TW201601930A - 透明導電性膜 - Google Patents
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Abstract
本發明之透明導電性膜1包含:透明基材2;第1光學調整層4,其配置於透明基材2之厚度方向一側,且包含樹脂層;無機物層5,其以與第1光學調整層4接觸之方式配置於第1光學調整層4之厚度方向一側;及透明導電層6,其配置於無機物層5之厚度方向一側。無機物層5之厚度為10nm以下,透明導電層6之厚度方向一側之表面的表面粗糙度為1.40nm以下。
Description
本發明係關於一種透明導電性膜,詳細而言係關於一種用於觸控面板用膜等之透明導電性膜。
自先前以來,已知圖像顯示裝置具備形成有包含銦錫複合氧化物(ITO)等之透明配線層之觸控面板用膜。觸控面板用膜一般係藉由對於在透明基材上積層有ITO層等之透明導電性膜,將ITO層圖案化成配線圖案而製造(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1中揭示有一種透明導電積層體,其具有透明基材、高折射率層、低折射率層及透明配線層,並且低折射率層及透明配線層之各表面構成凹凸面,於形成有透明配線層之區域及未形成透明配線層之區域雙方,霧度為0.8~2.0%。於該透明導電積層體中,透明配線層係以不顯眼之方式形成。
專利文獻1:日本專利特開2013-107214號公報
近年來,隨著圖像顯示裝置之大型化及薄膜化之要求,透明導電性膜之大型化及薄膜化之要求亦提高。然而,若將透明導電性膜之ITO層進行大型化或薄膜化,則會產生ITO層整體或一部分之電阻增
加,其結果為,觸控面板之感度等各功能降低之不良情況。因此,要求降低ITO層之比電阻(低電阻化)。
然而,於專利文獻1中,無法謀求ITO層之低電阻化。
本發明之目的在於提供一種比電阻優異之透明導電性膜。
本發明之透明導電性膜之特徵在於包含:透明基材;第1光學調整層,其配置於上述透明基材之厚度方向一側,且包含樹脂層;無機物層,其以與上述第1光學調整層接觸之方式配置於上述第1光學調整層之厚度方向一側;及透明導電層,其配置於上述無機物層之厚度方向一側;並且上述無機物層之厚度為10nm以下,上述透明導電層之厚度方向一側之表面之表面粗糙度為1.40nm以下。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述第1光學調整層之厚度未達200nm。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述第1光學調整層實質上不含有粒子。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述無機物層之厚度方向一側之表面之表面粗糙度為0.20nm以上且0.70nm以下。
又,本發明之透明導電性膜較佳為進而具備第2光學調整層,該第2光學調整層配置於上述透明基材之厚度方向一側且上述第1光學調整層之厚度方向另一側,並且與上述第1光學調整層之折射率不同。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述第1光學調整層之折射率低於上述第2光學調整層之折射率。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述透明導電層之厚度為25nm以上且40nm以下。
又,於本發明之透明導電性膜中,較佳為上述透明導電層之比電阻為1.1×10-4Ω‧cm以上且2.5×10-4Ω‧cm以下。
關於本發明之透明導電性膜,由於具備透明基材、第1光學調整層、厚度為10nm以下之無機物層、及透明導電層,且透明導電層之厚度方向一側之表面之表面粗糙度為1.40nm以下,故而透明導電層之比電阻降低,比電阻優異。
1‧‧‧透明導電性膜
2‧‧‧透明基材
3‧‧‧第2光學調整層
4‧‧‧第1光學調整層
5‧‧‧無機物層
6‧‧‧透明導電層
圖1表示本發明之透明導電性膜之一實施形態之側面剖視圖。
圖2表示本發明之透明導電性膜之另一實施形態(不具備第2光學調整層之實施形態)之側面剖視圖。
於圖1中,紙面上下方向為上下方向(厚度方向,第1方向),紙面上側為上側(厚度方向一側,第1方向一側),紙面下側為下側(厚度方向另一側,第1方向另一側)。
透明導電性膜1形成為具有特定厚度之膜形狀(包括片材形狀),沿與厚度方向正交之特定方向(面方向)延伸,且具有平坦之上表面及平坦之下表面。透明導電性膜1例如為圖像顯示裝置中所具備之觸控面板用基材等之一零件,即,並非圖像顯示裝置。即,透明導電性膜1係用以製作圖像顯示裝置等之零件,不包含LCD模組等圖像顯示元件,而包含下述透明基材2、第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5、及透明導電層6,係作為單獨之零件進行流通而可於產業上利用之器件。
具體而言,如圖1所示,透明導電性膜1具備:透明基材2、第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5、及透明導電層6。
透明基材2例如為具有透明性之高分子膜。作為高分子膜之材料並無特別限定,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、例如聚甲基丙烯酸酯等
(甲基)丙烯酸系樹脂、例如聚乙烯、聚丙烯、環烯烴聚合物等烯烴樹脂、例如聚碳酸酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚芳酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、纖維素樹脂、聚苯乙烯樹脂、降烯樹脂等。該等高分子膜可單獨使用或併用2種以上。就透明性、耐熱性、機械特性等觀點而言,較佳可列舉聚酯樹脂。
關於透明基材2之厚度,就機械強度、耐擦傷性、製成觸控面板用基材時之觸點特性等觀點而言,例如為2μm以上,較佳為20μm以上,又,例如為200μm以下,較佳為150μm以下。
第2光學調整層3例如配置於透明基材2之上表面(厚度方向一側之表面)。具體而言,第2光學調整層3之下表面與透明基材2之上表面接觸。
第2光學調整層3係由第2樹脂組合物所形成之樹脂層。
第2樹脂組合物例如含有樹脂。第2樹脂組合物較佳為含有樹脂及粒子,進而較佳為由樹脂及粒子所構成。
作為樹脂並無特別限定,可列舉硬化性樹脂、熱塑性樹脂(例如聚烯烴樹脂)等,較佳可列舉硬化性樹脂。
作為硬化性樹脂,例如可列舉藉由照射活性能量線(具體而言為紫外線、電子束等)而硬化之活性能量線硬化性樹脂、例如藉由加熱而硬化之熱硬化性樹脂等,較佳可列舉活性能量線硬化性樹脂。
活性能量線硬化性樹脂例如可列舉分子中含有具有聚合性碳-碳雙鍵之官能基的聚合物。作為此種官能基,例如可列舉:乙烯基、(甲基)丙烯醯基(甲基丙烯醯基及/或丙烯醯基)等。
作為活性能量線硬化性樹脂,例如可列舉含有官能基之(甲基)丙烯酸系樹脂(丙烯酸系樹脂及/或甲基丙烯酸系樹脂)等。
該等樹脂可單獨使用或併用2種以上。
關於樹脂之含有比率,相對於第2樹脂組合物,例如為10質量%
以上,較佳為50質量%以上,又,例如為95質量%以下,較佳為90質量%以下。
作為粒子,可列舉無機粒子、有機粒子等。作為無機粒子,例如可列舉:二氧化矽粒子、例如包含氧化鋯、氧化鈦等之金屬氧化物粒子、例如碳酸鈣等碳酸鹽粒子等。作為有機粒子,例如可列舉交聯丙烯酸系樹脂粒子等。
作為粒子,較佳可列舉無機粒子,更佳可列舉金屬氧化物粒子,進而較佳可列舉氧化鋯粒子(ZnO2)。
粒子之平均粒徑例如為10nm以上,較佳為20nm以上,又,例如為500nm以下,較佳為100nm以下。
於本發明中,粒子之平均粒徑可使用Beckman Coulter公司製造之庫爾特粒子計數器,藉由庫爾特計數法而測定。
第2光學調整層3之折射率例如為1.50以上,較佳為1.60以上,又,例如為1.80以下,較佳為1.75以下。
於本發明中,折射率係利用阿貝折射計而測定。
關於第2光學調整層3之厚度,就抑制配線圖案之視認、低電阻之觀點而言,例如為30nm以上,較佳為50nm以上,又,例如為1000nm以下,較佳為500nm以下。
第2光學調整層3之厚度例如係藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM)之剖面觀察而測定。
第1光學調整層4例如配置於第2光學調整層3之上表面。具體而言,第1光學調整層4之下表面與第2光學調整層3之上表面接觸。
第1光學調整層4係由第1樹脂組合物所形成之樹脂層。
第1樹脂組合物含有樹脂,較佳為實質上由樹脂所構成,更佳為由樹脂所構成。
作為樹脂,例如自第2樹脂組合物中所例示之樹脂中選擇。作為
樹脂,較佳可列舉熱硬化性樹脂。
作為熱硬化性樹脂並無特別限定,例如可列舉:聚矽氧樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚系樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂等。較佳可列舉環氧樹脂、三聚氰胺樹脂,更佳可列舉環氧樹脂。
作為環氧樹脂,例如可列舉熱硬化型環氧樹脂等,具體而言,例如可列舉:雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型等雙酚型環氧樹脂、例如苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型等酚醛清漆型環氧樹脂、例如異氰尿酸三縮水甘油酯型、乙內醯脲型等含氮環型環氧樹脂、例如萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、縮水甘油基醚型環氧樹脂、二環型環氧樹脂、酯型環氧樹脂、該等之改性物或氫化物等。
又,可於環氧樹脂中調配熱硬化型樹脂用等之硬化劑,而將環氧樹脂及硬化劑製備成環氧樹脂組合物。
作為硬化劑並無特別限定,例如作為環氧樹脂用硬化劑,可列舉:胺系硬化劑、醯胺系硬化劑、酸酐系硬化劑、二醯肼系硬化劑、脲系硬化劑、咪唑系硬化劑、咪唑啉系硬化劑等。
關於硬化劑之調配比率,相對於環氧樹脂100質量份,例如為0.5質量份以上,較佳為1.0質量份以上,又,例如為10質量份以下,較佳為9質量份以下。
第1樹脂組合物(進而第1光學調整層4)較佳為實質上不含有粒子。藉此,由於可使第1光學調整層4之上表面變得平滑,故而可使無機物層5及透明導電層6變得更平滑,可進一步降低透明導電層6之比電阻。
作為粒子,可列舉與上述第2樹脂組合物中所說明之粒子相同者。
於第1樹脂組合物中,所謂實質上不含有粒子,意指相對於第1
樹脂組合物之全部固形物成分,粒子之含有比率例如未達1質量%,較佳為未達0.5質量%,更佳為未達0.1質量%,進而較佳為0質量%。
第1光學調整層4之折射率係與第2光學調整層3之折射率不同。第1光學調整層4之折射率與第2光學調整層3之折射率之差例如為0.10以上且0.60以下。
較佳為第1光學調整層4之折射率低於第2光學調整層3之折射率。即,較佳為將第2光學調整層3設為高折射率層,將第1光學調整層4設為折射率低於高折射率層之折射率的低折射率層。藉此,可於將透明導電性膜1之透明導電層6進行圖案化而形成配線圖案時,降低於配線圖案與配線圖案以外之部分所產生之反射率差或色相差,而抑制配線圖案之視認。
關於第1光學調整層4之折射率,具體而言,例如未達1.60,較佳為1.55以下,又,例如為1.20以上,較佳為1.30以上。
第1光學調整層4之上表面之表面粗糙度例如為1.5nm以下,較佳為1.0nm以下,又,例如為0.1nm以上。
第1光學調整層4之厚度例如未達200nm,較佳為100nm以下,更佳為50nm以下,又,例如為5nm以上,較佳為10nm以上。藉由將第1光學調整層4之厚度設為上述下限以下,可使第1光學調整層4之上表面變得平滑,並且降低自第1光學調整層4內部釋出而侵入至透明導電層6之氣體之釋出量。藉此,可更確實地降低透明導電層6之比電阻。
第1光學調整層4之厚度例如係藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM)之剖面觀察而測定。
關於第1光學調整層4之厚度相對於第2光學調整層3之厚度之比(第1光學調整層4/第2光學調整層3),就抑制配線圖案之視認之觀點而言,例如為0.01以上,較佳為0.05以上,又,例如為1.50以下,較佳
為1.00以下。
無機物層5係配置於第1光學調整層4之上表面。具體而言,無機物層5之下表面係與第1光學調整層4之上表面接觸。
作為構成無機物層5之無機物並無特別限定,例如可列舉:NaF、Na3AlF6、LiF、MgF2等氟化鹼金屬、例如CaF2、BaF2等氟化鹼土金屬、例如LaF3、CeF等氟化稀土類、例如SiO2、Al2O3等氧化物等。無機物可單獨使用或併用2種以上。
就抑制配線圖案之視認、低電阻之觀點而言,較佳可列舉氧化物,更佳可列舉SiO2。
無機物層5之厚度為10nm以下。較佳為4nm以下,更佳為3nm以下,又,例如為1nm以上,較佳為2nm以上。
藉由將厚度為上述範圍之無機物層5密接於第1光學調整層4之上表面而配置,可降低無機物層5之上表面之表面粗糙度,而使配置於無機物層5之上表面之透明導電層6之下表面及上表面變得平滑。其結果為,可降低透明導電層6之比電阻。
推測其原因在於:於將無機物層5形成於第1光學調整層4上之情形時,由於構成無機物層5之無機物係以首先填埋第1光學調整層4之凹凸之凹部(間隙)之方式配置(形成),故而於極薄之無機物層5中,以其上表面變得平滑(表面粗糙度變小)之方式配置無機物。另一方面推測,若以成為超過上述上限之厚度之方式繼續形成無機物層5,則無機物不久開始以其上表面按照第1光學調整層4之上表面之形狀(凹凸)之方式形成,其結果為,於無機物層5之上表面亦開始產生凹凸。
無機物層5之厚度例如係藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM)之剖面觀察而測定。
關於無機物層5之厚度相對於光學調整層(第2光學調整層3及第1光學調整層4)之厚度之比(無機物層5/光學調整層),就抑制配線圖案
之視認、低電阻之觀點而言,例如為0.001以上,較佳為0.005以上,又,例如為0.30以下,較佳為0.25以下。
關於無機物層5之厚度相對於第1光學調整層4之厚度之比(無機物層5/第1光學調整層4),就抑制配線圖案之視認、低電阻之觀點而言,例如為0.02以上,較佳為0.05以上,又,例如為2.00以下,較佳為1.00以下。
無機物層5之上表面之表面粗糙度例如為0.70nm以下,較佳為0.60nm以下,更佳為0.50nm以下,又,例如為0.20nm以上。藉由將無機物層5之上表面之表面粗糙度設為上述上限以下,可使透明導電層6變得更平滑,可降低透明導電層6之比電阻。另一方面,藉由將無機物層5之表面粗糙度設為上述下限以上,可抑制於加熱或加濕加熱處理時所產生之透明導電層6之龜裂。
於本發明中,表面粗糙度係利用原子力顯微鏡而測定。
透明導電層6係配置於無機物層5之上表面。具體而言,透明導電層6之下表面係與無機物層5之上表面接觸。
作為透明導電層6之材料,例如可列舉:包含選自由In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W所組成之群中之至少1種金屬之金屬氧化物。於金屬氧化物中,亦可視需要進而摻雜有上述群中所示之金屬原子。
透明導電層6之材料較佳可列舉銦錫複合氧化物(ITO)、銻錫複合氧化物(ATO)等,更佳可列舉ITO。
於使用ITO作為透明導電層6之材料之情形時,氧化錫(SnO2)之含量相對於氧化錫及氧化銦(In2O3)之合計量,例如為0.5質量%以上,較佳為3質量%以上,又,例如為15質量%以下,較佳為13質量%以下。藉由將氧化錫之含量設為上述下限以上,可使ITO層之耐久性變得更良好。藉由將氧化錫之含量設為上述上限以下,可使ITO層之結晶轉
化變得容易,而提高透明性或比電阻之穩定性。
本說明書中之所謂「ITO」,只要為至少包含銦(In)與錫(Sn)之複合氧化物即可,亦可包含除該等以外之追加成分。作為追加成分,例如可列舉除In、Sn以外之金屬元素,具體而言,可列舉:Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W、Fe、Pb、Ni、Nb、Cr、Ga等。
透明導電層6之厚度例如為15nm以上,較佳為20nm以上,更佳為25nm以上,又,例如為50nm以下,較佳為40nm以下,更佳為35nm以下。藉由將透明導電層6之厚度設為上述下限以上,可於加熱處理時使ITO層等透明導電層6更均勻地結晶轉化。另一方面,藉由將透明導電層6之厚度設為上述上限以下,可抑制因透明導電層6之上表面之表面粗糙度上升所導致之比電阻之增大,又,可抑制室溫下之ITO層等透明導電層6之自然結晶化。
透明導電層6之厚度例如藉由利用粉末X射線繞射裝置測定X射線反射率而算出。
關於透明導電層6之厚度相對於無機物層5之厚度之比(透明導電層6/無機物層5),就抑制配線圖案之視認、低電阻之觀點而言,例如為2.0以上,較佳為2.5以上,又,例如為30以下,較佳為10以下,更佳為9以下。
透明導電層6可為結晶質及非晶質之任一者,又,亦可為結晶質及非晶質之混合體。透明導電層6較佳為包含結晶質,更具體而言為結晶質ITO層。藉此,可提高透明導電層6之透明性,又,進一步降低透明導電層6之比電阻。
透明導電層6之上表面之表面粗糙度為1.40nm以下。較佳為0.90nm以下,更佳為0.70nm以下,進而較佳為未達0.40nm。若透明導電層6之表面粗糙度超過上述上限,則透明導電層6之上表面之凹凸變
大,因此透明導電層6之比電阻增大。
再者,亦可於透明基材2之下表面(厚度方向另一側之表面)視需要而設置硬塗層、抗黏連層、易接著層、接著劑層、隔離件等。
其次,對製造透明導電性膜1之方法進行說明。
於製造透明導電性膜1時,例如於透明基材2上依序設置第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5及透明導電層6。以下進行詳述。
首先,準備公知或市售之透明基材2。
其後,就透明基材2及第2光學調整層3之密接性之觀點而言,可視需要對透明基材2之表面實施例如濺鍍、電暈放電、火焰、紫外線照射、電子束照射、化學處理、氧化等蝕刻處理或底塗處理。又,可藉由溶劑清洗、超音波清洗等將透明基材2進行除塵、清潔化。
繼而,藉由將第2樹脂組合物濕式塗佈於透明基材2上,而於透明基材2之上表面形成第2光學調整層3。
具體而言,製備將第2樹脂組合物利用溶劑稀釋而成之第2稀釋液,繼而將第2稀釋液塗佈於透明基材2之上表面,並使第2稀釋液乾燥。
作為溶劑並無特別限定,例如可列舉有機溶劑、水系溶劑(具體而言為水)等,較佳可列舉有機溶劑。作為有機溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇等醇化合物、例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮(MIBK)等酮化合物、例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯化合物、例如甲苯、二甲苯等芳香族化合物等。較佳可列舉酮化合物。溶劑可單獨使用或併用2種以上。
稀釋液中之固形物成分濃度例如為0.5質量%以上且5.0質量%以下。
作為塗佈方法,例如可列舉:噴注塗佈法、模嘴塗佈法、旋轉
塗佈法、噴塗法、凹版塗佈法、輥式塗佈法、棒式塗佈法等。
作為乾燥溫度,例如為60℃以上,較佳為80℃以上,例如為250℃以下,較佳為200℃以下。
作為乾燥時間,例如為1.0分鐘以上,較佳為2.0分鐘以上,例如為1.0小時以下,較佳為0.5小時以下。
藉由上述塗佈及乾燥,而於透明基材2之上表面將第2樹脂組合物形成為膜狀。
其後,於第2樹脂組合物之樹脂含有活性能量線硬化性樹脂之情形時,藉由於第2稀釋液之乾燥後照射活性能量線,而使活性能量線硬化性樹脂硬化。
再者,於含有熱硬化性樹脂作為第2樹脂組合物之樹脂之情形時,可藉由該乾燥步驟,進行溶劑之乾燥並且使熱硬化性樹脂熱硬化。
繼而,藉由將第1樹脂組合物例如濕式塗佈於第2光學調整層3上,而於第2光學調整層3之上表面形成第1光學調整層4。
具體而言,將第1樹脂組合物利用溶劑稀釋而製備第1稀釋液,繼而將第1稀釋液塗佈於第2光學調整層3之上表面,並使第1稀釋液乾燥。
作為溶劑、稀釋方法、塗佈方法及乾燥方法,可列舉與第2樹脂組合物之第2稀釋液中所例示之溶劑、塗佈方法等相同者。
再者,於含有熱硬化性樹脂作為第1樹脂組合物之樹脂之情形時,可藉由該乾燥步驟,進行溶劑之乾燥並且使熱硬化性樹脂熱硬化。
另一方面,於第1樹脂組合物之樹脂含有活性能量線硬化性樹脂之情形時,可藉由於第1稀釋液之乾燥後照射活性能量線,而使活性能量線硬化性樹脂硬化。
繼而,於第1光學調整層4之上表面藉由乾式方法而形成無機物層5。
作為乾式方法,例如可列舉:真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍覆法等。較佳可列舉濺鍍法。具體而言,可列舉磁控濺鍍法。藉由利用該方法形成無機物層5,可形成高密度之無機物層5。因此,可抑制自高分子膜等之透明基材2釋出之水、有機氣體等雜質氣體侵入至透明導電層6,可降低透明導電層6之比電阻。
於採用濺鍍法之情形時,作為靶材,可列舉構成無機物層5之上述無機物,較佳可列舉Si。
作為濺鍍氣體,例如可列舉氬氣等惰性氣體。
又,於無機物層5含有氧化物之情形時,可視需要併用氧氣等反應性氣體。於併用反應性氣體之情形時,反應性氣體之流量比並無特別限定,相對於濺鍍氣體及反應性氣體之合計流量比,例如為0.1流量%以上且40流量%以下。
關於濺鍍時之放電氣壓,就抑制濺鍍速率之降低、放電穩定性等觀點而言,例如為1Pa以下,較佳為0.1Pa以上且0.7Pa以下。
濺鍍法中所使用之電源例如可為DC電源及RF電源之任一者,又,亦可為該等之組合。
關於靶材表面之水平磁場之強度,就成膜速度、抑制惰性氣體(Ar原子等)取入至無機物層等觀點而言,例如為20mT以上,較佳為50mT以上,進而較佳為70mT以上。
再者,亦可於形成無機物層5前實施脫氣處理。藉此,可去除自高分子膜等之透明基材2釋出之雜質氣體。
作為脫氣處理,例如於真空下放置形成有第2光學調整層3及第1光學調整層4之透明基材2。作為真空時之壓力,例如為1×10-1Pa以下,較佳為1×10-3Pa以下。
繼而,於無機物層5之上表面形成透明導電層6。
作為透明導電層6之形成,可列舉上述乾式方法,較佳可列舉濺鍍法。關於透明導電層6之形成,尤佳可列舉磁控濺鍍法。
於採用濺鍍法之情形時,作為靶材,可列舉構成透明導電層6之上述金屬氧化物,較佳可列舉ITO。關於ITO之氧化錫濃度,就ITO層之耐久性、結晶化等觀點而言,例如為0.5質量%以上,較佳為3質量%以上,又,例如為15質量%以下,較佳為13質量%以下。
作為濺鍍氣體,例如可列舉氬氣等惰性氣體。又,可視需要併用氧氣等反應性氣體。於併用反應性氣體之情形時,反應性氣體之流量比並無特別限定,相對於濺鍍氣體及反應性氣體之合計流量比,例如為0.1流量%以上且5流量%以下。
關於濺鍍時之放電氣壓,就抑制濺鍍速率之降低、放電穩定性等觀點而言,例如為1Pa以下,較佳為0.1Pa以上且0.7Pa以下。
濺鍍法中所使用之電源例如可為DC電源及RF電源之任一者,又,亦可為該等之組合。
關於靶材表面之水平磁場之強度,就成膜速度、抑制惰性氣體(Ar原子等)取入至透明導電層等觀點而言,例如為20mT以上,較佳為50mT以上,進而較佳為70mT以上。
藉此,獲得透明導電性膜1。
繼而,視需要對透明導電性膜1之透明導電層6實施結晶轉化處理。
具體而言,於大氣下對透明導電性膜1實施加熱處理。
加熱處理例如可使用紅外線加熱器、烘箱等而實施。
加熱溫度例如為100℃以上,較佳為120℃以上,又,例如為200℃以下,較佳為160℃以下。藉由將加熱溫度設為上述範圍內,可抑制透明基材2之熱損傷及自透明基材2產生之雜質,並且確實地進行結
晶轉化。
加熱時間係根據加熱溫度而適當決定,例如為10分鐘以上,較佳為30分鐘以上,又,例如為5小時以下,較佳為3小時以下。
藉此,獲得具備經結晶化之透明導電層6之透明導電性膜1。
如此獲得之透明導電性膜1之透明導電層6之比電阻例如為1.1×10-4Ω‧cm以上,較佳為1.2×10-4Ω‧cm以上,又,例如為2.5×10-4Ω‧cm以下,較佳為2.0×10-4Ω‧cm以下,更佳為1.8×10-4Ω‧cm以下。
比電阻係藉由四端子法測定透明導電層6之表面電阻,並根據其所測得之表面電阻及透明導電層6之厚度而算出。
透明導電性膜1之總厚度例如為2μm以上,較佳為20μm以上,又,例如為200μm以下,較佳為150μm以下。
再者,亦可視需要於結晶轉化處理之前或之後藉由公知之蝕刻將透明導電層6形成為條紋狀等配線圖案。
又,於上述製造方法中,可藉由卷對卷方式,一面搬送透明基材2,一面於該透明基材2之上表面依序形成第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5及透明導電層6,又,亦可利用分批方式形成該等層之一部分或全部。
並且,該透明導電性膜1依序具備透明基材2、第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5、及透明導電層6。因此,可抑制自透明基材2產生之雜質氣體(例如於結晶轉化時產生)到達、侵入至透明導電層6。
又,由於無機物層5之厚度為10nm以下,故而會使產生於第1光學調整層4之凹凸變得平滑,而降低無機物層5之上表面進而透明導電層6之下表面之表面粗糙度。
進而,透明導電層6之上表面之表面粗糙度為1.40nm以下。
藉由該等,於該透明導電性膜1中,透明導電層6之比電阻降低。因此,根據該透明導電性膜1,即便於大型化或薄膜化之情形時,亦可具備良好之導電特性,因此即便用作大型或薄型觸控面板用基材,亦可抑制觸控面板之感度等各功能之降低。
該透明導電性膜1可用於各種用途,尤其可適宜地用於觸控面板用基材。作為觸控面板之形式,可列舉:光學方式、超音波方式、靜電電容方式、電阻膜方式等各種方式,尤其可適宜地用於靜電電容方式之觸控面板。
(變化例)
於圖1之實施形態中,透明導電性膜1具備透明基材2、第2光學調整層3、第1光學調整層4、無機物層5、及透明導電層6,但例如亦可如圖2所示,透明導電性膜1包含透明基材2、第1光學調整層4、無機物層5、及透明導電層6。
即,於圖2之透明導電性膜1中,具備透明基材2、配置於透明基材2上之第1光學調整層4、配置於第1光學調整層4上之無機物層5、及配置於無機物層5上之透明導電層6,不具備第2光學調整層3。
又,於圖1之實施形態中,使第1光學調整層4與第2光學調整層3之上表面接觸,但並不限定於此。例如雖未圖示,但亦可不使第1光學調整層4與第2光學調整層3之上表面接觸,而使其他層介於其等之間。
又,於圖1之實施形態中,使第2光學調整層3與透明基材2之上表面接觸,但並不限定於此。例如雖未圖示,但亦可不使第2光學調整層3與透明基材2之上表面接觸,而使其他層介於其等之間。
於本發明中,就抑制配線圖案之視認等觀點而言,較佳可列舉圖1之透明導電性膜1。
以下,例示實施例及比較例更具體地說明本發明。再者,本發明並不受實施例及比較例任何限定。又,以下之記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等之具體數值可替代為上述「實施方式」中所記載之與其等對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等相應記載之上限值(作為「以下」、「未達」而定義之數值)或下限值(作為「以上」、「超過」而定義之數值)。
實施例1
(透明基材)
透明基材係使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(三菱樹脂公司製造,商品名「DIAFOIL」,厚度50μm)。
(第2光學調整層之形成)
對於包含紫外線硬化型丙烯酸系樹脂及氧化鋯(ZnO2)粒子(平均粒徑20nm)之紫外線硬化型樹脂組合物(第2樹脂組合物),以固形物成分濃度成為5質量%之方式利用甲基異丁基酮(MIBK)進行稀釋,而製備紫外線硬化型樹脂組合物之第2稀釋液。繼而,將第2稀釋液塗佈於PET膜之上表面,並使其乾燥,將紫外線硬化型樹脂組合物形成為膜狀。繼而,對紫外線硬化型樹脂組合物照射紫外線而使其硬化。藉此,於PET膜之上表面形成厚度200nm之第2光學調整層。
(第1光學調整層之形成)
對於包含熱硬化型環氧樹脂100質量份及熱硬化型樹脂用硬化劑(環氧樹脂用硬化劑)1質量份之熱硬化性樹脂組合物(第1樹脂組合物),以固形物成分濃度成為0.8質量%之方式利用甲基異丁基酮(MIBK)將熱硬化性樹脂組合物進行稀釋,而製備熱硬化性樹脂組合物之第1稀釋液。繼而,將第1稀釋液塗佈於第1光學調整層之上表面,並於195℃下加熱乾燥及硬化1分鐘。藉此,於第2光學調整層之上表面形成厚度25nm之第1光學調整層。
藉此,獲得具備第1光學調整層、第2光學調整層、及PET膜之形成有光學調整層之PET膜。
(脫氣處理)
將上述所獲得之形成有光學調整層之PET膜安裝於真空濺鍍裝置內,一面使其與經加熱之成膜輥密接並移行,一面進行捲取。一面使膜移行,一面利用具備低溫線圈及渦輪分子泵之排氣系統將環境之真空度設為1×10-4Pa。
(無機物層之形成)
於維持真空之狀態下,藉由DC磁控濺鍍法於經脫氣處理之形成有光學調整層之PET膜之第1光學調整層之上表面形成SiO2層作為無機物層。於濺鍍法中,使用Si作為靶材,設定為導入有Ar及O2(O2流量比30%)之減壓環境(0.2Pa),並將水平磁場調整為100mT。所形成之SiO2層之厚度為1nm。
(ITO層之形成)
於維持真空之狀態下,藉由DC磁控濺鍍法於上述所獲得之膜(SiO2層/第1光學調整層/第2光學調整層/PET膜)之SiO2層之上表面形成銦錫複合氧化物(ITO)層。於濺鍍法中,使用氧化錫濃度10質量%之ITO作為靶材,設定為導入有Ar及O2(O2流量比0.5%)之減壓環境(0.4Pa),並將水平磁場調整為100mT。所形成之ITO層為非晶質,厚度為26nm。
(結晶轉化處理)
繼而,將上述所獲得之形成有非晶質ITO層之膜自濺鍍裝置內取出,並於150℃之烘箱內進行加熱處理120分鐘。藉此,製造形成有結晶質ITO層(厚度26nm)作為透明導電層之實施例1之透明導電性膜(參照圖1)。
實施例2
將無機物層(SiO2層)之厚度設為2nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
實施例3
將無機物層(SiO2層)之厚度設為3nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
實施例4
將無機物層(SiO2層)之厚度設為4nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
實施例5
將無機物層(SiO2層)之厚度設為6nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
實施例6
將無機物層(SiO2層)之厚度設為9nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
實施例7
不形成第2光學調整層,除此以外,以與實施例3相同之方式製造透明導電性膜。
實施例8
將第1光學調整層之厚度設為100nm,除此以外,以與實施例7相同之方式製造透明導電性膜。
比較例1
不形成無機物層,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
比較例2~4
將無機物層之厚度分別設為11nm、15nm、20nm,除此以外,以與實施例1相同之方式製造透明導電性膜。
比較例5
如以下所記載般形成第1光學調整層,除此以外,以與比較例1相同之方式獲得透明導電性膜。
將含有中空奈米二氧化矽粒子之丙烯酸酯樹脂(二氧化矽之平均粒徑45nm,二氧化矽含量80質量%)與甲基異丁基酮(MIBK)混合,而製備固形物成分濃度為1.5質量%之含有粒子之樹脂混合液。對該含有粒子之樹脂混合液實施5分鐘超音波分散,而使各成分均勻地分散。使用棒式塗佈機將該經分散之含有粒子之樹脂混合液塗佈於第2光學調整層之上表面,並於80℃之烘箱中乾燥1分鐘後,進行UV照射(累計光量300mJ),藉此形成第1光學調整層(厚度25nm,含有粒子之光學調整層)。
比較例6
將第1光學調整層設為上述比較例5中所記載之第1光學調整層(厚度25nm,含有粒子之光學調整層),除此以外,以與實施例3相同之方式製造透明導電性膜。
比較例7
藉由DC磁控濺鍍法形成厚度20nm之Nb2O5層作為第2光學調整層,並形成厚度25nm之Al2O3層作為第1光學調整層,除此以外,以與實施例3相同之方式製造透明導電性膜。
(無機物層、第1光學調整層及第2光學調整層之厚度)
藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM)對透明導電性膜之剖面進行測定,而測定無機物層、第1光學調整層及第2光學調整層之厚度。
(第1光學調整層及第2光學調整層之折射率)
於形成第1光學調整層及第2光學調整層後,分別使用Atago公司製造之阿貝折射計,於25.0℃之條件下使測定光(波長:589.3nm)入射至測定面,藉由折射計所示之規定之測定方法而實施測定。將結果
示於表1。
(透明導電層之厚度之測定)
透明導電層(ITO層)之厚度係藉由以下方式算出:以X射線反射率法作為測定原理,於以下之測定條件下利用粉末X射線繞射裝置(Rigaku公司製造,「RINT-2000」)測定X射線反射率,並利用解析軟體(Rigaku公司製造,「GXRR3」)對所取得之測定資料進行解析。解析條件係設為以下條件,採用PET膜與密度7.1g/cm3之ITO層之2層模型,將ITO層之厚度與表面粗糙度設為變數,實施最小平方擬合,對透明導電層之厚度進行解析。將結果示於表1。
[測定條件]
光源:Cu-Kα射線(波長:1,5418Å),40kV,40mA
光學系統:平行光束光學系統
發散狹縫:0.05mm
受光狹縫:0.05mm
單色化‧平行化:使用多層Goebel鏡
測定模式:θ/2θ掃描模式
測定範圍(2θ):0.3~2.0°
[解析條件]
解析方法:最小平方擬合
解析範圍(2θ):2θ=0.3~2.0°
(表面粗糙度之測定)
第1光學調整層、透明導電層及無機物層之表面粗糙度(nm)係使用原子力顯微鏡(Digital Instruments公司製造,「Dimension 3100」,以下設為AFM),於常溫下測定1μm2之Tapping AFM模式下之形狀圖像。根據此時所獲得之形狀圖像求出利用裝置附帶之軟體之離線模式而自動計算之面內之算術平均粗糙度Ra。將結果示於表1。
(比電阻之測定)
依據JIS K 7194(1994年),藉由四端子法而測定透明導電層之表面電阻(Ω/□)。根據藉由該測定所獲得之表面電阻、及上述所算出之透明導電層之厚度,而算出透明導電層之比電阻。將結果示於表1。
再者,上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供,但其僅為例示,並非限定性地進行解釋。該技術領域之從業者明瞭之本發明之變化例包含於下述申請專利範圍內。
本發明之透明導電性膜可用於各種產業製品,例如可適宜地用於組入至圖像顯示裝置中之觸控面板用膜等。
1‧‧‧透明導電性膜
2‧‧‧透明基材
3‧‧‧第2光學調整層
4‧‧‧第1光學調整層
5‧‧‧無機物層
6‧‧‧透明導電層
Claims (8)
- 一種透明導電性膜,其特徵在於包含:透明基材;第1光學調整層,其配置於上述透明基材之厚度方向一側,且包含樹脂層;無機物層,其以與上述第1光學調整層接觸之方式配置於上述第1光學調整層之厚度方向一側;及透明導電層,其配置於上述無機物層之厚度方向一側;並且上述無機物層之厚度為10nm以下,上述透明導電層之厚度方向一側之表面的表面粗糙度為1.40nm以下。
- 如請求項1之透明導電性膜,其中上述第1光學調整層之厚度未達200nm。
- 如請求項1之透明導電性膜,其中上述第1光學調整層實質上不含有粒子。
- 如請求項1之透明導電性膜,其中上述無機物層之厚度方向一側之表面的表面粗糙度為0.20nm以上且0.70nm以下。
- 如請求項1之透明導電性膜,其進而具備第2光學調整層,該第2光學調整層配置於上述透明基材之厚度方向一側且上述第1光學調整層之厚度方向另一側,並且與上述第1光學調整層之折射率不同。
- 如請求項5之透明導電性膜,其中上述第1光學調整層之折射率低於上述第2光學調整層之折射率。
- 如請求項1之透明導電性膜,其中上述透明導電層之厚度為25nm以上且40nm以下。
- 如請求項1之透明導電性膜,其中上述透明導電層之比電阻為1.1×10-4Ω‧cm以上且2.5×10-4Ω‧cm以下。
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