发明名称

一种基于随机网格的图形化透明导电薄膜 技术领域

本发明涉及一种导电薄膜， 更具体地， 本发明涉及一种基于随机网格的 图形化透明导电薄膜。 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。

IT0 一直主导着透明导电膜的市场。 但是在诸如触摸屏等大多数实际应 用中， 往往需要曝光、 显像、 蚀刻及清洗等多道工序对透明导电膜进行图形 化， 即根据图形设计在基片表面形成固定的导电区 域和绝缘区域。相较而言， 使用印刷法直接在基材的指定区域形成金属网 格， 可以省去图形化的工艺过 程， 具有低污染、 低成本等诸多优点。 其网格线为导电性良好的金属， 不透 光， 线宽度在人眼的分辨率以下； 无线条的区域为透光区域。 通过改变线条 的宽度和网格形状可以在一定范围内控制透明 导电膜的表面方阻和透光率。

日本公司大日本印刷、 富士胶片和郡士， 以及德国公司 PolylC都分别使 用印刷方法获得了性能优异的图形化透明导电 薄膜。 其中 PolylC所获得的 图形分辨率为 15um， 表面方阻 0. 4 _ 1 Ω /SQ， 透光率大于 80%。 上述金属网格薄膜， 一般都是根据图形设计， 在导电区域铺设形状规则 的金属网格； 而在绝缘区域空白。

在图形化透明导电膜制备的现有技术中， 相对于传统的 ιτο薄膜， 使用 印刷法或者银盐法直接在柔性基材的指定区域 形成金属网格， 可以省去图形 化的工艺过程， 具有低污染、 低成本等诸多优点。 但是现有金属网格大多是 形状规则的网格， 应用时会产生明显的莫尔条纹。 此外薄膜的导电区域具有 金属网格， 而绝缘区域没有金属网格， 这种透过率差异会导致用户可以隐约 看到导电区域的图形， 影响整体外观效果。

所以目前现有技术的缺陷是：

莫尔条纹现象： 薄膜的导电区域是形状规则的网格， 将这种透明导电薄 膜贴附于 LCD表面时会出现较为明显的莫尔条纹， 影响视觉效果。 这种现象 是因为 LCD的像素单元是形状规则的矩形单元， 像素之间是形状规则且成周 期性分布的黑色线条。 而导电薄膜的周期性不透光线条就会与 LCD的黑线形 成周期性遮蔽， 进而宏观表现为莫尔条纹现象。 此外相同的原理， 当两张规 则网格导电膜的贴合也会产生明显的莫尔条纹 。 这种现象无疑严重制约了基 于金属网格的图形化透明导电膜的应用。

透过率差异： 薄膜的导电区域具有金属网格， 其透过率会按照网格线的 遮光比衰减； 但是绝缘区域没有金属网格， 因此该区域的透过率一定大于导 电区域。 当应用于显示领域时， 这种透过率差异会导致用户可以隐约看到导 电区域的图形， 影响整体外观效果。 发明内容

为克服现有技术的不足， 本发明的目的旨在提出一种基于随机网格的图 形化透明导电薄膜。

本发明的另一目的在于提供了一种使用形状不 规则的网格， 避免与规则 网格形成周期性线条重合， 从而彻底避免莫尔条纹的产生。 此外在薄膜绝缘 区域铺设没有电气连接的随机网格线， 消除透过率差异。

本发明的技术方案如下：

一种基于随机网格的图形化透明导电薄膜， 所述导电薄膜表面分为导电 区域和绝缘区域， 所述导电区域具有由金属构成的网格， 所述导电区域的网 格由导电区域的网格线组成，所述导电区域的 网格是形状不规则的随机网格， 避免了不透光的金属网格线与 LCD的周期性像素单元产生周期性遮蔽。

本发明的另一方面， 所述绝缘区域具有由金属构成的网格， 所述绝缘区 域的网格由绝缘区域的网格线组成； 所述绝缘区域的网格是形状不规则的随 机网格； 所述的导电区域和绝缘区域的透过率之差小于 2%。

本发明的另一方面，所述导电区域的网格线在 各个角度方向上分布均匀。 本发明的另一方面，所述绝缘区域的网格线在 各个角度方向上分布均匀。 本发明的另一方面， 所述随机网格的网格线是沟槽结构。

本发明的另一方面， 所述导电区域的随机网格是不规则多边形构成 的网 格。

本发明的另一方面， 所述绝缘区域的随机网格是不规则多边形构成 的网 格或者节点断开的不规则多边形网格。

本发明的另一方面， 所述导电区域和所述绝缘区域的所述随机网格 满足 以下条件： 所述随机网格中的网格线是直线段， 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 值； 然后按 照 5°的歩距， 统计落在每个角度区间内网格线的概率 A， 由此在 (Γ180°以内 的 36个角度区间得到 ¾、 ¾ ······至 ¾; A满足标准差小于算术均值的 20%。 本发明的另一方面， 所述绝缘区域的网格线和导电区域的网格线之 间绝 缘。

本发明的另一方面， 所述绝缘区域的网格线与导电区域的网格线绝 缘的 方式为： 所述绝缘区域的网格线之间相互连通， 所述绝缘区域的网格线与所 述导电区域的网格线之间割裂开； 或者所述绝缘区域的网格由没有节点且彼 此断开的网格线组成。

本发明的另一方面， 所述绝缘区域的网格中的每两根相互断开的网 格线 首尾端点的最小距离小于 30微米。

本发明采用一种新型印刷技术， 可以制备图形分辨率小于 3um， 表面方 阻小于 ΙΟ Ω /SQ, 透光率大于 87%的图形化透明导电膜。

本发明有益效果为：

本发明所提供图形化透明导电膜是由形状不规 则的随机网格构成。随机网 格线在各个角度方向上分布均匀， 避免了不透光的金属网格线与 LCD的周期 性像素单元产生周期性遮蔽， 进而在原理上避免了莫尔条纹的产生， 突破了 一直以来困扰金属网栅类透明导电膜应用于 LCD表面的技术瓶颈。

本发明所提供图形化透明导电膜在绝缘区域同 样铺设形状不规则的随机 网格。 导电区域和绝缘区域都具有相似的随机网格， 且光学透过率之差小于 2%， 因此将不会产生肉眼可见的灰度差异。 附图说明

图 1为本发明的柔性透明导电薄膜的横截面示意� �；

图 2为本发明的柔性透明导电薄膜的平面示意图� � 图 3为本发明的柔性透明导电薄膜的随机网格示� �图；

图 4为本发明的柔性随机网格中每根线段的与 X轴所成夹角 Θ .

图 5为本发明的柔性随机网格中每根线段与 X轴所成夹角的概率 分布; 图 6是本发明的埋入式柔性透明导电薄膜的横截� �示意图；

图 7是本发明的埋入式柔性透明导电薄膜的平面� �意图；

图 8是本发明的埋入式透明导电薄膜的横截面示� �图；

图 9是本发明的埋入式透明导电薄膜的平面示意� �。 具体实施方式

下面将结合附图对本技术方案的具体实施例做 进一歩的详细述明。 在本实施例中， 图形化的柔性透明导电薄膜的横截面示意图和 平面示意 图分别如图 1和 2所示， 薄膜自下而上依次是 PET 11， 增粘层 12表面， 导 电银网格 13。 金属网 12的材料均为银， 银网线宽 ΙΟ μ ιη, 平均厚度 400nm。 薄膜表面包括导电区域 21和绝缘区域 22， 区域内均铺设网格密度相同的不 规则多边形随机网格， 网格的平均直径 W为 400 μ ιη。

在本实施例中， 随机网格的类型为各向同性不规则多边形网格 ， 下面将 以如图 3所示的 5mm*5mm面积的随机网格为例分析其网格线的角� �分布。

图 3所示的随机网格共包括 4257根线段。如图 4所示， 统计每根线段的 与 X轴所成夹角 得到一维数组 （1广 （4257) ; 进而以 5°为区间布局， 将 0〜180°分为 36个角度区间； 统计线段中落在每个区间内的概率 Α 得到一 维数组 ^(1) ^(36)， 如图 5所示； 最后根据标准差计算公式： iPi-p) +(P ₂ -P) + ······ ( n -P

n

式中 /?为 36， 可以得到标准差 s为 0.26%， 平均概率^为 2.78%。 由此 =9.31%, 可见上述随机网格的网格线在角度分布非常均 匀， 可以有效避 免莫尔条纹的产生。

导电区域 21与绝缘区域 22之间用宽度 的空白区域分隔开， 从而实现 电气隔绝。 本实施例中 为 ΙΟμιη, 经测试此宽度肉眼不可见。 导电区域由 银导线 23引出。 由于导电区域和绝缘区域的网格类型及密度完 全一致， 因此 显然其透过率也完全一致， 从而将不会产生灰度变化。

2：

在本实施例中，图形化的柔性透明导电薄膜的 横截面示意图如图 6所示。 薄膜自下而上依次是 PET 61， 厚度为 188μιη _; 增粘层 62; 具有沟槽结构的 丙烯酸酯类 UV胶 63， 沟槽深度 3μιη， 宽度 2.2μιη _; 沟槽中填充的是金属银 64， 厚度小于沟槽深度， 约为 2μιη。

本实施例的图形化的柔性透明导电薄膜的平面 示意图如图 7所示。 薄膜 表面包括导电区域 71和绝缘区域 72， 区域内均铺设网格密度相同的不规则 多边形随机网格， 网格的平均直径 ^均优选为 120μιη。 导电区域 71与绝缘 区域 72之间用宽度 的空白区域分隔开。 本实施例中 优选 3μιη， 经测试 此宽度肉眼不可见。绝缘区域 72的网格节点处均做断开处理， 本市实例中优 选的处理方法是： 将以各节点为中心， 半径 3μιη内的沟槽结构取消。在上述 图形化透明导电膜制备结束后， 导电区域将使用丝印技术制作的银线 73 引 出。

本实施例中所用随机网格类型与实施例 1一致， 因此也不会产生莫尔条 纹。 由于绝缘区域是由彼此断开的孤立网线构成， 因此可以实现彻底不导电。 本实施例中所选用的 PET在可见光波段的平均透过率为 91. 4%， 导电区 域和绝缘区域网格的相对透过率分别为 96%和 96. 2%。由此两者的透过率分别 为 87. 72%和 87. 93%， 相差 0. 21%。 实验证明该透过率差别肉眼无法察觉， 因 此将不会产生明显的灰度对比。 在本实施例中， 图形化的透明导电薄膜的横截面示意图如图 8所示。 薄 膜自下而上依次是硬质玻璃基底 91， 厚度为 lmm; 具有沟槽结构的丙烯酸酯 类 UV胶 92， 沟槽深度 3 μ ιη， 宽度 2. 2 μ ιη _; 沟槽中填充的是金属银 93， 厚度 小于沟槽深度， 约为 2 μ ιη。

本实施例的图形化的透明导电薄膜的平面示意 图如图 9所示。 薄膜表面 依然包括导电区域 101和绝缘区域 102， 区域内均铺设网格密度相同的不规 则多边形随机网格。 导电区域 101的网格的平均直径 均优选为 120 μ ιη， 但 是绝缘区域 102平均直径 优选为 118 μ ιη。绝缘区域 102的网格节点处均做 断开处理， 本市实例中优选的处理方法是： 将以各节点为中心， 半径 3 μ ιη内 的沟槽结构取消。 在上述图形化透明导电膜制备结束后， 导电区域将使用丝 印技术制作的银线 103引出。

由此实施例所描述的图形化透明导电膜在贴附 于 LCD表面时， 将不会产 生莫尔条纹。 由于绝缘区域是由彼此断开的孤立网线构成， 因此可以实现彻 底不导电。 本实施例中所选用的 PET在可见光波段的平均透过率为 91. 4%， 导电区域和绝缘区域网格的相对透过率均为 96%。 由此两者的透过率均为 87. 72%。 因此将不会产生灰度对比。

本发明中另外实施例中， 不规则形状导电区域的随机网格还可以为不规 以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明 ， 但本发明并不限于所述 实施例， 熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精 神的前提下还可作出 种种的等同的变型或替换， 这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要 求 所限定的范围内。