CN104700928B - 低方阻透明导电薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低方阻透明导电薄膜及其制备方法，其中，所述低方阻导电薄膜至少包括：透明基材；位于所述透明基材上的具有沟槽的粘接层；位于所述沟槽内的金属化物质；位于所述粘接层及所述金属化物质上的高分子导电层。本发明的低方阻透明导电薄膜，结构简单，环保高效，且成本较低，方阻可低至10Ω/□以下，导电性、调色更均匀，可广泛应用在触控式面板、液晶显示器、太阳能电池、LED等屏幕显示领域，也可应用于电磁波屏蔽材料中。本发明的低方阻透明导电薄膜的制备方法，工艺简单，成本较低，且制备得到的透明导电薄膜的方阻更低，导电性、调色更均匀。

Description

低方阻透明导电薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种低方阻透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是集导电性能和光学透明性能于一体的薄膜材料，由于其优异的电导及光学性能成为近年来各领域研究的热点，可广泛应用在触控式面板、液晶显示器、太阳能电池、LED等屏幕显示领域，也可应用于电磁波屏蔽材料中。随着用户对器件性能要求的提高，用在器件中的透明导电薄膜的性能要求也在不断的提高。

透明导电薄膜一般可通过干法或者湿法这两种工艺流程制备而成。干法即为通过溅射法、真空蒸镀法等，将氧化锡、氧化铟或者两者的混合物等覆盖在透明基材表面，从而而形成透明导电薄膜。湿法即为在透明基材表面涂布导电性高分子材料，从而形成透明导电薄膜；目前最常用的导电性高分子材料有聚苯胺、聚噻吩等。然而，通过这两种工艺制备而成的透明导电薄膜都有一定的缺陷，例如，通过干法制备的透明导电薄膜易在加工制备过程中产生裂纹，致使其表面方阻变大；而通过湿法制备的透明导电薄膜，可能因为导电性高分子材料的涂布不均匀而出现导电性、调色不均匀等现象。并且，目前市场上的透明导电薄膜的方阻约为200Ω/□，方阻高，不利于应用在上述屏幕显示等领域。

鉴于此，现在亟需一种具有低方阻的透明导电薄膜，以及该种透明导电薄膜的制备方法，该制备方法不仅能够使得透明导电薄膜的方阻更低，还能够避免出现上述两种制备方法产生的缺陷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低方阻透明导电薄膜及其制备方法，用于解决现有技术中透明导电薄膜方阻高的问题，以及干法制备的透明导电薄膜易产生裂纹，致使其表面方阻变大；湿法制备的透明导电薄膜因导电性高分子材料涂布不均匀而出现导电性、调色不均匀等现象的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低方阻透明导电薄膜，其中，所述低方阻导电薄膜至少包括：

透明基材；

位于所述透明基材上的具有沟槽的粘接层；

位于所述沟槽内的金属化物质；

位于所述粘接层及所述金属化物质上的高分子导电层；

其中，所述金属化物质为铜金属，位于所述沟槽内的铜金属通过形成覆盖所述粘接层以及所述沟槽的侧壁和底部的铜种子层，然后在所述铜种子层表面和所述沟槽内通过溅射或电镀的方式形成铜金属，再去除所述粘接层表面的铜金属和铜种子层后得到。

优选地，所述粘接层为紫外固化胶层或者丙烯酸系粘合剂层。

优选地，所述高分子导电层为聚乙撑二氧噻吩层。

优选地，所述粘接层的厚度为5μm～20μm，所述沟槽的深度为2μm～10μm，所述高分子导电层的厚度为2μm～10μm。

优选地，所述透明基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材。

本发明还提供一种低方阻透明导电薄膜的制备方法，其中，所述低方阻透明导电薄膜的制备方法至少包括如下步骤：

提供透明基材；

形成粘接层，覆盖所述透明基材，在所述粘接层上形成沟槽；

在所述沟槽内形成金属化物质；

形成高分子导电层，覆盖所述粘接层及所述金属化物质；

其中，所述金属化物质为铜金属，在所述沟槽内形成铜金属的具体方法为：

形成铜种子层，覆盖所述粘接层以及所述沟槽的侧壁和底部；

在所述铜种子层表面和所述沟槽内通过溅射或电镀的方式形成铜金属；

去除所述粘接层表面的铜金属和铜种子层。

优选地，在所述粘接层上形成沟槽的具体方法为：在所述粘接层上通过金属网格工艺压印形成沟槽。

优选地，形成高分子导电层，覆盖所述粘接层及所述金属化物质的具体方法为：将高分子导电材料以溶液的形式涂布在所述粘接层及所述金属化物质上，在80℃～130℃温度下，固化15min～30min，从而形成覆盖所述粘接层及所述金属化物质的高分子导电层。

如上所述，本发明的低方阻透明导电薄膜及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的低方阻透明导电薄膜，结构简单，环保高效，且成本较低，方阻可低至10Ω/□以下，导电性、调色更均匀，可广泛应用在触控式面板、液晶显示器、太阳能电池、LED等屏幕显示领域，也可应用于电磁波屏蔽材料中。

本发明的低方阻透明导电薄膜的制备方法，工艺简单，成本较低，且制备得到的透明导电薄膜的方阻更低，导电性、调色更均匀。

附图说明

图1显示为本发明第一实施例的低方阻透明导电薄膜的剖面结构示意图。

图2显示为本发明第二实施例的低方阻透明导电薄膜的制备方法的流程示意图。

图3～图5显示为本发明第二实施例的低方阻透明导电薄膜的制备方法的剖面结构示意图。

图6～图8显示为本发明其他实施例的低方阻透明导电薄膜的制备方法的剖面结构示意图。

元件标号说明

10 透明基材

20 粘接层

21 沟槽

30 金属化物质

40 高分子导电层

50 铜种子层

S1～S4 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1，本发明第一实施例涉及一种低方阻透明导电薄膜。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例的低方阻导电薄膜至少包括：透明基材10；位于透明基材10上的具有沟槽21的粘接层20；位于沟槽21内的金属化物质30；位于粘接层20及金属化物质30上的高分子导电层40。

其中，粘接层20为紫外固化胶层或者丙烯酸系粘合剂层。在本实施例中，粘接层20为紫外固化胶层。

另外，金属化物质30为固化后的银浆或者铜金属。本实施例中，金属化物质30为固化后的银浆。

另外，高分子导电层40为聚乙撑二氧噻吩层，即PEDOT层。

另外，透明基材10为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，即PET基材。

另外，粘接层20的厚度为5μm～20μm，沟槽21的深度为2μm～10μm，高分子导电层40的厚度为2μm～10μm。而透明基材10的厚度可以根据实际需要进行选择。

另外，沟槽21的数量可以根据需要制备，且这些沟槽21可以是连通或者非连通的，且特征尺寸为微米或纳米级别。

本实施例的低方阻透明导电薄膜，结构简单，环保高效，且成本较低；沟槽21内的金属化物质30和其上方接触的高分子导电层40相当于并联的电阻，并联后阻值变小，从而使得本实施例的低方阻透明导电薄膜的整体方阻降低，方阻可低至10Ω/□以下；且导电性、调色相比较现有技术中的透明导电薄膜来说更均匀，可广泛应用在触控式面板、液晶显示器、太阳能电池、LED等屏幕显示领域，也可应用于电磁波屏蔽材料中。

本发明第二实施例涉及一种低方阻透明导电薄膜的制备方法，具体流程如图2所示，其至少包括如下步骤：

步骤S1，提供透明基材10。

在步骤S1中，根据实际需要选择透明基材10的厚度。其中，透明基材10为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材，即PET基材。

步骤S2，形成粘接层20，覆盖透明基材10，在粘接层20上形成沟槽21，如图3所示。

在步骤S2中，在粘接层20上形成沟槽21的具体方法为：在粘接层20上通过金属网格(Metal Mesh)工艺压印形成沟槽21。其中，沟槽21的数量可以根据需要通过设置金属网格的疏密来制备，且这些沟槽21可以是连通或者非连通的，且特征尺寸为微米或纳米级别。

步骤S3，在沟槽21内形成金属化物质30，如图4所示。

在步骤S3中，金属化物质30为固化后的银浆，在沟槽21内形成固化后的银浆的具体方法为：在沟槽21内通过溅射或刮印的方式填充粘稠状的银浆，在120℃～150℃温度下，固化15min～30min，从而在沟槽21内形成固化后的银浆。

步骤S4，形成高分子导电层40，覆盖粘接层20及金属化物质30，如图5所示。

在步骤S4中，形成高分子导电层40，覆盖粘接层20及金属化物质30的具体方法为：将高分子导电材料以溶液的形式涂布在粘接层20及金属化物质30上，在80℃～130℃温度下，固化15min～30min，从而形成覆盖粘接层20及金属化物质30的高分子导电层40。其中，另外，高分子导电层40为聚乙撑二氧噻吩层，即PEDOT层。

本实施例的低方阻透明导电薄膜的制备方法，工艺简单，成本较低；采用压印金属网格技术，制备连通或非连通的沟槽21，继而在沟槽21内部采用溅射或刮印的方式填充金属化物质30，之后将高分子导电材料PEDOT以溶液的形式覆盖在PET基材上，固化后得到低方阻透明导电薄膜。

采用本实施例的低方阻透明导电薄膜的制备方法得到的低方阻透明导电薄膜，高分子导电层40的电阻和沟槽21内的金属化物质30的电阻相当于并联，并联后阻值降低，从而降低了整个薄膜的方阻，方阻可低至10Ω/□以下。另外，金属网格的疏密也与方阻的高低有关，金属网格越密集，整个薄膜的方阻越低，反之亦然。另外，由于在形成高分子导电层40时，将高分子导电材料以溶液的形式覆盖在粘接层20及金属化物质30上，如此一来，高分子导电材料的涂布更均匀，固化后得到的整个薄膜的导电性和调色也更好，避免了通过湿法制备的透明导电薄膜因为导电性高分子材料的涂布不均匀而出现导电性、调色不均匀等现象的缺陷；同时高分子导电材料的涂布和固化过程中也不易产生裂纹，不会使整个薄膜表面的方阻变大，避免了通过干法制备的透明导电薄膜易在加工制备过程中产生裂纹，致使其表面方阻变大的缺陷。

当然，在本发明的其他实施例中，步骤S1、S2和S4均与本发明第二实施例所涉及的低方阻透明导电薄膜的制备方法相同，区别在于步骤S3中的在沟槽21内形成的金属化物质30也可以为铜金属。在沟槽21内形成铜金属的具体方法如图6～图8所示。

首先，形成铜种子层50，覆盖粘接层20以及沟槽21的侧壁和底部，请参阅图6。需要说明的是，为了使随后的铜电镀或溅射工艺得以实现，通常需要淀积一层较薄的铜种子层,

接着，在铜种子层50表面和沟槽21内通过溅射或电镀的方式形成金属化物质30，也就是铜金属，请参阅图7。

最后，去除粘接层20表面的铜金属和铜种子层，保留沟槽21内的铜金属和铜种子层50，从而最终在沟槽21内形成金属化物质30。

综上所述，本发明的低方阻透明导电薄膜，结构简单，环保高效，且成本较低，方阻可低至10Ω/□以下，导电性、调色更均匀，可广泛应用在触控式面板、液晶显示器、太阳能电池、LED等屏幕显示领域，也可应用于电磁波屏蔽材料中。

本发明的低方阻透明导电薄膜的制备方法，工艺简单，成本较低，且制备得到的透明导电薄膜的方阻更低，导电性、调色更均匀。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种低方阻透明导电薄膜，其特征在于，所述低方阻导电薄膜至少包括：

透明基材；

位于所述透明基材上的具有沟槽的粘接层；

位于所述沟槽内的金属化物质；

位于所述粘接层及所述金属化物质上的高分子导电层；

其中，所述金属化物质为铜金属，位于所述沟槽内的铜金属通过形成覆盖所述粘接层以及所述沟槽的侧壁和底部的铜种子层，然后在所述铜种子层表面和所述沟槽内通过溅射或电镀的方式形成铜金属，再去除所述粘接层表面的铜金属和铜种子层后得到。

2.根据权利要求1所述的低方阻透明导电薄膜，其特征在于，所述粘接层为紫外固化胶层或者丙烯酸系粘合剂层。

3.根据权利要求1所述的低方阻透明导电薄膜，其特征在于，所述高分子导电层为聚乙撑二氧噻吩层。

4.根据权利要求1所述的低方阻透明导电薄膜，其特征在于，所述粘接层的厚度为5μm～20μm，所述沟槽的深度为2μm～10μm，所述高分子导电层的厚度为2μm～10μm。

5.根据权利要求1所述的低方阻透明导电薄膜，其特征在于，所述透明基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材。

6.一种低方阻透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述低方阻透明导电薄膜的制备方法至少包括如下步骤：

提供透明基材；

形成粘接层，覆盖所述透明基材，在所述粘接层上形成沟槽；

在所述沟槽内形成金属化物质；

形成高分子导电层，覆盖所述粘接层及所述金属化物质；

其中，所述金属化物质为铜金属，在所述沟槽内形成铜金属的具体方法为：

形成铜种子层，覆盖所述粘接层以及所述沟槽的侧壁和底部；

在所述铜种子层表面和所述沟槽内通过溅射或电镀的方式形成铜金属；

去除所述粘接层表面的铜金属和铜种子层。

7.根据权利要求6所述的低方阻透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，在所述粘接层上形成沟槽的具体方法为：在所述粘接层上通过金属网格工艺压印形成沟槽。

8.根据权利要求6所述的低方阻透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，形成高分子导电层，覆盖所述粘接层及所述金属化物质的具体方法为：将高分子导电材料以溶液的形式涂布在所述粘接层及所述金属化物质上，在80℃～130℃温度下，固化15min～30min，从而形成覆盖所述粘接层及所述金属化物质的高分子导电层。