本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜領(lǐng)域，涉及一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏及制備方法。

背景技術(shù)：

透明導(dǎo)電薄膜是平板電視、觸摸屏、智能窗玻璃、發(fā)光二極管以及光伏電池等器件制造的必要組成部分。近年來，隨著信息(如觸摸顯示)、能源(如光伏、智能窗玻璃)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對透明導(dǎo)電薄膜的需求量急劇增大，而在透明導(dǎo)電薄膜中，應(yīng)用最廣的一類是錫摻雜氧化銦薄膜，即俗稱的ITO薄膜。眾所周知，銦元素在地殼中的含量稀少(約為0.05ppm)，且難于提純，隨著ITO薄膜的用量顯著增大，其含量越來越稀少，導(dǎo)致價格驟增，從而增加觸摸屏、薄膜太陽能電池等產(chǎn)業(yè)的制造成本。同時，由于ITO薄膜是一種陶瓷薄膜，其抗彎折性差，經(jīng)過多次形變之后薄膜易開裂，從而使電阻顯著增大，導(dǎo)致器件失效。另一方面，為了制造大型顯示器、大面積固態(tài)發(fā)光板等器件，要求所用的透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻必須小于5Ω/□。雖然通過增加ITO薄膜的厚度可以滿足此要求，但是，其成本顯著增加，這種成本的增加是因為隨著薄膜厚度增加，ITO的沉積速率減小，導(dǎo)致大部分ITO原料被浪費。因此，必須尋找一種抗彎折性能好、方塊電阻可調(diào)且成本低廉的新型透明導(dǎo)電薄膜。

為了減少對ITO的依賴度，研究人員開發(fā)出了具有低電阻特性的銅金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電薄膜。銅金屬網(wǎng)柵透明導(dǎo)電薄膜由于其電阻率和透過率可調(diào)、抗彎折性能優(yōu)異、價格低廉且與半導(dǎo)體工藝兼容，因此，在產(chǎn)業(yè)龐大的柔性觸摸屏、太陽能電池等方面的制備中，受到越來越多的青睞，成為重點研究的一類可行的新型ITO替代薄膜。但是，由于一般透明襯底PET本身的可見光區(qū)透過率低于92％，因此，在這種PET透明襯底上制備銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層之后，其復(fù)合透過率更低，很難獲得高透過率和低電阻的透明導(dǎo)電薄膜。為了在保持低的表面方阻條件下提高薄膜總的透過率，需要盡量提高襯底的透過率。

同時，PET本身在可見光區(qū)的反射率很大，制成觸摸屏之后，顯著降低了觸摸屏的圖形真實度，因此，需要在表面粘接具有減反功能的玻璃，這樣導(dǎo)致觸摸屏成本增加，同時也增加了觸摸屏的重量，并降低觸摸屏的其柔性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述透明導(dǎo)電薄膜存在的不足，提出一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏及制備方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，觸摸屏包含：柔性銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電膜和光學(xué)膠，其中，柔性銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電膜包括柔性透明襯底、減反增透層、銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層；所述減反增透層被布置在所述柔性透明薄膜襯底的兩側(cè)，其中柔性透明襯底包含：聚對苯二甲酸乙二醇酯和雙面加硬透明涂層，其中，雙面加硬透明涂層為紫外固化的聚丙烯酸酯涂層；減反增透層包含：低折射率薄膜層和高折射率薄膜層；銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層包含銅網(wǎng)柵層和銅氧化物層；用光學(xué)膠把兩片相同結(jié)構(gòu)的柔性銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電膜粘接，其中柔性銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電膜中的銅氧化物層與光學(xué)膠接觸，形成電容式觸摸屏，其中一個銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層為第一觸控功能層，用于感應(yīng)觸控點在X軸方向的位置，另一個銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層為第二觸控電極，用于感應(yīng)觸控點在Y軸方向的位置。

所述減反增透層中的低折射率薄膜層為二氧化硅或氟化鎂。

所述減反增透層中的高折射率薄膜層為五氧化二鈮或二氧化鈦。

所述低折射率薄膜層和高折射率薄膜層交替堆疊，低折射率薄膜層數(shù)多于或等于高折射率薄膜層數(shù)。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層中的銅氧化物層布置在銅網(wǎng)柵層的上、下表面。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層中的銅網(wǎng)柵層的銅網(wǎng)柵為菱形或方形或六方形，線條的線寬為2～10微米，金屬化率為1.25～2％。

所述低折射率薄膜層和高折射率薄膜層其厚度分別為15～90nm和15～110nm。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層中銅氧化物層的厚度為20～60nm。

所述光學(xué)膠厚度為25微米～50微米。

制造柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏的方法是，在柔性透明襯底的雙面涂覆加硬涂層；在柔性透明襯底上下表面濺鍍減反增透層；在一側(cè)減反增透層表面濺鍍銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電層；用光刻工藝把銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層刻蝕成觸摸屏用電極結(jié)構(gòu)；用光學(xué)膠把兩片相同結(jié)構(gòu)的柔性銅網(wǎng)柵基導(dǎo)電膜粘接，其中銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層與光學(xué)膠接觸，形成電容式觸摸屏，其中一個銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層為第一觸控功能層，用于感應(yīng)觸控點在X軸方向的位置，另一個銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層為第二觸控電極，用于感應(yīng)觸控點在Y軸方向的位置。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果，本發(fā)明采用在PET襯底的上下表面濺鍍減反增透層，來提高襯底的透過率，減少表面的反射光，然后再在一側(cè)的減反增透層表面濺鍍銅金屬導(dǎo)電復(fù)合層；采用光刻工藝對銅金屬導(dǎo)電層進行刻蝕，來制備高透過率低電阻的透明導(dǎo)電薄膜；用光學(xué)膠把兩片相同結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電膜粘接，使銅網(wǎng)柵層與光學(xué)膠接觸，來制備觸摸屏用電極結(jié)構(gòu)。所述復(fù)合薄膜可見光透過率高于98％，表面方阻低于6Ω/□，色度值b*小于0.3，銅膜表面的反射率低于4％，銅膜背面(PET膜未鍍膜測)的反射率低于5％。所述的觸摸屏表面的反射率低于0.5％。

本發(fā)明所述觸摸屏中所用的透明導(dǎo)電薄膜具有高透過率低電阻的特性，并且具有很強的環(huán)境耐受性能。

所述導(dǎo)電薄膜核心功能層在保證高的可見光透過率、低反射率的同時，具有很低的表面電阻。在加工成觸摸屏等產(chǎn)品之后，線條的可視度極低，能顯著提高屏幕的清晰度。另一方面，在濕熱環(huán)境下，能夠防止銅金屬導(dǎo)電層被氧化而失效，保持良好的電學(xué)性能。

本發(fā)明涉及一種由具有高透過率、低電阻的柔性透明導(dǎo)電薄膜組成的觸摸屏，其核心功能層包括減反增透層和銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層。所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層主要依靠銅線條互連而具有高透過率和極低表面電阻的光電特性。由于Cu的抗氧化能力弱，在使用過程中，與空氣接觸，容易被氧化成CuOx，而CuOx不具備良好的導(dǎo)電性能，并且會使銅線條形狀發(fā)生改變，從而影響所述導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性能和光電性能。采用在銅表面濺鍍氧化物，能保護銅網(wǎng)柵在使用過程中被氧化，保持良好的光電特性。本發(fā)明采用一種特殊的防氧化措施，即在銅金屬膜的表面濺鍍銅的氧化物(CuOx)，從而隔絕銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層與空氣接觸，防止Cu金屬被氧化。同時，由于銅的氧化物(CuOx)層的存在，其在銅金屬層表面起減反作用，能夠顯著降低Cu金屬的反射率，從而使銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層的線條可視度極低。另外，使銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層通過光學(xué)膠對粘，減反增透層與空氣接觸，能夠進一步防止銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層被氧化。

由于一般透明襯底PET本身的可見光區(qū)透過率低于92％，因此，在這種PET透明襯底上制備銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層之后，其復(fù)合透過率更低，很難獲得高透過率和低電阻的透明導(dǎo)電薄膜。同時，PET本身在可見光區(qū)的反射率很高，在制備成觸摸屏之后，降低其圖形的真實性。為了在保持低的表面方阻條件下提高薄膜總的透過率和圖形的真實性，降低表面反射，本發(fā)明采用在PET襯底上下表面濺鍍減反增透層，來提高襯底的透過率，降低表面的反射率，然后再在一側(cè)濺鍍銅金屬導(dǎo)電復(fù)合層，來制備高透過率低電阻的透明導(dǎo)電薄膜。采用此導(dǎo)電薄膜制備的觸摸屏，具有高清晰度、高保真度以及很強的耐環(huán)境性能等特征。

附圖說明

圖1一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏的剖面圖，其中，a為結(jié)構(gòu)示意圖，b是圖a中的局部放大圖，每一個減反增透層為4層；

圖2一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏的剖面圖，其中，a為結(jié)構(gòu)示意圖，b是圖a中的局部放大圖，每一個減反增透層為6層。

具體實施方式

如圖所示，所述觸摸屏包含柔性透明襯底薄膜、減反增透層、銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層和光學(xué)膠。

透明薄膜襯底是由柔性透明聚對苯二甲酸乙二醇酯及其在雙面涂覆紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層構(gòu)成。柔性透明襯底的厚度為50微米-125微米。所述紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層，采用傳統(tǒng)的卷繞式涂布法均勻涂覆在柔性透明PET襯底的兩側(cè)，以改善柔性透明襯底的強度、硬度以及耐久性等。

所述減反增透層是多層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋柔性透明PET襯底的上下表層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由選自高折射率薄膜層和低折射率薄膜層232構(gòu)成。所述高折射率薄膜層231包括但不限于選自五氧化二鈮(Nb₂O₅)或二氧化鈦(TiO₂)所組成的材料。所述低折射率薄膜層包括但不限于選自二氧化硅(SiO₂)或氟化鎂(MgF₂)所組成的材料。減反增透層中的每一層是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層是三層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋一側(cè)減反增透層的上層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由銅金屬薄膜層和銅氧化物薄膜層組成。銅金屬薄膜層和銅氧化物薄膜層是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。在薄膜沉積之后，采用半導(dǎo)體加工工藝，把銅金屬薄膜層和銅氧化物層加工成菱形或方形或六邊形的網(wǎng)柵，其金屬化率為1.25％。

實施例一

如圖1所示，該圖示出一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏的一個實施方案，所述復(fù)合薄膜包含光學(xué)膠1，柔性透明聚對苯二甲酸乙二醇酯PET襯底薄膜2，減反增透層13和14和銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層15。

透明薄膜襯底2是由柔性透明聚對苯二甲酸乙二醇酯及其在雙面涂覆紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層構(gòu)成。優(yōu)選地，柔性透明襯底2的厚度為50微米，也可以是125微米。所述紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層，采用傳統(tǒng)的卷繞式涂布法均勻涂覆在柔性透明PET襯底的兩側(cè)，以改善柔性透明襯底2的強度、硬度以及耐久性等。

所述減反增透層13和14是多層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋柔性透明PET襯底2的上下表層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由選自高折射率薄膜層131、133、141和143和低折射率薄膜層132、134、142和144構(gòu)成。所述高折射率薄膜層131、133、141和143包括但不限于選自五氧化二鈮Nb₂O₅或二氧化鈦(TiO₂)所組成的材料。所述低折射率薄膜層132、134、142和144包括但不限于選自二氧化硅(SiO₂)或氟化鎂(MgF₂)所組成的材料。在優(yōu)選實施方案中，高折射率薄膜層131、133、141和143都為五氧化二鈮(Nb₂O₅)，低折射率薄膜層132、134、142和144都為二氧化硅(SiO₂)。

在優(yōu)選實施方案中，減反增透層13是由沉積在襯底2且厚度約為21nm的第一介質(zhì)層131、厚度約26nm且覆蓋第一介質(zhì)層131的第二介質(zhì)層132、厚度約為107nm且覆蓋第二介質(zhì)層132的第三介質(zhì)層133以及厚度約64nm且覆蓋第三介質(zhì)層133的第四介質(zhì)層134組成。第一介質(zhì)層131至134是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。

所述減反增透層14是由沉積在襯底2且厚度約為21nm的第一介質(zhì)層141、厚度約26nm且覆蓋第一介質(zhì)層141的第二介質(zhì)層142、厚度約為107nm且覆蓋第二介質(zhì)層142的第三介質(zhì)層143以及厚度約64nm且覆蓋第三介質(zhì)層143的第四介質(zhì)層144組成。減反增透層141至144是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層15是多層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋減反增透層14的上層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由銅氧化物層151和153和銅金屬薄膜層152組成。銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層151和153是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。首先沉積銅氧化物層151，其厚度為40nm，然后在其上覆蓋銅金屬薄膜層152，其厚度約為400nm，最后在其上覆蓋銅氧化物薄膜層153，其厚度為40nm。在薄膜沉積之后，采用半導(dǎo)體加工工藝，把銅金屬薄膜層152和銅氧化物層151和153加工成菱形或方形或六邊形的網(wǎng)柵，其金屬化率為1.25％。所述復(fù)合薄膜可見光透過率高于97％，表面方阻低于10Ω/□，色度值b*小于0.5，銅膜表面的反射率低于5％，銅膜背面(PET膜未鍍膜測)的反射率低于6％。所述的觸摸屏表面的反射率低于1.3％。

所述觸摸屏是由兩片具有相同結(jié)構(gòu)的銅網(wǎng)柵基透明導(dǎo)電薄膜，通過光學(xué)膠對粘而成的。在粘接過程中，保證銅網(wǎng)柵層與光學(xué)膠接觸，形成電容式觸摸屏。所述第一銅網(wǎng)柵層為第一觸控功能層，用于感應(yīng)觸控點在X軸方向的位置；所述第二銅網(wǎng)柵層為第二觸控電極，用于感應(yīng)觸控點在Y軸方向的位置。

實施例二

如圖2所示，該圖示出一種柔性銅網(wǎng)柵基觸摸屏的一個實施方案，所述復(fù)合薄膜包含光學(xué)膠1，柔性透明聚對苯二甲酸乙二醇酯PET襯底薄膜2，減反增透層23和24和銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層25。

透明薄膜襯底2是由柔性透明聚對苯二甲酸乙二醇酯及其在雙面涂覆紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層構(gòu)成。優(yōu)選地，柔性透明襯底2的厚度為50微米，也可以是125微米。所述紫外固化的聚丙烯酸酯硬化涂層，采用傳統(tǒng)的卷繞式涂布法均勻涂覆在柔性透明PET襯底的兩側(cè)，以改善柔性透明襯底2的強度、硬度以及耐久性等。

所述減反增透層(23和24)是多層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋柔性透明PET襯底2的上下表層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由選自高折射率薄膜層231、233、235、241、243和245和低折射率薄膜層232、234、236、242、244和246構(gòu)成。所述高折射率薄膜層231、233、235、241、243和245包括但不限于選自五氧化二鈮Nb₂O₅或二氧化鈦(TiO₂)所組成的材料。所述低折射率薄膜層232、234、236、242、244和246包括但不限于選自二氧化硅(SiO₂)或氟化鎂(MgF₂)所組成的材料。在優(yōu)選實施方案中，高折射率薄膜層231、233、235、241、243和245都為五氧化二鈮(Nb₂O₅)，低折射率薄膜層232、234、236、242、244和246都為二氧化硅(SiO₂)。

在優(yōu)選實施方案中，減反增透層23是由沉積在襯底2且厚度約為15nm的第一介質(zhì)層231、厚度約29nm且覆蓋第一介質(zhì)層231的第二介質(zhì)層232、厚度約為60nm且覆蓋第二介質(zhì)層232的第三介質(zhì)層233、厚度約15nm且覆蓋第三介質(zhì)層233的第四介質(zhì)層234、厚度約35nm且覆蓋第四介質(zhì)層234的第五介質(zhì)層235以及厚度約90nm且覆蓋第三介質(zhì)層235的第六介質(zhì)層236組成。第一介質(zhì)層231至236是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。

減反增透層24是由沉積在襯底2且厚度約為15nm的第一介質(zhì)層241、厚度約29nm且覆蓋第一介質(zhì)層241的第二介質(zhì)層242、厚度約為60nm且覆蓋第二介質(zhì)層242的第三介質(zhì)層243、厚度約15nm且覆蓋第三介質(zhì)層243的第四介質(zhì)層244、厚度約35nm且覆蓋第四介質(zhì)層244的第五介質(zhì)層245以及厚度約90nm且覆蓋第三介質(zhì)層245的第六介質(zhì)層246組成。第一介質(zhì)層層241至246是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。

所述銅網(wǎng)柵導(dǎo)電層25是多層堆疊結(jié)構(gòu)，覆蓋減反增透層24的上層。所述堆疊結(jié)構(gòu)由銅氧化物層251和253和銅金屬薄膜層252組成。銅氧化物層251和253是由卷繞式磁控濺射鍍膜形成，通過多腔室同時濺射，一次完成多層膜的沉積。首先沉積銅氧化物層251，其厚度為45nm，然后在其上覆蓋銅金屬薄膜層252，其厚度約為400nm，最后在其上覆蓋銅氧化物薄膜層253，其厚度為35nm。在薄膜沉積之后，采用半導(dǎo)體加工工藝，把銅金屬薄膜層252和銅氧化物層251和253加工成菱形或方形或六邊形的網(wǎng)柵，其金屬化率為1.25％。所述復(fù)合薄膜可見光透過率高于98％，表面方阻低于6Ω/□，色度值b*小于0.3，銅膜表面的反射率低于4％，銅膜背面(PET膜未鍍膜測)的反射率低于5％，減反增透層表面的反射率低于0.5％。

所述觸摸屏是由兩片具有相同結(jié)構(gòu)的銅網(wǎng)柵基透明導(dǎo)電薄膜，通過光學(xué)膠對粘而成的。在粘接過程中，保證銅網(wǎng)柵層與光學(xué)膠接觸，形成電容式觸摸屏。所述第一銅網(wǎng)柵層為第一觸控功能層，用于感應(yīng)觸控點在X軸方向的位置；所述第二銅網(wǎng)柵層為第二觸控電極，用于感應(yīng)觸控點在Y軸方向的位置。

實施例一和實施例二的參數(shù)如表1和表2所示。

表1

表2

本發(fā)明所述的優(yōu)選實施方案，其詳細描述意圖為說明性的，不應(yīng)理解為是對本公開范圍的限制。本發(fā)明所公開的任何單獨材料、數(shù)值或特性都可與本公開的任何其他材料、數(shù)值或特性互換使用，如同本發(fā)明所給出的具體實施方案一樣。任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其材料、形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。