CN115302879A - 透明隔热薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明隔热薄膜，主要包括一基底层，具有一第一面以及一第二面、一硬涂层、一纳米银线层、以及一保护层，具有一内表面以及一外表面，其中，该硬涂层与该纳米银线层夹设于该基底层的该第一面以及该保护层的该内表面之间，当该基底层的该第二面的温度T1＝50～100℃且达到热平衡时，该保护层的外表面的温度为T2(℃)，两者的温差ΔT为T1‑T2＝0.15T1～0.35T1。
Description
技术领域
本发明有关于一种透明隔热薄膜，尤指用于制备触控面板的一种透明隔热薄膜。
背景技术
随着电子设备越来越普及，使用者对于电子产品外观上的要求也越来越高，并朝着更轻、更薄的方向发展，由于电子产品薄型化的趋势，因散热的问题而导致电子产品表面温度不断的升高，尤其是大屏幕薄型显示面板，其散热问题在设计大规模集成电路和封装电子设备过程中仍是亟待解决的问题。
为了解决此种高发热电子产品的发热问题，大多会在产品表面设置隔热薄膜，以隔绝热能，避免用户在触碰电子产品时，有产品过热等问题出现，而目前常于电子产品表面装贴高导热系数的金属散热片，而常用的导热金属是银、铜、铝等，然而，金属散热片若欲达到更好的散热或隔热效果，需增加导热金属的添加量，而可能会影响到显示面板的光学特性。
发明内容
本发明提供了一种新颖的透明隔热薄膜，包括：一基底层，具有一第一面以及一第二面；一硬涂层；一纳米银线层；以及一保护层，具有一内表面以及一外表面；其中，该硬涂层与该纳米银线层夹设于该基底层的该第一面以及该保护层的该内表面之间，当该基底层的该第二面的温度T1＝50～100℃且达到热平衡时，该保护层的外表面的温度为T2(℃)，两者的温差ΔT为T1-T2＝0.15T1～0.35T1。
于本发明一实施例中，该透明隔热薄膜的穿透率为85～99％；雾度为0.5～2.5％；以及对于波长为550nm的光反射率为0.5～2％。
于本发明一实施例中，该纳米银线层的面电阻值为10～150ops。
于本发明一实施例中，该基底层的第二面及该保护层的外表面两者的温度达到热平衡的所需时间少于5分钟。
于本发明一实施例中，该硬涂层设置于该基底层的该第一面上，该纳米银线层设置于该硬涂层上，该保护层设置于该纳米银线层上。
于本发明一实施例中，该透明隔热薄膜还包括一抗反射膜，具有一黏着面以及一触碰面，该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上
本发明提供另一种透明隔热薄膜，包括：一基底层，具有一第一面以及一第二面；一硬涂层；一纳米银线层；一保护层，具有一内表面以及一外表面，该保护层的内表面面对该纳米银线层；以及一抗反射膜，具有一黏着面以及一触碰面；其中，该硬涂层与该纳米银线层夹设于该基底层的该第一面以及该保护层的该内表面之间，该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上，该基底层的该第二面表面的温度为T3＝50～100℃且达热平衡时，该抗反射膜的该触碰面的温度为T4(℃)，两者的温差ΔT为T3-T4＝0.12T3～0.32T3。
于本发明一实施例中，该纳米银线层的面电阻值为10～40ops。
于本发明一实施例中，该硬涂层设置于该基底层的该第一面上；该纳米银线层设置于该硬涂层上；该保护层，设置于该纳米银线层上；以及该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上。
于本发明一实施例中，该抗反射膜包括层迭的一高折射层、以及一低折射层。
于本发明一实施例中，该高折射层的折射率为1.6-1.7，该低折射层的折射率为1.3-1.4。
于本发明一实施例中，该透明隔热薄膜的硬度≥2H。
另外，于本发明中所记载的“上”仅是用来表示相对的位置关系，例如，一第一组件，设置于一第二组件“上”可包含该第一组件与该第二组件直接接触的情况，或者，亦可包含该第一组件与该第二组件之间有其他额外的组件，使得该第一组件与该第二组件之间并无直接的接触。
于本发明中所记载“达到热平衡”是指透明隔热薄膜中的各层之间无温度梯度的变化，举例而言，于本发明中，透明隔热薄膜的该基底层的第二面经加热至一固定温度并经过一段时间后，该保护层的外表面与该基底层的第二面的温度差维持不变时即为达到热平衡。
本发明所提供的透明隔热薄膜利用纳米银线作为导热材料，除了提供优异的散热及隔热效果以外，亦有优异的光学特性，并兼具高硬度，于高温高湿环境下，可避免纳米银线被破坏，有效提升储存安定性。
附图说明
图1是本发明第一实施例的透明隔热薄膜的剖面示意图。
图2是本发明第二实施例的透明隔热薄膜的剖面示意图。
图3是本发明第二实施例的透明隔热薄膜的安定性测试结果图。
附图标记说明
1000、2000：透明隔热薄膜
1：基底层
11：第一面
12：第二面
2：硬涂层
3：纳米银线层
4：保护层
41：内表面
42：外表面
5：抗反射膜
51：黏着面
52：触碰面
53：高折射层
54：低折射层
具体实施方式
首先，本发明第一实施例的透明隔热薄膜1000的剖面图如图1的所示，包括一基底层1、一硬涂层2、一纳米银线层3、以及一保护层4，其中，该基底层1具有一第一面11及一第二面12，其厚度可为40～100μm，且可为本领域中常用的玻璃、蓝宝石、亚克力(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(Polyimide)、三醋酸纤维素薄膜(TAC film)、等透明材料，但并不受限于此。
该硬涂层2形成于该基底层1的该第一面11上，其厚度可为0.5～2.0μm，并可为本领域中常用的三聚氰胺系树脂、胺基甲酸乙酯系树脂、醇酸系树脂、丙烯酸系树脂、或硅酮系树脂等硬化型树脂等材料所构成的硬化覆膜，但不受限于此。
该纳米银线层3形成于该硬涂层2上，且该纳米银线层3的面电阻值可为10～150ops(ohm per square，Ω/□)。
该保护层4形成于该纳米银线层3上以提供保护该纳米银线层3的作用，具有一内表面41以及一外表面42，该内表面41面对并接触该纳米银线层3，且其厚度可为40～100nm，并可使用本领域中常用于作为保护膜的材料，例如可为聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯酸树脂、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氨酯(PU)、玻璃纸、聚烯烃、环烯烃共聚物(COP)、聚四氟乙烯(PTFE)、或其混合物。
本发明的第二实施例的透明隔热薄膜2000的剖面图如图2所示，包括一基底层1、一硬涂层2、一纳米银线层3、一保护层4、以及一抗反射膜5。
于本发明的第二实施例中，该基底层1、该硬涂层2、该纳米银线层3、以及该保护层4大致上都与第一实施例相同，此外，第二实施例还包括了设置在该保护层4的外表面42上的该抗反射膜5。
该抗反射膜5具有一黏着面51以及一接触面52，其通过该黏着面51黏着于该保护层4的该外表面42上，而该反射膜5可使用本领域中常见的抗反射膜，于本实施例中，该抗反射膜5包括互相层迭的一高折射层53、以及一低折射层54，该高折射层53的折射率为1.6-1.7，厚度可为50-100nm；该低折射层54的折射率为1.3-1.4，厚度可为100-200nm。该高折射层53及该低折射层54的设置可调节该透明隔热薄膜的光学特性。
[光学特性及隔热效果评估]
首先，提供包含依序堆栈的基底层、硬涂层、以及纳米银线层的层迭结构，其中，纳米银线层因含量不同，而各自有＜10、15、20、及150ops的面阻值，分别为实施例1至实施例4，此外，提供包含依序堆栈的基底层、硬涂层、高折射层、以及低折射层的层迭结构，并作为比较例1。在光学特性方面，本测试例分别测量实施例1至实施例4以及比较例1的穿透率、雾度、以及反射率。另外，针对隔热效果的评估方法，于实施例1至实施例4、及比较例1中的基底层的第二面以光学胶黏贴于设定至50℃(加热板温度T1)的恒温加热板上，待热平衡后以热像仪(IR Camera)测量其纳米银线层(实施例1至实施例4)及低折射层(比较例1)的显露的一表面的温度(T2)，比较其两侧的温差(ΔT)以评估其隔热效果，其测量结果如表1所示，其中当面阻值若小于10ops则纳米银线层中纳米银线的负载量会造成可视性的影响，大于150ops则隔热效果不佳。
表1
由于隔热性与光学可视性的需求，透明隔热薄膜中包含较佳为15～150ops，更佳为15～50ops，最佳为15～25ops的纳米银线层，可兼顾透明隔热薄膜整体隔热性以及穿透率为85～99％；雾度为0.5～2.5％；以及波长为550nm的光反射率为0.5～2％的需求。
接下来，以包含面阻值为25ops的纳米银线层的透明隔热薄膜作为实施例5，并使用加热板将其基底层的第二面加温至50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃(加热板温度T1)，并分别测量实施例5中纳米银线层的显露的一表面的温度(T2)，比较其两侧的温差值(ΔT)以评估其隔热效果，其测量结果如表2所示：
表2
由表1～2可推知，当含有纳米银线层的透明隔热薄膜，依照其仿真隔热温度，即加热板温度(T1)与温差值ΔT(T1-T2)有一关系式：ΔT＝0.15T1～0.35T1。
由以上测试结果可得知，实施例1至实施例4中含有纳米银线层的透明隔热薄膜具有良好的隔热效果，且达到热平衡时间短，于5分钟内即可达成两侧温度差维持不变。并通过调控纳米银线层中纳米银线的含量(面阻值)，可有效调节薄膜两侧的温差，以达到7.7至16℃，也就是说，当该隔热薄膜的基底层的第二面升温至50℃时，达热平衡时该隔热薄膜的另一侧可维持在34至42.3℃，甚至当该隔热薄膜的基底层的第二面升温至60至110℃时，薄膜两侧的温差可达到17.3至37.7℃；而反观比较例1不具有纳米银线层的透明隔热薄膜，其几乎没有隔热效果，只有0.4℃的温差值。此外，实施例1至实施例4的透明隔热薄膜有良好的光学表现，其穿透率为87.6至92.9％；雾度＜4％；以及反射率＜3％。
接着，提供如图2所示，包含依序堆栈的基底层、硬涂层、纳米银线层、保护层、以及抗反射膜的透明隔热薄膜，其中，抗反射膜具有高折射层、以及低折射层，高折射层的折射率为1.628，低折射层的折射率为1.380，纳米银线层的面阻值为10、20、40ops，分别为实施例6至实施例8，并同样以上文中不具有纳米银线层的层迭结构作为比较例1，并分别量测实施例6至实施例8的光学特性，并进行隔热效果的评估，其评估的方法皆与上文相似，即于该基底层的第二面加温至50℃(加热板温度T3)，并量测该抗反射膜的触碰面的温度T4(℃)，评估结果如表3所示。
表3
由表3的测量结果可得知，实施例6至实施例8中含有抗反射膜的透明隔热薄膜仍兼具优异的隔热效果，其隔热效果达6.2至15.7℃，故当使用者操作该触控面板而接触该透明隔热薄膜的触碰面时，不会遭受到高温，且更进一步改善了其光学表现，如穿透率为91.1至95.5％；雾度＜2.18％；以及反射率＜2％。
由于隔热性与光学可视性的需求，具有抗反射膜的透明隔热薄膜中包含较佳为10～40ops，更佳为10～25ops，最佳为20～25ops的纳米银线层，可兼顾透明隔热薄膜整体隔热性以及穿透率为85～99％；雾度为0.5～2.5％；以及波长为550nm的光反射率为0.5～2％的需求。
接下来，以包含面阻值为25ops的纳米银线层的透明隔热薄膜作为实施例9，并进行隔热效果的评估，其评估的方法皆与上文相似，即使用加热板将该基底层的第二面加温至50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃(加热板温度T3)，并量测该抗反射膜的触碰面的温度T4(℃)，评估结果如表4所示。
表4
由表3～4可推知，当含有抗反射膜以及纳米银线层的透明隔热薄膜，依照其仿真隔热温度，即加热板温度(T3)与温差值ΔT射率的高折射层以及低折射层的抗反射膜来优化透明隔热薄膜的隔热及光学效果，其中，实施例10至实施例13的高折射层及低折射层的折射率、及纳米银线层的电阻值如表5中所记载，并分别量测实施例10至实施例13的光学特性，并进行隔热效果的评估，其评估的方法皆与上文相同，评估结果如下表所示。
表5
上述实施例10至实施例13中具有不同折射率的低折射层及高折射层的透明隔热薄膜皆展现了优异的隔热效果以及光学特性，而其中展现最佳的隔热效果以及光学特性的为实施例13，当使用的抗反射膜中，低折射层的折射率为1.383的、高折射层的折射率为1.677、以及纳米银线层的电阻值为25ops时，其穿透率高达93.8％、雾度为1.14％、反射率为0.773％、及温差值为13.2℃。
接着，提供同样包含依序堆栈的基底层、硬涂层、纳米银线层、保护层、以及抗反射膜的透明隔热薄膜，其中，高折射层的折射率为1.677，低折射层的折射率为1.383，纳米银线层的面阻值为25ops、40ops，分别为实施例14至实施例15，测量其隔热效果以及光学特性之外，更测量了其硬度、抗刮度、以及于85℃且湿度为85％的高温高湿环境下，纳米银线层的安定性。评估结果如下表所示，纳米银线层的安定性评估结果如表6及图3所示。
表6
由表6及图3所示的评估结果可得知，实施例14至实施例15的透明隔热薄膜除了展现优异的隔热效果以及光学特性外，更测量了其硬度、抗刮度、以及于85℃且湿度为85％的高温高湿环境下纳米银线层的安定性，由于兼具高硬度以其耐磨擦的特性，且于高温高湿的环境下，抗反射膜的设置可避免纳米银线层被破坏，有效地提升储存安定性。
上述实施例仅用来例举本发明的实施例，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或等效替换均属于本发明的保护范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。
Claims (12)
1.一种透明隔热薄膜，其特征在于，包括：
一基底层，具有一第一面以及一第二面；
一硬涂层；
一纳米银线层；以及
一保护层，具有一内表面以及一外表面；
其特征在于，该硬涂层与该纳米银线层夹设于该基底层的该第一面以及该保护层的该内表面之间，当该基底层的该第二面的温度T1＝50～100℃且达到热平衡时，该保护层的外表面的温度为T2(℃)，两者的温差ΔT为T1-T2＝0.15T1～0.35T1。
2.根据权利要求1所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该透明隔热薄膜的穿透率为85～99％；雾度为0.5～2.5％；以及对于波长为550nm的光反射率为0.5～2％。
3.根据权利要求1所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该纳米银线层的面电阻值为10～150ops。
4.根据权利要求1所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该基底层的第二面及该保护层的外表面两者的温度达到热平衡的所需时间少于5分钟。
5.根据权利要求1所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该硬涂层设置于该基底层的该第一面上，该纳米银线层设置于该硬涂层上，该保护层设置于该纳米银线层上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的透明隔热薄膜，其特征在于，还包括一抗反射膜，具有一黏着面以及一触碰面，该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上。
7.一种透明隔热薄膜，其特征在于，包括：
一基底层，具有一第一面以及一第二面；
一硬涂层；
一纳米银线层；
一保护层，具有一内表面以及一外表面，该保护层的内表面面对该纳米银线层；以及
一抗反射膜，具有一黏着面以及一触碰面；
其特征在于，该硬涂层与该纳米银线层夹设于该基底层的该第一面以及该保护层的该内表面之间，该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上，该基底层的该第二面表面的温度为T3＝50～100℃且达热平衡时，该抗反射膜的该触碰面的温度为T4(℃)，两者的温差ΔT为T3-T4＝0.12T3～0.32T3。
8.根据权利要求7所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该纳米银线层的面电阻值为10～40ops。
9.根据权利要求7所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该硬涂层设置于该基底层的该第一面上；该纳米银线层设置于该硬涂层上；该保护层，设置于该纳米银线层上；以及该抗反射膜通过该黏着面黏着于该保护层的该外表面上。
10.根据权利要求7所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该抗反射膜包括层迭的一高折射层、以及一低折射层。
11.根据权利要求10所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该高折射层的折射率为1.6-1.7，该低折射层的折射率为1.3-1.4。
12.根据权利要求10所述的透明隔热薄膜，其特征在于，该透明隔热薄膜的硬度≥2H。
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