專利名稱：柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及柔性基材高阻多層透明導(dǎo)電膜，它用于觸摸屏(TP)、手 寫輸入(PE)、電致發(fā)光顯示(EU、液晶顯示(LCD)、有機發(fā)光顯示(0LED)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的柔性透明導(dǎo)電膜，表面電阻在200Q/口左右，是比較穩(wěn)定的。但隨 著表面電阻升高，特別是到了 450—500Q/口或更高阻值以后，則電阻值變得 很不穩(wěn)定，耐久性(能承受的點擊次數(shù))也很差，并且在隨后的使用過程中出 現(xiàn)翹曲等現(xiàn)象。實用新型專利CN1947204A提出了一個疊層結(jié)構(gòu)和控制ITO膜的 結(jié)晶及結(jié)晶粒度、結(jié)晶比例等技術(shù)，使表面電阻為200—300Q/口的ITO膜穩(wěn) 定性、耐久性得到明顯改善；但其有幾點不足 一是ITO膜成膜后要在15CTC 處理1.5小時，這顯然會影響生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)成本；二是介質(zhì)層二氧化硅 (Si02)采用涂布和電子槍蒸發(fā)與ITO膜成膜技術(shù)不兼容，使工藝過程變的很 繁雜，導(dǎo)致成品率低、成本提高；三是它的疊層體一側(cè)沒有防潮防濕層，在使 用過程中受高溫潮濕影響，使該側(cè)吸潮吸濕，導(dǎo)致兩層PET聚酯膜由于收縮率 的差異而產(chǎn)生翹曲，影響后續(xù)生產(chǎn)過程的進行；并且，從膜系組成分析，透光 率也不可能做得很高。日本專利HZ—194943A提出了一個改良方法，即在ITO 成膜后再長時間熱處理使其結(jié)晶化，改善其穩(wěn)定性，具體是在15(TC熱處理24 小時，顯然該方法效率低下、成本極高。美國專利US2003/0012955A1則提出在 ITO膜表面覆蓋一層介質(zhì)層，如SiOx或TiOx、 TaOx、 NbOx、 SnOx等介質(zhì)，其 結(jié)果是表面接觸電阻增大，對刻蝕也會帶來麻煩。美國專利US2006/003188A1提出用含二氧化錫(Sn02)小于6%的銦錫氧化物(IT0)耙材在90。C一170。C濺 射成膜，使ITO膜形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，改善其性能；存在的缺點是要在較高溫度下 成膜，成膜過程要用PEM(plasma emission)或PIC(plasma impedance control)監(jiān)控。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品存在的ITO高阻膜電阻不穩(wěn)定、 耐久性差等問題，研制一種柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，使其在較高溫度(150 °C)時具有良好的電阻穩(wěn)定性和耐久性，并且產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程短、生產(chǎn)效 率高、成本低，在隨后的工藝過程中不產(chǎn)生翹曲。
本實用新型的技術(shù)方案是，所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)為它有 柔性基材PET聚酯膜，其結(jié)構(gòu)特點是，在該PET聚酯膜的一面由內(nèi)至外依次設(shè) 有作為增透和隔離層的二氧化鈦(Ti02)層、二氧化硅(Si02)層，導(dǎo)電透明 結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物(ITO)層和頂層，所述頂層為鋅鋁氧化物(ZA0)層或鋅鎵 氧化物(ZG0)層；所述PET聚酯膜的另一面經(jīng)粘結(jié)層與第二層柔性基材PET 聚酯膜的一面相粘接，該第二層PET聚酯膜的另一面由內(nèi)至外依次設(shè)有硬涂層 和作為增透與防潮濕層的二氧化鈦(Ti02)層、二氧化硅(Si02)層。
以下對本實用新型做出進一步說明。
參見圖1，本實用新型的柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)為它有柔性基 材PET聚酯膜1，其結(jié)構(gòu)特點是，在該PET聚酯膜1的一面由內(nèi)至外依次設(shè)有 作為增透和隔離層的二氧化鈦(Ti02)層2、 二氧化硅(Si02)層3，透明導(dǎo)電 結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物(HO)層4和頂層5，所述頂層5為鋅鋁氧化物(ZAO)層 或鋅鎵氧化物(ZGO)層；所述PET聚酯膜1的另一面經(jīng)粘結(jié)層6與第二層柔性 基材PET聚酯膜7的一面相粘接，該第二層PET聚酯膜7的另一面由內(nèi)至外依次設(shè)有硬涂層8和作為增透與防潮濕層的二氧化鈦(Ti02)層9、二氧化硅(Si02) 層IO。眾所周知，柔性高阻銦錫氧化物(ITO)膜高溫電阻不穩(wěn)定的原因主要有三個 一是在低溫下形成的銦錫氧化物膜的電阻率受氧空位濃度支配，其氧銦原子比(0/In)的臨界值是1.31，氧銦原子比大于1.31后電阻率急劇增大。 因此，銦錫氧化物膜暴露在高溫空氣中會引起氧空位濃度急劇變化(0/In比值 增大)，導(dǎo)致電阻變化；二是在PET聚酯膜上常規(guī)制備銦錫氧化物膜都是在常溫 (2(TC)或更低溫度下成膜，膜是非結(jié)晶結(jié)構(gòu)，加之PET聚酯膜表面比較粗糙， 膜結(jié)構(gòu)疏松，有利于空氣中氧氣向膜層內(nèi)部擴散，加速膜層內(nèi)氧空位濃度的增 大；三是PET聚酯膜很容易吸附水汽和氧氣，這些水汽和氧氣也會向銦錫氧化 物膜層滲透擴散，使膜層的氧空位濃度增大。這種情況在高阻(例如350Q/口 一550Q/口，此時電阻膜很薄，膜厚僅為15—18nm)時尤為明顯。本實用新型 針對性的采取了三個技術(shù)措施 一是用既有增透作用又有阻擋功能的二氧化鈦 層2和二氧化硅層3及頂層(鋅鋁氧化物層或鋅鎵氧化物層)5將銦錫氧化物 層4包夾在中間，阻擋空氣(氧)或其它污染雜質(zhì)向銦錫氧化物(IT0)層4 中擴散；二是采用中頻磁控濺射技術(shù)依次連續(xù)一次形成二氧化鈦層2、 二氧化 硅層3、銦錫氧化物層4、頂層(鋅鋁氧化物層或鋅鎵氧化物層)5，由于高能 粒子連續(xù)轟擊和沉積在PET聚酯膜1上，使其溫度達到12(TC，甚至更高，從 而獲得結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定銦錫氧化物層4，并且中頻濺射技術(shù)成膜使所述各層膜 都很緻密，更有效地阻擋了空氣(氧)或其它雜質(zhì)向銦錫氧化物層4的進入和 擴散；三是控制銦錫氧化物層4的氧空位不在敏感區(qū)，即氧銦原子比(0/In) 控制在1. 26—1. 29范圍，這樣即使有氧進入擴散，也不會大幅改變銦錫氧化物 層4的電阻值。采取這樣三個技術(shù)措施，能使銦錫氧化物層4在高溫下氧空位濃度保持穩(wěn)定，從而保證了電阻的高溫穩(wěn)定性。
本實用新型對提高所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜的耐久性(壽命)采取了 三個技術(shù)措施(1)在該柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜結(jié)構(gòu)中設(shè)有一頂層5，它為 一高阻的鋅鋁氧化物(ZA0)層或鋅鎵氧化物(ZG0)層，這層氧化物的表面電
阻控制在大于1X10"Q/口；在這種情況下，頂層(ZAO或ZGO) 5在與銦錫氧 化物層4并聯(lián)形成的并聯(lián)電阻比例不大于5%;以銦錫氧化物層4的表面電阻為 500Q/口為例，如果頂層5的表面電阻控制為lX10"Q/口，則并聯(lián)電阻為476 Q/口，頂層5的表面電阻所占比例僅為4.8%;因此頂層(ZAO或ZGO) 5對銦 錫氧化物層4既是一個擴散阻擋層，也是一個耐磨的耗盡層，直到這個頂層(ZAO 或ZGO) 5耗盡，銦錫氧化物層4的表面電阻變化率也不會大于5%，這就有利 于提高銦錫氧化物層4的使用壽命；(2)產(chǎn)品的二氧化鈦層2、 二氧化硅層3、 銦錫氧化物層4和頂層(ZAO或ZGO) 5是采用中頻磁控濺射方法依次連續(xù)(一 次)成形，PET聚酯膜1的溫度達到12(TC或更高，銦錫氧化物層4和頂層(ZAO 層或ZGO層)5形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并且膜層緻密，硬度和耐磨性提高，因此其耐 久性(壽命)提高；(3)所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜利用了復(fù)合基膜的應(yīng)力 擴散機理，提高了產(chǎn)品的耐久性；由圖1可知，當力作用在二氧化硅(Si02) 層IO (防潮層)上時，較厚的第二層PET聚酯膜7承受了大部分應(yīng)力，然后粘 結(jié)層6又對應(yīng)力起了緩沖作用，而傳遞到銦錫氧化物層4和頂層(ZAO層或ZGO 層)5的應(yīng)力就已經(jīng)很輕微了。由于銦錫氧化物層4被二氧化鈦層2、 二氧化硅 層3和頂層(ZAO層或ZGO層)5所包夾，它們有良好的附著和保護作用，使銦 錫氧化物層4不直接與觸摸屏的對電極(通常以玻璃為基材)接觸，因此使耐 久性(壽命)提高。本實用新型中，所述柔性基材PET聚酯膜1的厚度可以是30to—60陶，優(yōu) 選厚度為50Mm，以保證其足夠的柔韌性；做為增透和阻擋層的二氧化鈦(Ti02) 層2和二氧化硅(Si02)層3的光學厚度可以分別是1/2入q和1/4入o (入 0=550歷)，幾何厚度可以分別為120nm—125nm和90nm—100nm;銦錫氧化物層 4的厚度可以是13nm—22nm，表面電阻可以是350 Q/口一550 Q/口 ；頂層(ZAO 層或ZGO層)5厚度可以是5腿一10nm，，表面電阻是1 X 104Q/口一8X 104Q/ 口 ；所述柔性基材PET聚酯膜1另一面經(jīng)粘結(jié)層6與第二層PET聚酯膜7相粘 接，粘接的方法可以用常規(guī)的復(fù)合機進行復(fù)合。粘結(jié)層6的厚度可以是5Mm— 20Mm，優(yōu)選厚度為lOMm—13Wn，以保證有足夠的彈性和應(yīng)力緩沖性能；第二層 PET聚酯膜7的厚度可以是115Wi1—155陶，優(yōu)選為125Mm，以保證足夠的機械 強度和彈性；所述第二層PET聚酯膜7另一面的硬涂層8的厚度可以是3ta— 5Wn，其硬度可以是鉛筆硬度3H，它是一層有機物涂層；而隨后的增透和防潮 濕層，即二氧化鈦層9和二氧化硅層10與前述的二氧化鈦層2和二氧化硅層3 一樣，是采用中頻磁濺射技術(shù)形成的，其厚度可以分別是120nm—125nm和90nm 一100nm，既有增透作用，又能防止第二 PET聚酯膜7和有機硬涂層8吸潮濕。
由以上可知，本實用新型為一種柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其穩(wěn)定性和耐 久性好，它的表面電阻在高阻范圍內(nèi)(350Q/口一550Q/口)，有良好的高溫穩(wěn) 定性(150°C， 30分鐘，表面電阻變化RT/Ro小于1. 1);由于有兩個減反射層， 可見光透過率大于90%;由于采用中頻磁控濺射技術(shù)成膜，改善了膜層結(jié)構(gòu)和 性能，又由于采用了阻擋層一高阻透明氧化物頂層和應(yīng)力分散、緩沖等多層膜 結(jié)構(gòu)，其耐久性很好，使用硬度40的含聚氨酯橡膠棒(端頭7R)，負荷為100 克，進行100萬次打點試驗，表面電阻變化率(Rt/R。)為1. 0，即打點100萬次 后，表面電阻無變化。還由于最外層的防潮濕層的存在，防止了PET聚酯膜和有機硬涂層吸濕，在150°C、相對濕度大于80%的條件下保持1小時，未發(fā)現(xiàn)翹曲。


圖l是一種實施例產(chǎn)品的截面結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中1一PET聚酯膜， 2—二氧化鈦層， 3—二氧化硅層，4一銦錫氧化物層， 5—頂層(ZA0層或ZG0層)，6—粘結(jié)層， 7—第二層PET聚酯膜，8—硬涂層， 9一二氧化鈦層， 10—二氧化硅層。
具體實施方式
如圖1所示，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是，它有柔性基材PET聚酯膜1，在該PET聚酯 膜1的一面由內(nèi)至外依次設(shè)有作為增透和隔離層的二氧化鈦(Ti02)層2、 二 氧化硅(Si02)層3、透明導(dǎo)電結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物(IT0)層4和頂層5，所述 頂層5為鋅鋁氧化物(ZA0)層；所述PET聚酯膜1的另一面經(jīng)粘結(jié)層6與第二 層柔性基材PET聚酯膜7的一面相粘接，該第二層PET聚酯膜7的另一面由內(nèi) 至外依次設(shè)有硬涂層8和作為增透與防潮濕層的二氧化鈦(Ti02)層9、 二氧 化硅(Si02)層10;其中，柔性基材PET聚酯膜1厚度50uil， 二氧化鈦層2 厚度120nm， 二氧化硅層3厚度95nm;透明導(dǎo)電結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物(IT0)層4 厚度15nm，表面電阻500Q/口；作為頂層5的鋅鋁氧化物(ZA0)層厚度5nm， 表面電阻5X10"Q/口；粘結(jié)層6厚度10ym;第二層PET聚酯膜7厚度125 p m;硬涂層8厚度3 ix m; 二氧化鈦層9厚度120nm， 二氧化硅層10厚度95nm。
權(quán)利要求1、 一種柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，有柔性基材PET聚酯膜(1);其特征是，在該PET聚酯膜(1)的一面由內(nèi)至外依次設(shè)有作為增透和隔離層的二氧化鈦層 (2)、 二氧化硅層(3)，透明導(dǎo)電結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物層(4)和頂層(5)，所述 頂層(5)為鋅鋁氧化物層或鋅鎵氧化物層；所述PET聚酯膜(1)的另一面經(jīng) 粘結(jié)層(6)與第二層柔性基材PET聚酯膜(7)的一面相粘接，該第二層PET 聚酯膜(7)的另一面由內(nèi)至外依次設(shè)有硬涂層(8)和作為增透與防潮濕層的 二氧化鈦層(9)、 二氧化硅層(10)。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其特征是，所述柔性 基材PET聚酯膜1的厚度為30Wn—60陶。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其特征是，所述二氧化鈦層和二氧化硅層的光學厚度分別是1/2入o和1/4入o，幾何厚度分別為 120nm—125nm和90nm—100nm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其特征是，所述銦錫 氧化物層4的厚度是13nm—22nm，表面電阻是350 Q /口一550 Q /口 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其特征是，所述頂層5 厚度是5nm—10nm，表面電阻是1 X 104 Q /口一8 X 104 Q / 口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，其特征是，所述第二 層PET聚酯膜7的厚度是115Wn—155to。
專利摘要一種柔性高阻多層透明導(dǎo)電膜，有柔性基材PET聚酯膜(1)；在該PET聚酯膜(1)的一面由內(nèi)至外依次設(shè)有作為增透和隔離層的二氧化鈦層(2)、二氧化硅層(3)，透明導(dǎo)電結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物層(4)和頂層(5)，所述頂層(5)為鋅鋁氧化物層或鋅鎵氧化物層；所述PET聚酯膜(1)的另一面經(jīng)粘結(jié)層(6)與第二層柔性基材PET聚酯膜(7)的一面相粘接，該第二層PET聚酯膜(7)的另一面由內(nèi)至外依次設(shè)有硬涂層(8)和作為增透與防潮濕層的二氧化鈦層(9)、二氧化硅層(10)。產(chǎn)品在較高溫度時具有良好的電阻穩(wěn)定性和耐久性，不產(chǎn)生翹曲；可廣泛用于觸摸屏、手寫輸入、電致發(fā)光顯示、液晶顯示、有機發(fā)光顯示等。
文檔編號G06F3/041GK201156444SQ20082005200
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者彭傳才, 甘國工, 敏 魏 申請人:甘國工