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TW201930967A - 具有導電功能的光學膜 - Google Patents

具有導電功能的光學膜 Download PDF

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TW201930967A
TW201930967A TW106146342A TW106146342A TW201930967A TW 201930967 A TW201930967 A TW 201930967A TW 106146342 A TW106146342 A TW 106146342A TW 106146342 A TW106146342 A TW 106146342A TW 201930967 A TW201930967 A TW 201930967A
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游在安
邱大任
洪世明
吳國禎
陳怡倩
許琇芸
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鼎茂光電股份有限公司
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Abstract

一種具有導電功能的光學膜，包括液晶光學補償膜及導電層。導電層配置於液晶光學補償膜上。

Description

具有導電功能的光學膜
本發明是有關於一種光學膜，且特別是有關於一種具有導電功能的光學膜。
在現今之資訊社會下，人們對電子產品之依賴性與日俱增。為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板作為輸入裝置，其中同時具有觸控與顯示功能的觸控顯示器更是成為現今最流行的產品之一。隨著科技的進步，電子產品逐漸朝向輕薄化的趨勢發展，然而目前觸控顯示器輕薄化的程度幾乎已達極限。因此，開發一種將導電膜與光學補償膜整合一體化的具導電功能的光學補償膜是目前此領域技術人員所欲達成的目標之一。
本發明提供一種具有導電功能的光學膜，其應用於觸控顯示器中可使得觸控顯示器的整體厚度降低。
本發明的具有導電功能的光學膜包括液晶光學補償膜以及導電層。導電層配置於液晶光學補償膜上。
在本發明的一實施方式中，上述的液晶光學補償膜為單體型液晶光學補償膜。
在本發明的一實施方式中，上述的液晶光學補償膜包括液晶型廣波域相位延遲膜、液晶型正C板延遲膜、液晶型負C板延遲膜、液晶型A板延遲膜、液晶型O板延遲膜或液晶型雙軸延遲膜。
在本發明的一實施方式中，上述的液晶光學補償膜的厚度介於1 µm至30 µm之間。
在本發明的一實施方式中，上述的導電層的材質包括金屬材料、金屬氧化物導電材料、碳質材料、奈米材料或有機導電材料。
在本發明的一實施方式中，上述的金屬材料包括鋁、銅、鉬、銀、金、鉑、鉻、鈀、銠或其合金。
在本發明的一實施方式中，上述的金屬氧化物導電材料包括氧化鉻（CdO）、氧化錫（Tin Oxide，TO）、氫氧化鎂（Mg(OH)2 ）、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide，ITO）、氧化銦鎵鋅（Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZO）、氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2 ）、氧化銦（In2 O3 ）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁鋅（Aluminum -Zinc Oxide，AZO）、氧化鎵鋅（Gallium-Zinc Oxide，GZO）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁錫（Aluminum -Tin Oxide，ATO）、氧化鎘（CdO）、氧化銦鎘（CdIn2 O4 ）、氧化錫鎘（Cd2 SnO4 ）、氧化錫鋅（Zn2 SnO4 ）和氧化銦摻雜（doped）氧化鋅（In2 O3 -ZnO）、摻雜銻的氧化錫（Sb2 O3 :SnO2 ）或摻雜氟的氧化錫（F2 :SnO2 ，FTO）。
在本發明的一實施方式中，上述的碳質材料包括碳黑、石墨、乙炔黑、石墨烯（graphene）、碳奈米管、或巴克球（buckyball）。
在本發明的一實施方式中，上述的奈米材料包括奈米銀粒子、奈米銀線、奈米銀油墨、奈米銀鹽、奈米銅粒子、或奈米氧化銦錫粒子。
在本發明的一實施方式中，上述的有機導電材料包括聚噻吩（poly-thiophene）、聚苯胺（Poly-aniline，PANi）、聚吡咯（Poly-Pyrrole）、聚對亞苯（Poly-Para Phenylene）、聚對苯乙烯（Poly-Phenylene-Vinylene）、聚乙炔（Polyacetylene）或其衍生物。
基於上述，本發明的具有導電功能的光學膜透過包括液晶光學補償膜以及配置於液晶光學補償膜上的導電層，使得與習知的觸控顯示器相比，應用了本發明的具有導電功能的光學膜的觸控顯示器的整體厚度可降低。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
為了提供應用於觸控顯示器中可使得觸控顯示器具有較薄的厚度的光學膜，本發明提出一種具有導電功能的光學膜，其可達成上述優點。以下，將參考圖1特舉一實施方式作為本發明確實能夠據以實施的範例。
圖1是依照本發明的一實施方式的具有導電功能的光學膜的剖面示意圖。請參照圖1，光學膜100包括液晶光學補償膜102以及導電層104。
在本實施方式中，液晶光學補償膜102屬於單體型液晶光學補償膜。詳細而言，在一實施方式中，液晶光學補償膜102可具有由液晶單體經交聯反應而產生的網狀結構。
從另一觀點而言，液晶光學補償膜102的實例可包括（但不限於）：液晶型廣波域相位延遲膜、液晶型正C板延遲膜、液晶型負C板延遲膜、液晶型A板延遲膜、液晶型O板延遲膜、液晶型雙軸延遲膜或其組合。在一實施方式中，當液晶光學補償膜102以液晶型廣波域相位延遲膜來實現，所述液晶型廣波域相位延遲膜可包括彼此堆疊的兩個相位延遲膜，其中兩個相位延遲膜中的一者的平面內相位差值Ro介於70 nm至130 nm之間，另一者的平面內相位差值Ro介於140 nm至260 nm之間，且兩者之各自的光軸間的夾角介於35˚至70˚之間，以及兩個相位延遲膜的材料分別可包括碟狀液晶、棒狀液晶或摻有掌性分子的棒狀液晶，其中掌性分子的添加量為固含量的0.01~3%。
另外，在本實施方式中，液晶光學補償膜102的厚度例如是介於1 µm至30 µm之間。
在本實施方式中，導電層104配置於液晶光學補償膜102上。詳細而言，導電層104與液晶光學補償膜102直接接觸。也就是說，在本實施方式中，導電層104與液晶光學補償膜102之間未設置有其他膜層。
導電層104的材質可包括（但不限於）：金屬材料、金屬氧化物導電材料、碳質材料、奈米材料或有機導電材料。金屬材料可包括（但不限於）：鋁、銅、鉬、銀、金、鉑、鉻、鈀、銠或其合金。當導電層104的材質為金屬材料時，導電層104可為前述所列金屬材料製作的金屬網格（Metal Mesh）。金屬氧化物導電材料可包括（但不限於）：氧化鉻（CdO）、氧化錫（Tin Oxide，TO）、氫氧化鎂（Mg(OH)2 ）、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide，ITO）、氧化銦鎵鋅（Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZO）、氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2 ）、氧化銦（In2 O3 ）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁鋅（Aluminum -Zinc Oxide，AZO）、氧化鎵鋅（Gallium-Zinc Oxide，GZO）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁錫（Aluminum -Tin Oxide，ATO）、氧化鎘（CdO）、氧化銦鎘（CdIn2 O4 ）、氧化錫鎘（Cd2 SnO4 ）、氧化錫鋅（Zn2 SnO4 ）和氧化銦摻雜（doped）氧化鋅（In2 O3 -ZnO）、摻雜銻的氧化錫（Sb2 O3 :SnO2 ）或摻雜氟的氧化錫（F2 :SnO2 ，FTO）。碳質材料可包括（但不限於）：碳黑、石墨、乙炔黑、石墨烯（graphene）、碳奈米管、巴克球（buckyball）等。奈米材料可包括（但不限於）：奈米銀粒子、奈米銀線、奈米銀油墨、奈米銀鹽、奈米銅粒子、奈米氧化銦錫粒子等等。有機導電材料可包括（但不限於）：聚噻吩（poly-thiophene）、聚苯胺（Poly-aniline，PANi）、聚吡咯（Poly-Pyrrole）、聚對亞苯（Poly-Para Phenylene）、聚對苯乙烯（Poly-Phenylene-Vinylene）、聚乙炔（Polyacetylene）或其衍生物。另外，在本實施方式中，導電層104的厚度例如是介於1 nm至20 µm之間。
值得一提的是，光學膜100能夠應用於透過整合觸控面板和顯示面板來實施的觸控顯示器，其中顯示面板例如是液晶顯示（liquid crystal display，LCD）面板或有機發光二極體（organic light-emitting diode，OLED）面板。詳細而言，當光學膜100應用於觸控顯示器時，導電層104可作為觸控電極，而液晶光學補償膜102可作為承載導電層104的基材。也就是說，在本實施方式中，導電層104可為經圖案化的導電層，而液晶光學補償膜102除了能提供光學補償的功能，還能作用為導電層104的基材。
值得說明的是，光學膜100透過包括依序堆疊的液晶光學補償膜102以及導電層104，使得與習知的觸控顯示器相比，應用了光學膜100的觸控顯示器具有較薄的厚度。這是因為與習知的觸控顯示器相比，應用了光學膜100的觸控顯示器省去位在一側上的用以承載觸控電極的基材以及用以黏接該基材與觸控電極的黏著層並以一層液晶光學補償膜102取代，而配置在液晶光學補償膜102上的導電層104即作為觸控電極。
另外，如前所述，配置在液晶光學補償膜102上的導電層104可為經圖案化的導電層，因此以下藉由實驗來驗證液晶光學補償膜102在經歷圖案化製程後不會損壞且光學特性不會改變，使得光學膜100能具有良好的結構穩定性，因而當應用於觸控顯示器時，能夠確保產品的品質。實驗 1
將包括依序堆疊的液晶相位延遲膜、UV膠及液晶相位延遲膜的液晶型廣波域相位延遲膜（鼎茂光電股份有限公司製造，厚度為10 µm，下文中簡稱為：液晶型廣波域相位延遲膜）設置於聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）基材上後，在50°C下將前述疊層浸置於鋁酸中並靜置15分鐘。接著，將前述鋁酸以及未浸泡過前述疊層的鋁酸分別以高效液相層析法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）進行分析。將實驗1所獲得的層析結果示於圖2中。
由圖2可知，浸泡過液晶型廣波域相位延遲膜的鋁酸的層析結果中沒有出現任何汙染訊號，此表示本發明的光學膜中的液晶光學補償膜即使經歷圖案化製程也不會損壞。實驗 2
將液晶型廣波域相位延遲膜設置於PET基材上後，在60°C下將前述疊層浸置於光阻脫除劑（5% KOH 水溶液）中並靜置15分鐘。接著，將前述光阻脫除劑以及未浸泡過前述疊層的光阻脫除劑分別以氣相層析質譜法（Gas Chromatograph Mass Spectrometry，GCMS）進行分析。將實驗2所獲得的分析結果示於圖3A及圖3B中，其中未浸泡過液晶型廣波域相位延遲膜的光阻脫除劑的分析結果示於圖3A中、浸泡過液晶型廣波域相位延遲膜的光阻脫除劑的分析結果示於圖3B中。
由圖3A及圖3B可知，浸泡過液晶型廣波域相位延遲膜的光阻脫除劑的質譜圖中沒有出現任何汙染訊號，此表示本發明的光學膜中的液晶光學補償膜即使經歷圖案化製程也不會損壞。實驗 3
使用位相差量測儀（由Axometrics公司製造，型號：Axoscan）分別對在50°C下於鋁酸中浸泡15分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、在55°C下於顯影劑（1% K2 CO3 水溶液）中浸泡2分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、以及未經浸泡處理的液晶型廣波域相位延遲膜進行延遲值(nm)的量測，其中量測條件為：將波長400奈米至780奈米的光沿著液晶型廣波域相位延遲膜之法線方向入射。將實驗3所獲得的量測結果示於圖4中。
由圖4可知，與未經浸泡處理的液晶型廣波域相位延遲膜相比，浸泡於鋁酸及顯影劑中的液晶型廣波域相位延遲膜的延遲值沒有明顯偏移，此表示即使經歷圖案化製程，本發明的光學膜中的液晶光學補償膜的光學特性也不會改變。實驗 4
使用位相差量測儀（由Axometrics公司製造，型號：Axoscan）分別對在85°C下加熱60分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、在150°C下加熱60分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、以及未經加熱處理的液晶型廣波域相位延遲膜進行延遲值(nm)的量測，其中量測條件為：將波長400奈米至780奈米的光沿著液晶型廣波域相位延遲膜之法線方向入射。將實驗4所獲得的量測結果示於圖5中。
由圖5可知，與未經加熱處理的液晶型廣波域相位延遲膜相比，於85°C及150°C下進行加熱處理的液晶型廣波域相位延遲膜的延遲值沒有明顯偏移，此表示即使經歷圖案化製程，本發明的光學膜中的液晶光學補償膜的光學特性也不會改變。實驗 5
使用UV/Vis光譜儀（Hitachi製造，型號：U4100）分別對在50°C下於鋁酸中浸泡15分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、在55°C下於顯影劑（1% K2 CO3 水溶液）中浸泡2分鐘的液晶型廣波域相位延遲膜、以及未經任何處理的液晶型廣波域相位延遲膜進行穿透率(%)的量測，其中量測條件為：將波長380奈米至780奈米的光沿著液晶型廣波域相位延遲膜之法線方向入射。將實驗5所獲得的量測結果示於圖6中。
由圖6可知，與未經任何處理的液晶型廣波域相位延遲膜相比，不論是浸泡於鋁酸還是顯影劑中的液晶型廣波域相位延遲膜，其穿透率皆沒有變化，此表示即使經歷圖案化製程，本發明的光學膜中的液晶光學補償膜的光學特性也不會改變。實驗 6
使用UV/Vis光譜儀（Hitachi製造，型號：U4100）分別對在85°C下加熱1小時的液晶型廣波域相位延遲膜、在150°C下加熱1小時的液晶型廣波域相位延遲膜、以及未經任何處理的液晶型廣波域相位延遲膜進行穿透率(%)的量測，其中量測條件為：將波長380奈米至780奈米的光沿著液晶型廣波域相位延遲膜之法線方向入射。將實驗6所獲得的量測結果示於圖7中。
由圖7可知，與未經任何處理的液晶型廣波域相位延遲膜相比，不論是於85°C還是150°C下進行加熱處理的液晶型廣波域相位延遲膜，其穿透率皆沒有明顯變化，此表示即使經歷圖案化製程，本發明的光學膜中的液晶光學補償膜的光學特性也不會改變。
綜上所述，本發明的具有導電功能的光學膜透過包括液晶光學補償膜以及配置於液晶光學補償膜上的導電層，使得與習知的觸控顯示器相比，應用了本發明的具有導電功能的光學膜的觸控顯示器可省去位在一側上的用以承載觸控電極的基材以及用以黏接該基材與觸控電極的黏著層，因而達成降低整體厚度的優勢。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧光學膜
102‧‧‧液晶光學補償膜
104‧‧‧導電層
圖1是依照本發明的一實施方式的具有導電功能的光學膜的剖面示意圖。 圖2繪示實驗1所獲得的層析結果的曲線圖。 圖3A及圖3B繪示實驗2所獲得的質譜圖。 圖4繪示實驗3所獲得的波長及延遲值的關係曲線圖。 圖5繪示實驗4所獲得的波長及延遲值的關係曲線圖。 圖6繪示實驗5所獲得的波長及穿透率的關係曲線圖。 圖7繪示實驗6所獲得的波長及穿透率的關係曲線圖。

Claims (11)

  1. 一種具有導電功能的光學膜，包括： 液晶光學補償膜；以及 導電層，配置於所述液晶光學補償膜上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述液晶光學補償膜為單體型液晶光學補償膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述液晶光學補償膜包括液晶型廣波域相位延遲膜、液晶型正C板延遲膜、液晶型負C板延遲膜、液晶型A板延遲膜、液晶型O板延遲膜或液晶型雙軸延遲膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述液晶光學補償膜的厚度介於1 µm至30 µm之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述導電層的材質包括金屬材料、金屬氧化物導電材料、碳質材料、奈米材料或有機導電材料。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述金屬材料包括鋁、銅、鉬、銀、金、鉑、鉻、鈀、銠或其合金。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述金屬氧化物導電材料包括氧化鉻（CdO）、氧化錫（Tin Oxide，TO）、氫氧化鎂（Mg(OH)2 ）、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide，ITO）、氧化銦鎵鋅（Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZO）、氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2 ）、氧化銦（In2 O3 ）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁鋅（Aluminum -Zinc Oxide，AZO）、氧化鎵鋅（Gallium-Zinc Oxide，GZO）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide，IZO）、氧化鋁錫（Aluminum -Tin Oxide，ATO）、氧化鎘（CdO）、氧化銦鎘（CdIn2 O4 ）、氧化錫鎘（Cd2 SnO4 ）、氧化錫鋅（Zn2 SnO4 ）、氧化銦摻雜（doped）氧化鋅（In2 O3 -ZnO）、摻雜銻的氧化錫（Sb2 O3 :SnO2 ）或摻雜氟的氧化錫（F2 :SnO2 ，FTO）。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述碳質材料包括碳黑、石墨、乙炔黑、石墨烯（graphene）、碳奈米管、或巴克球（buckyball）。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述奈米材料包括奈米銀粒子、奈米銀線、奈米銀油墨、奈米銀鹽、奈米銅粒子、或奈米氧化銦錫粒子。
  10. 如申請專利範圍第5項所述的具有導電功能的光學膜，其中所述有機導電材料包括聚噻吩（poly-thiophene）、聚苯胺（Poly-aniline，PANi）、聚吡咯（Poly-Pyrrole）、聚對亞苯（Poly-Para Phenylene）、聚對苯乙烯（Poly-Phenylene-Vinylene）、聚乙炔（Polyacetylene）或其衍生物。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的具有導電功能的光學膜，其中該導電層與該液晶光學補償膜接觸。
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