CN103713765A - 透明传导基板和具有该基板的触摸面板 - Google Patents

透明传导基板和具有该基板的触摸面板 Download PDF

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Abstract

本申请公开了用于探测触摸屏面板中接触位置的透明传导基板和具有该基板的触摸面板。透明传导基板包含基底基板、在基底基板上形成的透明传导层和含树脂的聚合物树脂层，透明传导层包含图案部分和非图案部分，图案部分包含涂布基底基板的透明传导膜，基底基板经由非图案部分暴露，树脂具有1.4至1.6范围内的折射率，聚合物树脂层填充非图案部分的同时在透明传导层上形成，在图案部分的聚合物树脂层的厚度在1μm至1000μm的范围内。透明传导膜包含基底基板上的第一薄膜、第一薄膜上的金属薄膜和金属薄膜上的第二薄膜。

Description

透明传导基板和具有该基板的触摸面板
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年9月28日申请的韩国专利申请第10-2012-0108927号的优先权，其全部内容就各方面而言通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及透明传导基板（transparent conductive substrate）和具有该基板的触摸面板，更具体地，涉及用于探测触摸屏面板（TSP）中接触位置的透明传导基板和具有该基板的触摸面板。
背景技术
通常，触摸面板指设置在显示装置（例如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体显示面板（PDP）或电致发光（EL）装置等）表面的装置，这样使用户在观看显示装置屏幕的同时，用手指或诸如触控笔的输入装置接触触摸面板时，信号可被输出。近来，触摸面板广泛用于各种电子装置，例如个人数字助理（PDA）、笔记本电脑、光学放大器（OA）装置、医疗器械或汽车导航系统。
该触摸面板根据探测位置的工艺分为电阻薄膜型、电容型、超声波型和红外（IR）辐射型等。
配置电阻薄膜型使每个用透明电极层（氧化铟锡（ITO）膜）涂布的两个基板连接到一起，以便透明电极层在点隔片的两侧彼此面对。当手指或笔等接触上部的基板时，用于探测位置的信号得到应用。当上部基板邻近下部基板的透明电极层时，该位置通过探测电信号而被探测到。该技术的优点是高的响应速度和经济上的竞争力，但缺点是低的耐久性和易碎性。
配置电容型使透明电极通过用传导金属材料涂布触摸屏传感器的基板膜的一个表面而形成，其中允许特定量的电流沿玻璃表面流过。当用户接触屏幕时，接触位置通过识别因人体电容而变化的电流量的位置并计算大小而被探测到。该技术的优点是卓越的耐久性和高的透射率，但缺点是因该技术利用人体电容而难以用笔或带手套的手操作触摸面板。
超声波型使用基于压电效应的压电装置，并通过计算从与触摸面板的接触而响应的压电装置以交替的方式在X和Y方向通过产生表面波的每个输入点的距离而探测位置。尽管该技术实现了高的清晰度和高的光透射率，但缺点是传感器易受污物和液体的损害。
IR辐射型具有矩阵结构，其中多个发光装置和多个光电探测器设置在面板的周围。当光被用户阻断时，输入坐标通过获取阻断位置的X、Y坐标而确定。尽管该技术具有高的光透射率和强的抗外部冲击和划伤耐久性，但缺点是大尺寸、非精确接触的差识别和慢响应速率。
在这些技术中电容型最受欢迎。这些技术都使用了由诸如氧化铟锡（ITO）制成的透明传导膜，以探测接触位置。
透明传导膜被图案化，以探测接触位置。然而，图案化引起的问题在于图案部分的反射率与非图案部分的反射率不同，致使图案的形状可被目测看出。为了将图案与非图案部分之间的反射率差降至1%或更小（优选0.5%或更小）的值，将折射率匹配层置于视窗盖玻璃和透明传导薄膜之间。折射率匹配层通常包含由Nb2O5制成的中等折射率薄膜和由SiO2制成的低折射率薄膜。
同时，显示器增加的面积增加了用于探测接触位置的电线长度。结果这需要具有更好导电性的透明传导膜。在实例中，用于移动电话（例如蜂窝电话或智能电话）的透明传导膜需要具有范围是约170Ω至约250Ω的薄层电阻。另一方面，用于平板电脑的透明传导膜需要具有约120Ω的薄层电阻，用于显示器的透明传导膜需要具有约50Ω或更小的薄层电阻。
为了实现具有低电阻特性的透明传导薄膜，可增加透明传导薄膜的厚度。然而，在这种情况下，图案可被目测看出，即使将折射率匹配层置于视窗盖玻璃与透明传导薄膜之间后，这是有问题的。
发明背景部分中公开的信息仅是为了更好理解本发明的背景而提供，而不应认为是对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各方面提供了透明传导基板和具有该基板的触摸面板，所述透明传导基板在具有低电阻和非可见特性的同时具有高的透光率。
在本发明的一方面，提供了透明传导基板，包含基底基板；在所述基底基板上形成的透明传导层，所述透明传导层包含图案部分和非图案部分，所述图案部分包含涂布所述基底基板的透明传导膜，所述基底基板经由所述非图案部分暴露；和含树脂的聚合物树脂层，所述树脂具有1.4至1.6范围内的折射率，所述聚合物树脂层填充所述非图案部分的同时在所述透明传导层上形成，在所述图案部分的所述聚合物树脂层的厚度在1μm至1000μm的范围内。所述透明传导膜包含：在所述基底基板上形成的第一薄膜，所述第一薄膜的折射率在2.1至2.7的范围内，且所述第一薄膜的厚度在30nm至50nm的范围内；在所述第一薄膜上形成的金属薄膜，所述金属薄膜的厚度在5nm至15nm的范围内；和在所述金属薄膜上形成的第二薄膜，所述第二薄膜的折射率在2.1至2.7的范围内，且所述第二薄膜的厚度在30nm至50nm的范围内。
根据本发明的示例性实施方式，所述第一薄膜和所述第二薄膜各自可包含选自由Nb2O5、TiO2和Ta2O5组成的组中的至少一种。
所述金属薄膜可由Ag或Ag合金制成，所述金属薄膜的厚度在8nm至12nm的范围内。
所述聚合物树脂层可由丙烯酸树脂或环氧树脂制成。
所述图案部分和所述非图案部分之间的反射率差可为1%或更小。
所述透明传导基板的吸光率可为5%或更小的。
所述透明传导基板可进一步包含在所述第一薄膜和所述金属薄膜之间形成的平面化层，所述平面化层使所述第一薄膜平面化。这里，所述平面化层可由ZnO制成，所述平面化层的厚度在3nm至7nm的范围内，所述第一薄膜和所述平面化层的总厚度在30nm至50nm的范围内。
所述透明传导基板可进一步包含在所述金属薄膜和所述第二薄膜之间形成的抗氧化层，所述抗氧化层防止所述金属薄膜被氧化。所述抗氧化层可由ZnO制成，所述抗氧化层的厚度在3nm至7nm的范围内，所述第二薄膜和所述抗氧化层的总厚度在30nm至50nm的范围内。
本发明还提供了包含上述透明传导基板的触摸面板。
根据本发明的实施方式，所述透明传导基板具有20Ω或更小的低电阻特性、图案部分和非图案部分之间的反射率差为1%或更小的非可见特性和高的透射率。
此外，根据本发明的透明传导基板可易于制造，并由于快的涂布速度而具有优异的生产率。
此外，由于未使用昂贵的氧化铟锡（ITO），根据本发明的透明传导基板的制造成本低廉。
本发明的方法和设备的具有其它特征和优点，一起用于解释本发明某些原理的并入本文的附图和以下本发明的详细说明将使上述特征和优点明显，或者更详细地陈述这些特征和优点。
附图说明
图1为显示根据本发明实施方式的透明传导基板的示意性截面图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的透明传导基板和触摸面板，其实施方式示于附图并说明如下，以便与本发明相关领域的普通技术人员可易于将本发明付诸实践。
在整个说明书中，应参照附图，其中相同的附图标记和符号用于全部不同的图以表示相同或相似的部件。在本发明的以下说明中，当并入本文的已知功能和部件的详细说明会使本发明的主题不清楚时将被忽略。
图1为显示根据本发明实施方式的透明传导基板的示意性截面图。
参照图1，根据本发明示例性实施方式的透明传导基板包含基底基板100、透明传导层200和聚合物树脂层300。
基底基板100用作触摸面板的盖玻璃，并可由玻璃（优选化学钢化玻璃）制成。该玻璃的厚度通常为1mm或更小，且该玻璃可由高透光率的碱石灰或无碱铝硅酸盐制成。虽然玻璃具有克服塑料材料的问题的物理性质，包括透射率、长期的耐久性和触觉等，但是它具有易受冲击的缺点。触摸面板粘附于各种设备的显示部分。具体而言，当粘附于小而薄的移动电话等时，需要触摸面板足够牢固以实现对外部冲击的耐久性。因此，优选使用通过用K取代Na的化学处理由钠钙玻璃生产的化学钢化玻璃以提高强度。更优选将基底基板100实现为柔性玻璃，且它的厚度为0.1mm或更小。
透明传导层200在基底基板100上形成，并包含图案部分“a”和非图案部分“b”，图案部分“a”包含涂布基底基板的透明传导膜210，基底基板100经由非图案部分“b”暴露。
当根据本发明的透明传导基板用于触摸面板时，透明传导层200可用作探测接触位置的电极。
透明传导膜210包含在基底基板100上形成的第一薄膜211、在第一薄膜211上形成的金属薄膜212和在金属薄膜212上形成的第二薄膜213。第一薄膜211的折射率在2.1至2.7的范围内，第一薄膜211的厚度在30nm至50nm的范围内。金属薄膜212的厚度在5nm至15nm的范围内。第二薄膜213的折射率在2.1至2.7的范围内，第二薄膜213的厚度在30nm至50nm的范围内。
这里，第一薄膜211和第二薄膜213可包含Nb2O5或TiO2。
此外，金属薄膜212的厚度可在8nm至12nm的范围内，金属薄膜212可由Ag或Ag合金制成。当由Ag或Ag合金制成的金属薄膜的厚度超过12nm时，金属薄膜212的吸光率超过2%，反过来减小了透明传导基板的透射率。透明传导基板然后变得不适合用于触摸面板。
用于形成传导层200的图案部分“a”和非图案部分“b”的图案化方法可包括通过直流电（DC）磁控溅射用第一薄膜211、金属薄膜212和第二薄膜213涂布基底基板100，用干膜光致抗蚀剂层压第二薄膜213，在干膜光致抗蚀剂上放置预定图案元件彼此连续交叉于其中的图案膜，用紫外（UV）辐射通过照射干膜光致抗蚀剂而形成干膜抗蚀剂区域，使用酸性或碱性蚀刻溶液选择性剥离已经用UV辐射照射过的干膜光致抗蚀剂。
这样生产的图案部分“a”和非图案部分“b”中，图案部分“a”和非图案部分“b”之间的折射率差可为1%或更小，优选为0.5%或更小。
聚合物树脂层300由具有1.4至1.6范围内折射率的树脂制成。聚合物树脂层300填充非图案部分“b”的同时在透明传导层200上形成，并形成使图案部分“a”的厚度在1μm至1000μm的范围内。也就是，聚合物树脂层300通过用树脂涂布透明传导层200而形成，使树脂填充非图案部分“b”，图案部分“a”的树脂厚度在1μm至1000μm的范围内。考虑到加工，聚合物树脂层形成至该厚度仅为了方便。当聚合物树脂层的厚度为1μm或更大时，根据本发明的透明传导基板的特性不会显著受影响。
聚合物树脂层300可由丙烯酸树脂或环氧树脂制成。聚合物树脂层300可由刮刀法通过用聚合物树脂涂布包含图案部分“a”和非图案部分“b”的透明传导层而形成。
如上所述，本发明控制并优化了玻璃（基底基板）、涂布玻璃的透明传导层和树脂层的折射率和厚度。因此，透明传导基板具有20Ω或更小（优选10Ω或更小）的低电阻特性、图案部分“a”和非图案部分“b”之间的折射率差为1%或更小的非可见特性和更高的透光率。也就是，根据本发明的透明传导基板可具有与现有技术的透明传导基板相同的功能，现有技术的透明传导基板具有用在触摸面板中使用的氧化铟锡（ITO）涂布的折射率匹配层。此外，与现有技术的透明传导基板相比，根据本发明的透明传导基板易于制造，由于快的涂布速度而具有高的生产率，并且由于未使用昂贵的ITO可降低制造成本。
此外，为了根据本发明的透明传导基板用于需要高透射的显示器，透明传导基板的吸光率为5%或更小，优选为3%或更小。
此外，根据本发明的透明传导基板还可包含在第一薄膜211和金属薄膜212之间形成并使第一薄膜211平面化的平面化层（未显示）。
该平面化层（未显示）使第一薄膜211平面化，并提高了金属薄膜212的导电率。这里，平面化层（未显示）可由ZnO制成，具有3nm至7nm范围内的厚度。
此外，根据本发明的透明传导基板还可包含在金属薄膜212和第二薄膜213之间形成并防止金属薄膜212被氧化的抗氧化层（未显示）。
该抗氧化层（未显示）防止金属薄膜212被氧化并在形成第二薄膜213的过程中防止金属薄膜的导电率降低。抗氧化层可由ZnO制成，具有3nm至7nm范围内的厚度。
现将更详细地参照本发明的一些实施例。然而，应理解以下实施例仅为说明性的，并非旨在限制本发明的范围。
实施例1
根据实施例1的透明传导基板包含玻璃基板，在玻璃基板上形成具有31nm厚度并由Nb2O5制成的第一薄膜、在第一薄膜上形成具有5nm厚度并由ZnO制成的平面化层、在平面化层上形成具有10nm厚度并由Ag制成的金属薄膜、在金属薄膜上形成具有5nm厚度并由ZnO制成的抗氧化层、在抗氧化层上形成具有31nm厚度并由Nb2O5制造的第二薄膜和在第二薄膜上形成具有5μm厚度的树脂层。这里，树脂层用SamyangEMS SOC3006U树脂形成。
实施例2
除了第一薄膜由Ta2O5制成并具有35nm的厚度，且第二薄膜由Ta2O5制成并具有36nm的厚度以外，根据实施例2的透明传导基板具有与实施例1相同的构造。
对比例1
除了第一薄膜由Ta2O5制成并具有38nm的厚度，第二薄膜由Ta2O5制成并具有40nm的厚度，且金属薄膜由Ag制成并具有12nm的厚度以外，根据对比例1的透明传导基板具有与实施例1相同的构造。
对比例2
根据对比例2的透明传导基板包含在玻璃基板上形成具有14nm厚度并由Nb2O5制成的中等折射率薄膜、在中等折射率薄膜上形成具有40nm厚度并由SiO2制成的低折射率薄膜、在低折射率薄膜上形成具有50nm厚度并由ITO制造的透明传导膜和在透明传导膜上形成具有5μm厚度的聚合物树脂层。这里，聚合物树脂层用SamyangEMS SOC3006U树脂形成。
表1列出了根据实施例1和2以及对比例1和2的透明传导基板的透射特性、反射率、可见度和薄层电阻。
表1
Figure BDA00003882013500071
注释）
T1：透光率，AB2：相对玻璃的吸收率，Rf3：反射率，ARf4：相对玻璃的实际反射率，VIS5：可见度，SR6：薄层电阻
表1中，可见度是在通过图案化除了聚合物树脂层以外的多层膜而形成图案部分和非图案部分然后通过在非图案部分中放置树脂而在多层膜上形成聚合物树脂层后，通过测量图案部分和非图案部分之间的反射率差异而得到的值。
如表1所示，在根据本发明的透明传导层中，图案部分和非图案部分之间的反射率差为非常小的值0.2%或更小，同时薄层电阻为10Ω或更小。同样明显的是透明传导层具有约90%的高透射率。相反，至于具有与传统的低辐射（low-E）结构相似的结构的对比例1，透射率和可见度劣于本发明。此外，至于具有与传统的用于触摸面板的透明传导基板相似的结构的对比例2，透射率和可见度劣于本发明，且薄层电阻非常高。
本发明具体示例性实施例的上述说明已经参照附图提供。它们并非意在穷尽或限制本发明至所公开的精确形式，本领域的普通技术人员根据上述教导显然能够进行多种修改和变化。
本发明的范围因此旨在不受上述实施方式限制，而是由附于本文的权利要求和其等效形式限定。

Claims (11)

1.一种透明传导基板，包含：
基底基板；
在所述基底基板上形成的透明传导层，所述透明传导层包含图案部分和非图案部分，所述图案部分包含涂布所述基底基板的透明传导膜，所述基底基板经由所述非图案部分暴露；和
含树脂的聚合物树脂层，所述树脂的折射率在1.4至1.6的范围内，所述聚合物树脂层填充所述非图案部分的同时在所述透明传导层上形成，在所述图案部分的所述聚合物树脂层的厚度在1μm至1000μm的范围内，
其中，所述透明传导膜包含：
在所述基底基板上形成的第一薄膜，所述第一薄膜的折射率在2.1至2.7的范围内，且所述第一薄膜的厚度在30nm至50nm的范围内；
在所述第一薄膜上形成的金属薄膜，所述金属薄膜的厚度在5nm至15nm的范围内；和
在所述金属薄膜上形成的第二薄膜，所述第二薄膜的折射率在2.1至2.7的范围内，且所述第二薄膜的厚度在30nm至50nm的范围内。
2.根据权利要求1所述的透明传导基板，其中，所述第一薄膜和所述第二薄膜各自包含选自由Nb2O5、TiO2和Ta2O5组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的透明传导基板，其中，所述金属薄膜包含Ag或Ag合金，所述金属薄膜的厚度在8nm至12nm的范围内。
4.根据权利要求1所述的透明传导基板，其中，所述聚合物树脂层包含丙烯酸树脂或环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的透明传导基板，其中，所述图案部分和所述非图案部分之间的反射率差为1%或更小。
6.根据权利要求1所述的透明传导基板，具有5%或更小的吸光率。
7.根据权利要求1所述的透明传导基板，进一步包含在所述第一薄膜和所述金属薄膜之间形成的平面化层，所述平面化层使所述第一薄膜平面化。
8.根据权利要求7所述的透明传导基板，其中，所述平面化层包含ZnO，所述平面化层的厚度在3nm至7nm的范围内，所述第一薄膜和所述平面化层的总厚度在30nm至50nm的范围内。
9.根据权利要求1所述的透明传导基板，进一步包含在所述金属薄膜和所述第二薄膜之间形成的抗氧化层，所述抗氧化层防止所述金属薄膜被氧化。
10.根据权利要求9所述的透明传导基板，其中，所述抗氧化层包含ZnO，所述抗氧化层的厚度在3nm至7nm的范围内，所述第二薄膜和所述抗氧化层的总厚度在30nm至50nm的范围内。
11.一种触摸面板，包含权利要求1所述的透明传导基板。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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