TW201417113A - 供觸摸面板用之保護膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種配置成要安置於觸摸面板上的保護膜，包括一透明基底材料，以及複數個導電顆粒，其係包括於該基底材料中；以及一種配置成要安置於觸摸面板上的保護膜的製造方法，包括：混合導電顆粒在一透明基底材料組合物中；以及壓製該基底材料組合物，以形成一基底材料。根據例示性的具體實施態樣，該保護膜可藉由提升觸摸靈敏度而減少輸入錯誤，同時保護觸摸面板。

Description

供觸摸面板用之保護膜及其製造方法
以下描述的技術主要係關於供觸摸面板用之保護膜及其製造方法。
在電子資訊終端(例如行動電話、個人數位助理(PDA)、或全球定位系統(GPS)/導航裝置)中，隨著通訊技術的發展，除了顯示簡單的字元資訊，還輸出/顯示多樣而複雜的多媒體，例如聲音、動作圖像、及無線網路瀏覽。如前所述，隨著電子資訊終端的功能發展，已發展出觸摸螢幕作為可將例如多種文字與圖案的資訊輸入功能化的輸入裝置。
觸摸螢幕係直接在螢幕上接收輸入資料的螢幕，以確認所欲的位置，且不使用鍵盤，而在人的手指或一物體接觸螢幕上所顯示的字元或特定的位置時，藉由所儲存的軟體實施特定程序。
觸摸螢幕可藉由在一般顯示器裝置的螢幕上加入稱作觸摸面板的裝置，以偵測接觸螢幕一點陣(lattice)的手指或物體的位置，而獲得其功能。因此，當先前顯示於安裝有觸摸面板的螢幕上的字元或圖案資訊被手指觸摸時，藉由螢幕接觸的位置 偵測使用者選擇的項目，且一對應的指令係由電腦處理，因此使用者可簡易地獲得所欲的資訊。
觸摸螢幕的種類分為電阻形式、電容形式、及電磁形式。各種形式的觸摸螢幕施用至電子展品係考量到訊號放大、解析度差距、設計及處理技術的困難度、光學性質、電子性質、機械性質、內部性質、輸入性質、耐久性、及經濟性。目前，最常使用的係電阻形式及電容形式。
特定而言，電容形式係藉由感受身體的靜電放電而驅動。在某些情況下，在觸摸面板上方安置一窗口以保護該觸摸面板，且在該窗口上方安置一保護膜以保護該窗口的表面。然而，該保護膜可能降低電容形式觸摸面板的靈敏度，而會產生觸摸面板上的輸入錯誤。
上文先前技術部分揭露的資訊僅用於增進對所描述技術背景的了解，因此其可包含並未形成本國內本領域具通常知識者已知的先前技術的資訊。
根據本發明的例示性具體實施態樣係提供一種保護膜，於保護觸摸面板的同時，具有極佳觸摸靈敏度。
根據本發明一例示性具體實施態樣，一種保護膜係配置成要安置於一觸摸面板上，該保護膜包括一透明基底材料，以及複數個導電顆粒，其係包括於該基底材料中。
該導電顆粒可具有實質上球形形狀。
該導電顆粒的直徑可為該基底材料厚度的80%至95%。
在垂直於該基底材料之厚度方向的方向上，每平方毫米面積中可包括1至10顆該導電顆粒。
該導電顆粒可包含一丙烯系核心以及一包覆該丙烯系核心表面的聚苯胺層。
該導電顆粒可具有纖維形狀。
至少部分的導電顆粒可排列於該基底材料的厚度方向。
該導電顆粒的長度可為該基底材料厚度的100%至150%。
該保護膜可更包含一塗覆層，位於該基底材料的一上表面及一下表面上，該塗覆層的硬度係高於該基底材料；其中，該塗覆層具有複數個導電圖樣。
根據本發明另一例示性具體實施態樣，一種保護膜的製造方法，該保護膜係配置成要安置於一觸摸面板上，該方法包括：混合導電顆粒在一透明基底材料組合物中；以及壓製該基底材料組合物，以形成一基底材料。
該方法可更包括提供包括丙烯系材料的球形核心；分佈(distributing)該球形核心成單分散態(monodispersed state)，其具有實質上均勻的尺寸；以及於該球形核心表面塗覆聚苯胺，以製造該導電顆粒。
該導電顆粒可具有纖維形狀。
該方法可更包括於形成該基底材料後，塗覆一塗覆層於該基底材料的一上表面及一下表面上，該塗覆層的硬度高於該基底材料。
該塗覆層的塗覆可包括：提供一塗覆層基底材料組合物；於該基底材料的表面上塗覆該塗覆層基底材料組合物；乾燥該塗覆層基底材料組合物；以及硬化該塗覆層基底材料組合物，以形成該塗覆層。
該塗覆層基底材料組合物於該基底材料上的塗覆可包括形成複數個導電圖樣。
該塗覆層基底材料組合物於該基底材料上的塗覆可包括選自以下之一者：桿式塗覆、刮刀塗覆、凹版塗覆、微型凹版塗覆、或是槽模塗覆(slot die coating)
根據例示性具體實施態樣，該保護膜可藉由增進觸摸靈敏度而減少輸入錯誤，同時保護觸摸面板。
10‧‧‧保護膜
20‧‧‧窗口
30‧‧‧觸摸面板
100‧‧‧基底材料
210‧‧‧球形導電顆粒
220‧‧‧纖維導電顆粒
300a、300b‧‧‧塗覆層
310a、310b‧‧‧導電圖樣
第1圖係根據一例示性具體實施態樣的使用中的保護膜的示意圖。
第2A圖及第2B圖係示意顯示根據一例示性具體實施態樣的保護膜的透視圖及截面圖。
第3A圖及第3B圖係示意顯示根據一例示性具體實施態樣之保護膜之例示性變化態的透視圖及截面圖。
第4圖係根據另一例示性具體實施態樣的保護膜的示意透視圖。
以下將參照所附圖式更完整地描述本發明，其中顯示發明的例示性具體實施態樣。然而，本發明並非限於此處描述之例示性具體實施態樣，可以多種不同形式實現，而此處提供的 例示性具體實施態樣係徹底且完整地解釋所揭露的內容，並有效地將本發明的概念傳達給本領域具通常知識者。類似的代表符號在說明書中表示相似的元件。
於圖式中，層、膜、面板、區域等等的厚度會為了明確性而被誇示。於圖式中，某些層與面積的厚度會為了更加暸解與敘述的方便而被誇示。將可理解，當一元件如層、膜、區域、或基材被描述為在另一元件「上(on)」，其可直接於該另一元件上，或者也可能存在介於中間的元件。
此外，除非有明確的相反敘述，用語「包含(comprise)」及變化形如「comprises或comprising」係理解為表示包括所述的元件，但並未排除任何其他的元件。將可理解，當一元件如層、膜、區域、或基材被描述為在另一元件「上(on)」，其可於該另一元件上或該另一元件之下。例如，在重力方向上，該元件並不必須在該另一物件上。
第1圖係根據一例示性具體實施態樣的一使用中的保護膜的示意圖，且第2A圖及第2B圖係示意顯示根據一例示性具體實施態樣的保護膜的透視圖及截面圖。例如，第2B圖係沿第2A圖中線IIb-IIb的截面圖。
如第1圖所示，為了保護觸摸面板30(一電容形式觸摸面板)的表面，窗口20可安置於觸摸面板30的表面上，而用來保護窗口20表面的保護膜10也可安置於觸摸面板30的上方。窗口20及保護膜10係以透明材料製成，以容許顯示影像之顯示器裝置(未示出)所發射的光得以透射通過。
參照第2圖，根據一例示性具體實施態樣的保護膜 10包括基底材料100及導電顆粒210。
基底材料100係以透明材料製成，以容許顯示器裝置所發射的光得以透射通過，其具有平板形狀(例如，形成為具有預定厚度的平板)，且位於窗口20的表面上。在所描述的具體實施態樣中，基底材料100的厚度為約50微米(μm)至約200微米，但不限於此；且可能為任何具有足夠的光透射率(例如，高於一預定參考量的光透射率)且同時避免窗口20表面刮痕的適合厚度。
基底材料100可由具有極佳光透射率、機械強度、熱穩定度、及濕穩定度的聚合物所形成。例如可使用乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚碳酸酯(PC)、聚對酞酸乙二酯(PET)、非晶形聚對酞酸乙二酯(APET)、聚對酞酸丙二酯(PPT)、聚對酞酸萘二酯(polynaphthalene terephthalate，PEN)、聚對酞酸乙二酯丙三醇(polyethylene terephthalate glycerol，PETG)、聚對酞酸環己基二甲酯(polycyclohexylene dimethylene terephthalate，PCTG)、經改質的三乙醯纖維素(modified tri-acetyl-cellulose，TAC)、環烯聚合物(COP)、環烯共聚物(COC)、二環戊二烯聚合物(DCPD)、環戊二烯聚合物(CPD)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚碸(PES)、聚醚醯亞胺(PEI)、矽氧烷樹脂、氟樹脂、經改質的共聚物(其中混合入一或多種塑性樹脂，例如經改質的環氧樹脂)、或一摻混合樹脂。
導電顆粒係位於基底材料100內，且配置成將使用者的觸摸所產生的寄生電容傳輸至觸摸面板30，而減少在觸摸時產生的接觸電阻，並增進觸摸面板操作的可靠性。
如第2A圖及第2B圖所示，導電顆粒210可形成為實質上球形，且可包括一由丙烯系材料製成的核心及一包覆(如塗覆或包圍)該核心表面的聚苯胺層。具實質上球形形狀的導電顆粒210的直徑可為基底材料100厚度的約80百分比(%)至約95%。當導電顆粒210直徑小於80%，導電顆粒的效果會是微弱的；而當導電顆粒210直徑大於95%，基底材料100的表面上會出現突起及凹陷。
根據所述的具體實施態樣，在垂直於該基底材料100之厚度方向的方向上，形成每平方毫米(mm2)面積中包括1至10顆具有實質上球形形狀的導電顆粒210，使得它們可均勻地配置，而有效獲得其效果。當基底材料100中混合的導電顆粒210少於每平方毫米1顆，導電效果係微弱的；而當基底材料100中混合的導電顆粒210多於每平方毫米10顆，導電效果良好，但可視度(visibility)下降。
第3A圖及第3B圖分別係根據一例示性具體實施態樣的例示性變化態之保護膜的示意透視圖及截面圖。例如，第3B圖係沿第3A圖中線IIIb-IIIb的示意截面圖。
如第3圖所示，導電顆粒220可形成為纖維形狀(例如，複數個鄰接的導電顆粒股，其排列為實質上與基底材料100的厚度方向平行)。導電顆粒220可由包括導電金屬的導電金屬纖維製成，且該導電金屬纖維可藉由對基底材料(例如，不鏽鋼纜線)實施熱處理的同時，拉伸基底材料而製造。或是，可使用切割金屬膜而製造金屬纖維的線圈切割方法、噴出熔融合金製造纖維的旋轉液體自旋方法(in-rotating liquid spinning method)、 或在振動下從金屬塊切割纖維的振動切割方法，或是其他適合的導電顆粒製造方法來製造導電顆粒220。
根據所述的例示性具體實施態樣，至少一部分的纖維形狀的導電顆粒220可排列於基底材料100的厚度方向。如第3B圖所示，纖維形狀的導電顆粒220的兩端可穿過基底材料100的相對表面而暴露出，且導電顆粒220具有小的直徑(例如數微米)，以使得即使導電顆粒220的兩端部分係穿過基底材料100的相對表面而暴露出，透過基底材料100的可視度並未減低。雖然纖維形狀的導電顆粒220的兩端穿過基底材料100的相對表面而暴露出，在所述的具體實施態樣中，導電顆粒220的長度係該基底材料厚度的約100%至約150%。當纖維形狀的導電顆粒220的長度短於基底材料100厚度的約100%，導電顆粒220的相對端將無法穿過基底材料100的表面暴露出；而當纖維形狀的導電顆粒220的長度長於基底材料100厚度的150%，透過基底材料100的可視度會下降。
第4圖係根據另一例示性具體實施態樣的保護膜的示意透視圖。
參照第4圖，根據本例示性具體實施態樣的保護膜係與前述例示性具體實施態樣的保護膜相同，除了在基底材料100外的塗覆層300a及300b。與前述例示性具體實施態樣中相同的構件係以相同的元件符號表示。
為增進保護膜表面的保護，同時更提升保護膜的導電性，可分別安置塗覆層300a及300b於基底材料100的上表面及下表面的上方。塗覆層300a及300b的硬度(例如堅實度或密 度)高於基底材料100，且塗覆層300a及300b分別形成為複數個導電圖樣310a及310b。
根據所述具體實施態樣，塗覆層300a及300b具有大於3H的鉛筆硬度，厚度範圍約1微米至約10微米。當塗覆層300a及300b的厚度小於約1微米，即使硬度大於3H，表面保護效果係微弱的；當塗覆層300a及300b的厚度大於10微米，塗覆層被捲起時將發生捲曲現象。
如第4圖所示，塗覆層300a及300b包括複數個導電圖樣310a及310b。根據所述具體實施態樣，導電圖樣310a及310b均勻地設置為矩陣形式以增進透過塗覆層300a及300b的可視度，且導電圖樣310a及310b可包括導電性用的銀奈米導線。藉由安置於基底材料100的上方的塗覆層300a的導電圖樣310a、基底材料100中的導電顆粒210及220、及安置在基底材料100的下方的塗覆層300b的導電圖樣310b，由使用者觸摸所產生的靜電電容可傳輸至觸摸面板30。
以下，將描述根據一例示性具體實施態樣的保護膜製造方法。
根據一例示性具體實施態樣的保護膜的製造方法包括提供導電顆粒210及220；混合導電顆粒210及220在一透明基底材料組合物中；以及壓製該基底材料組合物，以形成一基底材料。
可藉由提供複數個包括丙烯系材料的球形核心；分佈該球形核心成單分散態，其具有實質上均勻的尺寸；以及於該球形核心表面塗覆(例如，覆蓋或封裝)聚苯胺，以形成球形導 電顆粒210。可藉由對基底金屬(例如，不鏽鋼纜線)實施熱處理的同時拉伸基底金屬、切割金屬膜而製造金屬纖維的線圈切割方法、噴出熔融合金而製造纖維的旋轉液體自旋方法、或在振動下從金屬塊切割纖維的振動切割方法，製造纖維形狀的導電顆粒220。
以上製造的導電顆粒210及220係與液體的基底材料組合物混合。如同前述，該基底材料組合物可選自各種具有足夠的光透射率(例如，高於一預定參考量的光透射率)的聚合物。基底材料組合物的混合比例可經控制，以在垂直於所製造的基底材料100之厚度方向的方向上，每平方毫米面積中包括1至10顆導電顆粒210及220。
與導電顆粒210及220混合的基底材料組合物係經由擠製器壓製以形成平板形狀的基底材料(例如，形成為具有預定厚度的平板或基材)。基底材料100係藉由壓製與導電顆粒210及220混合的基底材料組合物製成，使得導電顆粒210及220在基底材料100中得以實質均勻分佈。
形成基底材料100後，可將硬度高於該基底材料的塗覆層300a及300b塗覆於基底材料100的上表面及下表面上。塗覆層300a及300b的塗覆可包括提供塗覆層基底材料組合物；於基底材料100的表面上塗覆該塗覆層基底材料組合物；乾燥該塗覆層基底材料組合物；以及硬化該塗覆層基底材料組合物，以形成該塗覆層。
塗覆層基底材料組合物可選自紫外光(UV)硬化樹脂。該塗覆層基底材料組合物可藉由混合具有相容於該UV硬化 樹脂的溶解度及膨脹度之溶劑製成。該溶劑可由多種選擇的酮類、醚類、含氮化合物、及其混合物而製成。
在基底材料100的表面上塗覆與溶劑混合的塗覆層基底材料組合物。可使用桿式塗覆方法、刮刀塗覆方法、凹版塗覆方法、微型凹版塗覆方法、或是槽模塗覆方法塗覆該塗覆層基底材料組合物，但不限於此。可以使用任何本領域為此目的已知之合適的塗覆方法形成複數個導電圖樣310a及310b。
乾燥塗覆在基底材料100表面上的塗覆層基底材料組合物以去除溶劑，並硬化該已乾燥的塗覆層基底材料組合物。塗覆層基底材料組合物的乾燥及硬化可藉由使用紫外光(UV)燈實施，例如高壓汞蒸氣燈、金屬鹵素燈、氙燈、或是微波方法的感應燈(induction lamp)。
本揭露雖已描述目前被認為是實際應用的例示性具體實施態樣，但應理解本發明並非限制於揭露的具體實施態樣，相對的，是為了涵蓋於後附申請專利範圍中的精神與範圍內的各種改變與相等的設置。
10‧‧‧保護膜
100‧‧‧基底材料
210‧‧‧球形導電顆粒

Claims (16)

  1. 一種保護膜，其係配置成要安置於一觸摸面板上，該保護膜包含：一透明基底材料；以及複數個導電顆粒，其係包括於該基底材料中。
  2. 如請求項1所述之保護膜，其中該導電顆粒具有實質上球形形狀。
  3. 如請求項2所述之保護膜，其中該導電顆粒的直徑係該基底材料厚度的80%至95%。
  4. 如請求項3所述之保護膜，其中在垂直於該基底材料之厚度方向的方向上，每平方毫米面積中包括1至10顆該導電顆粒。
  5. 如請求項2所述之保護膜，其中該導電顆粒包含一丙烯系核心以及一包覆該丙烯系核心表面的聚苯胺層。
  6. 如請求項1所述之保護膜，其中該導電顆粒具有纖維形狀。
  7. 如請求項6所述之保護膜，其中至少部分的導電顆粒係排列於該基底材料的厚度方向。
  8. 如請求項6所述之保護膜，其中該導電顆粒的長度係該基底材料厚度的100%至150%。
  9. 如請求項1所述之保護膜，其更包含一塗覆層，位於該基底材料的一上表面及一下表面，該塗覆層的硬度係高於該基底材料；其中，該塗覆層具有複數個導電圖樣。
  10. 一種保護膜的製造方法，該保護膜係配置成要安置於一觸摸 面板上，該方法包含：混合導電顆粒在一透明基底材料組合物中；以及壓製該基底材料組合物，以形成一基底材料。
  11. 如請求項10所述之方法，其更包含：提供複數個包括丙烯系材料的球形核心；分佈(distributing)該球形核心成單分散態(monodispersed state)，其具有實質上均勻的尺寸；以及於該球形核心表面塗覆聚苯胺，以製造該導電顆粒。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該導電顆粒具有纖維形狀。
  13. 如請求項10所述之方法，其更包含於形成該基底材料後，塗覆一塗覆層於該基底材料的一上表面及一下表面上，該塗覆層的硬度高於該基底材料。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該塗覆層的塗覆係包含：提供一塗覆層基底材料組合物；於該基底材料的表面上塗覆該塗覆層基底材料組合物；乾燥該塗覆層基底材料組合物；以及硬化該塗覆層基底材料組合物，以形成該塗覆層。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該塗覆層基底材料組合物於該基底材料上的塗覆係包含形成複數個導電圖樣。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該塗覆層基底材料組合物於該基底材料上的塗覆係包含選自以下之一者：桿式塗覆、刮刀塗覆、凹版塗覆、微型凹版塗覆、或是槽模塗覆(slot die coating)。
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