透明导电性薄膜的制作方法

文档序号:11451985研发日期:2015年阅读:341来源:国知局
技术简介:
本专利针对透明导电性薄膜在高温高湿环境下层间密合性差及光学性能劣化的问题,提出通过设置1.5-8nm防剥离层与10-25nm光学调整层的复合结构,实现高透过率(Y≥88.0)与低反射色差(ΔE≤7.0)的协同优化。该设计有效平衡了层间粘附性与光学特性,解决了传统结构中因材料厚度或组成不当导致的密合性下降和图案易识别的矛盾,适用于触摸面板等精密电子器件。
关键词:透明导电性薄膜,防剥离层,光学调整层

本发明涉及透明导电性薄膜。



背景技术:

以往以来已知有透明导电性薄膜(例如专利文献1:日本特许第4214063号)。透明导电性薄膜是在基材薄膜上层叠透明导电层等而得到的。透明导电性薄膜被广泛用于触摸面板、液晶显示器。近年来,使用透明导电性薄膜的触摸面板、液晶显示器被广泛用于例如车载导航之类的车载设备中。因此,透明导电性薄膜被暴露于比以往更严酷的环境(高温、高湿、直射日光、强的振动等)中。

图4为以往的透明导电性薄膜40的示意图。在以往的透明导电性薄膜40中,在透明的基材薄膜41的一个主面上形成有防剥离层42、在防剥离层42上形成有光学调整层43、进而在光学调整层43上形成有透明导电层44。由于透明导电层44进行了图案化,因此存在具有透明导电层44的图案部45和不具有透明导电层44的非图案部46。在非图案部46,光学调整层43露出。通过在基材薄膜41与光学调整层43之间夹着防剥离层42,从而基材薄膜41与光学调整层43的密合性提高。防剥离层42例如由钯(pd)形成。光学调整层43例如由二氧化硅(sio2)形成。

若将透明导电性薄膜暴露于比以往更严酷的环境(高温、高湿、直射日光、强的振动等),则以往的透明导电性薄膜40难以获得基材薄膜41与光学调整层43的充分的密合性。如果增厚防剥离层42,则密合性会变高,但有光学特性(透过率、透明导电层的图案视觉识别性等)的水平降低的担心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第4214063号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明的目的在于,实现以高水平维持光学特性(透过率、透明导电层的图案视觉识别性等)、并且即使在高温高湿环境下基材薄膜与光学调整层的密合性也高的透明导电性薄膜。

用于解决问题的方案

本发明人等对上述问题进行了深入研究,结果发现,利用如下的透明导电性薄膜能够解决上述问题,从而完成了本发明,所述透明导电性薄膜具备:层叠于基材薄膜的主面上的特定厚度的防剥离层、和层叠于防剥离层上的光学调整层,从透明导电层侧测定的透过y值、以及图案部与非图案部的反射色差δe为特定范围。

(1)本发明的透明导电性薄膜具备透明的基材薄膜、层叠于基材薄膜的一个主面上的防剥离层、层叠于防剥离层上的光学调整层、以及层叠于光学调整层上的透明导电层(图1)。防剥离层包含无机物,光学调整层包含无机氧化物。透明导电层具有图案。图案包括存在透明导电层的图案部和不存在透明导电层的非图案部。防剥离层的厚度为1.5nm~8nm。从透明导电层侧测定的透过y值为88.0以上。图案部与非图案部的反射色差δe为7.0以下。反射色差δe基于jisz8730、由下述式(1)表示。

δe=[(l*1-l*2)2+(a*1-a*2)2+(b*1-b*2)2]0.5...(1)

式(1)中,l*1表示图案部的反射l*值、l*2表示非图案部的反射l*值,a*1表示图案部的反射a*值、a*2表示非图案部的反射a*值,b*1表示图案部的反射b*值、b*2表示非图案部的反射b*值。

(2)本发明的透明导电性薄膜中,光学调整层的厚度为10nm~25nm。

(3)本发明的透明导电性薄膜中,防剥离层包含非化学计量组成(non-stoichiometric)的无机化合物。

(4)本发明的透明导电性薄膜中,防剥离层包含硅原子。

(5)本发明的透明导电性薄膜中,防剥离层包含硅化合物。

(6)本发明的透明导电性薄膜中,在防剥离层包含硅原子(si)时,防剥离层包含si2p轨道的结合能为98.0ev以上且不足103.0ev的区域。

(7)本发明的透明导电性薄膜中,防剥离层包含硅氧化物。

(8)本发明的透明导电性薄膜中,基材薄膜的主面内的热收缩率为-0.5%~+1.5%。

(9)本发明的透明导电性薄膜中,在基材薄膜与防剥离层之间进而具有硬涂层(图2)。

(10)本发明的透明导电性薄膜中,硬涂层的折射率为1.60~1.70、厚度为250nm~2000nm。

(11)本发明的透明导电性薄膜中,硬涂层包含氧化锆zro2、二氧化硅sio2、氧化钛tio2、氧化锡sno2、氧化铝al2o3中的任一种或者它们中的2种以上无机微粒。

(12)本发明的透明导电性薄膜中,在基材薄膜的与透明导电层处于相反侧的主面还具有功能层(图3)。

(13)本发明的透明导电性薄膜中,功能层由抗粘连硬涂层构成。

发明的效果

通过本发明,实现了以高水平维持光学特性(透过率、透明导电层的图案视觉识别性等)、并且即使在高温高湿环境下基材薄膜与透明导电层等的密合性也高的透明导电性薄膜。

附图说明

图1为本发明的透明导电性薄膜的第1实施方式的示意图。

图2为本发明的透明导电性薄膜的第2实施方式的示意图。

图3为本发明的透明导电性薄膜的第3实施方式的示意图。

图4为以往的透明导电性薄膜的示意图。

具体实施方式

[透明导电性薄膜]

图1为本发明的透明导电性薄膜的第1实施方式的示意图。在透明导电性薄膜10中,在透明的基材薄膜11的一个主面上层叠有防剥离层12,在防剥离层12上层叠有光学调整层13。进而在光学调整层13上层叠有透明导电层14。由于透明导电层14进行了图案化,因此在图案部15有透明导电层14,在非图案部16没有透明导电层14、且光学调整层13露出。通过在基材薄膜11与透明导电层14之间设置防剥离层12及光学调整层13,从而能够抑制透明导电性薄膜10的透过率、图案部15与非图案部16的色差,在安装于触摸面板时可得到良好的光学特性。

图2为本发明的透明导电性薄膜的第2实施方式的示意图(在相当于与图1相同的构成的部分中使用相同的符号)。在透明导电性薄膜20中,在透明的基材薄膜11的一个主面上层叠有硬涂层18。硬涂层18可以包含无机微粒21。硬涂层18具有防止擦伤透明导电性薄膜10的表面的功能(耐擦伤性)。在硬涂层18上层叠有防剥离层12,在防剥离层12上层叠有光学调整层13。进而在光学调整层13上层叠有透明导电层14。透明导电层14进行了图案化,在图案部15有透明导电层14,但在非图案部16没有透明导电层14、且光学调整层13露出。

图3为本发明的透明导电性薄膜的第3实施方式的示意图(在相当于与图1相同的构成的部分中使用相同的符号)。在透明导电性薄膜30中,在透明的基材薄膜11的一个主面上层叠有防剥离层12,在防剥离层12上层叠有光学调整层13。进而在光学调整层13上层叠有透明导电层14。透明导电层14进行了图案化,在图案部15有透明导电层14,但在非图案部16没有透明导电层14、且光学调整层13露出。在基材薄膜11的与透明导电层14处于相反侧的主面上进而层叠有功能层31。

作为功能层31,例如可列举出抗粘连涂层。抗粘连涂层具有在将长条的透明导电性薄膜30卷绕成卷状时防止相邻的透明导电性薄膜30在卷的径向固着(粘连)的功能。

[基材薄膜]

基材薄膜11例如包含由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等形成的聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、玻璃纸薄膜、二乙酸纤维素薄膜、三乙酸纤维素薄膜、乙酸纤维素丁酸酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚偏氯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚砜薄膜、聚醚醚酮薄膜、聚醚砜薄膜、聚醚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺薄膜、氟树脂薄膜、聚酰胺薄膜、丙烯酸类树脂薄膜、降冰片烯系树脂薄膜、环烯烃树脂薄膜等塑料薄膜。材料不限定于这些,透明性、耐热性及机械特性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯特别优选。

基材薄膜11的厚度例如为20μm以上且300μm以下,但厚度不特别限定于此。其中,基材薄膜11的厚度不足20μm时,有处理变困难的担心。另外,基材薄膜11的厚度超过300μm时,有时会产生安装于触摸面板等时透明导电性薄膜10、20、30的厚度过大的问题。

虽未进行图示,但基材薄膜11可以在透明导电层14侧的面具备例如易粘接层、底涂层。易粘接层具有提高基材薄膜11与防剥离层12或硬涂层18的密合性的功能。底涂层具有调整基材薄膜11的反射率的功能。

基材薄膜11的主面内的热收缩率优选-0.5%~+1.5%、更优选-0.5%~+1.0%、进一步优选-0.5%~+0.7%、最优选-0.5%~+0.5%。基材薄膜11的热收缩率超过1.5%时,例如有如下担心:如使透明导电层14加热·结晶时那样对基材薄膜11施加热时,基材薄膜11大幅收缩,从而会对各层施加过度的压缩应力,从而各层容易剥离。需要说明的是,透明导电性薄膜10、20、30的热收缩率实质上与基材薄膜11的热收缩率相同。

通过卷对卷(roll-to-roll)型溅射装置输送基材薄膜11的情况下,为了使基材薄膜11的热收缩率不过度上升,在溅射时,将成膜辊的表面温度优选设为-20℃~100℃、更优选设为-20℃~50℃、进一步优选设为-20℃~0℃。通常,边进行加热利用成膜辊对基材薄膜11边进行拉伸输送时,有基材薄膜11的热收缩率变高的倾向。为了使基材薄膜11的热收缩率不升高,优选边利用成膜辊对基材薄膜11进行冷却边进行溅射。

[防剥离层]

通过在基材薄膜11(或硬涂层18)与光学调整层13之间形成防剥离层12,能够提高基材薄膜11(或硬涂层18)与光学调整层13的密合性。

防剥离层12含有无机物,优选的是由无机物单质、无机化合物等无机物形成,进一步优选的是由无机化合物形成。作为防剥离层12中所含有的无机原子,例如可列举出:硅(si)、铌(nb)、钯(pd)、钛(ti)、铟(in)、锡(sn)、镉(cd)、锌(zn)、锑(sb)、铝(al)、钨(w)、钼(mo)、铬(cr)、钽(ta)、镍(ni)、铂(pt)、金(au)、银(ag)、铜(cu)等金属,优选可列举出硅(si)。

具体而言,防剥离层12由硅单质或硅化合物形成,从透明性的观点出发,优选由硅化合物形成。另外,无机化合物优选由非化学计量组成(non-stoichiometric)的无机化合物构成。

作为非化学计量组成的无机化合物,例如可列举出:硅氮化物(例如sinx、0.1≤x<1.3)等无机氮化物、硅碳化物(例如sicx、0.1≤x<1.0)等无机碳化物、硅氧化物(例如siox、0.1≤x<2.0)等无机氧化物等,优选由硅氧化物(例如siox、0.1≤x<2.0)构成。这些无机化合物可以为单一组成,也可以为多种组成的混合物。

防剥离层12由非化学计量组成(non-stoichiometric)的例如硅化合物形成的情况下,通过将si2p轨道的结合能调整至适当范围,与化学计量组成(stoichiometric)时(例如二氧化硅sio2)相比,防剥离功能提高。

防剥离层12可以是包含2种以上前述金属的合金。但是,通过选择与光学调整层13相同种类的金属作为防剥离层12,能够进一步提高防剥离层12与光学调整层13之间的密合性。因此,防剥离层12理想的是与光学调整层13相同种类的金属。作为那样的相同种类的金属的例子,可列举出防剥离层12为硅(si)化合物、光学调整层13为二氧化硅(sio2)的情况。

防剥离层12的厚度优选为1.5nm~8nm。通过使防剥离层12的厚度为1.5nm~8nm,从而能兼顾良好的光学特性和高的密合性。防剥离层12的厚度不足1.5nm时,有变得难以形成连续薄膜、由防剥离层12带来的密合性提高不充分的担心。防剥离层12的厚度超过8nm时,会发生由防剥离层12内的自由电子导致的光的反射·吸收,结果有透过y值变低、处于透明导电性薄膜10、20、30下的液晶面板等的显示变得难以看到、视觉识别性降低的担心。

防剥离层12可以通过溅射法、蒸镀法、cvd法等形成,但制法不特别限定于此。其中,从膜的致密性、生产率的观点出发,优选溅射法。通过溅射法使防剥离层12成膜的情况下,例如通过在导入了氩气的0.2pa~0.5pa的真空气氛下、施加例如功率密度为1.0w/cm2的功率并对金属靶进行溅射,可以获得防剥离层12。形成由金属单质形成的防剥离层12时,优选在不导入氧等反应性气体的情况下进行成膜。

防剥离层12的厚度可以使用在截面方向拍摄的透射型电子显微镜(tem)图像进行测定。在截面tem图像中,在防剥离层12与光学调整层13之间产生对比度差异。其中,防剥离层12薄的情况下、将防剥离层12的元素与光学调整层13的元素设为同种元素的情况下,有时对比度的差异不明显。

即使在那样的情况下,若通过使用了基于氩气的溅射蚀刻的x射线光电子能谱法(xps:x-rayphotoelectronspectroscopy、别名esca:化学分析光电子能谱法(electronspectroscopyforchemicalanalysis))进行元素的结合能的深度分布(depthprofile),则会在防剥离层12和光学调整层13中产生结合能差异,由此能够确认防剥离层12的存在。

防剥离层12含有硅原子(si)的情况下,防剥离层12的通过x射线光电子能谱法求出的si2p轨道的结合能例如为98.0ev以上,优选为99.0ev以上、更优选为100.0ev以上、进一步优选为102.0ev以上,另外,例如不足104.0ev、优选不足103.0ev、更优选为102.8ev以下。通过选择si2p轨道的结合能为上述范围的防剥离层12,能够使防剥离层12的密合性更良好。特别是使防剥离层12的结合能为99.0ev以上且不足103.0ev时,防剥离层12含有非化学计量组成(non-stoichiometric)的硅化合物,因此能够维持良好的透光率、并且更可靠地提高密合性。需要说明的是,防剥离层12内部的厚度方向的结合能的分布可以具有从防剥离层12侧向光学调整层13侧逐渐变高的梯度。

在结合能的测定中,在防剥离层12上层叠有光学调整层13等层的情况下,通过x射线光电子能谱法对深度分布(测定间距以sio2换算为每隔1nm)进行测定,结合能连续变化的情况下,采用距防剥离层12的基材薄膜11侧的终端部1nm以上的上侧处(优选为距防剥离层12的基材薄膜11侧的终端部1nm的上侧处)的结合能值。需要说明的是,构成防剥离层12与光学调整层13的无机原子相同的情况下(例如防剥离层12为硅(si)化合物、光学调整层13为二氧化硅sio2的情况下),包括光学调整层13在内,将无机原子(si)的元素比率相对于峰值为半值的深度位置作为防剥离层12的终端部。

[光学调整层]

通过在透明导电层14下形成光学调整层13,从而能够减小透明导电层14的图案部15与非图案部16的反射率的差(反射色差δe),能够使透明导电层14的图案(未图示)不易被视觉识别。另外,光学调整层13也具有抑制自基材薄膜11产生的水分等气体(释气)侵入至透明导电层14侧、防止由释气导致的透明导电层14的膜质劣化的阻气功能。因此有时也将光学调整层13称为阻气层。

光学调整层13主要由金属的氧化物形成。作为使用的金属种类,可以是与形成防剥离层12的金属相同种类的金属,也可以是不同种类的金属。但是,为了提高光学调整层13与防剥离层12的密合性,更优选由相同种类的金属的氧化物形成。例如,防剥离层12由硅(si)或其化合物形成时,光学调整层13优选由二氧化硅(sio2)形成。另外防剥离层12由铌(nb)或其化合物形成时,光学调整层13优选由氧化铌(nb2o5)形成。另外防剥离层12由钯(pd)或其化合物形成时,光学调整层13优选由氧化钯(pdo)形成。通过使光学调整层13由形成防剥离层12的金属的氧化物形成,从而防剥离层12与光学调整层13之间的密合性会进一步提高。

光学调整层13的材质可以选自二氧化硅(sio2)、氧化铌(nb2o5)、氧化锌(zno)、氧化铈(ceo2)、氧化铝(al2o3)、氧化钛(tio2)等透明的金属氧化物,但并不特别限定于这些。由于对透明导电层14进行图案化时大多使用酸性溶液,因此光学调整层13优选为耐酸性的材质。

光学调整层13的厚度优选为10nm~25nm。光学调整层13的厚度不足10nm时,有时透明导电性薄膜10的耐擦伤性不足。光学调整层13的厚度超过25nm时,有图案部15与非图案部16的反射色差δe变大、透明导电层14的图案(未图示)变得容易视觉识别的担心。

光学调整层13可以通过溅射法、蒸镀法、cvd法等在防剥离层12上形成,但制法不特别限定于此。光学调整层13优选通过干法、特别优选通过溅射法进行成膜。通常利用溅射法时,在干法之中也能够稳定地获得特别致密的膜。通常由于溅射法与例如真空蒸镀法相比,形成的膜的密度高,因此能够制成阻气性优异的膜。

将光学调整层13成膜时的溅射气体(通常氩气)的压力优选0.09pa~0.5pa、更优选0.09pa~0.3pa。通过使溅射气体的压力为上述的范围,从而能够形成更致密的膜,容易获得良好的阻气性。溅射气体的压力超过0.5pa时,有不能获得致密的膜、不能获得良好的阻气性的担心。溅射气体的压力低于0.09pa时,有放电变得不稳定、在光学调整层13产生空隙的担心。

通过溅射法将光学调整层13成膜的情况下,通过采用反应性溅射法,能够有效地实现光学调整层13的成膜。例如通过在溅射靶使用硅(si)、导入氩气作为溅射气体、相对于氩气导入10压力%~50压力%的氧气作为反应性气体,能得到阻气性高的二氧化硅(sio2)膜。

通过溅射法将光学调整层13成膜时,优选将对靶施加的功率的密度设为1.0w/cm2~6.0w/cm2。功率密度超过6.0w/cm2时,有光学调整层13的表面粗糙度(例如算术平均粗糙度ra)变大、透明导电层14的表面电阻上升的担心。相反,功率密度低于1.0w/cm2时,成膜速率会降低,因此变得难以确保生产率。

[透明导电层]

透明导电层14例如由铟锡氧化物(ito:indiumtinoxide)、铟锌氧化物(izo:indiumzincoxide)、铟镓锌氧化物(igzo:indiumgalliumzincoxide)等形成,材质不限定于此。透明导电层14可以通过溅射法、蒸镀法、cvd法等在光学调整层13上形成,但制法不限定于此。

在透明导电层14中使用铟锡氧化物(ito)时,透明导电层14中的氧化锡(sno2)的量相对于氧化锡及氧化铟(in2o3)的总量优选为0.5重量%~15重量%、更优选为3重量%~15重量%、进一步优选为5重量%~13重量%。氧化锡不足0.5重量%时,有透明导电层14的表面电阻值变高的担心,氧化锡超过15重量%时,有透明导电层14的面内的表面电阻值的均匀性丧失的担心。需要说明的是,铟锡氧化物中还可以包含除氧化锡和氧化铟以外的成分,例如锌(zn)、镓(ga)、钛(ti)、镁(mg)、铝(al)、金(au)、银(ag)、铜(cu)等。

低温下形成的透明导电层14(例如铟锡氧化物层)为非晶质,通过对其进行加热处理,能够从非晶质转化为结晶质。透明导电层14通过转化为结晶质,表面电阻值变低。

透明导电层14的算术平均粗糙度ra优选为0.1nm以上且1.6nm以下。透明导电层14的算术平均粗糙度ra超过1.6nm时,有透明导电层14的表面电阻值上升的担心。透明导电层14的算术平均粗糙度ra不足0.1nm时,有通过光刻对透明导电层14进行图案化时光致抗蚀剂与透明导电层14的密合性降低、引起由光致抗蚀剂的剥离导致的蚀刻不良的担心。

透明导电层14的厚度优选为15nm以上且40nm以下。通过使透明导电层14的厚度为前述的范围,能够适当地将透明导电性薄膜10、20、30应用于触摸面板。透明导电层14的厚度不足15nm时,有表面电阻值上升、产生触摸面板的误动作的担心。透明导电层14的厚度超过40nm时,有透明导电性薄膜10、20、30的光的透过率降低、由内部应力上升导致透明导电层14产生裂纹的担心。透明导电层14可以为2层以上的透明导电膜层叠而成的层叠膜。

[硬涂层]

硬涂层18由有机树脂形成,具有防止在透明导电性薄膜20上产生划痕而使形成于透明导电层14上的布线图案发生断线、短路的功能(耐擦伤性)。硬涂层18中也可以含有无机微粒21。通过使无机微粒21分散于硬涂层18,能够调整硬涂层18的折射率,能够提高透明导电性薄膜20的透过率。或者能够使透明导电性薄膜20的反射色相更接近非彩色(neutral)。

对硬涂层18中所含有的无机微粒21的材料、尺寸没有特别限定。作为无机微粒21,例如可列举出:氧化锆zro2、二氧化硅sio2、氧化钛tio2、氧化锡sno2、氧化铝al2o3等的微粒等。无机微粒21的颗粒尺寸(平均粒径)优选10nm~80nm、更优选20nm~40nm。颗粒尺寸低于10nm时,有颗粒不能均匀地分散于树脂内的担心,超过80nm时,有在表面产生凹凸、透明导电层14的表面电阻值上升的担心。对于硬涂层18,例如可以将含有无机微粒21的有机树脂(例如丙烯酸类树脂)涂布在基材薄膜11上并干燥来形成,但材料、制法不限定于此。

硬涂层18的厚度优选为250nm~2000nm。硬涂层18的厚度不足250nm时,有耐擦伤性不足的担心。硬涂层18由于含有气体远远多于基材薄膜11,因此硬涂层18的厚度超过2000nm时,有硬涂层18的含有气体(例如水分)的量变得过多、因自硬涂层18放出的气体(释气)的影响而阻碍透明导电层14的结晶化的担心。对硬涂层18的折射率没有特别限定,优选为1.60~1.70。硬涂层18的折射率不在该范围(1.60~1.70)时,有形成于透明导电层14的布线图案(未图示)变得容易被视觉识别的担心。硬涂层18的折射率通过阿贝折射计来测定。

[透明导电性薄膜的光学特性]

[透过y值]

透过y值由jisz8701规定,表示透明导电性薄膜10、20、30的光的透过率。本发明的透明导电性薄膜10、20、30由于从透明导电层14侧测定的透过y值为88.0以上,因此有处于透明导电性薄膜10、20、30的下侧的液晶面板等的显示容易被看见的特征。透过y值不足88.0时,有处于透明导电性薄膜10、20、30的下侧的液晶面板等的显示不容易看见的担心,因此不是理想的。

[反射色差δe]

反射色差δe表示图案部15的反射色与非图案部16的反射色的差。反射色差δe使用jisz8729中规定的l*值、a*值、b*值,由下式(1)表示。

δe=[(l*1-l*2)2+(a*1-a*2)2+(b*1-b*2)2]0.5...(1)

式(1)中,l*1表示图案部15的反射l*值、l*2表示非图案部16的反射l*值,a*1表示图案部15的反射a*值、a*2表示非图案部16的反射a*值,b*1表示图案部15的反射b*值、b*2表示非图案部16的反射b*值。通常δe较大时,容易清晰地视觉识别出图案部·非图案部的边界。

本发明的透明导电性薄膜10、20、30由于图案部15与非图案部16的反射色差δe为7.0以下,因此具有形成于透明导电层14的布线图案(未图示)不易被视觉识别的特征。图案部15与非图案部16的反射色差δe超过7.0时,有透明导电层14的图案变得可被视觉识别的担心,因此是不理想的。

[实施例及比较例]

为了详细地对本发明的透明导电性薄膜进行说明而对实施例进行说明,但本发明不限定于这些记载。

[实施例1]

实施例1的层构成为图2中所示。基材薄膜11为厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜。硬涂层18为包含平均粒径20nm(最大粒径不足100nm)的氧化锆(zro2)颗粒的厚度300nm的丙烯酸类树脂层。防剥离层12由非化学计量组成的硅(si)化合物形成,通过溅射形成,厚度为2.5nm。光学调整层13由二氧化硅(sio2)形成,通过溅射形成,厚度为14nm。透明导电层14由铟锡氧化物(ito)层形成,厚度为20.5nm。

[硬涂层的形成]

将包含丙烯酸类树脂和氧化锆(zro2)颗粒(平均粒径20nm)的紫外线(uv)固化型树脂组合物以固体成分浓度成为5重量%的方式用甲基异丁基酮(mibk)进行稀释。将所得稀释组合物涂布在厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基材薄膜11(三菱树脂株式会社制、商品名“diafoil”)的一个主面上并使其干燥。接着对稀释组合物照射紫外线而使其固化,形成厚度300nm的硬涂层18。卷绕形成有硬涂层18的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜11,制作聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜卷。

[防剥离层及光学调整层的形成]

使用卷对卷型溅射装置形成防剥离层12及光学调整层13(及后述的透明导电层14)。将具有硬涂层18的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜卷设置在溅射装置的供给部,在1×10-4pa以下的真空状态下保存15小时。然后,从供给部输出基材薄膜11,并向成膜辊卷绕基材薄膜11,首先,将防剥离层12连续成膜,接着将光学调整层13连续成膜。此时成膜辊的表面温度设为0℃。

[防剥离层]

将卷对卷型溅射装置的成膜槽设为压力0.3pa的氩气气氛,投入1.0w/cm2的功率,对硅(si)靶(住友金属矿山株式会社制)进行溅射,得到厚度2.5nm的防剥离层12(硅化合物(si2p轨道的结合能102.4ev))。需要说明的是,在不向真空气氛中导入氧气的情况下进行成膜。

另外,对在与上述同样的成膜条件下仅层叠10nm的防剥离层而得到的样品的透过y值进行测定。结果确认了透过y值比成膜前降低2.8。由此确认了防剥离层的厚度上限值为8nm是适当的。

[光学调整层]

使成膜槽成为0.2pa的氩气气氛,边通过阻抗控制导入氧气边投入3.5w/cm2的功率,对硅(si)靶(住友金属矿山株式会社制)进行溅射,得到厚度14nm的光学调整层13(二氧化硅(sio2)层)。

[透明导电层的形成]

接着将光学调整层13成膜后的基材薄膜11卷绕到成膜辊上,将透明导电层14成膜。需要说明的是,此时成膜辊的温度设为0℃。将透明导电层14成膜时,设为氩气:氧气的压力比为99:1、全部气体压力为0.3pa的溅射气氛,投入1.0w/cm2的功率。在该条件下,对由10重量%的氧化锡和90重量%的氧化铟的烧结体形成的铟锡氧化物靶进行溅射,形成了厚度20.5nm的透明导电层14(铟锡氧化物ito)。然后在收纳辊上卷取基材薄膜11,完成透明导电性薄膜卷。

[实施例2]

将光学调整层13的厚度设为17nm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作实施例2的透明导电性薄膜。

[实施例3]

将光学调整层13的厚度设为20nm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作实施例3的透明导电性薄膜。

[实施例4]

将防剥离层12、光学调整层13、透明导电层14成膜时的成膜辊的温度设为40℃,除此以外,与实施例1同样地操作,制作透明导电性薄膜。

[实施例5]

将防剥离层、光学调整层、透明导电层成膜时的成膜辊的表面温度设为100℃,除此以外,与实施例1同样地操作,制作透明导电性薄膜。

[比较例1]

将防剥离层的厚度设为1nm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例1的透明导电性薄膜。

[比较例2]

将防剥离层的厚度设为10nm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例2的透明导电性薄膜。

[比较例3]

将光学调整层的厚度设为30nm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例3的透明导电性薄膜。

[比较例4]

在与光学调整层相同的条件下将厚度2.5nm的防剥离层成膜(即将化学计量组成的二氧化硅sio2层成膜),除此以外,与实施例1同样地操作,将比较例4的透明导电性薄膜成膜。

表1中示出透明导电性薄膜的实施例1~5及比较例1~4的构成和特性。

[表1]

[剥离]

根据旧jisk5400,对实施例及比较例的剥离进行研究。首先将样品在温度85℃、相对湿度85%的恒温恒湿室中保存240小时。接着从恒温恒湿室取出样品,切入间距为1mm的10个方格×10个方格=100个方格的半切割的切口,对发生剥离的方格的个数进行研究。在实施例1~4、比较例2、3中,未发生剥离。实施例5中,100个方格中仅3个方格发生剥离。比较例1、4中,发生15个以上的多个剥离。剥离是在硬涂层与防剥离层之间发生。

推定比较例1中发生较多剥离的原因是,防剥离层的厚度过薄,未将防剥离层的结合能保持为较低。推定比较例4中发生较多剥离的原因是,由于一边导入氧气一边将防剥离层(sio2)成膜,因此结合能未在最佳范围。

[热收缩率]

基材薄膜的热收缩率与成膜辊的表面温度有强的正相关。即,成膜辊的表面温度为0℃时(实施例1~3、比较例1~4),基材薄膜的热收缩率为0.30%。成膜辊的表面温度为40℃时(实施例4),基材薄膜的热收缩率为0.70%。成膜辊的表面温度为100℃时(实施例5),基材薄膜的热收缩率为1.20%。

[透过y值]

对实施例及比较例的透过y值进行测定。透过y值理想的为88.0以上,除了比较例2以外均满足这点。推定比较例2的透过y值小的原因是防剥离层的厚度过厚。防剥离层的厚度厚时,会发生金属反射、吸收,因此透过y值变小。

[反射色差δe值]

对实施例及比较例的反射色差δe值进行测定。为了使透明导电层的图案不能被视觉识别,反射色差δe值理想的是7.0以下,除了比较例3以外,均满足这点。推定比较例3的反射色差δe值大的原因是光学调整层的厚度过厚。

[图案视觉识别性]

对实施例及比较例的图案视觉识别性进行测定。对于图案视觉识别性,理想的是不能视觉识别透明导电层的图案。表1中,○标记表示图案视觉识别性良好,×标记表示图案视觉识别性不良。对于比较例2,透明导电层的图案不能被视觉识别是与实施例同等的。但是,由于防剥离层厚,因此透过y值变低,液晶面板的视觉识别性低。因此,判断为比较例2的图案视觉识别性差。对于比较例3,由于光学调整层厚,因此反射色差δe值变高,透明导电层的图案可被视觉识别,因此判断为图案视觉识别性差。

[综合评价]

对于考虑了透明导电性薄膜的层间密合性和布线图案视觉识别性的综合评价,实施例1~4判断为良好(○标记)、实施例5判断为实用上没有问题的水平(△)、比较例1~4判断为不良(×标记)。

[测定方法]

[厚度]

使用透射型电子显微镜(日立制作所制hf-2000),观察透明导电性薄膜的截面,对防剥离层、光学调整层、透明导电层等的厚度进行测定。

[透过y值]

对于透过y值,如下地进行测定。测定装置使用dot-3(村上色彩技术研究所制)或其同等机型。从透明导电体的透明导电层侧入射光,得到透射光谱。由透射光谱算出透过y值。此时,使用光源为jisz8716中规定的d65光源,视角设为2°视场。需要说明的是,透明导电层为非晶质的情况下,例如可以通过150℃、1小时等的热处理转化为结晶质后进行测定。

[反射色差δe]

对于反射色差δe,如下地进行测定。首先,对图案部进行测定。使透明导电性薄膜的与透明导电层相反的面与黑胶带等吸收体贴合,使得测定不到来自背面的反射。使用日立制作所制u-4100(+积分球单元)或其同等的反射率测量仪对反射率光谱进行测定。反射率光谱的测定条件如下。

·数据模式:%r

·测定范围:380nm~780nm

·扫描速度:600nm/分钟

·狭缝:4nm

·采样间隔:5nm

·光源d65、视场:2°视场

需要说明的是,透明导电层为非晶质的情况下,例如可以通过150℃、1小时等的热处理将透明导电层转化为结晶质后对反射色差δe进行测定。接着进行非图案部的测定。将上述样品在50℃、10重量%的盐酸中浸渍1分钟,对透明导电层进行蚀刻。然后,与图案部同样地,进行反射光谱的测定,由所得反射光谱算出反射色差δe。

[热收缩率]

对透明导电性薄膜进行采样以成为机械方向(md:machinedirection)为100mm(将初始长度设为l1)、其正交方向(垂直方向(td:transversedirection))为100mm的正方形,将其在140℃、90分钟的条件下进行加热。对加热后的最大热收缩方向(实施例及比较例中为md方向)的样品长度(将加热后的长度设为l2)进行测定,根据“最大热收缩率(%)={(l1-l2)/l1}×100”的式子算出最大热收缩率。

[结合能]

对各实施例及比较例的透明导电性薄膜在下述条件下实施x射线光电子能谱法(xps;也称为esca),获得深度分布,求出防剥离层(自基材薄膜侧起厚度方向0~2nm的区域)中的si2p轨道的结合能。

测定装置:quantum2000、ulvac-phi,inc.制

x射线源:单色alkα

x-射线设置:15kv、30w

光电子出射角:相对于试样表面为45°

带电中和条件:电子中和枪和ar离子枪(中和模式)的组合使用

结合能:将c1s光谱的源自c-c键的峰校正为285.0ev(仅最表面)

ar离子枪的加速电压:1kv

ar离子枪的蚀刻速度:2nm/分钟(sio2换算)

蚀刻面积:2mm×2mm

[图案视觉识别性]

对于布线图案的视觉识别性,如下地进行评价。将透明导电性薄膜切成5cm×10cm的长方形。接着在前述的透明导电性薄膜的透明导电层的表面与短边平行地、以2mm间隔贴附宽度1mm的聚酰亚胺胶带成为条纹状。接着将前述的透明导电性薄膜在50℃、10质量%的盐酸中浸渍5分钟。由此得到具有条纹状的图案部的透明导电层的布线图案。接着剥离聚酰亚胺胶带,将透明导电性薄膜的没有透明导电层的一侧的面贴附在黑色板上,制成布线图案视觉识别性评价用样品。然后,目视观察布线图案并基于以下基准对图案视觉识别性进行评价。

(基准)

○:透明导电层的图案基本未被视觉识别。

×:透明导电层的图案容易被视觉识别。

产业上的可利用性

本发明的透明导电性薄膜的用途没有限制,特别适合用于触摸面板。

附图标记说明

10透明导电性薄膜

11基材薄膜

12防剥离层

13光学调整层

14透明导电层

15图案部

16非图案部

18硬涂层

20透明导电性薄膜

21无机微粒

30透明导电性薄膜

31功能层

40透明导电性薄膜

41基材薄膜

42防剥离层

43光学调整层

44透明导电层

45图案部

46非图案部

当前第1页1 2 
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!