CN102024524B - 透光薄膜的制造方法及透光薄膜 - Google Patents

透光薄膜的制造方法及透光薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种透光薄膜及其制造方法。该透光薄膜的制造方法包括下列步骤：提供一薄膜，其中该薄膜包括多个纳米单元，且具有一参考方向；以及利用一能量射束在该薄膜上形成多道彼此互相平行的第一条纹，其中该多个第一条纹不垂直且不平行于该参考方向。采用该透光薄膜的制造方法所制造的透光薄膜能够使采用该透光薄膜的触控面板画面均匀、以及使采用该透光薄膜的可挠式面板的可靠度提高。

Description

透光薄膜的制造方法及透光薄膜
技术领域
本发明涉及一种薄膜及其制造方法，特别涉及一种透光薄膜及其制造方法。
背景技术
随着显示技术与多媒体技术的发展，传统的按键接口或鼠标控制接口已无法满足使用者的需求。由于可携式电子装置的普及，制造业者已在追求一种操作更容易、更直觉化，且硬件较不占用空间的操作接口，而触控面板正是能够达成这些目标的其中一种组件。
现有触控面板主要分成电阻式触控面板与电容式触控面板。电阻式触控面板采用了两片氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜。当使用者用手指按压电阻式触控面板时，该两片ITO膜会互相接触而电性连接，处理单元便能藉此计算出手指按压的位置。
电容式触控面板则是将ITO层分割成多个图案，当使用者用手指接触电容式触控面板时，这些图案之间的电容值会产生变化，而处理单元便能藉此计算出手指接触的位置。
然而，电容式触控面板上的这些图案较有可能会导致画面的不均匀性。此外，ITO膜在受到过度弯曲或弯曲次数过高时，较容易产生裂痕或劣化。因此，当将ITO膜应用于可挠式面板时，较容易导致可挠式面板的可靠度下降。
发明内容
为了解决现有技术中触控面板将ITO膜分割成多个图案而导致该触控面板画面不均、以及该ITO膜在受到过度弯曲或弯曲次数过高时较容易产生裂痕或劣化，进而易导致采用该ITO膜的可挠式面板的可靠度下降的问题，有必要提供一种使该触控面板画面均匀、以及使该可挠式面板的可靠度提高的透光薄膜。
为了解决现有技术中触控面板将ITO膜分割成多个图案而导致该触控面板画面不均、以及该ITO膜在受到过度弯曲或弯曲次数过高时较容易产生裂痕或劣化，进而易导致采用该ITO膜的可挠式面板的可靠度下降的问题，有必要提供一种使该触控面板画面均匀、以及使该可挠式面板的可靠度提高的透光薄膜的制造方法。
本发明提供一种透光薄膜的制造方法，其所形成的条纹较不易被人眼观察到，且这些条纹较不易与其它周期性结构产生明显的叠纹(Moire)。
本发明提供一种透光薄膜，其表面的条纹较不易被人眼观察到，且这些条纹较不易与其它周期性结构产生明显的叠纹。
本发明的一实施例提出一种透光薄膜的制造方法，包括下列步骤。首先，提供一薄膜，其中薄膜包括多个纳米单元，且具有一参考方向。接着，利用一能量射束在薄膜上形成多道彼此互相平行的第一条纹，其中该多个第一条纹不垂直且不平行于参考方向。
本发明的另一实施例提出一种利用上述透光薄膜的制造方法所制造出的透光薄膜。
本发明的又一实施例提出一种透光薄膜，其包括多个纳米单元及多道彼此互相平行的第一条纹。该多个纳米单元形成一薄膜。该多个第一条纹位于薄膜的表面，其中该多个第一条纹不垂直且不平行于薄膜的一参考方向。
基于上述，在本发明的实施例中，由于第一条纹不垂直且不平行于参考方向，因此透光薄膜的制造方法所形成的第一条纹和透光薄膜所具有的第一条纹较不易与其它周期性结构产生明显的叠纹。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1D为本发明之一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。
图2A与图2B为本发明之另一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。
图3A与图3B为本发明之又一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。
图4为本发明之再一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。
图5为以肉眼观察条纹的示意图。
图6为两周期结构在不同的夹角与周期比的情况下所造成的叠纹程度分布图。
图7A至图7G绘示条纹的光学显微镜图。
具体实施方式
图1A至图1D为本发明之一实施例的透光薄膜的制造方法之流程示意图。本实施例的透光薄膜的制造方法包括下列步骤。首先，请参照图1A，提供一薄膜100，其中薄膜100包括多个纳米单元，且具有一参考方向D1。在本实施例中，这些纳米单元例如为多个碳纳米管(Carbon Nano-Tube，CNT)，而薄膜100例如为CNT膜。然而，在其它实施例中，这些纳米单元也可以是纳米尺寸的导电分子或导电晶粒，例如是纳米金属晶粒。在本实施例中，宏观来看，薄膜100为一具阻抗异向性的导电膜，且此具阻抗异向性的导电膜的主导电方向(即阻抗最小的方向)实质上平行于参考方向D1。微观来看，这些碳纳米管大约沿着参考方向D1沿伸。
在本实施例中，提供薄膜100的步骤包括下列步骤。首先，在一基板50上形成一碳纳米管层60。基板50例如为硅基板、石英基板或其它适当的基板。形成碳纳米管层60的方法例如为利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)或其它适当的方法。接着，沿着一拉伸方向(在本实施例中即为参考方向D1)从CNT层60的一侧边拉出CNT膜。具体而言，例如是利用一拉膜夹臂70夹住CNT膜的一侧并将其从基板50侧向拉出。当CNT膜被拉出后，其中的CNT便会大致上朝着参考方向D1延伸。在本实施例中，参考方向D1例如为薄膜100的拉伸方向。然而，参考方向D1也可以实质上平行于薄膜100的一侧边M。
接着，请参照图1B，利用一能量射束82照射在薄膜100上，以在薄膜100上形成多道彼此互相平行的第一条纹210，其中该多个第一条纹210不垂直且不平行于参考方向D1。第一条纹210与其邻近未被能量射束82照射的结构具有差异性，此差异性可以是物理上、结构上或光学上的差异性。举例而言，此差异性例如是表面织构(Texture)的差异性、纳米单元密度的差异性、表面粗糙度的差异性、厚度的差异性(即第一条纹210为凹纹)、纳米单元的结构的差异性(如双壁碳纳米管与单壁碳纳米管的差异性)、纳米单元的相(Phase)差异性或反射光的强度差异性(如第一条纹210与其邻近结构因反射光线所产生的明暗对比)、穿透光的强度差异性(如第一条纹210与其邻近结构因光穿透率不同所产生的明暗对比)或绕射光的强度差异性。在本实施例中，第一条纹210的延伸方向L1相对于薄膜100的表面上垂直于参考方向D1的一参考方向R1倾斜一角度θ，其中θ大于0且小于90度。然而，在其它实施例中，θ也可以是小于0且大于-90度，也即延伸方向L1相对于参考方向R1的倾斜方向是相反于图1B中θ符号旁的箭头所绘示的方向。能量射束82例如为由一激光光源80所发出的一激光束，其波长可落在可见光波段、紫外光波段、红外光波段，或其它电磁波波段，而本发明不以此为限。然而，在其它实施例中，能量射束82也可以是具动能的粒子射束，例如电子射束、质子射束、氦原子核射束或其它适当的粒子射束。
在本实施例中，利用能量射束82形成该多个第一条纹210的方法包括使能量射束82沿着平行于参考方向D1的一扫描方向S1扫描(在本实施例中扫描方向S1与参考方向D1指向相反方向)，以依序形成这些第一条纹210。在本实施例中，该多个第一条纹210呈周期性排列，例如呈等间隔排列或呈其它形式之周期性的排列。举例而言，这些第一条纹210的宽度W例如约为110微米，而这些第一条纹210的节距(Pitch)P例如是落在200微米至350微米的范围内，但本发明不以此为限。
之后，请参照图1C，本实施例的透光薄膜的制造方法可进一步包括使能量射束82沿着平行于参考方向D1的扫描方向S1、S2(在本实施例中扫描方向S2与参考方向D1同向)重复扫描到该多个第一条纹210的位置，以加强这些第一条纹210与其邻近未被能量射束82照射到的结构的差异性，例如是加深第一条纹210的凹陷深度、加强表面织构的差异性、加强纳米单元密度的差异性、加强表面粗糙度的差异性、加强纳米单元的结构的差异性、加强纳米单元的相差异性或加强反射光的强度差异性、加强穿透光的强度差异性或加强绕射光的强度差异性。在本实施例中，例如是交替沿着扫描方向S1与S2来回扫描多次，以增加第一条纹210的凹陷深度。然而，在其它实施例中，当能量射束82交替沿着扫描方向S1与S2来回扫描时，也可以不要重复扫描至原先已形成的该多个第一条纹210的位置，而改为偏移原先的位置一段距离。
在本实施例中，该多个第一条纹210会使薄膜100的透光度增加，以形成如图1D所绘示的透光薄膜200。具体而言，本实施例的透光薄膜200包括多个上述纳米单元和该多个第一条纹210。该多个纳米单元形成薄膜100，且第一条纹210位于薄膜100的表面。
在本实施例中，由于第一条纹210不垂直且不平行于参考方向D1，因此通过适当地调整第一条纹210的延伸方向L1(例如调整角度θ)、宽度W及节距P(如图1B所绘示)，即可避免第一条纹210与其它周期性结构(例如显示面板的画素数组)形成叠纹。
图2A与图2B为本发明的另一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。本实施例的透光薄膜的制造方法与图1A至图1D所绘示的透光薄膜的制造方法类似，而两者的主要差异如下所述。请参照图2A，本实施例的透光薄膜的制造方法进一步包括利用能量射束82在薄膜100的表面上形成多道彼此互相平行的第二条纹220，其中每一第二条纹220不平行于每一第一条纹210。第二条纹220的特性与第一条纹210的特性类似，在此不再重述。此外，第二条纹220可呈周期性排列。在本实施例中，第二条纹220的延伸方向L2相对于参考方向R1倾斜一角度
Figure GDA0000140637770000061
Figure GDA0000140637770000062
例如小于0且大于-90度。然而，在其它实施例中，
Figure GDA0000140637770000063
与θ其中之一也可以等于0。在本实施例中，第二条纹220的宽度与节距可约略与第一条纹210的宽度与节距相同。此外，在本实施例中，能量射束82可沿着扫描方向S1与S2来回扫描多次，以加强第二条纹220与其邻近结构的差异性。
该多个第一条纹210与第二条纹220会增加薄膜100的透光度，以形成透光薄膜200’。在本实施例中，彼此互相不平行的第一条纹210与第二条纹220会互相破坏彼此的周期性规律，以让使用者不易以肉眼观察出该多个第一条纹210与第二条纹220。因此，当本实施例的透光薄膜200’用来作为触控面板的导电膜时，将可提升显示画面的质量、亮度均匀度和色彩均匀度。此外，本实施例的透光薄膜200’也可用来贴附于窗户或隔热纸上，以使窗户具有触控功能。再者，本实施例的透光薄膜200’还可用来作为可挠式面板(如可挠式显示面板或可挠式触控显示面板)的导电膜，由于碳纳米管膜具有较佳的可挠特性而不易因过度弯曲或弯曲次数过多而劣化，因此可提升可挠式面板的可靠度。
另外，由于彼此互相不平行的第一条纹210与第二条纹220会互相破坏彼此的周期性规律，因此第一条纹210与第二条纹220较不易与其它周期性结构(例如显示面板的画素数组)形成叠纹。如此一来，当本实施例的透光薄膜作为触控显示器的导电膜时，可使显示质量和画面均匀度提升。
图3A与图3B为本发明的又一实施例的透光薄膜的制造方法的流程示意图。本实施例的透光薄膜的制造方法与图2A及图2B所绘示的透光薄膜的制造方法类似，而两者的差异如下所述。请参照图3A，本实施例的透光薄膜的制造方法更包括利用能量射束82在薄膜100的表面上形成多道彼此互相平行的第三条纹230，其中每一第三条纹230不平行于每一第一条纹210，且不平行于每一第二条纹220。第三条纹230的特性与第一条纹210及第二条纹220的特性类似，在此不再重述。另外，第三条纹230可呈周期性排列。在本实施例中，每一第三条纹230的延伸方向L3实质上平行于参考方向R1，即相对参考方向R1倾斜0度，但本发明不以此为限。在本实施例中，可使能量射束82交替沿着扫描方向S1与S2来回扫描，以加强第三条纹230与其邻近结构的差异性。
该多个第一条纹210、第二条纹220与第三条纹230可增加薄膜100的透光度，以形成透光薄膜200”。由于本实施例的透光薄膜200”具有三组延伸方向不同的第一条纹210、第二条纹220和第三条纹230，因此对条纹的周期性的破坏程度更大。如此一来，透光薄膜200”上的第一条纹210、第二条纹220和第三条纹230会更不易被肉眼所观察出，且更不易与其它周期性结构形成叠纹。
图4为本发明的再一实施例的透光薄膜的制造方法的示意图。请参照图4，本实施例的透光薄膜的制造方法与图1A至图1D的透光薄膜的制造方法类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，在利用能量射束82形成第一条纹210之前，进一步包括将拉出的薄膜100置于一承载器90上。在本实施例中，承载器90例如为一胶体。待薄膜100置于承载器90上之后，才开始进行第一条纹210的形成。此时，参考方向D1实质上平行于薄膜100的侧边M。本实施例的透光薄膜的制造方法与其所制造出的透光薄膜与上述实施例具有类似的优点与功效，而在此不再重述。
图5为以肉眼与条纹相距距离A观察条纹的示意图。请参照图5，当人眼观察条纹所张开的立体角θ1小于对比敏感度所对应的立体角时，则肉眼会无法分辨出条纹。反之，当人眼观察条纹所张开的立体角θ1大于对比敏感度所对应的立体角时，肉眼会较易于观察出条纹。另一方面，在某一对比条件下对应到人眼所能分辨的最小立体角与观察所得的立体角θ1作比较，若观察所得的立体角θ1较小，则肉眼无法分辨出叠纹；反之，则可观察到叠纹。其中，对比及对比敏感度(Contrast SensitivityFunction，CSF)的公式如下：
Figure GDA0000140637770000081
对比敏感度＝1/对比；
其中，Δl为条纹的最大亮度与最小亮度的差值，lave为条纹的平均亮度，lmax为条纹的最大亮度，且lmin为条纹的最小亮度。
因此，图1A至图1D及图4的实施例可通过控制第一条纹210所造成的对比、对比敏感度及第一条纹210的宽度与节距来减少叠纹的程度。此外，图2A、图2B、图3A和图3B的实施例由于采用了多组不同延伸方向的条纹来破坏彼此间的周性，因此即使当人眼观察某单一延伸方向的条纹所张开的立体角θ1大于对比敏感度所对应的立体角时，或在某一对比条件下对应到人眼所能分辨的最小立体角小于观察所得的立体角θ1时，肉眼也较不容易观察出叠纹。
图6为两周期结构在不同的夹角与周期比的情况下所造成的叠纹程度分布图。请参照图6，横轴为两周期结构的夹角，而纵轴为两周期结构的周期比。图中曲线上的数字代表叠纹的程度，当数字越大时，代表叠纹程度越大。本发明的上述实施例的条纹与其它周期性结构(例如显示面板的画素阵列)的关系可设计在图中曲线上数字较小的区域，如此即可提升显示画面的质量和画面均匀度。
图7A至图7G绘示条纹的光学显微镜图，由图中的比例尺可得知实际的尺寸。请参照图7A，其为条纹与图1A的参考方向D1垂直时的薄膜放大图，由图中可看出条纹颇为明显。图7B为图1A至图1D的实施例所制成的透光薄膜200的放大图，其中θ＝45度，且由图中可看出条纹稍不明显。图7C为图2A至图2B之实施例所制成的透光薄膜200’的放大图，其中θ＝3度且
Figure GDA0000140637770000091
度。图7D为图2A至图2B的实施例所制成的透光薄膜200’的放大图，其中θ＝5度且
Figure GDA0000140637770000092
度。图7E为图2A至图2B的实施例所制成的透光薄膜200’的放大图，其中θ＝8度且
Figure GDA0000140637770000093
度，由图中可看出，即使透过光学显微镜观察，条纹已相当不明显。图7F为图2A至图2B的实施例所制成的透光薄膜200’的放大图，其中θ＝10度且
Figure GDA0000140637770000094
度，由图中可看出，即使透过光学显微镜观察，条纹已相当不明显。图7G为图3A至图3B的实施例所制成的透光薄膜200”放大图，其中θ＝45度，
Figure GDA0000140637770000095
度，而延伸方向L3相对参考方向R1倾斜0度，由图中可看出，即使透过光学显微镜观察，条纹已极不明显。
值得注意的是，本发明并不限定透光薄膜的制造方法所制造出的条纹或透光薄膜所具有的条纹为三组以下的延伸方向不同的条纹。在其它实施例中，也可以是形成或采用四组以上的延伸方向不同的条纹。
综上所述，在本发明的实施例中，由于第一条纹不垂直且不平行于参考方向，因此透光薄膜的制造方法所形成的第一条纹和透光薄膜所具有的第一条纹较不易与其它周期性结构产生明显的叠纹。此外，在本发明的实施例中，由于形成和采用了两组以上的延伸方向不同的条纹，以互相破坏彼此的周期性，因此透光薄膜的制造方法所形成的条纹和透光薄膜所具有的条纹较不易被肉眼所辨识。

Claims (17)

1.一种透光薄膜的制造方法，其包括：
提供一薄膜，其中该薄膜包括多个导电的纳米单元，且具有一参考方向，其中提供该薄膜的步骤包括沿着一拉伸方向拉伸该薄膜，且该参考方向为该拉伸方向；以及
利用一能量射束在该薄膜上形成多道彼此互相平行的第一条纹，其中该多个第一条纹不垂直且不平行于该参考方向。
2.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该参考方向平行于该薄膜的一侧边。
3.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该薄膜为一具阻抗异向性的导电膜，且该具阻抗异向性的导电膜的主导电方向平行于该参考方向。
4.如权利要求3所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该具阻抗异向性的导电膜为一碳纳米管膜。
5.如权利要求4所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：提供该薄膜的步骤包括：在一基板上形成一碳纳米管层；以及沿着该拉伸方向从该碳纳米管层的一侧边拉出该碳纳米管膜。
6.如权利要求5所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：提供该薄膜的步骤进一步包括将拉出的该碳纳米管膜置于一承载器上。
7.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该能量射束为一激光束或一粒子射束。
8.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：利用该能量射束形成该多个第一条纹的方法包括使该能量射束沿着平行于该参考方向的方向扫描，以依序形成该多个第一条纹。
9.如权利要求8所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该透光薄膜的制造方法进一步包括使该能量射束沿着平行于该参考方向的方向重复扫描至该多个第一条纹的位置，以加强该多个第一条纹与其邻近结构的差异性。
10.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该透光薄膜的制造方法进一步包括利用该能量射束在该薄膜上形成多道彼此互相平行的第二条纹，其中每一该第二条纹不平行于每一该第一条纹。
11.如权利要求1所述的透光薄膜的制造方法，其特征在于：该多个第一条纹呈周期性排列。
12.一种透光薄膜，其特征在于：该透光薄膜包括：
多个导电的纳米单元，形成一薄膜；以及
多道彼此互相平行的第一条纹，位于该薄膜的表面，其中该多个第一条纹不垂直且不平行于该薄膜的一参考方向，其中该参考方向为该薄膜在制造时的一拉伸方向。
13.如权利要求12所述的透光薄膜，其特征在于：该参考方向平行于该薄膜的一侧边。
14.如权利要求12所述的透光薄膜，其特征在于：该薄膜为一具阻抗异向性的导电膜，且该具阻抗异向性的导电膜的主导电方向平行于该参考方向。
15.如权利要求14所述的透光薄膜，其特征在于：该具阻抗异向性的导电膜为一碳纳米管膜。
16.如权利要求12所述的透光薄膜，其特征在于：该透光薄膜进一步包括多道彼此互相平行的第二条纹，位于该薄膜的表面，其中每一该第二条纹不平行于每一该第一条纹。
17.如权利要求12所述的透光薄膜，其特征在于：该多个第一条纹呈周期性排列。
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