CN114007856A - 透明导电性薄膜 - Google Patents
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Abstract
透明导电性薄膜1具备:透明薄膜基材2、和配置于透明薄膜基材2的厚度方向一个面的透明导电层3。透明导电层3的厚度为35nm以上。透明导电层3为结晶质。透明薄膜基材2的厚度方向一个面具有1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra。
Description
技术领域
本发明涉及透明导电性薄膜,详细而言,涉及适合用于光学用途的透明导电性薄膜。
背景技术
以往以来,使包含铟锡复合氧化物(ITO)的透明导电层形成为期望的电极图案的透明导电性薄膜被用于触摸面板等光学用途。
作为这样的透明导电性薄膜,提出了依次具备基板和由ITO形成且厚度为100nm的透明导电层的带透明导电膜的树脂薄膜(例如,参照专利文献1 的实施例1。)。
该带透明导电膜的树脂薄膜中,ITO的厚度为100nm而较厚,因此能够减小透明导电层的表面电阻值。
详细而言,表面电阻值通过使电阻率除以厚度来求出,但即使增大透明导电层的厚度,电阻率也不会变化,因此若厚度变大,则表面电阻值变小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-19478公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,存在如下的情况:即使增厚透明导电层,如果无法控制透明导电层的晶体生长,则电阻率变大。这样的话,由于电阻率变大,存在表面电阻值与预想的相比未充分降低的不良情况。
本发明提供一种即使增厚透明导电层,也具有低电阻率的透明导电性薄膜。
用于解决问题的方案
本发明[1]为一种透明导电性薄膜,其具备:透明薄膜基材、和配置于前述透明薄膜基材的厚度方向一个面的透明导电层,前述透明导电层的厚度为 35nm以上,前述透明导电层为结晶质,前述透明薄膜基材的前述厚度方向一个面具有1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra。
本发明[2]包含上述[1]所述的透明导电性薄膜,其中,前述透明导电层的电阻率不足2.2×10-4Ω·cm。
本发明[3]包含上述[2]所述的透明导电性薄膜,其中,前述透明导电层的表面电阻值为50Ω/□以下。
本发明[4]包含上述[1]~[3]中任一项所述的透明导电性薄膜,其中,前述透明导电层的电阻率相对于具有25nm的厚度的前述透明导电层的电阻率的比率(透明导电层的电阻率/具有25nm的厚度的透明导电层的电阻率)为1.05 以下。
本发明[5]包含上述[1]~[4]中任一项所述的透明导电性薄膜,其中,前述透明导电层为铟锡复合氧化物。
发明的效果
本发明的透明导电性薄膜中,透明导电层的厚度为35nm以上。
因此,能够减小透明导电层的表面电阻。
另外,透明导电层为结晶质。
因此,能够减小透明导电层的电阻率。
另外,透明薄膜基材的厚度方向一个面具有1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra。
因此,即使增厚透明导电层,也能够减小透明导电层的电阻率。
附图说明
图1示出本发明的透明导电性薄膜的一实施方式的截面图。
图2为示出ITO的晶体生长的示意图,图2的A示出透明薄膜基材的厚度方向一个面具有超过1.0nm的算术平均粗糙度Ra的情况下的ITO的晶体生长,图2的B示出透明薄膜基材的厚度方向一个面具有1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra的情况下的ITO的晶体生长。
图3示出图1所示的透明导电性薄膜的变形例的截面图。
具体实施方式
参照图1对本发明的透明导电性薄膜的一实施方式进行说明。
图1中,纸面上下方向为上下方向(厚度方向),纸面上侧为上侧(厚度方向一侧),纸面下侧为下侧(厚度方向另一侧)。另外,纸面左右方向及深度方向为与上下方向正交的面方向。具体而言,以各图的方向箭头为准。
1.透明导电性薄膜
透明导电性薄膜1呈具有规定的厚度的薄膜形状(包含片形状),具有沿与厚度方向正交的面方向延伸且平坦的上表面及平坦的下表面。透明导电性薄膜1例如为图像显示装置所具备的触摸面板用基材、电磁波屏蔽体等一个部件,即,不是图像显示装置。即,透明导电性薄膜1为用于制作图像显示装置等的部件,为不包含OLED模块等图像显示元件、以部件自身流通、产业上可利用的器件。
具体而言,如图1所示,透明导电性薄膜1朝向厚度方向一侧依次具备透明薄膜基材2和透明导电层3。透明导电性薄膜1更具体而言具备透明薄膜基材2和配置于透明薄膜基材2的上表面(厚度方向一个面)的透明导电层3。优选透明导电性薄膜1仅具备透明薄膜基材2和透明导电层3。
透明导电性薄膜1的厚度例如为200μm以下,优选为150μm以下,另外,例如为20μm以上,优选为30μm以上。
2.透明薄膜基材
透明薄膜基材2具有薄膜形状。透明薄膜基材2以与透明导电层3的下表面(厚度方向另一面)接触的方式配置于透明导电层3的下表面整面。透明薄膜基材2支撑透明导电层3。
透明薄膜基材2朝向厚度方向一侧依次具备:抗粘连层5、透明薄膜6和硬涂层7。具体而言,透明薄膜基材2具备:抗粘连层5、配置于抗粘连层5的厚度方向一个面的透明薄膜6和配置于透明薄膜6的厚度方向一个面的硬涂层7。
抗粘连层5对在将透明导电性薄膜1在厚度方向进行层叠的情况下等彼此接触的多个透明导电性薄膜1的各个表面赋予抗粘连性。
抗粘连层5具有薄膜形状。
抗粘连层5的材料例如为抗粘连组合物。
作为抗粘连组合物,例如,可列举出日本特开2016-179686号公报中记载的混合物等。
混合物例如含有丙烯酸类树脂等树脂(粘结剂树脂)且含有无机和/或有机的颗粒(优选聚苯乙烯等有机的颗粒)。
抗粘连层5的厚度例如为0.1μm以上,另外,例如为10μm以下。
透明薄膜6为透明薄膜基材2中的必需的层。
透明薄膜6为用于确保透明导电性薄膜1的机械强度的透明基材。
透明薄膜6具有薄膜形状,并沿面方向延伸。
透明薄膜6被配置于抗粘连层5的厚度方向一个面。
作为透明薄膜6的材料,例如,可列举出环烯烃树脂(COP)、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)等树脂,优选可列举出环烯烃树脂。
透明薄膜6的厚度例如为10μm以上,另外,例如为100μm以下。
硬涂层7为用于使透明导电性薄膜1不易产生擦伤的擦伤保护层。
硬涂层7具有薄膜形状。
硬涂层7被配置于透明薄膜6的厚度方向一个面。
硬涂层7的材料例如为硬涂组合物。作为硬涂组合物,例如,可列举出日本特开2016-179686号公报中记载的混合物等。混合物例如含有丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂等树脂(粘结剂树脂)。硬涂层7的厚度例如为0.1μm 以上,另外,例如为10μm以下。
硬涂层7的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra为1nm以下,优选为 0.5nm以下,另外,例如为0.001nm以上。
硬涂层7的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra依据JIS B0681-6(2017) 来求出。
透明薄膜基材2的厚度例如为10μm以上,另外,例如为100μm以下。
透明薄膜基材2的厚度可以使用千分表(dial gauge)(PEACOCK公司制、“DG-205”)进行测定。
透明薄膜基材2的总透光率(JIS K 7375-2008)例如为80%以上,优选为 90%以上,另外,例如为99%以下。
透明薄膜基材2的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra与上述的硬涂层 7的算术平均粗糙度Ra相同。
透明薄膜基材2的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra为上述上限以下时,即使增厚透明导电层3,也能够减小透明导电层3的电阻率。
另一方面,透明薄膜基材2的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra超过上述的上限时,无法控制透明导电层3的晶体生长,增厚透明导电层3时,无法减小透明导电层3的电阻率。
3.透明导电层
透明导电层3为结晶质,为表现优异的导电性的透明的层。
透明导电层3具有薄膜形状。透明导电层3以与透明薄膜基材2的厚度方向一个面接触的方式配置于透明薄膜基材2的上表面(厚度方向一个面)整面。
作为透明导电层3的材料,例如,可列举出包含选自由In、Sn、Zn、Ga、 Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W组成的组中的至少1种金属的金属氧化物。金属氧化物中可以根据需要进一步掺杂上述组所示的金属原子。
作为透明导电层3,具体而言,可列举出例如铟锡复合氧化物(ITO)等含铟的氧化物、例如锑锡复合氧化物(ATO)等含锑的氧化物等,优选含铟的氧化物、更优选ITO。
使用ITO作为透明导电层3的材料的情况下,锡氧化物的含有比例相对于锡氧化物及铟氧化物的合计量例如为0.5质量%以上,优选为3质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为8质量%以上、特别优选为9质量%以上,另外,例如为20质量%以下,优选为15质量%以下。
锡氧化物的含有比例为上述下限以上时,可促进低电阻化。锡氧化物的含有比例为上述上限以下时,透明导电层3的强度优异。
另外,透明导电层3可以包含锡氧化物的比例为8质量%以上的区域。透明导电层3包含锡氧化物的比例为8质量%以上的区域的情况下,能够减小表面电阻值。
例如,透明导电层3包含作为锡氧化物的比例为8质量%以上的区域的一例的第1区域11和锡氧化物的比例比第1区域11中的锡氧化物的比例更低的第2区域12。具体而言,透明导电层3依次包含层状的第1区域和配置于第1区域11的厚度方向一个面的层状的第2区域12。需要说明的是,对于第1区域11 及第2区域12的边界,允许通过利用测定装置的观察未确认到而不清晰。需要说明的是,该透明导电层3可以具有锡氧化物浓度从厚度方向一个面向另一面逐渐变高的浓度梯度。透明导电层3在上述的第1区域的基础上包含第2 区域的情况下,通过其区域的比率调整,能够得到期望的结晶化速度。
第1区域11中的锡氧化物的比例优选为9质量%以上、更优选为10质量%以上,另外为20质量%以下。
透明导电层3的厚度中第1区域11的厚度的比例例如超过50%,优选为70%以上、更优选为80%以上、进一步优选为90%以上,另外,例如为99%以下,优选为97%以下。
第1区域11的厚度的比例为上述下限以上时,能够提高透明导电层3中的锡氧化物的比例,因此,能够充分降低表面电阻值。
第2区域12中的锡氧化物的比例例如不足8质量%,优选为7质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为4质量%以下,另外,例如为1质量%以上,优选为2质量%以上、更优选为3质量%以上。
透明导电层3的厚度中第2区域12的厚度的比例例如为1%以上,优选为3%以上,另外,例如为50%以下,优选为30%以下,更优选为20%以下,进一步优选为10%以下。
第1区域中的锡氧化物的比例相对于第2区域12中的锡氧化物的比例的比(第1区域中的锡氧化物的比例/第2区域中的锡氧化物的比例)例如为1.5 以上,优选为2以上、更优选为2.5以上,另外,例如为5以下,优选为4以下。
透明导电层3、第1区域11及第2区域12各自中的锡氧化物浓度通过X射线光电子能谱法来测定。或者,锡氧化物的含有比例也可以根据通过溅射形成非晶质的透明导电层3时使用的靶的成分(已知)来推测。
另外,透明导电层3为结晶质。
透明导电层3为结晶质时,能够减小后述的电阻率。
透明导电层3的结晶质性例如可以如下来判断:将透明导电性薄膜1在盐酸(20℃、浓度5质量%)中浸渍15分钟,接着,进行水洗及干燥后,对透明导电层3侧的表面测定15mm左右间的端子间电阻。上述浸渍·水洗·干燥后的透明导电性薄膜1中,15mm间的端子间电阻为10kΩ以下的情况下,透明导电层为结晶质,另一方面,上述电阻超过10kΩ的情况下,透明导电层3为非晶质。
透明导电层3的厚度为35nm以上,优选为38nm以上、更优选为42nm以上、进一步优选为50nm以上、特别优选超过50nm、最优选为55nm以上,另外,例如为150nm以下,优选为100nm以下,更优选为80nm以下,进一步优选为70nm以下。
透明导电层3的厚度为上述下限以上时,能够减小透明导电层3的表面电阻值。
另一方面,透明导电层3的厚度不足上述下限时,无法减小透明导电层3 的表面电阻值。
需要说明的是,透明导电层3的厚度例如可以通过使用透射型电子显微镜对透明导电性薄膜1的截面进行观察来测定。
透明导电层3的电阻率例如为2.6×10-4Ω·cm以下,优选为2.4×10-4Ω·cm 以下,更优选不足2.2×10-4Ω·cm,进一步优选为2.1×10-4Ω·cm以下。
透明导电层3的电阻率为上述上限以下时,对透明导电层3进行图案化而作为电极使用时,能够表现优异的电特性。
需要说明的是,电阻率可以依据JIS K7194、通过4端子法进行测定。
透明导电层3的表面电阻值例如为60Ω/□以下,优选为50Ω/□以下,更优选为45Ω/□以下,进一步优选为40Ω/□以下,特别优选为30Ω/□以下。
透明导电层3的表面电阻值为上述上限以下时,对透明导电层3进行图案化而作为电极使用时,能够表现优异的电特性。
透明导电层3的表面电阻值的下限没有特别限定。例如,透明导电层3的表面电阻值通常超过0Ω/□,另外为1Ω/□以上。
需要说明的是,表面电阻值可以依据JIS K7194、通过4端子法进行测定。
4.透明导电性薄膜的制造方法
接着,对透明导电性薄膜1的制造方法进行说明。
透明导电性薄膜1的制造方法具备:第1工序,通过溅射在透明薄膜基材 2的厚度方向一个面而形成非晶质的透明导电层3;和第2工序,对非晶质的透明导电层3进行加热而形成结晶质的透明导电层3。另外,该制造方法中,例如通过卷对卷(roll to roll)方式依次配置各层。
第1工序中,首先,准备透明薄膜基材2。
准备透明薄膜基材2时,首先,准备透明薄膜6。接着,对透明薄膜6配置硬涂层7、抗粘连层5。
具体而言,首先,对透明薄膜6的厚度方向两面各自分别涂布硬涂组合物的稀释液及抗粘连组合物的稀释液并进行干燥后,通过紫外线照射,使硬涂组合物及抗粘连组合物分别固化。由此,在透明薄膜6的厚度方向两面各自分别形成硬涂层7及抗粘连层5。
由此,准备透明薄膜基材2,所述透明薄膜基材2为朝向厚度方向一侧依次具备抗粘连层5、透明薄膜6、硬涂层7的层叠薄膜。
接着,第1工序中,对透明薄膜基材2的厚度方向一个面实施溅射。具体而言,在溅射装置中,使透明薄膜基材2的厚度方向一个面与包含透明导电层3的材料的靶相对,并在非活性气体的存在下进行溅射。此时,除上述的非活性气体以外,例如,也可以使氧等反应性气体存在。
作为非活性气体,例如,可列举出氩气等稀有气体等。溅射装置内的非活性气体的分压例如为0.1Pa以上,优选为0.3Pa以上,另外,例如为10Pa以下,优选为5Pa以下,更优选为1Pa以下。非活性气体的分压为上述下限以上时,溅射中的非活性气体的原子的能量变低。这样,能够抑制非晶质的透明导电层3吸收非活性气体的原子。
溅射装置内的压力为非活性气体的分压及反应性气体的分压的合计压力。
需要说明的是,使用ITO作为透明导电层3的材料的情况下,也可以将锡氧化物浓度彼此不同的第1靶及第2靶在溅射装置中沿透明薄膜基材2的输送方向依次配置。第1靶的材料例如为上述的第1区域11中的ITO(锡氧化物浓度:8质量%以上)。第2靶的材料例如为上述的第2区域12中的ITO(锡氧化物浓度:不足8质量%)。
通过上述的溅射,在透明薄膜基材2的厚度方向一个面形成非晶质的透明导电层3。
需要说明的是,通过使用上述的第1靶及第2靶的溅射形成非晶质的透明导电层3的情况下,非晶质的透明导电层3朝向厚度方向一侧依次具备锡氧化物浓度彼此不同的第1非晶质层及第2非晶质层。第1非晶质层及第2非晶质层各自的材料与第1靶及第2靶的材料相同。具体而言,第1非晶质层的ITO中的锡氧化物浓度例如为8质量%以上。第2非晶质层的ITO中的锡氧化物浓度例如不足8质量%。
非晶质的透明导电层3的厚度中第1非晶质层的厚度的比例例如超过 50%,优选为70%以上、更优选为80%以上、进一步优选为90%以上,另外,例如为99%以下,优选为97%以下。
透明导电层3的厚度中第2非晶质层的厚度的比例例如为1%以上、优选为3%以上,另外,例如为50%以下,优选为30%以下,更优选为20%以下,进一步优选为10%以下。
由此,得到包含透明薄膜基材2及非晶质的透明导电层3的非晶质层叠薄膜。
然后,第2工序中,对非晶质层叠薄膜进行加热。例如,利用红外线加热器、烘箱等加热装置对非晶质的透明导电层3进行加热。
加热条件没有特别限定。加热温度例如为90℃以上,优选为110℃以上,另外,例如为160℃以下,优选为140℃以下。加热时间例如为30分钟以上,更优选为60分钟以上,另外,例如为5小时以下,优选为3小时以下。
由此,如图1所示,非晶质的透明导电层3进行了结晶化,形成结晶质的透明导电层3。
需要说明的是,非晶质的透明导电层3包含第1非晶质层及第2非晶质层的情况下,结晶质的透明导电层3包含与第1非晶质层及第2非晶质层分别对应的第1区域11及第2区域12。
由此,制造具备透明薄膜基材2及结晶质的透明导电层3的透明导电性薄膜1。
然后,该透明导电性薄膜1通过例如蚀刻等将结晶质的透明导电层3图案化。经图案化的结晶质的透明导电层3用于触摸面板(接触式传感器)等的电极。
5.作用效果
透明导电性薄膜1具备透明薄膜基材2和配置于透明薄膜基材2的厚度方向一个面的透明导电层3。
透明导电层3为结晶质。
因此,能够减小透明导电层3的电阻率。
另外,透明导电层3的厚度为35nm以上。
因此,能够减小透明导电层3的表面电阻值。
详细而言,表面电阻值通过使电阻率除以厚度来求出,但即使增大透明导电层的厚度,电阻率也不会变化,因此厚度越大,越能够减小表面电阻值。
但是存在如下的情况:即使增厚透明导电层3,如果无法控制透明导电层3的晶体生长,则电阻率变大。这样的话,由于电阻率变大,存在表面电阻值与预想的相比未充分降低的不良情况。
以下,针对上述的不良状况,就使用ITO作为透明导电层3的材料的情况进行详细叙述。
ITO以柱状进行晶体生长,其晶体生长受透明薄膜基材2的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra影响。
具体而言,如图2的A所示,透明薄膜基材2的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra超过1.0nm的情况下(例如,透明薄膜基材2在厚度方向一个面具有凸部21的情况下),ITO通过凸部21沿厚度方向阻碍晶体生长(具体而言, ITO沿图2的A的箭头所示的方向进行晶体生长,因此生长的结晶彼此容易相互干涉,无法进行充分的晶体生长。)。
因此,透明导电层3的电阻率变大。
透明导电层3的厚度薄的情况下(具体而言,透明导电层3的厚度不足 35nm的情况下),生长的结晶彼此的干涉小,因此上述阻碍所带来的对电阻率的影响小,但尤其是透明导电层3厚的情况下(具体而言,透明导电层3的厚度为35nm以上的情况下),上述阻碍所带来的对电阻率的影响变大,即使增厚透明导电层3的厚度,也无法抑制电阻率变大。
与此相对,透明导电性薄膜1中的透明薄膜基材2的厚度方向一个面具有 1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra,因此如图2的B所示,ITO沿厚度方向以柱状进行晶体生长(具体而言,ITO沿图2的B的箭头所示的方向进行晶体生长)。
其结果,即使增厚透明导电层3,也能够减小透明导电层3的电阻率(换言之,能够抑制电阻率变大)。
具体而言,透明导电层3的电阻率相对于具有25nm的厚度的透明导电层 3的电阻率的比率(透明导电层3的电阻率/具有25nm的厚度的透明导电层3 的电阻率)例如不足1.1,优选为1.05以下,更优选为1。
更具体而言,具有68nm的厚度的透明导电层3的电阻率相对于具有25nm 的厚度的透明导电层3的电阻率的比率(具有68nm的厚度的透明导电层3的电阻率/具有25nm的厚度的透明导电层3的电阻率)例如不足1.1,优选为1.05 以下,更优选为1。即,更优选的是,即使透明导电层3的厚度从25nm变厚至 35nm以上(例如,68nm),电阻率也不会变化。换言之,即使增厚透明导电层3,也能够减小透明导电层3的电阻率(换言之,能够抑制电阻率变大)。
6.变形例
变形例中,对与一实施方式同样的构件及工序标记同样的参照符号,省略其详细的说明。另外,变形例只要没有特别说明,则能够发挥与一实施方式同样的作用效果。进而可以将一实施方式及其变形例适宜组合。
透明导电层3也可以不含锡氧化物的比例不足8质量%的第2区域,而仅包含锡氧化物的比例为8质量%以上的第1区域。
透明薄膜基材2还可以具备光学调整层8。
这样的情况下,如图3所示,透明薄膜基材2例如朝向厚度方向一侧依次具备抗粘连层5、透明薄膜6、硬涂层7和光学调整层8。具体而言,透明薄膜基材2具备:抗粘连层5、配置于抗粘连层5的厚度方向一个面的透明薄膜6、配置于透明薄膜6的厚度方向一个面的硬涂层7、和配置于硬涂层7的厚度方向一个面的光学调整层8。
光学调整层8为抑制由透明导电层3形成的图案的可视从而调整透明导电性薄膜3的光学物性(具体而言为折射率)的层。光学调整层8与硬涂层7 的厚度方向一个面接触。
光学调整层8的材料例如为光学调整组合物。作为光学调整组合物,例如,可列举出日本特开2016 179686号公报中记载的混合物等。
混合物例如含有丙烯酸类树脂等树脂(粘结剂树脂)且含有无机和/或有机的颗粒(优选氧化锆等无机的颗粒)。光学调整层8的厚度例如为0.05μm 以上,另外,例如为1μm以下。
光学调整层8的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra与上述硬涂层7的算术平均粗糙度Ra相同。
另外,为了形成光学调整层8,将光学调整组合物的稀释液涂布于硬涂层7的厚度方向一个面并干燥后,通过紫外线照射,使光学调整组合物固化。
由此,形成光学调整层8。
另外,透明薄膜基材2只要具备透明薄膜6,就没有特别限定。本发明中包含例如透明薄膜基材2仅具备透明薄膜6的第1方式、例如透明薄膜基材2具备透明薄膜6和选自由抗粘连层5、硬涂层7及光学调整层8组成的组中的1个层的第2方式(共2层构成)、例如透明薄膜基材2包含透明薄膜6和选自由抗粘连层5、硬涂层7及光学调整层8组成的组中的2个层的第3方式(共3层构成)。
需要说明的是,第1方式中,透明薄膜6的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra与上述的硬涂层7的算术平均粗糙度Ra相同。
另外,第2方式中,透明薄膜6和选自由抗粘连层5、硬涂层7及光学调整层8组成的组中的1个层之中,配置于厚度方向一个面侧的层的算术平均粗糙度Ra与上述的硬涂层7的算术平均粗糙度Ra相同。
另外,第3方式中,选自由抗粘连层5、硬涂层7及光学调整层8组成的组中的2个层中,配置于厚度方向一个面侧的层的算术平均粗糙度Ra与上述的硬涂层7的算术平均粗糙度Ra相同。
实施例
以下示出实施例及比较例,更具体地对本发明进行说明。需要说明的是,本发明不受实施例及比较例任何限定。另外,可以将以下的记载中使用的配混比例(含有比例)、物性值、参数等具体的数值替换为上述的“具体实施方式”中记载的与它们对应的配混比例(含有比例)、物性值、参数等该记载的上限值(定义为“以下”、“不足”的数值)或下限值(定义为“以上”、“超过”的数值)。
1.透明导电性薄膜的制造
实施例1
首先,准备由环烯烃树脂形成的透明薄膜(COP薄膜、厚度40μm、Zeon Corporation制、“ZEONOR”(注册商标)、面内的双折射率0.0001)。
接着,在透明薄膜的厚度方向一个面涂布由含有氧化锆颗粒、二氧化硅颗粒及紫外线固化性树脂(丙烯酸类树脂)的光学调整组合物的稀释液 (“TYZ72-A12”TOYOCHEMCO.,LTD.制、折射率1.72)形成的硬涂组合物的稀释液,并且在透明薄膜6的厚度方向另一面涂布含有粘结剂树脂(氨基甲酸酯多官能聚丙烯酸酯、商品名“UNIDIC”、DIC株式会社制)和颗粒(交联丙烯酸类·苯乙烯树脂颗粒、商品名“SSX105”、直径3μm、积水树脂株式会社制)的抗粘连组合物的稀释液,接着,将它们干燥后,对透明薄膜的厚度方向两面分别照射紫外线,使硬涂组合物及抗粘连组合物固化。由此,在透明薄膜的一个面形成厚度0.7μm的硬涂层7,在透明薄膜的厚度方向另一面形成厚度1μm的抗粘连层。
即,该透明薄膜基材依次具备抗粘连层、透明薄膜及硬涂层。
然后,通过溅射,在硬涂层的厚度方向一个面形成厚度40nm的非晶质的透明导电层。
详细而言,首先,将包含锡氧化物浓度为10重量%的ITO的第1靶和包含锡氧化物浓度为3.3重量%的ITO的第2靶从透明薄膜基材的输送方向上游侧向下游侧依次配置在溅射装置中。然后,以非晶质的透明导电层中的第1非晶质层的厚度的比例及第2非晶质层的厚度的比例分别成为95%及5%的方式进行溅射。需要说明的是,非晶质的透明导电层朝向厚度方向一侧依次包含第1非晶质层(锡氧化物浓度10质量%)及第2非晶质层(锡氧化物浓度3.3 质量%)。
对溅射时的氩气流量进行调整,由此将溅射装置内的氩气分压调整为0.35Pa。需要说明的是,溅射装置内的压力为0.42Pa。
由此,制造依次具备抗粘连层、透明薄膜、硬涂层和非晶质的透明导电层的非晶质层叠薄膜。
然后,将非晶质层叠薄膜在130℃下进行90分钟加热,将非晶质的透明导电层结晶化,从而制备结晶质的透明导电层。
由此,制造具备抗粘连层、透明薄膜、硬涂层及结晶质的透明导电层的透明导电性薄膜。
另外,结晶质的透明导电层包含分别源自第1非晶质层及第2非晶质层的的第1区域及第2区域。
实施例2、实施例3、实施例4及参考例1
按照表1的记载变更配混处方,除此以外,与实施例1同样地处理,制造透明导电性薄膜。
需要说明的是,实施例4中,不配置包含锡氧化物浓度为3.3重量%的ITO 的第2靶。
比较例1~比较例3、参考例2
在实施例1的硬涂层的厚度方向一个面形成0.1μm的光学调整层,除此以外,与实施例1同样地处理。
即,该透明薄膜基材依次具备抗粘连层、透明薄膜、硬涂层及光学调整层。
需要说明的是,对于该光学调整层而言,涂布含有氧化锆颗粒和紫外线固化性树脂(丙烯酸类树脂)的光学调整组合物的稀释液(“OPSTAR Z7412”、 JSR株式会社制、折射率1.62)并在80℃下进行3分钟干燥,然后照射紫外线。由此,在硬涂层的厚度方向一个面形成厚度0.1μm的光学调整层。
2.评价
(电阻率)
依据JIS K7194,通过4端子法测定各实施例及各比较例的透明导电层的电阻率。将其结果示于表1。
(表面电阻)
依据JIS K7194,通过4端子法测定各实施例及各比较例的透明导电层的表面电阻率。将其结果示于表1。
(算术平均粗糙度Ra)
按照JIS B0681-6(2017),使用原子力显微镜(Digital Instruments公司制、NonoscopeIV),求出透明薄膜基材的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra(即,实施例1~实施例3及参考例1中为硬涂层的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra,比较例1~比较例3、参考例2中为光学调整层的厚度方向一个面的算术平均粗糙度Ra)。需要说明的是,原子力显微镜的观察在1μm×1μm的范围实施。将其结果示于表1。
3.考察
参考例1和参考例2中,透明导电层的厚度为25nm。
而且,参考例1中算术平均粗糙度Ra为0.4nm,参考例2中算术平均粗糙度Ra为1.5nm。
如参考例2所示,算术平均粗糙度Ra超过1.0nm时,如图2的A所示,阻碍透明导电层3的晶体生长。
另一方面,如参考例1所示,算术平均粗糙度Ra为1.0nm以下时,如图2 的B所示,未阻碍透明导电层3的晶体生长。
但是,对于参考例1和参考例2,电阻率及表面电阻值相同。
另一方面,实施例1和比较例1中,透明导电层的厚度为40nm。
而且,实施例1中,算术平均粗糙度Ra为0.4nm,比较例1中,算术平均粗糙度Ra为1.5nm。
如比较例1所示,算术平均粗糙度Ra超过1.0nm时,如图2的A所示,阻碍透明导电层3的晶体生长。
另一方面,如实施例1所示,算术平均粗糙度Ra为1.0nm以下时,如图2 的B所示,未阻碍透明导电层3的晶体生长。
而且,实施例1具有比比较例1低的电阻率及低的表面电阻值。
对于上述情况,根据实施例2(透明导电层的厚度为56nm)与比较例2 (透明导电层的厚度为56nm)的比较、实施例3(透明导电层的厚度为68nm) 与比较例3(透明导电层的厚度为68nm)的比较,也同样。
即可知:透明导电层的厚度厚的情况下(具体而言,透明导电层的厚度为35nm以上的情况下),通过将算术平均粗糙度Ra设为1.0nm以下,能够减小电阻率(能够抑制电阻率变大),其结果,能够减小表面电阻值。另一方面,透明导电层的厚度薄的情况下(具体而言,透明导电层的厚度不足35nm 的情况下),即使将算术平均粗糙度Ra设为1.0nm以下,给电阻率及表面电阻值带来的影响也小。
[表1]
需要说明的是,上述发明作为本发明的例示的实施方式来提供,但这不过是单纯的例示,并不做限定性解释。对于本技术领域的技术人员而言显而易见的本发明的变形例包含在上述权利要求书中。
产业上的可利用性
本发明的透明导电性薄膜适合用于光学用途。
附图标记说明
1 透明导电性薄膜
2 透明薄膜基材
3 透明导电层。
Claims (5)
1.一种透明导电性薄膜,其特征在于,其具备:透明薄膜基材、和配置于所述透明薄膜基材的厚度方向一个面的透明导电层,
所述透明导电层的厚度为35nm以上,
所述透明导电层为结晶质,
所述透明薄膜基材的所述厚度方向一个面具有1.0nm以下的算术平均粗糙度Ra。
2.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述透明导电层的电阻率不足2.2×10-4Ω·cm。
3.根据权利要求2所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述透明导电层的表面电阻值为50Ω/□以下。
4.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述透明导电层的电阻率相对于具有25nm的厚度的所述透明导电层的电阻率的比率、即透明导电层的电阻率/具有25nm的厚度的透明导电层的电阻率为1.05以下。
5.根据权利要求1所述的透明导电性薄膜,其特征在于,所述透明导电层为铟锡复合氧化物。
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