TWI596623B - A transparent conductive sheet, and a touch panel using a transparent conductive sheet - Google Patents

A transparent conductive sheet, and a touch panel using a transparent conductive sheet Download PDF

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Description

透明導電性片及使用透明導電性片的觸控面板
本發明係關於使用於透明電極等的透明導電性片，特別是關於包含有透明導電性奈米線的透明導電性片。
透明基材上形成有導電性化合物薄膜的透明導電膜，利用其導電性的用途，已廣泛使用在例如液晶顯示器、EL顯示器等平面顯示器或觸控面板的透明電極等電機、電子領域中。以作為前述透明導電膜而言，利用真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍層法等乾式製程將氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)等設置在透明基材之至少單面上的技術已為眾所周知。
再者，在上述乾式製程之外，也有導電性高分子、CNT(碳奈米管，Carbon Nano-Tube)、例如金屬奈米線等使用金屬微粒子之網狀構造的透過濕式製程製作透明導電膜的提案。
其中，近年來，在可見光領域使用金屬奈米線作為透明導電性材料的技術也正研究中。因為金屬奈米線很小，在可見光領域的光穿透性很高，故期待其能應用作為透明導電膜來替代ITO。以作為這種金屬奈米線而言，金奈米線、銀奈米線、及銅奈米線等已為一般 所公知，例如在專利文獻1中，就提出了使用銀奈米線的透明導電膜。
但，銀奈米線在實際條件的使用上，會有因銀的氧化而使導電率降低的問題。例如在專利文獻2中，即記載了針對導電率降低而添加氧化防止劑、或設置保護層(overcoat layer)等法。但，即使添加了氧化防止劑、或設置了保護層，若可見光照射銀奈米線時，還是會有銀奈米線氧化、及透明導電性片的電阻值上升的問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2009-205924號
專利文獻2 日本特開2004-1966923號
因此，本發明之目的係在提供一種即使可見光照射到銀奈米線，銀奈米線也難以氧化的透明導電性片。
為了達成上述目的，本發明係如以下方式所構成。
若依本發明的第1樣態，係提供具備下述構成要件的透明導電性片：基體片；銀奈米線保持層，積層在前述基體片上；犠牲試劑(sacrificial reagent)，添加 於前述銀奈米線保持層中；及銀奈米線，積層在前述銀奈米線保持層的表面上。
若依本發明的第2樣態，係提供具備下述構成要件的透明導電性片：基體片；銀奈米線保持層，積層在前述基體片上；銀奈米線，積層在前述銀奈米線保持層的表面上；保護層，積層在前述銀奈米線上；及犠牲試劑，添加於前述保護層中。
若依本發明的第3樣態，係提供具備下述構成要件的透明導電性片：基體片；銀奈米線保持層，積層在前述基體片上；銀奈米線，積層在前述銀奈米線保持層的表面；保護層，積層在前述銀奈米線上；及犠牲試劑，添加於前述銀奈米線保持層中。
若依本發明的第4樣態，係提供前述犠牲試劑以0.01%至10%的比例添加於構成銀奈米線保持層之樹脂中的透明導電性片。
若依本發明的第5樣態，係提供前述犠牲試劑以0.01%至10%的比例添加於構成保護層之樹脂中的透明導電性片。
若依本發明的第6樣態，係提供前述銀奈米線的直徑為5nm至500nm，長度為500nm至50000nm的透明導電性片。
若依本發明的第7樣態，係提供前述銀奈米線為經電鍍有銀之外的金屬的透明導電性片。
若依本發明的第8樣態，係提供使用上述透明導電性片的觸控面板。
本發明的透明導電性片，即使銀奈米線長時間受到可見光照射，也可抑制透明導電性片的電阻值上升。
1‧‧‧透明導電性片
2‧‧‧基體片
3‧‧‧銀奈米線保持層
4‧‧‧銀奈米線
5‧‧‧保護層
6‧‧‧黏接層
7‧‧‧基材
10‧‧‧透明導電性片
11‧‧‧基體片
12‧‧‧銀奈米線保持層
13‧‧‧銀奈米線
14‧‧‧黏接層
20‧‧‧透明導電性片
21‧‧‧基體片
22‧‧‧銀奈米線保持層
23‧‧‧銀奈米線
24‧‧‧黏接層
100‧‧‧觸控面板
圖1為透明導電性片的剖面圖。
圖2為透明導電性片的剖面圖。
圖3為觸控面板的斜視圖。
圖4為圖2中A-A’線的剖面圖。
圖5為圖3中B-B’線的剖面圖。
[發明的實施形態]
以下，根據圖式再詳細說明本發明的實施形態。另外，在本發明的實施例所記載的部位或部分的尺寸、材質、形狀、及其相對位置等，只要沒有特定的記載，就只是說明例而已，並非意在以這些內容來限定本發明的範圍。
如圖1所示，透明導電性片1係由基體片2、銀奈米線保持層3、銀奈米線4、保護層5依序積層所構成。另外，在銀奈米線保持層3與保護層5的至少任一層添加有犠牲試劑。
再者，銀奈米線保持層3、銀奈米線4、保護層5的形成，只要沒有特別言明，可以使用和習知技術相同的方法來進行。在習知方法的例子中，有凹版印塗法、輥 塗法、逗號塗佈法等塗佈法、凹版印刷法、及網版印刷法等印刷法。以下，就上述各構件加以說明。
[基體片]
基體片只要是片狀、薄膜狀，即無特別的限制。例如，可以列舉石英玻璃、無鹼玻璃、結晶透明玻璃、硼矽玻璃(PYREX，註冊商標)等玻璃；氧化矽(alumina)等陶瓷；鐵、鋁、銅等金屬；聚乙烯樹脂、聚酯樹脂、乙酸纖維素樹脂、乙烯醇樹脂、氯乙烯樹脂、環烯烴基樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、ABS樹脂等熱塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等。在較重視透明性的情況中，其全光線穿透率以80%以上較佳，可以列舉例如玻璃、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、乙酸纖維素樹脂等。上述基材的厚度為10μm至10mm。
[銀奈米線保持層]
銀奈米線保持層只要是能夠將銀奈米線保持在基體片上的材料，即無特別限制。以作為構成銀奈米線保持層的材料而言，可以列舉黏合劑樹脂或感光性樹脂。另外，從可降低銀奈米線保持層厚度的觀點來看，以使用感光性樹脂較佳。
以作為黏合劑樹脂而言，可以列舉丙烯酸、聚酯、聚氨基甲酸酯、硝化纖維素、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯等熱塑性樹脂或三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環氧樹脂、聚亞醯胺樹脂等硬化性樹脂等。
以作為感光性樹脂而言，可以列舉丙烯酸、聚酯、聚氨基甲酸酯、硝化纖維素、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯等熱塑性樹脂或三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環氧樹脂、聚亞醯胺樹脂等硬化性樹脂等。
[銀奈米線]
銀奈米線係以銀構成。另外，上述銀奈米線係形成銀奈米線彼此交纏，各銀奈米線以相接觸方式使整體導通的構造。銀奈米線的形狀，短軸方向的長度和長軸方向的長度的比(以下稱為高寬比(aspect))以10至10000為佳。高寬比若未達10，穿透率會降低，若超過10000，則物理強度和透導電性會降低。
另外，銀奈米線的短軸方向長度以5nm至500nm為佳，更佳為5nm至100nm。短軸方向的長度若超過500nm，則透明導電性片的穿透率會降低。再者，短軸方向的長度若未達5nm，則銀奈米線彼此間的接觸會有困難，透明導電性片的導電性會降低。
長軸方向的長度以500nm至50000nm為佳，更佳為10000nm至40000nm。長軸方向的長度若未達500nm，透明導電性片的導電性會降低，若超過50000nm，穿透率會降低。
另外，銀奈米線較佳為經銀之外的金屬施以電鍍。若以銀之外的金屬施以電鍍，則在銀奈米線受到可見光照射時，可以抑制銀奈米線的氧化。
[保護層]
保護層(overcoat layer)只要是可以保護銀奈米線不受外部物理性、化學性刺激的材料，就無特別限制。以作為構成保護層的材料而言，可以列舉黏合劑樹脂或感光性樹脂。另外，作為構成保護層的材料，可以使用聚酯樹脂、乙酸纖維素樹脂、乙烯醇樹脂、乙烯基樹脂、環烯烴基樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、ABS樹脂等熱塑性樹脂、光硬化性樹脂及熱硬化性樹脂等公知塗佈材料。
[犠牲試劑]
犠牲試劑係為用於使因可見光的照射而致銀奈米線氧化的情形加以抑制的材料。另外，上述犠牲試劑係添加於銀奈米線的鄰接層(銀奈米線保持層與保護層)中的至少一方。若在上述的層中添加犠牲試劑，會因可見光的照射而激發犠牲試劑，受到激發的犠牲試劑則供給電子到銀奈米線。因此，可以抑制因可見光的照射而發生銀奈米線氧化，亦即，可以抑制因電漿子共振(plasmon resonance)而引起的銀奈米線氧化。結果，即使可見光長時間照射透明導電性片，也可抑制透明導電性片的電阻值上升。
以作為這種犠牲試劑而言，可列舉包含醛基的分子、包含醛基的糖類、乙醇等。
以作為包含醛基的分子而言，可列舉甲醛、乙醛、多聚甲醛、丙醛、正丁醛、己醛、丙烯醛、苯甲醛、八豆醛、丙烯醛、苯乙醛、肉桂醛、鄰苯甲醛、及水楊醛。
作為具有醛基的糖類，可以列舉葡萄糖、木糖、半乳糖、果糖、麥芽糖、及乳糖等醛糖。
作為醇類，可以列舉甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、及丁醇。
另外，相對於構成銀奈米線保持層或保護層的樹脂，添加犠牲試劑的比例係設為0.01%至10%。上述的添加量若超過10%，銀奈米線在高溫試驗或高溫高濕試驗等時會容易劣化。再者，若未達0.01%，會無法得到應有的效果。
接著，就第2實施形態的透明導電性片加以說明。
如圖2所示，透明導電性片係按基體片2、銀奈米線保持層3、銀奈米線4、黏接層6、基材7的順序積層而成。關於基體片2、銀奈米線保持層3、銀奈米線4、犠牲試劑的構成、及透明導電性片1的製作方法，因和第1實施形態相同，故省略其說明。
[黏接層]
黏接層只要是可保護銀奈米線不和空氣中的氧作用，同時，可將基材和銀奈米線黏著的質料，就不特別限定。以作為構成黏接層的質料而言，可以列舉丙烯酸、聚酯、聚氨基甲酸酯、硝化纖維素、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯等熱塑性樹脂或三聚氰胺丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環氧樹脂、及聚亞醯胺樹脂等硬化性樹脂。
另外，在黏接層中，犠牲試劑也可依0.01%至10%的比例添加於構成黏接層的樹脂中。
[基材]
基材只要是能保護透明導電性片不致受到外來因素損傷等的材料，就不特別限制。以作為構成基材的材料而言，可以列舉石英玻璃、無鹼玻璃、結晶透明玻璃、硼矽玻璃(PYREX，註冊商標)、藍寶石(sapphire)等玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸樹脂等丙烯酸樹脂、聚氯乙烯、氯乙烯共聚物等氯乙烯系樹脂、無定形聚芳酯、聚碸、聚醚碸、聚亞醯胺、PET、PEN、氟樹脂、苯氧基樹脂、聚烯烴系樹脂、尼龍、苯乙烯系樹脂、ABS樹脂、及乙酸纖維素樹脂等熱塑性樹脂。
[觸控面板]
以下，就使用上述透明導電性片所製作的觸控面板加以說明。
如圖3所示，觸控面板100係由2片透明導電性片10、20貼合構成。另外，在透明導電性片20上積層有保護層32。
如圖4所示，透明導電性片10係在基體片11上依序積層銀奈米線保持層12、銀奈米線13、黏接層14所構成。另外，在銀奈米線保持層12與黏接層14的至少一方，犠牲試劑係以0.01%至10%的比例添加於構成上述層的樹脂中。
再者，如圖3所示，銀奈米線13係朝Y軸方向排列複數層，而形成觸控面板100的Y電極。
如圖5所示，透明導電性片20係在基體片21上依序積層銀奈米線保持層22、銀奈米線23、黏接層24而構成。另外，在銀奈米線保持層22與黏接層24的至少一方，犠牲試劑係以0.01%至10%的比例添加於構成上述層的樹脂中。再者，如圖3所示，銀奈米線23係朝X軸方向排列複數層，而在觸控面板100上形成X電極。
依此方式，構成Y電極的銀奈米線13係由銀奈米線保持層12和黏接層14所挾持，銀奈米線保持層12和黏接層14的至少一方添加有犠牲試劑。此構成方式對構成X電極的銀奈米線23也是同樣。因此，即使在觸控面板100長時間受可見光照射的情況中，銀奈米線14、24也難以氧化。結果，觸控面板100即使在長時間中受到可見光照射，其電阻值也難以上升。
1‧‧‧透明導電性片
2‧‧‧基體片
3‧‧‧銀奈米線保持層
4‧‧‧銀奈米線
5‧‧‧保護層

Claims (5)

  1. 一種透明導電性片，具備：基體片；銀奈米線保持層，形成在前述基體片上；銀奈米線，保持在前述銀奈米線保持層表面；及接著層，積層在前述銀奈米線上，前述銀奈米線保持層與前述接著層的至少一者，係包含將前述銀奈米線因可見光的照射而氧化的情形加以抑制的犧牲試劑，前述犧牲試劑係包含下述中至少一者：包含醛基的分子、包含醛基的糖類、或者乙醇，前述犠牲試劑係以0.01%至10%的比例被包含於構成含有前述犧牲試劑的層的樹脂中。
  2. 一種透明導電性片，具備：基體片；銀奈米線保持層，形成在前述基體片上；銀奈米線，保持在前述銀奈米線保持層表面；及保護層，形成在前述銀奈米線上，前述銀奈米線保持層與前述保護層的至少一者，係包含將前述銀奈米線因可見光的照射而氧化的情形加以抑制的犠牲試劑，前述犧牲試劑係包含下述中至少一者：包含醛基的分子、包含醛基的糖類、或者乙醇，前述犠牲試劑係以0.01%至10%的比例被包含於構成含有前述犧牲試劑的層的樹脂中。
  3. 如請求項1或2所述的透明導電性片，其中，前述銀奈米線係直徑為5nm至500nm，長度為500nm至50000nm。
  4. 如請求項1或2所述的透明導電性片，其中，前述銀奈米線係經電鍍有銀之外的金屬。
  5. 一種觸控面板，其包含被貼合的兩片透明導電性片，前述兩片透明導電性片的每一者係請求項1至4中任一項所述的透明導電性片。
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