TW202147345A - 透明導電層及透明導電性片材 - Google Patents
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Abstract
本發明之透明導電層3具備於厚度方向上相互對向之第1主面5及第2主面6。透明導電層3具有:複數個晶粒4;複數個第1晶界7,其等將複數個晶粒4區隔,厚度方向一端緣9及另一端緣10分別於第1主面5及第2主面6打開;及第2晶界8,其自一個第1晶界7A之第1中間部11分支,到達另一個第1晶界7B之第2中間部12。透明導電層3含有原子序數大於氬原子之稀有氣體原子。
Description
本發明係關於一種透明導電層及透明導電性片材。
先前,已知一種具備結晶質透明導電層之透明導電性片材。
例如,提出一種具備具有複數個晶粒之透光性導電層之透光性導電膜(例如,參照下述專利文獻1)。
專利文獻1中記載之構成透光性導電層之第2無機氧化物層存在將上述複數個晶粒區隔之晶界。具體而言,此種晶界不分支而自第2無機氧化物層之上表面向下表面貫通。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-41059號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來,對觸控面板、太陽電池及調光元件中所使用之透光性導電層要求耐透濕性。
於專利文獻1之第2無機氧化物層中,晶界不分支而自第2無機氧化物層之上表面向下表面貫通。當此種第2無機氧化物層之上表面與水接觸時,在第2無機氧化物層中晶界不分支,故第2無機氧化物層之上表面至下表面之水之路徑變短。因此,存在耐透濕性降低之不良情況。
又,對此種透光性導電層要求低電阻。
本發明提供一種低電阻、且耐透濕性優異之透明導電層及透明導電性片材。
[解決問題之技術手段]
本發明[1]係一種透明導電層,其具備於厚度方向上相互對向之第1主面及第2主面,具有:複數個晶粒;複數個第1晶界,其等將上述複數個晶粒區隔,厚度方向一端緣及另一端緣分別於上述第1主面及上述第2主面打開;及第2晶界,其自一個上述第1晶界之厚度方向中間部分支,到達與上述一個第1晶界相鄰之另一個上述第1晶界之厚度方向中間部;且該透明導電層含有原子序數大於氬原子之稀有氣體原子。
本發明[2]包含如上述[1]中記載之透明導電層,其包含作為沿著與上述厚度方向正交之面方向延伸之單層的區域。
本發明[3]包含如上述[1]或[2]中記載之透明導電層,其中上述第2晶界於剖面觀察下具有頂點,該頂點位於距離將一個上述第1晶界之厚度方向中間部與另一個上述第1晶界之厚度方向中間部連接之線段5 nm以上之位置。
本發明[4]包含如[1]~[3]中任一項中記載之透明導電層,其材料為含錫氧化物。
本發明[5]包含如[1]~[4]中任一項中記載之透明導電層,其厚度為100 nm以上。
本發明[6]包含一種透明導電性片材,其具備:如[1]~[5]中任一項中記載之透明導電層;及基材層,其位於上述透明導電層之上述第2主面側。
[發明之效果]
本發明之透明導電層具有第2晶界,上述第2晶界自一個第1晶界之厚度方向中間部分支,到達與一個第1晶界相鄰之另一個第1晶界之厚度方向中間部。因此,即便第2主面與水接觸,亦可確保第2主面至第1主面之水之路徑較長。結果,透明導電層之耐透濕性優異。
又,該透明導電層包含原子序數大於氬原子之稀有氣體原子。詳細而言,於藉由濺鍍法製造透明導電層之情形時,來自濺鍍氣體之原子被納入透明導電層中。此種來自濺鍍氣體之原子會妨礙透明導電層之結晶化。結果,透明導電層之比電阻變高。
另一方面,該透明導電層係使用原子序數大於氬原子之稀有氣體作為濺鍍氣體而獲得。原子序數大於氬原子之稀有氣體因原子量較大,故可抑制來自原子序數大於氬原子之稀有氣體之原子被納入透明導電層中。即,該透明導電層雖包含來自原子序數大於氬原子之稀有氣體之原子,但如上所述,其量被抑制。因此,藉由來自原子序數大於氬原子之稀有氣體之原子,可抑制透明導電層之結晶化被妨礙之情況。結果,可降低透明導電層之比電阻。
本發明之透明導電性片材具備本發明之透明導電層。因此,低電阻且耐透濕性優異。
參照圖1及圖2,對本發明之透明導電層及透明導電性片材之一實施方式進行說明。再者,於圖2中,明確示出複數個晶粒4(於下文敍述),又,為了區分第1晶界7(於下文敍述)及第2晶界8(於下文敍述)與指線及假想線段(鏈線),以濃度互不相同之灰色來描繪複數個晶粒4。
<透明導電性片材>
如圖1所示,該透明導電性片材1具有規定厚度,且具有沿著與厚度方向正交之面方向延伸之片狀。該透明導電性片材1朝厚度方向一側依次具備基材層2及透明導電層3。具體而言,透明導電性片材1具備基材層2、及配置於基材層2之厚度方向之一面之透明導電層3。
<基材層>
基材層2係用以確保透明導電性片材1之機械強度之透明基材。基材層2沿面方向延伸。基材層2具有基材第1主面21及基材第2主面22。基材第1主面21為平坦面。基材第2主面22相對於基材第1主面21隔開間隔而對向配置於厚度方向另一側。再者,基材層2位於透明導電層3之第2主面6(於下文敍述)側。基材第2主面22與基材第1主面21平行。
再者,平坦面可為基材層2之第1主面21與基材層2之第2主面22大致平行之平面。例如,容許無法觀察之程度之微細凹凸、表面波紋。
基材層2具備透明基材41及功能層42。
具體而言,基材層2朝厚度方向一側依次具備透明基材41及功能層42。具體而言,基材層2具備透明基材41、及配置於透明基材41之厚度方向之一面之功能層42。
<透明基材>
透明基材41呈膜狀。
作為透明基材41之材料,例如可列舉:烯烴樹脂、聚酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂(丙烯酸樹脂及/或甲基丙烯酸樹脂)、聚碳酸酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚芳酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、纖維素樹脂及聚苯乙烯樹脂。作為烯烴樹脂,例如可列舉:聚乙烯、聚丙烯及環烯烴聚合物。作為聚酯樹脂,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯及聚萘二甲酸乙二酯。作為(甲基)丙烯酸樹脂,例如可列舉聚甲基丙烯酸酯。作為透明基材41之材料,就透明性及耐透濕性之觀點而言,較佳者可列舉聚酯樹脂,更佳者可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
透明基材41具有透明性。具體而言,透明基材41之全光線透過率(JIS K 7375-2008)例如為60%以上,較佳為80%以上,更佳為85%以上。
透明基材41之厚度例如為1 μm以上,較佳為10 μm以上,更佳為30 μm以上,又,例如為1000 μm以下,較佳為500 μm以下,更佳為250 μm以下,進而較佳為200 μm以下,尤佳為100 μm以下,最佳為60 μm以下。
<功能層>
功能層42配置於透明基材41之厚度方向之一面。
功能層42呈膜狀。
作為功能層42,例如可列舉硬塗層。
於此種情形時,基材層2朝厚度方向一側依次具備透明基材41、及硬塗層。
於以下說明中,針對功能層42為硬塗層之情形進行說明。
硬塗層係用以抑制於透明導電性片材1產生損傷之保護層。
硬塗層例如由硬塗組合物形成。
硬塗組合物包含樹脂、及視需要而存在之粒子。即,硬塗層包含樹脂、及視需要而存在之粒子。
作為樹脂,例如可列舉熱塑性樹脂、及硬化性樹脂。作為熱塑性樹脂,例如可列舉聚烯烴樹脂。
作為硬化性樹脂,例如可列舉:藉由照射活性能量線(例如,紫外線、及電子束)而硬化之活性能量線硬化性樹脂、及藉由加熱而硬化之熱硬化性樹脂。作為硬化性樹脂,較佳者可列舉活性能量線硬化性樹脂。
作為活性能量線硬化性樹脂,例如可列舉:(甲基)丙烯酸系紫外線硬化性樹脂、聚胺酯樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、矽氧烷系聚合物、及有機矽烷縮合物。作為活性能量線硬化性樹脂,較佳者可列舉(甲基)丙烯酸系紫外線硬化性樹脂。
又,樹脂例如可包含日本專利特開2008-88309號公報中記載之反應性稀釋劑。具體而言,樹脂可包含多官能(甲基)丙烯酸酯。
樹脂可單獨使用或併用2種以上。
作為粒子,例如可列舉金屬氧化物微粒子及有機系微粒子。作為金屬氧化物微粒子之材料,例如可列舉:氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、及氧化銻。作為有機系微粒子之材料,可列舉:聚甲基丙烯酸甲酯、聚矽氧、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺、及聚碳酸酯。
粒子可單獨使用或併用2種以上。
又,硬塗組合物可視需要以適當之比率調配觸變賦予劑、光聚合起始劑、填充劑(例如,有機黏土)、及整平劑。又,硬塗組合物可用公知之溶劑進行稀釋。
又,為了形成硬塗層,詳情如下所述,將硬塗組合物之稀釋液塗佈於透明基材41之厚度方向之一面,視需要進行加熱而使其乾燥。於乾燥後,例如藉由活性能量線照射使硬塗組合物硬化。
藉此,形成硬塗層。
硬塗層之厚度例如為0.1 μm以上,較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,又,例如為20 μm以下,較佳為10 μm以下,更佳為5 μm以下。
<透明導電層>
透明導電層3配置於基材層2之厚度方向一側。具體而言,透明導電層3與基材層2之基材第1主面21之整個面接觸。透明導電層3具有規定厚度,較佳為包含作為沿著與厚度方向正交之面方向延伸之單層的區域,更佳為沿著與厚度方向正交之面方向延伸之單層。具體而言,透明導電層3較佳為包含並非於厚度方向上積層之複數層之區域,透明導電層3更佳為並非於厚度方向上積層之複數層。更詳細而言,沿面方向區隔且包含與基材層2之第1主面21平行之邊界之複數個透明導電層較佳為不包含於本發明之透明導電層。
透明導電層3具備於厚度方向上相互對向之第1主面5及第2主面6。
第1主面5於厚度方向一側露出。第1主面5為平坦面。
第2主面6隔開間隔而對向配置於第1主面5之厚度方向另一側。第2主面6係與第1主面21平行之平坦面。於該一實施方式中,第2主面6與基材第1主面21接觸。
再者,平坦面可為第1主面5與第2主面6大致平行之平面。例如,容許無法觀察之程度之微細凹凸、表面波紋。
該透明導電層3為結晶質。透明導電層3較佳為於面方向上不包含非晶質區域,僅包含結晶質區域。再者,包含非晶質區域之透明導電層例如藉由利用TEM(Transmission Electron Microscopy,穿透式電子顯微鏡)觀察透明導電層之面方向之晶粒而鑑定。
於透明導電層3為結晶質之情形時,例如,將透明導電層3於5質量%之鹽酸水溶液中浸漬15分鐘後,進行水洗及乾燥,測定第1主面5的15 mm左右間之二端子間電阻,二端子間電阻為10 kΩ以下。另一方面,若上述二端子間電阻超過10 kΩ,則透明導電層3為非晶質。
如圖2所示,透明導電層3具有複數個晶粒4。晶粒4有時亦稱為晶體。
透明導電層3具有區隔出複數個晶粒4之第1晶界7及第2晶界8。
第1晶界7沿厚度方向延伸,於剖面觀察下,該厚度方向一端緣9及另一端緣10分別於第1主面5及第2主面6打開。第1晶界7於面方向上相互隔開間隔而存在複數個。又,第1晶界7於剖面觀察下,可包含彎曲部15、折褶部16等。
第2晶界8自複數個第1晶界7中之一個第1晶界7(參照符號7A)之厚度方向上之第1中間部11分支,到達與一個第1晶界7相鄰之另一個第1晶界7(參照符號7B)之厚度方向上之第2中間部12。再者,第1中間部11及第2中間部12例如均為折褶部16。第2晶界8將第1中間部11與第2中間部12連結。藉此,第2晶界8於厚度方向上將位於該厚度方向一側之第1晶粒31與位於厚度方向另一側之第2晶粒32區隔。即,第1晶粒31及第2晶粒32藉由第2晶界8而於厚度方向上依次配置。第1晶粒31包含第1主面5。第2晶粒32包含第2主面6。
又,第2晶界8包含第2彎曲部17。於該實施方式中,第2彎曲部17具有1個頂點20。即,第2晶界8具有頂點20。
於剖面觀察下,頂點20位於距離將第1中間部11與第2中間部12連接之線段(虛線)5 nm以上之位置。上述距離較佳為10 nm以上。
再者,於該一實施方式中,頂點20相對於上述線段位於厚度方向一側。
若第2晶界8具有上述頂點20,則可進一步延長第1主面5至第2主面6之水之路徑(於下文敍述)。結果,可進一步提高耐透濕性。
又,如下晶界不為本發明之第1晶界,上述晶界自一個第1晶界7A之厚度方向一端緣9向第1中間部11延伸,自第1中間部11向第2晶界8分支,自第2中間部12到達另一個第1晶界7B,繼而到達厚度方向另一端緣10。即,自一個第1晶界7A經由第2晶界8而到達另一晶界7B之晶界不為本發明之第1晶界。
另一方面,如下晶界包含於本發明之第1晶界,上述晶界自一個第1晶界7(參照符號7A)之厚度方向一端緣9向第1中間部11延伸,自第1中間部11分支成複數個,複數個第1晶界7分別到達厚度方向另一端緣10。即,不經由第2晶界8之第1晶界7包含於本發明之第1晶界。
第1晶界7及第2晶界8例如可藉由調整濺鍍時之基材層2之溫度、及成膜氣壓、以及靶表面之磁場強度而形成。
透明導電層3包含材料、及微量之原子序數大於氬原子之稀有氣體原子(以下稱為第1稀有氣體原子)。具體而言,於透明導電層3中,材料基質中存在微量之第1稀有氣體原子。
材料並無特別限定。作為材料,例如可列舉包含選自由In、Sn、Zn、Ga、Sb、Nb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、及W所組成之群中之至少1種金屬的金屬氧化物。
具體而言,作為金屬氧化物,可列舉:含錫氧化物、銦鋅複合氧化物(IZO)、銦鎵鋅複合氧化物(IGZO)、及銦鎵複合氧化物(IGO)。作為含錫氧化物,例如可列舉:銦錫複合氧化物(ITO)、及銻錫複合氧化物(ATO)。作為金屬氧化物,較佳者可列舉含錫氧化物。若材料為含錫氧化物,則透明性及導電性優異。
透明導電層3(含錫氧化物)中之氧化錫(SnO2
)之含量無特別限定,例如為0.5質量%以上,較佳為3質量%以上,更佳為6質量%以上,又,例如未達50質量%,較佳為25質量%以下,更佳為15質量%以下。
作為第1稀有氣體原子,例如可列舉:氪原子、及氙原子,較佳者可列舉氪原子。
第1稀有氣體原子來自下述作為濺鍍氣體之第1稀有氣體。換言之,詳情如下所述,於濺鍍法中,來自作為濺鍍氣體之第1稀有氣體(於下文敍述)之第1稀有氣體原子被納入透明導電層3中。
透明導電層3中之第1稀有氣體原子之含量例如為1.0原子%以下,更佳為0.7原子%以下,進而較佳為0.5原子%以下,尤佳為0.3原子%以下,最佳為0.2原子%以下,進而,未達0.1原子%,又,例如為0.0001原子%以上。
第1稀有氣體原子之含量例如可藉由拉塞福逆散射譜法進行測定。又,第1稀有氣體原子之存在例如可藉由螢光X射線分析而確認。於透明導電層3中,當第1稀有氣體原子之含量過少時(具體而言,當第1稀有氣體原子之含量並非為拉塞福逆散射分析之檢測極限值(下限值)以上時),存在無法藉由拉塞福逆散射分析來定量第1稀有氣體原子之含量之情形。然而,於本申請案中,即便於此種情形時,當藉由螢光X射線分析來鑑定第1稀有氣體原子之存在時,亦判斷第1稀有氣體原子之含量至少為0.0001原子%以上。
透明導電層3之厚度例如為10 nm以上,較佳為30 nm以上,更佳為70 nm以上,就耐透濕性之觀點而言,進而較佳為100 nm以上,尤佳為120 nm以上,最佳為140 nm以上,又,就薄型化之觀點而言,例如為1000 nm以下,較佳為500 nm以下,更佳為未達300 nm,進而較佳為200 nm以下,尤佳為未達150 nm,最佳為148 nm以下。透明導電層3之厚度之求法將於以下實施例中進行詳細敍述。
剖面觀察下之第1晶界7之厚度方向一端緣9及另一端緣10之平均距離相對於透明導電層3之厚度之比例如超過1,較佳為1.1以上,更佳為1.2以上,進而較佳為1.5以上,又,例如為5以下,較佳為2.5以下。又,於剖面觀察下,第2晶界8之第1中間部11及第2中間部12之平均距離相對於第1晶界7之厚度方向一端緣9及另一端緣10之平均距離之比例如為0.1以上,較佳為0.3以上,又,例如為5以下,較佳為3以下。若上述比超過上述下限且低於上述上限,則可提高透明導電層3之耐透濕性。
透明導電層3於溫度40℃、相對濕度90%下之透濕度例如為9.9×10-3
[g/m2
・24 h]以下,較佳為10-3
[g/m2
・24 h]以下,更佳為10-4
[g/m2
・24 h]以下,進而較佳為10-5
[g/m2
・24 h]以下。又,上述透濕度例如超過0[g/m2
・24 h]。若透明導電層3之透濕度為上述上限以下,則透明導電層3之耐透濕性優異。透明導電層3之透濕度藉由下述實施例之評估方法進行說明。
透明導電層3之表面電阻例如為200 Ω/□以下,較佳為50 Ω/□以下,更佳為30 Ω/□以下,進而較佳為20 Ω/□以下,尤佳為15 Ω/□以下,又,例如超過0 Ω/□。
透明導電層3之比電阻值例如為2.2×10-4
Ωcm以下,較佳為1.8×10-4
Ωcm以下,更佳為1.0×10-4
Ωcm以下。又,上述比電阻值例如為0.1×10-4
Ω・cm以上,較佳為0.5×10-4
Ω・cm以上,更佳為1.0×10-4
Ω・cm以上,進而較佳為1.01×10-4
Ω・cm以上。比電阻值可藉由將透明導電層3之厚度與表面電阻之值相乘而求出。
<透明導電層及透明導電性片材之製造方法>
參照圖3,對透明導電層3及透明導電性片材1之製造方法進行說明。
透明導電層3及透明導電性片材1之製造方法具備:第1步驟,其係準備基材層2;第2步驟,其係於基材層2之厚度方向之一面配置透明導電層3;第3步驟,其係對透明導電層3進行加熱。又,於該製造方法中,例如以卷對卷方式依次配置各層。
<第1步驟>
於第1步驟中,準備基材層2。
為了準備基材層2,如圖3A所示,首先準備透明基材3。
繼而,如圖3B所示,於透明基材41之厚度方向之一面塗佈硬塗組合物之稀釋液並進行乾燥後,藉由照射紫外線或加熱而使硬塗組合物硬化。藉此,於透明基材41之厚度方向之一面形成硬塗層(功能層42)。藉此,準備基材層2。
<第2步驟>
於第2步驟中,如圖3C所示,於基材層2之厚度方向之一面配置透明導電層3。
具體而言,於濺鍍裝置中,使包含透明導電層3之材料之靶與基材層2之厚度方向之一面對向,並且於濺鍍氣體之存在下進行濺鍍。又,於濺鍍中,基材層2沿著成膜輥之圓周方向密接。又,此時,除濺鍍氣體以外,例如還可存在反應性氣體(例如氧氣)。
濺鍍氣體為原子序數大於氬原子之稀有氣體(以下稱為第1稀有氣體)。作為第1稀有氣體,例如可列舉氪氣、及氙氣,較佳者可列舉氪氣。
濺鍍裝置內之濺鍍氣體之分壓例如為0.05 Pa以上,較佳為0.1 Pa以上,又,例如為10 Pa以下,較佳為5 Pa以下,更佳為1 Pa以下。
如圖4所示,反應性氣體之導入量可根據非晶質透明導電層3之表面電阻來估算。詳細而言,非晶質透明導電層3之膜質(表面電阻)會根據導入至非晶質透明導電層3內部之反應性氣體之導入量而改變,因此,可根據目標非晶質透明導電層3之表面電阻來調整反應性氣體之導入量。再者,為了對非晶質透明導電層3進行加熱而獲得作為結晶膜之透明導電層3,可於圖4之區域X之範圍內調整反應性氣體之導入量,獲得非晶質透明導電層3。
具體而言,以非晶質透明導電層3之比電阻例如成為8.0×10-4
Ω・cm以下,較佳為7.0×10-4
Ω・cm以下,又,例如為2.0×10-4
Ω・cm,較佳為4.0×10-4
Ω・cm以上,更佳為5.0×10-4
Ω・cm以上之方式導入反應性氣體。
濺鍍裝置內之壓力實質上為濺鍍氣體之分壓、及反應性氣體之分壓之合計壓力。
電源例如可為DC(Direct Current,直流)電源、AC(Alternating Current,交流)電源、MF(Medium Frequency,中頻)電源、及RF(Radio Frequency,射頻)電源中之任一者。又,亦可為該等之組合。
對靶之長邊之放電輸出值例如為0.1 W/mm以上,較佳為0.5 W/mm,更佳為1 W/mm以上,進而較佳為5 W/mm以上,又,例如為30 W/mm以下,較佳為15 W/mm以下。再者,靶之長邊方向例如為與卷對卷式濺鍍裝置之搬送方向正交之方向(TD方向)。
靶表面上之水平磁場強度例如為10 mT以上,較佳為60 mT以上,又,例如為300 mT以下。藉由將靶表面上之水平磁場強度設為上述範圍,可減少透明導電層3內之第1稀有氣體原子之量,可製造低比電阻性優異之透明導電層3。
繼而,藉由濺鍍自靶彈出之透明導電層3之材料著膜於基材層2。此時,熱能產生,因此,較佳為於透明導電層3成膜時,藉由成膜輥對基材層2進行冷卻,從而使透明導電層3冷卻,抑制透明導電層3之結晶化。
詳細而言,成膜輥之溫度(甚至是基材層2之溫度)例如為-50℃以上,較佳為-20℃以上,更佳為-10℃以上,又,例如為30℃以下,較佳為20℃以下,更佳為15℃以下,進而較佳為10℃以下,尤佳為5℃以下。若為上述溫度範圍,則可充分冷卻基材層2,可抑制透明導電層3成膜時之結晶生長(特別是透明導電層3之厚度方向之結晶生長),因此,於經過下述第3步驟後之透明導電層3中,容易獲得第1晶界7及第2晶界8。
藉此,於基材層2之厚度方向之一面配置非晶質透明導電層3。
又,如上所述,使用作為濺鍍氣體之第1稀有氣體,因此,來自第1稀有氣體之第1稀有氣體原子被納入透明導電層3中。
<第3步驟>
於第3步驟中,對非晶質透明導電層3進行加熱。例如,藉由加熱裝置(例如,紅外線加熱器、及熱風烘箱)對非晶質透明導電層3進行加熱。
加熱溫度例如為80℃以上,較佳為110℃以上,又,例如未達200℃,較佳為180℃以下。又,加熱時間例如為1分鐘以上,較佳為10分鐘以上,更佳為30分鐘以上,又,例如為24小時以下,較佳為4小時以下,更佳為2小時以下。
藉此,如圖3D所示,非晶質透明導電層3結晶化,形成結晶質透明導電層3。
藉此,獲得透明導電層3,並且獲得依次具備基材層2、及透明導電層3之透明導電性片材1。
其後,亦可將透明導電層3圖案化。圖案化例如藉由蝕刻而實施。
若將透明導電層3圖案化,則透明導電層3具有圖案形狀。透明導電層3具有圖案形狀時,可自由設計圖案形狀。
<附透明導電性片材之物品及附透明導電層之物品>
亦可將透明導電性片材1配置於零件之厚度方向之一面而獲得附透明導電性片材之物品。
附透明導電性片材之物品朝厚度方向一側依次具備零件、及透明導電性片材1。詳細而言,附透明導電性片材之物品朝厚度方向一側依次具備零件、基材層2、及透明導電層3。
作為物品,並無特別限定,例如可列舉:元件、構件、及裝置。更具體而言,作為元件,例如可列舉調光元件及光電轉換元件。作為調光元件,例如可列舉電流驅動型調光元件及電場驅動型調光元件。作為電流驅動型調光元件,例如可列舉電致變色(EC)調光元件。作為電場驅動型調光元件,例如可列舉:PDLC(polymer dispersed liquid crystal,聚合物分散液晶)調光元件、PNLC(polymer network liquid crystal,聚合物網路液晶)調光元件、及SPD(suspended particle device,懸浮粒子式裝置)調光元件。作為光電轉換元件,例如可列舉太陽電池。作為太陽電池,例如可列舉:有機薄膜太陽電池、鈣鈦礦太陽電池、及色素增感太陽電池。作為構件,例如可列舉:電磁波屏蔽構件、熱線控制構件、加熱器構件、照明、及天線構件。作為裝置,例如可列舉觸控感測器裝置及圖像顯示裝置。
附透明導電性片材之物品例如可藉由經由固定功能層將零件與透明導電性片材1中之基材層2接著而獲得。
作為固定功能層,例如可列舉黏著層及接著層。
作為固定功能層,只要具有透明性,則可無特別之材料限制而使用。固定功能層較佳為由樹脂形成。作為樹脂,例如可列舉:丙烯酸樹脂、聚矽氧樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚乙烯醚樹脂、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烴樹脂、環氧樹脂、氟樹脂、天然橡膠、及合成橡膠。特別是就光學透明性優異,顯示出適當之濡濕性、凝聚性及接著性等黏著特性,耐候性及耐熱性等亦優異之觀點而言,較佳為選擇丙烯酸樹脂作為樹脂。
為了抑制透明導電層3之腐蝕及遷移,亦可於固定功能層(形成固定功能層之樹脂)中添加公知之腐蝕抑制劑及遷移抑制劑(例如,日本專利特開2015-022397號所揭示之材料)。又,為了抑制附透明導電性片材之物品於室外使用時劣化,亦可於固定功能層(形成固定功能層之樹脂)中添加公知之紫外線吸收劑。作為紫外線吸收劑,例如可列舉:二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水楊酸系化合物、草醯苯胺系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物及三𠯤系化合物。
又,亦可於附透明導電性片材之物品中之透明導電層3之上表面配置覆蓋層。
覆蓋層係被覆透明導電層3之層,可提高透明導電層3之可靠性,抑制損傷所導致之功能劣化。
覆蓋層較佳為介電體。覆蓋層由樹脂及無機材料之混合物形成。作為樹脂,可列舉固定功能層所例示之樹脂。無機材料例如包括含有氧化矽、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈣等無機氧化物及氟化鎂等氟化物的組合物。
又,就與上述固定功能層相同之觀點而言,亦可於覆蓋層(樹脂及無機材料之混合物)中添加腐蝕抑制劑、遷移抑制劑及紫外線吸收劑。
又,亦可經由固定功能層將零件與透明導電性片材1中之透明導電層3接著,藉此獲得附透明導電性片材之物品。
又,亦可將透明導電層3配置於零件之厚度方向之一面而獲得附透明導電層之物品。
附透明導電層之物品朝厚度方向一側依次具備零件及透明導電層3。
附透明導電層之物品可藉由以下方式獲得,即,利用濺鍍法將透明導電層3配置於零件之厚度方向之一面,或將透明導電層3自透明導電性片材1轉印至零件之厚度方向之一面。
又,亦可經由上述固定功能層將零件與透明導電層3接著。
又,亦可於附透明導電層之物品中之透明導電層3之上表面配置覆蓋層。
<一實施方式之作用效果>
透明導電層3具有第2晶界8,該第2晶界8自一個第1晶界7A之第1中間部11分支,到達另一個第1晶界7B之第2中間部12。因此,即便第1主面5與水接觸,亦可確保第1主面5至第2主面6之水之路徑較長。結果,透明導電層3之耐透濕性優異。又,具備透明導電層3之透明導電性片材1亦耐透濕性優異。
例如,於將透明導電性片材1用於調光元件或太陽電池元件之電極時,即便基材第2主面22暴露於包含水分之外部大氣中,但由於透明導電層3具備第2晶界8,故第1主面5至第2主面6之水之滲入路徑變長,亦可使水延遲到達第1主面5。因此,可使因水滲入所導致之調光層或單元18(參照圖1)之損傷延遲。即,可構成耐濕性優異之調光元件或太陽電池元件。
另一方面,若透明導電層3具有第1晶界7及第2晶界8,則就載子移動率之觀點而言,比電阻呈變高之趨勢。
然而,透明導電層3包含來自濺鍍氣體之原子(第1稀有氣體原子)。因此,即便透明導電層3具有第1晶界7及第2晶界8,亦可降低透明導電層3之比電阻。
詳細而言,於藉由濺鍍法製造透明導電層3之情形時,來自濺鍍氣體之原子被納入透明導電層3中。此種來自濺鍍氣體之原子會妨礙透明導電層3之結晶化。結果,透明導電層3之比電阻變高。
另一方面,透明導電層3係使用第1稀有氣體作為濺鍍氣體而獲得。第1稀有氣體之原子量大於氬氣,因此,可抑制來自第1稀有氣體之原子(第1稀有氣體原子)被納入透明導電層3中。即,該透明導電層3雖包含來自第1稀有氣體之原子(第1稀有氣體原子),但如上所述,其量被抑制。因此,藉由第1稀有氣體原子,可抑制透明導電層3之結晶化被妨礙之情況。結果,可降低透明導電層3之比電阻。
綜上所述,透明導電層3可降低比電阻,且耐透濕性亦優異。
並且,具備此種透明導電層3之透明導電性片材1、觸控感測器、調光元件、光電轉換元件、熱線控制構件、天線、電磁波屏蔽構件及圖像顯示裝置為低電阻,且耐透濕性優異。
<變化例>
於以下各變化例中,對於與上述一實施方式相同之構件及步驟,標附相同之參照符號,並省略其詳細說明。又,除非有特別記載,否則各變化例可發揮與一實施方式相同之作用效果。進而,亦可將一實施方式及其變化例適當組合。
雖未圖示,頂點20亦可相對於虛線所示之線段位於厚度方向另一側。
如圖5所示,第2晶界8亦可不具有頂點20。
較佳為如一實施方式所示,第2晶界8具有頂點20。藉此,可進一步延長經由具有頂點20之第2晶界8之水之路徑。因此,透明導電層3之耐透濕性更進一步優異。
如圖6所示,於該變化例中,透明導電層3包含在厚度方向上投影時相互重疊之複數個第2晶界8。
又,如圖6所示,第1晶界7亦可包含剖面觀察下不與第2晶界8接觸之非接觸第1晶界7C。
於上述說明中,透明導電性片材1朝厚度方向一側依次具備基材層2、及透明導電層3。又,於此種透明導電性片材1中,透明導電層3含有第1稀有氣體原子。
另一方面,透明導電性片材1亦可進而具備不含有第1稀有氣體原子之透明導電層(以下稱為不含第1稀有氣體原子之透明導電層43)。
具體而言,如圖7所示,透明導電性片材1朝厚度方向一側依次具備基材層2、透明導電層3、及不含第1稀有氣體原子之透明導電層43。更具體而言,透明導電性片材1具備:基材層2;透明導電層3,其配置於基材層2之厚度方向之一面;及不含第1稀有氣體原子之透明導電層43,其配置於透明導電層3之厚度方向之一面。
不含第1稀有氣體原子之透明導電層43不包含第1稀有氣體原子,而包含上述材料(詳細而言係與透明導電層3所包含之材料相同之材料)、及微量之具有氬原子以下之原子序數之稀有氣體原子(以下稱為第2稀有氣體原子)。具體而言,於不含第1稀有氣體原子之透明導電層43中,上述材料基質中存在微量之第2稀有氣體原子。
作為第2稀有氣體原子,例如可列舉:氬原子、氖原子、及氦原子,較佳者可列舉氬原子。
第2稀有氣體原子來自下述作為濺鍍氣體之第2稀有氣體。換言之,詳情如下所述,於濺鍍法中,來自作為濺鍍氣體之第2稀有氣體(於下文敍述)之第2稀有氣體原子被納入不含第1稀有氣體原子之透明導電層43中。
第2稀有氣體原子由於原子量小於第1稀有氣體原子,故透明導電層3中之第2稀有氣體原子之含量多於第1稀有氣體原子之含量。因此,不含第1稀有氣體原子之透明導電層43中之第2稀有氣體原子之含量具體而言為2.0原子%以下,較佳為1.0原子%以下,進而較佳為0.7原子%以下,尤佳為0.5原子%以下,最佳為0.3原子%以下,進而為0.2原子%以下,又,例如為0.0001原子%以上。
第2稀有氣體原子之含量之確認方法、及第2稀有氣體原子之存在之確認方法與上述第1稀有氣體原子之含量之確認方法、及第1稀有氣體原子之存在之確認方法相同。
不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之厚度例如為1 nm以上,較佳為10 nm以上,更佳為30 nm以上,進而較佳為70 nm以上,又,例如為500 nm以下,較佳為未達300 nm,更佳為200 nm以下,進而較佳為未達150 nm,尤佳為100 nm以下。不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之厚度之求法與透明導電層3之厚度之求法相同。
繼而,為了於透明導電層3之厚度方向之一面配置不含第1稀有氣體原子之透明導電層43,而於上述第2步驟中,在基材層2之厚度方向之一面配置透明導電層3後,於透明導電層3之厚度方向之一面配置不含第1稀有氣體原子之透明導電層43。
具體而言,於濺鍍裝置中,使包含不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之材料的靶與透明導電層3之厚度方向之一面對向,並且於濺鍍氣體之存在下進行濺鍍。又,於濺鍍中,透明導電層3(詳細而言係具備透明導電層3之基材層2)沿著成膜輥之圓周方向密接。又,此時,除濺鍍氣體以外,例如還可存在反應性氣體(例如氧氣)。
濺鍍氣體為具有氬原子以下之原子序數之稀有氣體(以下稱為第2稀有氣體)。作為第2稀有氣體,例如可列舉:氬氣、氖氣、及氦氣,較佳者可列舉氬氣。
濺鍍裝置內之濺鍍氣體之分壓、反應性氣體之導入量、電源、及對靶之長邊之放電輸出值與配置上述透明導電層3時之濺鍍條件相同。
繼而,藉由濺鍍自靶彈出之不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之材料著膜於透明導電層3。此時,熱能產生,因此,於不含第1稀有氣體原子之透明導電層43成膜時,藉由成膜輥對透明導電層3進行冷卻,從而使不含第1稀有氣體原子之透明導電層43冷卻,抑制不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之結晶化。
詳細而言,成膜輥之溫度與配置上述透明導電層3時之濺鍍中之成膜輥之溫度相同。
藉此,於透明導電層3之厚度方向之一面配置非晶質之不含第1稀有氣體原子之透明導電層43。
又,如上所述,使用作為濺鍍氣體之第2稀有氣體,因此,來自第2稀有氣體之第2稀有氣體原子被納入不含第1稀有氣體原子之透明導電層43中。
藉此,獲得不含第1稀有氣體原子之透明導電層43,並且獲得依次具備基材層2、透明導電層3、及不含第1稀有氣體原子之透明導電層43之透明導電性片材1。
又,於圖7中,透明導電性片材1朝厚度方向一側依次具備基材層2、透明導電層3、及不含第1稀有氣體原子之透明導電層43。另一方面,雖未圖示,透明導電性片材1亦可朝厚度方向一側依次具備基材層2、不含第1稀有氣體原子之透明導電層43、及透明導電層3。
又,於上述說明中,針對功能層42為硬塗層之情形進行了說明,但功能層42亦可為光學調整層。
光學調整層係為了抑制透明導電層3之圖案視認,或抑制透明導電性片材1內之界面之反射,並確保透明導電性片材1具有優異之透明性,而調整透明導電性片材1之光學物性(例如折射率)之層。
光學調整層例如由光學調整組合物形成。
光學調整組合物例如含有樹脂及粒子。作為樹脂,可列舉上述硬塗組合物中列舉之樹脂。作為粒子,可列舉上述硬塗組合物中列舉之粒子。光學調整組合物亦可為樹脂單體、或無機物單體。作為樹脂,可列舉上述硬塗組合物中列舉之樹脂。又,作為無機物,例如可列舉:氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等半金屬氧化物及/或金屬氧化物。半金屬氧化物及/或金屬氧化物是否為化學計量組成無關緊要。
光學調整層之厚度例如為1 nm以上,較佳為5 nm以上,更佳為10 nm以上,又,例如為200 nm以下,較佳為100 nm以下。光學調整層之厚度例如可基於使用Intensified Multichannel Photodetector觀測之干擾光譜之波長而算出。又,亦可利用FE-TEM觀察光學調整層之剖面來特定出厚度。
又,作為功能層42,亦可併用硬塗層及光學調整層(包含硬塗層及光學調整層之多層)。
又,於上述說明中,基材層2朝厚度方向一側依次具備透明基材41、及功能層42。然而,基材層2亦可不具備功能層42,而由透明基材41構成。
又,於上述說明中,透明導電層3包含材料、及第1稀有氣體原子,但亦可包含該等及第2稀有氣體原子。
於透明導電層3包含第2稀有氣體原子之情形時,於上述第2步驟中,使用第1稀有氣體、及第2稀有氣體作為濺鍍氣體。
藉此,來自第1稀有氣體之第1稀有氣體原子、及來自第2稀有氣體之第2稀有氣體原子被納入透明導電層3中。
第2稀有氣體原子之含量具體而言為2.0原子%以下,較佳為1.0原子%以下,進而較佳為0.7原子%以下,尤佳為0.5原子%以下,最佳為0.3原子%以下,進而為0.2原子%以下,又,例如為0.0001原子%以上。
如上所述,透明導電層3可包含第2稀有氣體原子,但較佳為透明導電層3不包含第2稀有氣體原子。即,較佳為透明導電層3包含材料、及第1稀有氣體原子。
[實施例]
以下示出實施例及比較例,更具體地對本發明進行說明。再者,本發明不受實施例及比較例任何限定。又,以下記載中所使用之調配比率(比率)、物性值、參數等具體數值可替換成上述「實施方式」中記載之與該等對應之調配比率(比率)、物性值、參數等相應記載之上限(定義為「以下」、「未達」之數值)或下限(定義為「以上」、「超過」之數值)。
1.透明導電層及透明導電性片材之製造
實施例1
<第1步驟>
於作為透明基材之長條PET膜(厚度50 μm,東麗公司製造)之厚度方向之一面塗佈硬塗組合物(含有丙烯酸樹脂之紫外線硬化性樹脂)而形成塗膜。繼而,藉由照射紫外線而使塗膜硬化。藉此,形成硬塗層(厚度2 μm)。藉此,準備基材層。
<第2步驟>
繼而,藉由反應性濺鍍法,於基材層(硬塗層)之厚度方向之一面配置厚度103 nm之非晶質透明導電層。於反應性濺鍍法中,使用能以卷對卷方式實施成膜製程之濺鍍成膜裝置(DC磁控濺鍍裝置)。
詳細而言,作為靶,使用氧化銦與氧化錫之燒結體(氧化錫濃度為10質量%)。作為用以對靶施加電壓之電源,使用DC電源。靶上之水平磁場強度設為90 mT。於濺鍍裝置中,使基材層沿著成膜輥之圓周方向密接。成膜輥之溫度(基材層之溫度)設為-8℃。又,對濺鍍成膜裝置內進行真空排氣直至濺鍍成膜裝置所具備之成膜室內之極限真空度達到0.8×10-4
Pa,然後向濺鍍成膜裝置內導入作為濺鍍氣體之氪氣、及作為反應性氣體之氧氣,將濺鍍成膜裝置內之氣壓設為0.2 Pa。導入至濺鍍成膜裝置之氧氣導入量相對於氪氣及氧氣之合計導入量的比率約為2.5流量%。關於氧氣導入量,如圖4所示,以比電阻-氧氣導入量曲線之區域X內非晶質透明導電層之比電阻值成為6.5×10-4
Ω・cm之方式進行調整。關於圖4所示之比電阻-氧氣導入量曲線,可預先研究在除氧氣導入量以外之條件與上述相同之條件下,藉由反應性濺鍍法形成非晶質透明導電層時的非晶質透明導電層之比電阻之氧氣導入量依賴性而製作。
<第3步驟>
將非晶質透明導電層於熱風烘箱內加熱而使之結晶化。加熱溫度設為165℃,加熱時間設為1小時。
藉此,獲得透明導電層、以及依次具備基材層及透明導電層之透明導電性片材。
實施例2
藉由與實施例1相同之步序,製造透明導電層及透明導電性片材。
但是,如下所述變更第2步驟。
<第2步驟>
藉由反應性濺鍍法,於基材層(硬塗層)之厚度方向之一面配置厚50 nm之非晶質透明導電層。於反應性濺鍍法中,使用能以卷對卷方式實施成膜製程之濺鍍成膜裝置(DC磁控濺鍍裝置)。
詳細而言,作為靶,使用氧化銦與氧化錫之燒結體(氧化錫濃度為10質量%)。作為用以對靶施加電壓之電源,使用DC電源。靶上之水平磁場強度設為90 mT。成膜溫度(基材層之溫度)設為-5℃。又,對濺鍍成膜裝置內進行真空排氣直至濺鍍成膜裝置所具備之成膜室內之極限真空度達到0.8×10-4
Pa,然後向濺鍍成膜裝置內導入作為濺鍍氣體之氪氣、及作為反應性氣體之氧氣,將成膜室內之氣壓設為0.2 Pa。成膜室之氧氣導入量以使所形成之膜之比電阻值成為6.5×10-4
Ω・cm之方式進行調整。
繼而,藉由反應性濺鍍法,於透明導電層之厚度方向之一面配置厚80 nm之非晶質之不含第1稀有氣體原子之透明導電層43。
反應性濺鍍法之條件與藉由上述反應性濺鍍法於基材層(硬塗層)之厚度方向之一面配置非晶質透明導電層時之條件相同。
但是,將濺鍍氣體變更為氬氣。又,將導入濺鍍氣體、及作為反應性氣體之氧氣後的成膜室內之氣壓變更為0.4 Pa。
藉此,獲得透明導電層、以及依次具備基材層、透明導電層(厚度50 nm)、及不含第1稀有氣體原子之透明導電層(厚度80 nm)之透明導電性片材。
實施例3
藉由與實施例1相同之方法獲得透明導電層、及透明導電性片材。
但是,於第2步驟中,將濺鍍氣體變更為氪氣及氬氣之混合氣體(氪氣90體積%、氬氣10體積%)。又,將透明導電層之厚度變更為145 nm。
比較例1
藉由與實施例1相同之方法獲得透明導電層、及透明導電性片材。
但是,於第2步驟中,將濺鍍氣體變更為氬氣。又,於第2步驟中,將導入濺鍍氣體、及作為反應性氣體之氧氣後的成膜室內之氣壓變更為0.4 Pa。又,將透明導電層之厚度變更為150 nm。
比較例2
藉由與實施例1相同之方法獲得透明導電層、及透明導電性片材。
但是,於第2步驟中,將濺鍍氣體變更為氬氣。又,於第2步驟中,將導入濺鍍氣體、及作為反應性氣體之氧氣後的成膜室內之氣壓變更為0.4 Pa。又,將成膜輥之溫度(基材層之溫度)變更為50℃。又,將透明導電層之厚度變更為52 nm。
比較例3
藉由與實施例1相同之方法獲得透明導電層、及透明導電性片材。
但是,於第2步驟中,將導入濺鍍氣體、及作為反應性氣體之氧氣後的成膜室內之氣壓變更為0.4 Pa。又,於第3步驟中,將成膜輥之溫度(基材層之溫度)變更為50℃。又,將透明導電層之厚度變更為26 nm。
2.評估
[透明導電層之厚度]
藉由FE-TEM(Field Emission Transmission Electron Microscope,場發射穿透式電子顯微鏡)觀察(剖面觀察)來測定實施例1、實施例3、比較例1、2中之透明導電層之厚度。具體而言,首先,藉由FIB(focused ion beam,聚焦離子束)微量採樣法來製作實施例1及比較例1、2中之透明導電層之剖面觀察用樣品。於FIB微量採樣法中,使用FIB裝置(商品名「FB2200」,Hitachi製造),將加速電壓設為10 kV。繼而,藉由FE-TEM觀察來測定剖面觀察用樣品中之透明導電層之厚度。於FE-TEM觀察中,使用FE-TEM裝置(商品名「JEM-2800」,JEOL製造),將加速電壓設為200 kV。將各厚度示於表1。
關於實施例2中之透明導電層之厚度,由在透明導電層之厚度方向之一面配置不含第1稀有氣體原子之透明導電層前之中間製作物製作剖面觀察用樣品。然後,藉由FE-TEM觀察來測定該剖面觀察用樣品。藉此,測定透明導電層之厚度。又,藉由FE-TEM觀察來測定透明導電層及不含第1稀有氣體原子之透明導電層之厚度之總厚度,自該總厚度減去透明導電層之厚度,藉此求出不含第1稀有氣體原子之透明導電層之厚度。
[透明導電層內之氪原子之確認]
實施例1、實施例2、實施例3及比較例3中之透明導電層含有氪原子之情況係藉由以下方式進行確認。首先,使用掃描型螢光X射線分析裝置(商品名「ZSX Primus IV」,Rigaku公司製造),於下述測定條件下反覆進行5次螢光X射線分析測定,算出各掃描角度之平均值,製作X射線光譜。然後,於所製作之X射線光譜中,確認在掃描角度28.2°附近出現波峰,藉此確認到透明導電層中含有氪原子。
<測定條件>
光譜:Kr-KA
測定直徑:30 mm
環境:真空
靶:Rh
管電壓:50 kV
管電流:60 mA
一階濾波器:Ni40
掃描角度(deg):27.0~29.5
步進(deg):0.020
速度(deg/分鐘):0.75
衰減器:1/1
狹縫:S2
分光晶體:LiF(200)
檢測器:SC
PHA:100~300
[透明導電層內之氬原子之確認]
藉由拉塞福逆散射譜法(RBS),確認到實施例2及實施例3之不含第1稀有氣體原子之透明導電層以及比較例1及比較例2之透明導電層中含有氬原子。更詳細而言,將In+Sn(於拉塞福逆散射譜法中,由於難以將In與Sn分離進行測定,故將2個元素累加而進行評估)、O、Ar這4個元素作為檢測元素來進行測定,確認到透光性導電層中存在氬原子。使用裝置及測定條件如下所述。
<使用裝置>
Pelletron 3SDH(National Electrostatics Corporation製造)
<測定條件>
入射離子:4He++
入射能量:2300 keV
入射角:0 deg
散射角:160 deg
試樣電流:6 nA
射束直徑:2 mmϕ
面內旋轉:無
照射量:75 μC
[第1晶界及第2晶界之有無]
藉由FIB微量採樣法對實施例1~實施例3、比較例1、及比較例2之透明導電性片材進行剖面調整後,對各透明導電層之剖面實施FE-TEM觀察,觀察有無第1晶界及第2晶界。再者,以可觀察到任一晶粒之方式設定倍率。將第1晶界及第2晶界之有無示於表1。
裝置及測定條件如下所述。
FIB裝置:Hitachi製造 FB2200、加速電壓:10 kV
FE-TEM裝置:JEOL製造 JEM-2800、加速電壓:200 kV
[比電阻值]
對各實施例及各比較例之透明導電層之表面電阻進行四端子測定。將所獲得之表面電阻乘以透明導電層之厚度,藉此求出比電阻值。針對比電阻值,基於以下基準進行評估。將其結果示於表1。
○:比電阻值為1.8×10-4
Ωcm以下。
△:比電阻值超過1.8×10-4
Ωcm,且為2.2×10-4
Ωcm以下。
×:比電阻值超過2.2×10-4
Ωcm。
[透濕度]
使用水蒸氣透過率測定裝置(「PERMATRAN W3/33」、MOCON公司製造),於溫度40℃、相對濕度90%之條件下測定各實施例及各比較例之透明導電層之透濕度。再者,於測定中,將透明導電層之第1主面配置於檢測器側。針對透濕度,基於以下基準進行評估。將其結果示於表1。
○:透明導電層之透濕度為9.9×10-3
(g/m2
・24 h)以下。
×:透明導電層之透濕度為1.0×10-2
(g/m2
・24 h)以上。
[表1]
表1 | ||||||||||||
實施例、比較例No. | 透明導電層 | 不含第1稀有氣體原子之透明導電層 | 成膜氣壓(Pa) | 評估 | ||||||||
氧化錫含量(質量%) | 第1稀有氣體原子 | 厚度 (nm) | 膜質 | 有無含有第1晶界及第2晶界 | 氧化錫含量(質量%) | 第2稀有氣體原子 | 厚度(nm) | 膜質 | 比電阻值(×10- 4 Ωcm) | 透濕度(g/m2 /24 h) | ||
實施例1 | 10 | 氪原子 | 103 | 結晶質 | 有 | - | - | - | - | 0.2 | 〇 | 〇 |
實施例2 | 10 | 氪原子 | 50 | 結晶質 | 有 | 10 | 氬原子 | 80 | 結晶質 | 0.2 | 〇 | 〇 |
實施例3 | 10 | 氪原子 | 145 | 結晶質 | 有 | - | - | - | - | 0.2 | 〇 | 〇 |
比較例1 | 10 | (氬原子) | 150 | 結晶質 | 有 | - | - | - | - | 0.4 | × | 〇 |
比較例2 | 10 | (氬原子) | 52 | 結晶質 | 無 | - | - | - | - | 0.4 | △ | × |
比較例3 | 10 | 氪原子 | 26 | 結晶質 | 無 | - | - | - | - | 0.4 | 〇 | × |
再者,上述發明作為本發明之例示性實施方式提供,其僅為例示,不應進行限定性解釋。對於該技術領域之業者而言顯而易見之本發明之變化例包含於下述發明申請專利範圍。
[產業上之可利用性]
本發明之透明導電層及透明導電性片材例如適宜用於電磁波屏蔽構件、熱線控制構件、加熱器構件、照明、天線構件、觸控感測器裝置及圖像顯示裝置。
1:透明導電性片材
2:基材層
3:透明導電層
4:晶粒
5:第1主面
6:第2主面
7:第1晶界
7A:第1晶界
7B:第1晶界
7C:非接觸第1晶界
8:第2晶界
9:厚度方向一端緣
10:厚度方向另一端緣
11:第1中間部
12:第2中間部
15:彎曲部
16:折褶部
17:第2彎曲部
18:單元
20:頂點
21:基材第1主面
22:基材第2主面
31:第1晶粒
32:第2晶粒
41:透明基材
42:功能層
43:不含第1稀有氣體原子之透明導電層
圖1係表示本發明之透明導電層及透明導電性片材之一實施方式之概略圖。
圖2表示圖1所示之透明導電性片材中之透明導電層之剖視圖。
圖3係表示本發明之透明導電層及透明導電性片材之製造方法之一實施方式的概略圖。圖3A表示第1步驟中準備透明基材之步驟。圖3B表示第1步驟中於透明基材之厚度方向之一面配置硬塗層之步驟。圖3C表示於基材層之厚度方向之一面配置透明導電層之第2步驟。圖3D表示對透明導電層進行加熱之第3步驟。
圖4係表示非晶質透明導電層之比電阻與氧氣導入量之關係之曲線圖。
圖5表示本發明之透明導電層之變化例(第2晶界不具有頂點之變化例)之概略圖。
圖6表示本發明之透明導電層之變化例(具備沿厚度方向排列之複數個第2晶界之變化例)之概略圖。
圖7表示本發明之透明導電性片材之變化例(具備不含第1稀有氣體原子之透明導電層之變化例)之概略圖。
3:透明導電層
4:晶粒
5:第1主面
6:第2主面
7:第1晶界
7A:第1晶界
7B:第1晶界
8:第2晶界
9:厚度方向一端緣
10:厚度方向另一端緣
11:第1中間部
12:第2中間部
15:彎曲部
16:折褶部
17:第2彎曲部
20:頂點
31:第1晶粒
32:第2晶粒
Claims (6)
- 一種透明導電層,其具備於厚度方向上相互對向之第1主面及第2主面,且具有: 複數個晶粒; 複數個第1晶界,其等將上述複數個晶粒區隔,厚度方向一端緣及另一端緣分別於上述第1主面及上述第2主面打開;及 第2晶界,自一個上述第1晶界之厚度方向中間部分支,到達與上述一個第1晶界相鄰之另一個上述第1晶界之厚度方向中間部;並且 該透明導電層含有原子序數大於氬原子之稀有氣體原子。
- 如請求項1之透明導電層,其包含作為沿著與上述厚度方向正交之面方向延伸之單層的區域。
- 如請求項1或2之透明導電層,其中上述第2晶界於剖面觀察下具有頂點,該頂點位於距離將一個上述第1晶界之厚度方向中間部與另一個上述第1晶界之厚度方向中間部連接之線段5 nm以上之位置。
- 如請求項1或2之透明導電層,其材料為含錫氧化物。
- 如請求項1或2之透明導電層,其厚度為100 nm以上。
- 一種透明導電性片材,其具備: 如請求項1或2之透明導電層;及 基材層,其位於上述透明導電層之上述第2主面側。
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JP2020074854 | 2020-04-20 | ||
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JP2020-134833 | 2020-08-07 | ||
JP2020-134832 | 2020-08-07 | ||
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JP2020-140238 | 2020-08-21 | ||
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JP2020140238 | 2020-08-21 | ||
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