TWI533333B - 透明導電膜 - Google Patents

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TWI533333B TW103115935A TW103115935A TWI533333B TW I533333 B TWI533333 B TW I533333B TW 103115935 A TW103115935 A TW 103115935A TW 103115935 A TW103115935 A TW 103115935A TW I533333 B TWI533333 B TW I533333B
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楊雲良
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蘇州歐菲光科技有限公司
深圳歐菲光科技股份有限公司
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Description

透明導電膜
本發明係關於觸控式螢幕技術領域，特別是關於一種透明導電膜。
透明導電膜是一種具有良好的導電性，以及在可見光波段具有高透光率的薄膜，廣泛應用於平板顯示、光伏打裝置、觸控面板和電磁遮罩等領域，具有極其廣闊的市場空間。
撓性電路板是以聚醯亞胺或聚酯薄膜為基材製成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路板，簡稱軟板或FPC(Flexible Printed Circuit)，具有配線密度高、重量輕、厚度薄的特點。透明導電膜係透過FPC與外接電路連接，以將透明導電膜感知的位置信號傳輸到處理器中，進行識別，確定觸摸位置。
然而，現有的透明導電膜透過FPC與外接電路連接時，係先將FPC與透明導電膜的引線區域貼合，然後再與印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)相連接，導致生產效率低。
基於此，有必要針對生產效率低的問題，提供一種透明導電膜。
本發明係提供一種透明導電膜，包括： 一透明基材，包括一本體和一從該本體一側延伸形成的撓性連接部件，該撓性連接部件的寬度小於該本體延伸有該撓性連接部件的一側的寬度，該撓性連接部件設置有導通線路，該本體包括感應區以及位於該感應區邊緣的邊框區；一導電層，呈網格狀(grid-shaped)，設置於該本體的感應區一側，該導電層包括相互交叉的導電絲線；以及一引線電極(lead electrode)，設置於該本體的邊框區一側，該導電層和該導通線路透過該引線電極電連接。
在其中一個實施例中，該本體感應區的一表面開設有一第一網格凹槽，該導電層收容於該第一網格凹槽。
在其中一個實施例中，該本體邊框區的一表面開設有一第二網格凹槽，該第二網格凹槽與該第一網格凹槽均位於該本體同側，該引線電極收容於該第二網格凹槽；或該引線電極直接形成於該邊框區的表面。
在其中一個實施例中，還包括一基質層(gluey layer)，設置於該透明基材一側，與該感應區對應的該基質層遠離該透明基材的表面開設有一第一網格凹槽，該導電層收容於該第一網格凹槽。
在其中一個實施例中，與該邊框區對應的該基質層遠離該透明基材的表面開設有一第二網格凹槽，該引線電極收容於該第二網格凹槽；或該引線電極直接形成於與該邊框區對應的該基質層遠離該透 明基材的表面。
在其中一個實施例中，該基質層的材質為固化膠、壓印膠(embossed plastic)或聚碳酸酯。
在其中一個實施例中，該第一網格凹槽的寬度為0.2微米至5微米，高度為2微米至6微米，該第一網格凹槽的高度和寬度的比值大於1；以及該第二網格凹槽的寬度為0.2微米至5微米，高度為2微米至6微米，該第二網格凹槽的高度和寬度的比值大於1。
在其中一個實施例中，該第一網格凹槽底部和/或該第二網格凹槽底部為非平面結構。
在其中一個實施例中，該引線電極為網格狀或者條狀，網格狀的該引線電極係由導電絲線交叉形成，條狀的該引線電極的最小寬度為10微米至200微米，高度為5微米至10微米。
在其中一個實施例中，該導通線路為網格狀或者條狀，網格狀的該導通線路係由導電絲線交叉形成。
在其中一個實施例中，該透明基材的材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
在其中一個實施例中，該導電絲線的材質為導電金屬、碳奈米管、石墨烯墨水和導電高分子材料中的至少一種。
在其中一個實施例中，還包括一透明保護層，該透明保護層至少部分包覆該透明基材、該導電層和該引線電極。
上述透明導電膜，撓性連接部件係從本體的一側延伸形成，撓性連接部件設置有導通線路，本體的感應區設置有導電層，邊框區設置有引線電極，導電層和導通線路係透過引線電極而電連接。如此，因撓性連接部件係從透明基材本體的一側延伸形成，即，撓性連接部件與本體成型為一整體，無需再另行將撓性連接部件與透明導電膜貼合，減少了貼合製程，提高了生產效率。
10‧‧‧透明基材
20‧‧‧導電層
30‧‧‧引線電極
40‧‧‧基質層
110‧‧‧本體
112‧‧‧感應區
114‧‧‧邊框區
120‧‧‧撓性連接部件
122‧‧‧導通線路
圖1為一實施態樣的透明導電膜的結構示意圖；圖2為另一實施態樣的透明導電膜的結構示意圖；圖3為實施例一的透明導電膜的結構示意圖；圖4為實施例二的透明導電膜的結構示意圖；圖5為實施例三的透明導電膜的結構示意圖；圖6為實施例四的透明導電膜的結構示意圖；圖7為一實施態樣的網格狀導電層的結構示意圖；圖8為另一實施態樣的網格狀導電層的結構示意圖。
為使透明導電膜的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對透明導電膜的具體實施態樣做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解透明導電膜。但是透明導電膜能夠以很多不同於在此描述的其他方式 來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此透明導電膜不受下面公開的具體實施的限制。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於透明導電膜的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在透明導電膜的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制透明導電膜。本文所使用的術語「和/或」係包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
下面結合附圖和具體實施例對透明導電膜做進一步說明。
請參考圖1至圖3，一種透明導電膜，包括透明基材10、導電層20和引線電極30。透明基材10包括本體110和從本體110一側延伸形成的撓性連接部件120，撓性連接部件120的寬度小於本體110延伸有撓性連接部件120的一側的寬度，撓性連接部設置有導通線路122，本體110包括感應區112和位於感應區112邊緣的邊框區114，導電層20設置於本體110感應區112一側，導電層20包括相互交叉的導電絲線，導電絲線相互交叉形成網格狀的導電層20，引線電極30設置於本體110邊框區114一側，導電層20和導通線路122係透過引線電極30而電連接。在本實施例中，引線電極30和導電層20均位於透明基材10同側。如圖1所示，表示的是導電層20的網格橫向排布的透明導電膜，如圖2所示，表示的是導電層20的網格縱向排布的透明導電膜，如圖3所示，表示的是透明導電膜 相對圖1或者圖2所示的截面圖。
上述透明導電膜，從本體110的一側延伸形成撓性連接部件120，撓性連接部件120設置有導通線路122，本體110感應區112一側設置有導電層20，邊框區114一側設置有引線電極30，且導電層20和引線電極30均位於透明基材10同側，導電層20和導通線路122係透過引線電極30而電連接。如此，因撓性連接部件120係從透明基材10本體110的一側延伸形成，即，撓性連接部件120與本體110成型為一整體，無需再另行將撓性連接部件120與透明導電膜貼合，減少了貼合製程，提高了生產效率；撓性連接部件120和外部設備連接時，可以採用貼合，或在撓性連接部件120端部設有公端(male end)或母端(female end)，直接與外部設備進行插接式連接。
在其中一個實施例中，透明基材10的材質可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)。在本實施例中，基材10的材料為對苯二甲酸乙二酯，以透明絕緣材料為佳。
請參閱圖3和圖4，在實施例一和實施例二中，本體110感應區112一表面開設有第一網格凹槽，導電層20收容於第一網格凹槽。在本體110感應區112一表面透過使用與導電層20的網格狀對應的圖形化壓印模版壓印形成第一網格凹槽，填充導電材料於第一網格凹槽並經過燒結固化形成相互交叉的導電絲線，從 而構成網格狀的導電層20。如此，導電層20可由向第一網格凹槽中填充導電材料，該第一網格凹槽可透過壓印模具一次成型，得到預設的圖案，而不用透過圖形化蝕刻，從而簡化流程，提高生產效率。特別當使用ITO作為導電材料時，由於無需蝕刻，故減少了材料浪費，進而節約成本。採用第一網格凹槽以形成導電層20，使導電材料不局限於傳統的ITO，從而增加了導電材料的選擇面。還可減少透明導電膜的厚度，提高光在透明導電膜的透光率，其中，透明導電膜的可見光透光率不小於86%。
在其中一個實施例中，導電層20的網格係由導電絲線相互交叉形成。導電絲線係由填充於第一網格凹槽的導電材料固化而形成。導電層20的材質可以為導電金屬、碳奈米管、石墨烯墨水和導電高分子材料中的至少一種。導電金屬可以包括單質金、銀、銅、鋁、鎳、鋅或其中至少二者的合金中的一種。在本實施例中，導電材料為奈米銀墨水，銀墨水的固體含量為35%，填充於第一網格凹槽並燒結後為固態柔性銀線，燒結溫度可以選用150℃。可以理解，只要製備導電層20的材料為電的導體即可實現相應的功能。
請參閱圖3，在實施例一中，本體110邊框區114一表面開設有第二網格凹槽，第一網格凹槽和第二網格凹槽均位於本體110同側，引線電極30收容於第二網格凹槽。填充導電材料於第二網格凹槽，固化形成網格狀的引線電極30，引線電極30包括相互交叉的導電絲線。導電層20和導通線路122係透過引線電極30而 電連接，以將感應結構所檢測到的觸摸信號傳遞至導通線路122。第二網格凹槽與第一網格凹槽所起的作用相同，如上所述，故在此不再贅述。為了節約成本，導電絲線的材質可以為導電金屬，導電金屬可以為銀或銅。
請參閱圖4，在實施例二中，引線電極30可直接形成於本體110邊框區114的表面。引線電極30與導電層20位於本體110同側。此時，引線電極30可透過網版印刷或噴墨列印而形成條狀的引線電極30。條狀的引線電極30的最小寬度可以為10微米至200微米，高度可以為5微米至10微米。
在其中一個實施例中，導通線路122嵌設於撓性連接部件120。撓性連接部件120開設有第三網格凹槽(圖未示出)，導通線路122收容於第三網格凹槽。填充導電材料於第三網格凹槽，固化形成網格狀的導通線路122，導通線路122包括相互交叉的導電絲線。在本實施例中，為了便於導電層20和導通線路122透過引線電極30電連接，第一網格凹槽、第二網格凹槽和第三網格凹槽均位於本體110同側。在其他實施例中，導通線路122還可直接形成於撓性連接部件120表面，導通線路122為條狀。第三網格凹槽與第一網格凹槽所起的作用相同，如上所述，故在此不再贅述。為了節約成本，導電絲線的材質可以為導電金屬，導電金屬可以為銀或銅。
為了方便說明，在沒有特別說明的情況下，第一網格凹槽、第二網格凹槽、和第三網格凹槽統稱為網格凹槽。結合 圖3，網格凹槽底部為非平面結構。網格凹槽底部非平面結構的形狀可以為單個V形或者單個圓弧形，非平面結構的形狀也可以為多個V形組合的規則鋸齒狀，多個圓弧形組合的波浪狀或者V形和圓弧形組合的非平面結構等，當然非平面結構還可以為其他形狀，只要保證網格凹槽底部不平整即可。該非平面結構的上下波動範圍為500奈米至1000奈米。因導電材料填充之前為液態，在將液態的導電材料填充於網格凹槽時，因網格凹槽的底部不平整，有利於分解液態的導電材料在與網格凹槽底部接觸時的張力，以避免張力過大而使液態的導電材料收縮呈若干球形或者近似球形的結構，減少經燒結後導電材料呈若干互相間隔的球形或近似球形的機率，提高燒結後導電材料內部的連通性，保證透明導電膜的導電性能。
由於導電材料屬於三維的具有各向異性的物質，表現為平行於層表面方向的熱膨脹係數遠小於垂直於層表面方向的熱膨脹係數，所以在將導電材料填充於網格凹槽進行燒結時，如果網格凹槽深度小於寬度，會使導電材料在垂直於層表面方向拉應力過大而導致材料斷裂，故網格凹槽的高度和寬度的比值可合理設置為大於1，網格凹槽的寬度可以為0.2微米至5微米，高度可以為2微米至6微米。
網格凹槽的網格形狀可以為規則網格或隨機網格。在將導電材料填充於網格凹槽後，可形成規則網格狀或者隨機網格狀的導電層20、引線電極30和導通線路122。如圖7所示，表示 的是規則網格狀的導電層20。如圖8所示，表示的是隨機網格狀的導電層20。網格凹槽的網格包括多個網格單元，規則網格指的是所有網格單元的網格週期均相同，網格週期指的是各網格單元的大小，如此，在將透明導電膜與其他顯示裝置貼合時，特別是對於顯示幕幕較小的顯示裝置，可避免顯示圖片出現紊亂的現象。
隨機網格指的是至少二個網格單元的網格週期不相同，在將透明導電膜與其他顯示裝置貼合時，以避免莫氏條紋(moire fringe)的產生，莫氏條紋是一種光學現象，是二條線或二個物體之間以恆定的角度和頻率發生干涉的視覺結果，當人眼無法分辨這二條線或二個物體時，只能看到干涉的花紋，這種光學現象就是莫氏條紋。其中，導電層20的網格單元的形狀均可以為菱形、矩形、平行四邊形、曲邊四邊形或者多邊形，曲邊四邊形具有四條曲邊，相對的二條曲邊具有相同的形狀及曲線走向。
請參閱圖5和圖6，在實施例三和實施例四中，透明導電膜還包括基質層40，設置於透明基材10一側，與感應區112對應的基質層40遠離透明基材10的一側開設有第一網格凹槽，導電層20收容於第一網格凹槽。在透明基材10表面塗布基質層40，透過使用與網格狀的導電層20對應的圖形化壓印模版壓印與感應區112對應的基質層40遠離透明基材10的表面形成第一網格凹槽，填充導電材料於第一網格凹槽形成導電層20。該基質層40可用於絕緣和成型。
在其中一個實施例中，基質層40的材料可以為固化 膠、壓印膠或聚碳酸酯。
請參閱圖5，在實施例三中，與邊框區114對應的基質層40遠離透明基材10的表面開設有第二網格凹槽，引線電極30收容於第二網格凹槽。填充導電材料於第二網格凹槽，固化形成網格狀的引線電極30，引線電極30包括相互交叉的導電絲線。導電層20和導通線路122係透過引線電極30而電連接，以將感應結構所檢測到的觸摸信號傳遞至導通線路122。
請參閱圖6，在實施例四中，引線電極30可直接形成於與邊框區114對應的基質層40遠離透明基材10的表面。引線電極30與導電層20位於基質層40同側。此時，引線電極30可透過網版印刷或噴墨列印形成條狀的引線電極30。條狀的引線電極30的最小寬度可以為50微米至200微米，高度可以為5微米至10微米。
在其中一個實施例中，透明導電膜還可以包括透明保護層(圖未示出)，透明保護層至少部分包覆透明基材10、導電層20和引線電極30。透明保護層的材質可以為紫外光固化膠(UV膠)、壓印膠或聚碳酸酯。透明導電膜設置有透明保護層能夠有效防止導電材料的氧化。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施態樣，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所 附權利要求為准。
20‧‧‧導電層
30‧‧‧引線電極
110‧‧‧本體
112‧‧‧感應區
114‧‧‧邊框區
120‧‧‧撓性連接部件
122‧‧‧導通線路

Claims (11)

  1. 一種透明導電膜，包括：一透明基材，包括一本體和一從該本體一側延伸形成的撓性連接部件，該撓性連接部件的寬度小於該本體延伸有該撓性連接部件的一側的寬度，該撓性連接部件設置有導通線路，該本體包括感應區以及位於該感應區邊緣的邊框區；一導電層，呈網格狀(grid-shaped)，設置於該本體的感應區一側，該導電層包括相互交叉的導電絲線；一引線電極(lead electrode)，設置於該本體的邊框區一側，該導電層和該導通線路係透過該引線電極而電連接，該本體感應區的一表面開設有一第一網格凹槽，該導電層收容於該第一網格凹槽，該本體邊框區的一表面開設有一第二網格凹槽，該第二網格凹槽與該第一網格凹槽均位於該本體同側，該引線電極收容於該第二網格凹槽；或該引線電極直接形成於該邊框區的表面，該第一網格凹槽底部和/或該第二網格凹槽底部為非平面結構。
  2. 如請求項1的透明導電膜，其中，還包括一基質層(gluey layer)，設置於該透明基材一側，與該感應區對應的該基質層遠離該透明基材的表面開設有一第一網格凹槽，該導電層收容 於該第一網格凹槽。
  3. 如請求項2的透明導電膜，其中，與該邊框區對應的該基質層遠離該透明基材的表面開設有一第二網格凹槽，該引線電極收容於該第二網格凹槽；或該引線電極直接形成於與該邊框區對應的該基質層遠離該透明基材的表面。
  4. 如請求項2的透明導電膜，其中，該基質層的材質為固化膠、壓印膠(embossed plastic)或聚碳酸酯。
  5. 如請求項1或3的透明導電膜，其中，該第一網格凹槽的寬度為0.2微米至5微米，高度為2微米至6微米，該第一網格凹槽的高度和寬度的比值大於1；以及該第二網格凹槽的寬度為0.2微米至5微米，高度為2微米至6微米，該第二網格凹槽的高度和寬度的比值大於1。
  6. 如請求項5的透明導電膜，其中，該第一網格凹槽底部和/或該第二網格凹槽底部為非平面結構。
  7. 如請求項1的透明導電膜，其中，該引線電極為網格狀或者條狀，網格狀的該引線電極係由導電絲線交叉形成，條狀的該引線電極的最小寬度為10微米至200微米，高度為5微米至10微米。
  8. 如請求項1的透明導電膜，其中，該導通線路為網格狀或者條狀，網格狀的該導通線路係由導電絲線交叉形成。
  9. 如請求項1的透明導電膜，其中，該透明基材的材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
  10. 如請求項1的透明導電膜，其中，該導電絲線的材質為導電金屬、碳奈米管、石墨烯墨水和導電高分子材料中的至少一種。
  11. 如請求項1的透明導電膜，其中，還包括一透明保護層，該透明保護層至少部分包覆該透明基材、該導電層和該引線電極。
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