CN115433490B - 导电油墨树脂组成物、透明导电膜以及透明导电基板结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电油墨树脂组成物,以该导电油墨树脂组成物为100重量份计,其包括:50~75重量份的包含PEDOT:PSS的水性树脂组成物、5~10重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的奈米导电辅助添加料、2~7重量份的延展性助剂,以及余量为溶剂。本发明另外提供使用导电油墨树脂组成物所制成的透明导电膜以及经过热压成型后所得到的透明导电基板结构及其制作方法。而经过热压成型后得到的透明导电基板结构具有低于10%以下的电阻变化率、外观上无产生光干涉的彩虹纹现象、吸水率低与信赖度佳等特性。
Description
技术领域
本发明有关于一种导电油墨树脂组成物、透明导电膜以及透明导电基板结构及其制作方法,特别是指一种可用于热压成型的导电油墨树脂组成物及其应用。
背景技术
习知的触控面板及触摸板使用一种可用于热压成型的透明导电膜,包括一第一透明基板(盖板或外壳)以及一触控基板结构,该触控基板结构依序包括一第一透明黏着层、一第二透明基板、一透明导电层、一第二透明黏着层及一保护层所构成,该第一透明基板(盖板)可以为外层,以作为操作作业的外表面。在使用上,该热压成型后的透明导电层可以与家电或3C产品、作业主机(如车用主机)或显示器等结合或作为外壳,以提供作业使用,如触控作业或装饰等。
随着人类消费生活型态的改变,对于触控面板领域更衍生出新的应用市场,例如:具有3D结构的触控面板,然而传统上应用在3D结构的触控面板的透明导电层的原料于使用上仍有欠缺之处,如中国台湾专利公告第I681022号所提及一种导电性涂布液组合物,包括聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate;PEDOT/PSS)、有机黏合剂、有机溶剂、硅烷偶联剂、表面活性剂以及调节剂,其所制成的导电层再透过热压成型后具有可多次弯曲功能的透明导电膜,但是于实际情况下,由于导电层的平均厚度仅为100~1000nm,使用上仍会受限于能弯曲的程度,若过度弯曲或甚至形成一尖角时,容易导致弯曲或尖角区域容易短路或损毁。
再者,该热压成型的透明导电膜,因热压成型作业后,会产生有以下缺点:各该层组成材料不同,热压过程膨胀变形所产生的差异,造成结构与光学上的变形,容易产生光干涉的彩虹纹现象,另外,对于基板表面涂覆透明导电层的原料时,配合基板表面干燥成膜后,会与透明导电基板一同热压成型,而后若面临拉伸的变化会导致触控线路因拉扯挠曲裂纹断路或局部的电阻值上升,触控功能异常等缺陷等诸多不良问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于,解决使用传统透明导电膜因热压成型后所产种种的问题。
本发明提供一种导电油墨树脂组成物,以该导电油墨树脂组成物为100重量份计,其包括:50~75重量份的包含PEDOT:PSS的水性树脂组成物、5~10重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的奈米导电辅助添加料、2~7重量份的延展性助剂,以及余量为溶剂,该溶剂非为水。
前述导电油墨树脂组成物,该水性树脂组成物包含有至少0.5wt%(重量百分比)以上的固形份。
前述导电油墨树脂组成物,该水性树脂组成物包含有0.5~1.5wt%的固形份。
前述导电油墨树脂组成物,该水性树脂组成物包含有1.1wt%的固形份。
前述导电油墨树脂组成物,该助溶剂为醇类溶剂。
前述导电油墨树脂组成物,该助溶剂包含选自乙二醇、丙三醇、二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)及二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,DMSO)所构成的群组中至少一种。
前述导电油墨树脂组成物,该奈米导电辅助添加料包含选自奈米碳管、石墨烯及奈米银所构成的群组中至少一种所制成的一管状原料、一片状原料或一柱状原料。
前述导电油墨树脂组成物,该管状原料、该片状原料或该柱状原料为粉料。
前述导电油墨树脂组成物,该管状原料中至少有80wt%以上的该管状原料的管径小于50nm,且该管状原料的管长小于10μm(微米)。
前述导电油墨树脂组成物,该延展性助剂可以是水性PU(Polyurethane,聚氨酯)树脂或水性丙烯酸酯系树脂。
前述导电油墨树脂组成物,该延展性助剂包含有至少70wt%以下的固形份。
前述导电油墨树脂组成物,该延展性助剂的重量平均分子量介于500g/mol至3000g/mol。
前述导电油墨树脂组成物,该丙烯酸酯系树脂包含有丙烯酸酯系化合物的树脂或丙烯酸酯系聚合物的树脂。
前述导电油墨树脂组成物,该丙烯酸酯系树脂选自由甲基丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、乙基丙烯酸酯树脂、乙基丙烯酸甲酯树脂、丙基丙烯酸酯树脂、丙基丙烯酸甲酯树脂、丁基丙烯酸酯树脂及丁基丙烯酸甲酯树脂所构成的群组中至少一种。
前述导电油墨树脂组成物,该溶剂选自由甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯(ethylacetate,EAC)、甲苯、甲乙酮肟(methyl ethyl ketone oxime,MEKO)、甲乙酮(MEK)、二甲苯、丙酮、异丙醇(IPA)、丁酯(BAC)及丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)所构成的群组中至少一种。
前述导电油墨树脂组成物,该导电油墨树脂组成物更包含一添加剂,该添加剂包含选自赋黏剂、抗氧化剂、颜料、染料、可塑剂、紫外线吸收剂、消泡剂、均染剂、填充剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂及黏度调节剂所构成的群组中至少一种。
前述导电油墨树脂组成物,该导电油墨树脂组成物的黏度介于50cps至85cps。
前述导电油墨树脂组成物,该导电油墨树脂组成物的pH值介于2至3.5。
前述导电油墨树脂组成物,该导电油墨树脂组成物的比重介于0.9g/cm3至1g/cm3。
本发明人另外提供一种透明导电膜,于一透明塑料基材的一表面披覆有一如上所述的导电油墨树脂组成物,并经干燥后形成该透明导电膜。
前述透明导电膜,该透明导电膜的表面阻抗介于160Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方)。
前述透明导电膜,该透明导电膜的光穿透率(transmittance)介于85%至95%。
前述透明导电膜,该透明导电膜的雾度(Haze)介于2%至3%。
本发明人另外提供一种透明导电基板结构,包含:一透明塑料基材,该透明塑料基材披覆有一如上所述的导电油墨树脂组成物经干燥后所形成的一透明导电膜。
前述透明导电基板结构,该透明导电基板结构中的该透明导电膜经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个感应线路。
前述透明导电基板结构,该透明导电基板结构的一平面区域的至少一部分经热压成型后形成一曲面区域。
前述透明导电基板结构,该感应线路连续地设置于该平面区域及该曲面区域。
前述透明导电基板结构,该透明导电基板结构的厚度为10nm~200nm。
前述透明导电基板结构,该曲面区域的面电阻介于170Ω/□至200Ω/□。
本发明人另外提供一种透明导电基板结构的制作方法,包含:步骤1,准备具有一平面区域的一透明塑料基材;步骤2,通过一狭缝涂布机构涂覆一如上所述的导电油墨树脂组成物于该透明塑料基材的该平面区域上,接着经过一烘干程序后,于该平面区域上形成一透明导电膜,以形成一透明导电基板半成品;
步骤3,使用一热压成型机,将该透明导电基板半成品的该平面区域热压成型为一曲面区域,以形成具有该曲面区域的一透明导电基板结构。
前述透明导电基板制作方法,该烘干程序在150℃下烘干5分钟。
前述透明导电基板制作方法,该平面的透明导电基板半成品在一热压条件下,经过该热压成型机的一模具的一母模模仁及一公模模仁加热模压,该热压条件为温度250℃~400℃,压力6~15Bar以及加压时间10~30秒。
前述透明导电基板制作方法,该透明塑料基材的厚度为500μm。
前述透明导电基板制作方法,该平面的透明导电基板半成品的该导电油墨树脂组成物的成膜厚度为100~200nm。
前述透明导电基板制作方法,该透明导电基板结构的该曲面区域的边缘为一倒角。
前述透明导电基板制作方法,该倒角为一R角倒角。
前述透明导电基板制作方法,该R角倒角为至少1R以上的R角倒角。
前述透明导电基板制作方法,于步骤2及步骤3之间更可以包含步骤2’:
使用一蚀刻方式,将该透明导电膜经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个感应线路,该感应线路连续地设置于该平面区域及该曲面区域。
藉以,本发明人所提出的导电油墨树脂组成物可以使用于透明导电膜以及透明导电基板结构中,而经过热压成型后得到的透明导电基板结构不仅具有低于10%以下的电阻变化率、外观上无产生光干涉的彩虹纹现象、吸水率低与信赖度佳等特性,也可提升透明导电基板结构制作后的良率,以解决传统所遇到压合时段差处的导线断路或局部阻抗上升的问题。
附图说明
图1是本发明的导电油墨树脂组成物披覆于透明塑料基材的示意图;
图2是本发明的图1中电油墨树脂组成物经干燥后形成该透明导电膜及透明导电基板结构示意图;
图3是本发明具有曲面区域的透明导电基板结构示意图;
图4是本发明透明导电基板结构以模具制作的示意图;
图5是本发明透明导电基板结构的制作方法步骤示意图。
图号说明:
1:导电油墨树脂组成物
2:透明塑料基材
3:透明导电膜
4:透明导电基板结构
S51、S52、S52’、S53:步骤
P:平面区域
S:曲面区域
A:倒角
DL:驱动线路
IL:感应线路
M:模具。
具体实施方式
本发明的一种导电油墨树脂组成物,以该导电油墨树脂组成物为100重量份计,其包括:50~75重量份的包含PEDOT:PSS的水性树脂组成物、5~10重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的奈米导电辅助添加料、2~7重量份的延展性助剂以及其余量为溶剂。于前述用语「其余量为溶剂」,为避免误解,上述用语不应被理解为排除其他于制造过程中无意但不可避免的杂质。因此,前述用语「其余量为溶剂」应被理解为补足该导电油墨树脂组成物至100wt%的重量百分比例由溶剂加上不可避免的杂质所组成,假若杂质存在。另外,文中「~」代表介于前后数值之间的数值范围,且本发明及专利范围所述的数值范围的限定总是包括端值。
该水性树脂组成物包含有至少0.5wt%(重量百分比)以上的固形份;较佳地,该导电油墨树脂组成物经热压成型后,该水性树脂组成物包含有0.5~1.5wt%的固形份;更佳地,该水性树脂组成物包含有1.1wt%的固形份。举例来说,包含PEDOT:PSS的该水性树脂组成物可以为贺利氏公司所提供(型号PH1000),其具有固形份1.1wt%;或是为AGFA公司所提供(型号ICP1050),其具有固形份1.1wt%。
该助溶剂为醇类溶剂。较佳地,该助溶剂包含选自乙二醇、丙三醇、二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)及二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,DMSO)所构成的群组中至少一种。而助溶剂的含量以该导电油墨树脂组成物为100重量份计时,含有5~10重量份的助溶剂为佳,若添加过多重量份(多于10重量份)的助溶剂则会导致成膜(例如形成后述的透明导电膜)不易干燥,因而影响透明导电膜的光穿透率与雾度;而若添加过少重量份(少于5重量份)的助溶剂则会导致导电油墨树脂组成物中的成分其分散不均匀,这容易产生成分凝团现象,因而使得透明导电膜产生排胶或气泡的不良现象。
该奈米导电辅助添加料选自由奈米碳管、石墨烯及奈米银所构成的群组中至少一种所制成的一管状原料、一片状原料或一柱状原料。该管状原料、该片状原料或该柱状原料为粉料。该管状原料(例如奈米碳管)中至少有80wt%以上的该管状原料的管径小于50nm,且该管状原料的管长小于10μm(微米)。于实际实施时,该奈米导电辅助添加料在后续所制作出平均厚度仅为100~1000nm的非平面的透明导电基板结构(于后述说明)中,提供一定的结构强度及导电性,使非平面的透明导电基板结构上的微小导电线路(由后述的透明导电膜经蚀刻而成)在弯曲或形成一尖角后,仍然保持正常的导电功能,其中,前述非平面可举例但不限定为曲面、斜面、圆形、弧形、尖角或矩形。
该延展性助剂可以是水性PU(Polyurethane,聚氨酯)树脂或水性丙烯酸酯系树脂。该延展性助剂包含有70wt%以下的固形份,而该延展性助剂的重量平均分子量介于500g/mol(克/莫耳)至3000g/mol。延展性助剂的含量以该导电油墨树脂组成物为100重量份计时,含有2~7重量份的延展性助剂为佳。若使用的延展性助剂的分子量太高(超过3000g/mol),会导致配置的该导电油墨树脂组成物其黏度过高并导致后述的透明导电膜其成膜厚度偏厚,且影响透明导电膜的光穿透率及雾度;而若分子量太低(低于500g/mol),则形成后述的透明导电膜后受冲击时其缓冲效果不佳,因而在非平面的透明导电基板结构上的微小导电线路容易断裂而造成断路。
该丙烯酸酯系树脂包含有丙烯酸酯系化合物的树脂或丙烯酸酯系聚合物的树脂,而丙烯酸酯由丙烯酸衍生而得的酯类,丙烯酸通常为包含乙烯基与羧基的不饱和羧酸。而该丙烯酸酯系树脂选自由甲基丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、乙基丙烯酸酯树脂、乙基丙烯酸甲酯树脂、丙基丙烯酸酯树脂、丙基丙烯酸甲酯树脂、丁基丙烯酸酯树脂及丁基丙烯酸甲酯树脂所构成的群组中至少一种。于本发明的部分实施例中,该丙烯酸酯系树脂使用甲基丙烯酸酯树脂或甲基丙烯酸甲酯树脂。
该溶剂非为水,该溶剂选自由甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯(ethyl acetate,EAC)、甲苯、甲乙酮肟(methyl ethyl ketone oxime,MEKO)、甲乙酮(MEK)、二甲苯、丙酮、异丙醇(IPA)、丁酯(BAC)及丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)所构成的群组中至少一种。
该导电油墨树脂组成物更可以包含一添加剂,该添加剂选自由赋黏剂、抗氧化剂、颜料、染料、可塑剂、紫外线吸收剂、消泡剂、均染剂、填充剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂及黏度调节剂所构成的群组中至少一种。于实际实施时,可以依照实际需求,添加所需的添加剂,以改善并增益导电油墨树脂组成物、透明导电膜以及透明导电基板结构的特性。
依据前述成分所制备的该导电油墨树脂组成物,其黏度介于50cps至85cps,pH值介于2至3.5,比重介于0.9g/cm3至1g/cm3。
请参考表1A为本发明的实施例1~9,表1A中的水性树脂组成物、助溶剂、延展性添加剂、奈米导电辅助添加料及溶剂的数值为重量份。
表1A
本发明的导电油墨树脂组成物的物性检测方式如下:
黏度(cps)的检测方式:将ChromTech Viscometer DV数字式旋转黏度计对导电油墨树脂组成物进行量测黏度。pH的检测方式:将pH检测器对导电油墨树脂组成物进行pH的检测。比重(g/cm3)的检测方式:将导电油墨树脂组成物分别进行秤重与量测体积后而得到的比重。固含量(%)的检测方式:取导电油墨树脂组成物8至10g作为W0,置放于干锅内,以150℃烘烤2小时,并以烘干后残余干锅内的重量作为W1,比较烘干前后残余干锅内的电油墨树脂组成物的重量比值(W1/W0)并以重量百分比表示。线棒干膜表面阻抗(Ω/□)(或称面电阻)的检测方式:将导电油墨树脂组成物滴附于PET基板表面上,再用9号线棒,将电油墨树脂组成物均匀涂布于PET基板表面,再将基板置于烤箱150℃烘烤3分钟后,再进行导电油墨树脂组成物的干膜表面的面电阻量测,面电阻以不大于190Ω/□为佳。
本发明的导电油墨树脂组成物的制备
实施例1是为本发明的导电油墨树脂组成物的一实施例,该导电油墨树脂组成物的调制方式,依序添加:68重量份的包含PEDOT:PSS的水性树脂组成物(Heraeus公司型号PH1000);7重量份的助溶剂乙二醇;0.3重量份的奈米导电辅助添加料,且该奈米导电辅助添加料的奈米碳管粉末的管径小于8nm,管长介于0.5至2μm之间;4重量份的延展性添加剂水性PU树脂(南亚树脂NY-108);以及20.7重量份的乙醇为溶剂。将以上各成分混和后所形成的溶液于室温下,以转速60rpm的搅拌器进行搅拌6小时,并于静置30分钟后检查导电油墨树脂组成物的黏度。
实施例2~9是类仿实施例1的制备方式,以表1A所列的水性树脂组成物、助溶剂、延展性添加剂、奈米导电辅助添加料及溶剂的数值为重量份进行制备,因此不再赘述。惟实施例9的石墨烯其管径为1~10nm,管长1~20μm。
请一并参考表2A为比较例1~9
表2A
在表2A中,对照例1的调制方式与实施例1相同而未添加奈米导电辅助添加料,对照例2则未添加延展性添加剂,对照例3则将添加延展性添加剂的水性PU树脂含量调整为15重量份,对照例4则未添加助溶剂,对照例5则将助溶剂的乙二醇含量调整为15重量份,对照例6则将包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物PH1000的含量调整为30重量份,对照例7则将包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物PH1000的含量调整为85重量份。
从表1A及表2A比较得知,表1A的实施例1~9的干膜面电阻量测皆不大于190Ω/□,符合本发明的要求。然而,表2A的对照例3将添加延展性添加剂的水性PU树脂含量调整为15重量份(大于7重量份,实施例1~6为7重量份),对照例5将助溶剂的乙二醇含量调整为15重量份(大于10重量份,实施例8为10重量份),对照例6将包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物PH1000的含量调整为30重量份(小于50重量份,实施例2为50重量份),皆使得干膜面电阻量测值皆大于190Ω/□,因此判定不佳。因此对照例3、对照例5及对照例6为不合格的导电油墨树脂组成物。所以本发明的导电油墨树脂组成物,其延展性添加剂不大于7重量份,助溶剂不大于10重量份,包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物不小于50重量份。
接着,请同时参阅图1及图2,本发明另外提供一种透明导电膜,于一透明塑料基材2的一表面披覆有一如上所述的导电油墨树脂组成物1,并经干燥后形成该透明导电膜3。在图2中所形成的透明导电基板结构4将于后述说明。其中,该透明导电膜3的表面阻抗介于160Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方),光穿透率(transmittance)介于85%至95%,雾度(Haze)介于2%至3%。
请参考表1B,表1B由表1A所提及的导电油墨树脂组成物所涂布而成的透明导电膜,如表1B的实施例1’至实施例9’,其中,实施例1’使用表1A实施例1的导电油墨树脂组成物所涂布而成的透明导电膜,其余实施例2’至实施例9’分别是对应实施例2至9,以此类推。
表1B
本发明的透明导电膜的物性检测方式如下:
表面阻抗(Ω/□)的检测方式:以Mitsubishi Chemical MCP-T600低阻抗量测机台,量测透明导电膜的表面的面电阻,面电阻介于160Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq,奥姆/平方)为合格,超过190Ω/□或小于160Ω/□为不合格。光穿透率(%)与雾度(Haze)的检测方式:以NIPPON(Haze)Meter NDH雾度计,同时检测透明导电膜的表面雾度与光穿透率,光穿透率(transmittance)介于85%至95%为合格而其余为不合格,雾度(Haze)介于2%至3%为合格而其余为不合格。气泡或黑点数量的检测方式:于透明导电膜的固定A4规格(297mmx210mm)面积内,检测含有粒径大于0.3mm的气泡或黑点数量,气泡或黑点2点以下包含2点为合格,出现气泡或黑点3点以下包含3点为不合格。外观的检测方式:观察透明导电膜外观是否有无毛面、透光分散不均或干燥不良等现象,若无上述所列现象其外观判定为正常。
接着请一并参考表2B,其中,对照例1’使用表2A的对照例1的导电油墨树脂组成物所涂布而成的透明导电膜,其余对照例2’至对照例7’分别是对应对照例2至7,以此类推。
表2B
由表1B及表2B可以得知,表1B的实施例1’至实施例9’透明导电膜其外观皆为正常,气泡或黑点均在标准内。表2B中的对照例2’发现有4个气泡或黑点,因此不合格;对照例4’的外观呈现透光分散不均的现象,因此不合格;对照例7’的外观呈现毛面且发现有5个气泡或黑点,因此也不合格。由于对照例2’、对照例4’及对照例7’分别对应对照例2、对照例4及对照例7的导电油墨树脂组成物,对照例2未添加延展性添加剂(实施例5为2重量份,实施例6为7重量份),对照例4则未添加助溶剂(实施例7为5重量份,实施例8为10重量份),对照例7的包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物PH1000的含量为85重量份(大于75重量份,实施例3为75重量份),因此对照例2、对照例4及对照例7为不合格的导电油墨树脂组成物。所以,延展性添加剂、助溶剂为本发明导电油墨树脂组成物的必要成分,且包含PEDOT:PSS为主成分的水性树脂组成物的含量不大于75重量份。
再接着,请参阅图2及图3,本发明另外提供一种透明导电基板结构4,包含:一透明塑料基材2,该透明塑料基材2披覆有一如上所述的导电油墨树脂组成物1经干燥后所形成的一透明导电膜3。前述透明导电基板结构4是经热压成型后形成为具有一曲面区域S的该透明导电基板结构4。如图3所示,该透明导电基板结构4的该曲面区域S更具有复数个驱动线路DL与复数个感应线路IL,该驱动线路DL与该感应线路IL电性连接,而复数个感应线路IL可以是平行间隔排列于该曲面区域S上。该透明导电基板结构4的厚度为10nm~200nm。较佳地,该透明导电基板结构4的透明导电膜3的该曲面区域S的面电阻介于170Ω/□至200Ω/□。
于实际实施时,该透明导电基板结构4中的该透明导电膜3经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个该感应线路IL,该透明导电基板结构4在形成该感应线路IL后,该透明导电基板结构4的该透明导电膜3的厚度为100nm~200nm;较佳地,该透明导电基板结构4的该透明导电膜3的面电阻为175Ω/□,厚度为100nm。在该感应线路IL的特定一端上具有一第一接线区(图未标出)以电性连接该驱动线路DL,该第一接线区的上表面以银胶经网印或微影蚀刻方式构成一第一电极导线层(图未绘出),以提供与外部扁平电缆(图未绘出)电性连接,例如与软性扁平电缆FPC贴合。
同时地,请一并参考图4及图5,本发明另外提供一种透明导电基板结构的制作方法,包含:步骤S51:准备具有一平面区域P的一透明塑料基材2;步骤S52:通过一狭缝涂布机构涂覆一如上所述的导电油墨树脂组成物于该透明塑料基材2的该平面区域P上,接着经过一烘干程序后,于该平面区域P上形成一透明导电膜3,以形成一透明导电基板半成品;步骤S53:使用一热压成型机及一模具M,将该透明导电基板半成品的该平面区域P的至少一部分热压成型为一曲面区域S,以形成具有该曲面区域S的一透明导电基板结构4。
于步骤S52及步骤S53之间更可以包含步骤S52’:使用蚀刻方式,将透明导电膜3经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个感应线路IL。因此,该感应线路IL连续地设置于该平面区域P及该曲面区域S。
其中,该烘干程序是在150℃下烘干5分钟。该平面的透明导电基板半成品在一热压条件下,经过该热压成型机的一模具M的一母模模仁及一公模模仁加热模压,该热压条件为温度250℃~400℃,压力6~15Bar以及加压时间10~30秒。该透明塑料基材2的厚度为500μm,该透明导电膜3的厚度为100~200nm。
特别说明的是,该透明导电基板结构4的该曲面区域S的边缘为一倒角(Chamfering)A,该倒角A可以为一R角倒角或一C角倒角;较佳地,该倒角A为一R角倒角。
本发明的一实施例中,该R角倒角为至少1R(半径为1单位,例如1mm)以上的R角倒角。
于实际实施时,于具有一平面区域P且厚度为500μm的透明塑料基材2的表面上,以狭缝涂布机构涂覆前述的导电油墨树脂组成物于该平面区域P上;接着经过一烘干程序(150℃下烘干5分钟)后,于该平面区域P上形成一透明导电膜3,以形成一透明导电基板半成品,并使透明导电膜厚度控制在100~200nm;再接着再使用一热压成型机,将该透明导电基板半成品的该平面区域P热压成型为一曲面区域S,以形成具有该曲面区域S的一透明导电基板结构4。其中,该平面的透明导电基板半成品在一热压条件下,经过该热压成型机的一模具(M)的一母模模仁及一公模模仁加热模压(molding),该热压条件为温度250℃~400℃,压力6~15Bar以及加压时间10~30秒;脱模后,其中该透明导电基板结构4的该曲面区域S的边缘为一倒角A,该倒角A为一R角倒角且该R角倒角为至少1R以上的R角倒角,即构成本发明热压成型后的具有该曲面区域S的透明导电基板结构4。
请一并参考表1C,表1C为透明导电基板结构,表1C的实施例1”~实施例9”的透明导电基板结构分别对应具有表1B中实施例1’~实施例9’的透明导电膜。
表1C
本发明的透明导电基板结构的物性检测方式如下:
曲面区域面电阻的检测方式:以Mitsubishi Chemical MCP-T600低阻抗量测机台,量测透明导电基板结构4的曲面区域S的透明导电膜3或感应线路IL的面电阻,面电阻值200Ω/□以下为合格,200Ω/□以上为不合格。外观的检测方式:观察透明导电基板结构4外观是否平整无皱褶,外观为平整无皱褶时为正常,若非平整或有皱褶会细分为细裂纹、具有毛面、局部皱褶或具有黑点等为不正常。彩虹纹的检测方式:观察透明导电基板结构外观是否有无彩虹纹,无彩虹纹为合格,有彩虹纹为不合格。经时面电阻(Ω/□)的检测方式:将透明导电基板结构置放于环境温度60℃、湿度90%以进行信赖性温湿度试验,于烤箱中烘烤240小时后取出,再置放于环境温度20℃、湿度50%、以及2小时后进行曲面区域面电阻的量测,面电阻值250Ω/□以下为合格,250Ω/□以上为不合格。
接着,请一并参考表2C,表2C的对照例1”~对照例7”的透明导电基板结构分别对应具有表2B中对照例1’~对照例7’的透明导电膜。
表2C
在表2C中,对照例1”的面电阻量测结果为215Ω/□为不合格,且经时面电阻量测结果为局部高达1500Ω/□为不合格。由于对照例1”是对应于表2A中的对照例1的导电油墨树脂组成物而未添加奈米导电辅助添加料(实施例1~9添加0.3重量份),因此对照例1为不合格的导电油墨树脂组成物。所以,奈米导电辅助添加料为本发明导电油墨树脂组成物的必要成分。另外,对照例2”~对照例7”的量测结果显示其分别有多项检测结果为不合格,因此所分别对应的表2A中的对照例2~7为不合格的导电油墨树脂组成物。
与传统习用技术相比,本发明所提供的导电油墨树脂组成物可以使用于透明导电膜以及透明导电基板结构中,而经过热压成型后得到的透明导电基板结构不仅具有低于10%以下的电阻变化率、外观上无产生光干涉的彩虹纹现象、吸水率低与信赖度佳等特性,也可提升透明导电基板结构制作后的良率,以解决传统所遇到压合时段差处的导线断路或局部阻抗上升的问题。上述实施例用以例示性说明本创作的原理及其功效,而非用于限制本发明。
Claims (38)
1.一种导电油墨树脂组成物,其特征在于,以该导电油墨树脂组成物为100重量份计,其包括:50~75重量份的包含PEDOT:PSS的水性树脂组成物、5~10重量份的助溶剂、0.1~0.5重量份的纳米导电辅助添加料、2~7重量份的延展性助剂,以及余量为溶剂,该溶剂非为水;
该导电油墨树脂组成物可用于热压成型。
2.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该水性树脂组成物包含有0.5 wt%以上的固形份。
3.如权利要求2所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该水性树脂组成物包含有0.5~1.5 wt%的固形份。
4.如权利要求3所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该水性树脂组成物包含有1.1wt%的固形份。
5.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该助溶剂为醇类溶剂。
6.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该助溶剂选自由乙二醇、丙三醇、二甲基甲酰胺及二甲基亚砜所构成的群组中至少一种。
7.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该纳米导电辅助添加料选自由纳米碳管、石墨烯及纳米银所构成的群组中至少一种所制成的一管状原料、一片状原料或一柱状原料。
8.如权利要求7所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该管状原料、该片状原料或该柱状原料为粉料。
9.如权利要求8所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该管状原料中有80wt%以上的该管状原料的管径小于50nm,且该管状原料的管长小于10µm。
10.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该延展性助剂可以是水性聚氨酯树脂或水性丙烯酸酯系树脂。
11.如权利要求10所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该延展性助剂包含有70%wt%以下的固形份。
12.如权利要求11所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该延展性助剂的重量平均分子量介于500 g/mol至3000 g/mol。
13.如权利要求10所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该丙烯酸酯系树脂包含有丙烯酸酯系化合物的树脂或丙烯酸酯系聚合物的树脂。
14.如权利要求13所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该丙烯酸酯系树脂选自由甲基丙烯酸甲酯树脂、乙基丙烯酸酯树脂、乙基丙烯酸甲酯树脂、丙基丙烯酸酯树脂、丙基丙烯酸甲酯树脂、丁基丙烯酸酯树脂及丁基丙烯酸甲酯树脂所构成的群组中至少一种。
15.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该导电油墨树脂组成物更可以包含一添加剂,该添加剂选自由赋黏剂、抗氧化剂、颜料、染料、可塑剂、紫外线吸收剂、消泡剂、均染剂、填充剂、阻燃剂、抗静电剂及黏度调节剂所构成的群组中至少一种。
16.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该溶剂选自由甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、甲乙酮肟、甲乙酮、二甲苯、丙酮、丁酯及丙二醇甲醚醋酸酯所构成的群组中至少一种。
17.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该导电油墨树脂组成物的黏度介于50cps至85cps。
18.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该导电油墨树脂组成物的pH值介于2至3.5。
19.如权利要求1所述的导电油墨树脂组成物,其特征在于,该导电油墨树脂组成物的比重介于0.9 g/cm3至1 g/cm3。
20.一种透明导电膜,其特征在于,于一透明塑料基材(2)的一表面披覆有一如权利要求1至19中任一所述的导电油墨树脂组成物,并经干燥后形成该透明导电膜(3)。
21.如权利要求20所述的透明导电膜,其特征在于,该透明导电膜(3)的表面阻抗介于160Ω/□至190Ω/□。
22.如权利要求21所述的透明导电膜,其特征在于,该透明导电膜(3)的光穿透率介于85%至95%。
23.如权利要求22所述的透明导电膜,其特征在于,该透明导电膜(3)的雾度介于2%至3%。
24.一种透明导电基板结构,其特征在于,包含:一透明塑料基材(2),该透明塑料基材(2)披覆有一如权利要求1至19中任一所述的导电油墨树脂组成物经干燥后所形成的一透明导电膜(3)。
25.如权利要求24所述的透明导电基板结构,其特征在于,该透明导电基板结构(4)中的该透明导电膜(3)经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个感应线路(IL)。
26.如权利要求25所述的透明导电基板结构,其特征在于,该透明导电基板结构(4)的一平面区域(P)的至少一部分经热压成型后形成一曲面区域(S)。
27.如权利要求26所述的透明导电基板结构,其特征在于,该感应线路(IL)连续地设置于该平面区域(P)及该曲面区域(S)。
28.如权利要求27所述的透明导电基板结构,其特征在于,该透明导电基板结构(4)的该透明导电膜(3)的厚度为10nm~200nm。
29.如权利要求27所述的透明导电基板结构,其特征在于,该透明导电膜(3)的该曲面区域(S)的面电阻介于170Ω/□至200Ω/□。
30.一种透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,包含:
步骤1,准备具有一平面区域(P)的一透明塑料基材(2);
步骤2,通过一狭缝涂布机构涂覆一如权利要求1至19中任一所述的导电油墨树脂组成物于该透明塑料基材(2)的该平面区域(P)上,接着经过一烘干程序后,于该平面区域(P)上形成一透明导电膜(3),以形成一透明导电基板半成品;
步骤3,使用一热压成型机,将该透明导电基板半成品的该平面区域(P)热压成型为一曲面区域(S),以形成具有该曲面区域(S)的一透明导电基板结构(4)。
31.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该烘干程序是在150℃下烘干5分钟。
32.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该平面的透明导电基板半成品在一热压条件下,经过该热压成型机的一模具(M)的一母模模仁及一公模模仁加热模压,该热压条件为温度250℃~400℃,压力6~15Bar以及加压时间10~30秒。
33.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该透明塑料基材(2)的厚度为500µm。
34.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该平面的透明导电基板半成品的该透明导电膜(3)的厚度为100~200nm。
35.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该透明导电基板结构(4)的该曲面区域(S)的边缘为一倒角(A)。
36.如权利要求35所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该倒角(A)为一R角倒角。
37.如权利要求36所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,该R角倒角为1R以上的R角倒角。
38.如权利要求30所述的透明导电基板结构的制作方法,其特征在于,于步骤2及步骤3之间更可以包含步骤2’:使用一蚀刻方式,将该透明导电膜(3)经蚀刻去除不需要的部分,且留下所需要的部分而构成复数个感应线路(IL),该感应线路(IL)连续地设置于该平面区域(P)及该曲面区域(S)。
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