透明导电膜中的导电结构、透明导电膜及制作方法

摘要

本发明公开了一种透明导电膜的导电结构、透明导电膜及其制备方法，所述透明导电膜具有单面双层的导电结构，该导电结构包括在基底之上压印得到或者在基底表面的聚合物层上压印得到的第一金属埋入层；以及在第一金属埋入层表面涂上聚合物材料压印得到的第二金属埋入层；第一层和第二层导电结构具有网格凹槽结构，凹槽中均填充导电材料。本发明所提供的单面双层图形化透明导电膜具有高分辨率，透过率和方阻独立可调等诸多优点。这种透明导电膜可以降低成本，减少制造触摸面板的重量和厚度。

说明书

技术领域

本发明属于多点触控显示领域，尤其是一种支持多点触控技术的透 明导光膜及其制作方法。

背景技术

透明导电膜是具有良好导电性和在可见光波段具有高透光率的一种 薄膜。目前透明导电膜已广泛应用于平板显示、光伏器件、触控面板和 电磁屏蔽等领域，具有极其广阔的市场空间。

ITO层是触摸屏模组中至关重要的组成部分。虽然触摸屏的制造技术 一日千里的飞速发展着。但是以投射式电容屏为例，ITO层的基础制造流 程近年来并未发生太大的改变。总是不可避免的需要ITO镀膜，ITO图形 化，透明电极银引线制作。这种传统的制作流程复杂且冗长，因此良率 控制就成了现阶段触摸屏制造领域难以回避的难题。此外这种制作方式 还不可避免的需要用到刻蚀工艺，大量的ITO及金属材料会被浪费。因此 如何实现工艺简单且绿色环保的透明导电膜制作是一个亟待解决的关键 技术问题。

在中国公开发明CN201010533228中揭示了一种埋入式图形化金属 网格类的透明导电膜，该透明导电膜通过在热塑性基底材料上压印出网 格形状的凹槽，在凹槽里填充导电金属，利用网格空白区实现透光，利 用网格凹槽区的金属实现导电的功能。其中PET基底的透明导电膜透过 率大于87%，玻璃基底的透明导电膜透过率大于90%；方阻均小于10Ω/sq； 特别是金属线条的分辨率小于3μm。

在另一篇中国专利CN201110058431中揭示了另一种埋入式图形化 金属网格类的透明导电膜，该专利通过在基底表面制作一层聚合物层， 在聚合物层上压印网格图案，从而实现金属埋入层的制作。

上述两篇专利揭示的都是单层导电结构的透明导电膜的制作。然而， 单层透明导电膜是较难支持多点触控技术的。因此为了实现多点触控技 术，现有技术中采用两片单层透明导电膜，以跳线使X和Y轴方向彼此导 通，解决了单层膜不支持多点触控的缺点，但是采用两片透明导电膜结 构的方案存在如下的缺点：第一、跳线主要采用黄光来实现，工序复杂， 而且在触摸屏上跳线是可见的，会影响美观。第二、现有触摸屏的发展 方向是轻、薄，若增加一层导电膜，即：用双层导电膜来触控；这将势 必要增加厚度和本身的重量为代价，这种方法不符合发展的趋势。

为此本发明人提出一种单面双层图形化透明导电膜，来解决现有 技术中存在的技术缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一目的在于提出了一种单面双层的图形化导电结 构，使得拥有该导电结构的透明导电膜具有支持多点触控的功能。本发明的 第二目的在于提出具有上述导电结构的透明导电膜及其制作方法，该透明导 电膜不仅能够支持多点触控功能，还能大大减少整个多点触控显示器件的厚 度。

根据本发明的之一目的提出的一种透明导电膜的导电结构，该导电结构 设于一透明基底上，包括网格状的第一金属埋入层和位于该第一金属埋入层 之上的网格状的第二金属埋入层，所述第一金属埋入层和第二金属埋入层之 间彼此绝缘。

根据本发明的另一目的提出的一种透明导电膜，包括透明基底和设于该 基底上的导电结构，所述导电结构包括网格状的第一金属埋入层和位于该第 一金属埋入层之上的网格状的第二金属埋入层，所述第一金属埋入层和第二 金属埋入层之间彼此绝缘。

根据本发明的另一目的提出的一种支持多点触控功能的透明导电膜，包 括功能区和设置在该功能区外围至少一侧的引线区，所述功能区中包括导电 结构，该导电结构包括网格状的第一金属埋入层和位于该第一金属埋入层之 上的网格状的第二金属埋入层，所述第一金属埋入层和第二金属埋入层之间 彼此绝缘，所述引线区中包括多条与该第一金属埋入层连接的引线汇聚而成 的第一引线区和多条与该第二金属埋入层连接的引线汇聚而成的第二引线 区，所述第一引线区和第二引线区之间彼此绝缘。

优选的，该透明导电膜包括透明基底和设于该基底上透明的聚合物层， 所述第一金属埋入层和第一引线区设于该基底中，所述第二金属埋入层和第 二引线区设于该聚合物层中，且该第二金属埋入层和与该第二金属埋入层连 接的引线的厚度小于该聚合物层。

所述聚合物层图形化涂布在所述基底上，并露出该第一引线区。

在所述基底与聚合物层之间，还设有增粘层。

优选的，该透明导电膜包括透明基底、位于该基底上透明的第一聚合物 层和位于该第一聚合物层上透明的第二聚合物层，所述第一金属埋入层和第 一引线区设于该第一聚合物层中，所述第二金属埋入层和第二引线区设于该 第二聚合物层中，且该第二金属埋入层与该第二金属埋入层连接的引线的厚 度小于该第二聚合物层。

所述第二聚合物层图形化涂布在所述第一聚合物层上，并露出该第一引 线区。

优选的，所述第一金属埋入层和/或第二金属埋入层的网格形状为不规则 的随机网格。

所述随机网格是不规则多边形构成的网格；所述网格的网格线是直线段， 且与右向水平方向X轴所成角度θ呈均匀分布。

同时本发明提出了一种优选透明导电膜的制作方法，包括步骤：

（1）基于压印技术在基底材料上进行图形化压印，形成功能区中的网格 状凹槽和引线区中引线凹槽；

（2）在步骤（1）中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第一金属埋入 层和第一引线区；

（3）在步骤（2）的基础上对基底进行图形化涂布，形成聚合物层，该 聚合物层至少覆盖功能区中的第一金属埋入层并露出第一引线区；

（4）基于压印技术对步骤（3）中所涂布的聚合物层进行图形化压印， 形成功能区中的网格状凹槽和引线区中引线凹槽；

（5）在步骤（4）中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第二金属埋入 层和第二引线区；该第二引线区与第一引线区上下不重叠。

同时本发明提出了另一种优选透明导电膜的制作方法，包括步骤：

（1）在基底上涂布第一聚合物层；

（2）基于压印技术在第一聚合物层上进行图形化压印，形成功能区中的 网格状凹槽和引线区中引线凹槽；

（3）在步骤（2）中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第一金属埋入 层和第一引线区；

（4）在步骤（3）的基础上对基底进行图形化涂布，形成第二聚合物层， 该第二聚合物层至少覆盖功能区中的第一金属埋入层并露出第一引线区；

（5）基于压印技术对步骤（4）中所涂布的第二聚合物层进行图形化压 印，形成功能区中的网格状凹槽和引线区中引线凹槽；

（6）在步骤（5）中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第二金属埋入 层和第二引线区；该第二引线区与第一引线区上下不重叠。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为本发明第一实施方式的透明导电膜局部示意图。

图2是本发明第一实施方式下应用到多点触控功能的透明导电膜示意图。

图3至图6是本发明该第一实施方式下的透明导电膜的制作方法步骤状态 图。

图7为本发明第一实施方式的一种变形结构。

图8为本发明第二实施方式的透明导电膜局部示意图。

图9是本发明第二实施方式下应用到多点触控功能的透明导电膜示意图。

图10至图13是本发明该第二实施方式下的透明导电膜的制作方法步骤状 态图。

具体实施方式

鉴于现有的多点触控技术中，需要用到两篇单层的透明导电膜，大大增 加了整个触控显示器件的厚度，违背显示器件往轻薄方向的发展。因此本发 明提出了一种单面双层的透明导电膜，该透明导电膜包括由网格状的第一金 属埋入层和网格状的第二金属埋入层组成的导电结构，该第一金属埋入层和 第二金属埋入层彼此之间绝缘，使得单片透明导电膜就具备支持多点触控的 功能，大大降低了触控显示器件的厚度。

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案作详细说明。

实施例一：

请参见图1，图1为本发明第一实施方式的透明导电膜局部示意图。在该 实施方式中，导电结构中的第一金属埋入层直接被制作在基底上，如图所示， 该透明导电膜包括透明基底10和位于基底上的透明聚合物层20。该导电结构 包括设置于基底1中的网格状第一金属埋入层11，和设置于透明聚合物层20中 的网格状第二金属埋入层21，为了保证第一金属埋入层11和第二金属埋入层 21彼此之间绝缘，令第二金属埋入层21的厚度小于聚合物层20的厚度，这样 一来，第一金属埋入层11和第二金属层21之间间隔了部分的聚合物层20，起 到绝缘的效果。该透明基底为热塑性材料，比如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、 PC（聚碳酸酯塑料）等，该聚合物层20可以为UV压印胶材料等等。为了保证 透明导电膜的透光性，该两层材质尽量选取透光率高的材料。

较优的，第一金属埋入层11和/或第二金属埋入层21的网格形状设置成不 规则的随机网格，这些随机网格在各个角度方向上分布均匀。进一步地，这 些随机网格是不规则多边形构成的网格，即网格的网格线是直线段，且与右 向水平方向X轴所成角度θ呈均匀分布，所述均匀分布为统计每一条随机网格 的θ值；然后按照5°的步距，统计落在每个角度区间内网格线的概率pi，由此 在0~180°以内的36个角度区间得到p1、p2……至p36；pi满足标准差小于算术 均值的20%。这种在角度方向上均匀的分布可以避免莫尔条纹的产生。

请结合图1参见图2，图2是本发明第一实施方式下应用到多点触控功能的 透明导电膜示意图。该透明导电膜是在图1的透明导电膜基础上，添加外围的 引线以满足多点触控的功能。如图所示，该透明导电膜包括功能区100和引线 区200，功能区100是指在该透明导电膜用以被使用者触碰实现控制功能的区 域，该功能区包括上述第一实施方式下的导电结构，即网格状的第一金属埋 入层11和位于该第一金属埋入层上的网格状的第二金属埋入层21。引线区200 分布在功能区100外围的至少一侧上，该引线包括多条与该第一金属埋入层11 连接的引线汇聚而成的第一引线区201和多条与该第二金属埋入层21连接的 引线汇聚而成的第二引线区202，所述第一引线区201和第二引线区202之间彼 此绝缘。在图2中，由于俯视效果，第一金属埋入层11被遮挡，但应当理解第 一引线区201中的引线连接在该第一金属埋入层上。这些引线的作用在于将功 能区中的导电结构与外部的数据处理装置（图中未示出）相连通，这样在功 能区检测到外部的触碰动作时，可以将检测信号数据传输给这些数据处理装 置进行指令处理，以完成触控功能。

请参见图3至图6，该第一实施方式下的透明导电膜的制作方法包括如下 步骤：

1、首先在基底材料10上使用压印技术在基底10表面进行图形化压印，形 成功能区中的网格状凹槽12，这些凹槽12的深度比如是3μm，宽度比如是 2.2μm，网格为形状不规则的随机网格。

2、接着，使用刮涂技术在基底10表面压印形成图形化的所有凹槽中填充 导电材料25并烧结，该导电材料比如是纳米银墨水，银墨水的固含量35％，烧 结温度150℃；如图4所示，基底材料10中形成具有导电功能的第一金属埋入 层和第一引线区。

3、紧接着在步骤2的基础上对基底进行图形化涂布，形成聚合物层20， 该聚合物层20至少覆盖功能区中的第一金属埋入层并露出第一引线区。涂布 的聚合物层比如是UV压印胶，厚度4μm。考虑到第一引线区需要外接到其它 的数据处理装置上，因此这些位于第一引线区中的引线需要被暴露在外，因 此本发明提出了图形化涂布工艺，就是指在基底10上局部涂布UV压印胶，使 满足功能区中的第一金属埋入层全部被覆盖，而引线区中的第一引线区则暴 露在外。

4、基于压印技术对步骤3中所涂布的聚合物层进行图形化压印，形成功 能区中的网格状凹槽和引线区中引线凹槽。该步骤的目的在于在聚合物层20 上形成第二金属埋入层和第二引线区，整个图形化压印工艺类似于步骤1中的 压印。然而需要指出的是，在该步骤中，在压印形成第二金属迈入层和第二 引线区的凹槽时，有必要与第一金属埋入层和第一引线区进行对位的工艺， 这样有助于在形成第二引线区中的引线时，避免与第一引线区出现上下重叠 的情况。

5、在步骤4中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第二金属埋入层和第 二引线区；该第二引线区与第一引线区上下不重叠。该步骤与步骤2类似，使 用喷墨填充技术在UV压印胶表面压印形成图形化的网格凹槽中填充纳米银 墨水25并烧结；银墨水25固含量35％，烧结温度为150℃；如图6所示，UV压 印胶中形成具有导电功能的第二金属埋入层和第二引线区；第二金属埋入层 和第二引线区中的凹槽深度应小于UV压印胶的厚度。

如图7所示，还可以在基底10和聚合物层20中间图上增粘层50，来增加对 产品的附着力的需求。

实施例二：

请参见图8，图8为本发明第二实施方式的透明导电膜局部示意图。在该 实施方式中，导电结构中的第一金属埋入层直接被制作在基底上的第一聚合 物层中，如图所示，该透明导电膜包括透明基底10’、位于基底上的透明的第 一聚合物层20’，以及位于该第一聚合物层20’上的透明的第二聚合物层30。该 导电结构包括设置于第一聚合物层20’中的网格状第一金属埋入层11’，和设置 于第二透明聚合物层30中的网格状第二金属埋入层21’，为了保证第一金属埋 入层11’和第二金属埋入层21’彼此之间绝缘，令第二金属埋入层21’的厚度小 于第二聚合物层30的厚度，这样一来，第一金属埋入层11’和第二金属层21’ 之间间隔了部分的第二聚合物层30，起到绝缘的效果。该透明基底比如是柔 性材料和硬性热塑性材料，比如PET（聚对苯二甲酸类塑料）、PC（聚碳酸 酯塑料）等，该第一聚合物层20’和第二聚合物层30比如是UV压印胶材料等等。 为了保证透明导电膜的透光性，该三层材质尽量选取透光率高的材料。

较优的，第一金属埋入层11’和/或第二金属埋入层21’的网格形状设置成 不规则的随机网格，这些随机网格在各个角度方向上分布均匀。进一步地， 这些随机网格是不规则多边形构成的网格，即网格的网格线是直线段，且与 右向水平方向X轴所成角度θ呈均匀分布，所述均匀分布为统计每一条随机网 格的θ值；然后按照5°的步距，统计落在每个角度区间内网格线的概率pi，由 此在0~180°以内的36个角度区间得到p1、p2……至p36；pi满足标准差小于算 术均值的20%。这种在角度方向上均匀的分布可以避免莫尔条纹的产生。

请结合图8参见图9，图9是本发明第二实施方式下应用到多点触控功能的 透明导电膜示意图。该透明导电膜是在图8的透明导电膜基础上，添加外围的 引线以满足多点触控的功能。如图所示，该透明导电膜包括功能区100’和引线 区200’，功能区100’是指在该透明导电膜用以被使用者触碰实现控制功能的区 域，该功能区包括上述第一实施方式下的导电结构，即网格状的第一金属埋 入层11’和位于该第一金属埋入层上的网格状的第二金属埋入层21’。引线区 200’分布在功能区100’外围的至少一侧上，该引线包括多条与该第一金属埋入 层11’连接的引线汇聚而成的第一引线区201’和多条与该第二金属埋入层21’ 连接的引线汇聚而成的第二引线区202’，所述第一引线区201’和第二引线区 202’之间彼此绝缘。在图9中，由于俯视效果，第一金属埋入层11’被遮挡，但 应当理解第一引线区201’中的引线连接在该第一金属埋入层上。这些引线的作 用在于将功能区中的导电结构与外部的数据处理装置（图中未示出）相连通， 这样在功能区检测到外部的触碰动作时，可以将检测信号数据传输给这些数 据处理装置进行指令处理，以完成触控功能。

请参见图10至图13，该第二实施方式下的透明导电膜的制作方法包括如 下步骤：

1、首先在基底10’的表面涂布UV压印胶，形成第一聚合物层20’。基底10’ 的材质比如是PET，厚度比如是125um，UV压印胶的厚度比如是4um。

2、然后基于压印技术在第一聚合物层上进行图形化压印，形成功能区中 的网格状凹槽12’。凹槽12’的深度3μm，宽度2.2μm，网格为形状不规则的随 机网格；

3、接着，在步骤2中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第一金属埋入 层和第一引线区。在该步骤中，使用刮涂技术在UV压印胶表面压印形成图形 化的网格凹槽中填充纳米银墨水25’并烧结；银墨水25’固含量35%，烧结温度 150℃；如图11所示，第一聚合物层20’中形成具有导电功能的第一金属埋入层 和第一引线区。

4、紧接在步骤3的基础上对基底进行图形化涂布，形成第二聚合物层， 该第二聚合物层至少覆盖功能区中的第一金属埋入层并露出第一引线区。如 图12所示，在做好的UV压印胶表面上再次图形化涂布UV压印胶，形成第二聚 合物层30，该第二聚合物层30的厚度比如是4μm。与实施例一中相同，考虑到 第一引线区需要外接到其它的数据处理装置上，因此这些位于第一引线区中 的引线需要被暴露在外，因此本发明提出了图形化涂布工艺，就是指在第一 聚合物层20’上局部涂布UV压印胶，使满足功能区中的第一金属埋入层全部被 覆盖，而引线区中的第一引线区则暴露在外。

5、然后基于压印技术对步骤4中所涂布的第二聚合物层进行图形化压印， 形成功能区中的网格状凹槽和引线区中引线凹槽。该步骤的目的在于在第二 聚合物层30上形成第二金属埋入层和第二引线区，整个图形化压印工艺类似 于步骤2中的压印。然而需要指出的是，在该步骤中，在压印形成第二金属迈 入层和第二引线区的凹槽时，有必要与第一金属埋入层和第一引线区进行对 位的工艺，这样有助于在形成第二引线区中的引线时，避免与第一引线区出 现上下重叠的情况。

6、接着，在步骤5中压印好的凹槽中填充导电材料，形成第二金属埋入 层和第二引线区；该第二引线区与第一引线区上下不重叠。该步骤与步骤3类 似，使用喷墨填充技术在UV压印胶表面压印形成图形化的网格凹槽中填充纳 米银墨水25’并烧结；银墨水25’固含量35%，烧结温度为150℃；如图13所示， UV压印胶中形成具有导电功能的第二金属埋入层和第二引线区；第二金属埋 入层和第二引线区中的凹槽深度应小于UV压印胶的厚度。

优选的，基底10’与第一聚合物层20’之间和/或第一聚合物层20’与第二聚 合物层30之间，进一步设有增粘层。如图中的增粘层24，起到加强各层之间 的粘合强度的作用。

需要说明的，上述各个实施例中所例举的尺寸参数，仅是为了说明本发 明的实施状态，以凹槽的宽度为例，只要该凹槽的宽度小于人眼的极限分辨 率，即不影响作为显示器件的正常观看即可。而对于凹槽的深度，则在小于 聚合物层的基础上，尽量满足金属埋入层的截面积足够大，从而降低金属线 条的电阻。

以上实施例中一种单面双层图形化透明导电膜及其制备方法中的基底材 料和热塑性基底材料并不局限于实施例中所列举的材料，它还可以是玻璃、 石英、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）等；实施例中所说的 压印技术包括热压印和紫外压印；实施例中所说的涂布的UV压印胶，并不局 限于此，还可以是其他具有相似性质的聚合物；实施例中所说的填充导电材 料的方法包括刮涂和喷墨打印；本发明中所说的导电材料并不局限于银，也 可以是石墨、高分子导电材料等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况 下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这 些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的 范围。