TW201432799A - 圖形化透明導電膜 - Google Patents

Abstract

一種圖形化透明導電膜，包括：基片、第一導電層和第二導電層。第一導電層包括第一導電區，第二導電層包括第二導電區，第一導電區和第二導電區皆包括由金屬線形成之金屬網格。金屬網格為埋入式且為形狀不規則之隨機網格。第一導電區之金屬線斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度；第二導電區之金屬線斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度。第二導電層與第一導電層疊加後形成之疊加金屬網格於各角度均勻分佈。因疊加後之兩層導電膜的金屬網格在各個角度均勻分佈，故可使莫爾條紋現象消除。

Description

圖形化透明導電膜

本發明涉及導電膜技術領域，特別係涉及一種圖形化透明導電膜。

透明導電膜係具有良好導電性和於可見光波段具有高透光率之導電薄膜。目前透明導電膜已廣泛應用於平板顯示、光伏器件、觸控面板和電磁遮罩等領域，具有極其廣闊之市場空間。

習知手機觸控式螢幕中，為減輕手機之厚度和重量，大多採用柔性之圖形化透明導電膜；通常之觸控螢幕大多需要採用兩片透明導電膜組成上下電極以完成觸控功能。惟，當兩片透明導電膜上下組合時，其透光率將進一步減小。習知兩片之透明導電膜之導電區域大多係形狀規則之網格，由於LCD之圖元單元係形狀規則之矩形單元，圖元之間係形狀規則且成週期性分佈的黑色線條，而導電薄膜之週期性不透光線條就會與LCD之黑線形成週期性遮蔽，是以將這種透明導電薄膜貼附於LCD表面時會出現較為明顯的莫爾條紋。當兩張規則網格導電膜貼合時亦會產生明顯之莫爾條紋。這種現象無疑嚴重影響了基於金屬網格之圖形化透明導電膜之應用。

有鑑於此，實有必要提供一種能夠消除莫爾條紋現象之圖形化透明導電膜。

一種圖形化透明導電膜，包括：基片，包括相對設置之第一表面和第二表面；第一導電層，設置於該基片之第一表面，該第一導電層包括 第一導電區及第一絕緣區，該第一導電區包括由第一金屬線形成之第一金屬網格；及第二導電層，包括第二導電區和第二絕緣區，該第二導電區包括由第二金屬線形成之第二金屬網格；其中，該第一金屬網格和該第二金屬網格均為埋入式金屬網格且係形狀不規則之隨機網格，該第一金屬線之斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度，該第二金屬線之斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度，該第二導電層與該第一導電層疊加且於該基片之厚度方向上相互間隔以絕緣，疊加後形成之疊加金屬網格之金屬線於各個角度均勻分佈。

於其中一實施例中，其中該第一導電層和該第二導電層之形狀不規則之隨機網格疊加後滿足以下條件：該疊加金屬網格中之金屬線係直線段，且與右向水準方向X軸所成角度θ呈均勻分佈；其中，該均勻分佈係指：統計每一條金屬線之θ值，然後按照5°之步距，統計落於每個角度區間內金屬線之概率p _i ，由此於0~180°以內之36個角度區間得到p ₁ 、p ₂ 、……至p ₃₆ ，p _i 滿足標準差小於算術均值之20%。

於其中一實施例中，其中該第一導電區之第一金屬線之斜率K₁於(-1，1)範圍內之概率密度最大，該第二導電區之第二金屬線之斜率K₂於(-∞，-1)∪(1，+∞)範圍內之概率密度最大。

於其中一實施例中，其中該第二導電層設置於該基片之第二表面，該第二導電層與該第一導電層相對設置。

於其中一實施例中，其中該第二導電層設置於該第一導電層之表面，該第二導電層與該第一導電層位於該基片之同側。

於其中一實施例中，其中該第一絕緣區和該第二絕緣區包括由第三金屬線形成之第三金屬網格，該第一絕緣區與該第一導電區之間絕緣，該第二絕緣區與該第二導電區之間絕緣，該第三金屬網格係形狀不規則之隨機網格。

於其中一實施例中，其中該第一絕緣區和該第二絕緣區之第 三金屬網格於各個角度上均勻分佈。

於其中一實施例中，其中該第一絕緣區之第三金屬線之間互相連通，且與該第一導電區之第一金屬線之間設有間隔；該第二絕緣區之第三金屬線之間互相連通，且與該第二導電區之第二金屬線之間設有間隔。

於其中一實施例中，其中第一絕緣區和該第二絕緣區之第三金屬網格由沒有節點且彼此斷開之第三金屬線構成。

於其中一實施例中，其中該第三金屬線中每兩根相互斷開之第三金屬線首尾端點之最小距離小於30μm。

於其中一實施例中，其中該第一導電區和該第一絕緣區之透過率之差小於2%，該第二導電區和該第二絕緣區之透過率之差小於2%。

上述圖形化透明導電膜，藉由將第一導電層之第一金屬網格於橫向方向上做拉伸截取，第二導電層之第二金屬網格於縱向方向上做拉伸截取，使得第一導電區之第一金屬線斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度，第二導電區之第二金屬線斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度，同時保證第一金屬網格和第二金屬網格面積即透光區域之增加，使得整體透明導電膜之透光率增加，又由於單方向之拉伸和截取能夠確保偏向該方向上之金屬線之概率密度不變，因此透明導電膜於該方向上之導電性能能夠保持基本不變，而由於第一導電層和第二導電層於同一方向上金屬線之概率密度不同，故將第一導電層和第二導電層疊加後，整體導電膜之疊加金屬網格於各個角度均勻分佈，從而使莫爾條紋現象消除。

100‧‧‧圖形化透明導電膜

110‧‧‧基片

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

120‧‧‧第一導電層

130‧‧‧第二導電層

122‧‧‧第一導電區

124‧‧‧第一絕緣區

1222‧‧‧第一金屬網格

1222a‧‧‧第一金屬線

132‧‧‧第二導電區

134‧‧‧第二絕緣區

1322‧‧‧第二金屬網格

1322a‧‧‧第二金屬線

140‧‧‧疊加金屬網格

142‧‧‧金屬線

14‧‧‧第三金屬網格

144‧‧‧第三金屬線

為更清楚地說明本發明實施方式或習知技術中的技術方案，下面將對實施方式或習知技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅係本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，於不付出創造性勞動性的前提下，還可根據該等附圖獲得其他的附圖。

圖1為一實施方式之圖形化透明導電膜之結構示意圖；圖2為圖形化透明導電膜之第一導電層之隨機網格部分示意圖；圖3為圖形化透明導電膜之第二導電層之隨機網格部分示意圖；圖4為圖2和圖3疊加後之部分結構示意圖；圖5為圖2和圖3疊加後之概率分佈示意圖；圖6為圖形化透明導電薄膜之隨機網格中每根線段與X軸所成夾角之概率pi之分佈圖；圖7為圖2之隨機網格之放大示意圖；圖7A為圖7中A處之局部放大圖；圖7B為圖7中B處之局部放大圖。

下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅係本發明一部分實施方式，而非全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員於沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，皆屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，一實施方式之圖形化透明導電膜100包括基片110、第一導電層120和第二導電層130。基片110包括第一表面112和第二表面114，第一表面112和第二表面114相對設置。第一導電層120設於基片之第一表面112，包括第一導電區122和第一絕緣區124。第一導電區122包括由第一金屬線1222a所形成之第一金屬網格1222，且第一導電區122之第一金屬線1222a之斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度。第二導電層130包括第二導電區132和第二絕緣區134，第二導電區132包括由第二金屬線1322a所形成之第二金屬網格1322，且第二金屬線1322a之斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度。

第一金屬網格1222和第二金屬網格1322皆為埋入式金屬網 格且係形狀不規則之隨機網格，可藉由於基片110表面開設凹槽或者於基質層表面開設凹槽，再於凹槽中填充金屬材質形成，或者直接於基片110表面塗布、烘乾得到交錯分佈之金屬線，再進行壓實，得到埋入式金屬網格。

第二導電層130與第一導電層120疊加且於基片110之厚度方向上相互間隔以絕緣，疊加後形成之疊加金屬網格140之金屬線142於各個角度均勻分佈。

上述圖形化透明導電膜100，以基片110所在之平面為座標平面，橫向為X軸，縱向為Y軸。第一金屬線1222a之斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度，即是說第一導電區122靠近X軸之第一金屬線1222a之數量大於靠近Y軸之數量。第二金屬線1322a之斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度，即是說第二導電區132靠近Y軸之第二金屬線1322a之數量大於靠近X軸之數量。而由於第一導電層120和第二導電層130於同一方向上之金屬線概率密度不同，將第一導電層120和第二導電層130疊加後，整體導電膜之疊加金屬網格分佈概率成均勻分佈，避免網格與LCD網格規則性重複，使莫爾條紋消除。本實施方式所述之隨機網格可為蜂窩狀結構。

請參閱圖5，為第一導電層120和第二導電層130疊加之後之概率分佈示意圖。如圖所示，由於第一金屬線1222a之斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度，第二金屬線1322a之斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度，故當第一金屬線1222a之斜率呈上升趨勢時，第二金屬線1322a之斜率呈下降趨勢，將第一導電層120和第二導電層130進行疊加後，疊加後之金屬線142之斜率大概一體呈水準狀態，即整體導電層之疊加金屬網格140分佈概率呈均勻分佈。

請參閱圖4和圖6，於本實施方式中，隨機網格之類型為各項同性不規則多邊隨機網格，下面將以5mm*5mm面積之隨機網格為例分析其疊加金屬網格140之金屬線142之角度分佈。

如圖4所示之實施方式中，隨機網格共包括4257根線段。統計每根線段與X軸所成夾角θ得到一維陣列θ(1)~θ(4257)；進而以5°為區 間佈局，將0~180。分為36個角度區間；統計線段中落於每一區間內之概率，得到一組陣列p(1)~p(36)，如圖6所示。

隨後根據標準差計算公式：

式中n為36，可得到標準差s為0.26%，平均概率p為2.78%。是以s/p=9.35%，可見上述隨機網格之格線於角度分佈非常均勻，可有效避免莫爾條紋的產生。由本實施方式所描述之圖形化透明導電膜100於貼附于LCD表面時，將不會產生莫爾條紋。

請參閱圖1，具體於本實施方式中，第二導電層130設置於基片110之第二表面114，與第一導電層120相對設置。藉由於基質層上進行凹槽壓印，然後於凹槽中填充導電材質，形成第一導電層120和第二導電層130，最後將製成之第一導電層120和第二導電層130分別製作到基片之第一表面112和第二表面114，形成疊加後隨機網格均勻分佈於各個角度之圖形化透明導電膜100。其中，基質層為熱塑性聚合物層。第一導電層120和第二導電層130之可見光透過率皆大於88.6%。當然，於其他之實施方式中，亦可將第一導電層120和第二導電層130疊加於基片110之同一側，且彼此間隔絕緣，以滿足不同結構類型之導電膜，從而應用到不同結構類型之觸控式螢幕。

設計網格時，藉由將用於製作第一導電層120之網格於橫向方向上進行拉伸後截取，將用於製作第二導電層130之網格於縱向方向上進行拉伸後截取，得到與拉伸前面積同等之網格；根據設計好之網格光刻；再根據光刻之圖形製造模具；再用模具進行壓印，得到凹槽；於凹槽裡填充導電材質，得到若干埋入式金屬網格。拉伸網格後，單個金屬網格之面積增大，所以得到之第一導電層120和第二導電層130透過率亦增大。且得到的第一導電層120之第一金屬線1222a靠近X軸之數量較多，第二導電層130之第二金屬線1322a靠近Y軸之數量較多。由於靠近某一方向之金屬線越多，該方向上之單向導電性能越好，故第一導電層120之X軸導 電性能好，第二導電層130之Y軸導電性能好。

具體到本實施方式中，第一導電區122之第一金屬線1222a之斜率K₁於(-1，1)範圍內之概率密度最大，第二導電區132之第二金屬線1322a之斜率K₂於(-∞，-1)∪(1，+∞)範圍內之概率密度最大。斜率K=tan θ，θ為金屬線與橫坐標之夾角。由正切函數tangent之定義可知，tan45°=1，tan-45°=-1，故第一導電區122之第一金屬線1222a與X軸之夾角於(-45°，45°)或者(225°，315°)範圍內之數量最多，其中不包括端點值，即靠近X軸之金屬線之數量最多。第二導電區132之第二金屬線1322a與X軸之夾角於(45°，135°)或者(-45°，-135°)範圍內之數量最多，其中不包括端點值，即靠近Y軸之金屬線之數量最多。

請參閱圖3，第一金屬線1222a之斜率K₁分佈於(-1，1)之範圍之內的概率密度越大，即靠近X軸的金屬線之數量就越多，從而X軸方向上之導電性能就越好。故於本實施方式中，當第一金屬線1222a之斜率K₁分佈於(-1，1)的範圍內之概率最大時，圖形化透明導電膜100在X軸方向之導電性能最好。同樣地，請參閱圖4，當第二金屬線1322a之斜率K₂於(-∞，-1)∪(1，+∞)範圍內之概率密度最大時，圖形化透明導電膜100於Y軸方向之導電性能最好。第一導電層120和第二導電層130之可見光透過率為89.86%，對應之X軸和Y軸方向上之電阻為58歐姆，兩層導電層疊加後之可見光透過率為87.6%，使可見光透過率提高。

請參閱圖7、圖7A和圖7B，係第一絕緣區124或第二絕緣區134之第三金屬網格14之第三金屬線144，以第一絕緣區124為例說明，第二絕緣區134與第一絕緣區124類似，這裡不再贅述。第一絕緣區124包括由第三金屬線144所形成之第三金屬網格14，且第三金屬網格14為形狀不規則之隨機網格，且第三金屬網格14之密度與第一導電區122相同，第三金屬網格14之平均直徑皆可為120μm，有利於減小莫爾條紋現象。且第一絕緣區124與第一導電區122絕緣，具體到本實施方式中，絕緣方式可為：第一絕緣區124之第三金屬線144之間互相連通，而於第一導電區122和第一絕緣區124設置空白區域以間隔開第一導電區122和第一絕緣區124，該空白區域之寬度d可為3μm，經測試後，該寬度肉眼不可見，可滿 足肉眼之透明化，是以不會產生灰度對比。

於其它實施方式中，第一絕緣區124和第二絕緣區134之第三金屬網格14於各個角度上均勻分佈。且第一導電區122和第一絕緣區124之透過率之差小於2%，第二導電區132和第二絕緣區134之透過率之差小於2%。是以，位於同一導電層之導電區和絕緣區不會產生肉眼可見的灰度差異，使用戶體驗感提高。

於其它實施方式中，絕緣方式亦可為：第一絕緣區124之第三金屬網格14由沒有節點且彼此斷開之第三金屬線144構成。具體為將以各節點為中心，半徑r為3μm內之凹槽結構取消。由於第一絕緣區124係由彼此斷開之孤立第三金屬線144構成，是以可實現徹底不導電，第一導電區122與第一絕緣區124之透過率相同，是以不會產生灰度對比。具體到本實施方式中，同時將上述兩種絕緣方式皆應用到第一導電層120和第二導電層130之絕緣區域。第一導電區122和第二導電區132將使用絲印技術製作之銀線引出，以便應用到觸控式螢幕時，構成驅動電極和感應電極。

具體到本實施方式中，沒有節點且彼此斷開之第三金屬線144中每兩根相互斷開之第三金屬線144首尾端點之最小距離小於30μm。既能保證導電區和絕緣區相互不導電，同時，又能保證絕緣區之空白區域不至於產生灰度變化，避免影響操作者之體驗感。

以上實施方式中，基片110之材質可為玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等，所說之導電材質並不限於銀，也可為石墨、高分子導電材質等。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧圖形化透明導電膜

110‧‧‧基片

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

120‧‧‧第一導電層

130‧‧‧第二導電層

Claims (11)

1. 一種圖形化透明導電膜，包括：基片，包括相對設置之第一表面和第二表面；第一導電層，設置於該基片之第一表面，該第一導電層包括第一導電區及第一絕緣區，該第一導電區包括由第一金屬線形成之第一金屬網格；及第二導電層，包括第二導電區和第二絕緣區，該第二導電區包括由第二金屬線形成之第二金屬網格；其中，該第一金屬網格和該第二金屬網格均為埋入式金屬網格且係形狀不規則之隨機網格，該第一金屬線之斜率靠近橫向之概率密度大於靠近縱向之概率密度，該第二金屬線之斜率靠近縱向之概率密度大於靠近橫向之概率密度，該第二導電層與該第一導電層疊加且於該基片之厚度方向上相互間隔以絕緣，疊加後形成之疊加金屬網格之金屬線於各個角度均勻分佈。
2. 如請求項1所述之圖形化透明導電膜，其中該第一導電層和該第二導電層之形狀不規則之隨機網格疊加後滿足以下條件：該疊加金屬網格中之金屬線係直線段，且與右向水準方向X軸所成角度θ呈均勻分佈；其中，該均勻分佈係指：統計每一條金屬線之θ值，然後按照5°之步距，統計落於每個角度區間內金屬線之概率p _i ，由此於0~180°以內之36個角度區間得到p ₁ 、p ₂ 、……至p ₃₆ ，p _i 滿足標準差小於算術均值之20%。
3. 如請求項1所述之圖形化透明導電膜，其中該第一導電區之第一金屬線之斜率K₁於(-1，1)範圍內之概率密度最大，該第二導電區之第二金屬線之斜率K₂於(-∞，-1)∪(1，+∞)範圍內之概率密度最大。
4. 如請求項1所述之圖形化透明導電膜，其中該第二導電層設置於該基片之第二表面，該第二導電層與該第一導電層相對設置。
5. 如請求項1所述之圖形化透明導電膜，其中該第二導電層設置於該第一導電層之表面，該第二導電層與該第一導電層位於該基片之同側。
6. 如請求項1所述之圖形化透明導電膜，其中該第一絕緣區和該第二絕緣區包括由第三金屬線形成之第三金屬網格，該第一絕緣區與該第一導電區之間絕緣，該第二絕緣區與該第二導電區之間絕緣，該第三金屬網格係形狀不規則之隨機網格。
7. 如請求項6所述之圖形化透明導電膜，其中該第一絕緣區和該第二絕緣區之第三金屬網格於各個角度上均勻分佈。
8. 如請求項6所述之圖形化透明導電膜，其中該第一絕緣區之第三金屬線之間互相連通，且與該第一導電區之第一金屬線之間設有間隔；該第二絕緣區之第三金屬線之間互相連通，且與該第二導電區之第二金屬線之間設有間隔。
9. 如請求項6所述之圖形化透明導電膜，其中該第一絕緣區和該第二絕緣區之第三金屬網格由彼此斷開之第三金屬線構成。
10. 如請求項9所述之圖形化透明導電膜，其中該第三金屬線中每兩根相互斷開之第三金屬線首尾端點之最小距離小於30μm。
11. 如請求項6所述之圖形化透明導電膜，其中該第一導電區與該第一絕緣區之透過率之差小於2%，該第二導電區和該第二絕緣區之透過率之差小於2%。