TW202317370A - 透明導電壓電膜、裝置及透明導電壓電膜之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明實現一種具有透明性之透明導電壓電膜(11)。本發明之透明導電壓電膜(11)之壓電常數d
31為10pC/N以上且40pC/N以下,全光線透過率為90%以上,且具備透明電極層(4)。
Description
本發明係關於一種透明導電壓電膜、裝置及透明導電壓電膜之製造方法。
壓電體材料係引起施加壓力時會產生與其成比例之電壓,且反向施加電壓時會變形之現象的材料,即具有壓電效應之材料。壓電體材料由於具有壓電效應,因此被用於致動器、感測器、類比電路中之振盪電路或濾波電路等。另外,有用的是具有透明性之壓電體材料,根據用途尤其要求透明性高之壓電材料。
專利文獻1中,關於使用有不具有壓電特性之透明膜基材之透明導電性膜,揭示有抑制產生顏色之技術。
習知技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2017-074792號公報
發明欲解決之課題
發明者進行研究之結果,關於使用透明性高之壓電體材料製作壓電膜,並對其積層透明電極而成之導電壓電膜,發現無法充分維持透明性之問題。
本發明之一態樣之目的在於實現具有透明性之透明導電壓電膜。
解決問題之技術手段
為了解決上述課題,本發明之一態樣之透明導電壓電膜係壓電常數d
31為10pC/N以上且40pC/N以下,全光線透過率為90%以上,且具備透明電極層的透明導電壓電膜。
另外,為了解決上述課題,本發明之一態樣的透明導電壓電膜之製造方法之一態樣係於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以及透明電極層而構成之積層膜的製造方法,且包含:第一步驟,其係製造形成折射率為1.30以上且小於1.45之膜之前述透明壓電膜;第二步驟,其係於前述透明壓電膜之至少一面上形成折射率為1.60以上且小於1.80之前述第一透明塗佈層;第三步驟,其係於前述第一透明塗佈層之表面形成折射率為1.30以上且小於1.50之前述第二透明塗佈層;及第四步驟,其係於前述第二透明塗佈層之表面形成折射率為1.80以上且2.20以下之前述透明電極層。
發明效果
根據本發明之一態樣,可實現具有透明性之透明導電壓電膜。
以下,對本發明之一實施方式進行詳細說明。
[透明導電壓電膜]
本發明之一實施方式之透明導電壓電膜係對壓電膜賦予透明電極層而成之膜。本實施方式之透明導電壓電膜之壓電常數d
31為10pC/N以上且40pC/N以下,全光線透過率為90%以上。該透明導電壓電膜之壓電特性、透明性及導電性優異,可較佳地用於大面積之裝置。
(壓電常數)
本實施方式之透明導電壓電膜之壓電常數d
31只要為10pC/N以上即可,較佳為14pC/N以上,更佳為18pC/N以上。另外,透明導電壓電膜之壓電常數d
31只要為40pC/N以下即可,可為35pC/N以下,亦可為30pC/N以下。此種壓電常數藉由透明導電壓電膜所具備之壓電膜實現。
壓電常數d
31表示相對於施加電壓之橫向(相對於電場方向垂直之方向)之膜移位量。就對透明導電壓電膜賦予充分之壓電特性之觀點而言,較佳為壓電常數d
31尤其不要低於下限。壓電常數d
31越大,相對於施加電壓之移位量越大,尤其就用於致動器之觀點而言較佳。另一方面,就透明導電壓電膜之可實現性之觀點而言,壓電常數d
31為40pC/N以下。
期待具有此種壓電常數d
31之透明導電壓電膜應用於大面積之裝置。例如,期待應用於壓力感測器及振動感測器等感測器、開關、能量收集元件、致動器、觸控面板、觸覺感知裝置、揚聲器、以及麥克風等。壓電常數d
31之範圍在上述範圍內之透明導電壓電膜尤其適宜用於致動器。
(全光線透過率)
透明導電壓電膜之全光線透過率只要為90%以上即可,較佳為91%以上,更佳為92%以上。藉由使全光線透過率在該範圍,可較佳地用於要求透明性之裝置。例如,用於任意裝置之顯示器時,透明便不會妨礙顯示器之顯示畫面,因此較佳。另外,該透明導電壓電膜只要於上述情況下可充分獲得所期望之效果,則全光線透過率亦可為97%以下,並無特別限定。全光線透過率越接近100%越佳。以下,本說明書中,「透明性」係指藉由全光線透過度所評估之光學特性,「透明」或「透明性高」係指全光線透過度為90%以上之狀態。
(透明電極層)
透明導電壓電膜具備透明電極層。透明電極層係具有透明性、導電性及平面狀範圍之構造。俯視時之透明電極層之形狀可根據透明導電壓電膜之用途而適當設定。另外,透明電極層之詳情將於<透明導電壓電膜之具體例>中詳述。
透明導電壓電膜之透明電極層之表面電阻值可根據用途決定。例如,透明導電壓電膜之表面電阻值可為300Ω/sq以上,可為400Ω/sq以上,進一步可為500Ω/sq以上。另外,該表面電阻值可小於1700Ω/sq。藉由使透明電極層之表面電阻值在該範圍,可作為具有導電性之膜用於任意裝置。此外,該表面電阻值可小於1000Ω/sq。藉由使表面電阻值在該範圍,透明導電壓電膜可較佳地用於例如致動器之類的裝置。
<透明導電壓電膜之具體例>
為了製成上述透明導電壓電膜,透明導電壓電膜可為重疊多層任意層而構成之積層膜。透明導電壓電膜係具有於透明壓電膜之至少一面側依序重疊有第一透明塗佈層、第二透明塗佈層及透明電極層之構造的積層膜。
本實施方式中,「依序重疊」係指於包含上述層之積層物中該層以列舉出之順序鄰接配置之狀態。
此處,將透明導電壓電膜11作為透明導電壓電膜之一例而示於圖1。透明導電壓電膜11係於透明壓電膜1之一面上依序重疊第一透明塗佈層2、第二透明塗佈層3及透明電極層4而構成的積層膜。另外,透明導電壓電膜11並不限定於圖1所示之構成,亦可為進一步具備其他層構造者。
透明導電壓電膜11亦可為透明壓電膜1與第一透明塗佈層2隔著第三透明塗佈層5而重疊之透明導電壓電膜。即,亦可製成於透明壓電膜1與第一透明塗佈層2之間具備第三透明塗佈層5之透明導電壓電膜。將此種透明導電壓電膜作為透明導電壓電膜12示於圖2。透明導電壓電膜12係於透明壓電膜1之一面上依序重疊第三透明塗佈層5、第一透明塗佈層2、第二透明塗佈層3及透明電極層4而構成的積層膜。
透明導電壓電膜11中,例如透明壓電膜1之折射率為1.30以上且小於1.45,第一透明塗佈層2之折射率為1.60以上且小於1.80,第二透明塗佈層3之折射率為1.30以上且1.50以下,透明電極層4之折射率為1.80以上且2.20以下。藉由使各層之折射率在該範圍內,可使透明導電壓電膜11成為全光線透過率為90%以上之透明導電壓電膜。
透明導電壓電膜11為透明導電壓電膜12時,第三透明塗佈層5之折射率可為1.45以上且小於1.60。藉由使透明導電壓電膜12具備第三透明塗佈層5,可提高透明性。
另外,本實施方式中,「折射率」係指波長589 nm時之折射率。
第一透明塗佈層2及第二透明塗佈層3之折射率係依據JIS K7142測定者。具體而言,對於試驗製作之各塗佈層,使用阿貝折射計使波長589 nm之測定光入射至各層且於25.0±1.0℃測定3次,將測定值之平均值設為折射率。
透明電極層4之折射率係藉由多入射角高速光譜橢偏儀(J.A.Woollam公司製造:M-2000)測定Psi(Ψ)及Delta(Δ),由此算出波長589 nm時之折射率。
透明壓電膜1之折射率係依據ASTM D542測定者。
此外,透明導電壓電膜11中,透明電極層4之厚度為5 nm以上且小於20 nm。藉由使透明電極層4之厚度在該範圍,可對透明導電壓電膜11賦予較佳之電阻及透明性。
以下,對透明導電壓電膜11及透明導電壓電膜12中之各層進行詳細說明。另外,透明導電壓電膜11中,藉由將各層之折射率設為後述之「更佳」範圍,可成為透明性更高之透明導電壓電膜。
(透明壓電膜1)
透明導電壓電膜11中所含之透明壓電膜1係指具有壓電性且透明之膜。透明壓電膜1之「透明」係指全光線透過率為80%以上之膜之狀態。例如,透明壓電膜之全光線透過率可為80%以上,較佳為85%以上,更佳為90%以上。
透明壓電膜1之折射率例如為1.30以上且小於1.45。透明壓電膜1之折射率只要在該範圍內即可,較佳為1.34以上,更佳為1.36以上。另外,折射率較佳為1.44以下,更佳為1.43以下。
本實施方式中,透明壓電膜1為樹脂製膜。關於本實施方式中之樹脂,只要膜具有壓電常數d
31所示之壓電特性,便可為任意樹脂,可為一種樹脂,亦可為組合兩種以上之樹脂。作為滿足上述條件之樹脂,舉例為氟樹脂、聚醯胺11、纖維素、聚胺基甲酸酯及聚脲等。
上述樹脂中,較佳為氟樹脂。藉由使透明壓電膜為氟樹脂製,可獲得透明性及壓電常數d
31所示之壓電特性優異之透明導電壓電膜。另外,於本實施方式中,「氟樹脂製」係指於構成透明壓電膜之組成物中氟樹脂為主成分。而且,「氟樹脂為主成分」係指於該組成物中氟樹脂為最多之成分。該組成物中之氟樹脂之含量較佳為51質量%以上,更佳為80質量%以上,尤佳為100質量%。即,透明壓電膜1尤佳為由氟樹脂形成之膜。
氟樹脂中,較佳為偏二氟乙烯樹脂。偏二氟乙烯樹脂之示例中包含偏二氟乙烯之均聚物及其共聚物。偏二氟乙烯之共聚物中源自偏二氟乙烯以外之單體之結構單元的含量可於能表現出與透明壓電膜之用途相應之特性的範圍內適當決定。
偏二氟乙烯之共聚物中之偏二氟乙烯以外之單體的示例中,包含烴系單體及氟化合物。該烴系單體之示例中,舉例為:氟乙烯(VF)、三氟乙烯(TrFE)、四氟乙烯(TeFE)、六氟丙烯(HFP)、1-氯-1-氟乙烯(1,1-CFE)、1-氯-2-氟乙烯(1,2-CFE)、1-氯-2,2-二氟乙烯(CDFE)、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯單體、1,1,2-三氟丁烯-4-溴-1-丁烯、1,1,2-三氟丁烯-4-矽烷-1-丁烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟丙烯酸酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、及丙烯酸2-(全氟己基)乙酯等氟單體;以及乙烯、丙烯、順丁烯二酸酐、乙烯醚、乙烯酯、烯丙基縮水甘油醚、丙烯酸系單體、甲基丙烯酸系單體、及乙酸乙烯酯等烴系單體。作為共聚物中之偏二氟乙烯以外之單體,其中較佳為三氟乙烯、四氟乙烯、及六氟丙烯。
例如,偏二氟乙烯共聚物可為偏二氟乙烯及三氟乙烯共聚而成之偏二氟乙烯共聚物(VDF/TrFE)、偏二氟乙烯及六氟丙烯共聚而成之偏二氟乙烯共聚物(VDF/HFP)、以及偏二氟乙烯及四氟乙烯共聚而成之偏二氟乙烯系共聚物(VDF/TeFE)之類的二元系共聚物。二元系共聚物較佳為偏二氟乙烯與共聚單體之混合比為50:50~90:10者。例如舉例為使偏二氟乙烯與四氟乙烯以80:20之混合比共聚而成之偏二氟乙烯共聚物(VDF/TeFP)。另外,亦可為使偏二氟乙烯、三氟乙烯及六氟丙烯以40:40:20之混合比共聚而成之偏二氟乙烯共聚物(VDF/TFE/HFP)之類的三元系共聚物。
本實施方式中,較佳地使用偏二氟乙烯之均聚物、及偏二氟乙烯與四氟乙烯之共聚物。
本實施方式中之透明壓電膜可於獲得本實施方式之效果之範圍內含有各種添加劑。該添加劑可為一種亦可為一種以上,其示例中包含塑化劑、潤滑劑、交聯劑、紫外線吸收劑、pH值調整劑、穩定劑、抗氧化劑、界面活性劑及顏料。
本實施方式中之透明壓電膜1之厚度可根據透明導電壓電膜11之用途,自獲得本實施方式之效果之範圍內適當決定。透明壓電膜1之厚度若過薄,則存在機械強度不足之情況,若過厚,則存在效果有限,或透明性不足而難以用於光學用途之情況。就此種觀點而言,透明壓電膜1之厚度可為10 µm以上,較佳為20 µm以上,更佳為30 µm以上。而且,透明壓電膜1之厚度可為小於200 µm,較佳為120 µm以下,更佳為70 µm以下。
(透明電極層4)
本實施方式中之透明電極層4係重疊於第二透明塗佈層3上之層狀電極。
本實施方式中之透明電極層4係具有平面狀範圍且具有導電性與充分之透明性之構造,亦稱為透明導電層。構成透明電極層4之材料本身亦可為不具有透明性者,只要於透明電極層4可發揮其功能之構造中,該層表現出充分之透明性即可。例如,透明電極層4可由具有高透明性之導電性構件或組成構成,亦可為由不具有透明性之導電性材料構成但可表現出充分之透明性之極薄或極細之微細構造。
透明電極層4亦可形成於透明基板上,與該基板一起黏接於第二透明塗佈層3。透明電極層4只要配置於透明壓電膜1之至少單面側即可。將第一透明塗佈層2及第二透明塗佈層3形成於透明壓電膜之兩面側時,透明電極層4只要配置於至少任一側之第二透明塗佈層3上即可。
構成透明電極層4之材料並無限定,較佳地使用選自由In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd及W所組成之群中之至少一種金屬之金屬氧化物。該金屬氧化物較佳為使用ITO(Indium Tin Oxide,銦-錫複合氧化物)、氧化鋅或銻-錫複合氧化物(ATO)等,尤佳為使用ITO。該金屬氧化物中亦可視需要摻雜上述群中所示之金屬原子。
本實施方式中之透明導電壓電膜11為了避免透明壓電膜1之變色,需要避免於其加工中以高溫加熱。因此,透明電極層4之材料為金屬氧化物時,有金屬氧化物成為非晶質之情況。例如可利用穿透式電子顯微鏡之觀察像確認透明電極層4由非晶質材料構成。本說明書中,將未觀察到微晶以外之結晶者稱為非晶質,將結晶成長至觀察到結晶粒之程度者稱為結晶質。
透明電極層4中之金屬氧化物之非晶性可藉由如下方式調整:形成透明電極層4後之退火之類的於透明電極層4製作中促進結晶化之步驟的實施有無及實施程度。
一態樣中,透明電極層4由銦-錫複合氧化物構成。進而其他態樣中,透明電極層4由銦-錫複合氧化物構成,且成為X射線繞射中未檢測到銦-錫複合氧化物之峰。根據該構成,可成為非晶質且折射率在較佳範圍內之透明電極層4。
透明電極層4之折射率例如為1.80以上且2.20以下。只要透明電極層4之折射率在該範圍內,便無限制,較佳為1.83以上,更佳為1.85以上。另外,透明電極層4之折射率較佳為2.00以下,更佳為1.94以下。
尤其是包含折射率為1.94以下之透明電極層4之透明導電壓電膜係未以高溫加熱而製造之膜。因此,透明壓電膜1之透明性及顏色未因高溫處理而受損,可成為較佳之透明導電壓電膜。其中,較佳為包含折射率為1.94以下且非晶質之透明電極層4之透明導電壓電膜。
另一方面,透明電極層4之材料為非晶質時,透明電極層4之材料本身為有黃色之材料。堆積有此種透明電極層4之透明導電壓電膜11中,即便其他層為透明,亦有成為有顏色之膜之傾向。但,藉由如本發明之一實施方式之透明導電壓電膜11般調節各層之折射率,而可實現具有較佳光學特性之透明導電壓電膜11。
透明電極層4之厚度只要為5 nm以上即可,較佳為7 nm以上,更佳為8 nm以上。若透明電極層4之厚度過薄,則有透明導電壓電膜11之電阻變高之擔憂,且有透明電極層4中形成非連續部分之擔憂。藉由使透明電極層4之厚度不低於上述下限,可成為透明導電壓電膜11之電阻小於1700Ω/sq之具有良好導電性之連續覆膜。
另一方面,透明電極層4之厚度只要小於25 nm即可,較佳為小於20 nm,更佳為小於15 nm。若透明電極層4之厚度變得過厚,則有導致透明性下降等之情況。藉由不超過透明電極層4之上述上限,可提高透明導電壓電膜之透明性。另外,透明電極層4之厚度係藉由根據透明導電壓電膜11之截面觀察來求得之以下方法求出。
將透明導電壓電膜包埋於環氧樹脂中,且以透明導電壓電膜之截面露出之方式將環氧樹脂塊切斷。使用掃描式電子顯微鏡(「SU3800」,日立高新技術股份有限公司製造),於加速電壓3.0kV、倍率50,000倍之條件下對露出之透明導電壓電膜之截面進行觀察,而測定透明導電壓電膜中之各塗佈層及透明電極層之厚度。
另外,各塗佈層及透明電極層之厚度之測定中,測定各塗佈層及透明電極層中任意兩處之厚度,將於各層所得之測定值之平均值設為各層之厚度。另外,於上述觀察條件下,觀察到各層之界面為大致平滑的線。此時,各層之厚度之測定係測定該線間之距離。
如上所述,透明電極層4之厚度就維持透明導電壓電膜11之導電性及提高透明性之觀點而言為重要。此外,藉由透明導電壓電膜11之第一透明塗佈層、第二透明塗佈層及透明電極層以及任意設置之第三透明塗佈層之折射率及各自厚度之較佳組合,而較佳地調整為消除各層之界面反射,從而透明性進一步提高。
(第一透明塗佈層2)
本實施方式中之第一透明塗佈層2係位於透明壓電膜1與第二透明塗佈層3之間的層。
第一透明塗佈層2之折射率例如為1.60以上且小於1.80。第一透明塗佈層2之折射率只要在該範圍內即可,較佳為1.63以上,更佳為1.65以上。另外,第一透明塗佈層2之折射率較佳為1.75以下,更佳為1.72以下。
第一透明塗佈層2之材料只要為滿足此種折射率之材料,自可使用之所有材料中適當選擇即可。該材料可為無機材料亦可為有機材料,亦可為無機-有機混合材料或它們之複合材料。另外,可為一種材料亦可為兩種以上之混合材料或複合材料,就提高透明導電壓電膜之透明性之觀點而言,較佳為一種材料或其中進一步含有後述之金屬氧化物粒子之複合材料。另外,該塗佈層之材料亦可為硬塗層之材料。該材料之示例中包含三聚氰胺樹脂、胺基甲酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、矽烷化合物及金屬氧化物。另外,「(甲基)丙烯酸」為丙烯酸及甲基丙烯酸之統稱,且係指該等之其中一者或兩者。就充分之透明性、材料種類之豐富性及原料價格之低廉性之觀點而言,尤佳為(甲基)丙烯酸酯樹脂。
亦可藉由在上述材料中加入金屬氧化物粒子來調整第一透明塗佈層2之折射率。金屬氧化物微粒子之折射率較佳為1.50以上。作為該金屬氧化物微粒子,舉例為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅及氧化錫,其中,較佳為氧化鈦及氧化鋯。
第一透明塗佈層2亦可進一步含有用於表現出任意功能之材料。例如,第一透明塗佈層2亦可含有抗靜電劑。抗靜電劑之示例中包含界面活性劑、五氧化銻、銦-錫複合氧化物(ITO)及導電性高分子。
第一透明塗佈層2之較佳厚度根據透明導電壓電膜中之第三透明塗佈層5之有無而不同。不具備第三透明塗佈層5之透明導電壓電膜11中,第一透明塗佈層2之厚度可為600 nm以上,較佳為700 nm以上,更佳為800 nm以上。另外,第一透明塗佈層2之厚度可為小於1100 nm,較佳為1000 nm以下,更佳為900 nm以下。
不具備第三透明塗佈層5之透明導電壓電膜之情況下,第一透明塗佈層不僅需要具有規定折射率以提高透明導電壓電膜之透明性,亦需要防止透明壓電膜1之表面之損傷及凹凸等。藉由使第一透明塗佈層2之厚度尤其不低於下限,可防止透明壓電膜1之表面之損傷及凹凸等,因此透明壓電膜1之透明性提高。另一方面,使第一透明塗佈層2之厚度尤其不超過上限就提高透明壓電膜之薄膜化及膜透明性之觀點而言較佳。
具備第三透明塗佈層5之透明導電壓電膜12中,第一透明塗佈層2之厚度可為60 nm以上,較佳為70 nm以上,更佳為85 nm以上。另外,第一透明塗佈層2之厚度可為小於200 nm,較佳為180 nm以下,更佳為170 nm以下。藉由使第一透明塗佈層之厚度在該範圍,可對透明導電壓電膜11賦予透明性。
(第二透明塗佈層3)
本實施方式中之第二透明塗佈層3係位於第一透明塗佈層2與透明電極層4之間的層。
第二透明塗佈層3之折射率例如為1.30以上且1.50以下。第二透明塗佈層3之折射率只要在該範圍內即可,較佳為1.35以上,更佳為1.37以上。另外,第二透明塗佈層3之折射率較佳為1.48以下,更佳為1.47以下。
第二透明塗佈層3之材料只要為滿足此種折射率之材料,自可使用之所有材料中適當選擇即可。例如,自作為第一透明塗佈層2之材料所例示之材料中以成為恰當折射率之方式適當選擇材料即可。
此外,第二透明塗佈層3之材料亦可與關於第一透明塗佈層2之材料所記載之材料同樣地含有構成透明塗佈層所需之其他材料。例如,為了調整折射率,可含有選自由NaF、Na
3AlF
6、LiF、MgF
2、CaF
2及BaF
2所組成之群中之一種以上之金屬氟化物或二氧化矽。其中,較佳為二氧化矽。
第二透明塗佈層3之厚度可為10 nm以上,較佳為20 nm以上,更佳為30 nm以上。另外,第二透明塗佈層3之厚度可為100 nm以下,較佳為95 nm以下,更佳為90 nm以下。藉由使第二透明塗佈層3之厚度在上述範圍內,可提升透明導電壓電膜11之透明性及顏色。
(第三透明塗佈層5)
第三透明塗佈層5係透明導電壓電膜中任意設置之層。存在第三透明塗佈層5時,第三透明塗佈層5係位於與透明壓電膜1直接接觸之位置的膜層。例如為如透明導電壓電膜12般位於透明壓電膜1與第一透明塗佈層2之間的層。另外,第一透明塗佈層2僅存在於透明壓電膜1之一面時,亦可於透明壓電膜1之另一面具備第三透明塗佈層5。透明導電壓電膜12亦可於透明壓電膜1之兩面具備第三透明塗佈層5。
第三透明塗佈層5之折射率可為1.45以上,較佳為1.48以上,更佳為1.50以上。另外,第三透明塗佈層5之折射率可小於1.60,較佳為小於1.58,更佳為小於1.55。藉由在透明壓電膜1之至少一面具備此種第三透明塗佈層5,可提高透明導電壓電膜12之透明性。
第三透明塗佈層5之材料只要為滿足此種折射率之材料,自可使用之所有材料中適當選擇即可。例如,自作為第一透明塗佈層2之材料所例示之材料中以成為恰當折射率之方式適當選擇材料即可。另外,第三透明塗佈層5可為亦被稱為所謂硬塗層之用於防止損傷的透明表面保護層。較佳為實現較佳折射率之材料且耐擦傷性優異之材料。
就膜彼此之結塊防止及黏接性之觀點而言,亦可於第三透明塗佈層5之材料中添加無機粒子及聚合物珠等。該無機粒子中,例如可使用合成二氧化矽、滑石、矽藻土、碳酸鈣、長石類或石英類等,尤其就塑膠膜之高品質化之觀點而言,可更佳地使用合成二氧化矽。
第三透明塗佈層5之厚度可為500 nm以上,較佳為700 nm以上,更佳為900 nm以上。藉由使第三透明塗佈層5之厚度不低於下限,可期待透明壓電膜1之保護效果。而且,就膜之薄膜化之觀點而言,第三透明塗佈層5之厚度可為1400 nm以下,較佳為1200 nm以下,更佳為1100 nm以下。藉由使第三透明塗佈層之厚度不超過上限,可抑制壓電常數d
31所示之壓電特性下降。另外,可抑制龜裂及因將透明導電壓電膜組入裝置之步驟中之加熱所引起的透明導電壓電膜之捲曲等品質下降。藉由使第三透明塗佈層5之厚度在上述範圍內,可成為透明性提高之透明導電壓電膜12。
<透明導電壓電膜之光學特性>
就全光線透過率高,且實現穩定之透明性之觀點而言,透明導電壓電膜較佳為抑制顏色。於透明電極層為非晶質材料之透明導電壓電膜之情況下,較佳為尤其是抑制了源自透明電極層之材料之黃色的透明導電壓電膜。
透明導電壓電膜之黃色可藉由黃色指數(Yellow Index)(亦稱為「YI值」)來評估。本實施方式中,YI值係藉由使用依據JIS Z8722測定之XYZ表色系統,利用JIS K7373中記載之方法進行計算而求出之值。
透明導電壓電膜之黃色指數可為7以下,較佳為6.5以下,更佳為6以下。藉由使透明導電壓電膜之YI值為該上限以下,抑制了黃色而較佳。YI值可為-7以上,較佳為-5以上,更佳為-3以上。藉由使透明導電壓電膜之YI值為該下限以上,抑制了透明導電壓電膜之綠色而較佳。另外,YI值越接近0越佳。
另外,作為黃色以外之顏色,可利用依據JIS Z8722測定之L
*a
*b
*表色系統中之a
*值來評估。透明導電壓電膜之a
*值可為-1.5以上,較佳為-1.2以上,更佳為-1.0以上。藉由使a
*值不低於下限,可判斷抑制了綠色。另外,a
*可為1.0以下,較佳為0.8以下,更佳為0.7以下。藉由使透明導電壓電膜之a
*值在該範圍內,可判斷抑制了紅色。另外,可判斷a
*值越接近0越抑制顏色,因此較佳。a
*值例如可使用分光色彩計,基於JIS Z8722中記載之公知方法進行測定。
[裝置]
本發明之一實施方式之裝置具有前述一實施方式之透明導電壓電膜。該裝置只要具備本實施方式中之透明導電壓電膜,則可為任意者。例如,透明導電壓電膜之位置及個數可根據裝置之用途或所需功能而適當決定。
一實施方式之透明導電壓電膜如上所述具有較佳導電性及高壓電常數。另外,透明導電壓電膜之各層可墨水化而藉由塗佈或印刷形成。此外,一實施方式之透明導電壓電膜具有化學穩定性及膜之柔軟性。根據該等特徵,研究一實施方式之透明導電壓電膜對具有可撓性之壓力感測器及振動感測器等感測器、能量收集元件、以及致動器等裝置之應用。另外,將一實施方式之透明導電壓電膜應用於裝置時,亦可將透明導電壓電膜彼此黏接製成雙壓電晶片構造之透明導電壓電體而應用於裝置。雙壓電晶片構造之透明導電壓電體就增大相對於施加電壓之移位量之觀點而言較佳。
另外,將一實施方式之透明導電壓電膜應用於裝置時,其製造中,透明黏著片不僅可形成於任意透明塗佈層上,亦可形成於要經由透明黏著片而與透明塗佈層黏接之其他層上。此時,透明黏著片可位於透明塗佈層側,亦可不在此側。
組裝有一實施方式之透明導電壓電膜之裝置中,透明導電壓電膜亦作為電極發揮功能,因此可削減以往裝置中所含之例如由PET/ITO形成之電極層。因此,可使裝置之層構成較以往簡化。
[透明壓電膜之製造方法]
以下,對於透明導電壓電膜之製造方法,以透明導電壓電膜11為示例進行說明。透明導電壓電膜11之製造方法係於透明壓電膜1之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層2、第二透明塗佈層3及透明電極層4而構成之積層膜的製造方法。該製造方法包含:第一步驟,其係製造形成折射率為1.30以上且小於1.45之膜之透明壓電膜1;第二步驟,其係於透明壓電膜1之至少一面上形成折射率為1.60以上且小於1.80之第一透明塗佈層2;第三步驟,其係於第一透明塗佈層2之表面形成折射率為1.30以上且小於1.50之第二透明塗佈層3;及第四步驟,其係於第二透明塗佈層3之表面形成折射率為1.80以上且2.20以下之透明電極層4。
第一步驟只要為製作透明壓電膜1之步驟即可,亦可根據要製作之透明壓電膜1之種類而適當變更或追加步驟。例如,可藉由連續進行利用澆鑄法、熱壓法及熔融擠出法等以往公知之方法製作樹脂膜之步驟、使樹脂膜延伸之步驟、及對非極化之樹脂膜進行極化處理之步驟而製作透明壓電膜1。
第二步驟至第四步驟可利用濕式塗佈法及乾式塗佈法等公知塗佈方法較佳地實施。通常,濕式塗佈法係塗佈材料來形成層,因此適於形成膜厚大之層,乾式塗佈法係使材料微細地堆積來形成層,因此適於形成膜厚小之層。藉由根據此種優點來應用公知技術,可較佳地實施第二步驟至第四步驟之各步驟。
第二步驟係形成第一透明塗佈層之步驟。就生產性及製造成本之方面而言,第二步驟較佳為利用濕式塗佈法實施。利用濕式塗佈法之第二步驟中,只要將第一透明塗佈層之材料塗佈於第一步驟中所製作之透明壓電膜1之至少一面即可。塗佈方法可為以往公知之方法,並無特別限制。濕式塗佈法可為公知方法,例如舉例輥塗法、旋塗法、浸塗法、凹版塗佈法等作為代表性方法。其中,就生產性之方面而言,較佳為輥塗法、凹版塗佈法等可連續形成層之方法。
第一透明塗佈層2之材料塗佈時,例如使用棒塗機及凹版塗佈機等即可。材料塗佈後可於50℃~180℃之條件下乾燥0.5~60分鐘。此外,亦可利用UV(Ultraviolet,紫外線)照射使乾燥之第一透明塗佈層2之塗膜固化。利用UV照射之固化例如使用UV照射裝置以50~1200mJ/cm
2之累計光量照射UV即可。第二步驟中使用之裝置、材料之濃度及溫度等條件可參照第一透明塗佈層2之材料及膜厚等而適當變更。
第三步驟係形成第二透明塗佈層之步驟。第三步驟中,只要利用公知方法將第二透明塗佈層3之材料所形成之覆膜應用於第二步驟中製作之第一透明塗佈層2即可。例如,第三步驟中,可與第一透明塗佈層2同樣地使用濕式塗佈法塗佈第二透明塗佈層3之材料。利用濕式塗佈法實施第三步驟時,第三步驟之裝置、材料之濃度及溫度等條件可與第二步驟相同。另外,第二透明塗佈層3之膜厚之調整例如可藉由調整材料之濃度來實現。
另外,根據第二透明塗佈層3之材質利用濺鍍法等乾式塗佈法形成覆膜亦為較佳方法。利用乾式塗佈法實施第三步驟時,第二透明塗佈層3之膜厚之調整例如可藉由調整濺鍍時間來實現。
利用乾式塗佈法之第三步驟中,利用公知之乾式塗佈法使第二透明塗佈層3之材料附著於第二步驟中製作之第一透明塗佈層2上即可。乾式塗佈法例如舉例濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等作為代表性方法。該等方法只要根據所需膜厚適當選擇即可。
舉一例而言,採用濺鍍法作為第三步驟時,作為靶材,舉例為構成第二透明塗佈層之無機物,例如舉例Si。另外,作為濺鍍氣體,例如舉例為Ar等惰性氣體。另外,可視需要並用氧氣等反應性氣體。
第四步驟係形成透明電極層之步驟。第四步驟中,只要利用公知方法使透明電極層4形成於第三步驟中製作之第二透明塗佈層3上即可。透明電極層4之形成時,例如利用濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等方法使透明電極層4之材料附著即可。或者,透明電極層4之形成時,亦可與第二透明塗佈層3同樣地使用濕式塗佈法塗佈透明電極層之材料。
以下,以第四步驟中採用濺鍍法形成透明電極層之構成為一例對第四步驟更詳細地進行說明。採用濺鍍法時,作為靶材,舉例為構成透明電極層4之上述無機物,較佳為舉例ITO。ITO之氧化錫濃度例如為0.5質量%以上,較佳為2質量%以上,且例如為15質量%以下,較佳為13質量%以下,更佳為7質量%以下。
作為濺鍍氣體,例如舉例為Ar等惰性氣體。另外,可視需要並用氧氣等反應性氣體。並用反應性氣體時,反應性氣體之流量比並無特別限定,相對於濺鍍氣體及反應性氣體之合計流量,例如為0.1流量%以上且5流量%以下。
關於濺鍍時之氣壓,就抑制濺鍍速率下降,放電穩定性等觀點而言,例如為1Pa以下,較佳為0.7Pa以下。
濺鍍法所使用之電源例如可為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)電源之任一種,另外,亦可為它們之組合。
本實施方式之製造方法只要包含第一步驟~第四步驟,亦可進一步包含其他步驟。例如,於第一步驟與第二步驟之間,可在透明壓電膜1上形成第三透明塗佈層5。第三透明塗佈層5只要利用公知方法將第三透明塗佈層5之材料塗佈於第一步驟中製作之透明壓電膜1上即可。
此外,亦可添加將其他層構成追加於透明導電壓電膜11之步驟。另外,亦可添加對透明壓電膜1進行電暈處理來提高與第一透明塗佈層2之密接性之步驟。
根據本實施方式之製造方法,可製造具有高透明性及較佳顏色之透明導電壓電膜11。
本實施方式之製造方法中,亦可於第四步驟後不實施透明電極層4之退火處理。藉由不進行退火處理,不會損害透明壓電膜1之顏色,因此可製作能較佳地用於顯示器等裝置之透明導電壓電膜11。
本發明並不限定於上述各實施方式,可於申請專利範圍所示之範圍內進行各種變更。適當組合不同實施方式中分別公示之技術性手段後獲得之實施方式亦包含於本發明之技術性範圍內。
(總結)
亦可將本發明表達為如下。
本態樣1之透明導電壓電膜之壓電常數d
31為10pC/N以上且40pC/N以下,全光線透過率為90%以上,且具備透明電極層。此種透明導電壓電膜之壓電特性、透明性及導電性優異,可較佳地用於大面積之裝置。
本態樣2之透明導電壓電膜係於本態樣1中,透明導電壓電膜之至少一表面由透明電極層構成,該表面之表面電阻值為300Ω/sq以上且小於1700Ω/sq。此種透明導電壓電膜可作為具有導電性之膜用於任意裝置。
本態樣3之透明導電壓電膜係於本態樣2中,表面電阻值小於1000Ω/sq。此種透明導電壓電膜亦可較佳地用於例如致動器之類的裝置。
本態樣4之透明導電壓電膜係於本態樣1~3之任一者中,使用依據JIS Z8722測定之XYZ表色系統,利用JIS K7373中記載之方法計算出之黃色指數為7以下。此種透明導電壓電膜抑制了黃色,因此較佳。
本態樣5之透明導電壓電膜係於本態樣1~4之任一者中,依據JIS Z8722測定之L
*a
*b
*表色系統中之a*為-1.5以上且1.0以下。此種透明導電壓電膜較佳地抑制了綠色及紅色,因此較佳。
本態樣6之透明導電壓電膜係於本態樣1~5之任一者中,於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第三透明塗佈層、第一透明塗佈層、第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成,前述透明壓電膜之折射率為1.30以上且小於1.45,前述第三透明塗佈層之折射率為1.45以上且小於1.60,前述第一透明塗佈層之折射率為1.60以上且小於1.80,前述第二透明塗佈層之折射率為1.30以上且1.50以下,前述透明電極層之折射率為1.80以上且2.20以下,前述第一透明塗佈層之厚度為60 nm以上且小於200 nm,前述第二透明塗佈層之厚度為10 nm以上且100 nm以下,前述第三透明塗佈層之厚度為500 nm以上且1400 nm以下。藉由該構成,可對透明導電壓電膜賦予更佳之透明性。
本態樣7之透明導電壓電膜係於本態樣6中,前述透明導電壓電膜係於前述透明壓電膜之一面上依序重疊前述第三透明塗佈層、前述第一透明塗佈層、前述第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成,且於前述透明壓電膜之另一面具備其他第三透明塗佈層。藉由該構成,可提高透明導電壓電膜之透明性。
本態樣8之透明導電壓電膜係於本態樣1~5之任一者中,於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以及透明電極層而構成,前述透明壓電膜之折射率為1.30以上且小於1.45,前述第一透明塗佈層之折射率為1.60以上且小於1.80,前述第二透明塗佈層之折射率為1.30以上且1.50以下,前述透明電極層之折射率為1.80以上且2.20以下,前述第一透明塗佈層之厚度為600 nm以上且小於1100 nm,且前述第二透明塗佈層之厚度為10 nm以上且100 nm以下。藉由該構成,可對透明導電壓電膜賦予較佳透明性。
本態樣9之透明導電壓電膜係於本態樣7中,前述透明導電壓電膜係於前述透明壓電膜之一面上依序重疊前述第一透明塗佈層、前述第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成,於前述透明壓電膜之另一面具備第三透明塗佈層,該第三透明塗佈層之折射率為1.45以上且小於1.60,第三透明塗佈層之厚度為500 nm以上且1400 nm以下。藉由該構成,可提高透明導電壓電膜之透明性。
本態樣10之透明導電壓電膜係於本態樣6~9之任一者中,前述透明電極層之厚度為7 nm以上且小於20 nm。藉由該構成,可將透明導電壓電膜之電阻降低至較佳範圍。
本態樣11之透明導電壓電膜係於本態樣6~10之任一者中,前述透明壓電膜含有氟系樹脂作為主成分。藉由該構成,可成為折射率較佳之透明壓電膜。
本態樣12之透明導電壓電膜係於本態樣6~11之任一者中,透明電極層之折射率為1.94以下。此種透明導電壓電膜係未以高溫加熱而製造之膜,因此於無損透明壓電膜之顏色之方面較佳。
本態樣13之裝置係具備本態樣1~12之任一透明導電壓電膜之裝置。
本態樣14之製造方法係透明導電壓電膜之製造方法,其係於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以及透明電極層而構成之積層膜的製造方法,且包含:第一步驟,其係製造形成折射率為1.30以上且小於1.45之膜之前述透明壓電膜;第二步驟,其係於前述透明壓電膜之至少一面上形成折射率為1.60以上且小於1.80之前述第一透明塗佈層;第三步驟,其係於前述第一透明塗佈層之表面形成折射率為1.30以上且小於1.50之前述第二透明塗佈層;及第四步驟,其係於前述第二透明塗佈層之表面形成折射率為1.80以上且2.20以下之前述透明電極層。
實施例
以下,說明本發明之一實施例。
[透明導電壓電膜之製造]
<實施例1>
(第一步驟:透明壓電膜之製作)
將固有黏度為1.3dl/g之由聚偏二氟乙烯(KUREHA股份有限公司製造)成形之樹脂膜(厚度為120 µm)以延伸倍率成為4.2倍之方式進行延伸。延伸後,使膜通過極化輥而進行極化處理,獲得壓電膜。此時,藉由施加直流電壓並自0kV增加至11.0kV而進行極化處理。將極化處理後之膜進而於130℃熱處理1分鐘,藉此獲得折射率為1.42、厚度為40 µm之透明壓電膜。
(第二步驟:第一透明塗佈層之形成)
於透明壓電膜之上表面(A面)塗佈由丙烯酸樹脂形成之含非晶質二氧化矽之紫外線硬化性樹脂組成物,於80℃乾燥後,以400mJ/cm
2之累計光量照射紫外線,而形成第三透明塗佈層(厚度為1000 nm,折射率為1.52)。然後,利用同樣之方法亦於透明壓電膜之下表面(B面)形成第三透明塗佈層(厚度為1000 nm,折射率為1.52)。接著,於第三透明塗佈層(A面)之上表面塗佈含氧化鋯粒子之紫外線硬化型樹脂組成物,於80℃乾燥後,以400mJ/cm
2之累計光量照射紫外線,而形成第一透明塗佈層(厚度為100 nm,折射率為1.65)。
(第三步驟:第二透明塗佈層之形成)
然後,於第一透明塗佈層上塗佈由丙烯酸樹脂形成之含中空二氧化矽之紫外線硬化性樹脂組成物,於80℃乾燥後,以400mJ/cm
2之累計光量照射紫外線,而形成第二透明塗佈層(厚度為44 nm,折射率為1.37)。
(第四步驟:透明電極層之形成)
然後,於第二透明塗佈層上,藉由使用含有97質量%之氧化銦及3質量%之氧化錫之燒結體材料作為靶的反應性濺鍍法,形成作為透明電極層之折射率為1.88、厚度為19 nm之ITO膜。如此,獲得透明導電壓電膜,將所得之透明導電壓電膜設為實施例1。
<實施例2>
除了將透明電極層之厚度設為12 nm以外,以與實施例1同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例2。
<實施例3>
除了將透明電極層之厚度設為8 nm以外,以與實施例1同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例3。
<實施例4>
除了將第二塗佈層之厚度設為81 nm以外,以與實施例2同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例4。
<實施例5>
不於透明壓電膜之A面及B面形成第三透明塗佈層,於透明壓電膜之A面依序形成第一透明塗佈層、第二透明塗佈層及透明電極層。將第一透明塗佈層之厚度設為850 nm、折射率設為1.70、第二透明塗佈層之厚度設為67 nm,除此以外,以與實施例2同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例5。
<實施例6>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為120 nm、折射率設為1.70、第二塗佈層之厚度設為50 nm以外,以與實施例2同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例6。
<實施例7>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為90 nm、折射率設為1.75、第二塗佈層之厚度設為49 nm以外,以與實施例2同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例7。
<實施例8>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為163 nm、第二透明塗佈層之厚度設為88 nm以外,以與實施例6同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例8。
<實施例9>
(第一透明塗佈層之形成)
利用與實施例1同樣之方法使第三透明塗佈層形成於透明壓電膜之兩面,於A面進一步形成第一透明塗佈層(厚度為100 nm,折射率為1.65)。
(第二透明塗佈層之形成)
然後,於第一透明塗佈層上,藉由使用Si作為靶材之AC磁控濺鍍法形成SiO
2膜。具體而言,將腔室內真空排氣至成為7×10
-4Pa以下後,於腔室內導入Ar氣體與氧氣之混合氣體並堆積厚度為25 nm之SiO
2膜,而形成第二透明塗佈層(厚度為25 nm,折射率為1.46)。
(透明電極層之形成)
除了於第二透明塗佈層上製成厚度為19 nm之ITO膜以外,以與實施例1同樣之方式形成透明電極層。如此,獲得透明導電壓電膜,將所得之透明導電壓電膜設為實施例9。
<實施例10>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為105 nm、折射率設為1.70以外,以與實施例9同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例10。
<實施例11>
除了於第一步驟中,將直流電壓變更為11.5kV以外,以與實施例10同樣之方式獲得提高了d
31之透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例11。
<實施例12>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為99 nm、第二透明塗佈層之厚度設為81 nm、透明電極層之厚度設為5 nm以外,以與實施例1同樣之方式獲得透明導電壓電膜。將所得之透明導電壓電膜設為實施例11。
<比較例1>
除了不形成第三透明塗佈層、第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以外,以與實施例1同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例1。
<比較例2>
除了將第二透明塗佈層之厚度設為81 nm、透明電極層之厚度設為27 nm以外,以與實施例1同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例2。
<比較例3>
除了不形成第二透明塗佈層以外,以與實施例2同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例3。
<比較例4>
除了將第一透明塗佈層之折射率設為1.52、第二透明塗佈層之折射率設為1.40、厚度設為80 nm以外,以與實施例1同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例4。
<比較例5>
除了不形成第二透明塗佈層以外,以與比較例4同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例5。
<比較例6>
除了將第二透明塗佈層之厚度設為28 nm、折射率設為1.52、透明電極層之厚度設為12 nm以外,以與實施例10同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例6。
<比較例7>
除了將第二透明塗佈層之厚度設為111 nm、折射率設為1.40以外,以與比較例6同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例7。
<比較例8>
除了將第一透明塗佈層之厚度設為40 µm、折射率設為1.55、第二透明塗佈層之厚度設為40 µm,且將含有36質量%氧化錫之氧化銦設為靶進行濺鍍以外,以與實施例9同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例8。
<比較例9>
除了將第一透明塗佈層之厚度變更為201 nm以外,以與實施例10同樣之方式獲得導電壓電膜。將所得之導電壓電膜設為比較例9。
[各層之厚度之測定]
構成實施例1~12及比較例1~9之透明導電壓電膜之各層之厚度以如下方式測定。
(透明塗佈層之厚度)
構成實施例1~12及比較例1~9之透明導電壓電膜及導電壓電膜(以下,亦簡稱為「導電壓電膜」)之透明塗佈層及透明電極層之厚度藉由以下所示之利用電子顯微鏡進行觀察之方法而求出。該方法係首先將透明導電壓電膜包埋於環氧樹脂中,且以透明導電壓電膜之截面露出之方式將環氧樹脂塊切斷。使用掃描式電子顯微鏡(「SU3800」,日立高新技術股份有限公司製造),於加速電壓3.0kV、倍率50,000倍之條件下對露出之透明導電壓電膜之截面進行觀察。而且,測定透明導電壓電膜及該透明導電壓電膜中之各膜或層之厚度。
將實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜之各層之折射率示於表1。
【表1】表1
折射率 | |||||||||
透明壓電膜 | 第三透明塗佈層 | 第一透明塗佈層 | 第二透明塗佈層 | 透明電極層 | |||||
實施例1 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例2 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例3 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例4 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例5 | 1.42 | - | 1.70 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例6 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例7 | 1.42 | 1.52 | 1.75 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例8 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.37 | 1.88 | ||||
實施例9 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.46 | 1.88 | ||||
實施例10 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.46 | 1.88 | ||||
實施例11 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.46 | 1.88 | ||||
實施例12 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
比較例1 | 1.42 | - | - | - | 1.88 | ||||
比較例2 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | 1.37 | 1.88 | ||||
比較例3 | 1.42 | 1.52 | 1.65 | - | 1.88 | ||||
比較例4 | 1.42 | 1.52 | 1.52 | 1.40 | 1.88 | ||||
比較例5 | 1.42 | 1.52 | - | 1.40 | 1.88 | ||||
比較例6 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.52 | 1.88 | ||||
比較例7 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.40 | 1.88 | ||||
比較例8 | 1.42 | - | 1.55 | 1.46 | 1.95 | ||||
比較例9 | 1.42 | 1.52 | 1.70 | 1.46 | 1.88 | ||||
將實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜之各層之厚度示於表2。
【表2】表2
[評估]
厚度 | |||||||||
透明壓電膜(µm) | 第三透明 塗佈層(µm) | 第一透明 塗佈層(nm) | 第二透明 塗佈層(nm) | 透明電極層(nm) | |||||
實施例1 | 40 | 1.0 | 100 | 44 | 19 | ||||
實施例2 | 40 | 1.0 | 100 | 44 | 12 | ||||
實施例3 | 40 | 1.0 | 100 | 44 | 8 | ||||
實施例4 | 40 | 1.0 | 100 | 81 | 12 | ||||
實施例5 | 40 | - | 850 | 67 | 12 | ||||
實施例6 | 40 | 1.0 | 120 | 50 | 12 | ||||
實施例7 | 40 | 1.0 | 90 | 49 | 12 | ||||
實施例8 | 40 | 1.0 | 163 | 88 | 12 | ||||
實施例9 | 40 | 1.0 | 100 | 25 | 19 | ||||
實施例10 | 40 | 1.0 | 105 | 25 | 19 | ||||
實施例11 | 40 | 1.0 | 105 | 25 | 19 | ||||
實施例12 | 40 | 1.0 | 99 | 81 | 5 | ||||
比較例1 | 40 | - | - | - | 19 | ||||
比較例2 | 40 | 1.0 | 100 | 81 | 27 | ||||
比較例3 | 40 | 1.0 | 100 | - | 12 | ||||
比較例4 | 40 | 1.0 | 100 | 80 | 19 | ||||
比較例5 | 40 | 1.0 | - | 80 | 19 | ||||
比較例6 | 40 | 1.0 | 105 | 28 | 12 | ||||
比較例7 | 40 | 1.0 | 105 | 111 | 12 | ||||
比較例8 | 40 | - | 40 | 40 | 15 | ||||
比較例9 | 40 | 1.0 | 201 | 25 | 19 | ||||
對於實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜,評估膜之物性及光學特性。
<物性評估>
(表面電阻值)
關於實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜各自之表面電阻值(Ω/sq),使用電阻率計(「LorestaGP MCP-T610」,日東精工分析科技公司製造)依據JIS K 7194來進行。測定進行3次,將3次之平均值作為代表值而求出。表面電阻值為300Ω/sq以上且小於1700Ω/sq時,可判斷於裝置用途中無實用上之問題。
(壓電常數d
31值)
實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜各自之壓電常數d
31係使用測力計、電動台、靜電計測定與拉伸應力相應之電荷,並藉由下述式算出。
d
31=(Q/A)(t・w/F)
式中,Q為電荷,A為電極面積,t為導電壓電膜之厚度,w為導電壓電膜之寬度,F為對導電壓電膜施加之力。
測定所使用之試驗片係使用導電壓電膜之正面及反面藉由蒸鍍法形成有鋁電極者。壓電常數d
31值為10pC/N以上且40pC/N以下時,可判斷於裝置用途中無實用上之問題。
<光學特性評估>
(全光線透過率)
關於實施例1~12及比較例1~9之導電壓電膜各自之全光線透過率,使用霧度計(「NDH7000SP II」,日本電色工業股份有限公司製造)基於JIS K7361-1中記載之方法進行測定。全光線透過率為90%以上時,於裝置用途中無實用上之問題,且越高越佳。
(黃色指數)
黃色指數(YI值)係使用分光色彩計(「SD7000」,日本電色工業股份有限公司製造),採用藉由依據JIS Z8722之方法測定之XYZ表色系統,利用JIS K7373中記載之方法進行計算。
(a
*值)
關於L
*a
*b
*表色系統中之a
*值,使用分光色彩計(「SD7000」,日本電色工業股份有限公司製造)利用依據JIS Z8722之方法進行測定。a
*值為-1.0以上且1.0以下時,可判斷能較佳地用於裝置用途中。
將上述評估結果示於表3。
【表3】表3
物性 | 光學特性 | ||||
表面電阻值(Ω/sq) | d 31(pC/N) | 全光線 透過率 (%) | YI (-) | a* (-) | |
實施例1 | 323 | 15.9 | 92.8 | 5.9 | -0.6 |
實施例2 | 515 | 15.9 | 94.3 | 2.4 | -0.5 |
實施例3 | 833 | 15.9 | 94.2 | 0.1 | -0.4 |
實施例4 | 572 | 15.9 | 94.3 | 5.6 | -0.6 |
實施例5 | 560 | 15.9 | 94.2 | 2.7 | -0.2 |
實施例6 | 637 | 15.9 | 94.1 | 3.4 | -0.6 |
實施例7 | 602 | 15.9 | 93.3 | -0.2 | -0.7 |
實施例8 | 429 | 13.9 | 91.7 | 5.2 | -0.7 |
實施例9 | 400 | 15.9 | 91.0 | 4.0 | -1.1 |
實施例10 | 410 | 13.9 | 91.0 | 2.7 | -1.3 |
實施例11 | 393 | 24.5 | 90.5 | 5.5 | -0.3 |
實施例12 | 1610 | 15.9 | 93.3 | -3.2 | -0.3 |
比較例1 | 270 | 15.9 | 88.1 | 7.1 | 0.0 |
比較例2 | 194 | 15.9 | 79.6 | 18.5 | 2.3 |
比較例3 | 497 | 15.9 | 87.8 | 0.6 | -0.4 |
比較例4 | 230 | 15.9 | 86.6 | 7.4 | 0.0 |
比較例5 | 224 | 15.9 | 86.6 | 9.4 | 0.0 |
比較例6 | 443 | 13.9 | 87.5 | 0.1 | -0.3 |
比較例7 | 414 | 13.9 | 86.9 | 6.5 | 1.5 |
比較例8 | 460 | 13.9 | 88.5 | 7.0 | -0.9 |
比較例9 | 392 | 13.9 | 87.7 | 2.0 | 1.3 |
如表3所示,實施例1~12之導電壓電膜均具有於裝置用途中無實用上之問題之物性,且具有高透明性。相對於此,比較例1~9之導電壓電膜之全光透過率均為90%以下。
產業上之可利用性
本發明可用於需要壓電特性之裝置。
1:透明壓電膜
2:第一透明塗佈層
3:第二透明塗佈層
4:透明電極層
5:第三透明塗佈層
11,12:透明導電壓電膜
[圖1]係本發明之一實施方式之透明導電壓電膜11。
[圖2]係本發明之一實施方式之透明導電壓電膜12。
1:透明壓電膜
2:第一透明塗佈層
3:第二透明塗佈層
4:透明電極層
11:透明導電壓電膜
Claims (14)
- 一種透明導電壓電膜,其壓電常數d 31為10pC/N以上且40pC/N以下,全光線透過率為90%以上,且具備透明電極層。
- 如請求項1之透明導電壓電膜,其中前述透明導電壓電膜之至少一表面由前述透明電極層構成,該表面之表面電阻值為300Ω/sq以上且小於1700Ω/sq。
- 如請求項2之透明導電壓電膜,其中前述表面電阻值小於1000Ω/sq。
- 如請求項1之透明導電壓電膜,其中使用依據JIS Z8722測定之XYZ表色系統,利用JIS K7373中記載之方法計算出之黃色指數為7以下。
- 如請求項1之透明導電壓電膜,其中依據JIS Z8722測定之L *a *b *表色系統中之a *為-1.5以上且1.0以下。
- 如請求項1之透明導電壓電膜,其中前述透明導電壓電膜係於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第三透明塗佈層、第一透明塗佈層、第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成, 前述透明壓電膜之折射率為1.30以上且小於1.45, 前述第三透明塗佈層之折射率為1.45以上且小於1.60, 前述第一透明塗佈層之折射率為1.60以上且小於1.80, 前述第二透明塗佈層之折射率為1.30以上且1.50以下, 前述透明電極層之折射率為1.80以上且2.20以下, 前述第一透明塗佈層之厚度為60 nm以上且小於200 nm, 前述第二透明塗佈層之厚度為10 nm以上且100 nm以下, 前述第三透明塗佈層之厚度為500 nm以上且1400 nm以下。
- 如請求項1之透明導電壓電膜,其中前述透明導電壓電膜係於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以及前述透明電極層而構成, 前述透明壓電膜之折射率為1.30以上且小於1.45, 前述第一透明塗佈層之折射率為1.60以上且小於1.80, 前述第二透明塗佈層之折射率為1.30以上且1.50以下, 前述透明電極層之折射率為1.80以上且2.20以下, 前述第一透明塗佈層之厚度為600 nm以上且小於1100 nm, 前述第二透明塗佈層之厚度為10 nm以上且100 nm以下。
- 如請求項6或7之透明導電壓電膜,其中前述透明電極層之厚度為7 nm以上且小於20 nm。
- 如請求項6或7之透明導電壓電膜,其中前述透明壓電膜含有氟系樹脂作為主成分。
- 如請求項6或7之透明導電壓電膜,其中前述透明電極層之折射率為1.94以下。
- 如請求項6之透明導電壓電膜,其中前述透明導電壓電膜係於前述透明壓電膜之一面上依序重疊前述第三透明塗佈層、前述第一透明塗佈層、前述第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成, 前述透明導電壓電膜於前述透明壓電膜之另一面具備其他前述第三透明塗佈層。
- 如請求項7之透明導電壓電膜,其中前述透明導電壓電膜係於前述透明壓電膜之一面上依序重疊前述第一透明塗佈層、前述第二透明塗佈層及前述透明電極層而構成, 前述透明導電壓電膜於前述透明壓電膜之另一面具備第三透明塗佈層, 前述第三透明塗佈層之折射率為1.45以上且小於1.60, 前述第三透明塗佈層之厚度為500 nm以上且1400 nm以下。
- 一種裝置,其具備如請求項1之透明導電壓電膜。
- 一種透明導電壓電膜之製造方法,其係於透明壓電膜之至少一面上依序重疊第一透明塗佈層、第二透明塗佈層以及透明電極層而構成之積層膜的製造方法,且包含: 第一步驟,其係製造形成折射率為1.30以上且小於1.45之膜之前述透明壓電膜; 第二步驟,其係於前述透明壓電膜之至少一面上形成折射率為1.60以上且小於1.80之前述第一透明塗佈層; 第三步驟,其係於前述第一透明塗佈層之表面形成折射率為1.30以上且小於1.50之前述第二透明塗佈層;及 第四步驟,其係於前述第二透明塗佈層之表面形成折射率為1.80以上且2.20以下之前述透明電極層。
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