DE60118080T2 - Transparenter, electroleitender Film, Herstellungfverfahren und berÜhrungsempfindliche Tafel - Google Patents

Transparenter, electroleitender Film, Herstellungfverfahren und berÜhrungsempfindliche Tafel Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen transparenten elektrisch leitfähigen Film, der einen Polymerfilm und einen darauf gebildeten elektrisch leitfähigen dünnen Film aufweist, ein Verfahren zur Herstellung des transparenten elektrisch leitfähigen Films und eine berührungsempfindliche Tafel, die mit dem transparenten elektrisch leitfähigen Film ausgestattet ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine berührungsempfindliche Tafel vom Widerstandsfilm-Typ wird in großem Umfang als eine Eingabeeinheit für ein Haushaltsgerät oder ein tragbares Endgerät verwendet. Wenn ein Benutzer einen Teil der berührungsempfindlichen Tafel drückt oder mit einem speziellen Stift auf einem Teil der berührungsempfindlichen Tafel zeichnet, kommt der Teil mit einer gegenüber liegenden Elektrode in Kontakt, so dass der Teil und die Elektrode elektrisch verbunden werden und ein Signal angegeben wird.
  • Eine typische berührungsempfindliche Tafel vom Widerstandsfilm-Typ besitzt eine untere Elektrode 3', die aus einem transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film 2', der auf eine Glasplatte 1' laminiert ist, aufgebaut ist, eine obere Elektrode 6', die aus einem transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film 5', der auf einem Poly merfilm 4' gebildet ist, aufgebaut ist, und Spacer 7', die zwischen die transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Filme 2' und 5' eingefügt sind, wie es in 2 gezeigt ist. Das Drücken der Displayoberfläche der oberen Elektrode 6' mit einem Finger oder einem Stift bringt die obere Elektrode 6' und die untere Elektrode 3' miteinander in Kontakt, so dass diese Elektroden elektrisch verbunden werden und ein Signal ausgegeben wird. Die Vorderseite der oberen Elektrode 6' ist zum Schutz des Polymerfilms 4' mit einer Hartbeschichtungsschicht 8' überzogen.
  • Es ist notwendig, dass die berührungsempfindliche Tafel 6' eine gute Beständigkeit gegenüber einem Kratzen besitzt, weil die Berührungsoberfläche auf der oberen Elektrode 6' häufig gedrückt und mit einem Finger oder einem Stift gerieben wird. Es ist notwendig, dass die obere Elektrode 6' zurückspringt, nachdem die obere Elektrode 6' gedrückt und mit einem Finger oder einem Stift gerieben worden ist, um mit der unteren Elektrode 3' in Kontakt zu kommen.
  • Es ist erforderlich, dass eine Fronttafel eines PDP (plasma display panel) Antireflexionseigenschaften, Wärmestrahlungs-reflektierende Eigenschaften (Fähigkeit, nahes Infrarotlicht zu blocken) sowie die Fähigkeit, elektromagnetische Wellen abzuschirmen, besitzt. Eine Fronttafel, die mit einem Mehrfach-Laminierungsfilm mit Schichten aus einer Metallverbindung, wie ITO (Indiumzinnoxid), und Schichten eines elektrisch leitfähigen Metalls, wie Ag, die abwechselnd auf einem PET-Film gebildet sind, überzogen ist, weist die Wärmestrahlungs-reflektierenden Eigenschaften sowie die Fähigkeit elektromagnetische Wellen abzuschirmen, auf.
  • Die laminierten Schichten werden durch einen Sputterprozess, einen Vakuumzerstäubungsprozess, einen Ionenplattierprozess, einen CVD-Prozess oder dergleichen gebildet. Insbesondere bezieht sich die japanische Patentanmeldung JP-A-2000/351170 auf ein transparentes leitfähiges Laminat, das durch eine transparente Metalloxidschicht, eine transparente Metallschicht, eine Siliciumoxidschicht und eine transparente Metalloxidschicht auf einem transparenten Substrat gebildet ist, wobei die transparente Metallschicht aus einem Silberfilm gebildet wird, die Sili ciumoxidschicht aus Siliciumoxid gebildet ist, und die transparente Metalloxidschichten aus transparentem Metalloxid mit einem bestimmten Brechungsindex und einer bestimmten Dicke gebildet sind.
  • Darüber hinaus offenbart das Dokument WO 00/16251 eine berührungsempfindliche Tafel, die ein ausgezeichnetes Kontaktniveau zwischen einer Grundierungsschicht und einem Substrat aufweist, auf dem die Grundierungsschicht gebildet ist. Die berührungsempfindliche Tafel wird erhalten, indem eine Metallschicht zwischen einem eine leitfähige Schicht bildenden Teil und einer Grundierungsschicht erstellt wird, wobei die Metallschicht aus einem einzelnen Metallelement einer Legierung metallischer Elemente gebildet wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film des ersten Gesichtspunkts der Erfindung weist einen Polymerfilm, eine auf dem Polymerfilm gebildete Primärschicht und einen auf die Primärschicht laminierten transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film auf.
  • Die Primärschicht bindet den transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film an den Polymerfilm und sorgt für eine gute Beständigkeit gegenüber Zerkratzen des transparenten elektrisch leitfähigen Films. Die Primärschicht verhindert eine Gasbildung aus dem Polymerfilm während der Bildung des transparenten elektrisch leitfähigen Films, wodurch der transparente elektrisch leitfähige Film fest an dem Polymerfilm haftet.
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film des zweiten Gesichtspunkt der Erfindung weist einen Polymerfilm, eine auf dem Polymerfilm gebildete Primärschicht und einen Mehrfachlaminierungsfilm auf, der aus Schichten ei ner metallischen Verbindung und Schichten eines elektrisch leitfähigen Metalls besteht, die auf der Primärschicht gebildet sind.
  • Die Primärschicht verbessert den Adhäsionswert des Mehrfachlaminierungsfilms und verhindert ein Abschälen des Mehrfachlaminierungsfilms. Die Primärschicht auf dem Polymerfilm verhindert eine Gasbildung aus dem Polymerfilm, während der Mehrfachlaminierungsfilm auf der Primärschicht gebildet wird, wodurch der Mehrfachlaminierungsfilm richtig an dem Polymerfilm haftet.
  • Die Primärschicht verbessert die Festigkeit des transparenten elektrisch leitfähigen Films.
  • Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen transparenten elektrisch leitfähigen Films zur Verfügung gestellt, der eine aus einer Siliciumverbindung bestehende Primärschicht aufweist. Das Verfahren weist einen Prozess zur Bildung der Primärschicht durch Beschichten des Polymerfilms mit einem ultravioletthärtenden Harz auf, das Partikel enthält, die aus einer oder mehreren Arten Siliciumverbindung besteht, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
  • Eine berührungsempfindliche Tafel der vorliegenden Erfindung ist mit dem voranstehend erwähnten transparenten elektrisch leitfähigen Film ausgestattet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Querschnitt einer berührungsempfindlichen Tafel nach einer Ausführungsform, die mit einem transparenten elektrisch leitfähigen Film der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
  • 2 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen berührungsempfindlichen Tafel.
  • 3a und 3b sind Querschnittsansichten, die andere Ausführungsformen transparenter elektrisch leitfähiger Filme gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • Zuerst sollen unter Bezugnahme auf 1 ein transparenter elektrisch leitfähiger Film des ersten Gesichtspunkt gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des transparenten elektrisch leitfähigen Films und eine berührungsempfindliche Tafel beschrieben werden.
  • 1 zeigt einen Querschnitt einer berührungsempfindlichen Tafel einer Ausführungsform, die mit einem transparenten elektrisch leitfähigen Film der vorliegenden Erfindung als eine obere Elektrode ausgestattet ist.
  • Die berührungsempfindliche Tafel besitzt eine untere Elektrode 3, die aus einem auf eine Glasplatte 1 laminierten transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film 2 aufgebaut ist, eine obere Elektrode 6A, die aus einem auf einem Polymerfilm 4 gebildeten transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film 5 aufgebaut ist, und Spacer 7, die zwischen die transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Filme 2 und 5 eingefügt sind. Das Drücken der Displayoberfläche der oberen Elektrode 6A mit einem Finger oder einem Stift bringt die obere Elektrode 6A und die untere Elek trode 3 miteinander in Kontakt, so dass diese Elektroden elektrisch verbunden werden und ein Signal ausgegeben wird. Die Vorderseite der oberen Elektrode 6A ist mit einer Hartbeschichtungschicht 8 zum Schutz des Polymerfilms 4 überzogen.
  • Der transparente elektrisch leitfähige Film weist einen Polymerfilm 4, eine auf dem Polymerfilm 4 gebildete Primärschicht 9 und einen auf der Unterschicht 9 gebildeten transparenten elektrisch leitfähigen Film 5 auf.
  • Der Polymerfilm 4 kann aus Polyester, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat, Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylharz, Polycarbonat (PC), Polystyrol, Triacetat (TAC), Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Polyvinylbutyral, Metallionen-vernetzten Ethylen-Methacrylat-Copolymeren, Polyurethan, Cellophan oder dergleichen aufgebaut sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt, vorzugsweise aus PET, PC, PMMA oder TAC aufgrund deren hoher Festigkeit, und stärker bevorzugt aus PET oder TAC.
  • Beim Einsatz als eine obere Elektrode einer berührungsempfindlichen Tafel kann der Polymerfilm 4 eine Dicke um 13 μm bis 0,5 mm besitzen. Der Polymerfilm mit einer Dicke von mehr als 13 μm weist eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf und der Polymerfilm mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm besitzt eine gute Flexibilität.
  • Die Primärschicht 9 besteht aus einer Siliciumverbindung. Die Siliciumverbindung weist eine Natur auf, die zwischen einem aus einem organischen Material bestehenden Polymerfilm und einer aus einem anorganischen Material bestehenden Metallverbindungsschicht oder einer aus einem Metallmaterial bestehenden elektrisch leitfähigen Metallschicht liegt, so dass sie den Polymerfilm und die Schich ten richtig zusammenklebt. Da die Siliciumverbindung im Allgemeinen eine gute Transparenz besitzt, ist sie für den transparenten elektrisch leitfähigen Film geeignet, für den eine hohe Transparenz erforderlich ist. Die Siliciumverbindung besteht vorzugsweise aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy oder SiCxOyNz, stärker bevorzugt aus SiCx (x=1 × 10–6~10), SiOx (x=1 × 10–6~5), SiNx (x=1 × 10–6~5), SiCxOy (x=1 × 10–6~10, y=1 × 10–6~5), SiCxNy (x=1 × 10–6~10, y=1 × 10–6~5) SiOxNy (x=1 × 10–6~5, y=1 × 10–6~5) oder SiCxOyNz (x=1 × 10–6~10, y=1 × 10–6~5, z=1 × 10–6~5). Die Primärschicht 9 kann zwei oder mehr Typen der Siliciumverbindung enthalten oder sie kann aus Schichten bestehen, die aus solchen der Siliciumverbindung aufgebaut sind. Die Primärschicht 9 weist eine Dicke von vorzugsweise 0,5 nm bis 100 μm, stärker bevorzugt 1 nm bis 50 μm und am stärksten bevorzugt 1 nm bis 10 μm auf.
  • Der transparente elektrisch leitfähige dünne Film 5 auf der Primärschicht 9 ist ein Oxid-basierter transparenter elektrisch leitfähiger dünner Film, der aus ITO (Indiumzinnoxid), ATO (Antimonzinnoxid), ZnO, mit Al dotiertem ZnO oder SnO2 besteht. Der transparente elektrisch leitfähige dünne Film weist eine Dicke von vorzugsweise 1 bis 500 nm, stärker bevorzugt 5 bis 100 nm auf.
  • Die Primärschicht kann gebildet werden, indem der Polymerfilm mit einem ultraviolett-härtenden Harz beschichtet wird, das darin dispergierte Partikel der Siliciumverbindung enthält.
  • Die Partikel der Siliciumverbindung beinhalten vorzugsweise mindestens eine Siliciumverbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
  • Jedes der Partikel der Siliciumverbindung kann Acrylgruppen, Epoxygruppen oder Carboxylgruppen, die mit dem ultraviolett-härtenden Harz reaktiv sind, an dessen Oberfläche aufweisen. Die Siliciumverbindungspartikel sind vorzugsweise aus Acryl-modifiziertem Siliciumdioxid hergestellt, das durch Kondensieren von kolloidalem Siliciumdioxid und einer Acrylgruppe-modifizierten Silanverbindung erhalten wird.
  • Die Siliciumverbindungspartikel weisen einen mittleren Durchmesser von vorzugsweise 1 nm bis 5 μm auf.
  • Die Siliciumverbindungspartikel sind in das ultraviolett-härtende Harz in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 90 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, eingearbeitet.
  • Das ultraviolett-härtende Harz ist vorzugsweise ein Acryl-basiertes Harz, ein Epoxy-basiertes Harz oder ein Urethan-basiertes Harz.
  • Die Primärschicht wird gebildet, indem der Polymerfilm mit einer Beschichtungsflüssigkeit des ultravioletthärtenden Harzes beschichtet wird, das die Siliciumverbindungspartikel in einem gewünschten Verhältnis enthält, und zur Härtung mit UV-Strahlen bestrahlt wird, so dass die gehärtete Schicht vorzugsweise eine Dicke von 1 nm bis 10 μm, stärker bevorzugt 10 nm bis 5 μm, aufweist.
  • Der erfindungsgemäße transparente elektrisch leitfähige Film kann eine Hartbeschichtungsschicht 8 aufweisen, die auf einer Oberfläche des Polymerfilms 4 gebildet ist, die einer anderen Oberfläche gegenüberliegt, auf der der transparente elektrisch leitfähige dünne Film 5 gebildet ist. Die Hartbeschichtungsschicht 8 kann aus einer Acryl-basierten Schicht, einer Epoxy-basierten Schicht, einer Urethan-basierten Schicht oder einer Siliciumbasierten Schicht aufgebaut sein und besitzt vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 50 μm, stärker bevorzugt 1 bis 10 μm.
  • Der Polymerfilm 4 kann an seiner Oberfläche mittels Plasmabehandlung behandelt werden, bevor die Primärschicht 9 darauf gebildet wird. Die Plasmabehandlung liefert funktionelle Gruppen an der Oberfläche des Polymerfilms 4, um Adhäsionswerte zwischen dem Polymerfilm 4 und der Primärschicht 9 zu verbessern, und der Verankerungseffekt des Ätzens, der durch die Plasmabehandlung verursacht worden ist, verbessert auch die Adhäsionskraft der Primärschicht 9 an dem Polymerfilm 4.
  • Eine berührungsempfindliche Tafel einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit dem transparenten elektrisch leitfähigen Film als eine obere Elektrode 6A ausgestattet, wie es in 1 gezeigt ist. Der Polymerfilm 4 dieses transparenten elektrisch leitfähigen Films haftet an dem transparenten elektrisch leitfähigen dünnen Film 5 und besitzt eine gute Festigkeit gegenüber Zerkratzen, wodurch der berührungsempfindlichen Tafel Haltbarkeit und Zuverlässigkeit verliehen wird.
  • Der erfindungsgemäße transparente elektrisch leitfähige Film kann als ein optischer transparenter elektrisch leitfähiger Film für eine Vielzahl von Vorrichtungen eingesetzt werden, wie z.B. einer transparenten Schaltvorrichtung, die sich von der oberen Elektrode der berührungsempfindlichen Tafel unterscheidet.
  • Es folgt eine Beschreibung eines transparenten elektrisch leitfähigen Films des zweiten Gesichtspunkts und ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Die 3a und 3b sind Querschnittsansichten, die andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen transparenten elektrisch leitfähigen Filme zeigen.
  • Der transparente elektrisch leitfähige Film umfasst einen Polymerfilm 11, eine auf dem Polymerfilm 11 gebildete Primärschicht 12 und einen Mehrfachlaminierungsfilm 15, der aus Metallverbindungsschichten 13 und elektrisch leitfähigen Metallschichten 14 aufgebaut ist, die auf der Primärschicht 12 gebildet sind.
  • Der Polymerfilm 11 ist aus Polyester, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat, Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylharz, Polycarbonat (PC), Polystyrol, Triacetat (TAC), Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Polyvinylbutyral, Metallionen-vernetzten Ethylen-Methacrylat-Copolymeren, Polyurethan, Cellophan oder dergleichen aufgebaut, vorzugsweise aus PET, PC, PMMA oder TAC wegen deren hoher Festigkeit, stärker bevorzugt aus PET oder TAC.
  • Beim Einsatz als ein Wärmestrahlungs-blockierender Film mit Abschirmeigenschaften gegenüber elektromagnetischen Wellen, der auf die Vorderseite eines PDP anzubringen ist, besitzt der Polymerfilm 11 eine Dicke von vorzugsweise 13 μm bis 0,5 mm.
  • Die auf dem Polymerfilm 11 gebildete Primärschicht 12 ist aus einer Siliciumverbindung hergestellt, stärker bevorzugt aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz. Die Primärschicht 12 kann zwei oder mehr Typen der Siliciumverbindung enthalten oder sie kann aus Schichten aus zwei oder mehr Arten der Siliciumverbindung bestehen.
  • Die Primärschicht 12 besitzt eine Dicke von vorzugsweise 0, 5 nm bis 50 μm, stärker bevorzugt 1 nm bis 50 μm und am stärksten bevorzugt 1 nm bis 10 μm.
  • Die Metallverbindungsschicht 13, die den Mehrfachlaminierungsfilm 15 bildet, kann aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material, wie ITO, In2O3, SiO2, ZnO und dergleichen, oder einem transparenten Material, wie TiO2, SiO2, SiN und dergleichen, bestehen; daneben kann es aus einer Verbundmetallverbindung bestehen, die aus mindestens zwei aufgebaut ist, die aus der voranstehend genannten Materialgruppe ausgewählt sind.
  • Die Metallverbindungsschicht 13 kann aus ZnO, das mit Al, Si, B, Ti, Sn, Mg, Cr, F, Ga oder dergleichen dotiert ist, bei einem Atomprozentgehalt von 10% oder weniger aufgebaut sein. Jedes Ion von diesen besitzt einen kleineren Durchmesser als der von Zn2+.
  • Die elektrisch leitfähige Metallschicht 14 kann aus einem oder mehreren aufgebaut sein, die aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Au, Pt, Cu, Al, Cr, Ti, Zn, Sn, Ni, Co, Hf, Nb, Ta, W, Zr, Pb, Pd und In, ausgewählt sind.
  • Die Metallverbindungsschicht 13 besitzt vorzugsweise eine Dicke von 20 bis 200 nm und die elektrisch leitfähige Metallschicht 14 besitzt eine Dicke von vorzugsweise 5 bis 20 nm.
  • Der Mehrfachlaminierungsfilm 15 ist aus den Metallverbindungsschichten 13 und der elektrisch leitfähigen Metallschicht 14 aufgebaut, die vorzugsweise abwechselnd laminiert sind, wobei die Schicht, die direkt auf die Primärschicht 12 laminiert ist, entweder die Metallverbindungsschicht 13 ist, wie es in 3a gezeigt ist, oder die elektrisch leitfähige Metallschicht 14 ist, wie es in 3b gezeigt ist.
  • Der Mehrfachlaminierungsfilm 15 umfasst vorzugsweise eine bis sieben Metallverbindungsschichten 13 und eine bis sechs elektrisch leitfähige Metallschichten 14, wobei die oberste Schicht vorzugsweise die Metallverbindungsschicht 13 ist.
  • Die Primärschicht 12 dieses transparenten elektrisch leitfähigen Films kann in der gleichen Art und Weise wie die der Primärschicht 9 des transparenten elektrisch leitfähigen Films gemäß dem ersten Gesichtspunkt gebildet werden. Der Mehrfachlaminierungsfilm 15 kann in demselben System nach der Bildung der Primärschicht gebildet werden.
  • Der transparente elektrisch leitfähige Film des zweiten Gesichtspunkts ist als ein Wärmestrahlungsblockierender Film mit Abschirmeigenschaften gegenüber elektromagnetischen Wellen, der an der Vorderseite eines PDP anzubringen ist, sehr gut geeignet.
  • Beispiele 1 und 2 (nicht gemäß der Erfindung)
  • Ein PET-Film mit einer Dicke von 188 μm wurde als ein Substrat eingesetzt. Eine Hartbeschichtungsschicht mit einer Dicke von 5 μm wurde zunächst auf einer Oberfläche des PET-Films durch Nassanstrich unter Verwendung eines Acryl-basierten photohärtenden Hartbeschichtungsmaterials (Z7501, hergestellt von JSR, in dem der Feststoffgehalt 35 Gew.-% betrug und das Lösungsmittel MEK war) gebildet. Daraufhin wurde der Film auf eine Größe von 100 mm × 100 mm zugeschnitten und an einer Oberfläche, die der anderen Oberfläche gegenüberlag, auf der die Hartbeschichtungsschicht gebildet wurde, einer Plasmabehandlung unterzogen. Die Plasmabehandlung wurde 10 Minuten lang bei einer Leistung von 100W unter Verwendung einer Hochfrequenz-Stromquelle (13,56MHz) in einem Zustand durchgeführt, in dem der Vakuumgrad mit Argongas, das mit einer Rate von 100 ml/min strömte, bei 13,3 Pa gehalten wurde.
  • Danach wurde eine Primärschicht einer Siliciumverbindung mit einer Dicke von 10 nm mittels einer Magnetron-Sputter-Vorrichtung unter Verwendung eines Siliciumtargets mit einer Größe von 100 mm × 400 mm × 5 mm und einer Reinheit von 99,99% als ein Target unter den nachstehend beschriebenen Filmbildungsbedingungen gebildet. Dann wurde ein IT0-Dünnfilm mit einer Dicke von 20 nm als ein transparenter elektrisch leitfähiger Film auf der Primärschicht mittels derselben Magnetron-Sputter-Vorrichtung wie oben unter Verwendung eines ITO-Targets mit einer Reinheit von 99,99 und den Ausmaßen 100 mm × 400 mm × 5 mm, das 10 Gew.-% Zinnoxid enthielt, als ein Target gebildet. Auf diese Art und Weise wurde ein transparenter elektrisch leitfähiger Film für eine berührungsempfindliche Tafel hergestellt.
  • [Die Filmbildungsbedingungen des Siliciumverbindungs-Dünnfilms]
    • Flussrate des Argongases: wie in Tabelle 1 gezeigt
    • Flussrate des Reaktivgases: wie in Tabelle 1 gezeigt
    • Vakuumgrad: 0,5 Pa
    • Eingeführte Gleichstromleistung: 2kW
    • Länge der Filmbildungszeit: wie in Tabelle 1 gezeigt
    • Rotationsgeschwindigkeit des Substrats 10 UpM
  • [Die Filmbildungsbedingungen des IT0-Dünnfilms]
    • Flussrate des Argongases: 50 cm3/min
    • Flussrate des Sauerstoffs: 3 cm3/min
    • Vakuumgrad: 0,5 Pa
    • Eingeführte Gleichstromleistung: 2kW
    • Länge der Filmbildungszeit: 60 s
    • Rotationsgeschwindigkeit des Substrats: 10 UpM
  • Der Haltbarkeitstest wurde durch Kratzen des resultierenden Films mit einem Stift in der folgenden Art und Weise durchgeführt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Die Art und Weise des Haltbarkeitstests]
  • Der resultierende Film wurde mit einem Stift gekratzt, der einhunderttausend Mal mit einer Last von 250 g angewendet worden war. Danach wurde der Film hinsichtlich des elektrischen Widerstands gemessen. Die Beurteilung des Films wurde in einer Art und Weise durchgeführt, dass, wenn die Änderung des elektrischen Widerstands vor und nach dem Kratzen des Films weniger als 50% betrug, der Film als „Gut" angesehen wurde, wenn die Änderung jedoch 50% oder mehr betrug, der Film als „Schlecht" angesehen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Primärschicht nicht gebildet wurde und der Haltbarkeitstest des Films in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 1 durchgeführt wurde. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 00140001
  • Beispiele 3–7 (nicht gemäß der Erfindung)
  • Transparente elektrisch leitfähige Filme für eine berührungsempfindliche Tafel wurden in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Primärschicht jedes Films, die eine Dicke von 10 nm besaß, mittels einer Magnetron-Sputter-Vorrichtung unter Verwendung eines SiC-Targets unter den nachfolgend beschriebenen Filmbildungsbedingungen gebildet wurde und der Haltbarkeitstest bei jedem Film in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 1 durchgeführt wurde. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Das verwendete SiC-Target wurde durch Sintern von SiC-Pulver bei 2100°C mit einem Phenolharz als Sinterhilfsstoff hergestellt, der mit einem prozentualen Gewichtsanteil von 20% homogen darin enthalten war, und die Dichte des auf diese Weise hergestellten Targets betrug 2, 92 g/cm3.
  • [Die Filmbildungsbedingungen des Siliciumverbindungsdünnfilms]
    • Flussrate des Argongases: wie in Tabelle 2 gezeigt
    • Flussrate des Reaktivgases: wie in Tabelle 2 gezeigt
    • Vakuumgrad: 0,5 Pa
    • Eingeführte Gleichstromleistung: 2kW
    • Länge der Filmbildungszeit: wie in Tabelle 2 gezeigt
    • Rotationsgeschwindigkeit des Substrats: 10 UpM
  • Tabelle 2
    Figure 00160001
  • Beispiel 8
  • Ein PET-Film mit einer Dicke von 188 μm wurde als ein Substrat eingesetzt. Eine UV-härtende Acrylharzflüssigkeit, die 30 Gew.-% Acryl-modifizierte Siliciumdioxidpartikel mit einem mittleren Durchmesser von 20 nm enthielt, die durch Kondensieren von kolloidalem Siliciumdioxid und einer Acrylgruppe-modifizierten Silanverbindung erhalten worden waren, wurde auf den Film mit einer Stangenbeschichtungsvorrichtung aufgebracht, so dass die Dicke des Harzes nach dem Härten etwa 0,1 μm betrug. Das Harz wurde nachfolgend zur Härtung mit UV-Strahlen bestrahlt. Danach wurde ITO als ein Target einer Magnetron-Gleichstrom-Sputter-Vorrichtung eingesetzt und der mit einer aus dem voranstehend genannten Harz aufgebauten Primärschicht überzogene PET-Film wurde in eine Vakuumkammer eingebracht. Die Kammer wurde zur Senkung ihres Innendrucks auf 1 × 10–4 Pa mit einer Turbo-Molekularpumpe evakuiert und daraufhin wurden 20 cm3/min Ar-Gas und 3 cm3/min Sauerstoffgas in die Kammer eingeführt, um den Innendruck bei 0,5 Pa zu halten. Danach wurde eine Spannung an das ITO-Target angelegt, so dass ein IT0-Dünnfilm mit einer Dicke von etwa 30 nm gebildet wurde.
  • Der Haltbarkeitstest an dem auf diese Weise erhaltenen Film wurde durch Kratzen des Films mit einem Stift in der folgenden Art und Weise durchgeführt und das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 3 gezeigt.
  • [Die Art und Weise des Haltbarkeitstests]
  • Der resultierende Film wurde mit einem Stift (aus einem Polyacetalharz mit einer Spitze von 0,8R), der mit einer Last von 250 g angewendet wurde, einhunderttausend Mal an seiner einen Oberfläche des PET-Films, die der anderen, mit dem ITO-Film überzogenen Oberfläche gegenüberliegt, gekratzt. Danach wurde der Film hinsichtlich des elektrischen Widerstands vermessen. Die Beurteilung des Films wurde in einer derartigen Art und Weise durchgeführt, dass, wenn die Änderung des elektrischen Widerstands vor und nach dem Kratzen des Films weniger als 30% betrug, der Film als „Gut" angesehen wurde, wenn die Änderung jedoch 30% oder mehr betrug, der Film als „Schlecht" angesehen wurde.
  • Beispiel 9
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Primärschicht mit einer Dicke von etwa 3,5 μm unter Verwendung eines UV-härtenden Acrylharzes, das SiCxNy-Partikel (x=0,05, y=1,3, mittlerer Durchmesser: 50 nm) zu 30 Gew.-% enthielt, gebildet wurde und der Haltbarkeitstest wurde an dem Film in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 8 durchgeführt. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 3 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Primärschicht nicht gebildet worden war, und der Haltbarkeitstest wurde an diesem Film in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 8 durchgeführt. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 3 gezeigt.
  • Tabelle 3
    Figure 00180001
  • Aus den Tabellen 1 bis 3 ist ersichtlich, dass ein transparenter elektrisch leitfähiger Film zur Verfügung gestellt werden kann, indem der transparente elektrisch leitfähige Dünnfilm richtig an dem Polymerfilm haftet und der auch eine gute Beständigkeit gegenüber einem Zerkratzen und eine gute Haltbarkeit besitzt.
  • Beispiel 10 (nicht gemäß der Erfindung)
  • Die Herstellung eines transparenten elektrisch leitfähigen Films gemäß der vorliegenden Erfindung wurde mittels einer Magnetron-Gleichstrom-Sputter-Vorrichtung, in der SiC, ITO und Ag als Targetmaterialien eingesetzt wurden, unter Verwendung eines PET-Films mit einer Dicke von 188 μm als Substrat durchgeführt.
  • Das verwendete SiC-Target wurde durch Sintern von SiC-Pulver bei 2100°C mit einem Phenolharz als einem Sinterhilfsstoff hergestellt, der in einem prozentualen Gewichtsanteil von 20% homogen darin enthalten war, und die Dichte des auf diese Weise hergestellten Targets betrug 2,92 g/cm3.
  • Die Vakuumkammer wurde zuerst evakuiert und der Innendruch mittels einer Turbomolekularpumpe auf 1 × 10–4 Pa gesenkt. Daraufhin wurden 160 cm3/min Ar-Gas und 40 cm3/min Sauerstoffgas in die Kammer eingeführt, um ihren Innendruck bei 0,5 Pa zu halten. In diesem Zustand wurde ein SiCxOy-Dünnfilm (x=0,1, y=1,8) mit einer Dicke von etwa 30 nm auf dem Substrat durch Anlegen einer Spannung an das SiC-Target gebildet.
  • Danach wurde sämtliches Gas, das in der Kammer enthalten war, durch Ar-Gas ersetzt und daraufhin wurden 200 cm3/min Ar-Gas und 10 cm3/min Sauerstoffgas in die Kammer eingeführt, um ihren Innendruck bei 0,5 Pa zu halten. In einem derartigen Zustand wurde ein IT0-Dünnfilm mit einer Dicke von etwa 30 nm durch Anlegen einer Spannung an das IT0-Target gebildet.
  • Sämtliches, in der Vakuumkammer enthaltenes Gas wurde durch Ar-Gas so ersetzt, dass der Innendruck der Kammer bei 0,5 Pa gehalten wurde. In einem derartigen Zustand wurde ein Ag-Dünnfilm mit einer Dicke von etwa 15 nm durch Anlegen einer Spannung an das Ag-Target gebildet.
  • Ein aus Ar-Gas und Sauerstoffgas zusammengesetztes Gas wurde in die Vakuumkammer so eingeführt, dass der Innendruck der Kammer bei 0,5 Pa gehalten wurde. In diesem Zustand wurde ein IT0-Film mit einer Dicke von etwa 30 nm unter Anlegen einer Spannung an das ITO-Target gebildet. Auf diese Weise wurde ein transparenter elektrisch leitfähiger Film erhalten.
  • Der transparente elektrisch leitfähige Film wurde hinsichtlich Haltbarkeit getestet, indem er einer heißen, feuchten Atmosphäre mit 60°C und 90% RF ausgesetzt wurde. Die Beurteilung der Haltbarkeit wurde durch Beobachten des Erscheinungsbilds des Films durchgeführt und das Ergebnis der Beurteilung ist in Tabelle 4 gezeigt.
  • Beispiel 11 (nicht gemäß der Erfindung)
  • Die Herstellung eines transparenten elektrisch leitfähigen Films wurde in derselben Art und Weise wie Beispiel 10 folgendermaßen durchgeführt.
  • Zuerst wurde in der Vakuumkammer enthaltenes Gas durch eine Turbomolekularpumpe evakuiert, um den Innendruck der Kammer auf 1 × 10–4 Pa zu senken, und daraufhin wurden 160 cm3/min Ar-Gas und 40 cm3/min Sauerstoffgas in die Kammer eingeführt, um den Innendruck der Kammer bei 0,5 Pa zu halten. In diesem Zustand wurde ein SiCxOy-Dünnfilm (x=0,1, y=1,8) mit einer Dicke von etwa 30 nm auf dem Substrat durch Anlegen einer Spannung an das SiC-Target gebildet.
  • Als zweites wurde sämtliches, in der Kammer enthaltenes Gas durch Ar-Gas ersetzt, so dass der Innendruck der Kammer bei 0,5 Pa gehalten wurde und daraufhin wurde ein Ar-Dünnfilm mit einer Dicke von 15 nm durch Anlegen einer Spannung an das Ar-Target gebildet.
  • Danach wurden 200 cm3/min Ar-Gas und 10 cm3/min Sauerstoffgas in die Kammer eingeführt, so dass der Innendruck der Kammer bei 0,5 Pa gehalten wurde, und daraufhin wurde ein IT0-Dünnfilm mit einer Dicke von etwa 30 nm durch Anlegen einer Spannung an das ITO-Target gebildet, und ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde auf diese Weise erhalten.
  • Die Haltbarkeit wurde an diesem Film in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 10 getestet und das Ergebnis ist in Tabelle 4 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde in derselben Art und Weise wie Beispiel 10 mit der Ausnahme hergestellt, dass der SiCxOy-Dünnfilm als Primärschicht nicht gebildet worden war, und der Haltbarkeitstest an diesem Film wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 10 durchgeführt. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 4 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Ein transparenter elektrisch leitfähiger Film wurde in derselben Art und Weise wie Beispiel 10 mit der Ausnahme hergestellt, dass der SiCxOy-Dünnfilm als die Primärschicht nicht gebildet worden war, und der Haltbarkeitstest wurde an diesem Film in derselben Art und Weise wie der aus Beispiel 11 durchgeführt. Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 4 gezeigt.
  • Tabelle 4
    Figure 00210001
  • Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass ein transparenter elektrisch leitfähiger Film der vorliegenden Erfindung durch die Primärschicht in Bezug auf die Haltbarkeit verbessert wird.

Claims (22)

  1. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film, umfassend: einen Polymerfilm; eine auf dem Polymerfilm gebildete Primärschicht; und einen auf der Primärschicht gebildeten transparenten, elektrisch leitfähigen, dünnen Film, wobei die Primärschicht durch Beschichten des Polymerfilms mit einem ultravioletthärtenden Harz gebildet ist, das Partikel von mindestens einer Siliciumverbindung enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOX, SiNx, SiCXOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
  2. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 1, wobei jedes der Partikel der Siliciumverbindung an dessen Oberfläche mit Acrylgruppen, Epoxygruppen oder Carboxylgruppen versehen ist.
  3. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 2, wobei die Partikel der Siliciumverbindung Partikel von Acryl-modifiziertem Siliciumdioxid sind, die durch kondensieren von colloidalem Siliciumdioxid und einer Acrylgruppen-modifizierten Silanverbindung hergestellt sind.
  4. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Partikel der Siliciumverbindung einen mittleren Durchmesser von 1 nm bis 5 μm besitzen und in der Primärschicht zu einem prozentualen Gewichtsanteil von 1–90 zum ultraviolett härtenden Harz enthalten sind.
  5. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 2–4, wobei die Primärschicht eine Dicke von 1 nm bis 10 μm aufweist.
  6. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der elektrisch leitfähige, dünne Film aus Metalloxid besteht.
  7. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 6, wobei das Metalloxid mindestens eines ist, das aus der Gruppe, bestehend aus ITO, ATO, ZnO, mit Al dotiertem ZnO und SnO2, ausgewählt ist.
  8. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 6 oder 7, wobei der elektrisch leitfähige, dünne Film eine Dicke von 1 bis 500 nm aufweist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines transparenten, elektrisch leitfähigen Films nach Anspruch 1, wobei das Verfahren einen Prozess der Bildung der Primärschicht durch Beschichten des Polymerfilms mit einem ultraviolett härtenden Harz beinhaltet, das Partikel mindestens einer Siliciumverbindung enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
  10. Berührungsempfindliche Tafel, wobei die berührungsempfindliche Tafel mit einem transparenten, elektrisch leitfähigen Film nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet ist.
  11. Berührungsempfindliche Tafel, wobei die berührungsempfindliche Tafel mit einem transparenten, elektrisch leitfähigen Film ausgestattet ist, der durch ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten, elektrisch leitfähigen Films nach Anspruch 9 hergestellt worden ist.
  12. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film, umfassend: einen Polymerfilm; eine auf dem Polymerfilm gebildete Primärschicht; und ein Mehrfachlaminierungsfilm, der mindestens eine Metallverbindungsschicht und mindestens eine elektrisch leitfähige Metallschicht umfasst, die auf der Primärschicht gebildet sind, wobei die Primärschicht durch Beschichten des Polymerfilms mit einem ultraviolett härtenden Harz gebildet ist, das Partikel mindestens einer Siliciumverbindung enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOx, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
  13. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 12, wobei die Primärschicht eine Dicke von 1 nm bis 50 μm aufweist.
  14. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 12, wobei jedes der Partikel der Siliciumverbindung an dessen Oberfläche mit Acrylgruppen, Epoxygruppen oder Carboxylgruppen versehen ist.
  15. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 14, wobei die Partikel der Siliciumverbindung Partikel von Acryl-modifiziertem Siliciumdioxid sind, die durch Kondensieren von colloidalem Siliciumdioxid und einer Acrylgruppen-modifizierten Silanverbidung hergestellt sind.
  16. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Partikel der Siliciumverbindung einen mittleren Durchmesser von 1 nm bis 5 μm aufweisen und in der Primärschicht in einem prozentualen Gewichtsanteil von 1 bis 90% zum ultraviolett härtenden Harz enthalten sind.
  17. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Primärschicht eine Dicke von 1 nm bis 10 μm aufweist.
  18. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Metallverbindungsschicht aus mindestens einer besteht, die aus der Gruppe, bestehend aus ITO, In2O3, SnO2, ZnO, TiO2, SiO2 und SiN, ausgewählt ist.
  19. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Metallverbindungsschicht aus einem Verbundmetall besteht, das aus mindestens zwei gebildet worden ist, die aus der Gruppe, bestehend aus ITO, In2O3, SnO2, ZnO, TiO2, SiO2 und SiN, ausgewählt sind.
  20. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die elektrisch leitfähige Metallschicht aus mindestens einem besteht, die aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Au, Pt, Cu, Al, Cr, Ti, Zn, Sn, Ni, Co, Hf, Nb, Ta, W, Zr, Pb, Pd und In, ausgewählt ist.
  21. Transparenter, elektrisch leitfähiger Film nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei der Mehrfachlaminierungsfilm aus Metallverbindungsschichten und elektrisch leitfähigen Metallschichten gebildet ist, die abwechselnd aufeinander laminiert sind.
  22. Verfahren zur Herstellung eines transparenten, elektrisch leitfähigen Films nach Anspruch 12, wobei das Verfahren einen Prozess der Bildung der Primärschicht durch Beschichten des Polymerfilms mit einem ultraviolett härtenden Harz beinhaltet, das Partikel mindestens einer Siliciumverbindung ent hält, die aus der Gruppe, bestehend aus SiCx, SiOX, SiNx, SiCxOy, SiCxNy, SiOxNy und SiCxOyNz, ausgewählt ist.
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