TW201429702A - 透明導電性膜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種結晶性優異，可實現較小之表面電阻值之透明導電性膜。本發明之透明導電性膜1具有形成於膜基材2之兩面之透明導電體層3、4。透明導電體層3係自膜基材2之面2a側起依序積層銦錫氧化物層5、銦錫氧化物層6、及銦錫氧化物層7而成。透明導電體層4係自膜基材2之面2b側起依序積層銦錫氧化物層8、銦錫氧化物層9、及銦錫氧化物層10而成。銦錫氧化物層6之氧化錫含量多於銦錫氧化物層5之氧化錫含量及銦錫氧化物層7之氧化錫含量之任一者。銦錫氧化物層9之氧化錫含量多於銦錫氧化物層8之氧化錫含量及銦錫氧化物層10之氧化錫含量之任一者。
Description
本發明係關於一種應用於可藉由手指或觸控筆等之接觸而輸入資訊之輸入顯示裝置等的透明導電性膜。
先前，已知有於1片膜基材之兩面形成有包含銀鹽感光材料之透明導電體層之透明導電性膜(專利文獻1)。此種於兩面具有透明導電體層之透明導電性膜具有如下優勢：於製作靜電電容方式觸控面板之情形時，無需積層2片於膜基材之單面形成有透明導電體層之透明導電性膜，進而，於將透明導電體層圖案化(patterning)之情形時，經圖案化之正面及背面之透明導電體層之位置偏移較小，即相對位置精度優異。
專利文獻1：日本專利特開2011-210579號公報
然而，於使用銦錫氧化物作為透明導電體層之情形時，雖然於僅在膜基材之單面形成透明導電體層之情形時無任何問題，但若於膜基材之兩面形成透明導電體層，則存在銦錫氧化物之結晶性極度變差，而無法獲得表面電阻值較小之透明導電性膜之問題。
本發明之目的在於提供一種即便於在膜基材之兩面形成包含銦
錫氧化物層之透明導電層之情形時，結晶性亦優異，可實現較小之表面電阻值的透明導電性膜。
為了達成上述目的，本發明之透明導電性膜之特徵在於：其係包括具有第1面及第2面之膜基材、形成於該膜基材之第1面側之第1透明導電層、及形成於上述膜基材之第2面側之第2透明導電體層者，且上述第1透明導電體層係自上述膜基材之第1面側起依序積層第1銦錫氧化物層、第2銦錫氧化物層、及第3銦錫氧化物層而成，上述第2透明導電體層係自上述膜基材之第2面側起依序積層第4銦錫氧化物層、第5銦錫氧化物層、及第6銦錫氧化物層而成，上述第2銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第1銦錫氧化物層之氧化錫含量及第3銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者，上述第5銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第4銦錫氧化物層之氧化錫含量及第6銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者。
較佳為上述第2銦錫氧化物層之氧化錫含量為6重量%~15重量%，上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層之氧化錫含量分別為1重量%~5重量%。
又，較佳為上述第5銦錫氧化物層之氧化錫含量為6重量%~15重量%，上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之氧化錫含量分別為1重量%~5重量%。
又，較佳為上述第2銦錫氧化物層之厚度大於上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層之厚度之任一者。
更佳為上述第2銦錫氧化物層之厚度為5nm~20nm，上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層之厚度分別為1nm~10nm。
又，較佳為上述第5銦錫氧化物層之厚度大於上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之厚度之任一者。
更佳為上述第5銦錫氧化物層之厚度為5nm~20nm，上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之厚度分別為1nm~10nm。
根據本發明，將形成於膜基材之兩面之第1、第2透明導電體層兩者設為三層構造，且第1透明導電體層中之第2銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第1、第3銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者，又，第2透明導電體層中之第5銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第4、第6銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者。根據本構成，可提供一種即便於在膜基材之兩面形成包含銦錫氧化物層之透明導電層之情形時，結晶性亦優異，而表面電阻值較小的透明導電性膜。
1‧‧‧透明導電性膜
2‧‧‧膜基材
2a、2b‧‧‧面
3、4‧‧‧透明導電體層
5、6、7、8、9、10‧‧‧銦錫氧化物層
圖1係概略性地表示本發明之實施形態之透明導電性膜之構成的剖面圖。
圖2係表示圖1中之第1透明導電體層之構成的部分放大剖面圖。
圖3係表示圖1中之第2透明導電體層之構成的部分放大剖面圖。
以下，一面參照圖式一面詳細地說明本發明之實施形態。
圖1係概略性地表示本實施形態之透明導電性膜之構成的剖面圖。再者，圖1中之各層之厚度係表示其一例者，本發明之膜感測器中之各層之厚度並不限定於圖1者。
如圖1所示，本發明之透明導電性膜1包括具有面2a(第1面)及面2b(第2面)之膜基材2、形成於膜基材2之面2a側之透明導電體層3(第1透明導電體層)、及形成於膜基材2之面2b側之透明導電體層4(第2透明導電體層)。
透明導電體層3係自膜基材2之面2a側起依序積層銦錫氧化物層5(第1銦錫氧化物層)、銦錫氧化物層6(第2銦錫氧化物層)、及銦錫氧
化物層7(第3銦錫氧化物層)而成。又，透明導電體層4係自膜基材2之面2b側起依序積層銦錫氧化物層8(第4銦錫氧化物層)、銦錫氧化物層9(第5銦錫氧化物層)、及銦錫氧化物層10(第6銦錫氧化物層)而成。
並且，銦錫氧化物層6之氧化錫含量多於銦錫氧化物層5之氧化錫含量及銦錫氧化物層7之氧化錫含量之任一者。又，銦錫氧化物層9之氧化錫含量多於銦錫氧化物層8之氧化錫含量及銦錫氧化物層10之氧化錫含量之任一者。
如此，於本發明中，將形成於膜基材2之面2a、2b之透明導電體層3、4兩者設為三層構造，且於各透明導電體層中，將氧化錫含量較多之銦錫氧化物層夾入至氧化錫含量相對較少之2層銦錫氧化物層之間。藉由本構成，可顯著提高透明導電體層3、4整體之結晶性。換言之，可於低溫、短時間之加熱處理條件下，容易地使各銦錫氧化物層由非晶質轉化為結晶質，其結果，可減小透明導電性膜之表面電阻值。
其次，以下對透明導電性膜1之各構成要素之詳情進行說明。
(1)膜基材
本發明中之膜基材2係具有可撓性之片狀構件，具有作為一主面之面2a及作為另一主面之面2b。於面2a形成有透明導電體層3，於面2b形成有透明導電體層4。
作為形成上述膜基材之材料，較佳為透明性或耐熱性優異者，例如為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、聚環烯烴(polycycloolefin)、聚碳酸酯(polycarbonate)。上述膜基材亦可於其表面具有易接著層或硬塗層。
上述膜基材之厚度並無特別限制，例如為20μm~200μm。通常為了減少基材內部之揮發成分量，而減少對銦錫氧化物層之結晶化所造成之影響，膜基材之厚度以較小者為佳，但若為本發明之構成，則
即便膜基材之厚度較大(例如為80μm~200μm)，亦可使銦錫氧化物層充分地結晶化。
(2)第1透明導電體層
作為第1透明導電體層之透明導電體層3係於膜基材2之面2a依序積層銦錫氧化物層5、銦錫氧化物層6及銦錫氧化物層7而成的三層膜。又，銦錫氧化物層6之氧化錫含量多於銦錫氧化物層5及銦錫氧化物層7之氧化錫含量。
關於銦錫氧化物層6之厚度，如圖2所示，較佳為大於銦錫氧化物層5及銦錫氧化物層7之厚度之任一者。銦錫氧化物層6之厚度較佳為5nm~20nm，銦錫氧化物層5及銦錫氧化物層7之厚度分別較佳為1nm~10nm。
透明導電體層3之總厚度(合計銦錫氧化物層5、6、7之厚度所得之值)較佳為7nm~40nm。
本發明中所使用之銦錫氧化物(indium tin oxide)係於氧化銦(In2O3)中摻雜有氧化錫(SnO2)之化合物。若於氧化銦中添加氧化錫，則錫(4+)取代至銦(3+)之晶格之一部分，此時產生之電子成為有助於導電之載子。
銦錫氧化物層6之氧化錫含量較佳為6重量%~15重量%，進而較佳為8重量%~12重量%。銦錫氧化物層5及銦錫氧化物層7之氧化錫含量分別較佳為1重量%~5重量%，進而較佳為2重量%~4重量%。再者，上述氧化錫含量係將氧化錫之重量設為(SnO2)、將氧化銦設為(In2O3)時，根據式：{(SnO2)/(In2O3+SnO2)}×100所求出之值。
透明導電體層3之結晶化後(加熱處理後)之表面電阻值為200Ω/□(單位：歐姆每平方(ohmsper square))以下，較佳為100Ω/□~160Ω/□。
(3)第2透明導電體層
作為第2透明導電體層之透明導電體層4係於膜基材2之面2b依序積層銦錫氧化物層8、銦錫氧化物層9及銦錫氧化物層10而成的三層膜。又，銦錫氧化物層9之氧化錫含量多於銦錫氧化物層8及銦錫氧化物層10之氧化錫含量。
關於銦錫氧化物層9之厚度，如圖3所示，較佳為大於銦錫氧化物層8及銦錫氧化物層10之厚度之任一者。銦錫氧化物層9之厚度較佳為5nm~20nm，銦錫氧化物層8及銦錫氧化物層10之厚度分別較佳為1nm~10nm。
透明導電體層4之總厚度(合計銦錫氧化物層8、9、10之厚度所得之值)較佳為7nm~40nm。
銦錫氧化物層9之氧化錫含量較佳為6重量%~15重量%，進而較佳為8重量%~12重量%。銦錫氧化物層8及銦錫氧化物層10之氧化錫含量分別較佳為1重量%~5重量%，進而較佳為2重量%~4重量%。
透明導電體層4之結晶化後(加熱處理後)之表面電阻值為200Ω/□以下，較佳為100Ω/□~160Ω/□。
其次，對以如上所述之方式構成之透明導電性膜之製造方法進行說明。再者，以下所說明之製造方法為例示，本發明之透明導電性膜之製造方法並不限定於此。
首先，將捲繞500nm~5000nm之長條狀膜基材而成之捲筒放入至濺鍍裝置內，一面將其以一定速度回捲，一面藉由濺鍍法於長條狀膜基材之第1面依序積層第1、第2、第3銦錫氧化物層，而形成第1透明導電層。其次，使長條狀膜基材之正面及背面翻轉，於該長條狀膜之第2面依序積層第4、第5、第6銦錫氧化物層，而形成第2透明導電層。
上述濺鍍法係藉由使於低壓氣體中產生之電漿中之陽離子碰撞作為負電極之煅燒體靶材，而使自上述煅燒體靶材表面飛散之物質附
著於基板的方法。
各銦錫氧化物層之氧化錫含量可藉由改變設置於上述濺鍍裝置內之煅燒體靶材之氧化錫含量而調整。各銦錫氧化物層之厚度可藉由改變長條狀膜基材之搬送速度或增減靶材之個數而適當調整。
形成有各銦錫氧化物層之長條狀膜係暫時先捲繞成捲筒，再將其一面回捲一面連續地搬送至加熱烘箱內進行加熱處理。形成於膜基材上之第1~第6銦錫氧化物層係藉由加熱處理由非晶質轉化為結晶質。由於本發明之透明導電性膜之結晶性優異，故而上述加熱處理之條件可為低溫、短時間，加熱溫度較佳為140℃~170℃，加熱時間較佳為30分鐘~60分鐘。
根據本實施形態，將形成於膜基材2之兩面之透明導電體層3、4兩者設為三層構造，且透明導電體層3中之銦錫氧化物層6之氧化錫含量多於銦錫氧化物層5、7之氧化錫含量之任一者，又，透明導電體層4中之銦錫氧化物層9之氧化錫含量多於銦錫氧化物層8、10之氧化錫含量之任一者。根據此種構成，可顯著提高透明導電體層3、4整體之結晶性。又，即便於低溫、短時間之加熱處理條件下，亦可容易地使各銦錫氧化物層由非晶質轉化為結晶質，其結果，可減小透明導電性膜1之表面電阻值。
以上，對本實施形態之透明導電性膜進行了說明，但本發明並不限定於記述之實施形態，可基於本發明之技術思想進行各種變形及變更。
以下，對本發明之實施例進行說明。
準備於厚度100μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜之兩面形成有厚度30nm之包含三聚氰胺樹脂之熱硬化性樹脂之底塗層的長條狀膜基材
之捲筒。
將該捲筒放入至濺鍍裝置中，一面以一定速度進行回捲，一面於上述長條狀膜基材之第1面依序積層氧化錫含量為3.3重量%之第1銦錫氧化物層、氧化錫含量為10重量%之第2銦錫氧化物層、及氧化錫含量為3.3重量%之第3銦錫氧化物層，而製作總厚度為28nm之第1透明導電體層。
其次，使上述長條狀膜基材翻轉，於該長條狀膜基材之第2面依序積層氧化錫含量為3.3重量%之第4銦錫氧化物層、氧化錫含量為10重量%之第5銦錫氧化物層、及氧化錫含量為3.3重量%之第6銦錫氧化物層，而製作總厚度為28nm之第2透明導電體層。
將形成有各銦錫氧化物層之長條狀膜基材自濺鍍裝置中取出，暫時先捲繞成捲筒，再將其一面回捲一面連續地搬送至150℃之加熱烘箱內進行60分鐘加熱處理。其結果，形成於膜基材上之第1~第6銦錫氧化物層藉由加熱處理由非晶質轉化為結晶質。
不形成第1銦錫氧化物層及第4銦錫氧化物層，除此以外，利用與實施例1同樣之方法製作透明導電性膜。
不形成第1銦錫氧化物層、第3銦錫氧化物層、第4銦錫氧化物層及第6銦錫氧化物層，除此以外，利用與實施例1同樣之方法製作透明導電性膜。
其次，利用以下之方法對該等實施例1及比較例1~2進行測定、評價。
(1)表面電阻值之測定
依據JIS K7194，藉由四端子法進行測定。
(2)透明導電體層之結晶狀態之確認
使用穿透式電子顯微鏡(日立製作所製造 製品名「H-7650」)，以倍率25,000倍觀察透明導電體層之表面狀態，將結晶粒存在於整個表面者判斷為結晶質(結晶化)。
將利用上述(1)~(2)之方法進行測定、評價所得之結果示於表1~表2。
如表1~表2之實施例1所示，若將第1透明導電體層設為三層構造，將第2銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為14nm，將第1、第3銦錫氧化物層(SnO2：3.3wt%)之厚度設為7nm，而將總厚度設為28nm，則加熱處理後之透明導電體層表面成為結晶質，可獲得良好之表面電阻值。又，若將第2透明導電體層中之第5銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為14nm，將第4、第6銦錫氧化物層(SnO2：3.3wt%)之厚度設為7nm，而將總厚度設為28nm，則加熱處理後之透明導電體層表面成為結晶質，可獲得良好之表面電阻值(135Ω/□)。
另一方面，如表1~表2之比較例1所示，若將第1透明導電體層設為兩層構造，將第2銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為14nm，將第3銦錫氧化物層(SnO2：3.3wt%)之厚度設為14nm，而將第1透明導電體層之總厚度設為28nm，則加熱處理後之透明導電體層表面成為非晶質，而表面電阻值大幅增大(350Ω/□)。同樣，若將第2透明導電體層設為兩層構造，將第5銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為14nm，將第6銦錫氧化物層(SnO2：3.3wt%)之厚度設為14nm，而將第2透明導電體層之總厚度設為28nm，則加熱處理後之透明導電體層表面成為非晶質，而表面電阻值大幅增大。
又，如比較例2所示，若將第1透明導電體層設為一層構造，將第2銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為28nm(第1透明導電體層之總厚度為28nm)，則加熱處理後之透明導電體層表面成為非晶質，而表面電阻值大幅增大(350Ω/□)。同樣，若將第2透明導電體層設為一層構造，將第2銦錫氧化物層(SnO2：10wt%)之厚度設為28nm(第2透明導電體層之總厚度為28nm)，則加熱處理後之透明導電體層表面成為非晶質，而表面電阻值大幅增大。
因此，可知藉由將形成於膜基材之兩面之各透明導電體層設為三層構造，並將氧化錫含量較多之第2銦錫氧化物層夾入至氧化錫含量較少之第1、第3銦錫氧化物層之間，可獲得透明導電體層整體之結晶性顯著提高，而表面電阻值較小之透明導電性膜。
本發明之透明導電性膜之用途並無特別限制，較佳為用於智慧型手機或平板終端(亦稱為Slate PC)等移動終端之靜電電容方式觸控感測器。
1‧‧‧透明導電性膜
2‧‧‧膜基材
2a、2b‧‧‧面
3、4‧‧‧透明導電體層
5、6、7、8、9、10‧‧‧銦錫氧化物層
Claims (7)
- 一種透明導電性膜，其特徵在於：其係包括具有第1面及第2面之膜基材、形成於該膜基材之第1面側之第1透明導電層、及形成於上述膜基材之第2面側之第2透明導電體層者，且上述第1透明導電體層係自上述膜基材之第1面側起依序積層第1銦錫氧化物層、第2銦錫氧化物層、及第3銦錫氧化物層而成，上述第2透明導電體層係自上述膜基材之第2面側起依序積層第4銦錫氧化物層、第5銦錫氧化物層、及第6銦錫氧化物層而成，上述第2銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第1銦錫氧化物層之氧化錫含量及第3銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者，上述第5銦錫氧化物層之氧化錫含量多於第4銦錫氧化物層之氧化錫含量及第6銦錫氧化物層之氧化錫含量之任一者。
- 如請求項1之透明導電性膜，其中上述第2銦錫氧化物層之氧化錫含量為6重量%~15重量%，上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層之氧化錫含量分別為1重量%~5重量%。
- 如請求項1之透明導電性膜，其中上述第5銦錫氧化物層之氧化錫含量為6重量%~15重量%，上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之氧化錫含量分別為1重量%~5重量%。
- 如請求項1之透明導電性膜，其中上述第2銦錫氧化物層之厚度大於上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層之厚度之任一者。
- 如請求項4之透明導電性膜，其中上述第2銦錫氧化物層之厚度為5nm~20nm，上述第1銦錫氧化物層及上述第3銦錫氧化物層 之厚度分別為1nm~10nm。
- 如請求項1之透明導電性膜，其中上述第5銦錫氧化物層之厚度大於上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之厚度之任一者。
- 如請求項6之透明導電性膜，其中上述第5銦錫氧化物層之厚度為5nm~20nm，上述第4銦錫氧化物層及上述第6銦錫氧化物層之厚度分別為1nm~10nm。
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