CN104040643A - 电特性优秀的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板 - Google Patents

电特性优秀的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板 Download PDF

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Abstract

公开一种电特性优秀的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板。本发明的透明导电性膜，其特征在于，包括：膜基材，第一导电性薄膜，其形成于上述膜基材上，第二导电性薄膜，其形成于上述第一导电性薄膜上，以及第三导电性薄膜，其形成于上述第二导电性薄膜上；上述第二导电性薄膜由导电性高于上述第一导电性薄膜或者上述第三导电性薄膜的材质形成。

Description

电特性优秀的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板
技术领域
本发明涉及透明导电性膜，更详细地涉及电特性优秀的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板。
背景技术
作为在制造触控面板(Touch Panel)时最主要部件之一的透明电极膜，至今使用最广泛的是全光线透过率在85％以上且表面电阻在400Ω/square(Ω/平方米)以下的铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)膜。
通常的透明电极膜，在像透明高分子膜的膜基材上形成底涂层(under coat)之后在底涂层上层压像铟锡氧化物的透明导电性薄膜而制成。
最近，随着静电容量方式或者电阻膜方式的触控面板的使用增加，要求实现用于感知微细恒电流或者微细触控的、表面电阻小于200Ω/square的低电阻。但是，利用铟锡氧化物薄膜的透明电极膜在能够具有的导电性的范围存在局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的一目的在于，提供电特性优秀的透明导电性膜。
并且，本发明的再一目的在于提供利用电特性优秀的透明导电性膜的触控面板。
技术方案
用于达成上述一目的的本发明实施例的透明导电性膜，其特征在于，包括：膜基材，第一导电性薄膜,其形成于上述膜基材上，第二导电性薄膜，其形成于上述第一导电性薄膜上,以及第三导电性薄膜，其形成于上述第二导电性薄膜上；上述第二导电性薄膜由导电性高于上述第一导电性薄膜或者上述第三导电性薄膜的材质形成。
用于达成上述再一目的的本发明实施例的触控面板，其特征在于，包括：第一面板，其具有第一透明导电性膜，第二面板，其与上述第一面板相向，并具有与上述第一透明导电性膜正交的第二透明导电性膜；以及隔片，其配置在上述第一透明导电性膜与上述第二透明导电性膜之间；上述第一透明导电性膜或者上述第二透明导电性膜包括膜基材、形成于上述膜基材上的第一导电性薄膜、形成于上述第一导电性薄膜上的第二导电性薄膜以及形成于上述第二导电性薄膜上的第三导电性薄膜；上述第二导电性薄膜为由导电性高于上述第一导电性薄膜或者上述第三导电性薄膜的材质形成的透明导电性膜。
有益效果
本发明的透明导电性膜中，将形成在第一导电性薄膜与第三导电性薄膜之间的第二导电性薄膜由导电性高于第一导电性薄膜或者第三导电性薄膜的材质形成，由此具有能够提高电特性的优点。
并且,本发明的透明导电性膜中，在由铟锡氧化物材质形成的第一导电性薄膜与第三导电性薄膜之间形成由金属材质形成的第二导电性薄膜的情况下，可期待减少铟(indium)等稀有金属的使用的效果。
并且，本发明的触控面板中，利用电特性优秀的透明导电性膜，能够提高触控面板的电特性。
附图说明
图1是表示本发明一实施例的透明导电性膜的剖视图。
图2是表示利用图1的透明导电性膜的第一实施例的触控面板的剖视图。
图3是表示利用图1的透明导电性膜的第二实施例的触控面板的剖视图。
图4是表示利用图1的透明导电性膜的第三实施例的触控面板的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下所公开的实施例，能够以各种方式实施，本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解本发明的范畴，本发明根据发明要求保护范围而定义。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。
下面参照附图详细说明本发明的透明导电性膜及利用该透明导电性膜的触控面板。
图1是表示本发明一实施例的透明导电性膜的剖视图。
参照图1，本发明一实施例的透明导电性膜100可包括膜基材101以及在膜基材101上依次层压的第一电介质薄膜102、第二电介质薄膜103、第一导电性薄膜104、第二导电性薄膜105以及第三导电性薄膜106。
膜基材101用于提供形成第一电介质薄膜102或者第一导电性薄膜104的面并为透明导电性膜100提供机械强度，膜基材101可以是玻璃、透明高分子膜等具有透明性的基材。例如，作为透明高分子膜，可使用选自由聚丙烯酸类、聚氨酯类、聚酯类、聚环氧类、聚烯烃类、聚碳酸酯类以及纤维素类等组成的组中的塑料膜。
由透明高分子膜形成的膜基材101可使用在透明高分子膜经过底涂(primercoating)处理之后再进行硬化涂层处理的薄膜，来具备表面平滑度与耐热性。
在考虑机械强度等时，优选地，膜基材101的厚度为20μm至1000μm左右。如果膜基材101的厚度小于20μm，则会缺乏机械强度，并且，有可能导致很难连续形成第一电介质膜102、第二电介质膜103以及第一至第三导电性薄膜104、105、106。相反，如果膜基材101的厚度超过1000μm，就会存在当应用到触控面板等时，存在打击特性等差、透过率低下的问题。
第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103作为第一导电性薄膜至第三导电性薄膜104、105、106的基底薄膜，可用于提高透明导电性膜100的透明性、耐擦伤性、耐弯曲性以及耐久性等的特性。
例如，第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103可由NaF(1.3)、Na3AlF6(1.35)、LiF(1.36)、MgF2(1.38)、CaF2(1.4)、BaF2(1.3)、BaF2(1.3)、SiO2(1.46)、LaF3(1.55)、CeF(1.63)、Al2O3(1.63)等无机物(括号里的值表示光的折射率)或者光的折射率为1.4～1.6左右的丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、硅氧烷类聚合物等有机物或者上述无机物与上述有机物的混合物形成。
在上述材料中，作为第一电介质薄膜102的材料，优选为有机物或者有机物与无机物的混合物。尤其是，有机物优选为由三聚氰胺树脂、醇酸树脂和有机硅烷缩合物的混合物形成的热固化型树脂。
并且，第二电介质薄膜103的材料优选为无机物或者有机物与无机物的混合物。尤其是，无机物优选为SiO2、MgF2、Al2O3等。
第一电介质薄膜102能够以10nm至25nm的厚度形成，优选地，以13nm至20nm的厚度形成。第二电介质薄膜103能够以15nm至100nm的厚度形成，优选地，以20nm至60nm的厚度形成。通过将第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103的厚度分别形成为上述范围之内，能够容易同时确保透明性、耐擦伤性、耐弯曲性等特性。
第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103可通过真空蒸镀(vacuumevaporation)法、溅射(sputtering)法、离子电镀(ion plating)法、涂敷法等形成。
上述透明导电性膜100通过层压如第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103一样的基底薄膜，来提高透明性以及耐擦伤性或者耐弯曲性的同时，提高作为触控面板用具有的打击特性。
但是，第一电介质薄膜102以及第二电介质薄膜103不是必须要形成的，而可以省略。
第一导电性薄膜104以及第三导电性薄膜106可由如下的公知的物质形成，诸如：金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铜(Cu)等金属，二氧化钛(TiO2)、氧化镉(CdO)等金属氧化物，碘化铜(CuI)等金属卤化物以及铟锡氧化物(IndiumTin Oxide，ITO)、掺氟二氧化锡(Flourine doped tin oxide，FTO)等透明导电氧化物(Transparent conductive oxide)等。第一导电性薄膜104以及第三导电性薄膜106可包含选自由上述物质中的一种或两种以上的材质形成。这时，优选地，第一导电性薄膜104以及第三导电性薄膜106以相同的材质形成，以减少随着透明导电性膜100内的折射率变化而变化的光学特性。
并且，优选地，第一导电性薄膜104以及第三导电性薄膜106由光透过率为85％以上且表面电阻为400Ω/square以下的铟锡氧化物材质形成，以提高光透过率以及电特性。
这时，第三导电性薄膜106起到补偿被第二导电性薄膜105反射的光的作用。
第二导电性薄膜105用于提高透明导电性膜100的电特性，第二导电性薄膜105由相比第一导电性薄膜104或者第三导电性薄膜106中的一个以上导电性更高的材质形成。
例如，第二导电性薄膜105可包括锡(Sn)、铝(Al)、钼(Mo)、石墨烯(graphene)以及锌(Zn)中的一种以上的材质而形成。
这样的第二导电性薄膜105可由1nm至10nm的厚度t2形成，以将对光特性造成的影响减少到最低程度。如果第二导电性薄膜105的厚度t2小于1nm，就不能期待透明导电性膜100的电特性提高至目标值。相反，如果第二导电性薄膜105的厚度t2大于10nm，就会降低其透明性，有可能导致透明导电性膜100的光学特性低下。
优选地，第二导电性薄膜105由5nm的厚度形成，以实现透明导电性膜100的透过率以及电特性的最优化。
就透明导电性膜100而言，将第一导电性薄膜104的厚度定义为t1，第二导电性薄膜105的厚度定义为t2，第三导电性薄膜106的厚度定义为t3，t1、t2、t3的合计厚度(t1+t2+t3)定义为t时，t可在20nm至100nm的范围内。
如果t小于20nm，就不能期待透明导电性膜100的电特性。相反，如果t大于100nm，就会降低其透明性，有可能导致透明导电性膜100的光学特性低下。
第一导电性薄膜至第三导电性薄膜104、105、106可通过本技术领域所熟知的通常的导电性薄膜的形成方法形成，例如，真空蒸镀法、溅射法、离子电镀法、喷雾热解(spray pyrolysis)法、化学镀(chemical plating)法、电镀(electro plating)法、湿涂(wet coating)法或者这些方法的组合。其中尤其考虑导电性薄膜的形成速度或者生产率等方面时，优选地，使用真空蒸镀法、溅射法或者湿涂法。
这样的结构的透明导电性膜100中，由于在第一导电性薄膜104与第三导电性薄膜106之间形成相比上述第一导电性薄膜104与第三导电性薄膜106中的至少一个导电性更高的材质的第二导电性薄膜105，因此由金属物质产生的光学特性的影响微不足道，但是在薄膜上的电特性会进一步提高。
并且，透明导电性膜100中第一导电性薄膜104或者第三导电性薄膜106中的至少一个由铟锡氧化物材质形成的情况下，可在第一导电性薄膜104与第三导电性薄膜106之间插入金属材质的第二导电性薄膜105，来期待减少使用如铟(indium)一样的稀有金属的效果。
另一方面，优选地，本发明的透明导电性膜100可适用于触控面板，尤其是适用于电阻膜方式的触控面板。
图2是表示利用图1的透明导电性膜的第一实施例的触控面板的剖视图，图3是表示利用图1的透明导电性膜的第二实施例的触控面板的剖视图，图4是表示利用图1的透明导电性膜的第三实施例的触控面板的剖视图。为了方便说明，将图1的透明导电性膜与第一透明导电性膜混用来说明。
参照图2，触控面板200包括：第一面板P1，其具有第一透明导电性膜100；第二面板P2，其与第一面板P1相向，并具有第二透明导电性膜100a；以及隔片130，其配置在上述第一透明导电性膜100与上述第二透明导电性膜100a之间。
第一透明导电性膜100可通过粘结剂层(未图示)与第一透明基体110相接合。第二透明导电性膜100a可形成于第二透明基体120上。
第一透明导电性膜100与第二透明导电性膜100a相互正交，可形成为线形。第一透明基体110以及第二透明基体120可由塑料膜或玻璃等材质形成。第二透明导电性膜100a可为通常的透明导电性膜。
即，触控面板200将使具有第一透明导电性膜100或者第二透明导电性膜100a的一对第一面板P1以及第二面板P2隔着隔片130相向配置而成，以使相互正交的第一透明导电性膜100以及第二透明导电性膜100a之间相向。
上述的触控面板200中，在用于加压的上侧的第一面板P1使用图1的透明导电性膜100。该触控面板200起到如下的作为透明开关横体的功能，即，用手指或者笔等加压打击上侧的第一面板P1时，第一透明导电性膜100以及第二透明导电性膜100a相接触而通电，从而成为电路开启(ON)的状态，解除加压时，回到原来的关闭(OFF)状态。这时，因第一面板P1采用本发明的电特性优秀的透明导电性膜100，因此能够体现出电特性进一步提高的触控面板200。
另一方面，图2的触控面板200仅在上部的第一面板P1采用本发明的透明导电性膜100，但不限于此。
与此不同地，如图3所示，触控面板300仅在下部的第二面板P2采用本发明的透明导电性膜100。如图4所示，触控面板400在上部的第一面板P1以及下部的第二面板P2均可采用本发明的透明导电性膜100。除此以外，图3以及图4的其他内容可与图2相同，因此省略其重复的内容。
本发明的第一实施例至第三实施例的触控面板200、300、400可附着在液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、等离子体显示器(Plasma Display Panel，PDP)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light EmittingDiodes，OLED)或者电子纸(E-Paper)等显示设备而使用。
以下，将以对比本发明的实施例与比较例的方式记载，并且更详细地进行说明。
通过测定经过热处理前后的载体浓度、移动度以及电阻来评价了透明导电性膜的电特性。并且，通过测定透过率以及反射率等来评价了透明导电性膜的光学特性。
实施例1
利用直流溅射法在125μm厚度的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(以下简称PET膜)形成的透明的膜基材的一面上依次形成10nm厚度的下部铟锡氧化物薄膜、5nm厚度的锡(Sn)薄膜以及10nm厚度的上部铟锡氧化物薄膜，来制作出透明导电性膜试片。之后，在150℃的温度下对透明导电性膜试片进行60分钟的热处理。
实施例2
除了自上而下形成20nm的铟锡氧化物(ITO)薄膜、5nm的锡(Sn)薄膜、20nm的铟锡氧化物(ITO)薄膜之外，其他与实施例1相同。
实施例3
除了自上而下形成10nm的铟锡氧化物(ITO)薄膜、10nm的锡(Sn)薄膜、10nm的铟锡氧化物(ITO)薄膜之外，其他与实施例1相同。
实施例4
除了自上而下形成10nm的金(Au)薄膜、10nm的锡(Sn)薄膜、10nm的金(Au)薄膜之外，其他与实施例1相同。
实施例5
除了自上而下形成20nm的金(Au)薄膜、5nm的石墨烯薄膜、20nm的铜(Cu)薄膜之外，其他与实施例1相同。
比较例1
除了将下部铟锡氧化物薄膜的厚度形成为20nm，且未形成锡(Sn)薄膜以及上部铟锡氧化物薄膜之外，其他与实施例1相同。
比较例2
除了将下部铟锡氧化物薄膜厚度形成为15nm，且未形成上部铟锡氧化物薄膜之外，其他的与实施例1相同。
比较例3
除了将下部铟锡氧化物薄膜的厚度形成为20nm，且未形成上部铟锡氧化物薄膜之外，其他的与实施例1相同。
透明导电性膜的电特性评价
表1表示实施例1至实施例5以及比较例1至比较例3的透明导电性膜的电特性评价结果。
表1
参照表1，实施例3至实施例4的电阻相对低，实施例1至实施例2、实施例5的电阻比实施例3至实施例4略高一点，但是比比较例1至比较例3低。
即，上述实施例1至实施例5具有比比较例1至比较例3低的电阻，因此表现出优秀的电特性。
上述的结果中，电阻基于载体浓度与移动度这两个因素(factor)而表现出其结果，如果载体浓度高，且移动度也高，电阻降低。
并且，通过实施例1至实施例3可确认出，电阻与锡(Sn)薄膜的厚度成反比，与各个铟锡氧化物薄膜的厚度成正比。据此可判断出，在多个相对薄的铟锡氧化物薄膜之间插入厚的锡(Sn)薄膜的情况会通过导电度的提高来表现出优秀的电特性。
并且，通过实施例4至实施例5可确认出，仅由金属形成层或在金属与金属之间插入石墨烯来形成层的情况下，也表现出优秀的电特性。
透明导电性膜的光学特性评价
表2是表示实施例1至实施例5以及比较例1至比较例3的透明导电性膜的光学特性评价结果。
表2
这里，T表示550nm波长下的光透过率、Y(D65)表示550nm波长下的全透过率或者全反射率、b*表示淡黄色(yellowish)的程度、Haze表示浊度、R表示550nm波长下的光反射率。
参照表2可确认出，就透过率而言，实施例1至实施例2以及比较例1相对高，而比较例2显著低，实施例3至实施例5以及比较例3相比实施例1至实施例2略低。
并且可确认出，就b*值而言，比较例1最低，实施例1至实施例2相比实施例3至实施例4以及比较例2至比较例3略低，实施例5最高。
并且，就浊度而言，比较例1、比较例3相对低，而实施例4至实施例5相对高，实施例1至实施例3以及比较例2相对表现出了中间左右的值。
并且，就反射率而言，实施例4至实施例5相对高于比较例2，而实施例1至实施例3相对低于比较例1、比较例3。
由此可确认出，实施例1至实施例3与比较例1为适合本发明透明导电性膜的光学特性的优选条件。
综合上述实验结果可确认出，实施例1至实施例3在电特性以及光学特性上均表现出优秀的特性。实施例4至实施例5虽然电特性优秀，但光学特性相对低下。
并且，比较例1虽然光学特性最优秀，但电特性非常低下，比较例2至比较例3的光学特性以及电特性，尤其是光学特性非常低下。
以上，以本发明的实施例为中心进行了说明，但本发明所属技术领域的普通技术人员可实施各种变更与变形。这些变更与变形只要不超出本发明提供的技术思想的范围，均可视为属于本发明。因此本发明的发明要求保护范围根据以下记载的发明要求保护范围而判断。

Claims (10)

1.一种透明导电性膜，其特征在于，包括：
膜基材，
第一导电性薄膜，其形成于所述膜基材上，
第二导电性薄膜，其形成于所述第一导电性薄膜上，以及
第三导电性薄膜，其形成于所述第二导电性薄膜上；
所述第二导电性薄膜由导电性高于所述第一导电性薄膜或者所述第三导电性薄膜的材质形成。
2.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第二导电性薄膜包含选自锡、铝、钼、石墨烯以及锌中的一种以上的材质而形成。
3.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第二导电性薄膜以1nm至10nm的厚度形成。
4.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第一导电性薄膜以及所述第三导电性薄膜包含选自金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铜(Cu)、二氧化钛(TiO2)、氧化镉(CdO)以及碘化铜(CuI)中的一种以上的材质而形成。
5.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第一导电性薄膜以及所述第三导电性薄膜由透明导电氧化物形成，所述透明导电氧化物为铟锡氧化物(ITO)或掺氟二氧化锡(FTO)。
6.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第一导电性薄膜由与所述第三导电性薄膜相同的材质形成。
7.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述透明导电性膜中，所述第一导电性薄膜、所述第二导电性薄膜以及所述第三导电性薄膜的总厚度为20nm至100nm。
8.根据权利要求1所述的透明导电性膜，其特征在于，所述膜基材与所述第一导电性薄膜之间还包括：
第一电介质薄膜，其与所述膜基材相接触而形成；以及
第二电介质薄膜，其形成于所述第一电介质薄膜上。
9.根据权利要求8所述的透明导电性膜，其特征在于，所述第一电介质薄膜以及第二电介质薄膜包含无机物或者有机物中的一种以上。
10.一种触控面板，其特征在于，包括：
第一面板，其具有第一透明导电性膜，
第二面板，其与所述第一面板相向，并具有与所述第一透明导电性膜正交的第二透明导电性膜，以及
隔片，其配置在所述第一透明导电性膜与所述第二透明导电性膜之间；
所述第一透明导电性膜或者所述第二透明导电性膜包括膜基材、形成于所述膜基材上的第一导电性薄膜、形成于所述第一导电性薄膜上的第二导电性薄膜以及形成于所述第二导电性薄膜上的第三导电性薄膜；
所述第二导电性薄膜为由导电性高于所述第一导电性薄膜或者所述第三导电性薄膜的材质形成的透明导电性膜。
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