CN101714415A - 导电膜结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电膜结构，该导电膜是由一基板以及一多层膜结构构成，该多层膜结构包含至少两层导电层及至少一层绝缘层，且该绝缘层与该导电层相互穿插堆栈贴附于该基板，该绝缘层为不连续的薄膜，使得位于该绝缘层相对两面的导电层可透过该绝缘层的不连续部位相互接触电性导通，不仅可提高导电膜面阻值，且可避免因为导电层过薄而导致导电层不稳定或剥落的情况。
Description
技术领域
本发明有关于一种导电膜结构，尤指一种于基板相互穿插堆栈有多层导电层与绝缘层，且该绝缘层为不连续的薄膜，使得位于该绝缘层相对两面的导电层可透过该绝缘层的不连续部位相互接触电性导通的导电膜结构。
背景技术
由于触控式面板的蓬勃发展，导致触控面板专用的导电基板需求量大幅增加，然欲制作电阻式触控面板专用的氧化铟锡(ITO，Indium TinOxide)透明导电膜，必须将氧化铟锡膜的阻值提高至数百欧姆，而为达成此目的，氧化铟锡膜厚度必须减薄至数十纳米，因此在薄膜制作过程中如何维持其平整度以及阻值平均分布将是一大问题，且目前为止，尚未能够有一种较适合的透明导电薄膜可取代现有的氧化铟锡膜。
请参阅图1所示习知氧化铟锡导电膜的结构，该导电膜10主要是于基板11上设有一二氧化硅(SiO2)层12，然后再于该二氧化硅层12上成长一氧化铟锡层13，藉此构成一透明的导电膜10。该基板11的材质通常为聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)，该二氧化硅层12可以其它绝缘氧化物替代，该氧化铟锡层13则作为导电层。该二氧化硅层12的作用在于作为阻隔层，防止该氧化铟锡层13与基板11产生变化，一般而言，该二氧化硅层12的厚度大约位于10nm～50nm的范围内，根据不同设计会有不同结构。由于必须将导电膜10面阻值提高到200～500欧姆左右，因此该氧化铟锡层13的厚度大约仅为数十nm而已，然而因为氧化铟锡层13厚度过小，相对稳定性也较差，且膜厚的控制也较为困难，因而影响到面阻值的变化。
因此，如何有效解决氧化铟锡膜厚及平整度问题，同时在不影响稳定性下完成高面阻值的导电膜制作，是电阻式触控面板制造及应用等相关领域一重要课题。
发明内容
有鉴于习知技术的缺失，本发明的目的在于提出一种导电膜结构，可提高导电膜面阻值，且可避免因为导电层过薄而导致导电层不稳定或剥落的情况。
为达到上述目的，本发明提出一种导电膜结构，该导电膜是由一基板以及一多层膜结构构成，该多层膜结构包含至少两层导电层及至少一层绝缘层，且该绝缘层与该导电层相互穿插堆栈贴附于该基板，该绝缘层为不连续的薄膜，使得位于该绝缘层相对两面的导电层可透过该绝缘层的不连续部位相互接触电性导通。
为能对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。
附图说明
图1为习知氧化铟锡导电膜的结构示意图。
图2至图4为本发明不同实施例的结构示意图。
图5A～图5C为溅镀镀膜流程的结构示意图。
图6为本发明实施例的放大结构示意图。
图7为不同导电层及绝缘层组合与面阻值变化关系表。
图8为依据图7实施例A～E二氧化硅厚度及所得导电膜面阻值变化曲线表。
主要组件符号说明
10-导电膜
11-基板
12-二氧化硅层
13-氧化铟锡层
20、30、40、60-导电膜
21、31、41、51、61-基板
22a、22b、32、42a～42d、52、62a、62b-绝缘层
23a、23b、33a、33b、43a～43d、63a～63c-导电层
具体实施方式
以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利了解，但本发明的技术手段并不限于所列举图式。
请参阅图2所示本发明所提供的导电膜结构的一实施例，该导电膜20包含一基板21，于该基板21的一面设有一多层膜结构，该多层膜结构是由两层绝缘层22a、22b及两层导电层23a、23b相互穿插堆栈而成，以绝缘层22a为底层，再依序叠设一导电层23a、一绝缘层22b及一导电层23b，使得该多层膜结构的一面为绝缘层22a，另一面为导电层23b，且该绝缘层22a与该基板21相互贴附，亦即该导电膜20的一面为基板21，另一面为导电层23b。该绝缘层22a、22b及导电层23a、23b透过绕卷(Roll to Roll)方式交互溅镀于基板21，且该绝缘层22a、22b为不连续的薄膜，使得位于该绝缘层22a、22b相对两面的导电层23a、23b可透过该绝缘层22a、22b的不连续部位相互接触电性导通，其原理将详述于后。
该基板21、绝缘层22a、22b及导电层23a、23b均具有透明性，其中，该基板由聚乙烯对苯二甲酸酯(PET，Polyethylene Terephthalate)、玻璃、压克力、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(PI，Polyimide)等材料所制成。该绝缘层由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锡(SnO2)、三氧化二铝(Al2O3)等材料所制成，各该绝缘层22a、22b的厚度是位于0.2nm～2nm的范围内。此外，该导电层23a、23b由氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)、氧化铟锌(IZO，IndiumZinc Oxide)、氧化锌铝(AZO，Al-doped ZnO)、氧化锌(ZnO，Zinc Oxide)、氧化锡(SnO，Tin Oxide)等材料所制成，各该导电层23a、23b厚度是位于3nm～10nm的范围内。
请参阅图3所示本发明所提供的导电膜结构另一实施例，该导电膜30包含一基板31，于该基板31的一面设有一多层膜结构，该多层膜结构是由一层绝缘层32及两层导电层33a、33b相互穿插堆栈而成，使得该多层膜结构的两面均为导电层33a、33b，且其中一面的导电层33a与该基板31相互贴附。同样地，该导电层33a、33b与该绝缘层32透过绕卷(Roll to Roll)方式交互溅镀于基板31。
请参阅图4所示本发明所提供的导电膜结构又一实施例，该导电膜40包含一基板41，于该基板41的一面设有一多层膜结构，该多层膜结构是由四层绝缘层42a～42d及四层导电层43a～43d相互穿插堆栈而成，使得该多层膜结构的一面为绝缘层42a，另一面为导电层43d，且该绝缘层42a与该基板41相互贴附。同样地，该绝缘层42a～42d及导电层43a～43d透过绕卷(Roll to Roll)方式交互溅镀于基板41。
由上述图2至图4所示不同实施例可知，本发明所提供的导电膜结构，于基板设有多层相互穿插堆栈的绝缘层与导电层，该绝缘层与导电层的层数不限，包含至少两层导电层及至少一层绝缘层(如图3所示实施例)，且导电膜的其中一面为基板，而另一面为导电层即可，但，本发明除了上述结构特征之外，其重点在于该绝缘层的结构及其形成方式。
依据溅镀镀膜的理论，靶材表面上的原子被电浆离子溅射出来，并飞行到被镀物上之后的过程可分为下列几个步骤：
吸附与脱附：从靶材溅射出的原子52物理性地吸附于基材51表面上，但有部分原子因被反射，会再度离开基材表面，如图5A所示。
扩散或再蒸发：吸附于基材表面的原子并非静止的，而是有剩余能量，可于基板上移动，并与基板表面上的原子藉二次碰撞形成原子团(或称团簇)，或于基材表面停留一段时间后再蒸发；此步骤又可称为团簇，此时基材表面的原子为不连续的岛状结构。
孕核：靶材持续地被溅击，基板51表面所吸附的原子52不断增加，原子团尺寸逐渐增大，而形成有临界大小的晶核，如图5B所示。
成核：当原子团克服了成核能障，且尺寸达到临界成核大小时，原子团便可稳定成长，形成一个岛状核，薄膜成长由此开始。
成长：岛状核可平行或垂直基板表面成长，前者是由吸附于基板表面上的粒子经由扩散达成，后者则是靠入射粒子直接沉积在岛状核上完成。由于表面能的因素，岛状核逐渐成长并增加个数，这一阶段称为聚结。历经上述团簇、孕核、成核与成长等步骤，基板51表面上的靶材原子52即可由不连续的岛状结构逐渐形成连续且完整的薄膜，如图5C所示。
本发明的绝缘层结构即根据上述溅镀镀膜原理形成，请参阅图6所示本发明实施例的放大结构示意图，该导电膜60包含一基板61，于该基板61的一面层层叠设导电层63a、绝缘层62a、导电层63b、绝缘层62b、导电层63c，该导电层63a～63c与该绝缘层62a、62b透过绕卷(Roll to Roll)方式交互溅镀于基板61，其特征在于溅镀过程中，使该绝缘层62a、62b在形成连续且完整的薄膜前即停止镀膜，如此即可形成如图所示不连续的绝缘层62a、62b，如此不连续的绝缘层62a、62b，与导电层63a～63c相互堆栈，该导电层63a～63c可透过该绝缘层62a、62b的不连续部位相互接触电性导通。
相较于传统导电膜，本发明所提供的导电膜结构，可于相同厚度下，得到较高的电阻值，且可采用较厚的整体膜厚达成高阻值的膜层，其信赖性及抗刮性均可获得提升，关于本发明结构所能达成的功效，请参阅图7所示不同导电层及绝缘层组合与面阻值变化关系表，图示A～G八种不同实施例均是以氧化铟锡作为导电层，以二氧化硅作为绝缘层，以绕卷(Roll to Roll)方式交互溅镀于基板，导电层镀膜条件为，功率DC150W，铔(Ar)流量125，氧(O2)流量2，速度334，温度为室温，每层膜厚约70埃
而绝缘层镀膜条件为，铔(Ar)流量190，氧(O2)流量5，速度334，温度为室温；以上述条件为基础，搭配不同氧化铟锡层数、二氧化硅层数、二氧化硅镀膜功率、二氧化硅厚度；如实施例A所示，当氧化铟锡导电层数为四层，不设置任何二氧化硅绝缘层，其面阻值为300欧姆/单位面积；再如实施例B～E所示，是以四层氧化铟锡导电层搭配四层二氧化硅绝缘层，调整二氧化硅镀膜功率及厚度，如实施例D所示，当二氧化硅镀膜功率为1.5Kw，二氧化硅厚度12埃
时，可得到最佳面阻值为620欧姆/单位面积，当继续增加二氧化硅镀膜功率及厚度，或是增加氧化铟锡导电层及二氧化硅绝缘层时，反而导致面阻值下降。如图8所示依据图7实施例A～E二氧化硅厚度及所得导电膜面阻值变化曲线表可知，当二氧化硅厚度增加至二氧化硅厚度12埃
时，可得到最佳面阻值为620欧姆/单位面积。
综上所述，本发明提供的于基板相互穿插堆栈有多层导电层与绝缘层，可提高导电膜面阻值的导电膜，且可避免因为导电层过薄而导致导电层不稳定或剥落的情况。
但以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。
Claims (11)
1.一种导电膜结构，其特征在于，包含：
一基板；
一多层膜结构，该多层膜结构设置于该基板的一面，该多层膜结构包含至少两层导电层及至少一层绝缘层，该绝缘层与该导电层相互穿插堆栈，且该绝缘层为不连续的薄膜，以供位于该绝缘层相对两面的导电层透过该绝缘层的不连续部位相互接触电性导通。
2.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：其设有复数层导电层，以及与该复数层导电层数目相同的复数层绝缘层，以供该复数层绝缘层与该复数层导电层相互穿插堆栈形成一多层膜结构，该多层膜结构具有两面，其中一面为绝缘层，另一面为导电层，且该多层膜结构的绝缘层一面与该基板相互贴附。
3.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：其设有复数层导电层，以及比该复数层导电层数目少一层的复数层绝缘层，以供该复数层绝缘层与该复数层导电层相互穿插堆栈形成一多层膜结构，该多层膜结构的两面均为导电层，且该多层膜结构的其中一面与该基板相互贴附。
4.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：该基板由聚乙烯对苯二甲酸酯(PET，Polyethylene Terephthalate)、玻璃、压克力、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚酰亚胺(PI，Polyimide)所制成。
5.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：该导电层由氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)、氧化铟锌(IZO，Indium Zinc Oxide)、氧化锌铝(AZO，Al-doped ZnO)、氧化锌(ZnO，Zinc Oxide)或氧化锡(SnO，Tin Oxide)所制成。
6.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：各该导电层厚度为位于3nm～10nm的范围内。
7.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：该绝缘层由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锡(SnO2)或三氧化二铝(Al2O3)所制成。
8.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：各该绝缘层厚度为位于0.2nm～2nm的范围内。
9.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：该基板、导电层及绝缘层均具有透明性。
10.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：其是透过绕卷(Roll to Roll)方式，将该导电层及绝缘层交互溅镀于基板。
11.如权利要求1所述的导电膜结构，其特征在于：该绝缘层是采用溅镀镀膜方式形成不连续薄膜。
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