半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構的製作方法

2023-05-01 11:59:51

專利名稱：半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，尤指一種 可用於手機、PDA、筆記本計算機、隔熱紙及消費性電子產品的屏幕等的半反射半穿透可撓 性基材非導電性多層膜結構。
背景技術：
臺灣發明專利130672揭示了一種透明導電平板，尤其是指一種具有低電阻及高 穿透率的透明導電平板，包括一位於一透明平的玻璃或塑料基板上的透明電絕緣膜，該電 絕緣膜為單一或複數透明的電絕緣層所構成，其中至少有一層電絕緣層其可見光平均光學 折射率低於1. 4或大於1. 8 ；及一位於該電絕緣膜上的導電膜，該導電膜為複數導電層所構 成，其中所述導電層可以是金屬性或非金屬性物質，但其中至少一層導電層為金屬性物質， 並且其餘非金屬性物質為透明的；其中該電絕緣膜及導電膜所包含的電絕緣層及導電層的 厚度、順序及可見光平均光學折射率被安排成在光學幹涉原理下，使得該電絕緣膜及導電 膜所形成的複合膜具有80% -95%的可見光平均穿透率。臺灣發明專利226858揭示了一種薄板型導電膜結構，包括一非導電透明玻璃或 塑料基板；一位於該基板的一表面上的導電膜，該導電膜為複數導電層所構成，其中所述導 電層可以是金屬性或非金屬性物質，但其中位於該基板的該表面的第一層導電層為該金屬 性物質；其中該導電膜所包含的各導電層的厚度、順序及可見光平均光學折射率被安排成 在光學幹涉原理下，使得該電導電膜具有60% -95%的可見光平均穿透率。以上兩件專利所揭示的結構均包含了導電膜，而其目的是提供一種用於平板顯示 器，如液晶顯示器0XD)，電致發光顯示器(LED，TFEL，0LED等)，電漿顯示器(PDP)等的透 明導電基板，來取代一般使用的IT0玻璃基板。臺灣發明專利238768揭示了一種塑料基材不導電金屬化的製造方法及其結構， 主要是在塑料基材表面進行多層的金屬蒸鍍處理所達成，其中該金屬蒸鍍是利用金屬材料 的物性，使金屬蒸鍍於塑料基材後能維持不導電的狀況；由此，透過該發明技術所製造的塑 料基材表面可具有顯著的金屬光澤，但對於電磁波卻可保有不具遮蔽性的可通過特性；因 此，在通訊器材的應用上，例如在攜帶電話的外殼組件應用時，可達到不會對電磁波傳輸 與接收造成吸收或反射等幹擾，進而能夠維持高通訊品質的特性。此發明所使用的方法簡 稱為「非導電真空金屬化」(NON-Conductive Vacuum Metallization，英文縮寫為NCVM)。臺灣新型專利345705揭示了一種非導電性基材上高表面電阻高光澤金屬結構， 包含一非導電性基材；位於其一表面上的一接口層；及配置於該接口層上的至少一光澤 層。該光澤層上可進一步配置一功能層，該功能層包含一顏色層，及一配置於該顏色層上的 保護層。此前案的主要目的在於提供一種非導電性基材上高電阻高光澤金屬結構，其是利 用真空濺鍍(Sputtering)控制不同金屬膜厚與結構，除使得至少一光澤層產生具有高表 面電阻及光澤提升外，亦可與其它金屬配置組合。至目前為止，仍沒有先前技藝揭示一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜
5結構，其具有40% -59%的可見光平均穿透率及40% -59%的可見光平均反射率。 發明內容本實用新型的一主要目的在於提供一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層 膜結構，其具有30% -70%，較佳的40% -59%的可見光平均穿透率及30% -70%，較佳的 40% -59%的可見光平均反射率。本實用新型使用NCVM方式形成高表面電阻的金屬鍍膜及/或使用以溶膠凝膠法 獲得高低折射率材料堆棧的膜，利用光學幹涉原理達成一半反射與半穿透的效果，也可再 利用最後一層的有機高分子層進行整體穿透率與反射率的調變達到穿透率(30-70% )與 反射率(30-70% )同時並存的效果。本實用新型所提供的一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構包含一非導電透明塑料基材；一位於該基材的一表面上的非導電膜，該非導電膜為多數非導電層所構成，其中 每一層非導電層具有大於101(IQ/ □的表面電阻的金屬性物質或非金屬性物質；及一位於該非導電膜上的有機高分子層；其中該非導電膜所包含的各非導電層的厚度、順序及可見光平均光學折射率被 安排成在光學幹涉原理下，使得該半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構具有 30 %-70%,較佳的40 %-59%,更佳的45 % -50 %的可見光平均穿透率及30 %~70%,較佳 的40% -59%，更佳的45% -50%的可見光平均反射率。較佳的，位於該基材的該表面的第一層為金屬性物質，該金屬性物質為錫(Sn)、鈦 (Ti)、鉻(Cr)、銦(In)、銀除慰(鎳)、銅(Cu)，或它們的合金。於本實用新型的一較佳 具體實施例中該金屬性物質為銀。較佳的，位於該基材的該表面的第一層為非金屬性物質，該非金屬性物質為二氧 化鈦(Ti02)、五氧化二鉭(Ta205)、二氧化鎢(W02)、三氧化鎢_，或硫化鋅(ZnS)。更佳 的，該非金屬性物質為二氧化鈦。較佳的，該非導電膜位於該基材的該表面的第一層的厚度為1-lOOnm，該非導電膜 所包含的其它各非導電層的厚度為l-350nm，及該有機高分子層的厚度為1-100 y m。較佳的，其中該非導電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質 層上的第一層低折射率層及位於該第一層低折射率層上的第一層高折射率層，其中該第一 層低折射率層是選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂(MgF2)所組成的組中的至少一種，及 該第一層高折射率層是選自二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成 的組中的至少一種。較佳的，該非導電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上 的第一層高折射率層及位於該第一層高折射率層上的第一層低折射率層，其中該第一層低 折射率層是選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的至少一種，及該第一層高 折射率層是選自二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成的組中的至 少一種。較佳的，該非導電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上 的第一層低折射率層，位於該第一層低折射率層上的第二層金屬性物質層，位於該第二層
6金屬性物質層上的第二層低折射率層，重複金屬性物質層及低折射率層直到第n層低折射 率層，位於該第n層低折射率層上的第n+1層金屬性物質層，位於該n+1層金屬性物質層上 的第一層高折射率層，及位於該第一層高折射率層上的第n+1層低折射率層，其中n為3至 10的整數，其中該第一層低折射率層至第n+1層是低折射率層獨立的選自二氧化矽、三氧 化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的至少一種，及該第一層高折射率層是選自二氧化鈦、五氧 化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成的組中的至少一種。較佳的，該非導電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上 的第一層低折射率層，位於該第一層低折射率層上的第二層金屬性物質層，位於該第二層 金屬性物質層上的第二層低折射率層，重複金屬性物質層及低折射率層直到第n層低折射 率層，位於該第n層低折射率層上的第n+1層金屬性物質層，位於該n+1層金屬性物質層上 的第n+1層低折射率層，及位於該第n+1層低折射率層上的第一層高折射率層，其中n為3 至10的整數，其中的低折射率層獨立的選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組 中的至少一種，及第一層高折射率層是選自二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及 硫化鋅所組成的組中的至少一種。較佳的，其中該有機高分子層為聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯共聚 物、液晶高分子、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、或聚苯乙烯。較佳的，該有機高分子層為透明的。較佳的，該有機高分子層被添加有具光反射性物質。較佳的，該有機高分子層為液晶高分子。較佳的，該非導電透明塑料基材為聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙 烯酸甲酯、聚丙烯、或聚乙烯。更佳的，該非導電透明塑料基材為聚對苯二甲酸乙二酯。較佳的，該非導電膜由作為該第一層金屬性物質層的銀，作為該第一層低折射率 層的二氧化矽及作為該第一層高折射率層的二氧化鈦所組成。較佳的，該非導電膜由作為該第一層金屬性物質層至第n+1層金屬性物質層的 銀，作為該第一層低折射率層至第n+1層低折射率層的二氧化矽及作為該第一層高折射率 層的二氧化鈦所組成，其中n = 3。較佳的，該非導電膜包含該第一層非金屬性物質層，及位於該第一層非金屬性物 質層上的第一層低折射率層，其中該第一層低折射率層是選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟 化鎂所組成的組中的至少一種。更佳的，該非導電膜由作為該第一層非金屬性物質層的二 氧化鈦，及作為第一層低折射率層的二氧化矽所組成。

圖1.顯示本實用新型的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構的第一較 佳具體實施例的剖面示意圖。圖2.顯示本實用新型的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構的第二較 佳具體實施例的剖面示意圖。附圖標記10,20.透明塑料基材11、21.反射層12、22.低折射率層13、23.高折射率層[0035]14、24.有機高分子層具體實施方式
本實用新型為達成上述實用新型目的，所採用的方式與技術，舉幾個較佳具體實 施例並配合圖式詳細說明如後。本實用新型利用多層薄膜折射率的差異形成幹涉，由設計 薄膜的厚度達到建設性或破壞性幹涉的效果，進一步達到調整穿透率與反射率，以單層膜 為例，當基材的折射率大於薄膜的折射率時，設計薄膜光學厚度為四分之一波長時可提升 其穿透率達到抗反射的效果，而進一步搭配高低折射率的堆棧可設計特定波長與範圍的穿 透率與反射率效果，再搭配非導電真空鍍膜或以金屬微粉/有機高分子聚合物的塗布手法 製作的反射效果以改變反射率與穿透率，達到可調整軟性多層膜的穿透率30-70%與反射 率30-70%並存的效果，其中45-50%的穿透與反射效果為應用於半反射與半穿透設計的 最佳範圍。本實用新型的第一較佳具體實施例被示於圖1，其中一半反射半穿透可撓性基材 非導電性多層膜結構包括一透明塑料基材10，及依序形成於該基材上的一反射層11、一 低折射率層12、一高折射率層13(依光學設計需求高、低折射率層可以互換)及一有機高分 子層14。該透明塑料基材10泛指聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯樹脂(PC)、聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等。透明塑料基材10的厚度並無特別限制， 以23-250 iim較為常用。該反射層11可為金屬鍍膜，如錫(Sn)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、銦(In)、銀(Ag)、Ni (鎳)、 Cu (銅)等，或多層金屬如Al-Si、Al-Sn-Cr-In等。該低折射率層12可為氧化物例如二氧化矽(Si02)、三氧化二鋁(A1203)，或氟化物 如氟化鎂(MgF2)的薄膜。該高折射率層13可為氧化物例如二氧化鈦(Ti02)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鎢 (W02、W03)，或硫化物例如硫化鋅(ZnS)的薄膜。該有機高分子層14在本實施例中可選用PET作為基材，其可為以純物質獨自成 膜，或適量添加具光反射性物質於高分子層中，使其具有光穿透及光反射的功能。有機高 分子層的材料如聚甲基丙烯酸甲酯[Poly (methylmethacrylate)，PMMA]、丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer,ABS)、液晶高分子、聚 胺酯(PU)、聚乙烯、聚氯乙烯、PPbolypropylene)聚丙烯、聚苯乙烯等等。有機高分子層的 使用可和該金屬鍍膜的反射層或介電質材料的高、低折射率層相互調整以達半反射半穿透 (45-50%的穿透與反射)同時並存的效果。本實用新型的第二較佳具體實施例被示於圖2，其中一半反射半穿透可撓性基材 非導電性多層膜結構包括一透明塑料基材20，及依序重複形成於該基材上的反射層21、 低折射率層22、高折射率層23及最後的有機高分子層24。該金屬鍍膜的反射層和介電質 材料的高、低折射率層利用光學幹涉原理以達半反射半穿透(45-50%的穿透與反射)同時 並存的效果。本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構的各層所使用的材 料選自與前述第一較佳具體實施例所使用的相同材料。實施例1
8[0045]如下表所示，本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構為PET基 材，及由下而上的Ag，Si02，Ti02及有機高分子層，其中該有機高分子層為PMMA，其可見光平 均穿透率為92. 1%。 本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構在參考波長為550nm 的穿透率、反射率分別為穿透率48.4% ；反射率41.2%。此例為應用Ti02 (折射率2. 38)與Si02 (折射率1. 48)材料的高低折射率設計調 整反射率與折射率。實施例2 如下表所示，本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構為PET基 材，及由下而上的Ag，Si02, Ag，Si02, Ag，Si02, Ag，Ti02, Si02及有機高分子層，其中該有機 高分子層為PMMA，其可見光平均穿透率為92. 1 %。
本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構在參考波長為550nm 的穿透率、反射率分別為穿透率46. 5% ；反射率45. 7%。實施例3 如下表所示，本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構為PET基 材，及由下而上的Ti02，Si02及有機高分子層，其中該有機高分子層為液晶高分子(LC)，其 可見光平均穿透率為52. 5%。
本實施例的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構在參考波長為550nm 的穿透率、反射率分別為穿透率45. 2% ；反射率46. 3%。
權利要求一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其特徵是，包含一非導電透明塑料基材；一位於該基材的一表面上的非導電膜，該非導電膜為多數非導電層所構成，其中每一層非導電層具有大於1010Ω/□的表面電阻的金屬性物質或非金屬性物質；及一位於該非導電膜上的有機高分子層；該非導電膜所包含的各非導電層的厚度、順序及可見光平均光學折射率被安排成在光學幹涉原理下，使得該半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構具有30％-70％的可見光平均穿透率及30％-70％的可見光平均反射率。
2.如權利要求1所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其具有 40% -59%的可見光平均穿透率及40% -59%的可見光平均反射率。
3.如權利要求1所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其具有 45% -50%的可見光平均穿透率及45% -50%的可見光平均反射率。
4.如權利要求1所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中位於該基 材的該表面的第一層為金屬性物質，該金屬性物質為錫、鈦、鉻、銦、銀、M或銅。
5.如權利要求4所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該金屬性 物質為銀。
6.如權利要求1所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中位於該 基材的該表面的第一層為非金屬性物質，該非金屬性物質為二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化 鎢、三氧化鎢，或硫化鋅。
7.如權利要求6所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非金屬 性物質為二氧化鈦。
8.如權利要求4或6所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非 導電膜位於該基材的該表面的第一層的厚度為1-lOOnm，該非導電膜所包含的其它各非導 電層的厚度為l-350nm，及該有機高分子層的厚度為1-100 y m。
9.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導電 膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上的第一層低折射率層及位於 該第一層低折射率層上的第一層高折射率層，其中該第一層低折射率層是選自二氧化矽、 三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的一種，及該第一層高折射率層是選自二氧化鈦、五氧 化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成的組中的一種。
10.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上的第一層高折射率層及位 於該第一層高折射率層上的第一層低折射率層，其中該第一層低折射率層是選自二氧化 矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的一種，及該第一層高折射率層是選自二氧化鈦、 五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成的組中的一種。
11.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上的第一層低折射率層，位 於該第一層低折射率層上的第二層金屬性物質層，位於該第二層金屬性物質層上的第二層 低折射率層，重複金屬性物質層及低折射率層直到第n層低折射率層，位於該第n層低折射 率層上的第n+1層金屬性物質層，位於該n+1層金屬性物質層上的第一層高折射率層，及位於該第一層高折射率層上的第n+1層低折射率層，其中n為3至10的整數，其中該第一層 低折射率層至第n+1層是低折射率層獨立的選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成 的組中的一種，及該第一層高折射率層是選自二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢， 及硫化鋅所組成的組中的一種。
12.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜包含該第一層金屬性物質層，位於該第一層金屬性物質層上的第一層低折射率層，位 於該第一層低折射率層上的第二層金屬性物質層，位於該第二層金屬性物質層上的第二層 低折射率層，重複金屬性物質層及低折射率層直到第n層低折射率層，位於該第n層低折射 率層上的第n+1層金屬性物質層，位於該n+1層金屬性物質層上的第n+1層低折射率層，及 位於該第n+1層低折射率層上的第一層高折射率層，其中n為3至10的整數，其中的低折 射率層獨立的選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的一種，及第一層高折射 率層是選自二氧化鈦、五氧化二鉭、二氧化鎢、三氧化鎢，及硫化鋅所組成的組中的一種。
13.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該有機 高分子層為聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、液晶高分子、聚氨酯、聚乙 烯、聚氯乙烯、聚丙烯、或聚苯乙烯。
14.如權利要求13所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該有機 高分子層為透明的。
15.如權利要求13所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該有機 高分子層被添加有具光反射性物質。
16.如權利要求13所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該有機 高分子層為液晶高分子。
17.如權利要求1所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電透明塑料基材為聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、或聚 乙火布o
18.如權利要求17所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電透明塑料基材為聚對苯二甲酸乙二酯。
19.如權利要求9所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜由作為該第一層金屬性物質層的銀，作為該第一層低折射率層的二氧化矽及作為該第 一層高折射率層的二氧化鈦所組成。
20.如權利要求11所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜由作為該第一層金屬性物質層至第n+1層金屬性物質層的銀，作為該第一層低折射率 層至第n+1層低折射率層的二氧化矽及作為該第一層高折射率層的二氧化鈦所組成，其中 n = 3。
21.如權利要求8所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜包含該第一層非金屬性物質層，及位於該第一層非金屬性物質層上的第一層低折射率 層，其中該第一層低折射率層是選自二氧化矽、三氧化二鋁，及氟化鎂所組成的組中的一 種。
22.如權利要求21所述的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，其中該非導 電膜由作為該第一層非金屬性物質層的二氧化鈦，及作為第一層低折射率層的二氧化矽所組成。
專利摘要本實用新型是關於一種半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構，尤指一種可用於手機、PDA、筆記本計算機、隔熱紙及消費性電子產品的屏幕等的半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構。其具有一非導電透明塑料基材；一位於該基材的一表面上的非導電膜，該非導電膜為多數非導電層所構成，其中每一層非導電層具有大於1010Ω/□的表面電阻的金屬性物質或非金屬性物質；及一位於該非導電膜上的有機高分子層；其中該非導電膜所包含的各非導電層的厚度、順序及可見光平均光學折射率被安排成在光學幹涉原理下，使得該半反射半穿透可撓性基材非導電性多層膜結構具有40％-59％的可見光平均穿透率及40％-59％的可見光平均反射率。
文檔編號B32B7/02GK201604330SQ20092021752
公開日2010年10月13日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者孟秀英 申請人:科專國際有限公司