CN108986956A - 一种透明导电膜 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的透明导电膜1的面电阻值为约0.01Ω/□‑1Ω/□，且线电阻值小于250Ω。本发明的透明导电膜1的面电阻值及线电阻值皆远小于现有技术所使用的ITO基材的面电阻值(约100Ω/□‑400Ω/□)与线电阻值(约10,000Ω‑50,000Ω)。由于本发明所提供的透明导电膜具有较低的面电阻值及较高导电度；因此，以本发明的透明导电膜作为金属网格触摸基板的触摸显示装置，将具有较佳的触摸灵敏度。另一方面，在本发明所提供的透明导电膜1中，金属层的上下表面皆形成有深蓝色、深灰色或黑色的介电层与抗反射层，因此可避免光反射、光散射或光绕射所产生的色偏现象。

Description

一种透明导电膜

技术领域

本发明涉及触摸面板的技术领域，尤指能够取代ITO基板的一种透明导电结构。

背景技术

目前为止，触摸面板主要应用于智能手机、平板电脑等屏幕尺寸较小的电子装置上，然而，随着大尺寸笔记本电脑、与大型触摸屏幕的市场需求的逐渐增加，大尺寸触摸面板的制造价格以及ITO(氧化铟锡，Indium tin oxide)基材的电阻值便逐渐成为大尺寸触摸面板的主要问题来源；其中，ITO基材的面电阻值约为100Ω/□-400Ω/□，且其线电阻值约为10,000Ω-50,000Ω。此外，ITO基材电阻值过高的缺点容易影响到触摸驱动IC的演算速度。因此，一旦将ITO基材应用于制造大尺寸触摸面板时，ITO基材本身具备的缺点所引起的不良影响就明显浮现了。

鉴于ITO基材无法被应用于大尺寸触摸面板的制造，一种使用金属网格作为感测电极的技术被发展出来。请参阅图1，现有技术的金属网格触摸面板1’的结构包括：液晶显示模组16’、第一光学胶15’、金属网格触摸基板10’、上电极101’、下电极102’、第二光学胶11’、抗眩光膜12’、第三光学胶13’、以及上盖基板14’。

在ITO触摸面板1’的结构中，除了上盖基板14’会反光外，构成ITO触摸基板10’的纳米金属导线(未图示)会产生反光，这样的反光效果所产生的光干涉现象容易导致人眼的视觉疲劳，而造成显示品质下降的问题；因此，ITO触摸面板1’的结构中又增设了一层抗眩光膜12’，以降低纳米金属导线与上盖基板14’所造成的反光问题。

然而，由于ITO触摸面板1’的抗眩光膜12’降低纳米金属导线与上盖基板14’所造成的反光问题，结果导致了ITO触摸面板1’整体厚度与制造成本的增加，同时，抗眩光膜12’影响到ITO触摸面板1’的透光性。再者，ITO触摸面板1’通常以纳米碳管、纳米银线、或石墨烯制造所述的金属网格触摸基板10’的纳米金属导线；其中，由于纳米碳管与石墨烯因成本较高且不易量产，一般将纳米银线制成金属网格触摸基板10’的纳米金属导线。然而，除了成本昂贵外，纳米银导线本身容易产生氧化反应或硫化反应，而增加透明导电结构(金属网格触摸面板1’)的表面电阻值；长期使用后，纳米银导线可能因为银迁移现象而形成断路，造成电性失效。

因此，鉴于ITO触摸面板仍具有诸多的缺陷，发明人终于研发完成本发明的一种透明导电结构。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种透明导电膜，其面电阻值为约0.01Ω/□-1Ω/□，且其线电阻值小于250Ω。因此，本发明的透明导电结构的面电阻值及线电阻值皆远小于现有技术所使用的ITO基材的面电阻值(约100Ω/□-400Ω/□)与线电阻值(约10,000Ω-50,000Ω)。

因此，为了达成本发明上述的目的，发明人提出一种透明导电膜，包括：透明基板，具有上表面与下表面；第一介电层，形成于该透明基板的该上表面上；第一金属层，形成于该第一介电层上；第一抗反射层，形成于该第一金属层上；第二介电层，形成于该透明基板的该下表面上；第二金属层，形成于该第二介电层上；以及第二抗反射层，形成于该第二金属层上；其中，该第一介电层、该第一金属层与该第一抗反射层构成第一金属网格于该上表面上，且该第二介电层、该第二金属层与该第二抗反射层构成第二金属网格于该下表面上。

优选的，该第一金属网格与该第二金属网格的线宽介于1微米至15微米之间。

优选的，该透明基板为刚性基板或挠性基板。

优选的，该第一介电层及该第二介电层的材料可为下列任一者：金属、金属氧化物或含金属硫化物。

优选的，该第一抗反射层与该第二抗反射层的材料可为下列任一者：金属、金属氧化物或金属硫化物。

优选的，所述金属可以是下列任一者：镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锡(Sn)、钴(Co)、钒(V)以及上述任两者以上的合金。

优选的，该第一金属层及该第二金属层的材料为铜或银。

优选的，该透明导电膜更包含：第一保护层，覆盖该第一抗反射层；以及第二保护层，覆盖该第二抗反射层；其中，该第一保护层及该第二保护层的材料为光学透明胶。

优选的，该透明导电膜更包含：第一附着层，形成于该透明基板的该上表面与该第一介电层之间；以及第二附着层，形成于该透明基板的该下表面与该第二介电层之间；其中，该第一附着层及该第二附着层的材料为金属、金属硫化物或金属氧化物。

优选的，该透明导电膜中，所述的刚性基板的材料为玻璃、玻璃纤维或硬塑胶；并且，所述挠性基板的材料为聚乙烯、聚对苯二甲基乙二酯或三醋酸纤维。

由于本发明所提供的透明导电膜具有较低的面电阻值及较高导电度；因此，以本发明的透明导电膜作为金属网格触摸基板的触摸显示装置，将具有较佳的触摸灵敏度。另一方面，金属网格结构中的铜金属层的上下表面皆形成有深蓝色、深灰色或黑色的介电层与抗反射层，因此可避免光反射、光散射或光绕射所产生的色偏现象。

附图说明

为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种透明导电膜，以下将配合附图详尽说明本发明的较佳实施例：

图1是现有技术的金属网格触摸面板。

图2是本发明的透明导电结构的上视图。

图3是本发明的透明导电结构的第一实施图。

图4是透明导电膜1的第一金属层112、第二金属层112a与透明基板11的架构图。

图5是透明导电膜的第二实施例架构图。

具体实施方式

如图2与图3所示，透明导电膜1的第一实施例包括：透明基板11、形成于该透明基板11的上表面上的第一介电层111、形成于该第一介电层111上的第一金属层112、形成于该第一金属层112上的第一抗反射层113、形成于该透明基板11的下表面上的第二介电层111a、形成于该第二介电层111a上的第二金属层112a、以及形成于该第二金属层112a上的第二抗反射层113a。其中，该第一介电层111、该第一金属层112与该第一抗反射层113构成第一金属网格110于该上表面上，且该第二介电层111a、该第二金属层112a与该第二抗反射层113a构成第二金属网格110a于该下表面上。

所述第一金属网格110呈横向延伸且所述第二金属网格110a呈纵向延伸，使得第一金属网格110的多个金属导线及第二金属网格110a的多个金属导线构成彼此交错的方格状结构(如图2所示)。并且，由于第一金属网格110的金属导线以及第二金属网格110a的金属导线的线宽介于1微米至15微米，这些细微的金属导线能够有效防止干涉等光学现象，例如所谓的莫瑞效应。并且，第一金属网格110的金属导线以及第二金属网格110a的较佳实施例的金属导线线宽为1μm-10μm。

必须进一步说明的是，透明导电膜1主要应用于作为触摸显示装置的金属网格触摸面板，因此所述透明基板11可以是刚性基板，例如玻璃、玻璃纤维或硬塑胶。此外，所述透明基板11也可以是挠性基板，例如聚乙烯、聚对苯二甲基乙二酯或三醋酸纤维。

图3示出了第一金属网格110由第一介电层111、第一金属层112与第一抗反射层113所构成，且第二金属网格110a由第二介电层111a、第二金属层112a与第二抗反射层113a所构成。其中，所述第一金属层112与第二金属层112a的材料为铜，且其厚度约为0.2μm-3.0μm。由于铜的电阻率为约1.678×10-6Ωcm，远低于其他非金属的透明导电材料(例如纳米碳管)；因此，能将铜金属制成光穿透率达85％以上的薄导电层，便可作为透明导电结构。基于前述物理基础，将由铜所制成的第一金属层112与第二金属层112a分别形成于该透明基板11的上表面与下表面，并且，第一金属层112与第二金属层112a相对于该透明基板11而构成铜网格结构；如此，光线便可经由铜网格结构的方格孔洞而穿过透明基板11，使得铜网格结构与透明基板11具有很高的透光率。

图4示出了透明导电结构1的第一金属层112、第二金属层112a与透明基板11的架构图。当光线射向第一金属层112与透明基板11时，部分的光经铜网格结构的方格孔洞而穿过透明基板11且部分的光会受到第一金属层112的反射；并且，部分穿过透明基板11的光受到第二金属层112a的反射。同样地，当光线射向第二金属层112a与透明基板11时，部分的光经铜网格结构的方格孔洞而穿过透明基板11且部分的光受到第二金属层112a的反射；并且，部分穿过透明基板11的光会受到第一金属层112的反射。

为了解决图4所呈现出的光反射现象，如图3所示，透明基板11与第一金属层112之间增设第一介电层111，并在透明基板11与第二金属层112a之间增设第二介电层111a。其中，第一介电层111与第二介电层111a的增设可以解决部分穿过透明基板11的光受到第一金属层112(和/或第二金属层112a)的反射的问题。

所述第一介电层111与所述第二介电层111a的材料可以是金属、含氧的金属化合物或者含硫的金属化合物，且其厚度为约1nm-200nm。值得注意的是，所述的含氧或含硫的金属化合物指氧分子、氧原子或硫原子掺杂在金属材料中。当金属材料中掺杂氧分子、氧原子或硫原子时，会使得金属化合物失去金属光泽，进而得到蓝色、深蓝色、深灰色或黑色的金属氧化物或金属硫化物。如此，由于透明基板11与第一金属层112之间增设有蓝色、深蓝色、深灰色或黑色的第一介电层111，且透明基板11与第二金属层112a之间增设蓝色、深蓝色、深灰色或黑色的第二介电层111a，因此，当部分穿过透明基板11的光射向第二金属层112a和/或第一介电层111时，第二金属层112a和/或第一介电层111便会吸收光，消除光反射现象。

参阅图4，当光线射向第一金属层112(或第二金属层112a)与透明基板11时，部分的光经铜网格结构的方格孔洞而穿过透明基板11且部分的光受到第一金属层112(或第二金属层112a)的反射。为了解决类似的光反射现象，如图3所示，在第一金属层112上形成第一抗反射层113，并同时在第二金属层112a上形成第二抗反射层113a。其中，第一抗反射层113与第二抗反射层113a的材料可以是金属、含氧的金属化合物或者含硫的金属化合物，且其厚度为约5nm-1000nm。如此，当光线射向第一金属层112和/或第二金属层112a时，第一抗反射层113和/或第二抗反射层113a便会吸收光，消除光反射现象。

请继续参阅图5。为了增加前述图3所示的透明导电结构1的效果，本发明又提供如图5所示的透明导电膜1的第二实施例。不同于前述图3所示的透明导电膜1的第一实施例，第二实施例还包括：形成于该透明基板11的上表面与该第一介电层111之间的第一附着层114、形成于该透明基板11的该下表面与该第二介电层111a之间的第二附着层114a、覆盖该第一抗反射层113的第一保护层115、以及覆盖该第二抗反射层113a的第二保护层115a。

第一附着层114与第二附着层114a的材料可以是金属、金属硫化物或金属氧化物，且其厚度为1nm-200nm。另外，第一保护层115与第二保护层115a的材料为厚度约10μm-100μm的光学透明胶，例如透明压克力胶。

透明导电膜1的实施例由以下制造步骤完成：(1)以PET作为该透明基板11；(2)在PET透明基板11的上表面及下表面同时溅镀厚度约20nm的镍铬合金以作为第一附着层114与第二附着层114a；(3)在第一附着层114与第二附着层114a上同时溅镀锌铜合金以作为第一介电层111与第二介电层111a；(4)利用第一电镀工艺将铜金属镀在第一介电层111与第二介电层111a上，以形成第一金属层112与第二金属层112a；其中，第一附着层114与第二附着层114a加强了镍铬合金和铜之间的结合能力；(5)利用第二电镀工艺将镍锌硫化合物镀在第一金属层112与第二金属层112a上，以形成第一抗反射层113与第二抗反射层113a；(6)接着，利用光刻技术将第一抗反射层113、第一金属层112、第一介电层111、与第一附着层114蚀刻成第一金属网格110，并同时将第二抗反射层113a、第二金属层112a、第二介电层111a、与第二附着层114a蚀刻成第二金属网格110a；以及(7)光学透明胶设置在第一抗反射层113与第二抗反射层113a上，以作为第一保护层115与第二保护层115a。

利用感应耦合等离子体质谱法确认实施例一所制得的透明导电膜1的面电阻值及线电阻值，并将所得的资料整理于下表中。

	线电阻(Ω/□)	面电阻(Ω/□)	光透过率(％)
				实施例一	0.031	＜205	88

表1

透明导电膜1的实施例二同样通过上述步骤(1)-步骤(7)而制得。获得实施例二的透明导电膜1后，利用感应耦合等离子体质谱法确认实施例二所制得的透明导电膜1的面电阻值及线电阻值，并将所得的资料整理于下表中。

	线电阻(Ω/□)	面电阻(Ω/□)	光透过率(％)
				实施例二	0.036	＜250	88

表2

上述实施例一与实施例二的实验数据皆证实了：

(1)本发明所提供的透明导电膜1的面电阻值为约0.01Ω/□-1Ω/□，且线电阻值小于250Ω。因此，可以确定的是，本发明的透明导电膜1的面电阻值及线电阻值皆远小于现有技术所使用的ITO基材的面电阻值(约100Ω/□-400Ω/□)与线电阻值(约10,000Ω-50,000Ω)。

(2)同时，由实验结果亦可得知，由于本发明所提供的透明导电膜具有较低的面电阻值及较高导电度；因此，以本发明的透明导电膜作为金属网格触摸基板的触摸显示装置，将具有较佳的触摸灵敏度。

(3)另一方面，在本发明所提供的透明导电膜1中，金属层的上下表面皆形成有深蓝色、深灰色或黑色的介电层与抗反射层，因此可避免光反射、光散射或光绕射所产生的色偏现象。

必须加以强调的是，上述的详细说明针对本发明可行实施例的具体说明，凡未脱离本发明精神的等效实施例或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (10)

1.一种透明导电膜，包括：透明基板，具有上表面与下表面；第一介电层，形成于该透明基板的该上表面上；第一金属层，形成于该第一介电层上；第一抗反射层，形成于该第一金属层上；第二介电层，形成于该透明基板的该下表面上；第二金属层，形成于该第二介电层上；以及第二抗反射层，形成于该第二金属层上；其中，该第一介电层、该第一金属层与该第一抗反射层构成第一金属网格于该上表面上，且该第二介电层、该第二金属层与该第二抗反射层构成第二金属网格该下表面上。

2.如权利要求1所述的透明导电膜，其中该第一金属网格与该第二金属网格的线宽介于1微米至15微米之间。

3.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，该透明基板为刚性基板或挠性基板。

4.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，该第一介电层及该第二介电层的材料可为下列任一者：金属、金属氧化物或含金属硫化物。

5.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，该第一抗反射层与该第二抗反射层的材料可为下列任一者：金属、金属氧化物或金属硫化物。

6.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，所述金属可以是下列任一者：镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锡(Sn)、钴(Co)、钒(V)以及上述任两者以上的合金。

7.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，该第一金属层及该第二金属层的材料为铜或银。

8.如权利要求1所述的透明导电膜，更包含：第一保护层，覆盖该第一抗反射层；以及第二保护层，覆盖该第二抗反射层；其中，该第一保护层及该第二保护层的材料为光学透明胶。

9.如权利要求1所述的透明导电膜，更包含：第一附着层，形成于该透明基板的该上表面与该第一介电层之间；以及第二附着层，形成于该透明基板的该下表面与该第二介电层之间；其中，该第一附着层及该第二附着层的材料为金属、金属硫化物或金属氧化物。

10.如权利要求1所述的透明导电膜，其中，所述的刚性基板的材料为玻璃、玻璃纤维或硬塑胶；并且，所述挠性基板的材料为聚乙烯、聚对苯二甲基乙二酯或三醋酸纤维。