CN116941347A - 导电性压电层叠膜及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实现具有高透明性的导电性压电层叠膜。导电性压电层叠膜(10)是在折射率为1.30以上且1.50以下的压电膜(1)的至少一面上依次重叠折射率为1.45以上且小于1.60的第一涂层(2)、折射率为1.60以上且小于1.80的第二涂层(3)、以及折射率为1.80以上且2.20以下的导电层(4)而构成的。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电性压电层叠膜及制造方法。
背景技术
作为能通过直接接触于图像显示部而输入信息的设备,触摸面板被广泛使用。作为该代表性的形式,具有利用在电极与手指之间产生的电流容量的变化的电容式触摸面板。要求用作触摸面板的导电性膜是具有高透明度,而且抑制了色调的产生的膜。
作为这样的导电性膜,例如,在专利文献1和2中公开了导电性膜。就专利文献1和2中公开的导电性膜而言,作为基材膜使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜,作为导电膜将铟-锡复合氧化物(ITO)制膜,通过150℃左右的加热处理提高ITO的结晶性,由此实现具有高透明度,而且抑制了色调的产生的导电性膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-074792号公报
专利文献2:日本特开2013-25737号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来,对同时感测由手指等接触操作面的位置、手指等对操作面的按压的技术关注越发提高,提出了通过将由压电传感器构成的按压检测传感器组合来实现。然而,用于压电传感器的压电膜当与PET膜同样地进行高温下的加热处理时,会损害色调。因此存在如下问题:在触摸面板中使用具有压电膜的导电性压电层叠膜是困难的。另一方面,存在如下问题:当不进行加热处理,使用非晶性的导电膜时,导电性压电层叠膜中产生源自导电膜的黄色调。
本发明的一个方案的目的在于,在具有压电膜的导电性压电层叠膜中,实现具有高透明性和适当的色调的膜。
技术方案
为了解决上述问题,本发明的导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的,所述压电膜的折射率为1.30以上且1.50以下,所述第一涂层的折射率为1.45以上且小于1.60,所述第二涂层的折射率为1.60以上且小于1.80,所述导电层的折射率为1.80以上且2.20以下。
此外,为了解决上述问题,通过本发明的一个方案的导电性压电层叠膜的制造方法制造的所述导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的层叠膜,该制造方法包括:第一工序,形成折射率为1.30以上且1.50以下的膜,制造压电膜;第二工序,在所述压电膜的至少一面上形成折射率为1.45以上且小于1.60的第一涂层;第三工序,在所述第一涂层的表面形成折射率为1.60以上且小于1.80的第二涂层;以及第四工序,在所述第二涂层的表面形成折射率为1.80以上且2.20以下的导电层。
有益效果
本发明能在具有压电膜的导电性压电层叠膜中,实现具有高透明度和适当的色调的膜。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的导电性压电层叠膜10的剖视图。
图2是本发明的一个实施方式的导电性压电层叠膜10的变形例10'的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
〔导电性压电层叠膜的构成〕
本发明的一个实施方式的导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的。此外,压电膜的折射率为1.30以上且1.50以下,第一涂层的折射率为1.45以上且小于1.60,第二涂层的折射率为1.60以上且小于1.80,导电层的折射率为1.80以上且2.20以下。
在本实施方式中,“依次重叠”是指在包含上述的膜、层的层叠物中,该膜和层按列举的顺序配置的状态。上述的膜和层在起到本实施方式的效果的范围内,可以彼此相接地重叠,也可以隔着其他膜或层重叠。
此外,在本实施方式的导电性压电层叠膜中,除了成为上述的构成以外,还成为如下构成:第一涂层的折射率比压电膜的折射率高。
在进一步优选的一个方案中,除了成为上述构成,还成为如下构成:第二涂层的折射率比第一涂层的折射率高0.05以上。通过该构成,能更优选地改善透射率和色调。
在本实施方式中,“折射率”是指波长589nm下的折射率。
第一涂层和第二涂层的折射率依据JIS K7142来测定出。具体而言,对于试验性制作出的各涂层,使用阿贝折射率计,使波长589nm的测定光入射到各层,在25.0±1.0℃下测定3次,将测定值的平均作为折射率。
就导电层的折射率而言,通过多入射角高速光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制:M―2000)测定Psi(Ψ)和Delta(Δ),由此计算出波长589nm下的折射率。
压电膜的折射率依据ASTM D542来测定出。
在本实施方式中,导电性压电层叠膜只要在压电膜的一面依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层,另一面的构成就没有特别限定。例如,如图1所示,可以仅在压电膜1的一面重叠第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4,制成导电性压电层叠膜10。此外,如图2所示,也可以在压电膜1的两面形成第一涂层2和2',在一方的第一涂层2的面上依次重叠第二涂层3和导电层4,制成导电性压电层叠膜10'。此外,也可以是如下构成:在压电膜1的一面依次重叠第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4,在另一面也同样地依次重叠第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4。
以下,主要对图1所示的导电性压电层叠膜10作为本发明的一个实施方式进行说明。
[压电膜1]
本发明的一个实施方式的导电性压电层叠膜10所含的压电膜1是指具有压电性的膜。例如,压电膜1可以为树脂制膜。
压电膜1的折射率为1.30以上且1.50以下。优选的是,压电膜1的折射率为1.35以上且1.47以下,更优选的是,压电膜1的折射率为1.38以上且1.45以下。满足这样的条件的压电膜1通过公知的方法制造即可,其原料、制造方法没有特别限定。
例如,作为满足上述的条件的树脂制膜,可列举出氟树脂制膜。需要说明的是,在本实施方式中,在实施方式中“氟树脂制”是指,在构成压电膜1的组合物中氟树脂为主要成分。此外,“氟树脂为主要成分”是指,在该组合物中氟树脂为树脂成分中最多的成分。该组合物中的氟树脂的含量可以为51质量%以上,可以为80质量%以上,可以为100质量%。
本实施方式中的树脂可以为能用于本发明的压电膜1的任何树脂,可以为一种也可以为一种以上。例如,在能用于压电膜1的氟树脂中包括偏氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂以及它们的混合物。
在偏氟乙烯树脂的例子中包括偏氟乙烯的均聚物和偏氟乙烯的共聚物。源自偏氟乙烯的共聚物中的偏氟乙烯以外的单体的构成单元的含量可以在能现与压电膜1的用途对应的特性的范围内适当地决定。
在偏氟乙烯的共聚物中的偏氟乙烯以外的单体的例子中包括烃系单体和氟化合物。在该烃系单体的例子中包括乙烯和丙烯。该氟化合物是偏氟乙烯以外的氟化合物,是具有能聚合的结构的氟化合物。在该氟化合物的例子中包括:氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟六氟丙烯以及氟烷基乙烯基醚。
例如,偏氟乙烯共聚物可以为:使偏氟乙烯和三氟乙烯以80∶20的混合比共聚而成的偏氟乙烯共聚物(VDF/TFE)、使偏氟乙烯、三氟乙烯、以及六氟丙烯以40∶40∶20的混合比共聚而成的偏氟乙烯共聚物(VDF/TFE/HFP)。
在四氟乙烯树脂的例子中包括四氟乙烯的均聚物和四氟乙烯的共聚物。在构成该共聚物的结构单元的四氟乙烯以外的单体的例子中包括:乙烯、氟丙烯、氟烷基乙烯基醚、全氟烷基乙烯基醚以及全氟间二氧杂环戊烯。
偏氟乙烯与四三氟乙烯的共聚物也能优选用作氟树脂。
本实施方式中的压电膜1也可以在能得到本实施方式的效果的范围内包含各种添加剂。该添加剂可以为一种也可以为一种以上,在其例子中包括:增塑剂、润滑剂、交联剂、紫外线吸收剂、pH调整剂、稳定剂、抗氧化剂、表面活性剂以及颜料。
本实施方式中的压电膜1的厚度可以根据导电性压电层叠膜10的用途,从能得到本实施方式的效果的范围内适当决定。若压电膜1的厚度若过薄,则有时机械强度不充分,另一方面,若压电膜1的厚度过厚,则有时效果达到极限,或者透明性变得不充分,难以在光学用途中使用。压电膜1的厚度例如可以从10μm~200μm的范围内适当决定。
更具体而言,从机械强度的观点考虑,压电膜1的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为30μm以上。此外,从兼顾机械强度和经济性的观点考虑,压电膜1的厚度优选为200μm以下,更优选为150μm以下,进一步优选为100μm以下。具备厚度在上述的范围内的压电膜1的导电性压电层叠膜10能优选用于触摸面板。
[第一涂层2]
本实施方式中的第一涂层2是位于压电膜1与第二涂层3之间的层。
第一涂层2可以如图1所示,仅配置于压电膜1的一个表面侧,根据对压电膜1赋予优选的光学特性的观点,也可以如图2所示,配置于两面侧。从提高导电性压电层叠膜10的透明性的观点、以及防止由环境引起的压电膜1显色的观点考虑,第一涂层2优选在导电性压电层叠膜10的厚度方向上与压电膜1邻接地配置。
第一涂层2的折射率为1.45以上且小于1.60。优选的是,第一涂层2的折射率为1.47以上且1.57以下,更优选的是,第一涂层2的折射率为1.49以上且1.55以下。
就第一涂层2的材料而言,只要为满足这样的折射率的材料,从能使用的所有材料中适当选择即可。该材料可以为无机材料也可以为有机材料,可以为一种也可以为一种以上。此外,该涂层的材料也可以为硬涂层的材料。在该材料的例子中包括:三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、硅烷化合物以及金属氧化物。需要说明的是,“(甲基)丙烯酸”是丙烯酸和甲基丙烯酸的总称,是指它们中的一方或两方。特别是,从充分的透明性、材料的种类的丰富性、以及原料价格低廉的观点考虑,优选(甲基)丙烯酸酯树脂制。
第一涂层2的材料可以包含构成涂层所需的其他材料。若为(甲基)丙烯酸酯树脂制涂层的材料,则通常可以使用引发剂、低聚物、单体以及其他成分混合而成的组合物。在该情况下,第一涂层2的物性主要由低聚物和单体决定。在该低聚物的例子中包括单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯。在上述单体的例子中包括:氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯。进而,从膜之间的防粘连和粘接性的观点考虑,也可以向第一涂层2的材料中添加无机粒子和聚合物珠等。该无机粒子例如可以使用合成二氧化硅、滑石、硅藻土、碳酸钙、长石类、石英类等,特别是从塑料膜的高品质化的观点考虑,可以优选使用合成二氧化硅。合成二氧化硅例如可列举出SiO2。
第一涂层2还可以包含用于表现任意的功能的材料。例如,第一涂层2也可以包含防带电剂。在防带电剂的例子中包括:表面活性剂、五氧化锑、铟-锡复合氧化物(ITO)以及导电性高分子。
第一涂层2的厚度没有特别限定,第一涂层2的厚度可以为0.3μm以上且3.0μm以下,更优选为0.5μm以上且2.0μm以下。
如图2所示的导电性压电层叠膜10'那样,通过将第一涂层2和2'分别涂敷于压电膜1的各面,能在压电膜1的两面中防止损伤和凹凸等。因此,能进一步改善导电性压电层叠膜10'的雾度值。
第一涂层2可以为也称作所谓硬涂层的、用于防止损伤的透明的表面保护层。
进而,通过第一涂层2的折射率和厚度在上述中规定的范围内,能改善导电性压电层叠膜10的雾度值。
[第二涂层3]
本实施方式中的第二涂层3是位于第一涂层2与导电层4之间的层。
第二涂层3的折射率为1.60以上且小于1.80。优选的是,第二涂层3的折射率为1.63以上且小于1.78,更优选的是,第二涂层3的折射率为1.65以上且1.75以下。第二涂层3的折射率进一步优选为比第一涂层2高0.05以上。
就第二涂层3的材料而言,只要为满足这样的折射率的材料,从能使用的所有材料中适当选择即可。例如,可以使用通过向作为第一涂层2的材料而举例示出的材料中加入金属氧化物微粒而调整了折射率的树脂。金属氧化物微粒优选为折射率为1.50以上的折射率材料。作为该金属氧化物微粒,可列举出:氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锌以及氧化锡,其中,优选为氧化钛和氧化锆。
第二涂层3的材料与第一涂层2的材料同样,可以包含构成涂层所需的其他材料。
第二涂层3的厚度例如可以为50nm以上且500nm以下。作为一个例子,第二涂层3的膜厚可以为90nm以上且180nm以下。此外,作为另一例子,第二涂层3的膜厚可以为240nm以上且310nm以下。作为又一例子,第二涂层3的膜厚可以设为380nm以上且420nm以下。通过第二涂层3的厚度在上述范围内,能改善导电性压电层叠膜10的透射率和色调。
第二涂层3具有适当调整导电性压电层叠膜10的透射率和色调的作用。特别是通过调整第二涂层3的折射率和厚度,能制成具有适当的光学特性的导电性压电层叠膜10。
如后所述,在本实施方式的导电层4为非晶质的情况下,导电性压电层叠膜10容易产生色调。为了抑制这样的色调的产生,特别重要的是第一涂层2和第二涂层3的折射率。
[导电层4]
本实施方式中的导电层4是重叠于第二涂层3上的构成。
本实施方式中的导电层4是具有平面状的广度且具有导电性的结构,也称为电极。就导电层4而言,只要在将该平面状的分布假设为一层时,该层表现充分的透明性即可,只要为这样的结构,导电层4其本身也可以不具有透明性。例如,导电层4可以由具有高透明性的导电性的构件或组分构成,也可以为由不具有透明性的材料构成但能表现充分的透明性的极薄或极细的微细的结构。
导电层4可以形成于透明的基板上,也可以与该基板一起粘接于透明涂层。导电层4配置于压电膜1的至少单面侧即可。在将第一涂层2形成于压电膜1的两面侧的情况下,导电层4配置于至少任一侧的第二涂层3上即可。导电层4的形态并不限定,可以为纳米线,也可以为网,也可以为薄膜。该薄膜可以为单层,也可以为多层的层叠结构。
构成导电层4的材料没有限定,优选使用选自由In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W构成的组中的至少一种金属的金属氧化物。在该金属氧化物中可以根据需要还包含上述组所示的金属原子。在该金属氧化物中,优选使用ITO、锑-锡复合氧化物(ATO)等,特别优选使用ITO。在导电层4的其他代表性材料的例子中,包括:银纳米线、银网、铜网、石墨烯以及碳纳米管。
导电层4的厚度没有限制,从制成具有使其表面电阻值为1×103Ω/sq以下的良好的导电性的连续覆膜的观点考虑,优选为10nm以上。若该厚度变得过厚,则有时引起透明性的降低等,若该厚度过薄,则有时电阻变高,此外有时在膜结构中形成不连续的部分。从进一步提高导电性的观点考虑,该厚度优选为15nm以上,更优选为20nm以上。从进一步提高导电层4的透明性的观点考虑,导电层4的厚度优选小于55nm,更优选小于45nm。导电层4的厚度可以通过根据观察这样的层叠物的剖面求出的公知的方法来求出。
导电层4中的非晶性可以利用X射线衍射法来求出。此外,该非晶性可以通过是否实施如形成导电层4后的退火这样的、导电层4的制作中促进结晶化的工序以及实施的程度来调整。
就本实施方式中的导电性压电层叠膜10而言,为了避免压电膜1的变色,需要避免在其加工中在高温下的加热。因此,导电层4的材料有时为非晶质。在此,非晶质是指不具有晶体结构、原子不规则地排列的物质的状态。导电层4由非晶质的材料构成例如可以通过如上述所示,利用X射线衍射法未检测到导电层4的材料的晶体峰来确认。
本实施方式的导电层4的折射率为1.80以上且2.20以下。优选的是,导电层4的折射率为1.83以上且2.00以下,更优选的是,导电层4的折射率为1.85以上且1.95以下。通过导电层4的折射率在上述范围内,能抑制干涉条纹等问题产生、视觉确认性降低。
在本实施方式的导电性压电层叠膜10的一个方案中,导电层4由铟-锡复合氧化物构成。在又一方案中,导电层4成为如下状态:由铟-锡复合氧化物构成,并且成为未检测到X射线衍射中的铟-锡复合氧化物。根据该构成,可以制成非晶质而且折射率在优选的范围内的导电层4。
[其他层构成]
虽未图示,但本发明的导电性压电层叠膜10只要依次重叠有压电膜1、第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4即可,也可以适当追加其他层构成来制成本发明的导电性压电层叠膜。其他层构成可以为一种也可以为一种以上。
例如,也可以包括新的与第一涂层2和第二涂层3不同的一层或多层的涂层。
在导电性压电层叠膜10具有与第一涂层2和第二涂层3不同的涂层的情况下,涂层的总厚度为0.3μm~4.5μm。在本实施方式中,涂层的“总厚度”是指导电性压电层叠膜10所具有的各涂层的厚度的总和。仅在压电膜1的一个主面侧具有涂层的情况下,总厚度为该一个主面侧的涂层的厚度。在压电膜1的一个主面和另一个主面这两侧具有涂层的情况下,总厚度为一个主面侧的涂层的厚度与另一个主面侧的涂层的厚度之和。
导电性压电层叠膜10也可以与现有的电极层组合使用。现有的电极层例如具有用于检测位置的传感器的作用。现有的电极层例如可以是将导电层层叠于膜而成的电极层,所述膜包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)、以及聚碳酸酯(PC)等中的任意种或多种作为材料。需要说明的是,现有的电极层所含的导电层也可以包含与上述的本发明的导电层4相同的材料。
此外,也包括粘合剂层、以及与该粘合剂层抵接且能剥离的脱模层作为其他层构成。
粘合剂层是具有能将导电性压电层叠膜10或构成后述的触摸面板的任意层与其他层粘接的粘合性的、透明的层。粘合剂层只要为具有透明性的粘合剂即可。这样的粘合剂可以含有表现透明性和粘合性的基本聚合物。基本聚合物的例子包括:丙烯酸系聚合物、硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醚、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧系聚合物、氟系聚合物、以及橡胶系聚合物。在橡胶系聚合物的例子中,包括天然橡胶和合成橡胶。基本聚合物可以从上述的例子中适当选择而使用。在粘合剂中,特别是,从光学的透明性优异;示出适当的润湿性、凝集性以及粘接性等粘合特性;耐候性和耐热性也优异的观点考虑,优选使用丙烯酸系粘合剂。
进而,也可以追加包括提高导电性压电层叠膜10的光学特性的层作为其他层构成。例如可以包括防眩光(Anti-Glare)层、抗反射、(Anti-Reflection)层。
防眩光层是包含微粒的层,具有防止映入的作用。例如,可以通过向成为涂层的材料的树脂中加入微粒来形成。抗反射层是通过调整折射率来提高光学特性的层。抗反射层可以使用成为涂层的材料的树脂来形成。
此外,也可以追加包括具有保护功能的层。例如,也可以包括公知的防污(耐指纹)层和保护膜层等。
需要说明的是,构成导电性压电层叠膜10的各层等的厚度可以通过如下方法测定:将导电性压电层叠膜10包埋于环氧树脂,以导电性压电层叠膜10的剖面露出的方式剖切环氧树脂块,用扫描型电子显微镜观察该剖面。该层的厚度只要为该层的厚度的代表值即可,可以为任意的多个测定值的平均值,可以为该测定值的最大值,可以为该测定值的最小值。〔导电性压电层叠膜10的作用效果〕
本发明的实施方式中的导电性压电层叠膜10如上所述,是在压电膜1的至少一面上依次重叠第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4而构成的,压电膜1的折射率为1.30以上且1.50以下,第一涂层2的折射率为1.45以上且小于1.60,第二涂层3的折射率为1.60以上且小于1.80,导电层4的折射率为1.80以上且2.20以下。通过具有该构成,导电性压电层叠膜10具有由压电膜1带来的充分的压电性,此外还具有高透明性和适当的色调。此外,在一个方案中,导电性压电层叠膜10成为如下构成:在图1中,越上侧所示的层折射率越低,越下侧所示的层折射率越高。通过具有这样的构成,上述的效果变得更优异。
该导电性压电层叠膜10如上所述表现高透明性,能优选用作触摸面板等设备的按压检测传感器。通过使用该导电性压电层叠膜10,能使触摸面板等设备的层构成比以往更简化,或者能减薄整体的层的厚度,此外,能提高触摸面板等设备中的导电性压电层叠膜10的配置数量和配置部位的自由度。
〔导电性压电层叠膜10的物性〕
从实现充分的透光性的观点考虑,本实施方式的导电性压电层叠膜10优选充分透明。需要说明的是,在本实施方式中,“透明”是指,也可以根据导电性压电层叠膜10的用途来适当决定,是指透射期望的比例以上的可见光线、抑制色调、而且浊度充分低的光学特性。
导电性压电层叠膜10的可见光线透射率可以根据该导电性压电层叠膜10的用途来适当决定。需要说明的是,作为可见光线透射率的一个例子,可以测定波长550nm的光线的透射率。波长550nm是被称作明视最大可见度的波长,因此通常用作计测可见光线的透射率时的参考值。550nm透射率例如可以使用雾度计(“NDH7700SPII”,日本电色工业株式会社制),基于JIS K7361-1所记载的方法来测定。
在本实施方式中,导电性压电层叠膜10的波长550nm下的透射率(以下称为“550nm透射率”)优选为83%以上,若为85%以上则更优选。若导电性压电层叠膜10的550nm透射率在该范围内,则作为用于触摸面板等设备的膜为充分高的透射率。
色调的抑制的程度可以根据该导电性压电层叠膜10的用途来适当决定。色调可以由L*a*b*表色系中的L*值、a*值、以及b*值来评价。L*a*b*表色系中各自的值例如可以使用分光色彩计,通过JIS Z8722所记载的公知的方法来测定。
本实施方式的导电性压电层叠膜10从实现稳定的透光性的观点考虑,优选不产生色调。特别是,优选适当抑制源自导电层4的黄色调,因此也可以用黄色的色度b*值的值来评价。需要说明的是,明度L*值以及红色和绿色的色度a*值只要是在将导电性压电层叠膜10用作触摸面板的情况下不成为问题的程度,就没有特别限定。
本实施方式的导电性压电层叠膜10可以为b*≤4,更优选为b*≤3。该范围内的导电性压电层叠膜10抑制黄色调,具有高透明性,因此能优选用于触摸面板。需要说明的是,b*值优选为-4以上。进而,也可以是,导电性压电层叠膜10的L*值为85以上,a*值为3以下。若为L*值、a*值、以及b*值各自在该范围内的导电性压电层叠膜10,则作为用于触摸面板等设备的膜,充分抑制色调,具有高透明性。
关于浊度的程度,可以根据该导电性压电层叠膜10的用途来适当确定。浊度可以通过雾度值来评价。雾度值例如可以使用雾度计,基于JIS K7136所记载的方法来测定。
本实施方式的导电性压电层叠膜10的雾度值优选为2%以下,更优选为1.5%以下,进一步优选为1.0%以下。雾度值在该范围内的导电性压电层叠膜10充分抑制浊度,能在触摸面板等设备的用途中优选使用。
就本实施方式的导电性压电层叠膜10而言,在触摸面板等设备的用途中,表面电阻值和压电常数d33只要为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题的范围就没有特别限定。
导电性压电层叠膜10的表面电阻值例如可以使用电阻率计,基于JIS K 7194所记载的公知的方法来测定。该表面电阻值例如优选为1×103Ω/sq以下,更优选为400Ω/sq以下,更优选为300Ω/sq以下,进一步优选为200Ω/sq以下。为了在触摸面板等设备的用途中得到更良好的导电性,该表面电阻值优选为更低的一方,作为其下限,例如可列举出10Ω/sq以上、20Ω/sq以上。
导电性压电层叠膜10的压电常数d33例如使用压电常数测定装置来测量即可。例如,以0.2N夹持样品,读取施加了0.15N、110Hz的力时的产生电荷,测定其绝对值即可。该压电常数d33值例如优选为6pC/N以上,更优选为10pC/N以上,进一步优选为12pC/N以上。该压电特性的上限没有限定,但若为上述的情况,则从关于压电膜1的压电性能充分得到期望的效果的观点考虑,以压电常数d33计为45pC/N以下即可,更优选为35pC/N以下,进一步优选为30pC/N以下。
〔设备〕
本发明的一个实施方式的设备具有上述的本实施方式的导电性压电层叠膜10。该设备只要具备本实施方式中的导电性压电层叠膜10,就可以为任何设备。例如,导电性压电层叠膜10的位置和数量可以根据设备的用途或期望的功能来适当确定。导电性压电层叠膜10例如可以作为触摸面板等的按压检测传感器而用于设备。
在用作触摸面板的按压检测传感器的情况下,也可以具有如下构成:在GFF型或GF2型等以往的触摸面板中的层叠结构中适当追加本实施方式中的导电性压电层叠膜10。在该情况下,在本实施方式的导电性压电层叠膜10中,用于检测压力的电极层和用于检测位置的位置传感器可以直接层叠,也可以隔着粘合剂层粘接。具有这样的构成的触摸面板除了表现以往的触摸面板的功能以外,还能表现起因于导电性压电层叠膜10的功能,例如能构成在透明的层叠结构中包括位置传感器和压力传感器双方的触摸面板。
需要说明的是,在用作触摸面板的情况下,在其制造中,粘合剂层不仅可以形成于涂层上,还可以形成于隔着粘合剂层与涂层粘接的其他层上。在该情况下,粘合剂层可以位于涂层侧,也可以不位于涂层侧。
在导电性压电层叠膜10包含于设备中的情况下,导电性压电层叠膜10具备作为电极的作用,因此能削减以往的设备的按压传感器的层结构中包含的、例如由PET/ITO构成的电极层。因此,能使按压检测传感器的层结构比以往简化。
〔导电性压电层叠膜10的制造方法〕
以下,对本实施方式的导电性压电层叠膜10的制造方法进行说明。本实施方式的制造方法是在压电膜1的至少一面上依次重叠第一涂层2、第二涂层3、以及导电层4而构成的层叠膜的制造方法,包括:第一工序,形成折射率为1.30以上且1.50以下的膜,制造压电膜1;第二工序,在压电膜1的至少一面上形成折射率为1.45以上且小于1.60的第一涂层2;第三工序,在第一涂层2的表面形成折射率为.60以上且小于1.80的第二涂层3;以及第四工序,在第二涂层3的表面形成折射率为1.80以上且2.20以下的导电层4。
第一工序只要为制作压电膜1的工序即可,可以根据制作的压电膜1的种类来适当变更或追加工序。例如,可以通过连续进行如下工序来制作压电膜1,所述工序为:通过浇铸法、热压法、以及熔融挤出法等以往公知的方法制作树脂膜的工序;将树脂膜拉伸的工序;以及对非极化的树脂膜进行极化处理的工序。
在第二工序中,只要在第一工序中制作出的压电膜1的至少一面涂布第一涂层2的材料即可。涂布的方法可以为以往公知的方法,没有特别限制,从生产性和制造成本的方面考虑,特别优选湿涂法。湿涂法可以为公知的方法,例如作为代表性的方法,可列举出:辊涂法、旋涂法、浸渍涂布法、凹版涂布法等。其中,从生产性的方面考虑,更优选辊涂法、凹版涂布法等能连续地形成层的方法。
在第一涂层2的材料的涂布中,例如使用刮棒涂布机和凹版涂布机等即可。材料的涂布后也可以在50℃~180℃的条件下使其干燥0.5分钟~60分钟。进而,也可以通过UV照射使干燥的第一涂层2的涂膜固化。利用UV照射的固化例如使用UV照射装置,以50J/cm2~1200mJ/cm2的累计光量照射UV即可。在第二工序中使用的装置、材料的浓度以及温度等条件可以参照第一涂层2的材料和膜厚等来适当变更。
在第三工序中,只要通过公知的方法在第二工序中制作出的第一涂层2上涂布第二涂层3的材料即可。例如,可以与第一涂层2同样地使用湿涂法来涂布。此外,也可以通过干涂法与导电层4一并涂布。第三工序的装置、材料的浓度以及温度等条件可以与第二工序相同。需要说明的是,第二涂层3的膜厚的调整可以通过调整材料的浓度来进行。
在第四工序中,只要通过公知的方法在第三工序中制作出的第二涂层3上形成导电层4即可。在导电层4的形成中,例如通过溅射法、真空蒸镀法、离子镀法等方法使导电层4的材料附着即可。这些方法可以根据所需的膜厚来采用适当的方法。
在采用溅射法的情况下,作为靶材,可列举出构成导电层4的上述的无机物,优选可列举出ITO。ITO的氧化锡浓度例如为0.5质量%以上,优选为2质量%以上,此外,例如为15质量%以下,优选为13质量%以下。
作为溅射气体,例如可列举出Ar等惰性气体。此外,根据需要,可以并用氧气等反应性气体。在并用反应性气体的情况下,反应性气体的流量比没有特别限定,相对于溅射气体和反应性气体的合计流量比,例如为0.1流量%以上且5流量%以下。
从抑制溅射速率降低、放电稳定性等观点考虑,溅射时的气压例如为1Pa以下,优选为0.7Pa以下。
在溅射法中使用的电源例如可以为DC电源、AC电源、MF电源以及RF电源中的任意种,此外,也可以为它们的组合。
本实施方式的制造方法只要包括第一工序~第四工序,就还可以包括别的工序。例如,可以增加向导电性压电层叠膜10中追加其他层构成的工序。此外,也可以增加对压电膜1进行电晕处理,提高与第一涂层2的密合性的工序。
根据本实施方式的制造方法,能制造具有高透明性和适当的色调的导电性压电层叠膜10。
在本实施方式的制造方法中,在第四工序后也可以不实施导电层4的退火处理。通过不进行退火处理,不损害压电膜1的色调,因此能制作能优选用于触摸面板等设备的导电性压电层叠膜10。
本发明并不限定于上述的各实施方式,在权利要求所示的范围内可以进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术方案进行适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(总结)
本发明可以表示如下。
本方案1的导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的,压电膜的折射率为1.30以上且1.50以下,第一涂层的折射率为1.45以上且小于1.60,第二涂层的折射率为1.60以上且小于1.80,导电层的折射率为1.80以上且2.20以下。通过该构成,能对导电性压电层叠膜赋予高透明性和适当的色调。
本方案2的导电性压电层叠膜在所述方案1中,b*≤4。该构成的导电性压电层叠膜具有适当的色调,因此能优选用于触摸面板等设备。
本方案3的导电性压电层叠膜在所述方案1或2中,波长550nm下的透射率为83%以上。该构成的导电性压电层叠膜具有高透明性,因此能优选用于触摸面板等设备。
本方案4的导电性压电层叠膜在所述方案1~3的任一个中,雾度值为2.0%以下。该构成的导电性压电层叠膜的浊度充分低,因此能优选用于触摸面板等设备。
本方案5的导电性压电层叠膜在所述方案1~4的任一个中,所述导电层由铟-锡复合氧化物构成,未检测到X射线衍射中的所述铟-锡复合氧化物的峰。根据该构成,能制成非晶质而且折射率在适当的范围内的导电层。
本方案6的设备具备本方案1~5中任一个的导电性压电层叠膜。根据该构成,设备中的触摸面板等膜结构能比以往简化。
本方案7的制造方法为导电性压电层叠膜的制造方法,所述导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的层叠膜,所述导电性压电层叠膜的制造方法包括:第一工序,形成折射率为1.30以上且1.50以下的膜,制造压电膜;第二工序,在所述压电膜的至少一面上形成折射率为1.45以上且小于1.60的第一涂层;第三工序,在所述第一涂层的表面形成折射率为1.60以上且小于1.80的第二涂层;以及第四工序,在所述第二涂层的表面形成折射率为1.80以上且2.20以下的导电层。根据该构成,能制造具有高透明性和适当的色调的导电性压电层叠膜。
本方案8的制造方法在本方案7中,在第四工序之后不实施所述导电层的退火处理。根据该构成,不会损害压电膜的色调,因此能制作能优选用于触摸面板等设备的导电性压电层叠膜。
实施例
〔实施例1〕
使由比浓对数粘度为1.3dl/g的聚偏氟乙烯(株式会社KUREHA制)成型的树脂膜(厚度120μm)以拉伸倍率为4.2倍的方式进行拉伸。拉伸后,使膜通过极化辊进行极化处理,得到了压电膜。此时,直流电压一边从0kV增加至12.0kV一边施加,由此进行了极化处理。通过进一步在130℃下对极化处理后的膜进行1分钟热处理,得到了折射率为1.42、厚度为40μm的压电膜。
在压电膜的上表面(A面)涂布包含丙烯酸树脂的含非晶质二氧化硅的紫外线固化性树脂组合物,在80℃下干燥后,照射紫外线,形成了第一涂层(厚度0.4μm、折射率1.52)。接着,通过相同的方法也在压电膜的下表面(B面)形成了第一涂层(厚度0.4μm、折射率1.52)。接着,在第一涂层(A面)的上表面涂布含氧化锆粒子的紫外线固化型树脂组合物,在80℃下干燥后,照射紫外线,形成了第二涂层(厚度114nm、折射率1.65)。由此,得到了具备压电膜、第一涂层以及第二涂层的层叠体。
接着,在第二涂层上,通过将含有97质量%的氧化铟和3质量%的氧化锡的烧结体材料用作靶的、下述条件下的反应性溅射法,形成了作为导电层的折射率为1.88、厚度30nm的ITO膜。由此,得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例2〕
将第二涂层的厚度变更为102nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例3〕
将第一涂层A、第一涂层B、第二涂层、导电层的厚度变更为1.0μm、0.9μm、110nm、以及35nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例4〕
将第二涂层的厚度变更为84nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例5〕
将第二涂层的折射率变更为1.75,将第一涂层A、第一涂层B、第二涂层、以及导电层的厚度分别变更为1.0μm、0.9μm、164nm、35nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例6〕
将第二涂层的折射率变更为1.70,将第一涂层A、第一涂层B、第二涂层、以及导电层的厚度分别变更为1.0μm、1.0μm、105nm、28nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔实施例7〕
将第一涂层的折射率变更为1.49,将第一涂层B、第二涂层、以及导电层的厚度分别变更为1.0μm、100nm、28nm,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例1〕
不形成第一涂层和第二涂层,除此以外,与实施例1同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例2〕
不形成第二涂层,除此以外,与实施例3同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例3〕
将第二涂层的折射率变更为1.52,将第二涂层的厚度设为133nm,除此以外,与实施例3同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例4〕
将第二涂层的折射率变更为1.52,将第二涂层的厚度设为212nm,除此以外,与实施例3同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例5〕
在第二涂层上涂布折射率为1.35的含中空二氧化硅的紫外线固化性树脂组合物,在80℃下干燥后,照射紫外线,以厚度80nm形成了第三涂层,除此以外,采用与实施例3相同的方法,得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例6〕
将第一涂层的折射率变更为1.65,不设置第一涂层B,除此以外,与实施例6同样地得到了导电性压电层叠膜。
〔比较例7〕
将第一涂层的折射率变更为1.39,不设置第一涂层B,将第二涂层的厚度设为96,除此以外,与实施例6同样地得到了导电性压电层叠膜。
将实施例1~7和比较例1~7的导电性压电层叠膜的构成示于表1。
[表1]
〔评价〕
对实施例1~7和比较例1~7的膜分别测定表面固有电阻值、压电常数d33值、550nm透射率、雾度值、L*、a*、以及b*,评价了各自的膜的物性和光学特性。
[物性评价]
(涂层的厚度)
分别将实施例1~7和比较例1~7的导电性压电层叠膜包埋于环氧树脂,以导电性压电层叠膜的剖面露出的方式剖切环氧树脂块。使用扫描型电子显微镜(“SU3800”,株式会社Hitachi HighTech制)在加速电压3.0kV、倍率50000倍的条件下观察露出的导电性压电层叠膜的剖面,对导电性压电层叠膜中的涂层的厚度进行了测定。
需要说明的是,在各涂层的厚度的测定中,对各涂层中的两处的厚度进行测定,将其平均值作为各涂层的厚度。需要说明的是,在上述的观察条件下,各涂层的界面观察到为基本光滑的线,在各涂层的厚度的测定中,测定出该线间的距离。
(导电层的厚度)
使用上述扫描型电子显微镜,在加速电压3.0kV、倍率50000倍的条件下观察实施例1~7、比较例1~7的导电性压电层叠膜各自的剖面,在各ITO膜的两处对厚度进行了测定。计算出所得到的测定值的平均值,作为导电层的厚度。
(表面电阻值)
使用电阻率计(“LorestaGP MCP-T610”,Mitsubishi Chemical Analytech公司制),依据JIS K 7194,对于实施例1~7和比较例1~7的导电性压电层叠膜各自的表面电阻值(Ω/sq,以下简称为“电阻值”)进行。电阻值的测定进行3次,将3次的平均值作为代表值求出。电阻值若为400Ω/sq以下,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。
(压电常数d33值)
使用压电常数测定装置(“PiezoMeter System PM300”,PIEZOTEST公司制),对于实施例1~7和比较例1~7的导电性压电层叠膜各自的压电常数d33,以0.2N夹持样品,读取施加了0.15N、110Hz的力时的产生电荷。压电常数d33的实测值根据所测定的膜的表背侧而成为正值或负值,但在本说明书中记载了绝对值。压电常数d33值若为6pC/N以上,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。
[源自ITO的衍射峰]
对于实施例1~7、比较例1~7的导电性压电层叠膜各自,对有无导电层的X射线衍射中的源自ITO的衍射峰进行了测定。有无该衍射峰通过使用X射线衍射装置(XRD)的导电层的表面的面内(In-Plane)法来测定。在该测定中,以扫描速度1°/分钟扫描衍射角(2θ)=15.0°~70.0°的范围。将测定条件的详情示于以下。
<测定条件>
装置:株式会社Rigaku制SmartLab。
X射线源:Cu-Kα()、40kV、30mA。
检测器:SC-70。
步长:0.04°。
扫描范围:15.0°~70.0°。
狭缝:入射狭缝=0.2mm。
长度控制狭缝=10mm。
受光狭缝=20mm。
实施例1~7、比较例1~7的导电性压电层叠膜中都未测定到源自ITO的衍射峰。
[光学特性评价]
(550nm透射率)
使用雾度计(“NDH7700SPII”,日本电色工业株式会社制),基于JIS K7361-1所记载的方法,对实施例和比较例的导电性压电层叠膜各自的550nm透射率进行了测定。550nm透射率若为83%以上,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题,若为84%以上则更优选,进一步优选为85%以上。
(雾度值)
使用雾度计(“NDH7700SPII”,日本电色工业株式会社制),基于JIS K7136所记载的方法,对实施例中使用的涂膜和比较例中使用的压电膜各自的雾度值进行了测定。雾度值若为2.0以下,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。需要说明的是,雾度值可以判断为优选为2.0以下,更优选为1.5%以下,进一步优选为1.0%以下。
(L*值、a*值、b*值)
使用分光色彩计(“SE7700”,日本电色工业株式会社制),通过依据JIS Z8722的方法,对实施例和比较例的导电性压电层叠膜各自的L*a*b*表色系中的L*值、a*值以及b*值进行了测定。L*值若为85以上,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。a*值若为3以下,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。b*值若为4以下,则可以判断为在触摸面板等设备的用途中实用上无问题。需要说明的是,b*值可以判断为更优选为3以下。
将上述评价的结果示于表2。
[表2]
如表2所示,实施例1~7的导电性压电层叠膜是具有在触摸面板等设备的用途中实用上无问题的物性,而且具有高透明性和适当的色调的膜。与此相对,比较例1~7的导电性压电层叠膜是b*>4,具有黄色调的膜。
工业上的可利用性
本发明能利用于触摸面板等设备。
附图标记说明
1:压电膜;
2、2':第一涂层;
3:第二涂层;
4:导电层;
10、10':导电性压电层叠膜。
Claims (8)
1.一种导电性压电层叠膜,其是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的,
所述压电膜的折射率为1.30以上且1.50以下,
所述第一涂层的折射率为1.45以上且小于1.60,
所述第二涂层的折射率为1.60以上且小于1.80,
所述导电层的折射率为1.80以上且2.20以下,
第一涂层的折射率比所述压电膜的折射率高。
2.根据权利要求1所述的导电性压电层叠膜,其中,
b*≤4。
3.根据权利要求1或2所述的导电性压电层叠膜,其中,
波长550nm下的透射率为83%以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性压电层叠膜,其中,
雾度值为2.0%以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导电性压电层叠膜,其中,
所述导电层由铟-锡复合氧化物构成,
未检测到X射线衍射中的所述铟-锡复合氧化物的峰。
6.一种设备,其具备如权利要求1至5中任一项所述的导电性压电层叠膜。
7.一种导电性压电层叠膜的制造方法,其中,
所述导电性压电层叠膜是在压电膜的至少一面上依次重叠第一涂层、第二涂层、以及导电层而构成的层叠膜,
所述导电性压电层叠膜的制造方法包括:
第一工序,形成折射率为1.30以上且1.50以下的膜,制造压电膜;
第二工序,在所述压电膜的至少一面上形成折射率为1.45以上且小于1.60的第一涂层;
第三工序,在所述第一涂层的表面形成折射率为1.60以上且小于1.80的第二涂层;以及
第四工序,在所述第二涂层的表面形成折射率为1.80以上且2.20以下的导电层。
8.根据权利要求7所述的导电性压电层叠膜的制造方法,其中,
在第四工序之后不实施所述导电层的退火处理。
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