CN103489505A - 一种触摸屏用ito导电膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触摸屏导电膜技术领域，具体涉及一种触摸屏用ITO导电膜及其制备方法，它包括100-150微米的树脂基体和依次沉积在树脂基体的8-10纳米的第一ITO层、6-8纳米的第二ITO层、4-6纳米的第三ITO层和2-4纳米的第四ITO层，本发明通过四次分层沉积，四次结晶过程，将树脂基体每次都加热到200-240℃，达到了ITO层的重结晶温度150℃，使得ITO每次沉积后都会经历结晶过程，有效的促进了ITO层完善的结晶。本发明为了减少厚度对结晶的影响，将第一ITO层、第二ITO层、第三ITO层和第四ITO层的厚度依次减少。总之，本发明制得的触摸屏用ITO导电膜透过率高、电阻率低、化学稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏导电膜技术领域，具体涉及一种触摸屏用ITO导电膜及其制备方法。
背景技术
触摸屏是一种显著改善人机操作界面的输入设备，具有直观、简单、快捷的优点。触摸屏在许多电子产品中已经获得了广泛的应用，比如手机、PDA、多媒体、公共信息查询系统等。触摸屏制作中常用到ITO导电膜，ITO导电膜是指采用磁控溅射的方法，在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡(ITO)导电薄膜镀层得到的高技术产品。ITO（Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物），作为一种典型的N 型氧化物半导体被广泛地运用在手机、MP3、MP4、数码相机等领域。
制备ITO 镀膜的方法有很多，一般为ITO 粉体通过气相沉积法将ITO 沉积到玻璃、金属等基体表面，形成一薄膜层。现有技术制备的ITO膜，其电阻率高、透过率差和化学稳定性差，均不能满足生产要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电阻率低、透过率好和化学稳定性好的触摸屏用ITO导电膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种触摸屏用ITO导电膜，包括树脂基体和依次沉积在树脂基体的第一ITO层、第二ITO层、第三ITO层和第四ITO层，所述树脂基体的厚度为100-150微米，第一ITO层的厚度为8-10纳米、第二ITO层的厚度为6-8纳米、第三ITO层的厚度为4-6纳米和第四ITO层的厚度为2-4纳米。
优选的，所述树脂基体的厚度为120-150微米，第一ITO层的厚度为8-9纳米、第二ITO层的厚度为6-7纳米、第三ITO层的厚度为4-5纳米和第四ITO层的厚度为2-3纳米。
更为优选的，所述树脂基体的厚度为100微米，第一ITO层的厚度为10纳米、第二ITO层的厚度为8纳米、第三ITO层的厚度为6纳米和第四ITO层的厚度为4纳米。
其中，所述树脂基体为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到200-240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层的树脂基体加热到200-240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层的树脂基体加热到200-240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到200-240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
其中，所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
其中，所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层的树脂基体以8-10℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以8-10℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层的树脂基体以6-8℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以6-8℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层的树脂基体以5-6℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以5-6℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层的树脂基体以4-5℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以2-4℃/小时的速度冷却至室温。
需要说明的是，影响ITO导电膜性质的的因素很多，铟锡的比例，沉积的方法（如沉积温度、后期的冷却等）、晶粒的大小和均匀程度等都会影响ITO导电膜性质。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
（1）本发明通过四次分层沉积，四次结晶过程，促使本发明的晶相结构逐步完善，本发明的树脂基体每次都加热到200-240℃，达到了ITO层的重结晶温度150℃，使得ITO每次沉积后都会经历结晶过程，有效的促进了ITO层完善的结晶。本发明为了减少厚度对结晶的影响，将第一ITO层、第二ITO层、第三ITO层和第四ITO层的厚度依次减少，有利于后期结晶过程的进一步完善。
（2）本发明还将每一次沉积后的冷却分为第一阶段冷却，保温和第二阶段冷却，通过温度的调控，进一步促进了结晶过程的完善。
（3）总之，本发明制得的触摸屏用ITO导电膜透过率高、电阻率低、化学稳定性好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记
1——树脂基体
2——第一ITO层
3——第二ITO层
4——第三ITO层
5——第四ITO层。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。
实施例1。
见图1，一种触摸屏用ITO导电膜，包括树脂基体1和依次沉积在树脂基体1的第一ITO层2、第二ITO层3、第三ITO层4和第四ITO层5，所述树脂基体1的厚度为100微米，第一ITO层2的厚度为8纳米、第二ITO层3的厚度为6纳米、第三ITO层4的厚度为4纳米和第四ITO层5的厚度为2纳米。
其中，所述树脂基体1为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到200℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层2后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层2的树脂基体加热到220℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层3后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层3的树脂基体加热到230℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层4后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层5后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
其中，所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
其中，所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层2的树脂基体以8℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温2小时；
第二阶段冷却：然后以8℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层3的树脂基体以7℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温2小时；
第二阶段冷却：然后以6℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层4的树脂基体以6℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温2小时；
第二阶段冷却：然后以5℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层5的树脂基体以4℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温2小时；
第二阶段冷却：然后以2℃/小时的速度冷却至室温。
实施例2。
见图1，一种触摸屏用ITO导电膜，包括树脂基体1和依次沉积在树脂基体1的第一ITO层2、第二ITO层3、第三ITO层4和第四ITO层5，所述树脂基体1的厚度为130微米，第一ITO层2的厚度为9纳米、第二ITO层3的厚度为7纳米、第三ITO层4的厚度为5纳米和第四ITO层5的厚度为3纳米。
其中，所述树脂基体1为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到210℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层2后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层2的树脂基体加热到220℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层3后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层3的树脂基体加热到230℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层4后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层5后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
其中，所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
其中，所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层2的树脂基体以9℃/小时的速度冷却至151℃；
保温：在151℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以8℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层3的树脂基体以8℃/小时的速度冷却至151℃；
保温：在151℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以6℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层4的树脂基体以6℃/小时的速度冷却至151℃；
保温：在151℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以5℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层5的树脂基体以4℃/小时的速度冷却至151℃；
保温：在151℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以3℃/小时的速度冷却至室温。
实施例3。
见图1，一种触摸屏用ITO导电膜，包括树脂基体1和依次沉积在树脂基体1的第一ITO层2、第二ITO层3、第三ITO层4和第四ITO层5，所述树脂基体1的厚度为100微米，第一ITO层2的厚度为10纳米、第二ITO层3的厚度为8纳米、第三ITO层4的厚度为6纳米和第四ITO层5的厚度为4纳米。
其中，所述树脂基体1为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到200℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层2后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层2的树脂基体加热到220℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层3后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层3的树脂基体加热到230℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层4后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层5后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
其中，所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
其中，所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层2的树脂基体以9℃/小时的速度冷却至149℃；
保温：在149℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以9℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层3的树脂基体以7℃/小时的速度冷却至149℃；
保温：在149℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以7℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层4的树脂基体以5℃/小时的速度冷却至149℃；
保温：在149℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以5℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层5的树脂基体以4℃/小时的速度冷却至149℃；
保温：在149℃保温3小时；
第二阶段冷却：然后以3℃/小时的速度冷却至室温。
实施例4。
见图1，一种触摸屏用ITO导电膜，包括树脂基体1和依次沉积在树脂基体1的第一ITO层2、第二ITO层3、第三ITO层4和第四ITO层5，所述树脂基体1的厚度为150微米，第一ITO层2的厚度为10纳米、第二ITO层3的厚度为7纳米、第三ITO层4的厚度为5纳米和第四ITO层5的厚度为2纳米。
其中，所述树脂基体1为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到200℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层2后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层2的树脂基体加热到210℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层3后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层3的树脂基体加热到220℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层4后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到240℃后运送至溅射室，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层5后，运送至冷却室冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
其中，所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
其中，所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层2的树脂基体以10℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在155℃保温4小时；
第二阶段冷却：然后以10℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层3的树脂基体以8℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温4小时；
第二阶段冷却：然后以8℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层4的树脂基体以6℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温4小时；
第二阶段冷却：然后以6℃/小时的速度冷却至室温。
其中，所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层5的树脂基体以5℃/小时的速度冷却至150℃；
保温：在150℃保温4小时；
第二阶段冷却：然后以4℃/小时的速度冷却至室温。
将实施例1-4制得的触摸屏用ITO导电膜进行以下性能测试，详见表1。
（1） 透过率测定：
采用OLYMPUS Corporation USPM-LH的镜片反射率测定仪（型号SNo 11A1002）测定经烘烤后样品的透过率，扫描范围为380nm—780nm。
（2） 方阻测定：
采用日本三菱MCP-T360低阻抗分析仪测定样品的阻抗。
（3） 附着力测定
采用ZEHNTNER 百格刀在样品表面划出大小均匀的间隔为1毫米的小方格100，用特定胶带牢固粘贴在划格表面上，用力撕下，统计膜脱落的小方格数。
（4） 耐酸测定
将样品完全置于标准蚀刻液溶液中20min 后取出，测定蚀刻前后样品方阻有无变化。
通过表1可以看出本发明制得的触摸屏用ITO导电膜透过率高、电阻率低、附着力、化学稳定性好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种触摸屏用ITO导电膜，其特征在于： 包括树脂基体和依次沉积在树脂基体的第一ITO层、第二ITO层、第三ITO层和第四ITO层，所述树脂基体的厚度为100-150微米，第一ITO层的厚度为8-10纳米、第二ITO层的厚度为6-8纳米、第三ITO层的厚度为4-6纳米和第四ITO层的厚度为2-4纳米。
2.根据权利要求1所述的一种触摸屏用ITO导电膜，其特征在于：所述树脂基体的厚度为120-150微米，第一ITO层的厚度为8-9纳米、第二ITO层的厚度为6-7纳米、第三ITO层的厚度为4-5纳米和第四ITO层的厚度为2-3纳米。
3.根据权利要求1所述的一种触摸屏用ITO导电膜，其特征在于：所述树脂基体的厚度为100微米，第一ITO层的厚度为10纳米、第二ITO层的厚度为8纳米、第三ITO层的厚度为6纳米和第四ITO层的厚度为4纳米。
4.根据权利要求1所述的一种触摸屏用ITO导电膜，其特征在于：所述树脂基体为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体。
5.如权利要求1所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：它依次包括以下制备步骤：
步骤A、将树脂基体放入磁控溅射设备的装载室，密封后进行抽真空；
步骤B、树脂基体加热到200-240℃后，采用磁控溅射方式进行第一次沉积，得到第一ITO层后，冷却至室温；
步骤C、将溅射有第一ITO层的树脂基体加热到200-240℃后，采用磁控溅射方式进行第二次沉积，得到第二ITO层后，冷却至室温；
步骤D、将溅射有第二ITO层的树脂基体加热到200-240℃后，采用磁控溅射方式进行第三次沉积，得到第三ITO层后，冷却至室温；
步骤E、将溅射有三ITO层的树脂基体加热到200-240℃后，采用磁控溅射方式进行第四次沉积，得到第四ITO层后，冷却至室温；
步骤F、将步骤E中冷却后的基片放入卸载室，卸片，得到一种触摸屏用ITO导电膜。
6.根据权利要求5所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：所述磁控溅射设备所用的氧化铟靶材由重量百分含量为94.5%的氧化铟和重量百分含量为5.5%的氧化锡组成。
7.根据权利要求5所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：所述步骤B的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第一ITO层的树脂基体以8-10℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以8-10℃/小时的速度冷却至室温。
8.根据权利要求5所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：所述步骤C的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第二ITO层的树脂基体以6-8℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以6-8℃/小时的速度冷却至室温。
9.根据权利要求5所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：所述步骤D的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第三ITO层的树脂基体以5-6℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以5-6℃/小时的速度冷却至室温。
10.根据权利要求5所述的一种触摸屏用ITO导电膜的制备方法，其特征在于：所述步骤E的冷却具体分为：
第一阶段冷却：将溅射有第四ITO层的树脂基体以4-5℃/小时的速度冷却至145-155℃；
保温：在145-155℃保温2-4小时；
第二阶段冷却：然后以2-4℃/小时的速度冷却至室温。
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