透明导电性薄膜的制作方法_4

文档序号:9288265阅读:来源:国知局
X10 4Q?cm以上且3. 4X104Q?cm以下,进一步优 选为1.1X104Q?cm以上且3. 2X104Q?cm以下。需要说明的是,透明导电层3在结晶 质的状态下满足上述电阻率值的范围即可,若在非晶质的状态下,则电阻率值的范围不受 任何限定。
[0102] 通过使透明导电层晶体转化,能够使表面电阻值进一步下降。结晶质的透明导电 层的表面电阻值优选为40Q/ □~200Q/ □,更优选为40Q/□~150Q/□,进一步优选 为 40Q/ □~140Q/ □ 〇
[0103] 透明导电层3的折射率优选为1. 89~2. 2、更优选为1. 90~2. 2。通过将光折射 率设为前述范围,从而能够提高膜的硬度。需要说明的是,本说明书中的折射率是指,波长 550nm的折射率。折射率是使用高速分光椭偏仪(J.A.Woollam公司制造,M-2000DI)在测 定波长195nm~1680nm、入射角65°、70°、75°的条件下测定从而求出的值。
[0104] 当使用IT0(铟-锡复合氧化物)作为透明导电层3的构成材料时,该金属氧化物 中的氧化锡(Sn02)含量相对于氧化锡和氧化铟(ln203)的总量,优选为0. 5重量%~15重 量%,优选为3~15重量%,更优选为5~12重量%,进一步优选为6~12重量%。若氧 化锡的量过少,则有时IT0膜的耐久性劣化。另外,若氧化锡的量过多,则IT0膜难以结晶 化,有时透明性、电阻值的稳定性不充分。
[0105] 本说明书中的"IT0"是指,只要是至少包含铟(In)和锡(Sn)的复合氧化物即可, 也可以包含除它们以外的附加成分。作为附加成分,例如可列举出除In、Sn以外的金属元 素,具体而言,可列举出Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W、Fe、Pb、Ni、Nb、Cr、 Ga以及它们的组合。附加成分的含量没有特别限制,可以设为3重量%以下。
[0106] 透明导电层3也可以具有锡的存在量互相不同的多个铟-锡复合氧化物层层叠的 结构。此时,IT0层可以为2层也可以为3层以上。
[0107] 透明导电层3具有从薄膜基材1侧起依次层叠第一铟-锡复合氧化物层和第二 铟-锡复合氧化物层而成的2层结构时,第一铟-锡复合氧化物层中的氧化锡含量相对于 氧化锡和氧化铟的总量优选为6重量%~15重量%,更优选为6~12重量%,进一步优选 为6. 5~10. 5重量%。另外,第二铟-锡复合氧化物层中的氧化锡含量相对于氧化锡和氧 化铟的总量优选为0. 5重量%~5. 5重量%,更优选为1~5. 5重量%,进一步优选为1~ 5重量%。通过将各IT0层的锡量设为上述范围内,从而能够制作电阻率小、且晶体转化容 易的透明导电膜。
[0108] 透明导电层3具有从薄膜基材1侧起依次层叠第一铟-锡复合氧化物层、第二 铟-锡复合氧化物层和第三铟-锡复合氧化物层而成的3层结构时,第一铟-锡复合氧化物 层中的氧化锡含量相对于氧化锡和氧化铟的总量优选为〇. 5重量%~5. 5重量%,更优选 为1~4重量%,进一步优选为2~4重量%。另外,第二铟-锡复合氧化物层中的氧化锡 含量相对于氧化锡和氧化铟的总量优选为6重量%~15重量%,更优选为7~12重量%, 进一步优选为8~12重量%。另外,第三铟-锡复合氧化物层中的氧化锡含量相对于氧化 锡和氧化铟的总量优选为〇. 5重量%~5. 5重量%,更优选为1~4重量%,进一步优选为 2~4重量%。通过将各IT0层的锡量设为上述范围内,从而能够制作电阻率小的透明导电 膜。
[0109] 透明导电层3的厚度(层叠结构的情况下为总厚度)优选为15nm以上且40nm以 下,更优选为15nm以上且35nm以下,进一步优选为15nm以上且不足30nm。通过设为前述 范围,可以适宜地应用于触摸面板用途。
[0110] 透明导电层3优选直接形成在第三底涂层23上。根据前述构成,层间密合性提高, 并且,由于直接地反映Si02膜的强度,因此能够提高透明导电层的耐擦伤性。
[0111] 需要说明的是,根据本发明人等的研究可知,存在底涂层的密度越高,透明导电性 薄膜中的透明导电层的耐擦伤性越提高的倾向。其理由尚不清楚,但可如下推测。可以认 为,对透明导电性薄膜产生物理性的接触时,有时透明导电层发生变形。产生变形时,透明 导电层中产生变形应力,导致透明导电层中的划痕、裂纹的产生。因此,对于耐擦伤性的提 高而言,使透明导电层不易发生这种变形变得重要。在此,可以认为,在透明导电层下方夹 设有底涂层时,通过基于该底涂层的强度的加强效果,能够抑制透明导电层的变形。因此, 通常底涂层的强度与密度有关,因此能够得到比高密度的底涂层的水平更高的加强效果, 能够提尚耐f祭伤性。
[0112] 透明导电层3的形成方法没有特别限定,可以根据形成透明导电层3的材料、所需 的膜厚而采用适当的方法。从膜厚的均匀性、成膜效率的观点出发,可以适宜地采用化学气 相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)等真空成膜法。其中,优选真空蒸镀法、溅射法、离 子镀法、电子束蒸镀法等物理气相沉积法,特别优选溅射法。
[0113] 从获得长条状的层叠体的观点出发,透明导电层3的成膜优选一边通过例如辊对 辊法等输送薄膜基材一边进行。
[0114] 作为溅射靶,可以适宜地使用具有上述IT0组成的靶。溅射成膜时,首先,进行排 气直至溅射装置内的真空度(极限真空度)优选达到IX10 3Pa以下、更优选达到IX104Pa 以下,设为去除了溅射装置内的水分、自基材产生的有机气体等杂质的气氛。这是因为,水 分、有机气体的存在会使溅射成膜中产生的悬挂键终结,妨碍IT0等导电性氧化物的晶体 生长。
[0115] 在如此进行了排气的溅射装置内,导入Ar等非活性气体以及根据需要的作为反 应性气体的氧气等,一边输送基材,一边在IPa以下的减压下进行溅射成膜。成膜时的压力 优选为〇. 〇5Pa~IPa,更优选为0.IPa~0. 7Pa。若成膜压力过高,则存在成膜速度下降的 倾向,相反若压力过低,则存在放电变得不稳定的倾向。
[0116] 对IT0膜进行溅射成膜时的基材温度优选为-KTC~190°C,更优选为-10°C~ 150。。。
[0117] 在薄膜基材1的与透明导电层3形成面相反侧的面上,根据需要也可以设有硬涂 层、易粘接层、防粘连层等。
[0118] 实施例
[0119] 以下,使用实施例对本发明进行详细说明,但本发明只要不超出其主旨就不受以 下实施例的限定。另外,各例中,份只要没有特别限定则均为重量基准。
[0120] (实施例1)
[0121] (第一底涂层的形成)
[0122] 以使固体成分浓度成为5重量%的方式利用甲基异丁基酮(MIBK)对将丙烯酸类 树脂和氧化锆颗粒(平均粒径20nm)混合而成的UV固化型树脂组合物进行稀释。将得到的 稀释组合物涂布在厚度100ym的包含PET薄膜(三菱树脂制造,商品名"Diafoil")的高 分子薄膜基材的一个主表面上并干燥,通过照射UV使其固化,形成了膜厚0. 5ym(500nm) 的有机底涂层。
[0123] (第二底涂层和第三底涂层的形成)
[0124] 在上述有机底涂层上,通过使用了AC/MF电源的溅射法,依次形成第二底涂层和 第三底涂层。关于第二底涂层,在导入有Ar的气压0.3Pa的真空气氛中,利用阻抗控制一 边导入02(Ar:02= 100:1) -边溅射Si靶(三井金属矿业株式会社制造),由此形成在第 一底涂层上。得到的第二底涂层是厚度2nm的SiOx(x= 1. 5)层。关于第三底涂层,在导入 Ar而设为0. 2Pa的真空气氛中,利用阻抗控制一边导入02(Ar:02= 100 : 40) -边派射Si革巴 (三井金属矿业株式会社制造),由此形成在前述第二底涂层上。得到的第三底涂层是厚度 23nm的Si02膜。
[0125](透明导电层的形成)
[0126] 进而,在上述第三底涂层上,使用10重量%的氧化锡和90重量%的氧化铟的烧结 体作为靶,在Ar:02 = 99:1的气压0. 3Pa的真空气氛下,利用将水平磁场设为30mT的DC磁 控溅射法,形成由厚度23nm的铟-锡复合氧化物层构成的第一透明导电层。接着,在前述 第一透明导电膜上,使用3重量%的氧化锡和97重量%的氧化铟的烧结体作为靶,在Ar: 02 =99:1的气压0. 3Pa的真空气氛下,利用将水平磁场设为30mT的DC磁控溅射法,形成由 厚度2nm的铟-锡复合氧化物层构成的第二透明导电层。如此操作,制作包含2层结构且 非晶质的透明导电层的透明导电性薄膜。所制作的透明导电性薄膜在150°C的热风烘箱中 加热45分钟,进行透明导电层的
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