TWI509639B - 透明導電膜及其製備方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及導電膜領域，特別係涉及一種透明導電膜及其製備方法。
透明導電膜係一種具有良好導電性，且於可見光波段具有高透光率之薄膜。目前透明導電膜已廣泛應用於平板顯示、光伏器件、觸控面板及電磁遮罩等領域，具有極其廣闊之市場空間。
ITO一直主導著透明導電膜市場。惟，諸如觸控式螢幕等大多數實際應用中，往往需要曝光、顯像、蝕刻及清洗等多道工序對透明導電膜進行圖形化，即根據圖形設計於基片表面形成固定之導電區域及絕緣區域。相較而言，使用印刷法直接於基材之指定區域形成金屬網格，可省卻圖形化之工藝過程，具有低污染、低成本等諸多優點。其格線為導電性良好之金屬，不透光，線寬度於人眼之解析度以下；無線條之區域為透光區域。藉由改變線條之寬度及網格形狀可於一定範圍內控制透明導電膜之表面方阻及透光率。
習知印刷技術製備之導電膜中，位置感測器感應區及引線區之網格密度不同，感應區網格週期大，網格密度比較大，而引線之網格週期小，網格比較密；導致生產過程中引線區域容易出現不良，影響導電性能、附著力等。
有鑒於此，有必要提出一種引線之導電性能及附著力好之透明導電膜及其製備方法。
一種透明導電膜，包括：透明基底；及聚合物層，設置於該透明基底上；其中，該透明基底或該聚合物層表面上圖形化有網格狀溝槽，
該網格狀溝槽中填充有導電材料以形成感應區域，該感應區域之週邊還印刷有引線，且該引線與該網格狀溝槽中之導電材料電連接。
於一優選實施方式中，該感應區域為可視區域，該感應區域之透光率大於85%。
於一優選實施方式中，該引線藉由絲網印刷或噴墨列印形成。
於一優選實施方式中，該引線為網格或線段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，該網格寬度為2~6μm，厚度為5~10μm。
於一優選實施方式中，該溝槽形成之網格為規則網格或隨機不規則網格。
於一優選實施方式中，該感應區域邊緣設有與該溝槽內之導電材料電相連之線段，該引線之導電材料通過該線段與該溝槽內之導電材料電連接；或該引線為格線，並且該引線通過節點與該溝槽內之導電材料電連接。
一種透明導電膜，包括：透明基底；其中，該透明基底具有相對之第一表面及第二表面，該第一表面及第二表面上均圖形化有網格狀溝槽，該網格狀溝槽中填充有導電材料以形成感應區域，該感應區域之週邊還印刷有引線，且該引線與該網格狀溝槽中之導電材料電連接。
於一優選實施方式中，該引線藉由絲網印刷或噴墨列印形成。
於一優選實施方式中，該感應區域邊緣設有與該溝槽內之導電材料電相連之線段，該引線之導電材料通過該線段與該溝槽內之導電材料電連接；或該引線為格線，並且該引線通過節點與該溝槽內之導電材料電連接。
一種透明導電膜，包括：透明基底；及聚合物層，設置於該透明基底上；其中，該聚合物層表面上圖形化有網格狀之第一溝槽，該網格狀之第一溝槽中填充有導電材料以形成第一感應區域，該第一感應區域之週邊還印刷有第一引線，且該第一引線與該網格狀第一溝槽中之導電材料電連接；該第一感應區域及第一引線之上還另設有聚合物層，該聚合物
層表面圖形化有網格狀之第二溝槽，該網格狀之第二溝槽中填充有導電材料以形成第二感應區域，該第二感應區域之週邊還印刷有第二引線，且該第二引線與該網格狀第二溝槽中之導電材料電連接，該第二感應區域與該第一感應區域彼此絕緣。
於一優選實施方式中，該第一引線及第二引線通過絲網印刷或噴墨列印形成。
於一優選實施方式中，該第一、第二感應區域邊緣分別設有與該第一、第二溝槽內之導電材料電相連之線段，該第一、第二引線之導電材料通過該線段與該第一、第二溝槽內之導電材料電連接；或該第一、第二引線為格線，且該第一、第二引線分別通過節點與該第一、第二溝槽內之導電材料電連接。
一種透明導電膜之製備方法，其中，包括如下步驟：提供設有第一聚合物層之透明基底，於該第一聚合物層表面上圖形化形成網格狀第一溝槽；於該第一溝槽中填充導電材料，以形成感應區域；於該感應區域之週邊印刷第一引線，且該第一引線與該第一溝槽中之導電材料電連接。
於一優選實施方式中，還包括如下步驟：於該感應區域及該第一引線上塗第二聚合物層；於該第二聚合物層表面圖形化形成網格狀第二溝槽；於該第二聚合物層表面之網格狀第二溝槽中填充導電材料，以形成感應區域；於該第二聚合物層上之感應區域週邊印刷第二引線，且該第二引線與該第二溝槽中之導電材料電連接，該第二聚合物層表面形成之感應區域與該第一聚合物層表面形成之感應區域彼此絕緣。
前述透明導電膜及其製備方法，溝槽中填充導電材料後形成感應區域，而引線係用印刷之方式形成並與溝槽中之導電材料電連接，使導電膜之引線之良率比較高。
100，200，300，400，600‧‧‧透明導電膜
110，210，310，410，610‧‧‧基底
112，212，312，412‧‧‧第一表面
114，214，314，414‧‧‧第二表面
120，420‧‧‧第一壓印膠層
122，660‧‧‧第一溝槽
124，224，324，424‧‧‧導電材料
126，226，326，426，630‧‧‧第一引線
430‧‧‧第二壓印膠層
334，434‧‧‧第二導電材料
336，436‧‧‧第二引線
620‧‧‧第一感應區域
640‧‧‧第二感應區域
650‧‧‧第二引線
670‧‧‧線段
680‧‧‧第二溝槽
690‧‧‧節點
第1圖為實施方式一之透明導電膜之示意圖；第2圖為實施方式一之透明導電膜之網格狀溝槽之示意圖；第3圖為實施方式二之透明導電膜之示意圖；第4圖及第5圖為實施方式三之透明導電膜之示意圖；第6圖及第7圖為實施方式四之透明導電膜之示意圖；第8圖及第9圖為一實施方式之透明導電膜之立體示意圖；第10圖為一實施方式之透明導電膜之感應區域及引線一種方式之電連接之示意圖；及第11圖為一實施方式之透明導電膜之感應區域及引線另一種方式之電連接之示意圖。
習知技術採用印刷法於基底上一次性形成感應區域及引線，而以下實施方式之透明導電膜及其製備方法之構思係：先於基底上圖案化形成網格狀之溝槽，然後於溝槽中填充導電材料以形成感應區域，最後於感應區域週邊印刷引線，使引線與溝槽中之導電材料電連接。藉此，可避免傳統技術中採取印刷法生產時，由於感應區域及引線密度不同，造成之引線良率不高之缺陷，從而保證引線之導電性能及附著力。
請參考第1圖及第2圖，本實施方式之透明導電膜100包括基底110及塗佈於基底110上之第一壓印膠層(聚合物層)120。
基底110具有第一表面112及與第一表面112相對之第二表面114。第一壓印膠層120塗於第一表面112上。第一壓印膠層120上圖形化有網格狀之第一溝槽122，換言之，第一溝槽122圍成複數網格，格線係溝槽。網格可為規則網格，如正多邊形，或為隨機不規則網格。第一溝槽122中填充有導電材料124，第一溝槽122所圍成之區域即形成第一感應區域。
第一壓印膠層120上於第一感應區域之週邊印刷有第一引線126，且第一引線126與第一溝槽122中填充之導電材料124電連接。第
一引線126為網格或線段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，網格寬度為2~6μm，厚度為5~10μm。
本實施方式中，基底110可為透明材料製成之透明基底，如玻璃，亦可係柔性透明基底，可應用於觸控領域。第一感應區域用以供使用者觸碰以實現感應。第一感應區域為可視區域，其中導電材料124所處之區域為導電區，而第一溝槽122形成之網格則為透光區。第一感應區域之透光率及基底110自身之透光率以及導電區之面積大小有關，本實施方式中，第一感應區域之透光率為大於85%。
本實施方式之透明導電膜100製備方法如下：
1、於基底110之第一表面112上塗佈第一壓印膠層120。可採取刮塗、噴塗等手段塗佈一層UV(Ultraviolet Rays，紫外)膠。
2、於第一壓印膠層120上圖形化成網格狀之第一溝槽122。利用蝕刻等方法於第一壓印膠層120圖形化成網格圖案，網格之邊線即為第一溝槽122。
3、於第一溝槽122中填充導電材料124，以形成第一感應區域。例如可利用刮塗技術於第一溝槽122中填充導電材料124，如納米銀墨水，然後燒結，以於第一溝槽122中形成導電區。亦可採取真空濺射或化學鍍之方法，對第一壓印膠層120進行金屬化，以形成導電區。
4、於第一感應區域週邊印刷第一引線126，且該第一引線126與該第一溝槽122中之導電材料124電連接。採取絲網印刷或噴墨列印之方式形成第一引線126，良率比較高。
請參考第3圖，透明導電膜200包括透明之基底210。基底210具有第一表面212及與第一表面212相對之第二表面214。第一表面212上圖形化有網格狀之第一溝槽(圖未示，與實施方式一設置方式相同)。第一溝槽中填充有導電材料224以形成第一感應區域。與實施方式一相同，第一感應區域為可視區域，透光率大於85%，其中導電材料224形成導電區，第一溝槽圍成之網格則為透光區。
第一表面212於第一感應區域之週邊印刷有第一引線226，
且第一引線226與第一溝槽中填充之導電材料224電連接。第一引線226為網格或線段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，網格寬度為2~6μm厚度為5~10μm。
本實施方式之透明導電膜200製備方法如下：
1、於基底210之第一表面212上圖案化形成網格狀之第一溝槽。利用蝕刻等方法於第一表面212上直接圖形化成網格圖案，該網格之邊線即為第一溝槽。
2、於第一溝槽中填充導電材料224，以形成第一感應區域。例如可利用刮塗技術於第一溝槽中填充導電材料224，如納米銀墨水，然後燒結，以於第一溝槽中形成導電區。
3、於第一感應區域週邊印刷第一引線226，且該第一引線226與該第一溝槽中之導電材料224電連接。採取絲網印刷或噴墨列印之方式形成第一引線226，良率比較高。藉前述步驟，得到一種單面單層之導電膜。
請參考第4圖及第5圖，透明導電膜300包括透明之基底310。基底310具有第一表面312及與第一表面312相對之第二表面314。
第一表面312上圖形化有網格狀之第一溝槽(圖未示，與實施方式一設置方式相同)。第一溝槽中填充有導電材料324以形成第一感應區域。第一感應區域為可視區域，透光率大於85%，其中導電材料324形成導電區，第一溝槽圍成之網格則為透光區。第一表面312於第一感應區域之週邊印刷有第一引線326，且第一引線326與第一溝槽中填充之導電材料324電連接。
第二表面314上圖形化有網格狀之第二溝槽(未圖示，與實施方式一設置方式相同)。第二溝槽中填充有第二導電材料334以形成第二感應區域。第二感應區域亦為可視區域，透光率大於85%，其中第二導電材料334形成導電區，第二溝槽圍成之網格則為透光區。第二表面314於第二感應區域之週邊印刷有第二引線336，且第二引線336與第二溝槽中填充之第二導電材料334電連接。第一引線326及第二引線336為網格或線
段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，網格寬度為2~6μm，厚度為5~10μm。
本實施方式之透明導電膜300製備方法如下：
1、於基底310之第一表面312上圖案化形成網格狀之第一溝槽。
2、於第一溝槽中填充導電材料324，以形成第一感應區域。
3、於第一感應區域週邊印刷第一引線326，且該第一引線326與該第一溝槽中之導電材料324電連接。採取絲網印刷或噴墨列印之方式形成第一引線326，良率比較高。
4、參照前述步驟，於第二表面314上形成第二溝槽，並填充第二導電材料334，最後印刷第二引線336。藉前述步驟，得到一種雙面單層之導電膜。
請參考第6圖及第7圖，本實施方式之透明導電膜400包括透明基底410、第一壓印膠層420、第二壓印膠層430。
基底410具有第一表面412及與第一表面412相對之第二表面414。第一壓印膠層420塗於第一表面412上。第一壓印膠層420上圖形化有網格狀之第一溝槽(圖未示，與實施方式一設置方式相同)。第一溝槽中填充有導電材料424，藉，第一溝槽所圍成之區域即形成第一感應區域。第一壓印膠層420上於第一感應區域之週邊印刷有第一引線426，且第一引線426與第一溝槽中填充之導電材料424電連接。
第二壓印膠層430設置於第一壓印膠層420之上，其上圖形化有網格狀之第二溝槽(未圖示，與實施方式一設置方式相同)。第二溝槽中填充有第二導電材料434，以形成第二感應區域。第二感應區域之週邊印刷有第二引線436，且第二引線436與第二溝槽中填充之第二導電材料434電連接。此外，第二感應區域與第一感應區域彼此絕緣。透明導電膜400為單面雙層之導電膜，應用於觸控領域時，能實現單片導電膜支持多點觸控，且觸控制項之厚度較低。
本實施方式中，第一感應區域及第二感應區域之透光率均大
於85%。第一引線426及第二引線436為網格或線段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，網格寬度為2~6μm，厚度為5~10μm。
本實施方式之透明導電膜400製備方法如下：
1、於基底410之第一表面412上塗佈第一壓印膠層420。
2、於第一壓印膠層420上圖形化成網格狀之第一溝槽。
3、於第一溝槽中填充導電材料424，以形成第一感應區域。
4、於第一感應區域週邊印刷第一引線426，且該第一引線426與該第一溝槽中之導電材料424電連接。採取絲網印刷或噴墨列印之方式形成第一引線426，良率比較高。
5、於第一壓印膠層420之上塗上第二壓印膠層430。
6、於第二壓印膠層430上圖形化成網格狀之第二溝槽。
7、於第二溝槽中填充第二導電材料434，以形成第二感應區域。
8、於第二感應區域週邊印刷第二引線436，且該第二引線436與該第二溝槽中之第二導電材料434電連接。採取絲網印刷或噴墨列印之方式形成第二引線436，良率比較高。
前述實施方式之透明導電膜及製備方法中，感應區域及引線並非一次印刷而成，引線印刷時無需考慮感應區域之密度問題，引線良率高。
下面結合一具體之實施方式，說明感應區域及引線電連接之方式。
請參考第8圖及第9圖，本實施方式之透明導電膜600包括透明基底610。透明基底610之二相對表面上分別形成有第一感應區域620及與第一感應區域620電連接之第一引線630，及第二感應區域640及與第二感應區域640電連接之第二引線650。透明導電膜600係一單層雙面之導電膜。由前述實施方式一至實施方式四可知，透明導電膜600上還可設置聚合物層，前述第一、第二感應區域，及第一、第二引線還可係設置於聚合物層上。
請參考第10圖，以第一感應區域620及第一引線630為例。
第一感應區域620通過於第一溝槽660中填充導電材料形成，第一溝槽660為第一感應區域之格線。電連接方式為：第一感應區域620邊緣設有含有導電材料之線段670。線段670與第一溝槽660中之導電材料相互電連接。線段670可採取如下方式形成：於圖案化第一溝槽660時於第一感應區域620邊緣同時形成直線狀之溝槽，然後填充導電材料。
請參考第11圖，以第二感應區域640及第二引線650為例。第二感應區域640通過於第二溝槽680中填充導電材料形成，第二溝槽680為第二感應區域640之格線。第二感應區域640印刷成網格狀，具有格線。電連接方式為：第二引線650之格線與第二感應區域640之格線通過節點690連接。節點690可設置多個。
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‧‧‧透明導電膜
110‧‧‧基底
112‧‧‧第一表面
114‧‧‧第二表面
120‧‧‧第一壓印膠層
124‧‧‧導電材料
126‧‧‧第一引線
Claims (14)
- 一種透明導電膜，包括：透明基底；及聚合物層，設置於該透明基底上；其中，該聚合物層之表面上設置有圖形化之網格狀溝槽，該網格狀溝槽中填充有導電材料以形成感應區域，該感應區域之週邊還印刷有引線，且該引線與該網格狀溝槽中之導電材料電連接，該感應區域與該引線分次形成。
- 如請求項1所述之透明導電膜，其中該感應區域為可視區域，該感應區域之透光率大於85%。
- 如請求項1所述之透明導電膜，其中該引線藉由絲網印刷或噴墨列印形成。
- 如請求項1所述之透明導電膜，其中該引線為網格或線段，且線段之寬度為50μm~200μm，高度為5μm~10μm，該網格寬度為2~6μm，厚度為5~10μm。
- 如請求項1至請求項4中任一項請求項所述之透明導電膜，其中，該溝槽形成之網格為規則網格或隨機不規則網格。
- 如請求項1至請求項4中任一項請求項所述之透明導電膜，其中，該感應區域邊緣設有與該溝槽內之導電材料電相連之線段，該引線之導電材料通過該線段與該溝槽內之導電材料電連接；或該引線為格線，並且該引線通過節點與該溝槽內之導電材料電連接。
- 一種透明導電膜，包括：透明基底；其中該透明基底具有相對之第一表面及第二表面，該第一表面及第二表面上均圖形化有網格狀溝槽，該網格狀溝槽中填充有導電材料以形成感應區域，該感應區域之週邊還印刷有引線，且該引線與該網格狀溝槽中之導電材料電連接，該感應區域與該引線分次形成。
- 如請求項7所述之透明導電膜，其中該引線藉由絲網印刷或噴墨列印形成。
- 如請求項7或請求項8所述之透明導電膜，其中該感應區域邊緣設有與該溝槽內之導電材料電相連之線段，該引線之導電材料通過該線段與該溝 槽內之導電材料電連接；或該引線為格線，並且該引線通過節點與該溝槽內之導電材料電連接。
- 一種透明導電膜，包括：透明基底；及聚合物層，設置於該透明基底上；其中，該聚合物層表面上圖形化有網格狀之第一溝槽，該網格狀之第一溝槽中填充有導電材料以形成第一感應區域，該第一感應區域之週邊還印刷有第一引線，且該第一引線與該網格狀第一溝槽中之導電材料電連接，該第一感應區域與該第一引線分次形成；該第一感應區域及第一引線之上還另設有聚合物層，該聚合物層表面圖形化有網格狀之第二溝槽，該網格狀之第二溝槽中填充有導電材料以形成第二感應區域，該第二感應區域之週邊還印刷有第二引線，且該第二引線與該網格狀第二溝槽中之導電材料電連接，該第二感應區域與該第二引線分次形成，該第二感應區域與該第一感應區域彼此絕緣。
- 如請求項10所述之透明導電膜，其中該第一引線及第二引線藉由絲網印刷或噴墨列印形成。
- 如請求項10或請求項11所述之透明導電膜，其中該第一、第二感應區域邊緣分別設有與該第一、第二溝槽內之導電材料電相連之線段，該第一、第二引線之導電材料通過該線段與該第一、第二溝槽內之導電材料電連接；或該第一、第二引線為格線，且該第一、第二引線分別通過節點與該第一、第二溝槽內之導電材料電連接。
- 一種透明導電膜之製備方法，包括如下步驟：提供設有第一聚合物層之透明基底，於該第一聚合物層表面上圖形化形成網格狀第一溝槽；於該第一溝槽中填充導電材料，以形成感應區域；及於該感應區域之週邊印刷第一引線，且使得該第一引線與該第一溝槽中之導電材料電連接；其中，該感應區域與該第一引線是分次形成。
- 如請求項13所述之透明導電膜之製備方法，還包括如下步驟： 於該感應區域及該第一引線上塗覆第二聚合物層；對該第二聚合物層之表面進行圖形化以形成網格狀第二溝槽；於該第二聚合物層表面之網格狀第二溝槽中填充導電材料，以形成感應區域；及於該第二聚合物層上之感應區域週邊印刷第二引線，且使得該第二引線與該第二溝槽中之導電材料電連接，該第二聚合物層表面形成之感應區域與該第一聚合物層表面形成之感應區域彼此絕緣。
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