TWI767738B - 導電油墨樹脂組成物、透明導電膜以及透明導電基板結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種導電油墨樹脂組成物，以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計，其包括：50~75重量份的包含PEDOT:PSS之水性樹脂組成物、5~10重量份的助溶劑、0.1~0.5重量份的奈米導電輔助添加料、2~7重量份的延展性助劑，以及餘量為溶劑。本發明另外提供使用導電油墨樹脂組成物所製成的透明導電膜以及經過熱壓成型後所得到的透明導電基板結構及其製作方法。而經過熱壓成型後得到的透明導電基板結構具有低於10%以下的電阻變化率、外觀上無產生光干涉之彩虹紋現象、吸水率低與信賴度佳等特性。

Description

導電油墨樹脂組成物、透明導電膜以及透明導電基板結構及其製作方法

本發明係有關於一種導電油墨樹脂組成物、透明導電膜以及透明導電基板結構及其製作方法，特別是指一種可用於熱壓成型之導電油墨樹脂組成物及其應用。

習知的觸控面板及觸控板係使用一種可用於熱壓成型的透明導電膜，包括一第一透明基板(蓋板或外殼)以及一觸控基板結構，該觸控基板結構依序包括一第一透明黏著層、一第二透明基板、一透明導電層、一第二透明黏著層及一保護層所構成，該第一透明基板(蓋板)可以為外層，以作為操作作業的外表面。在使用上，該熱壓成型後的透明導電層可以與家電或3C產品、作業主機(如車用主機)或顯示器等結合或作為外殼，以提供作業使用，如觸控作業或裝飾等。

隨著人類消費生活型態的改變，對於觸控面板領域更衍生出新的應用市場，例如:具有3D結構的觸控面板，然而傳統上應用在3D結構的觸控面板之透明導電層的原料於使用上仍有欠缺之處，如中華民國專利公告第I681022號所提及一種導電性塗布液組合物，包括聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate；PEDOT/PSS)、有機黏合劑、有機溶劑、矽烷偶聯劑、表面活性劑以及調節劑，其所製成的導電層再透過熱壓成型後具有可多次彎曲功能的透明導電膜，但是於實際情況下，由於導電層的平均厚度僅為100~1000nm，使用上仍會受限於能彎曲的程度，若過度彎曲或甚至形成一尖角時，容易導致彎曲或尖角區域容易短路或損毀。

再者，該熱壓成型的透明導電膜，因熱壓成型作業後，會產生有以下缺點：各該層組成材料不同，熱壓過程膨脹變形所產生的差異，造成結構與光學上的變形，容易產生光干涉之彩虹紋現象，另外，對於基板表面塗覆透明導電層的原料時，配合基板表面乾燥成膜後，會與透明導電基板一同熱壓成型，而後若面臨拉伸的變化會導致觸控線路因拉扯撓曲裂紋斷路或局部的電阻值上升，觸控功能異常等缺陷等諸多不良問題。

緣是，發明人有鑑於此，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改良發明，其目的在於解決使用傳統透明導電膜因熱壓成型後所產生種種的問題，因此，本發明人藉由其豐富之專業知識及實務經驗所輔佐，而據此研創出本發明。

本發明人提供一種導電油墨樹脂組成物，以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計，其包括：50~75重量份的包含PEDOT:PSS之水性樹脂組成物、5~10重量份的助溶劑、0.1~0.5重量份的奈米導電輔助添加料、2~7重量份的延展性助劑，以及餘量為溶劑，該溶劑非為水。

前述導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有至少0.5 wt%(重量百分比)以上的固形份。

前述導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有0.5~1.5 wt%的固形份。

前述導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有1.1wt%的固形份。

前述導電油墨樹脂組成物，該助溶劑係為醇類溶劑。

前述導電油墨樹脂組成物，該助溶劑係包含選自乙二醇、丙三醇、二甲基甲醯胺(Dimethylformamide，DMF)及二甲基亞碸(Dimethyl sulfoxide，DMSO)所構成的群組中至少一種。

前述導電油墨樹脂組成物，該奈米導電輔助添加料係包含選自奈米碳管、石墨烯及奈米銀所構成的群組中至少一種所製成的一管狀原料、一片狀原料或一柱狀原料。

前述導電油墨樹脂組成物，該管狀原料、該片狀原料或該柱狀原料係為粉料。

前述導電油墨樹脂組成物，該管狀原料中至少有80wt%以上的該管狀原料之管徑小於50nm，且該管狀原料之管長小於10µm(微米)。

前述導電油墨樹脂組成物，該延展性助劑可以是水性PU(Polyurethane，聚氨酯)樹脂或水性丙烯酸酯系樹脂。

前述導電油墨樹脂組成物，該延展性助劑包含有至少70wt%以下的固形份。

前述導電油墨樹脂組成物， 該延展性助劑之重量平均分子量介於500g/mol至3000g/mol。

前述導電油墨樹脂組成物，該丙烯酸酯系樹脂係包含有丙烯酸酯系化合物的樹脂或丙烯酸酯系聚合物的樹脂。

前述導電油墨樹脂組成物，該丙烯酸酯系樹脂係選自由甲基丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、乙基丙烯酸酯樹脂、乙基丙烯酸甲酯樹脂、丙基丙烯酸酯樹脂、丙基丙烯酸甲酯樹脂、丁基丙烯酸酯樹脂及丁基丙烯酸甲酯樹脂所構成的群組中至少一種。

前述導電油墨樹脂組成物，該溶劑係選自由甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯（ethyl acetate，EAC）、甲苯、甲乙酮肟（methyl ethyl ketone oxime，MEKO）、甲乙酮（MEK）、二甲苯、丙酮、異丙醇(IPA)、丁酯(BAC)及丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)所構成的群組中至少一種。

前述導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物更包含一添加劑，該添加劑係包含選自賦黏劑、抗氧化劑、顏料、染料、可塑劑、紫外線吸收劑、消泡劑、均染劑、填充劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗靜電劑及黏度調節劑所構成的群組中至少一種。

前述導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的黏度介於50cps至85cps。

前述導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的pH值介於2至3.5。

前述導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的比重介於0.9 g/cm ³至1 g/cm ³。

本發明人另外提供一種透明導電膜，係於一透明塑料基材的一表面披覆有一如上所述之導電油墨樹脂組成物，並經乾燥後形成該透明導電膜。

前述透明導電膜，該透明導電膜之表面阻抗介於160Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)。

前述透明導電膜，該透明導電膜之光穿透率(transmittance)介於85%至95%。

前述透明導電膜，該透明導電膜之霧度(Haze)介於2%至3%。

本發明人另外提供一種透明導電基板結構，係包含:一透明塑料基材，該透明塑料基材係披覆有一如上所述之導電油墨樹脂組成物經乾燥後所形成的一透明導電膜。

前述透明導電基板結構，該透明導電基板結構中的該透明導電膜經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個感應線路。

前述透明導電基板結構，該透明導電基板結構的一平面區域的至少一部分經熱壓成型後形成一曲面區域。

前述透明導電基板結構，該感應線路係連續地設置於該平面區域及該曲面區域。

前述透明導電基板結構，該透明導電基板結構的厚度為10nm~200nm。

前述透明導電基板結構，該曲面區域的面電阻介於170Ω/□至200Ω/□。

本發明人另外提供一種透明導電基板結構的製作方法，係包含:步驟1，準備具有一平面區域的一透明塑料基材；步驟2，通過一狹縫塗佈機構塗覆一如上所述之導電油墨樹脂組成物於該透明塑料基材的該平面區域上，接著經過一烘乾程序後，於該平面區域上形成一透明導電膜，以形成一透明導電基板半成品；步驟3，使用一熱壓成型機，將該透明導電基板半成品的該平面區域熱壓成型為一曲面區域，以形成具有該曲面區域的一透明導電基板結構。

前述透明導電基板製作方法，該烘乾程序係在150℃下烘乾5分鐘。

前述透明導電基板製作方法，該平面的透明導電基板半成品在一熱壓條件下，經過該熱壓成型機之一模具的一母模模仁及一公模模仁加熱模壓，該熱壓條件為溫度250℃~400℃，壓力6~15Bar以及加壓時間10~30秒。

前述透明導電基板製作方法，該透明塑料基材的厚度為500µm。

前述透明導電基板製作方法，該平面的透明導電基板半成品之該導電油墨樹脂組成物的成膜厚度為100~200nm。

前述透明導電基板製作方法，該透明導電基板結構之該曲面區域的邊緣為一倒角。

前述透明導電基板製作方法，該倒角為一R角倒角。

前述透明導電基板製作方法，該R角倒角為至少1R以上的R角倒角。

前述透明導電基板製作方法，於步驟2及步驟3之間更可以包含步驟2’:使用一蝕刻方式，將該透明導電膜經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個感應線路，該感應線路係連續地設置於該平面區域及該曲面區域。

藉以，本發明人所提出之導電油墨樹脂組成物可以使用於透明導電膜以及透明導電基板結構中，而經過熱壓成型後得到的透明導電基板結構不僅具有低於10%以下的電阻變化率、外觀上無產生光干涉之彩虹紋現象、吸水率低與信賴度佳等特性，也可提升透明導電基板結構製作後的良率，以解決傳統所遇到壓合時段差處的導線斷路或局部阻抗上升的問題。

為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

為了使本發明揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。

本發明之一種導電油墨樹脂組成物，以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計，其包括：50~75重量份的包含PEDOT:PSS之水性樹脂組成物、5~10重量份的助溶劑、0.1~0.5重量份的奈米導電輔助添加料、2~7重量份的延展性助劑以及其餘量為溶劑。於前述用語「其餘量為溶劑」，為避免誤解，上述用語不應被理解為排除其他於製造過程中無意但不可避免的雜質。因此，前述用語「其餘量為溶劑」應被理解為補足該導電油墨樹脂組成物至100wt%之重量百分比例係由溶劑加上不可避免的雜質所組成，假若雜質存在。另外，文中「~」代表介於前後數值之間的數值範圍，且本發明及專利範圍所述之數值範圍的限定總是包括端值。

該水性樹脂組成物包含有至少0.5 wt%(重量百分比)以上的固形份；較佳地，該導電油墨樹脂組成物經熱壓成型後，該水性樹脂組成物包含有0.5~1.5 wt%的固形份；更佳地，該水性樹脂組成物包含有1.1wt%的固形份。舉例來說，包含PEDOT:PSS之該水性樹脂組成物可以為賀利氏公司所提供(型號 PH1000)，其具有固形份 1.1wt%；或是為AGFA公司所提供(型號 ICP 1050)，其具有固形份 1.1wt%。

該助溶劑係為醇類溶劑。較佳地，該助溶劑係包含選自乙二醇、丙三醇、二甲基甲醯胺(Dimethylformamide，DMF)及二甲基亞碸(Dimethyl sulfoxide，DMSO)所構成的群組中至少一種。而助溶劑的含量以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計時，含有5~10重量份的助溶劑為佳，若添加過多重量份(多於10重量份)的助溶劑則會導致成膜(例如形成後述的透明導電膜)不易乾燥，因而影響透明導電膜的光穿透率與霧度；而若添加過少重量份(少於5重量份)的助溶劑則會導致導電油墨樹脂組成物中的成分其分散不均勻，這容易產生成分凝團現象，因而使得透明導電膜產生排膠或氣泡之不良現象。

該奈米導電輔助添加料係選自由奈米碳管、石墨烯及奈米銀所構成的群組中至少一種所製成的一管狀原料、一片狀原料或一柱狀原料。該管狀原料、該片狀原料或該柱狀原料係為粉料。該管狀原料(例如奈米碳管)中至少有80wt%以上的該管狀原料之管徑小於50nm，且該管狀原料之管長小於10µm(微米)。於實際實施時，該奈米導電輔助添加料在後續所製作出平均厚度僅為100~1000nm的非平面的透明導電基板結構(於後述說明)中，提供一定的結構強度及導電性，使非平面的透明導電基板結構上的微小導電線路(由後述的透明導電膜經蝕刻而成)在彎曲或形成一尖角後，仍然保持正常的導電功能，其中，前述非平面可舉例但不限定為曲面、斜面、圓形、弧形、尖角或矩形。

該延展性助劑可以是水性PU(Polyurethane，聚氨酯)樹脂或水性丙烯酸酯系樹脂。該延展性助劑包含有70wt%以下的固形份，而該延展性助劑之重量平均分子量介於500g/mol(克/莫耳)至3000g/mol。延展性助劑的含量以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計時，含有2~7重量份的延展性助劑為佳。若使用的延展性助劑之分子量太高(超過3000g/mol)，會導致配置的該導電油墨樹脂組成物其黏度過高並導致後述的透明導電膜其成膜厚度偏厚，且影響透明導電膜的光穿透率及霧度；而若分子量太低(低於500g/mol)，則形成後述的透明導電膜後受衝擊時其緩衝效果不佳，因而在非平面的透明導電基板結構上的微小導電線路容易斷裂而造成斷路。

該丙烯酸酯系樹脂係包含有丙烯酸酯系化合物的樹脂或丙烯酸酯系聚合物的樹脂，而丙烯酸酯係由丙烯酸衍生而得的酯類，丙烯酸通常為包含乙烯基與羧基的不飽和羧酸。而該丙烯酸酯系樹脂係選自由甲基丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、乙基丙烯酸酯樹脂、乙基丙烯酸甲酯樹脂、丙基丙烯酸酯樹脂、丙基丙烯酸甲酯樹脂、丁基丙烯酸酯樹脂及丁基丙烯酸甲酯樹脂所構成的群組中至少一種。於本發明之部分實施例中，該丙烯酸酯系樹脂係使用甲基丙烯酸酯樹脂或甲基丙烯酸甲酯樹脂。

該溶劑非為水，該溶劑係選自由甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯（ethyl acetate，EAC）、甲苯、甲乙酮肟（methyl ethyl ketone oxime，MEKO）、甲乙酮（MEK）、二甲苯、丙酮、異丙醇(IPA)、丁酯(BAC)及丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)所構成的群組中至少一種。

該導電油墨樹脂組成物更可以包含一添加劑，該添加劑係選自由賦黏劑、抗氧化劑、顏料、染料、可塑劑、紫外線吸收劑、消泡劑、均染劑、填充劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗靜電劑及黏度調節劑所構成的群組中至少一種。於實際實施時，可以依照實際需求，添加所需的添加劑，以改善並增益導電油墨樹脂組成物、透明導電膜以及透明導電基板結構之特性。

依據前述成分所製備的該導電油墨樹脂組成物，其黏度介於50cps至85cps，pH值介於2至3.5，比重介於0.9 g/cm ³至1 g/cm ³。

請參考表1A為本發明的實施例1~9，表1A中的水性樹脂組成物、助溶劑、延展性添加劑、奈米導電輔助添加料及溶劑的數值為重量份。

表1A

導電油墨樹脂組成物100重量份計
(重量份)	實施例1	實施例2	實施例3	實施例4	實施例5	實施例6	實施例7	實施例8	實施例9
水性樹脂組成物	PH1000	68	50	75	68	68	68	68	68	68
助溶劑	乙二醇	7	7	7	7	7	7	5	10	7
延展性添加劑	水性PU樹脂	4	4	4	－	2	7	4	4	4
水性丙烯酸樹脂	－	－	－	4	－	－	－	－	－
奈米導電輔助添加料	奈米碳管	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	－
石墨烯	－	－	－	－	－	－	－	－	0.3
溶劑	乙醇	20.7	38.7	13.7	20.7	22.7	17.7	22.7	17.7	20.7
黏度(cps)	75	50	82	74	76	78	76	79	74
pH	2.81	3.01	2.75	2.80	2.82	2.83	2.81	2.83	2.81
比重(g/cm 3)	0.96	0.92	0.97	0.95	0.95	0.96	0.94	0.94	0.96
固含量(%)	0.99	0.94	1.00	0.96	0.96	0.97	0.96	0.95	0.98
線棒乾膜表面阻抗(Ω/□)	178	190	168	176	179	178	180	176	179

本發明之導電油墨樹脂組成物之物性檢測方式如下:

黏度(cps)之檢測方式:將ChromTech Viscometer DV數位式旋轉黏度計對導電油墨樹脂組成物進行量測黏度。pH之檢測方式: 將pH檢測器對導電油墨樹脂組成物進行pH的檢測。比重(g/cm ³)之檢測方式:將導電油墨樹脂組成物分別進行秤重與量測體積後而得到的比重。固含量(%)之檢測方式: 取導電油墨樹脂組成物8至10g作為W0，置放於乾鍋內，以150℃烘烤2小時，並以烘乾後殘餘乾鍋內的重量作為W1，比較烘乾前後殘餘乾鍋內的電油墨樹脂組成物的重量比值(W1/W0)並以重量百分比表示。線棒乾膜表面阻抗(Ω/□)(或稱面電阻)之檢測方式:將導電油墨樹脂組成物滴附於PET基板表面上，再用9號線棒，將電油墨樹脂組成物均勻塗佈於PET基板表面，再將基板置於烤箱150℃烘烤3分鐘後，再進行導電油墨樹脂組成物的乾膜表面之面電阻量測，面電阻以不大於190Ω/□為佳。

[本發明之導電油墨樹脂組成物之製備]

實施例1係為本發明之導電油墨樹脂組成物之一實施例，該導電油墨樹脂組成物之調製方式，係依序添加：68重量份之包含PEDOT:PSS之水性樹脂組成物(Heraeus 公司型號 PH1000)； 7重量份之助溶劑乙二醇； 0.3重量份之奈米導電輔助添加料，且該奈米導電輔助添加料之奈米碳管粉末的管徑小於8nm，管長介於0.5至2µm之間； 4重量份之延展性添加劑水性PU樹脂(南亞樹脂NY-108)；以及20.7重量份之乙醇為溶劑。將以上各成分混和後所形成的溶液於室溫下，以轉速60rpm之攪拌器進行攪拌6小時，並於靜置30分鐘後檢查導電油墨樹脂組成物之黏度。

實施例2~9係類仿實施例1的製備方式，以表1A所列的水性樹脂組成物、助溶劑、延展性添加劑、奈米導電輔助添加料及溶劑的數值為重量份進行製備，因此不再贅述。惟實施例9的石墨烯其管徑為1~10nm，管長1~20µm。

請一併參考表2A為比較例1~9

表2A

導電油墨樹脂組成物100重量份計
(重量份)	比較例1	比較例2	比較例3	比較例4	比較例5	比較例6	比較例7
水性樹脂組成物	PH1000	68	68	68	68	68	30	85
助溶劑	乙二醇	7	7	7	－	15	7	7
延展性添加劑	水性PU樹脂	4	－	15	4	4	4	4
水性丙烯酸樹脂	－	－	－	－	－	－	－
奈米導電輔助添加料	奈米碳管	－	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
石墨烯	－	－	－	－	－	－	－
溶劑	乙醇	21	24.7	10	27.7	12.7	58.7	3.7
黏度(cps)	75	68	98	63	99	43	87
pH	2.81	2.81	2.32	2.80	2.62	4.83	2.81
比重(g/cm 3)	0.93	0.92	1.05	0.94	0.92	0.92	0.98
固含量(%)	0.99	0.93	1.03	0.99	0.98	0.91	1.03
線棒乾膜表面阻抗(Ω/□)	175	179	213	175	298	258	155

在表2A中，對照例1的調製方式與實施例1相同惟未添加奈米導電輔助添加料，對照例2則未添加延展性添加劑，對照例3則將添加延展性添加劑之水性PU樹脂含量調整為15重量份，對照例4則未添加助溶劑，對照例5則將助溶劑之乙二醇含量調整為15重量份，對照例6則將包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物PH1000之含量調整為30重量份，對照例7則將包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物PH1000之含量調整為85重量份。

從表1A及表2A比較得知，表1A的實施例1~9之乾膜面電阻量測皆不大於190Ω/□，符合本發明的要求。然而，表2A的對照例3將添加延展性添加劑之水性PU樹脂含量調整為15重量份(大於7重量份，實施例1~6為7重量份)，對照例5將助溶劑之乙二醇含量調整為15重量份(大於10重量份，實施例8為10重量份)，對照例6將包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物PH1000之含量調整為30重量份(小於50重量份，實施例2為50重量份)，皆使得乾膜面電阻量測值皆大於190Ω/□，因此判定不佳。因此對照例3、 對照例5及對照例6為不合格的導電油墨樹脂組成物。所以本發明之導電油墨樹脂組成物，其延展性添加劑不大於7重量份，助溶劑不大於10重量份，包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物不小於50重量份。

接著，請同時參閱第1圖及第2圖，本發明另外提供一種透明導電膜，係於一透明塑料基材(2)的一表面披覆有一如上所述之導電油墨樹脂組成物(1)，並經乾燥後形成該透明導電膜(3)。在第2圖中所形成的透明導電基板結構(4)將於後述說明。其中，該透明導電膜(3)之表面阻抗介於160Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)，光穿透率(transmittance)介於85%至95%，霧度(Haze)介於2%至3%。

請參考表1B，表1B係由表1A所提及的導電油墨樹脂組成物所塗佈而成的透明導電膜，如表1B的實施例1’至實施例9’，其中，實施例1’係使用表1A實施例1的導電油墨樹脂組成物所塗佈而成的透明導電膜，其餘實施例2’至實施例9’分別是對應實施例2至9，以此類推。

表1B

透明導電膜
	實施例1’	實施例2’	實施例3’	實施例4’	實施例5’	實施例6’	實施例7’	實施例8’	實施例9’
表面阻抗(Ω/□)	172	189	162	175	178	172	175	179	176
光穿透率(%)	89.07	92.13	84.32	88.95	89.45	89.03	88.89	89.54	89.22
霧度(Haze)	2.75	2.64	2.90	2.83	2.63	2.86	2.89	2.54	2.76
外觀	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常
氣泡或黑點數量	0	0	2	0	0	2	1	0	0

本發明之透明導電膜之物性檢測方式如下:

表面阻抗(Ω/□)之檢測方式: 以Mitsubishi Chemical MCP-T600 低阻抗量測機台，量測透明導電膜的表面之面電阻，面電阻介於160Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)至190Ω/□(ohm/sq，歐姆/平方)為合格，超過190Ω/□或小於160Ω/□為不合格。光穿透率(%)與霧度(Haze)之檢測方式:以NIPPON (Haze) Meter NDH 霧度計，同時檢測透明導電膜之表面霧度與光穿透率，光穿透率(transmittance)介於85%至95%為合格而其餘為不合格，霧度(Haze)介於2%至3%為合格而其餘為不合格。氣泡或黑點數量之檢測方式:於透明導電膜之固定A4規格(297mmx210mm)面積內，檢測含有粒徑大於0.3mm之氣泡或黑點數量，氣泡或黑點2點以下包含2點為合格，出現氣泡或黑點3點以下包含3點為不合格。外觀之檢測方式:觀察透明導電膜外觀是否有無毛面、透光分散不均或乾燥不良等現象，若無上述所列現象其外觀判定為正常。

接著請一併參考表2B，其中，對照例1’係使用表2A的對照例1的導電油墨樹脂組成物所塗佈而成的透明導電膜，其餘對照例2’至對照例7’ 分別是對應對照例2至7，以此類推。

表2B

透明導電膜
	對照例1’	對照例2’	對照例3’	對照例4’	對照例5’	對照例6’	對照例7’
表面阻抗(Ω/□)	172	195	225	174	過高無法量測	370	138
光穿透率(%)	89.07	92.5	82.32	85.7	72.5	93.2	78.2
霧度(Haze)	2.75	2.52	3.43	2.65	4.86	2.31	3.01
外觀	正常	正常	毛面	透光分散不均	乾燥不良	正常	毛面
氣泡或黑點數量	0	4	4	0	0	0	5

由表1B及表2B可以得知，表1B的實施例1’至實施例9’透明導電膜其外觀皆為正常，氣泡或黑點均在標準內。表2B中的對照例2’發現有4個氣泡或黑點，因此不合格；對照例4’的外觀呈現透光分散不均的現象，因此不合格；對照例7’的外觀呈現毛面且發現有5個氣泡或黑點，因此也不合格。由於對照例2’、 對照例4’及對照例7’分別對應對照例2、 對照例4及對照例7的導電油墨樹脂組成物，對照例2未添加延展性添加劑(實施例5為2重量份，實施例6為7重量份)，對照例4則未添加助溶劑(實施例7為5重量份，實施例8為10重量份)，對照例7之包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物PH1000之含量為85重量份(大於75重量份，實施例3為75重量份)，因此對照例2、 對照例4及對照例7為不合格的導電油墨樹脂組成物。所以，延展性添加劑、助溶劑為本發明導電油墨樹脂組成物的必要成分，且包含PEDOT:PSS為主成分之水性樹脂組成物之含量不大於75重量份。

再接著，請參閱第2圖及第3圖，本發明另外提供一種透明導電基板結構(4)，係包含:一透明塑料基材(2)，該透明塑料基材(2)係披覆有一如上所述之導電油墨樹脂組成物(1)經乾燥後所形成的一透明導電膜(3)。前述透明導電基板結構(4)是經熱壓成型後形成為具有一曲面區域(S)的該透明導電基板結構(4)。如第3圖所示，該透明導電基板結構(4)的該曲面區域(S)更具有複數個驅動線路(DL)與複數個感應線路(IL)，該驅動線路(DL)與該感應線路(IL)係電性連接，而複數個感應線路(IL)可以是平行間隔排列於該曲面區域(S)上。該透明導電基板結構(4)的厚度為10nm~200nm。較佳地，該透明導電基板結構(4)的透明導電膜(3)的該曲面區域(S)的面電阻介於170Ω/□至200Ω/□。

於實際實施時，該透明導電基板結構(4)中的該透明導電膜(3)經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個該感應線路(IL)，該透明導電基板結構(4)在形成該感應線路(IL)後，該透明導電基板結構(4)的該透明導電膜(3)的厚度為100nm~200nm；較佳地，該透明導電基板結構(4)的該透明導電膜(3)的面電阻為175Ω/□，厚度為100nm。在該感應線路(IL)的特定一端上具有一第一接線區(圖未標出)以電性連接該驅動線路(DL)，該第一接線區的上表面以銀膠經網印或微影蝕刻方式構成一第一電極導線層(圖未繪出)，以提供與外部排線(圖未繪出)電性連接，例如與軟性排線FPC貼合。

同時地，請一併參考第4圖及第5圖，本發明另外提供一種透明導電基板結構的製作方法，係包含: 步驟S51:準備具有一平面區域(P)的一透明塑料基材(2)；步驟S52:通過一狹縫塗佈機構塗覆一如上所述之導電油墨樹脂組成物於該透明塑料基材(2)的該平面區域(P)上，接著經過一烘乾程序後，於該平面區域(P)上形成一透明導電膜(3)，以形成一透明導電基板半成品；步驟S53:使用一熱壓成型機及一模具(M)，將該透明導電基板半成品的該平面區域(P)的至少一部分熱壓成型為一曲面區域(S)，以形成具有該曲面區域(S)的一透明導電基板結構(4)。

於步驟S52及步驟S53之間更可以包含步驟S52’:使用蝕刻方式，將透明導電膜(3)經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個感應線路(IL)。因此，該感應線路(IL)係連續地設置於該平面區域(P)及該曲面區域(S)。

其中，該烘乾程序係在150℃下烘乾5分鐘。該平面的透明導電基板半成品係在一熱壓條件下，經過該熱壓成型機之一模具(M)的一母模模仁及一公模模仁加熱模壓，該熱壓條件為溫度250℃~400℃，壓力6~15Bar以及加壓時間10~30秒。該透明塑料基材(2)的厚度為500µm，該透明導電膜(3)的厚度為100~200nm。

特別說明的是，該透明導電基板結構(4)之該曲面區域(S)的邊緣為一倒角(Chamfering)(A)，該倒角(A)可以為一R角倒角或一C角倒角；較佳地，該倒角(A)為一R角倒角。

本發明之一實施例中，該R角倒角為至少1R(半徑為1單位，例如1mm)以上的R角倒角。

於實際實施時，於具有一平面區域(P)且厚度為500µm的透明塑料基材(2)的表面上，以狹縫塗佈機構塗覆前述之導電油墨樹脂組成物於該平面區域(P)上；接著經過一烘乾程序(150℃下烘乾5分鐘)後，於該平面區域(P)上形成一透明導電膜(3)，以形成一透明導電基板半成品，並使透明導電膜厚度控制在100~200nm；再接著再使用一熱壓成型機，將該透明導電基板半成品的該平面區域(P)熱壓成型為一曲面區域(S)，以形成具有該曲面區域(S)的一透明導電基板結構(4)。其中，該平面的透明導電基板半成品在一熱壓條件下，經過該熱壓成型機之一模具(M)的一母模模仁及一公模模仁加熱模壓(molding)，該熱壓條件為溫度250℃~400℃，壓力6~15Bar以及加壓時間10~30秒；脫模後，其中該透明導電基板結構(4)之該曲面區域(S)的邊緣為一倒角(A)，該倒角(A)為一R角倒角且該R角倒角為至少1R以上的R角倒角，即構成本發明熱壓成型後之具有該曲面區域(S)的透明導電基板結構(4)。

請一併參考表1C，表1C係為透明導電基板結構，表1C的實施例1’’~實施例9’’的透明導電基板結構係分別對應具有表1B中實施例1’~實施例9’的透明導電膜。

表1C

透明導電基板結構
	實施例1’’	實施例2’’	實施例3’’	實施例4’’	實施例5’’	實施例6’’	實施例7’’	實施例8’’	實施例9’’
曲面區域面電阻(Ω/□)	178	197	169	180	183	174	181	184	178
外觀	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常	正常
彩虹紋	無	無	無	無	無	無	無	無	無
經時面電阻(Ω/□)	212	246	203	214	216	225	219	223	220

本發明之透明導電基板結構之物性檢測方式如下:

曲面區域面電阻之檢測方式: 以Mitsubishi Chemical MCP-T600 低阻抗量測機台，量測透明導電基板結構(4)的曲面區域(S)的透明導電膜(3)或感應線路(IL)之面電阻，面電阻值200Ω/□以下為合格，200Ω/□以上為不合格。外觀之檢測方式:觀察透明導電基板結構(4)外觀是否平整無皺褶，外觀為平整無皺褶時為正常，若非平整或有皺褶會細分為細裂紋、具有毛面、局部皺褶或具有黑點等為不正常。彩虹紋之檢測方式: 觀察透明導電基板結構外觀是否有無彩虹紋，無彩虹紋為合格，有彩虹紋為不合格。經時面電阻(Ω/□) 之檢測方式: 將透明導電基板結構置放於環境溫度60℃、溼度90%以進行信賴性溫溼度試驗，於烤箱中烘烤240小時後取出，再置放於環境溫度20℃、溼度50%、以及2小時後進行曲面區域面電阻之量測，面電阻值250Ω/□以下為合格，250Ω/□以上為不合格。

接著，請一併參考表2C，表2C的對照例1’’~對照例7’’的透明導電基板結構係分別對應具有表2B中對照例1’~對照例7’的透明導電膜。

表2C

透明導電基板結構
	對照例1’’	對照例2’’	對照例3’’	對照例4’’	對照例5’’	對照例6’’	對照例7’’
曲面區域面電阻(Ω/□)	215	局部5000以上	228	267	過高無法量測	459	139
外觀	正常	細裂紋	毛面	局部皺褶	正常	正常	毛面、小黑點
彩虹紋	無	無	有	有	無	無	有
經時面電阻(Ω/□)	局部1500	過高無法量測	268	過高無法量測	235	478	167

在表2C中，對照例1’’的面電阻量測結果為215Ω/□為不合格，且經時面電阻量測結果為局部高達1500Ω/□為不合格。由於對照例1’’是對應於表2A中的對照例1之導電油墨樹脂組成物而未添加奈米導電輔助添加料(實施例1~9添加0.3重量份)，因此對照例1為不合格的導電油墨樹脂組成物。所以，奈米導電輔助添加料為本發明導電油墨樹脂組成物的必要成分。另外，對照例2’’~對照例7’’的量測結果顯示其分別有多項檢測結果為不合格，因此所分別對應的表2A中的對照例2~7為不合格的導電油墨樹脂組成物。

與傳統習用技術相比，本發明所提供的導電油墨樹脂組成物可以使用於透明導電膜以及透明導電基板結構中，而經過熱壓成型後得到的透明導電基板結構不僅具有低於10%以下的電阻變化率、外觀上無產生光干涉之彩虹紋現象、吸水率低與信賴度佳等特性，也可提升透明導電基板結構製作後的良率，以解決傳統所遇到壓合時段差處的導線斷路或局部阻抗上升的問題。上述實施例係用以例示性說明本創作之原理及其功效，而非用於限制本發明。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1:導電油墨樹脂組成物

2:透明塑料基材

3:透明導電膜

4:透明導電基板結構

S51、S52、S52’、S53:步驟

P:平面區域

S:曲面區域

A:倒角

DL:驅動線路

IL:感應線路

M:模具

第1圖是本發明的導電油墨樹脂組成物披覆於透明塑料基材的示意圖； 第2圖是本發明的第1圖中電油墨樹脂組成物經乾燥後形成該透明導電膜及透明導電基板結構示意圖； 第3圖是本發明具有曲面區域的透明導電基板結構示意圖； 第4圖是本發明透明導電基板結構以模具製作的示意圖； 第5圖是本發明透明導電基板結構的製作方法步驟示意圖。

1:導電油墨樹脂組成物

2:透明塑料基材

Claims (37)

1. 一種導電油墨樹脂組成物，以該導電油墨樹脂組成物為100重量份計，其包括：50~75重量份的包含PEDOT：PSS之水性樹脂組成物、5~10重量份的助溶劑、0.1~0.5重量份的奈米導電輔助添加料、2~7重量份的延展性助劑，以及餘量為溶劑，該溶劑非為水，其中，該助溶劑係為醇類溶劑。
2. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有至少0.5wt%以上的固形份。
3. 如請求項2所述之導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有0.5~1.5wt%的固形份。
4. 如請求項3所述之導電油墨樹脂組成物，該水性樹脂組成物包含有1.1wt%的固形份。
5. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該助溶劑係選自由乙二醇、丙三醇、二甲基甲醯胺及二甲基亞碸所構成的群組中至少一種。
6. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該奈米導電輔助添加料係選自由奈米碳管、石墨烯及奈米銀所構成的群組中至少一種所製成的一管狀原料、一片狀原料或一柱狀原料。
7. 如請求項6所述之導電油墨樹脂組成物，該管狀原料、該片狀原料或該柱狀原料係為粉料。
8. 如請求項7所述之導電油墨樹脂組成物，該管狀原料中至少有80wt%以上的該管狀原料之管徑小於50nm，且該管狀原料之管長 小於10μm。
9. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該延展性助劑可以是水性聚氨酯樹脂或水性丙烯酸酯系樹脂。
10. 如請求項9所述之導電油墨樹脂組成物，該延展性助劑包含有至少70%wt%以下的固形份。
11. 如請求項10所述之導電油墨樹脂組成物，該延展性助劑之重量平均分子量介於500g/mol至3000g/mol。
12. 如請求項9所述之導電油墨樹脂組成物，該丙烯酸酯系樹脂係包含有丙烯酸酯系化合物的樹脂或丙烯酸酯系聚合物的樹脂。
13. 如請求項12所述之導電油墨樹脂組成物，該丙烯酸酯系樹脂係選自由甲基丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、乙基丙烯酸酯樹脂、乙基丙烯酸甲酯樹脂、丙基丙烯酸酯樹脂、丙基丙烯酸甲酯樹脂、丁基丙烯酸酯樹脂及丁基丙烯酸甲酯樹脂所構成的群組中至少一種。
14. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物更可以包含一添加劑，該添加劑係選自由賦黏劑、抗氧化劑、顏料、染料、可塑劑、紫外線吸收劑、消泡劑、均染劑、填充劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗靜電劑及黏度調節劑所構成的群組中至少一種。
15. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該溶劑係選自由甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、甲苯、甲乙酮肟、甲乙酮、二甲苯、丙酮、丁酯及丙二醇甲醚醋酸酯所構成的群組中至少一種。
16. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的黏度介於50cps至85cps。
17. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的pH值介於2至3.5。
18. 如請求項1所述之導電油墨樹脂組成物，該導電油墨樹脂組成物的比重介於0.9g/cm³至1g/cm³。
19. 一種透明導電膜，係於一透明塑料基材(2)的一表面披覆有一如請求項1至18中任一項所述之導電油墨樹脂組成物，並經乾燥後形成該透明導電膜(3)。
20. 如請求項19所述之透明導電膜，該透明導電膜(3)之表面阻抗介於160Ω/□至190Ω/□。
21. 如請求項20所述之透明導電膜，該透明導電膜(3)之光穿透率介於85%至95%。
22. 如請求項21所述之透明導電膜，該透明導電膜(3)之霧度介於2%至3%。
23. 一種透明導電基板結構，係包含：一透明塑料基材(2)，該透明塑料基材(2)係披覆有一如請求項1至18中任一項所述之導電油墨樹脂組成物經乾燥後所形成的一透明導電膜(3)。
24. 如請求項23所述之透明導電基板結構，該透明導電基板結構(4)中的該透明導電膜(3)經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個感應線路(IL)。
25. 如請求項24所述之透明導電基板結構，該透明導電基板結構(4)的一平面區域(P)的至少一部分經熱壓成型後形成一曲面區域(S)。
26. 如請求項25所述之透明導電基板結構，該感應線路(IL) 係連續地設置於該平面區域(P)及該曲面區域(S)。
27. 如請求項26所述之透明導電基板結構，該透明導電基板結構(4)的該透明導電膜(3)的厚度為10nm~200nm。
28. 如請求項26所述之透明導電基板結構，該透明導電膜(3)的該曲面區域(S)的面電阻介於170Ω/□至200Ω/□。
29. 一種透明導電基板結構的製作方法，係包含：步驟1，準備具有一平面區域(P)的一透明塑料基材(2)；步驟2，通過一狹縫塗佈機構塗覆一如請求項1至18中任一項所述之導電油墨樹脂組成物於該透明塑料基材(2)的該平面區域(P)上，接著經過一烘乾程序後，於該平面區域(P)上形成一透明導電膜(3)，以形成一透明導電基板半成品；步驟3，使用一熱壓成型機，將該透明導電基板半成品的該平面區域(P)熱壓成型為一曲面區域(S)，以形成具有該曲面區域(S)的一透明導電基板結構(4)。
30. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，該烘乾程序係在150℃下烘乾5分鐘。
31. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，該平面的透明導電基板半成品在一熱壓條件下，經過該熱壓成型機之一模具(M)的一母模模仁及一公模模仁加熱模壓，該熱壓條件為溫度250℃~400℃，壓力6~15Bar以及加壓時間10~30秒。
32. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，該透明塑料基材(2)的厚度為500μm。
33. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，該平面的透明導電基板半成品之該透明導電膜(3)的厚度為100~200nm。
34. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，該透明導電基板結構(4)之該曲面區域(S)的邊緣為一倒角(A)。
35. 如請求項34所述之透明導電基板結構的製作方法，該倒角(A)為一R角倒角。
36. 如請求項35所述之透明導電基板結構的製作方法，該R角倒角為至少1R以上的R角倒角。
37. 如請求項29所述之透明導電基板結構的製作方法，於步驟2及步驟3之間更可以包含步驟2，：使用一蝕刻方式，將該透明導電膜(3)經蝕刻去除不需要的部分，且留下所需要的部分而構成複數個感應線路(IL)，該感應線路(IL)係連續地設置於該平面區域(P)及該曲面區域(S)。

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