。

为保证导电膜的导电性，其中金属层需选用连续膜层结构，优选的，金属层每层的厚度均大于10nm。其中金属层的材料优选可以为银。

更为优选实施例中，所述双面导电膜还包括分别设于所述透明基材与各所述低阻导电层之间的IM层；所述IM层包括依次层叠设于所述透明基材上的有机材料层和无机材料层。

考虑到不影响低阻导电层的导电性，故将无机材料层与低阻导电层接触。

其中有机材料层可选用折射率1.6-1.7高折射率C\H\O树脂，其中掺杂Si、Zr、Ti等金属元素；厚度可根据需要设置，优选为0.5- 5um。

无机材料层，可以为单层，也可以为具有不同折射率的多个匹配层。

如为单层，可选用绝缘方块电阻大于10*8Ω/□的非导金属材料，例如：Ti、In、Sn、InSn合金(In掺杂重量百分比0-50％)、 SiAl合金(Al掺杂重量百分比0-50％)、厚度可根据需要设置，优选为0.5-80nm。

无机材料层如为多层，可通过至少一层低折射率材料和至少一层高折率材料组合而成，其绝缘方块电阻>10*8Ω/□。其中的低折射率材料可以为折率率1.2-1.7的金属氧化物、非金属氧化、硫化物、氟化物、碳化物，如SiO2、Al2O3、MgF，MgS、SiC等，厚度可设为 10-500nm；其中的高折率材料可以为折率率1.8-2.4的金属氧化物、氮化物、硫化物、或其掺杂物(掺杂材料包含Al、Ga、Zr、B、Y、Mo、 Sn等一种或多种材料掺杂)，如TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、 Si3N4、ZnS，掺杂物包括AZO、GZO、YZO等，厚度可设为2-200nm。

在实际制备过程中，优选第一IM层采用涂布的方式，第二IM层采用溅射的方式，这是考虑到溅射的方式虽然附着力更好，但是溅射出来的层具有色差。而涂布的方式虽然附着力一般，但色差小，因此可采用涂布与溅射结合的方式设置IM层，以达到附着力和色差的综合要求。

优选实施例中，可以根据需要设置更多层数的IM层，此处不再详述。

至少两层IM层的设置使得IM层整体的折射率可以做到较低，以与低阻导电膜中的低反射率的导电层匹配。依据低阻技术，导电层的阻值可以小于100欧姆，通常为20-25欧姆，其导电层的反射率为 5.8。对应的，本申请中，至少两层IM层的整体反射率为5.6。

上述透明基材可以为柔性基材，如透明有机聚合物PET、TAC、 COP、PEN、CPI、PI。优选地，选用PET。

上述透明导电材料层可为金属氧化物，比如In2O3、SnO2、ZnO、 ITO(Sn2O掺杂重量百分比0-50％)、IZO(ZnO掺杂重量百分比0- 50％)、AZO(Al2O3掺杂重量百分比0-50％)；ITiTO(TiO2掺杂重量百分比0-10％)；ITZO(TIO2掺杂重量百分比0-10％、ZnO掺杂重量百分比0-40％)、FTO(F掺杂重量百分比0～10％)。

本申请另一实施例公开了一种触控屏，所述触控屏通过对上述双面导电膜处理蚀刻形成，所述Cu层及所述保护层经蚀刻后形成的线宽为5um×5um，远小于采用银浆走线的线宽。触控屏的边框线宽为可以在2mm以内。

为进一步实现窄边框，本申请中的保护层为黑化层，以用于黑化铜层。发射率一般为20以内。此时所述触控屏的边框线宽可以达到 0.5mm。

需要说明的是，本申请中有关IM层、低阻导电层(金属掺杂层、透明材料导电层、金属层)的相关内容可参见申请号为2020103494526、 2020103494348、2020103488116的专利记载的内容。

如下表1为现有技术与本申请不同情况下的线宽线距与走线导电性能的对比结果。下表2为现有技术与本申请不同冷却方式下的应力与双面导电膜外观的对比结果。下述各项的检测采用本领域公知的检测方式。如外观检测方式及工具：1000Lucas光光源下目视，应力测量工具为应力分析检测仪。

各实施例中，除非特别说明，否则相同层的属性均相同。

各层厚度：Ag浆层、保护层(CuNi)、Cu层、基材层(PET层)、低阻导电层(ITO及金属层、金属掺杂层)、IM层(IM1和IM2)总厚度分别为15nm、10nm、200nm、125um、90nm、2.5um。结果如下：

表1

表2

通过上表数据可以看出，Cu层和Cu合金构成的保护层替代原有的银浆层，使得在降低线宽X线距的前提下，导电性能也可以得到保证。

而且本申请中的双面导电膜的膜应力较低，优选为1-3N/m2。如在采用气冷冷却方式的前提下，单面膜应力可以在1N/m2。在该应力下，双面镀膜形成的双面导电膜两面的外观趋于一致，MD纹路合格即较少或没有。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种双面导电膜，其特征在于，所述导电膜包括透明基材、依次层叠设置在所述透明基材两侧的低阻导电层、Cu层和保护层；

所述保护层为Cu合金层或Mo合金层；

2.如权利要求1所述的双面导电膜，其特征在于，所述保护层为黑化层。

3.如权利要求2所述的双面导电膜，其特征在于，所述双面导电膜的单面应力为1～3N/m2。

4.如权利要求1所述的双面导电膜，其特征在于，所述双面导电膜还包括分别设于所述透明基材与各所述低阻导电层之间的IM层；所述IM层包括依次层叠设于所述透明基材上的有机材料层和无机材料层。

5.如权利要求4所述的双面导电膜，其特征在于，所述低阻导电层包括第一金属掺杂层和第一透明导电材料层。

6.如权利要求4所述的双面导电膜，其特征在于，所述低阻导电层包括第二金属掺杂层、第二透明导电材料层、第三金属掺杂层和第三透明导电材料层。

7.如权利要求4所述的双面导电膜，其特征在于，所述低阻导电层包括第一金属层、第四透明导电材料层、第二金属层和第四透明导电材料层。

8.一种触控屏，其特征在于，所述触控屏通过对所述权利要求1至权利要求7中任一项的双面导电膜激光蚀刻形成，所述Cu层及所述保护层经蚀刻后形成的线宽×线距为5um×5um-100um×100um。

9.如权利要求8所述的触控屏，其特征在于，所述保护层为黑化层，所述触控屏的边框宽度为0.5mm-2mm。