JP2014236007A - 透明導電膜 - Google Patents

Abstract

【課題】透明導電膜を提供する。【解決手段】透明導電膜であって、本体と前記本体の一側から延びるように形成される可撓性接続部材を含み、前記可撓性接続部材の幅は前記可撓性接続部材が延びる前記本体の一側の幅より小さく、前記可撓性接続部材に導通配線を設置し、前記本体は誘導領域及び前記誘導領域のエッジに位置する枠領域を含む透明基板と、互いに交差する導電ワイヤを含む前記本体の誘導領域の一側に設置される格子状の導電層と、前記導電層はそれによって前記導通配線に電気接続される前記本体の枠領域の一側に設置されるリード線電極とを含み、可撓性接続部材は透明基板の本体の一側から延びるように形成され、つまり、可撓性接続部材は本体と一体的に成形されるので、可撓性接続部材と透明導電膜とを別個に貼り合わせる必要がなく、貼り合わせ工程を減少させ、生産効率を向上させる。【選択図】図１

Description

本発明はタッチスクリーン技術分野に関し、特に透明導電膜に関する。

透明導電膜は良好な導電性を有し、可視バンドに高透過率を有する薄膜であり、フラットパネルディスプレイ、光起電デバイス、タッチパネル、電磁シールド等の分野で広く使用され、非常に広範な市場潜在力を有している。

フレキシブル回路基板は、ポリイミド又はポリエステル薄膜で作られた基板を有し、高信頼性を有する優れた可撓性印刷回路基板であり、ソフトボード又はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と略称され、配線密度が高く、重量が軽く、厚さが薄い特徴を有する。透明導電膜が感知する位置信号をプロセッサに伝送して、識別し、タッチ位置を確定するように、透明導電膜はＦＰＣによって外部回路に接続される。

ところが、従来の透明導電膜をＦＰＣによって外部回路に接続する時に、ＦＰＣは、まず透明導電膜のリード線領域に貼り合わされ、その後プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）に接続される。これによって生産効率が低くなる。

これに基づいて、生産効率が低いという問題を考慮して、透明導電膜を提供する必要がある。

透明導電膜であって、
本体と前記本体の一側から延びるように形成される可撓性接続部材を含み、前記可撓性接続部材の幅は前記可撓性接続部材が延びる前記本体の一側の幅より小さく、前記可撓性接続部材に導通配線を設置し、前記本体は誘導領域及び前記誘導領域のエッジに位置する枠領域を含む透明基板と、
格子状を呈し、前記本体の誘導領域の一側に設置され、互いに交差する導電ワイヤを含む導電層と、
前記本体の枠領域の一側に設置され、前記導電層はそれによって前記導通配線に電気接続されるリード線電極とを含む。

その一実施例では、前記本体の誘導領域の表面に、前記導電層を収容する第一格子凹溝を設ける。

その一実施例では、前記本体の枠領域の表面に第二格子凹溝が設けられ、前記第二格子凹溝と第一格子凹溝はいずれも前記本体の同側に位置し、前記リード線電極は前記第二格子凹溝に収容されて、又は、
前記枠領域の表面に直接に形成される。

その一実施例では、透明導電膜は前記透明基板の一側に設置される基質層を更に含み、前記誘導領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れた表面に、前記導電層を収容する第一格子凹溝を設ける。

その一実施例では、前記リード線電極は、前記枠領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れた表面に設けられる第二格子凹溝に収容され、又は、
前記リード線電極は前記枠領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れた表面に直接形成される。

その一実施例では、前記基質層の材質は硬化型接着剤、インプリント接着剤又はポリカーボネートである。

その一実施例では、前記第一格子凹溝は、幅が０．２μｍ〜５μｍであり、高さが２μｍ〜６μｍであり、前記第一格子凹溝の幅に対する高さの比が１より大きく、
前記第二格子凹溝は、幅が０．２μｍ〜５μｍであり、高さが２μｍ〜６μｍであり、前記第二格子凹溝の幅に対する高さの比が１より大きい。

その一実施例では、前記第一格子凹溝の底部及び／又は前記第二格子凹溝の底部は非平面構造である。

その一実施例では、前記リード線電極は格子状又は帯状であり、格子状の前記リード線電極は、導電ワイヤを互いに交差することによって形成され、帯状の前記リード線電極は、その最小幅が１０μｍ〜２００μｍであり、高さが５μｍ〜１０μｍである。

その一実施例では、前記導通配線は格子状又は帯状であり、格子状の前記導通配線は導電ワイヤを互いに交差するように形成される。

その一実施例では、前記透明基板の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート又はポリメチルメタアクリレートである。

その一実施例では、前記導電ワイヤの材質は導電金属、カーボンナノチューブ、グラフェンインク及び導電性高分子材料中の少なくとも一種である。

その一実施例では、透明導電膜は前記透明基板、導電層及びリード線電極の少なくとも一部を被覆する透明保護層をさらに含む。

上記透明導電膜、可撓性接続部材は本体の一側からから延びるように形成され、可撓性接続部材に導通配線を、本体の誘導領域に導電層を、枠領域にリード線電極をそれぞれ設置し、導電層はリード線電極によって導通配線に電気接続される。そのために、可撓性接続部材は透明基板の本体の一側から延びるように形成され、つまり、可撓性接続部材は本体と一体的に成形されるので、可撓性接続部材と透明導電膜とを別個に貼り合わせる必要がなく、貼り合わせプロセスを減少させ、生産効率を向上させる

一実施形態に係る透明導電膜の構造模式図である。 別の実施形態に係る透明導電膜の構造模式図である。 実施例一に係る透明導電膜の構造模式図である。 実施例二に係る透明導電膜の構造模式図である。 実施例三に係る透明導電膜の構造模式図である。 実施例四に係る透明導電膜の構造模式図である。 一実施形態に係る格子状導電層の構造模式図である。 別の実施形態に係る格子状導電層の構造模式図である。

透明導電膜の上記目的、特徴及び利点をより明確に理解することができるようにするために、以下に図面を組み合わせて本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、多くの具体的な詳細が、十分に本発明を理解するために記載される。しかし、透明導電膜はここで記載した多くの形態と異なるその他の形態で実施されることができ、当業者は本発明の主旨から逸脱しない場合には類似した改善を行うことができ、そのため、透明導電膜は以下に開示する実施形態によって制限されるものではない。

特に断りのない限り、本文で使用する全ての技術用語および科学用語は、透明導電膜の技術分野に属する当業者が一般的に理解する意味と同じである。本文において、透明導電膜の明細書で使用する用語は、具体的な実施例を説明するだけで、本発明を制限するものではない。本文で使用する「及び／又は」という用語は、一つ又は複数の関連する列挙された項目の任意の組み合わせと全ての組み合わせを含む。

以下に、図面と具体的な実施例を組み合わせて、透明導電膜を更に説明する。

図１〜図３を参照すると、透明導電膜は、透明基板１０、導電層２０及びリード線電極３０を含む。透明基板１０は本体１１０と本体１１０の一側から延びるように形成される可撓性接続部材１２０を含み、可撓性接続部材１２０の幅は可撓性接続部材１２０が延びる本体１１０の一側の幅より小さく、可撓性接続部材に導通配線１２２を設置し、本体１１０は誘導領域１１２及び誘導領域１１２のエッジに位置する枠領域１１４を含み、導電層２０は本体１１０の誘導領域１１２の一側に設置され、導電層２０は互いに交差する導電ワイヤを含み、導電ワイヤは互いに交差して格子状導電層２０を形成し、リード線電極３０は本体１１０の枠領域１１４の一側に設置され、導電層２０はリード線電極３０によって導通配線１２２に電気接続される。この実施例では、リード線電極３０と導電層２０はいずれも透明基板１０の同じ側に位置する。図１は導電層２０の格子が横方向に配列する透明導電膜を示し、図２は導電層２０の格子が縦方向に配列する透明導電膜を示し、図３は透明導電膜の図１と図２の導電膜に対して示す断面図を示す。

上記透明導電膜は、本体１１０の一側から延びるように可撓性接続部材１２０が形成され、可撓性接続部材１２０に導通配線１２２を、本体１１０の誘導領域１１２の一側に導電層２０を、枠領域１１４の一側にリード線電極３０をそれぞれ設置し、且つ導電層２０とリード線電極３０はいずれも透明基板１０の同じ側に位置し、導電層２０はリード線電極３０によって導通配線１２２に電気接続される。そのために、可撓性接続部材１２０は透明基板１０の本体１１０の一側から延びるように形成され、つまり、可撓性接続部材１２０は本体１１０と一体的に成形されるので、可撓性接続部材１２０と透明導電膜とを別個に貼り合わせる必要がなく、貼り合わせ工程を減少させ、生産効率を向上させる。可撓性接続部材１２０は外部装置に接続される時に、貼り合わせを採用できるか、又は可撓性接続部材１２０の端部に雄型端又は雌型端を設け、外部装置に直接差し込み接続される。

その一実施例では、透明基板１０の材質はポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）又はポリメチルメタアクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）である。この実施例では、基板１１３の材料はブチレンテレフタレートであり、好ましくは透明絶縁材料である。

図３と図４を参照し、実施例３と実施例４では、本体１１０の誘導領域１１２の表面に、導電層２０を収容する第一格子凹溝を設ける。本体１１０の誘導領域１１２の表面に、格子状の導電層２０に対応するグラフィカルインプリントテンプレートでインプリントして第一格子凹溝を形成し、導電性材料を第一格子凹溝に充填して且つ焼結硬化して互いに交差する導電ワイヤを形成することによって、格子状の導電層２０を構成する。そのために、導電層２０は第一格子凹溝に導電性材料を充填し、該第一格子凹溝はインプリント用モールドで一段階成形され、既定のパターンを取得でき、グラフィカルエッチングを行う必要がないので、工程を簡素化させ、生産効率を向上させる。特にＩＴＯを導電性材料として使用する時に、エッチングを行う必要がないので、材料の浪費を減少させ、更にコストを節約する。第一格子凹溝を採用して導電層２０を形成し、導電性材料は従来のＩＴＯに制限されることがなく、それによって導電性材料の選択範囲を増加させる。透明導電膜の厚みを減少させ、透明導電膜における光透過率を向上させることができ、透明導電膜の可視光透過率は８６％以上である。

その一実施例では、導電層２０の格子は導電ワイヤが互いに交差するように形成される。導電ワイヤは第一格子凹溝に充填される導電性材料を硬化することによって形成される。導電層２０の材質は導電金属、カーボンナノチューブ、グラフェンインク及び導電性高分子材料の中の少なくとも一種である。導電金属は単体の金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛又はその中の少なくとも二者の合金の中の一種を含む。この実施例では、導電性材料はナノ銀インクであり、ナノ銀インクの固形分は３５％であり、第一格子凹溝に充填して焼結して固体のフレキシブルな銀線になり、焼結温度は１５０℃を選択できる。導電層２０を製造する材料は導電体であれば、相応の機能を実現できることを理解することができる。

図３を参照し、実施例一では、本体１１０の枠領域１１４の表面に第二格子凹溝が設けられ、第一格子凹溝と第二格子凹溝はいずれも本体１１０の同じ側に位置し、リード線電極３０は第二格子凹溝に収容される。導電性材料を第二格子凹溝に充填して硬化して、互いに交差する導電ワイヤを含む格子状のリード線電極３０が形成される。導電層２０はリード線電極３０によって導通配線１２２に電気接続され、誘導領域が検出するタッチ信号を導通配線１２２に伝送する。第二格子凹溝は第一格子凹溝と同じ役割を果たすので、前記のように、ここで、贅言を要しない。コストを節約するために、導電ワイヤの材質は導電金属であり、導電金属は銀又は銅であることができる。

図４を参照し、実施例二では、リード線電極３０は本体１１０の枠領域１１４の表面に直接形成できる。リード線電極３０と導電層２０は本体１１０の同じ側に位置する。この時、リード線電極３０はスクリーン印刷又はインクジェット印刷によって帯状に形成できる。帯状のリード線電極３０は、その最小幅が１０μｍ〜２００μｍであり、高さが５μｍ〜１０μｍであることができる。

その一実施例では、導通配線１２２は可撓性接続部材１２０に嵌設される。可撓性接続部材１２０には、導通配線１２２を収容する第三格子凹溝（図示しない）を設ける。導電性材料を第三格子凹溝に充填して硬化して、互いに交差する導電ワイヤを含む格子状の導通配線１２２は形成される。この実施例では、導電層２０は電極リード線によって便利に導通配線１２２に電気接続されるために、第一格子凹溝、第二格子凹溝及び第三格子凹溝はいずれも本体１１０の同じ側に位置する。その他の実施例では、導通配線１２２は更に直接に可撓性接続部材１２０の表面に形成でき、導通配線１２２は帯状のものである。第三格子凹溝は第一格子凹溝と同じ役割を果たすので、前記のように、ここで、贅言を要しない。コストを節約するために、導通配線の材質は導電金属であり、導電金属は銀又は銅であることができる。

説明の便宜のために、特に断りのない限り、第一格子凹溝、第二格子凹溝及び第三格子凹溝を格子凹溝と総称する。図３を組み合わせると、格子凹溝の底部は非平面構造である。格子凹溝の底部の非平面構造の形状は単一のＶ形又は単一の円弧状であることができ、非平面構造の形状は複数のＶ形を組み合わせる規則的な鋸歯状、複数の円弧状を組み合わせる波状又はＶ形と円弧状を組み合わせる非平面構造等であることもでき、もちろん、非平面構造は更にその他の形状であることができ、格子凹溝の底部が平坦ではないことを保証すれば良い。該非平面構造の厚み方向の変動幅は５００ｎｍ〜１０００ｎｍである。導電性材料は充填前に液体であるので、液体の導電性材料を格子凹溝に充填する時に、格子凹溝の底部が平坦ではないことが、液体の導電性材料が格子凹溝の底部と接触する時の張力を分散することに有利であり、張力が大きすぎると液体の導電性材料が収縮して球形又は略球形の構造になることを回避し、焼結後に導電性材料がお互いに離隔して球形又は略球形を呈する確率を減少させ、焼結後の導電性材料の内部の接続性を向上させ、透明導電膜の導電性能を保証する。

導電性材料は三次元の異方性を有するものに属し、層の表面方向に平行な方向の熱膨張係数は層の表面方向に垂直な方向の熱膨張係数よりはるかに少ないので、導電性材料を格子凹溝に充填して焼結する時に、格子凹溝の深さが幅より小さいと、層の表面方向に垂直な方向の導電性材料の引張応力が大きすぎて材料に亀裂を生じる。そこで、格子凹溝の幅に対する高さの比を合理的に１より大きく設定でき、格子凹溝の幅は０．２μｍ〜５μｍであり、高さは２μｍ〜６μｍであることができる。

格子凹溝の格子形状は規則的な格子又はランダムな格子であることができる。導電性材料を格子凹溝に充填して、規則的な格子状又はランダムな格子状の導電層２０、リード線電極３０及び導通配線１２２を形成できる。図７は規則的な格子状の導電層２０を示す。図８はランダムな格子状の導電層２０を示す。格子凹溝の格子は複数の格子ユニットを含み、規則的な格子は全ての格子ユニットの格子周期がいずれも同じであることを指し、格子周期は各格子ユニットの大きさを指し、それによって、透明導電膜とその他の表示装置、特に表示画面が小さい表示装置とを貼り合わせる時に、表示画像が障害を受ける現象を回避できる。

ランダムな格子は少なくとも二つの格子ユニットの格子周期が異なることを指し、透明導電膜とその他の表示装置を貼り合わせる時に、モアレ縞の発生が回避される。、モアレ縞は光学現象で、二本の線又は二つの物体の間に一定の角度と周波数で干渉する視覚的な結果であり、人の目でこの二本の線又は二つの物体を区別できない時に、干渉縞だけが見え、この光学現象がモアレ縞である。導電層２０の格子ユニットの形状はいずれも菱形、長方形、平行四辺形、曲線四辺形又は多辺形であることができ、曲線四辺形は四本の曲線を有し、対向する二本の曲線は同じ形状及び曲線方向を有する。

図５と図６を参照すると、実施例三と実施例四では、透明導電膜は透明基板１０の一側に設置される基質層４０を更に含み、透明基板１０から離れる誘導領域１１２に対応する基質層４０の一側に、導電層２０を収容する第一格子凹溝を設ける。透明基板１０の表面に基質層４０をコーティングし、格子状の導電層２０に対応するグラフィカルインプリントテンプレートでインプリントして透明基板１０から離れる誘導領域１１２に対応する基質層４０の表面に第一格子凹溝を形成し、導電性材料を第一格子凹溝に充填して導電層２０を形成する。該基質層４０は絶縁及びパターン形成に用いられる。

その一実施例では、基質層４０の材質は硬化型接着剤、インプリント接着剤又はポリカーボネートである。

図５を参照し、実施例三では、透明基板１０から離れる枠領域１１４に対応する基質層４０の表面に、リード線電極３０を収容する第二格子凹溝を設ける。導電性材料を第二格子凹溝に充填して硬化して、互いに交差する導電ワイヤを含む格子状のリード線電極３０が形成される。導電層２０はリード線電極３０によって導通配線１２２に電気接続され、感知構造が検出するタッチ信号を導通配線１２２に伝送する。

図６を参照し、実施例四では、リード線電極３０は透明基板１０から離れる枠領域１１４に対応する基質層４０の表面に直接に形成できる。リード線電極３０と導電層２０は基質層４０の同じ側に位置する。この時、リード線電極３０はスクリーン印刷又はインクジェット印刷によって帯状に形成できる。帯状のリード線電極３０は、その最小幅が５０μｍ〜２００μｍであり、高さが５μｍ〜１０μｍであることができる。

その一実施例では、透明導電膜は、透明基板１０、導電層２０及びリード線電極３０の少なくとも一部を被覆する透明保護層（図示しない）をさらに含む。透明保護層の材質は紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）、インプリント接着剤又はポリカーボネートである。透明導電膜には導電性材料の酸化を効果的に防止できる透明保護層が設置される。

上記実施形態は、本発明のいくつかの実施態様を示すだけであって、その説明はより具体的かつ詳細であるが、そのために本発明の範囲が制限されると理解すべきではない。なお、本分野の当業者にとって、本発明の構想から逸脱しない前提で、若干の変形と改良を行うことができ、これらは、本発明の保護範囲に含まれる。そのため、本発明の特許保護範囲は、添付した特許請求を基準とする。

１０ 透明基板
２０ 導電層
３０ リード線電極
４０ 基質層
１１０ 本体
１１２ 誘導領域
１１４ 枠領域
１２０ 可撓性接続部材
１２２ 導通配線

Claims (13)

1. 透明導電膜であって、
   本体と前記本体の一側から延びるように形成される可撓性接続部材を含み、前記可撓性接続部材の幅は前記可撓性接続部材が延びる前記本体の一側の幅より小さく、前記可撓性接続部材に導通配線を設置し、前記本体は誘導領域及び前記誘導領域のエッジに位置する枠領域を含む透明基板と、
   格子状を呈し、前記本体の誘導領域の一側に設置され、互いに交差する導電ワイヤを含む導電層と、
   前記本体の枠領域の一側に設置され、前記導電層はそれによって前記導通配線に電気接続されるリード線電極とを含むことを特徴とする透明導電膜。
2. 前記本体の誘導領域の表面に、前記導電層を収容する第一格子凹溝が設けられることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
3. 前記本体の枠領域の表面に第二格子凹溝が設けられ、前記第二格子凹溝と第一格子凹溝はいずれも前記本体の同じ側に位置し、前記リード線電極は前記第二格子凹溝に収容されて、又は、
   前記枠領域の表面に直接形成されることを特徴とする請求項２に記載の透明導電膜。
4. 前記透明基板の一側に設置される基質層を更に含み、前記誘導領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れる表面に、前記導電層を収容する第一格子凹溝を設けることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
5. 前記リード線電極は、前記枠領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れる表面に設けられる第二格子凹溝に収容され、又は、
   前記リード線電極は前記枠領域に対応する前記基質層の前記透明基板から離れる表面に直接形成されることを特徴とする請求項４に記載の透明導電膜。
6. 前記基質層の材質は硬化型接着剤、インプリント接着剤又はポリカーボネートであることを特徴とする請求項４に記載の透明導電膜。
7. 前記第一格子凹溝は、幅が０．２μｍ〜５μｍであり、高さが２μｍ〜６μｍであり、前記第一格子凹溝の幅に対する高さの比が１より大きく、
   前記第二格子凹溝は、幅が０．２μｍ〜５μｍであり、高さが２μｍ〜６μｍであり、前記第二格子凹溝の幅に対する高さの比が１より大きいことを特徴とする請求項３又は５に記載の透明導電膜。
8. 前記第一格子凹溝の底部及び／又は前記第二格子凹溝の底部は非平面構造であることを特徴とする請求項７に記載の透明導電膜。
9. 前記リード線電極は格子状又は帯状であり、格子状の前記リード線電極は、導電ワイヤを互いに交差することによって形成され、帯状の前記リード線電極は、その最小幅が１０μｍ〜２００μｍであり、高さが５μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
10. 前記導通配線は格子状又は帯状であり、格子状の前記導通配線は導電ワイヤを互いに交差するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
11. 前記透明基板の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート又はポリメチルメタアクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
12. 前記導電ワイヤの材質は導電金属、カーボンナノチューブ、グラフェンインク及び導電性高分子材料中の少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。
13. 前記透明基板、導電層及びリード線電極を少なくとも部分的に被覆する透明保護層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜。

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