TW201350983A - 具有混合底塗層的透明傳導膜及其製備方法，利用該透明傳導膜的觸控板 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種能夠利用單層的混合底塗層來實現折射率匹配，且阻隔性能優秀的觸控板用透明傳導膜。本發明的透明傳導膜，包括：透明基材，混合底塗層，其形成於上述透明基材的上部，由無機網狀物和有機網狀物的共聚物形成，折射率為1.55~1.7，厚度為10nm~1.5μm，以及透明傳導層，其形成於上述混合底塗層的上部；與現有的透明傳導膜相比，生產性顯著優秀，並且具有優秀的阻隔性能的同時，具有能夠表現出穩定的折射率匹配的優點。

Description

具有混合底塗層的透明傳導膜及其製備方法，利用該透明傳導膜的觸控板
本發明涉及一種觸控板用透明傳導膜，更為詳細地涉及通過單層的混合底塗層能夠實現折射率匹配(index matching)，且阻隔性能優秀的觸控板用透明傳導膜。
透明傳導膜是製備觸控板時最重要的部件之一。到目前為止，作為這種透明傳導膜，最廣為使用的是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide：ITO)膜。
與此相關的技術公開在韓國公開專利公報10-2001-0030578號等的文獻。
一般的透明傳導膜為了在高分子膜具有表面平坦性和耐熱性，而將在進行底塗(primer coating)處理後，經過硬塗處理的膜用作基材膜(base film)。
在此基材膜上，用濕法塗敷(wet-coating)或者真空濺射方法，形成透明的底塗(undercoating)層後，用濺射方式形成如銦錫氧化物(ITO)的透明傳導層。
另一方面，隨著最近靜電容量方式的觸控板的使用增加，就要求體現低電阻和改善傳導層圖案的能見度。
為了體現低電阻，透明傳導層的厚度要變厚，但透明傳導層的厚度變厚，就產生透射度降低的缺點。並且，透明傳導層的厚度變厚，會由於使其圖案化後透明傳導層和底塗層之間的折射率之差，使得能見度的問題更加嚴重。結果，為了降低電阻值，銦錫氧化物(ITO)層的厚度變為規定厚度是當然的，用於使這種層與層之間的折射率的差最小化的就是折射率匹配。為了實現折射率匹配，在透明傳導層和透明基材膜之間形成折射率互不相同的多個底塗層，以抵消折射率之差。
只是，如果形成多層的底塗層，則會產生膜的投入產出比率顯著下降的問題，因而實際情況是，需要開發通過單層的底塗層也能夠實現折射率匹配的透明傳導膜。
本發明用於解決上述問題，目的在於，提供一種能夠通過單層的混合底塗層來實現折射率匹配，且阻隔性能優秀的觸控板用透明傳導膜。
並且，本發明的目的在於，提供一種關於能夠通過單層的混合底塗層來實現折射率匹配，且阻隔性能優秀的觸控板用透明傳導膜的製備方法的技術。
用於實現上述目的的本發明實施例的透明傳導膜，其特徵在於，包括：透明基材；混合底塗層，其形成於上述透明基材的上部，由無機網狀物和有機網狀物和有機網狀物的共聚物形成，折射率為1.55~1.7，厚 度為10 nm~1.5 μm；以及透明傳導層，其形成於上述混合底塗層的上部。
用於實現上述另一目的的本發明實施例的透明傳導膜的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：步驟(a)，使金屬醇化物和矽(Si)醇化物進行水解以及聚合反應，並賦予交聯劑來製備無機網狀物；步驟(b)，製備包含聚合性化合物的有機網狀物；步驟(c)，混合上述無機網狀物和有機網狀物來製備混合底塗層形成用組合物；步驟(d)，在透明基材的上部塗敷上述組合物並進行硬化，來形成折射率為1.55~1.7、厚度為10 nm~1.5 μm的混合底塗層；以及步驟(e)，在混合底塗層的上部形成透明傳導層。
10‧‧‧透明基材
20‧‧‧混合底塗層
21‧‧‧第一底塗層
22‧‧‧第二底塗層
30‧‧‧透明傳導層
31‧‧‧非圖案部
100、200‧‧‧透明傳導膜
第1圖是表示本發明一實施例的透明傳導膜的結構的剖視圖。
第2圖是表示根據以往技術的透明傳導膜的結構的剖視圖。
參照以下隨附圖詳細說明的實施例，就能夠明確本發明的優點及特徵及其實現方法。但是，本發明並不限於下面所公開的一些實施例，而能夠通過互不相同的各種方式來實施，本實施例僅僅是為了使本發明的公開內容更加完整並向本發明所屬技術領域的普通技術人員準確告知本發明的範疇而提供的，本發明僅根據權利要求書進行定義。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構部件。
以下，參照附圖，將如下對本發明的透明傳導膜及其製備方法進行詳細說明。
透明傳導膜
第1圖是簡要表示本發明的透明傳導膜100的截面的圖。
參照第1圖，本發明的透明傳導膜100包括透明基材10、混合底塗層20、透明傳導層30。如第1圖所示，位於混合底塗層20的上部的透明傳導層30被圖案化，形成有以如蝕刻等的過程除去傳導膜的非圖案部31。
首先，可將透明性和強度優秀的膜用作透明基材10。作為這種透明基材10的材質，可提出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylenenaphthalate)、聚醚碸樹脂(PES，polyethersulfone)、聚碳酸酯(PC，Poly carbonate)、聚丙烯(PP，poly propylene)、降莰烷(Norbornane)類樹脂等，可將這些單獨使用或者混合兩種以上來使用。並且，透明基材10可以是單層膜的形態或者多層膜的形態。
在上述透明基材10的上部形成混合底塗層20。上述混合底塗層20可直接形成於上述透明基材10的上部面，也可以在上述透明基材的上部面形成硬塗層(未圖示)，並在該硬塗層上形成。
混合底塗層20起到提高透明基材10和透明傳導層30之間的絕緣特性以及透射度的作用。
第2圖簡要表示現有的透明傳導膜200的截面，現有的透明傳導膜200，形成有：第一底塗層21，其形成於透明基材10的上部，具有高折射率；第二底塗層22，其形成于第一底塗層21上，具有低折射率。即，以往的透明傳導膜200為了使與圖案化的透明傳導層30之間的折射率之差最小化，利用了兩個以上的底塗層。
與此不同，本發明的透明傳導膜的技術特徵在於，具有單層 的混合底塗層20。其特徵在於，上述混合底塗層20由無機網狀物和有機網狀物的共聚物形成，折射率為1.55~1.7，厚度為10 nm~1.5 μm。
由於上述混合底塗層20由有機網狀物和無機網狀物的共聚物形成，因而阻隔性能優秀，不阻礙透明傳導層的傳導率。並且，雖然上述混合底塗層20以單層形成，但折射率的範圍滿足1.55~1.7，並且厚度滿足10 nm~1.5 μm的範圍，因而折射率匹配非常穩定。更為優選地，折射率的範圍為1.6~1.67，厚度範圍為20 nm~200 nm。
如果上述折射率小於1.55，則由於與基材之間的折射率之差大，因而存在折射率匹配不理想的問題，並且，如果上述折射率大於1.7，也因折射率之差，在折射率匹配方面存在問題。而且，如果上述混合底塗層20的厚度小於10 nm，則由於塗敷工序的平坦性及彎曲度的問題而存在降低生產性的問題，如果大於1.5 μm，則存在透明性的問題和折射率匹配的問題。
本發明的混合底塗層20由包含無機網狀物和有機網狀物的組合物形成。上述混合底塗層20，在透明基材10的上部塗敷上述組合物，用溶膠-凝膠工法來形成。
上述無機網狀物可含有金屬醇化物和矽(Si)醇化物。上述金屬醇化物可使用鋯(Zr)醇化物以及鈦(Ti)醇化物中的一種以上，上述矽醇化物可利用如烷氧基矽烷等的物質。上述無機網狀物可包含矽烷偶聯劑，以能夠與有機網狀物參與光聚合以及熱固化。
上述有機網狀物可含有聚合性化合物，具體地，可含有聚合性化合物和聚合引發劑、添加劑以及溶劑。上述聚合性化合物是能夠進行 光聚合或者熱固化的單官能性或者多官能性單體、低聚物以及聚合物的總稱，可舉出聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。優選地，可使用包含苯基的至少兩官能以上的環氧丙烯酸酯。
雖然上述有機網狀物自身的折射率為1.5~1.59，但是由於混合有機網狀物和無機網狀物的組合物的折射率為1.55~1.7，因而表現出高折射率。
由於本發明利用單層的底塗層，因而與現有的具有兩層以上的底塗層的透明傳導膜相比，生產性優秀。並且，本發明的混合底塗層雖然是單層，但由於由有機網狀物和無機網狀物混合而成，因而具有阻隔性能優秀的優點。尤其，本發明的混合底塗層基於有機網狀物和無機網狀物的混合而具有1.55~1.7的高折射率，並且在厚度滿足10 nm~1.5 μm的範圍時，存在具有穩定的折射率匹配效果的優點。並且，由於上述混合底塗層由有機網狀物和無機網狀物混合而成，因而在進行用於形成透明傳導層的圖案的蝕刻工序時，與現有的底塗層相比較，具有對酸性或者鹼性溶液非常穩定的優點。
本發明的透明傳導膜，為了提高表面硬度，還可在透明基材10的單面或者雙面，用丙烯酸類化合物形成硬塗層(未圖示)。
硬塗層可形成于未形成混合底塗層20的透明基材10的單面或者雙面，在形成有混合底塗層20的狀態下，只能形成於透明膜10的下部面。
透明傳導膜的製備方法
本發明的透明傳導膜的製備方法包括以下步驟：步驟(a)，製備有機網狀物；步驟(b)，製備無機網狀物；步驟(c)，混合上述無機網 狀物和有機網狀物來製備混合底塗層形成用組合物；步驟(d)，利用上述組合物來形成混合底塗層；以及步驟(e)，在上述混合底塗層的上部形成透明傳導層。
在上述步驟(a)中，使金屬醇化物和矽(si)醇化物進行水解以及聚合反應，並賦予交聯劑來製備無機網狀物。優選地，為了有效進行水解以及聚合，可以在經過利用乙酸等物質配位元金屬醇化物(coordinate)的步驟後，與矽(si)醇化物一同進行水解以及聚合反應。而且，通過賦予如矽烷偶聯劑等的交聯劑的表面改質步驟，來最終製備無機網狀物，以能夠使無機網狀物參與光聚合以及熱固化。
在上述步驟(b)中，製備能夠實現光聚合或者熱固化的單官能性或者多官能性單體、低聚物以及聚合物等的聚合性化合物的有機網狀物。
上述步驟(a)和步驟(b)在順序上並不相關。
在上述步驟(c)中，混合通過步驟(a)製備的無機網狀物和通過步驟(b)製備的有機網狀物來製備混合底塗層形成用組合物。
而且，在步驟(d)中，在透明基材的上部塗敷上述組合物，並進行固化，來形成折射率為1.55~1.7、厚度為10nm~1.5μm的混合底塗層。在此，用溶膠-凝膠工法形成上述混合底塗層。
在步驟(e)中，在上述混合底塗層的上部形成透明傳導層。上述透明傳導層能夠以濺射方式等已知的方法來形成。
能夠以如上所述的一連的程序來製備本發明的透明傳導膜。
優選地，本發明的透明傳導膜能夠作為觸控板用來使用。
以下，借助實施例以及比較例，對本發明進行更詳細的說明，但是本發明並不局限於下述的實施例。
實施例1
對混合鋯醇化物和乙醇類溶劑的混合物賦予乙酸，來配位鋯醇化物。將上述鋯醇化物和烷氧基矽烷一同進行水解，並進行聚合反應後，用矽烷偶聯劑對其進行表面改質來製備無機網狀物。
利用具有苯基的環氧丙烯酸酯預聚物和包含光引發劑的組合物來製備出有機網狀物。
混合如上所製備的無機網狀物和有機網狀物來製備出混合底塗層形成用組合物。
在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜的單面上塗敷上述組合物後，照射紫外線(UV)進行固化來形成混合底塗層。以500 nm的厚度來形成混合底塗層，所測定的折射率為1.63。
在上述混合底塗層的上部，用濺射方式成膜20nm的銦錫氧化物(ITO)層，使上述銦錫氧化物(ITO)層圖案化，來製備出實施例1的透明傳導膜。
實施例2
除在上述實施例1中，使用鈦醇化物來代替鋯醇化物，製備了無機網狀物，並且按150 nm的厚度形成混合底塗層之外，相同地製備了透明傳導膜。在實施例2中測定的混合底塗層的折射率為1.66。
實施例3
利用作為熱引發劑的自由基引發劑，聚合如同苯乙烯單體的 苯基和包含丙烯酸酯矽烷單體的共聚物來製備了有機網狀物。
對上述有機網狀物混合鋯醇化物和乙醇類溶劑的混合物賦予乙酸，來配位鋯醇化物。將上述鋯醇化物和烷氧基矽烷一同水解並進行聚合反應後，並利用矽烷偶聯劑進行表面改質，來製備出無機網狀物。
混合如上製備的無機網狀物和有機網狀物，製備出混合底塗層形成用組合物。
在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜的單面上塗敷上述組合物後，照射紫外線(UV)進行固化來形成混合底塗層。使混合底塗層的厚度為1μm，所測定的折射率為1.60。
在上述混合底塗層的上部，用濺射方式成膜20nm的銦錫氧化物(ITO)層，使上述銦錫氧化物(ITO)層圖案化，來製備出實施例1的透明傳導膜。
比較例1
除在實施例1中按5 nm的厚度形成混合底塗層外，相同地製備出透明傳導膜。所測定的比較例1的混合底塗層的折射率為1.63。
比較例2
除在實施例1中按2 μm的厚度形成混合底塗層外，相同地製備出透明傳導膜。所測定的比較例2的混合底塗層的折射率為1.63。
比較例3
在比較例3中，形成厚度為50 nm的二氧化矽(SiO2)膜來代替實施例1的混合底塗層。所測定的由二氧化矽(SiO2)形成的底塗層的折射率為1.47。
評價
下表1表示對實施例以及比較例的透明傳導膜，評價銦錫氧化物(ITO)層蝕刻圖案的折射率匹配與否的結果。
折射率匹配與否以對於銦錫氧化物(ITO)層的蝕刻圖案的光特性評價及是否能夠用肉眼確認銦錫氧化物(ITO)層的蝕刻圖案來進行了評價，並以折射率匹配優秀為O，折射率匹配甚微為X進行了標示。
△T=蒸敷銦錫氧化物(ITO)層后，脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分的透光率與未脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分的透光率之間的差值
△R=蒸敷銦錫氧化物(ITO)層后，脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分的透光率與未脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分的反光率之間的差 值
利用柯尼卡美能達公司(Konica Minolta Holdings,Inc.)的CM-5來測定了光特性。
觀察上述表1的結果，實施例1至實施例3中，蒸敷銦錫氧化物(ITO)后，脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分的透光率與未脫去銦錫氧化物(ITO)層的部分之間的透光率及反光率的差值小至0.5以下，因而評價為折射率匹配優秀。同時，可以確認到，這些實施例中，難以用肉眼識別銦錫氧化物蝕刻圖案，因而確認出折射率匹配優秀。與此不同，比較例中，透光率及反光率的差值大於實施例，用肉眼觀察也可發現折射率匹配有些不足。
可知，雖然實施例1至實施例3的透明傳導膜在透明傳導膜和透明基材之間具有單層的底塗層，但是上述底塗層由無機網狀物和有機網狀物形成，滿足特定厚度範圍和折射率，同時具有優秀的折射率匹配結果。
雖然比較例1及比較例2是關於利用混合底塗層的透明傳導膜，但是由於厚度太薄或者厚，因而確認出折射率匹配甚微。
比較例3是關於具有由二氧化矽(SiO2)形成的單層的底塗層的透明傳導膜，可確認出僅用二氧化矽(SiO2)單層，折射率匹配甚微。
以上，以本發明的實施例為中心進行了說明，但這僅僅是示例性的，在本發明所屬技術領域的普通技術人員應當理解，可根據上述實施例進行各種變形及實施等同的其他實施列。因此，應根據權利要求書來判斷本發明真正要求保護的技術範圍。
10‧‧‧透明基材
20‧‧‧混合底塗層
30‧‧‧透明傳導層
31‧‧‧非圖案部
100‧‧‧透明傳導膜

Claims (10)

  1. 一種透明傳導膜，其特徵在於，包括：透明基材；混合底塗層，其形成於該透明基材的上部，由無機網狀物和有機網狀物的共聚物形成，折射率為1.55~1.7，厚度為10 nm~1.5 μm；以及透明傳導層，其形成於該混合底塗層的上部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該無機網狀物包含金屬醇化物(Metal Alkoxide)以及矽(Si)醇化物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該金屬醇化物包含鋯(Zr)醇化物以及鈦(Ti)醇化物中的一種以上的物質。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該有機網狀物含有聚合性化合物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該聚合性化合物包含具有至少一個官能團的熱或者光聚合性單體(monomer)、低聚物(oligomer)以及聚合物(polymer)中的一種以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該透明基材為由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylenenaphthalate)、聚醚碸樹脂(PES，polyethersulfone)、聚碳酸酯(PC，Poly carbonate)、聚丙烯(PP，poly propylene)、降莰烷(Norbornane)類樹脂中的一種以上形成的單層膜或者多層膜。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的透明傳導膜，其特徵在於，該透明傳導層 包含銦錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)或者摻雜氟的氧化錫(FTO，Fluorine-doped Tin Oxide)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的透明傳導膜，其特徵在於，在該透明基材的單面或者雙面還形成有硬塗層。
  9. 一種透明傳導膜的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：步驟(a)，使金屬醇化物和矽(Si)醇化物進行水解以及縮合反應，並賦予交聯劑來製備無機網狀物，步驟(b)，製備包含聚合性化合物的有機網狀物；步驟(c)，混合該無機網狀物和有機網狀物來製備混合底塗層形成用組合物；步驟(d)，在透明基材的上部塗敷該組合物並進行固化，來形成折射率為1.55~1.7、厚度為10nm~1.5μm的混合底塗層；以及步驟(e)，在該混合底塗層的上部形成透明傳導層。
  10. 一種觸控板，其特徵在於，包含如申請專利範圍第1項至第8項所述的透明傳導膜。
TW102117771A 2012-05-21 2013-05-20 具有混合底塗層的透明傳導膜及其製備方法，利用該透明傳導膜的觸控板 TWI512362B (zh)

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