TWI483270B - 電特性優秀的透明導電性膜及利用該透明導電性膜的觸控面板 - Google Patents

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Description

電特性優秀的透明導電性膜及利用該透明導電性膜的觸控面 板
本發明涉及一種透明導電性膜，尤其是涉及電特性優秀的透明導電性膜及利用該透明導電性膜的觸控面板。
作為在製造觸控面板(Touch Panel)時最主要部件之一的透明電極膜，至今使用最廣泛地的是全光線透過率在85%以上且表面電阻在400Ω/square(Ω/平方米)以下的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)膜。
通常透明電極膜，在像透明高分子膜的膜基材上形成底塗層(under coat)之後，在底塗層上層壓像銦錫氧化物的透明導電性薄膜而製成。
最近，隨著靜電容量方式或者電阻膜方式的觸控面板的使用增加，要求實現用於感知微細恒電流或者微細觸控的表面電阻小於200Ω/square的低電阻。但是，利用銦錫氧化物薄膜的透明電極膜在能夠具有的導電性的範圍存在局限性。
相關現有文獻有韓國公開專利第10-2011-0071660號(2011年06月29日公開)，該文獻中公開了透明導電性氧化物層與金屬層交替層壓的透明電極。
本發明的一目的在於，提供電特性優秀的透明導電性膜。
並且，本發明的另一目的在於提供利用電特性優秀的透明導電性膜的觸控面板。
用於達成上述一目的的本發明實施例的透明導電性膜，包括：膜基材，第一導電性薄膜，其形成於該膜基材上，第二導電性薄膜，其形成於該第一導電性薄膜上，以及第三導電性薄膜，其形成於該第二導電性薄膜上；該第二導電性薄膜由導電性高於該第一導電性薄膜或者該第三導電性薄膜的材質形成。
用於達成上述另一目的的本發明實施例的觸控面板，包括：第一面板，其具有第一透明導電性膜，第二面板，其與該第一面板相向，並具有與該第一透明導電性膜正交的第二透明導電性膜；以及隔片，其配置在該第一透明導電性膜與該第二透明導電性膜之間；該第一透明導電性膜或者該第二透明導電性膜包括膜基材、形成於該膜基材上的第一導電性薄膜、形成於該第一導電性薄膜上的第二導電性薄膜以及形成於該第二導電性薄膜上的第三導電性薄膜；該第二導電性薄膜為導電性高於該第一導電性薄膜或者該第三導電性薄膜的材質形成的透明導電性膜。
本發明的透明導電性膜中，將形成於第一導電性薄膜與第三導電性薄膜之間的第二導電性薄膜，由導電性高於第一導電性薄膜或者第三導電性薄膜的材質形成，由此具有能夠提高電特性的優點。
並且，本發明的透明導電性膜中，在由銦錫氧化物材質形成的第一導電性薄膜與第三導電性薄膜之間形成由金屬材質形成的 第二導電性薄膜的情況下，可期待減少銦(indium)等稀有金屬的使用的效果。
並且，本發明的觸控面板中，利用電特性優秀的透明導電性膜，能夠提高觸控面板的電特性。
以下參照附圖詳細說明的實施例會讓本發明的優點和特徵以及實現這些優點和特徵的方法更加明確。但是，本發明不局限於以下所公開的實施例，能夠以各種方式實施，本實施例只用於使本發明的公開內容更加完整，有助於本發明所屬技術領域的普通技術人員完整地理解本發明的範疇，本發明根據權利要求書的範圍而定義。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構部件。
以下參照附圖詳細說明本發明的透明導電性膜及利用該透明導電性膜的觸控面板。
第1圖是表示本發明一實施例的透明導電性膜的剖視圖。
參照第1圖，本發明一實施例的透明導電性膜100可包括膜基材101以及在膜基材101上依次層壓的第一電介質薄膜102、第二電介質薄膜103、第一導電性薄膜104、第二導電性薄膜105以及第三導電性薄膜106。
膜基材101用於提供形成第一電介質薄膜102或者第一導電性薄膜104的面並為透明導電性膜100提供機械強度，膜基材101 可以是玻璃、透明高分子膜等具有透明性的基材。例如，作為透明高分子膜，可使用選自由聚丙烯酸類、聚氨酯類、聚酯類、聚環氧類、聚烯烴類、聚碳酸酯類以及纖維素類等構成的組中的塑膠膜。
由透明高分子膜形成的膜基材101可使用在透明高分子膜經過底塗(primer coating)處理之後再進行硬化塗層處理的薄膜，來具備表面平滑度與耐熱性。
在考慮機械強度等時，較佳地，膜基材101的厚度為20μm至1000μm左右。如果膜基材101的厚度小於20μm，則會缺乏機械強度，並且，有可能導致很難連續形成第一電介質膜102、第二電介質膜103以及第一至第三導電性薄膜104、105、106。相反，如果膜基材101的厚度超過1000μm，就會存在當應用到觸控面板等時，存在打擊特性等差、透過率低下的問題。
第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103作為第一導電性薄膜至第三導電性薄膜104、105、106的基底薄膜，可用於提高透明導電性膜100的透明性、耐擦傷性、耐彎曲性以及耐久性等的特性。
例如，第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103可由NaF(1.3)、Na3 AlF6 (1.35)、LiF(1.36)、MgF2 (1.38)、CaF2 (1.4)、BaF2 (1.3)、BaF2 (1.3)、SiO2 (1.46)、LaF3 (1.55)、CeF(1.63)、Al2 O3 (1.63)等無機物(括弧裡的值表示光的折射率)或者光的折射率為1.4~1.6左右的丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、三聚氰胺樹 脂、醇酸樹脂、矽氧烷類聚合物等有機物或者該無機物與該有機物的混合物形成。
在上述材料中，作為第一電介質薄膜102的材料，優選為有機物或者有機物與無機物的混合物。尤其是，有機物優選為由三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂和有機矽烷縮合物的混合物形成的熱固化型樹脂。
並且，第二電介質薄膜103的材料優選為無機物或者有機物與無機物的混合物。尤其是，無機物優選為SiO2 、MgF2 、Al2 O3 等。
第一電介質薄膜102能夠以10nm至25nm的厚度形成，優選地，以13nm至20nm的厚度形成。第二電介質薄膜103能夠以15nm至100nm的厚度形成，優選地，以20nm至60nm的厚度形成。通過將第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103的厚度分別形成為上述範圍之內，能夠容易同時確保透明性、耐擦傷性、耐彎曲性等特性。
第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103可通過真空蒸鍍法(vacuum evaporation)法、濺射(sputtering)法、離子電鍍(ion plating)法、塗敷法等形成。
上述透明導電性膜100通過層壓如第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103一樣的基底薄膜，來提高透明性以及耐擦傷性或者耐彎曲性的同時，提高作為觸控面板用具有的打點特性。
但是，第一電介質薄膜102以及第二電介質薄膜103不是必 須要形成的，而可以省略。
第一導電性薄膜104以及第三導電性薄膜106可由如下的公知的物質形成，諸如：金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銅(Cu)等金屬，二氧化鈦(TiO2 )、氧化鎘(CdO)等金屬氧化物，碘化銅(CuI)等金屬鹵化物以及銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、摻氟二氧化錫(Flourine doped tin oxide，FTO)等透明傳導性氧化物(Transparent conductive oxide)等。第一導電性薄膜104以及第三導電性薄膜106可包含選自該物質中選擇一種或兩種以上的材質。這時，較佳地，第一導電性薄膜104以及第三導電性薄膜106以相同的材質形成，以減少隨著透明導電性膜100內的折射率變化而變化的光學特性。
並且，較佳地，第一導電性薄膜104以及第三導電性薄膜106由光透過率為85%以上且表面電阻為400Ω/square以下的銦錫氧化物材質形成，以提高光透過率以及電特性。
這時，第三導電性薄膜106發揮補償被第二導電性薄膜105反射的光的作用。
第二導電性薄膜105用於提高透明導電性膜100的電特性，第二導電性薄膜105由相比第一導電性薄膜104或者第三導電性薄膜106中的一個以上導電性更高的材質形成。
例如，第二導電性薄膜105可包括錫(Sn)、鋁(Al)、鉬(Mo)、石墨烯(graphene)以及鋅(Zn)中的一種以上的材質而形成。
這樣的第二導電性薄膜105可由1nm至10nm的厚度t2形成， 以對光特性造成的影響減少到最低程度。如果第二導電性薄膜105的厚度t2小於1nm，就不能期待透明導電性膜100的電特性可提高至目標值。相反，如果第二導電性薄膜105的厚度t2大於10nm，就會降低其透明性，有可能導致透明導電性膜100的光學特性低下。
較佳地，第二導電性薄膜105由5nm的厚度形成，以實現透明導電性膜100的透過率以及電特性的最優化。
就透明導電性膜100而言，將第一導電性薄膜104的厚度定義為t1，第二導電性薄膜105的厚度定義為t2，第三導電性薄膜106的厚度定義為t3，又t1、t2、t3的合計厚度(t1+t2+t3)定義為t時，t可在20nm至100nm的範圍內。
如果t小於20nm，就不能期待透明導電性膜100的電特性。相反，如果t大於100nm，就會降低其透明性，有可能導致透明導電性膜100的光學特性低下。
第一導電性薄膜至第三導電性薄膜104、105、106可通過本技術領域所熟知的通常的導電性薄膜的形成方法形成，例如，真空蒸鍍法、濺射法、離子電鍍法、噴霧熱解(spray pyrolysis)法、化學鍍(chemical plating)法、電鍍(electro plating)法、濕塗(wet coating)法或者這些方法的組合。其中尤其是考慮導電性薄膜的形成速度或者生產率等方面時，較佳地，使用真空蒸鍍法或者濺射法、濕塗法。
這樣的結構的透明導電性膜100中，由於在第一導電性薄膜 104與第三導電性薄膜106之間形成相較該第一導電性薄膜104與第三導電性薄膜106中的至少一個導電性更高的材質的第二導電性薄膜105，因此由金屬物質產生的光學特性的影響微不足道，但是在薄膜上的電特性會進一步提高。
並且，透明導電性膜100中第一導電性薄膜104或者第三導電性薄膜106中的至少一個由銦錫氧化物材質形成的情況下，可在第一導電性薄膜104與第三導電性薄膜106之間插入金屬材質的第二導電性薄膜105，來期待減少使用如銦(indium)一樣的稀有金屬的效果。
另一方面，較佳地，本發明的透明導電性膜100可適用於觸控面板，尤其是適用於電阻膜方式的觸控面板。
第2圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的第一實施例的觸控面板的剖視圖，第3圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的第二實施例的觸控面板的剖視圖，第4圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的第三實施例的觸控面板的剖視圖。為了方便說明，將第1圖的透明導電性膜與第一透明導電性膜混用來說明。
參照第2圖，觸控面板200包括：第一面板P1，其具有第一透明導電性膜100；第二面板P2，其與第一面板P1相向，並具有第二透明導電性膜100a；以及隔片130，其配置在該第一透明導電性膜100與該第二透明導電性膜100a之間。
第一透明導電性膜100可通過粘結劑層(未圖示)與第一透明基體110相接合。第二透明導電性膜100a可形成於第二透明基 體120上。
第一透明導電性膜100與第二透明導電性膜100a相互正交，可形成為線形。第一透明基體110以及第二透明基體120可由塑膠膜或玻璃等材質形成。第二透明導電性膜100a可為通常的透明導電性膜。
即，觸控面板200將使具有第一透明導電性膜100或者第二透明導電性膜100a的一對第一面板P1以及第二面板P2隔著隔片130相向配置而成，以使相互正交的第一透明導電性膜100以及第二透明導電性膜100a之間相向。
該觸控面板200中，在用於加壓的上側的第一面板P1使用第1圖的透明導電性膜100。該觸控面板200發揮作為以下的透明開關橫體的功能，即，用手指或者筆等加壓點觸上側的第一面板P1時，第一透明導電性膜100以及第二透明導電性膜100a相接觸而通電，從而成為電路開啟(ON)的狀態，解除加壓時，回到原來的關閉(OFF)狀態。這時，因第一面板P1採用本發明的電特性優秀的透明導電性膜100，因此能夠實現出電特性進一步提高的觸控面板200。
另一方面，第2圖的觸控面板200僅在上部的第一面板P1採用本發明的透明導電性膜100，但不限於此。
與此不同地，如第3圖所示，觸控面板300僅在下部的第二面板P2採用本發明的透明導電性膜100。如第4圖所示，觸控面板400在上部的第一面板P1以及下部的第二面板P2均可採用本 發明的透明導電性膜100。除此以外，第3圖以及第4圖的其他內容可與第2圖相同，因此省略其重複的內容。
本發明的第一實施例至第三實施例的觸控面板200、300、400可附著在液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、等離子體顯示器(Plasma Display Panel，PDP)、發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diodes，OLED)或者電子紙(E-Paper)等顯示裝置而使用。
以下，將以對比本發明的實施例與比較例的方式記載，並且更詳細地進行說明。
通過測定經過熱處理前後的載體濃度、移動度以及電阻來評價了透明導電性膜的電特性。並且，通過測定透過率以及反射率等來評價了透明導電性膜的光學特性。
實施例1
利用直流濺射法在125μm厚度的由聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(以下簡稱PET膜)形成的透明的膜基材的一面上依次形成10nm厚度的下部銦錫氧化物薄膜、5nm厚度的錫(Sn)薄膜以及10nm厚度的上部銦錫氧化物薄膜，來製作出透明導電性膜試片。之後，在150℃的溫度下對透明導電性膜試片進行60分鐘的熱處理。
實施例2
除了自上而下形成20nm的銦錫氧化物(ITO)薄膜、5nm的錫(Sn)薄膜、20nm的銦錫氧化物(ITO)薄膜之外，其他與實施例1相同。
實施例3
除了自上而下形成10nm的銦錫氧化物(ITO)薄膜、10nm的錫(Sn)薄膜、10nm的銦錫氧化物(ITO)薄膜之外，其他與實施例1相同。
實施例4
除了自上而下形成10nm的金(Au)薄膜、10nm的錫(Sn)薄膜、10nm的金(Au)薄膜之外，其他與實施例1相同。
實施例5
除了自上而下形成20nm的金(Au)薄膜、5nm的石墨烯薄膜、20nm的銅(Cu)薄膜之外，其他與實施例1相同。
比較例1
除了將下部銦錫氧化物薄膜的厚度形成為20nm，且未形成錫(Sn)薄膜以及上部銦錫氧化物薄膜之外，其他與實施例1相同。
比較例2
除了將下部銦錫氧化物薄膜厚度形成為15nm，且未形成上部銦錫氧化物薄膜之外，其他的與實施例1相同。
比較例3
除了將下部銦錫氧化物薄膜的厚度形成為20nm，且未形成上部銦錫氧化物薄膜之外，其他的與實施例1相同。
本發明實施例的透明導電性膜的電特性評價結果顯示於表1。
表1表示實施例1至實施例5以及比較例1至比較例3的透明導電性膜的電特性評價結果
參照表1，實施例3至實施例4的電阻相對低，實施例1至實施例2、實施例5的電阻比實施例3至實施例4略高一點，但是比比較例1至比較例3低。
即，上述實施例1至實施例5具有比比較例1至比較例3低的電阻，因此表現出優秀的電特性。
上述的結果中，電阻基於載體濃度與移動度這兩個因素(factor)而表現出其結果，如果載體濃度高，且移動度也高，電阻降低。
並且，通過實施例1至實施例3可確認出，電阻與錫(Sn)薄膜的厚度成反比，與各個銦錫氧化物薄膜的厚度成正比。據此可判斷出，在多個相對薄的銦錫氧化物薄膜之間插入厚的錫(Sn)薄膜的情況會通過導電度的提高來表現出優秀的電特性。
並且，通過實施例4至實施例5可確認出，僅由金屬形成層或在金屬與金屬之間插入石墨烯來形成層的情況下，也表現出優秀的電特性。
本發明實施例中透明導電性膜的光學特性評價結果顯示於表2。
(其中，T表示550nm波長下的光透過率、Y(D65)表示550nm波長下的全透過率或者全反射率、b*表示淡黃色(yellowish)的程度、Haze表示濁度、R表示550nm波長下的光反射率。)
參照表2可確認出，就透過率而言，實施例1至實施例2以及比較例1相對高，而比較例2顯著低，實施例3至實施例5以及比較例3相比實施例1至實施例2略低。
並且可確認出，就b*值而言，比較例1最低，實施例1至實施例2相比實施例3至實施例4以及比較例2至比較例3略低，實施例5最高。
並且，就濁度而言，比較例1、比較例3相對低，而實施例4至實施例5相對高，實施例1至實施例3以及比較例2相對表現出了中間左右的值。
並且，就反射率而言，實施例4至實施例5相對高於比較例2，而實施例1至實施例3相對低於比較例1、比較例3。
由此可確認出，實施例1至實施例3與比較例1為適合本發明透明導電性膜的光學特性的優選條件。
綜合上述實驗結果可確認出，實施例1至實施例3在電特性以及光學特性上均表現出優秀的特性。實施例4至實施例5雖然電特性優秀，但光學特性相對低下。
並且，比較例1雖然光學特性最優秀，但電特性非常低下，比較例2至比較例3的光學特性以及電特性，尤其是光學特性非常低下。
以上，以本發明的實施例為中心進行了說明，但本發明所屬技術領域的普通技術人員可實施各種變更與變形。這些變更與變形只要不超出本發明提供的技術思想的範圍，均可視為屬於本發明。因此本發明的權利範圍根據以下記載的權利要求範圍而判斷。
100‧‧‧透明導電性膜(或者第一透明導電性膜)
100a‧‧‧第二透明導電性膜
101‧‧‧膜基材
102‧‧‧第一電介質薄膜
103‧‧‧第二電介質薄膜
104‧‧‧第一導電性薄膜
105‧‧‧第二導電性薄膜
106‧‧‧第三導電性薄膜
110‧‧‧第一透明基體
120‧‧‧第二透明基體
130‧‧‧隔片
200、300、400‧‧‧觸控面板
P1‧‧‧第一面板
P2‧‧‧第二面板
第1圖是表示本發明一實施例的透明導電性膜的剖視圖。
第2圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的實施例1的觸控面板的剖視圖。
第3圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的實施例2的觸控面板的剖視圖。
第4圖是表示利用第1圖的透明導電性膜的實施例3的觸控面板的剖視圖。
100‧‧‧透明導電性膜
101‧‧‧膜基材
102‧‧‧第一電介質薄膜
103‧‧‧第二電介質薄膜
104‧‧‧第一導電性薄膜
105‧‧‧第二導電性薄膜
106‧‧‧弟三導電性薄膜

Claims (9)

  1. 一種透明導電性膜，包含：膜基材，第一導電性薄膜，其形成於該膜基材上，第二導電性薄膜，其形成於該第一導電性薄膜上，以及第三導電性薄膜，其形成於該第二導電性薄膜上；該第二導電性薄膜由導電性高於該第一導電性薄膜或者該第三導電性薄膜的材質形成；其中該膜基材與該第一導電性薄膜之間還包括：第一電介質薄膜，其與該膜基材相接觸而形成；以及第二電介質薄膜，其形成於該第一電介質薄膜上；其中該第一電介質薄膜以10nm至25nm的厚度形成，以及該第二電介質薄膜以15nm至100nm的厚度形成。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第二導電性薄膜包含錫、鋁、鉬、石墨烯以及鋅中的一種以上的材質而形成。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第二導電性薄膜以1nm至10nm的厚度形成。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第一導電性薄膜以及該第三導電性薄膜包含金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銅(Cu)、二氧化鈦(TiO2 )、氧化鎘(CdO)以及碘化銅(CuI)中的一種以上的材質而形成。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第一導電性薄膜以及該第三導電性薄膜由透明傳導性氧化物形成，該透明傳導性氧化物為銦錫氧化物(ITO)或摻氟二氧化錫(FTO)。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第一導電性薄膜由與該第三導電性薄膜相同的材質形成。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該透明導電性膜中，該第一導電性薄膜、該第二導電性薄膜以及該第三導電性薄膜的總厚度為20nm至100nm。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的透明導電性膜，其中該第一電介質薄膜以及第二電介質薄膜包含無機物或者有機物中的一種以上。
  9. 一種觸控面板，其包含：第一面板，其具有第一透明導電性膜，第二面板，其與該第一面板相向，並具有與該第一透明導電性膜正交的第二透明導電性膜，以及隔片，其配置在該第一透明導電性膜與該第二透明導電性膜之間；該第一透明導電性膜或者該第二透明導電性膜包括膜基材、形成於該膜基材上的第一導電性薄膜、形成於該第一導電性薄膜上的第二導電性薄膜以及形成於該第二導電性薄膜上的第三導電性薄膜；該第二導電性薄膜為由導電性高於該第一導電性薄膜或者該第三導電性薄膜的材質形成的透明導電性膜； 其中該膜基材與該第一導電性薄膜之間還包括：第一電介質薄膜，其與該膜基材相接觸而形成；以及第二電介質薄膜，其形成於該第一電介質薄膜上；其中該第一電介質薄膜以10nm至25nm的厚度形成，以及該第二電介質薄膜以15nm至100nm的厚度形成。
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