TW202205314A

TW202205314A - 透明導電薄膜

Info

Publication number: TW202205314A
Application number: TW109124198A
Authority: TW
Inventors: 張永政; 陳旻裕; 侯昱瑋; 蕭仲欽
Original assignee: 大陸商天材創新材料科技（廈門）有限公司
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-02-01
Also published as: TWI732630B

Abstract

本發明提供了一種透明導電薄膜，包括一基板；以及一第一奈米銀線層。其中，該透明導電薄膜於340 nm-400 nm的波長帶區域具有一第一吸收峰，於500 nm-650 nm的波長帶區域具有一第二吸收峰，該第一吸收峰的最大的峰值強度與該第二吸收峰的最大峰值強度比為2-5.5。

Description

透明導電薄膜

本發明有關於一種透明導電薄膜，尤指用於製備觸控面板的一種透明導電薄膜。

近年來，觸控面板的應用範圍越來越廣泛，更多電子產品增加了觸控面板以提供使用者直接進行操作或下達指令的功能，而其中，可撓性觸控面板的需求日漸增加，為了符合該需求，近年來出現了許多替代氧化銦錫(ITO)的導電材料，以提供良好的可撓性質以及優異的導電性。

其中，奈米銀線具有高導電性以及絕佳的柔韌度，是作為觸控面板導電層的絕佳材料，然而，由於奈米會產生表面電漿共振效應，使其在波長為320 nm至420 nm的範圍會吸收紫外光，故由奈米銀線所製備的導電膜會呈現黃色，然而，對於結合顯示面板的觸控面板而言，奈米銀線所呈現的黃色會影響顯示面板輸出圖像的顏色。因此，如何降低由奈米銀線所組成的透明導電層的黃度以及提高其可視度及穿透率為目前需解決的技術問題。

有鑑於此，本發明提供了一種新穎的透明導電薄膜，以達到降低包含奈米銀線的導電薄膜的黃度的目的。

本發明的透明導電薄膜包括：一基板，包含一第一表面以及相反於該第一表面的一第二表面；以及一第一奈米銀線層，形成於該基板的該第一表面上；其中，該透明導電薄膜於UV光譜340 nm-400 nm的波長帶區域具有一第一吸收峰，於500 nm-650 nm的波長帶區域具有一第二吸收峰，該第一吸收峰的最大的峰值強度與該第二吸收峰的最大峰值強度比為2-5.5。

於一實施態樣中，該透明導電薄膜的該第一吸收峰的光譜積分面積與該第二吸收峰的光譜積分面積的比例為1.2-1.8。

於一實施態樣中，該透明導電薄膜更包括一染色劑，該染添加於該基板中。

於一實施態樣中，該基板包括一透明基底膜以及一第一保護層，該第一保護層夾設於該透明基底膜與該地一奈米銀線層之間。而該染色劑則添加於該第一保護層或該透明機體膜中。

於一實施態樣中，該透明導電薄膜在CIELAB色彩空間坐標中的b*值的絕對值為≦1.5。

於一實施態樣中，該透明導電薄膜更包括一第二奈米銀線層，設置於該基板的該第二表面上。

於一實施態樣中，該基板更包括一第二保護層，夾設於該第二奈米銀線層及該透明基底膜之間，其中，該染色劑添加於該第一保護層及該第二保護層中，或添加該透明基底膜中。此時，該透明導電薄膜在CIELAB色彩空間坐標中的b*值的絕對值為≦2。

於一實施態樣中，該染色劑為至少一選自由茜素藍、鹼性藍、酒精藍、水溶苯胺藍、偶氮藍、燦爛甲酚藍、溴酚藍、卡拉唑藍、喹啉藍、靛藍、樹脂酚藍、甲基藍、次甲基藍、酞菁、刃天青、苯甲天青、普魯士藍、亞甲苯藍、百里酚藍、曲利苯藍、隱晶紫、及其混合物所組成之群組。

於一實施態樣中，該染色劑的添加量為100-1000ppm。

於一實施態樣中，該染色劑較佳為隱晶紫。

另外，於本發明中所記載的「上」僅是用來表示相對的位置關係，例如，一第一奈米銀線層，設置於一基板「上」可包含該第一奈米銀線層與該基板直接接觸的情況，或者，亦可包含該第一奈米銀線層與該基板之間有其他額外的元件，使得該第一奈米銀線層與該基板之間並無直接的接觸。

再者，本發明中所記載的「第一」、「第二」僅是方便說明，與數量或排列順序無關，例如，該「第一奈米銀線層」、「第二奈米銀線層」均可被理解為奈米銀線層。

於本領域中，將染色劑添加至基板中的透明基底膜或保護層中，作為藍色補償層，藉以調整偏黃的奈米銀線層，使其呈現中性色。

首先，本發明第一實施態樣的透明導電薄膜1000係如圖1所繪示，包括一基板1、一奈米銀線層2、以及一染色劑，於本發明中，該基板1包括一透明基底膜11以及一保護層12，且該保護層12介於該奈米銀線層2與該透明基底膜11之間。於本實施態樣中，該透明基底膜11為PET所構成，該保護層12為一硬塗層，而該染色劑為隱晶紫，且添加於該保護層12中。

於其他實施態樣中，該透明基底膜11可例如為本領域中常用的玻璃、藍寶石、壓克力(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、環稀經聚合物（COP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、三醋酸纖維薄膜(TAC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚醯亞胺(Polyimide)等透明材料，但並不受限於此。

於其他實施態樣中，該奈米銀線層2可能更包括一固化樹脂，將包含奈米銀線的漿料和該固化樹脂按1: (0.8-1.2)的比例混合後塗布於該基板上。

於其他實施態樣中，該保護層12可為硬化層或外套層，形成於該透明基底膜11的表面上，其可為本領域中習知的任一種作為硬化層或外套層的材料所構成，並無特別的限制。

於其他實施態樣中，該染色劑可選自本領域中常見的染色劑，例如可為茜素藍、鹼性藍、酒精藍、水溶苯胺藍、偶氮藍、燦爛甲酚藍、溴酚藍、卡拉唑藍、喹啉藍、靛藍、樹脂酚藍、甲基藍、次甲基藍、酞菁、刃天青、苯甲天青、普魯士藍、亞甲苯藍、百里酚藍、曲利苯藍、隱晶紫、或其混合物。其中，又以隱晶紫(Leucocrystal Violet)為較佳。

本發明第二實施態樣的透明導電薄膜的結構大致上與第一實施態樣的透明導電薄膜1000相似，其不同在於該染色劑係添加於該透明基底膜11中。

本發明第三實施態樣的透明導電薄膜2000如圖2所繪示，包括一基板1、一第一奈米銀線層21、一第二奈米銀線層22、以及一染色劑，於本發明中，該基板1包括一透明基底膜11、一第一保護層121、以及一第二保護層122，且該第一保護層121介該第一奈米銀線層21與該透明基底膜11之間，該第二保護層122介於該第二奈米銀線層22與該透明基底膜11之間。於本實施態樣中，該透明基底膜11為PET所構成，該第一保護層121及該第二保護層122為一硬塗層，而該染色劑3為隱晶紫，且添加於該第一保護層121及該第二保護層122中。

本發明第四實施態樣的透明導電薄膜的結構大致上與該第三實施態樣的透明導電薄膜2000相似，其不同在於該染色劑係添加於該透明基底膜11中。

以下測試例中對於調控奈米銀線層黃化程度的效果主要是利用CIE所制定的L*a*b*色彩模型作為測定顏色的標準，Lab*色彩模型由三個要素組成，其中L*表示亮度，L*=0為黑色，L*=100為白色；a*表示紅/綠之間的位置，a*為負值時指示綠色，而為正值時指示紅色；b*值為黃/藍之間的位置，b*為負值時指示藍色，而為正值時指示黃色。也因此，以下測試例中，b*值可代表該透明導電薄膜的黃化程度以及藉由添加染色劑後降低黃化程度的指標。

[測試例1]

首先，本測試例所使用如圖1所示的透明導電薄膜100，以測量不同濃度的隱晶紫對於包括奈米銀線層2的透明導電薄膜1000的UV吸收光譜，其實施例1-3及比較例1-2的參數以及其穿透率、霧度、b*值、以及a*值如表1所示。

表1

	隱晶紫的含量 (ppm)	奈米銀線層電阻值 (Ω/square)	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值	a*值
實施例1	250	30.4	91.1	1.42	1.49	-0.22
實施例2	500	33.9	90.3	1.45	0.9	-0.65
實施例3	1000	34.1	88.5	1.50	-0.49	-0.95
比較例1	0	32.9	92.0	1.55	1.94	-0.74

本測試例中的實施例1-實施例3以及比較例的UV吸收光譜係如圖3所示，由圖3的UV-Vis吸收光譜可觀察到，每一組別於340-400 nm波長範圍(藍色)中有一第一吸收峰，而添加有隱晶紫的實施例於500-650 nm波長範圍(黃色)有一第二吸收峰，其第一吸收峰及第二吸收峰的最大峰值強度以及光譜積分面積的分析分別如表2及表3所示：

表2

	第一吸收峰的最大峰值強度	第二吸收峰的最大峰值強度	第一吸收峰的最大峰值強度與第二吸收峰的最大峰值強度的比值
實施例1	6.43	1.20	5.35
實施例2	6.13	1.41	4.34
實施例3	5.75	1.78	3.23
比較例1	5.84	1.01	5.78

表3

	第一吸收峰的積分面積	第二吸收峰的積分面積	第一吸收峰的積分面積與第二吸收峰的積分面積的比值
實施例1	298	167	1.77
實施例2	287	191	1.50
實施例3	274	226	1.21
比較例1	279	152	1.83

由以上測試結果可得知，添加了隱晶紫於保護層12的組別中，皆降低了b*值的絕對值，使b*值更接近0，表示該透明導電薄膜1000的黃化程度明顯的被改善。再者，UV-Vis吸收光譜的第一吸收峰(340-400 nm)與第二吸收峰(500-650 nm)的最大峰值強度的比值必須在2-5.5的範圍內，該透明導電薄膜的黃度才能有效地被補償並呈現中性色，且不會被過度補償而呈現藍色。

[測試例2]

本測試例測試添加不同濃度的隱晶紫於該保護層12中並測量其所構成的透明導電薄膜1000的穿透率、霧度、以及b*值，以評估隱晶紫的添加濃度對於調整奈米銀線層2的黃化程度的影響。其中，實施例4-實施例7及比較例2-比較例3的奈米銀線層的電阻值大約為65 Ω/square左右，隱晶紫的濃度為0-2000 ppm，即結果如表4所示：

表4

	隱晶紫的含量 (ppm)	奈米銀線層電阻值 (Ω/square)	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值
實施例4	125	65.37	91.7	1.31	0.81
實施例5	250	62.45	91.1	1.16	0.5
實施例6	500	64.81	90.3	1.19	0.11
實施例7	1000	64.1	88.8	1.19	-0.91
比較例2	2000	64.76	84.7	1.15	-3.52
比較例3	0	54.38	92.5	1.35	1.34

由表4的測試結果可得知，實施例4-實施例7的b*值的絕對值皆≦1，於該適當範圍內，可有效的控制透明導電薄膜的黃化程度，然而，比較例2的b*值為-3.52，其數值過低，使得整體透明導電薄膜呈現偏藍色，故隱晶紫的濃度若添加過高(比較例2中的隱晶紫濃度為2000 ppm)，則無法有效地調整透明導電薄膜所呈現的顏色。因此，本測試例的結果證實了隱晶紫的濃度於125-1000 ppm的範圍內(即實施例4-實施例7)可有效地降低奈米銀線層2的黃化程度。

[測試例3]

基於前測試例的結果，本測試例測試添加隱晶紫於該保護層12中的濃度於125-1000 ppm的範圍內，並測量其所構成的透明導電薄膜的穿透率、霧度、以及b*值，以評估隱晶紫對於不同電阻值的奈米銀線層12的黃化程度的影響。其中，實施例8-實施例11及比較例4的奈米銀線層12的電阻值大約為30-35 Ω/square，測試結果如表5所示。實施例12-實施例15及比較例5奈米銀線層12的電阻值大約為50-55 Ω/square，測試結果如表6所示。實施例16-實施例19及比較例6奈米銀線層12的電阻值大約為70-75 Ω/square，測試結果如表7所示。

表5

	隱晶紫的含量 (ppm)	奈米銀線層電阻值 (Ω/square)	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值
實施例8	125	36.9	91.6	1.46	1.06
實施例9	250	35.1	91.1	1.37	0.9
實施例10	500	34.34	90.1	1.45	0.47
實施例11	1000	34.83	88.6	1.39	-0.55
比較例4	0	30.37	92.1	1.42	1.56

表6

	隱晶紫的含量 (ppm)	奈米銀線層電阻值 (Ω/square)	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值
實施例12	125	54.37	91.5	1.31	0.82
實施例13	250	54.45	91.3	1.16	0.53
實施例14	500	53.81	90.4	1.19	0.12
實施例15	1000	55.1	88.7	1.19	-0.9
比較例5	0	53.38	92.5	1.35	1.33

表7

	隱晶紫的含量 (ppm)	奈米銀線層電阻值 (Ω/square)	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值
實施例16	125	76.49	92	1.1	0.71
實施例17	250	71.33	91.5	1.12	0.26
實施例18	500	74.54	90.6	1.02	-0.39
實施例19	1000	73.82	89.1	0.95	-1.3
比較例6	0	67.8	92.5	1.19	0.94

由表5至表7的實驗結果可得知，隱晶紫的添加對於不同電阻值的奈米銀線層12皆可有效地控制其黃化程度，並維持其b*值得絕對值於≦1.5以內。

[測試例4]

本測試例使用不同材料的透明基底膜11所構成的透明導電薄膜1000的，並測量添加染色劑(隱晶紫)於該保護層12中所構成的透明導電薄膜1000的穿透率、霧度、以及b*值，以評估隱晶紫對於不同電阻值的奈米銀線層12的黃化程度的影響，其測試結果如表8所示。其中，實施例20使用的基板1包括環烯烴聚合物(COP)所構成的透明基底膜11以及添加250 ppm的隱晶紫的保護層12，其奈米銀線層2形成於該保護層12上，其電阻值約30-35 Ω/square，比較例7的基板1同樣使用環烯烴聚合物所構成的透明基底膜11，然不具有添加隱晶紫的保護層12，其奈米銀線層2直接形成於該透明基底膜11上；實施例21使用的基板包括PET所構成的透明基底膜11以及添加250 ppm的隱晶紫的保護層12，其奈米銀線層2形成於該保護層12上，其電阻值約30-35 Ω/square，比較例8的基板1同樣使用PET所構成的透明基底膜11，不具有添加隱晶紫的保護層12，其奈米銀線層2直接形成於該透明基底膜11上。

表8

	穿透率 (%)	霧度 (%)	b*值
實施例20	91.3	1.32	0.26
比較例7	91.7	1.36	1.08
實施例21	91.1	1.42	0.72
比較例8	91.2	1.64	1.49

由以上測試結果可得知，實施例20的b*值為0.26，較未添加隱晶紫的比較例7的b*值1.08減少了76%；而實施例21的b*值為0.72，較未添加隱晶紫的比較例8的b*值1.49減少了51%。故本測試例證實了針對不同材質的基板，添加染色劑依然可有效地達到控制因奈米銀線層2所導致的的黃化程度，使該透明導電薄膜的b*值接近於0，並維持一定的高穿透率以及低霧度。

上述實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利保護範圍應以申請專利範圍為主。

1000、2000:透明導電薄膜 1:基板 11:透明基底膜 12:保護層 121:第一保護層 122:第二保護層 2:奈米銀線層 21:第一奈米銀線層 22:第二奈米銀線層

圖1是本發明第一及第二實施態樣的透明導電薄膜的剖面示意圖。圖2是本發明第三及第四實施態樣的透明導電薄膜的剖面示意圖。圖3是本發明測試例1中的UV-VIS吸收光譜。

1000:透明導電薄膜

1:基板

11:透明基底膜

12:保護層

2:奈米銀線層

Claims

一種透明導電薄膜，包括：一基板，具有一第一表面以及相反於該第一表面的一第二表面；以及一第一奈米銀線層，形成於該基板的該第一表面上；其中，該透明導電薄膜於340 nm-400 nm的波長帶區域具有一第一吸收峰，於500 nm-650 nm的波長帶區域具有一第二吸收峰，該第一吸收峰的最大的峰值強度與該第二吸收峰的最大峰值強度比為2-5.5。
如請求項1所述的透明導電薄膜，其中，該透明導電薄膜的該第一吸收峰的光譜積分面積與該第二吸收峰的光譜積分面積的比例為1.2-1.8。
如請求項2所述的透明導電薄膜，更包括一染色劑，該染色劑添加於該基板中。
如請求項3所述的透明導電薄膜，其中，該基板包括一透明基底膜以及一第一保護層，該第一保護層夾設於該透明基底膜與該第一奈米銀線層之間。
如請求項4所述的透明導電薄膜，其中，該染色劑添加於該第一保護層或該透明基底膜中。
如請求項4所述的透明導電薄膜，其中，該透明導電薄膜在CIELAB色彩空間坐標中的b*值的絕對值為≦1.5。
如請求項3所述的透明導電薄膜，更包括一第二奈米銀線層，設置於該基板的該第二表面。
如請求項7所述的透明導電薄膜，其中，該基板更包括一第二保護層，該第二保護層夾設於該第二奈米銀線層及該透明基底膜之間，其中，該染色劑添加於該第一保護層及該第二保護層中，或添加該透明基底膜中。
如請求項8所述的透明導電薄膜，其中，該透明導電薄膜在CIELAB色彩空間坐標中的b*值的絕對值為≦2。
如請求項3所述的透明導電薄膜，其中，該染色劑為至少一選自由茜素藍、鹼性藍、酒精藍、水溶苯胺藍、偶氮藍、燦爛甲酚藍、溴酚藍、卡拉唑藍、喹啉藍、靛藍、樹脂酚藍、甲基藍、次甲基藍、酞菁、刃天青、苯甲天青、普魯士藍、亞甲苯藍、百里酚藍、曲利苯藍、隱晶紫、及其混合物所組成的群組。
如請求項10所述的透明導電薄膜，其中，該染色劑的添加量為100-1000 ppm。
如請求項11所述的透明導電薄膜，其中，該染色劑為隱晶紫。