TW202341182A - 透明導電性薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種輕巧輸入性、輸入安定性及潔淨性優異之透導電性薄膜。
其係在透明塑膠薄膜基材上之至少一面上積層有銦-錫複合氧化物之透明導電膜的透明導電性薄膜,輸入起始負重為3g以上15g以下,電壓損失時間為0.00毫秒以上0.40毫秒以下,以分別採用了0.125mm寬、0.25mm寬、0.5mm寬、1mm寬或2mm寬之5種光梳所測定之5種穿透影像明銳度的總和為400~500%。
Description
本發明係關於在透明塑膠基材上積層有銦-錫複合氧化物之透明導電膜的透明導電性薄膜的發明。
在透明塑膠基材上積層有透明且電阻小之薄膜的透明導電性薄膜係在利用其導電性的用途上,例如作為液晶顯示器和電致發光(EL)顯示器等之平板顯示器、觸控面板之透明電極等,而廣泛地使用於電氣/電子領域之用途上。
電阻膜式觸控面板係將在玻璃和塑膠之基板上塗布有透明導電性薄膜的固定電極與在塑膠薄膜上塗布有透明導電性薄膜的可動電極(稱為薄膜電極)予以組合而成者,可重疊於顯示體上側而使用。當以指和筆按壓薄膜電極時(稱為輸入),將固定電極與薄膜電極之透明導電性薄膜彼此予以接觸,而識別輸入位置。
在專利文獻1中揭示了一種觸控面板用透明導電積層體,其係於高分子薄膜之至少一面上積層有實質上以結晶質氧化錫為主而成之透明導電膜。藉由將氧化錫結晶化,而書寫耐久性提升。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-071171號公報
[發明欲解決之課題]
就觸控面板而言,係要求即便用筆連續輸入也不會對透明導電膜產生龜裂、剝離、磨耗等之特性(筆滑動耐久性)。
又,就觸控面板而言,要求輕巧的輸入性。所謂的輕巧輸入性係於用筆和指等對電阻膜式觸控面板進行輸入時,即便是輕觸也可輸入。
再者,就觸控面板而言,要求優異的輸入安定性,亦即,於用筆等接觸觸控面板後至離開為止的期間,對於觸控面板的輸入要安定。要求例如可減少在連續輸入文字時可能產生之文字斷觸(速寫安定性)、文字的筆畫部分不斷觸(筆畫安定性)等優異。又,期待觸控面板之潔淨性。當觸控面板之潔淨性高時,會有影像清楚可見、顯示器關閉時觸控面板漆黑清晰可見而能夠營造出高級感等的優點。
就專利文獻1之技術而言,在氧化銦並未結晶化時,無法提升滑動耐久性。又,就包含專利文獻1之習知透明導電性薄膜而言,輕巧輸入性、輸入安定性(速寫安定性、筆畫安定性)、潔淨性等也未充分。
依此,本發明之目的係提供輕巧輸入性及輸入安定性優異之透明導電性薄膜。又,本發明之較佳目的係提供進一步也具有滑動耐久性之透明導電性薄膜。就本發明之較佳目的而言,也包含誤反應防止性。
[用以解決課題之手段]
本發明係有鑑於如上所述狀況而完成者,可以解決上述課題之本發明的透明導電性薄膜係由以下構成所構成。
[1]一種透明導電性薄膜,
其係在透明塑膠薄膜基材上之至少一面上積層有銦-錫複合氧化物之透明導電膜的透明導電性薄膜,
由試驗方法1所求得之輸入起始負重為3g以上15g以下,
由試驗方法2所求得之電壓損失時間為0.00毫秒以上0.40毫秒以下,
以分別採用了0.125mm寬、0.25mm寬、0.5mm寬、1mm寬或2mm寬之5種光梳(optical comb)的影像清晰度(image clarity)測定器並依據JIS K 7374所測定之5種各別穿透影像明銳度(image sharpness)的總和為400~500%;
[試驗方法1]
在玻璃基板的單面上形成有厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%),依4mm間距於其薄膜表面上形成正方形格子狀的點狀間隔物(縱向60μm×橫向60μm×高度5μm),作成面板;於此面板之導電膜側,一邊夾住厚度為105μm、內圓周為190mm×135mm之有接著性的矩形框,一邊以導電膜彼此相對向的方式重疊透明導電性薄膜,製作評價面板;從此評價面板之透明導電性薄膜側,以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆按壓點狀間隔物之4點格子的中心,將電阻值開始安定時之壓力設為輸入起始負重;
[試驗方法2]
將該評價面板連接至6V固定電壓電源,使用前端為半徑0.8mm半球的筆,從透明導電性薄膜側,以50gf負重依5次/秒鐘的間隔來按壓點狀間隔物之4點格子的中心;測定從筆開始離開透明導電性薄膜,以電壓自6V減少時為起點而電壓成為5V為止的時間,設為電壓損失時間。
[2]如[1]之透明導電性薄膜,其中以試驗方法3所求得之薄膜抗彎曲度(BR)為0.23N・cm以上0.90N・cm以下,
以試驗方法4所求得之導電面之最大峰高度Sp之平均(AVSp)滿足下述式(2-1)及式(2-2),
以試驗方法5所求得之接觸面積率(CA)滿足下述式(2-3),
算術平均高度Sa(依據ISO 25178)滿足1~55nm,
AVSp≧4.7×BR-1.8 …式(2-1)
0.005≦AVSp≦12.000 …式(2-2)
CA≧32.6×BR+17.2 …式(2-3)
(式中,BR為薄膜抗彎曲度(N・cm),AVSp為平均最大峰高度(μm),CA為接觸面積率(%));
[試驗方法3]
將20mm×250mm之透明導電性薄膜試驗片以透明導電膜為上的放置在水平台的上方,使試驗片從台之末端處突出長度230mm,根據下述式來決定抗彎曲度(BR),
抗彎曲度(BR(N・cm))=g×a×b×L
4/(8×δ×10
11)
(式中,a為9.81(重力加速度;m/s
2),b表示試驗片之比重(g/cm
3),L為230(突出於水平台之外之試驗片長邊的長度;mm),δ表示試驗片前端之高度與台之高度的差(cm));
[試驗方法4]
在透明導電性薄膜之導電面上以1cm間隔於MD方向上決定3點,由其中心於TD方向上對稱地決定2點之總計5點的測定點,於各處測定因面粗糙度所導致之最大峰高度Sp(依據ISO 25178),將其平均值設為平均最大峰高度(AVSp)(μm);
[試驗方法5]
針對透明導電性薄膜之導電面測定因線粗糙度所導致之平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)及平均長度Rsm(μm),於滿足式(X1)及式(X2)之至少一者與式(X3)之處測定因線粗糙度所導致之算術平均高度Ra(μm);另外,平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)係使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡50倍))來決定;最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)之決定係依據JIS B 0601-2001之規定。算術平均高度Ra(μm)之測定長度係設為100μm以上200μm以下;
Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1)
(Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2)
Rsm≦30 …式(X3)
將該3次元表面形狀測定裝置VertScan之物鏡變更為10倍,使用相同測定裝置中之粒子解析,從平均面以成為「算術平均高度Ra(μm)-15×10
-3(μm)-平均高度Rc(μm)」之高度為臨限值,在平面方向上切片,求取剖面積之總和;將剖面積之總和除以測定視野面積的值乘上100而得之值設為接觸面積率(CA)(%)。
[3]如[2]之透明導電性薄膜,其中由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最大值MXSp大於該平均最大峰高度AVSp之1.0倍且為1.4倍以下,且
由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最小值MNSp為該平均最大峰高度AVSp之0.6倍以上1.0倍以下。
[4]如[1]至[3]中任一項之透明導電性薄膜,其中該透明導電膜之厚度為10nm以上100nm以下。
[5]如[1]至[4]中任一項之透明導電性薄膜,其中該透明導電膜中所含之氧化錫濃度為0.5質量%以上40質量%以下。
[6]如[1]至[5]中任一項之透明導電性薄膜,其中在透明導電膜與透明塑膠薄膜基材之間具有硬化型樹脂層,並進一步在透明塑膠基材之與該透明導電膜相反側上具有功能層。
[7]如[1]至[6]中任一項之透明導電性薄膜,其中在透明塑膠基材之至少一側上具有易接著層。
[8]如[7]之透明導電性薄膜,其中易接著層被配置在透明塑膠薄膜基材與硬化型樹脂層之間或透明塑膠基材與功能層之間之至少一者的位置上。
[9]如[1]至[8]中任一項之透明導電性薄膜,其中由試驗方法6所決定之導通電阻(ON resistance)為10kΩ以下;
[試驗方法6]
以導電膜彼此相對向的方式將在玻璃基板的單面上形成有厚度為20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化物含量:10質量%)之面板與透明導電性薄膜予以重疊,作成評價面板;將此評價面板之透明導電性薄膜側一邊以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆施加2.5N負重一邊滑動(往返次數5萬次,滑動距離30mm,滑動速度180mm/秒鐘);滑動後,以筆負重0.8N按壓滑動部的中央,測定電性連接時之電阻(導通電阻)。
[10]如[1]至[9]中任一項之透明導電性薄膜,其中在透明導電膜表面之依據JIS K5600-5-6:1999之附著性試驗中,透明導電膜之殘存面積率為95%以上。
[發明之效果]
如根據本發明,能夠提供輕巧輸入性及輸入安定性及潔淨性優異的透明導電性薄膜。又,如根據本發明,較佳的是可以提供進一步亦具有滑動耐久性、誤反應防止性等之透明導電性薄膜。
[用以實施發明的形態]
1.透明導電性薄膜
本發明之透明導電性薄膜係在透明塑膠薄膜基材上之至少一面上積層有銦-錫複合氧化物之透明導電膜者。藉由表面具有透明導電膜係在利用其導電性之用途上,例如作為液晶顯示器和電致發光(EL)顯示器等之平板顯示器、觸控面板之透明電極等而可廣泛地使用於電氣/電子領域之用途上。透明導電性薄膜之具體層構成係可適當設定,可例示如圖1、圖2、圖3、圖4等之概略側視圖中所示之構成。
圖1之透明導電性薄膜係在透明塑膠薄膜基材7之單面上隔著硬化型樹脂層6形成有透明導電膜5,在透明塑膠薄膜基材7之相反面上形成有功能層8。當在透明導電膜5與透明塑膠薄膜基材7之間形成硬化型樹脂層6時,能夠阻止單體和寡聚物從透明塑膠薄膜基材7析出至透明導電膜5上。本發明之透明導電性薄膜係透過後述之輸入起始負重、電壓損失時間、穿透影像明銳度之控制,而提升輸入強度特性(誤反應防止性、輕巧輸入性等)和輸入安定性、潔淨性,藉由寡聚物之析出阻止而進一步改善輸入強度特性(誤反應防止性、輕巧輸入性等)和輸入安定性、潔淨性。又,藉由硬化型樹脂層6和功能層8而防止單體和寡聚物之析出,藉此得以進一步提高透明導電性薄膜之透明性(潔淨性)和視覺識別性。再者,藉由具有硬化型樹脂層6及/或功能層8,則可以調整後述之透明導電性薄膜之抗彎曲度。另外,根據透明塑膠薄膜基材之剛性,硬化型樹脂層6及/或功能層8未必是必要的。
在一態樣中,本發明之透明導電性薄膜係在透明塑膠薄膜基材之至少一側上積層有易接著層。例如,如圖2所示,也可以是利用易接著劑層9來接著硬化型樹脂層6與透明塑膠薄膜基材7。如圖3所示,也可以是利用易接著劑層9來接著功能層8與透明塑膠薄膜基材7。如圖4所示,也可以是利用易接著劑層9來接著硬化型樹脂層6及功能層8之各別與透明塑膠薄膜基材7。藉由具有易接著劑層9,可以更有效地抑制硬化型樹脂層6及/或功能層8因外力從透明塑膠薄膜基材7剝落。
本發明之透明導電性薄膜係在由試驗方法1所求得之輸入起始負重為3g以上15g以下之方面上有特徵(特徵1)。藉由將輸入起始負重設為既定值以下,可以提高輕巧的輸入性。藉由將輸入起始負重設為既定值以上,可以提高觸控面板之誤反應的防止性。
輸入起始負重係可為4g以上、5g以上或6g以上之任一者,也可為14g以下、13g以下、12g以下之任一者。
[試驗方法1]
在玻璃基板的單面上形成有厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%),依4mm間距於其薄膜表面上形成正方形格子狀的點狀間隔物(縱向60μm×橫向60μm×高度5μm),作成面板。於此面板之導電膜側,一邊夾住厚度為105μm、內圓周為190mm×135mm之有接著性的矩形框,一邊以導電膜彼此相對向的方式重疊透明導電性薄膜,製作評價面板。從此評價面板之透明導電性薄膜側,以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆按壓點狀間隔物之4點格子的中心,將電阻值開始安定時之壓力設為輸入起始負重。於此,所謂的「安定的電阻值」係意指電阻值在±5%之範圍內變動的狀態。
又,前述透明導電性薄膜係在由試驗方法2所求得之電壓損失時間為0.00毫秒以上0.40毫秒以下之方面上有特徵(特徵2)。藉由電壓損失時間為既定範圍,可以進一步延長電性安定的接觸時間。藉由使輸入起始負重為既定值以下,能夠提高輕巧的輸入性,又,藉由使電壓損失時間為既定範圍,可以提高筆畫安定性、速寫安定性等之輸入安定性。關於表現出如此輸入安定性之效果的理由,並未限定於特定理論來加以解釋,可認為是可進一步延長電性安定的接觸時間,能夠進一步減少電性不安定的接觸狀態。其結果係輸入的不安定之時間變短,例如可以在連續記載文字時防止文字斷觸,且能夠減少速寫時之文字斷觸。又,可以解決例如在觸控面板,於文字模糊時,觸控面板上所顯示之文字會斷觸而無法顯示的課題。因此,在電阻膜式觸控面板上,可以鮮明地描繪出所欲表現之文字、圖像等。例如也可以表現出如以毛筆所表現般之文字的模糊狀。
電壓損失時間宜為0.39毫秒以下,較佳為0.35毫秒以下,更佳為0.30毫秒以下,越短越好。又,電壓損失時間宜為0.01毫秒以上,例如可為0.02毫秒以上。
[試驗方法2]
將該評價面板連接至6V固定電壓電源,使用前端為半徑0.8mm半球的筆,從透明導電性薄膜側,以50gf負重依5次/秒鐘的間隔來按壓點狀間隔物之4點格子的中心。測定從筆開始離開透明導電性薄膜,以電壓自6V減少時為起點而電壓成為5V為止的時間,設為電壓損失時間。例如,圖5係顯示本發明一態樣之電壓與時間之關係的示意圖,橫軸13為時間軸,縱軸14表示電壓,測定電壓損失時間15的時間。
又,該透明導電性薄膜係在以分別採用了0.125mm寬、0.25mm寬、0.5mm寬、1mm寬或2mm寬之5種光梳的影像清晰度測定器並依據JIS K 7374所測定之5種各別穿透影像明銳度的總和為400~500%之方面上具有特徵(特徵4)。藉由穿透影像明銳度的總和為既定範圍,則觸控面板之潔淨性優異。穿透影像明銳度的總和宜為430~500%,較佳為450~500%,更佳為460~500%,越大越好。
該透明導電性薄膜係以由試驗方法6所求得之導通電阻為10kΩ以下為佳(特徵3)。導通電阻越小,則筆滑動耐久性越提高。導通電阻宜為8kΩ以下,較佳為5kΩ以下,更佳為3kΩ以下,特佳為1.0kΩ以下。另外,導通電阻也可以是0.1kΩ以上、2kΩ以上或4kΩ以上。
[試驗方法6]
以導電膜彼此相對向的方式將在玻璃基板的單面上形成有厚度為20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化物含量:10質量%)之面板與透明導電性薄膜予以重疊,作成評價面板。將此評價面板之透明導電性薄膜側一邊以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆施加2.5N負重一邊滑動(往返次數5萬次,滑動距離30mm,滑動速度180mm/秒鐘)。滑動後,以筆負重0.8N按壓滑動部的中央,測定電性連接時之電阻(導通電阻)。
具備特徵1(輸入起始負重)及特徵2(電壓損失時間)及特徵4(潔淨性)之透明導電性薄膜係在電阻膜式觸控面板等之用途上極為有用。
該透明導電性薄膜係由試驗方法3所求得之薄膜抗彎曲度(BR)宜為0.23 N・cm以上0.90 N・cm以下。又,藉由將薄膜抗彎曲度(BR)設為既定值以下,則可以使導通電阻為既定值以下。另外,降低薄膜抗彎曲度(BR)對於減低輸入起始負重也是有用的。薄膜抗彎曲度(BR)係以0.27 N・cm以上較佳,以0.30 N・cm以上更佳。又,較佳為0.80 N・cm以下,更佳為0.70 N・cm以下,特佳為0.60 N・cm以下。
[試驗方法3]
將20mm×250mm之透明導電性薄膜試驗片以透明導電膜為上的放置在水平台的上方,使試驗片從台之末端處突出長度230mm,根據下述式來決定抗彎曲度(BR)。另外,當以透明導電膜為下時,因為抗彎曲度的值會改變,所以需要注意。
抗彎曲度(BR(N・cm))=g×a×b×L
4/(8×δ×10
11)
(式中,a為9.81(重力加速度;m/s
2),b表示試驗片之比重(g/cm
3),L為230(突出於水平台之外之試驗片長邊的長度;mm),δ表示試驗片前端之高度與台之高度的差(cm))
該透明導電性薄膜宜是由試驗方法4所求得之導電面之最大峰高度Sp之平均(AVSp)滿足下述式(2-1)。輸入起始負重係由薄膜抗彎曲度(BR)與平均最大峰高度(AVSp)之兩個參數所支配,藉由將平均最大峰高度(AVSp)設為從薄膜抗彎曲度(BR)所求得之既定值以上,則能夠使輸入起始負重為既定值以下。
AVSp≧4.7×BR-1.8 …式(2-1)
(式中,BR為薄膜抗彎曲度(N・cm),AVSp為平均最大峰高度(μm))
[試驗方法4]
在透明導電性薄膜之導電面上以1cm間隔於MD方向上決定3點,由其中心於TD方向上對稱地決定2點之總計5點的測定點,於各處測定因面粗糙度所導致之最大峰高度Sp(依據ISO 25178),將其平均值設為平均最大峰高度(AVSp)(μm)。
式(2-1)之右側的不等號之關係宜為AVSp≧4.7×BR-1.7,較佳為AVSp≧4.7×BR-1.6,更佳為AVSp≧4.7×BR-1.5,特佳為AVSp≧4.7×BR-1.4。又,與BR之關係雖未限定AVSp之上限,但例如即便是AVSp≦4.7×BR+10或AVSp≦4.7×BR+3,也可以表現出本發明之效果。
該透明導電性薄膜係以該平均最大峰高度(AVSp)滿足下述式(2-2)為佳。當平均最大峰高度(AVSp)為既定值以上,可以沒有妨礙地將透明導電性薄膜捲成捲筒狀。平均最大峰高度(AVSp)係以0.010(μm)以上為佳,以0.020(μm)以上更佳。又,藉由平均最大峰高度(AVSp)為既定值以下,則可更適當地防止住非故意的電性接觸。平均最大峰高度(AVSp)係以10.000(μm)以下為佳,以5.000(μm)以下更佳。
0.005≦AVSp≦12.000 …式(2-2)
(式中,AVSp為平均最大峰高度(μm))
該透明導電性薄膜係由試驗方法5所求得之接觸面積率(CA)以滿足下述式(2-3)為佳。藉由使接觸面積率(CA)為既定值以上,則可使電壓損失時間為既定值以下。認為這是因為接觸面積率(CA)越大,則導電層間之電性接觸的安定性越高,故在筆和指等從電阻膜式觸控面板之透明導電性薄膜離開時,能夠爭取到直至成為電性接觸變得不安定之接觸面積為止的時間。又,式(2-3)中抗彎曲度(BR)越大,接觸面積率(CA)越大,這是因為抗彎曲度(BR)越大,則筆和指等從電阻膜式觸控面板之透明到店性薄膜離開時之速度增加,故而有必要使用接觸面積率(CA)大之透明導電性薄膜。
CA≧32.6×BR+17.2 …式(2-3)
(式中,BR為薄膜抗彎曲度(N・cm),CA為接觸面積率(%))
[試驗方法5]
針對透明導電性薄膜之導電面測定因線粗糙度所導致之平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)及平均長度Rsm(μm),於滿足式(X1)及式(X2)之至少一者與式(X3)之處測定因線粗糙度所導致之算術平均高度Ra(μm);另外,平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)係使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡50倍))來決定;最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)之決定係依據JIS B 0601-2001之規定。算術平均高度Ra(μm)之測定長度係設為100μm以上200μm以下;
Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1)
(Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2)
Rsm≦30 …式(X3)
將該3次元表面形狀測定裝置VertScan之物鏡變更為10倍,使用相同測定裝置中之粒子解析,從平均面(將平均線予以3次元化者)以成為「算術平均高度Ra(μm)-15×10
-3(μm)-平均高度Rc(μm)」之高度為臨限值,在平面方向上切片,求取剖面積之總和。將剖面積之總和除以測定視野面積的值乘上100而得之值設為接觸面積率(CA)(%)。
該試驗方法5中考慮到「算術平均高度Ra(μm)-15×10
-3(μm)」係基於以下理由。與透明導電性玻璃接觸之透明導電性薄膜的大部分係透明導電性薄膜之平均高度的突起。由於難以正確地計算出此與平均高度之突起的接觸面積,所以作為替代指標,採用稍微小於該平均突起之高度的高度(=較透明導電性薄膜之平均高度低15×10
-3(μm)的高度)中之透明導電性薄膜之透明導電膜側之剖面積(另外,此高度係以從平均面下降平均高度Rc(μm)處為基準的高度)。於此,作為透明導電性薄膜之平均突起的高度,當採用JIS B 0601-2001之算術平均粗糙度Ra時,於透明導電性薄膜之透明導電膜側的數量雖少,但是高度會因非常高之粗大突起的影響,而算術平均粗糙度Ra係因變得大於透明導電性薄膜之實際上的平均突起之高度而不佳。於此,為了消除粗大突起的影響,在滿足式(X1)及式(X2)之至少一者與式(X3)之處,測定算術平均高度Ra(μm)。
式(2-3)所示之CA與BR之關係宜為CA≧32.6×BR+17.5,較佳為CA≧32.6×BR+18.0,更佳為CA≧32.6×BR+19.0,特佳為CA≧32.6×BR+30。因與BR之關係而CA的上限並未受到特別限定,例如即便是CA≦32.6×BR+85或CA≦32.6×BR+65,也可表現出本發明之效果。
該透明導電性薄膜係以算術平均高度Sa(依據ISO 25178)為1~55nm為佳。藉由使算術平均高度Sa為既定值以下,則因為表面突起的尺寸和個數變小,所以光的散射減少,穿透影像明銳度的總和變大,潔淨性變得良好。藉由使算術平均高度Sa為既定值以上,則因為可以保持住薄膜捲取性,而能夠實現有效的表面突起尺寸、個數。算術平均高度Sa宜為3nm以上,較佳為5nm以上,宜為50nm以下,較佳為45nm以下。
該透明導電性薄膜係以由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最大值MXSp大於該平均最大峰高度AVSp之1.0倍且為1.4倍以下為佳。藉由使最大值MXSp為既定值以下,則透明導電膜之較高突起的面內分布變得均等,由於任一處均能以同等的輸入起始負重而進行觸控面板之輸入操作,故佳。較佳為1.3倍以下,更佳為1.2倍以下。
該透明導電性薄膜係以由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最小值MNSp為該平均最大峰高度AVSp之0.6倍以上1.0倍以下為佳。藉由使最小值MNSp為既定值以上,則透明導電膜之較高突起的面內分布變得均等,由於任一處均能以同等的輸入起始負重而進行觸控面板之輸入操作,故佳。較佳為0.7倍以上,更佳為0.8倍以上。
又,藉由使最大值MXSp及最小值MNSp之雙方為既定範圍,則可使輸入起始負重之偏差小於±5%。
該透明導電性薄膜之總光線穿透率係例如為70%以上95%以下,較佳為80%以上95%以下,更佳為85%以上90%以下。
2.透明導電膜
透明導電性薄膜之透明導電膜係由銦-錫複合氧化物所構成。透明導電膜中所含氧化錫濃度係以0.5質量%以上40質量%以下為佳。當含有氧化錫0.5質量%以上,則透明導電性薄膜之表面電阻成為實用上的水準,故佳。又,藉由使氧化錫濃度為40質量%以下,則可以使透明導電性薄膜之透明導電膜中所含氧化錫濃度接近觸控面板用透明導電性玻璃基板中所含之氧化錫濃度。透明導電性薄膜與玻璃基板之透明導電膜的氧化錫濃度越接近,則兩透明導電膜變得越容易電性接觸,輸入強度特性(誤反應防止性、輕巧輸入性等)和輸入安定性進一步變得良好。透明導電性薄膜之氧化錫濃度宜為25質量%以下,較佳為20質量%以下,特佳為18質量%以下,較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上。
另外,觸控面板用透明導電性薄膜中所含之氧化錫濃度一般來說是10質量%。透明導電性薄膜之氧化錫濃度與玻璃基板之氧化錫濃度的差係例如為30質量%以下,較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下。
透明導電膜之結晶化度可為0%以上100%以下中之任一者,較佳為10%以上100%以下,更佳為50%以上100%以下。結晶化度越高,則筆滑動性越優異。
透明導電膜之表面電阻係例如為50Ω/□以上900Ω/□以下,較佳為50Ω/□以上700Ω/□以下,更佳為70Ω/□以上500Ω/□以下。
透明導電膜厚度宜為10nm以上100nm以下。當透明導電膜厚度為10nm以上,則透明導電膜整體附著於透明塑膠薄膜基材或後述之硬化型樹脂層,透明導電膜之膜質安定,表面電阻值安定而容易成為較佳範圍。又,對於降低由試驗方法6所決定之導通電阻上也是有效的。較佳的是透明導電膜之厚度為13nm以上,更佳為16nm以上。又,當透明導電膜厚度為100nm以下,則透明導電膜之結晶粒徑與結晶化度變得適度,總光線穿透率變成實用上的水準,故佳。較佳為50nm以下,更佳為30nm以下,特佳為25nm以下。
在透明導電膜之表面中之依據JIS K5600-5-6:1999的附著性試驗中,透明導電膜之殘存面積率宜為95%以上,較佳為99%以上,特佳為99.5%以上。藉由以附著性試驗而透明導電膜之殘存面積率為上述範圍內,則透明導電性薄膜係透明導電膜與透明塑膠薄膜基材和後述之硬化型樹脂層等之透明導電膜接觸之層密接,即便用筆對觸控面板連續輸入,對於透明導電膜來說,亦可抑制住龜裂、剝離、磨耗等,再者,即便是施加通常使用所預想以上的強烈力量,對於透明導電膜來說,亦能抑制住龜裂、剝離等,故佳。
前述透明導電膜之形成方法並未特別受到限定,例如較佳的是可在表面上形成有硬化型樹脂層6之透明塑膠薄膜基材7(以下,稱為被處理薄膜)上的至少一面上,透過濺鍍法形成銦-錫複合氧化物之透明導電膜的方法。為了以高生產性製造透明導電性薄膜,較佳的是使用由薄膜滾筒供給被處理薄膜,成膜後,捲起成薄膜滾筒形狀之所謂的滾筒式濺鍍裝置。
圖6係顯示滾筒式濺鍍裝置之成膜方法之一例的裝置概略圖。就此圖示例而言,由未圖示之薄膜滾筒所輸送出之被處理薄膜1一邊局部接觸中央滾筒2之表面一邊行進。銦-錫濺鍍靶材4設置在朝向被處理薄膜1與中央滾筒2之接觸部具有開口部之煙囪狀柱3內,且銦-錫複合氧化物之薄膜係堆積而積層於中央滾筒2上行進之被處理薄膜1之表面上。另外,中央滾筒2係變得可依未圖示之溫度調節機來加以控制溫度。
作為靶材,較佳的是使用銦-錫複合氧化物之燒結靶材。為了提升生產效率,也可以是相對於薄膜移動方向,設置複數片銦-錫複合氧化物之燒結靶材。
在成膜環境的形成上,因應需要,較佳的是一邊使用質流控制器一邊流動氧氣、非活性氣體(氬氣等)等。藉由添加氧氣,可以使透明導電膜之表面電阻和總光線穿透率更為適當。氧氣與非活性氣體之流量比(體積比)(氧氣/非活性氣體)係例如宜為0.005以上,較佳為0.010以上,更佳為0.020以上,例如宜為0.15以下,較佳為0.1以下,更佳為0.07以下,再更佳為0.05以下。又,也可以是在成膜環境中,因應需要,一邊使用質流控制器一邊流動含氫原子之氣體(如為氫、氨、氫+氬混合氣體等,包含氫原子之氣體,則並未特別限定。惟,排除水)。
相對於在成膜環境中之非活性氣體之水分壓的比(水分壓/非活性氣體分壓)之中心值(最大值與最小值之中間的值)係例如為7.00×10
-3以下,較佳為5.00×10
-3以下,更佳為3.00×10
-3以下。成膜環境中之水越少,則透明導電膜之膜質變得適當,表面電阻值容易變成較佳值,結晶化之確實性提升。然而,水分量係也可以認為是將到達真空度控制在目標值,而測定成膜時之水分量(水分壓)係因以下2個理由而較佳。第1是當利用濺鍍而成膜成塑膠薄膜時,加熱薄膜,水分從薄膜釋放出。到達真空度係並未反映此釋放出之水分量的影響。第2是將從薄膜滾筒所捲出之薄膜予以成膜時之滾筒中心的水分影響未反映至真空到達度。當將薄膜滾筒在真空槽中保持,則滾筒之外層部分的水容易釋出,而滾筒之內層部分的水難以釋出。於測定到達真空度時,薄膜的行進會停止,而在成膜時,薄膜行進而大量含水之薄膜滾筒的內層部分捲出,故而成膜環境中的水分量增加,測定到達真空度時之水分量更為增加。前述水分壓之比(水分壓/非活性氣體分壓)的中心值也可為0.3×10
-3以上。
用來將透明導電膜予以成膜的薄膜滾筒係在滾筒端面上,最突出處與最凹陷處之高低差宜為10mm以下,較佳為8mm以下,更佳為4mm以下。如為10mm以下,則於將薄膜滾筒投入至濺鍍裝置時,會變成是水和有機成分難以從薄膜端面釋放出,所以透明導電膜之膜質變得良好。前述高低差也可為1mm以上。
在將透明導電膜予以成膜之前,期望將被處理薄膜經由撞擊(bombardment)步驟。
所謂的撞擊步驟係以僅流動氬氣等非活性氣體、或流動氧等之反應性氣體與非活性氣體之混合氣體的狀態,施加電壓,進行放電,使電漿發生。具體來說,係期望利用SUS靶材等之RF濺鍍,撞擊薄膜。透過撞擊步驟,薄膜曝曬於電漿中,故而自薄膜釋放出水和有機成分,在將透明導電膜予以成膜時,從薄膜釋放出之水和有機成分減少,透明導電膜之膜質變得良好。又,藉由撞擊步驟,由於透明導電膜接觸之層活性化,故而透明導電膜之密接性提升,筆滑動耐久性進一步提升。
前述被處理薄膜1係期望於將透明導電膜予以成膜之面的相反面上貼附吸水率低之保護薄膜。藉由貼附保護薄膜,則變得難以從被處理薄膜1釋放出水等之氣體,透明導電膜之膜質變得良好。作為前述保護薄膜之基材,可例舉有聚乙烯、聚丙烯、環烯烴等之烯烴類。
於成膜時,將被處理薄膜1在例如0℃以下,較佳是-5℃以下冷卻。藉由先將被處理薄膜1冷卻,則能夠抑制來自薄膜之水和有機成分等雜質的釋出,可使透明導電膜之膜質適當。成膜中之薄膜溫度係可取代使用調節行進中之薄膜所接觸之中央滾筒之溫度的溫度調節機之設定溫度(在設定溫度有複數個時,最大值與最小值之中間的值)。前述薄膜溫度係也可為-20℃以上。
濺鍍裝置係以具備旋轉式泵、渦輪分子泵、低溫泵等之排氣裝置為佳。藉由排氣裝置,可以控制成膜環境中之水分量。
期望在銦-錫複合氧化物之透明導電膜成膜積層於被處理薄膜上之後,於含氧環境下,以80℃以上200℃以下,施行0.1小時以上12小時以下之加熱處理。藉由設為80℃以上,可以提高透明導電膜之結晶性,能夠進一步提升筆滑動耐久性。藉由設為200℃以下,可以確保透明塑膠薄膜之平面性。前述溫度宜為100℃以上180℃以下,較佳為120℃以上170℃以下。前述時間宜為0.3小時以上6小時以下,較佳為0.5小時以上2小時以下。
3.透明塑膠薄膜基材
本發明所使用之透明塑膠薄膜基材係將有機高分子予以熔融壓出或溶液壓出成薄膜狀,因應需要在長邊方向及/或寬度方向上延伸,並施行冷卻、熱固定而得之薄膜。作為前述有機高分子,可列舉有聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴類;聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸-2,6-乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯類;尼龍6、尼龍4、尼龍66、尼龍12等之聚醯胺類;聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚磺胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、纖維素丙酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚醚醯亞胺、聚苯硫醚、聚伸苯基氧化物、聚苯乙烯、對排聚苯乙烯、降莰烯系聚合物等。
該等有機高分子之中,較佳的是聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸-2,6-乙二酯、對排聚苯乙烯、降莰烯系聚合物、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等。又,該等有機高分子係將其他有機聚合物之單體予以少量共聚或者是也可混合其他有機高分子。
在不損及本發明目的之範圍,也可對透明塑膠薄膜基材施行電暈處理、輝光放電處理、火焰處理、紫外線照射處理、電子射線照射處理、臭氧處理等之表面活性化處理。
透明塑膠薄膜基材之厚度宜為100μm以上240μm以下之範圍,較佳為120μm以上220μm以下。塑膠薄膜越薄,則薄膜之抗彎曲度(BR)越容易變低,平均最大峰高度(AVSp)變得容易滿足式(2-1)。又,當塑膠薄膜厚度為100μm以上時,由於可保持住機械性強度,故而在觸控面板上所使用時之相對於筆輸入的變形縮小,筆滑動耐久性優異,故佳。另一方面,當厚度為240μm以下,於觸控面板上使用時,由於可以保持輕巧的輸入性、優異的輸入安定性,故佳。
4.硬化型樹脂層
硬化型樹脂層係例如形成在透明塑膠薄膜基材與透明導電膜之間,成為透明導電膜之基底層。又,因為是可以阻止從透明塑膠薄膜基材所產生之單體和寡聚物析出在透明導電膜上,所以不會妨礙觸控面板之輕巧適當的輸入性,故佳。再者,藉由易接著層等,則因透明導電膜可與硬化型樹脂層強力的密接、分散施加在透明導電膜上的力,故相對於筆滑動耐久性試驗之透明導電膜來說,可抑制住龜裂、剝離、磨耗等,故佳。
硬化型樹脂層之樹脂係只要是經加熱、紫外線照射、電子射線照射等之能量施加、硬化劑而硬化之樹脂,則並未特別限制,可例舉有聚矽氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、三聚氰胺系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂等,該等可為1種,也可組合2種以上。基於生產性的觀點,較佳的是以紫外線硬化型樹脂為主要成分。
作為紫外線硬化型樹脂,可例舉有如多元醇之丙烯酸或甲基丙烯酸酯般之多官能性丙烯酸酯樹脂、如由二異氰酸酯、多元醇及丙烯酸或甲基丙烯酸之羥基烷基酯等所合成般之多官能性胺基甲酸酯丙烯酸酯等。因應需要,可以將單官能性之單體,例如乙烯基吡咯啶酮、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等添加至該等多官能性樹脂並進行共聚。
硬化型樹脂層係以在至少硬化前含有硬化反應起始劑為佳。硬化反應起始劑係可因應硬化型樹脂之硬化種類來加以選擇,可列舉有熱聚合起始劑、光聚合起始劑等之自由基聚合起始劑、硬化劑等,較佳為光聚合起始劑。硬化反應起始劑的量係相對於硬化型樹脂100質量份而例如為1質量份以上5質量份以下。
作為光聚合起始劑,可沒有特別限制地使用吸收紫外線而產生自由基之公知化合物,例如可列舉有各種苯偶姻類、苯基酮類、二苯基甲酮等。
硬化型樹脂層係以包含粒子為佳。透過粒子,可以在硬化型樹脂層表面上形成凹凸。因此,當包含粒子,則基本上接觸面積率CA會從100%往下,另一方面,平均最大峰高度AVSp和平均算術高度Sa的控制變得容易。又,藉由增加粒子量,則抗彎曲度BR降低,也可利用粒子量來調整抗彎曲度BR。再者,藉由粒子,也可更有效地顯現出筆滑動耐久性、反牛頓環性、薄膜之捲取性等之各種特性。
作為前述粒子,可列舉有無機粒子、有機粒子等。作為無機粒子,可例示矽石粒子等。作為有機粒子,可例示包含聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂等的粒子。粒子可為1種,也可為2種以上。
又,作為前述粒子,宜使用單分散者。作為粒徑相對較大之粒子(例如,後述之粒子A),藉由使用單分散之粒子,則即便硬化型樹脂層中所添加之粒子的總添加量少,也有可以加大平均最大峰高度AVSp的傾向,故有可縮小平均算術高度Sa的傾向。因此,在輸入強度特性(誤反應防止性、輕巧輸入性等)與潔淨性之兼具上,作為粒子A而使用單分散之粒子是有效的。又,有能夠將後述之最大峰高度Sp之上側位移率及下側位移率設為接近1.0倍之值的傾向。單分散之粒子係也可以使用在粒徑相對較小的粒子(例如,與粒子A合併使用之後述之粒子B)。
前述粒子中,粒徑相對較大之粒子A(在個數平均粒徑只有1種時,設為粒子A)的個數平均粒徑係例如為2μm以上11μm以下,較佳為2μm以上6μm以下,更佳為2μm以上5μm以下。平均粒徑越大,則越可以增加透明導電層之平均最大峰高度AVSp,有平均算術高度Sa變大,接觸面積率CA之值變小的傾向。
即便粒子A之個數平均粒徑為11μm以下(例如,10μm左右),在對於硬化型樹脂層厚度來說夠大時,有平均算術高度Sa變得過大的情形。此時,藉由減少將粒子A之個數平均粒徑進一步縮小的粒子A添加量等,可以縮小平均算術高度Sa。
又,即便粒子A之個數平均粒徑為2μm以上(例如,3μm左右),在與硬化型樹脂層厚度的差偏小時,有平均最大峰高度AVSp變得過小的情形。此時,藉由增加粒子A之個數平均粒徑與硬化型樹脂層厚度的差等,能夠增大平均最大峰高度AVSp。
又,前述粒徑之標準偏差係例如為個數平均粒徑之20%以下,較佳為個數平均粒徑之10%以下,更佳為個數平均粒徑之5%以下。粒徑之標準偏差越小,則透明導電性薄膜之最大峰高度Sp之上側變異率及下側變異率兩者越接近1.0倍,故佳。
作為粒子A,就算是無機粒子也沒有問題,但有機粒子較佳,丙烯酸樹脂粒子更佳。
硬化型樹脂層中之粒子A的最佳量係相對於硬化樹脂層之固體成分100質量%,例如為0.1質量%以上30質量%以下,較佳為5質量%以上25質量%以下。當粒子A之量多,則有接觸面積率CA之值變小的傾向,有平均算術高度Sa變大的傾向。又,當硬化型樹脂層之厚度大,則最佳添加量係有變大的傾向。又,當硬化型樹脂層之密度大,則最佳添加量係有變小的傾向。
一態樣中,除了前述粒子,較佳的是合併使用個數平均粒徑為0.01μm以上1.0μm以下之粒子B。粒子B可為2種以上。如粒子B之粒徑為0.01μm以上,則由於透明導電層上可形成小凹凸,所以在電阻膜式觸控面板中,可以防止一邊以指和筆等按壓薄膜電極一邊滑動時之固定電極與薄膜電極之貼附(堆疊),所以能夠防止觸控面板輸入位置之正確性的降低,故佳。如粒子B之粒徑為1.0μm以下,則有增大接觸面積率CA之值的傾向,故佳。
又,在包含粒子B的情形,硬化型樹脂層中粒子B的量係相對於硬化樹脂層之固體成分100質量%,例如為0.1質量%以上25質量%以下,較佳為0.5質量%以上18質量%以下。當粒子B之量多,則有接觸面積率CA變小的傾向,平均算術高度Sa變大的傾向。
粒子B之粒徑的標準偏差係例如為個數平均粒徑之20%以下,較佳為平均粒徑之10%以下。
作為粒子B,就算是有機粒子也沒有問題,但宜為無機粒子,更佳為矽石粒子。
較佳的是使用相較於硬化型樹脂層厚度之尺寸(個數平均粒徑)較大之單分散的粒子作為粒子A、不含粒子B,或者是使用相較於硬化型樹脂層厚度之尺寸(個數平均粒徑)較大之單分散的粒子作為粒子A、包含粒子B。藉由粒子A之尺寸(個數平均粒徑)與硬化型樹脂層厚度之差,則控制平均最大峰高度AVSp變得容易,故佳。其中,粒子A之尺寸(個數平均粒徑)係以硬化型樹脂層厚度之7倍以下為佳。如粒子A之尺寸(個數平均粒徑)為硬化型樹脂層厚度之7倍以下,則有能夠防止粒子脫落之傾向,故佳。粒子A之個數平均粒徑與硬化型樹脂層厚度之比宜為1.1~6.0,較佳為1.2~5.0。
硬化型樹脂層厚度宜為0.1μm以上10μm以下之範圍。較佳為0.2μm以上7μm以下之範圍,特佳為0.3μm以上5μm以下之範圍。在硬化型樹脂層厚度為0.1μm以上的情形,因為可以形成充分的突起及能夠防止添加粒子的脫落,故佳。又,當硬化型樹脂層較厚,有使透明導電性薄膜之抗彎曲度BR增加的傾向。另一方面,如為10μm以下,則因生產性良好及可將平均最大峰高度AVSp設為適當的值,故佳。
如上述藉由調整粒子大小和量、硬化型樹脂層厚度,可使透明導電層之平均最大峰高度AVSp滿足式(2-1),同時能使接觸面積率CA和穿透影像明銳度之總和不會變得過小。又,也可以調整薄膜之抗彎曲度BR和平均算術高度Sa。因此,可以較小地控制輸入起始負重,縮短電壓損失時間,增加穿透影像明銳度之總和,可達成輕巧的輸入性與輸入安定性。
硬化型樹脂層係也可含有不與硬化型樹脂相容的樹脂(以下,有單純稱為非相容樹脂的情形)。在硬化型樹脂層中,藉由非相容樹脂分散,而可在硬化型樹脂層表面上形成凹凸,能夠使寬廣區域中之表面粗糙度提高。作為非相容樹脂,可例示聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂等。
硬化型樹脂層係藉由將硬化前之硬化型樹脂作成液狀,塗布在積層對象(透明塑膠薄膜基材、易接著劑層等)上,並進行硬化而形成。塗布物係除了前述硬化型樹脂之外,還可以包含硬化反應起始劑(熱聚合起始劑、光聚合起始劑等之自由基聚合起始劑、硬化劑等。較佳為光聚合起始劑)、粒子、與硬化型樹脂非相容之樹脂、溶劑等。又,於此塗布液中,因應需要,可以添加其他公知添加劑,例如聚矽氧系均平劑等。就所使用之溶劑而言,沒有特別限制,可單獨或混合例如乙醇、異丙醇等之醇系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等之酯系溶劑、二丁基醚、乙二醇單乙醚等之醚系溶劑、甲基異丁基酮、環己酮等之酮系溶劑、甲苯、二甲苯、溶劑油(solvent naphtha)等之芳香族烴系溶劑等來加以使用。
塗布液中之硬化型樹脂的濃度(固體成分濃度)係可考慮到對應於塗布法之黏度等而適當選擇。固體成分濃度係例如為35質量%以上58質量%以下,較佳為42質量%以上55質量%以下。當固體成分濃度高,則有平均最大峰高度AVSp變大、平均算數高度Sa變大、接觸面積率CA變小的傾向。
將前述塗布液塗布在積層對象的方法並未特別限制,例如可以使用棒塗法、凹版印刷塗布法、逆式塗布法等之公知方法。經塗布過之塗布液係在接下來的乾燥步驟中蒸發去除掉溶劑。在塗布液中溶解有非相容樹脂(聚酯樹脂等)的情形,於此乾燥步驟中,非相容樹脂係成為粒子,析出於紫外線硬化型樹脂中。在使塗膜乾燥之後,藉由進行因應於硬化種類之適當處理(例如,照射紫外線),而形成硬化型樹脂層。
在積層對象之塗布面上,於塗布液塗布前,也可因應需要而進行硬化型樹脂層之附著力提升處理。作為附著力提升處理,可列舉有用以增加羰基、羧基、羥基之照射輝光或電暈放電的放電處理法、以用以增加胺基、羥基、羰基等之極性基的酸或鹼進行處理的化學藥品處理法等。
如上所述,就將平均最大峰高度AVSp設在既定範圍、將接觸面積率CA設在既定範圍、將平均算術高度Sa設在既定範圍而言,必須調整各種要因,其詳細係如上所述,省略細部而說明大概,可利用以下之關係來加以調整。亦即,基本來說,當粒徑大、固體成分濃度高、或樹脂層厚度較薄,則有平均最大峰高度AVSp之絕對值和平均算術高度Sa變大的傾向。滿足式(2-1)之平均最大峰高度AVSp係因抗彎曲度BR而改變,抗彎曲度BR越小,則平均最大峰高度AVSp越可縮小。又,基本來說,當平均最大峰高度AVSp和平均算術高度Sa變高,則接觸面積率CA變小。其中,作為樹脂層中所添加之平均粒徑,使用大小2種,作為大粒子,使用單分散之粒子,當大粒子之粒子添加量減少,則平均最大峰高度AVSp高,接觸面積率CA變高,平均算術高度Sa變低。在使用大小2種粒子的情形,大粒子的添加量越少,則小粒子之平均粒徑和添加量給予接觸面積率CA和平均算術高度Sa影響變大。
5.功能層
功能層係除了形成於透明塑膠薄膜基材之相反面上之外,基本來說,較佳的是與前述硬化型樹脂層相同,前述硬化型樹脂層的說明係去除掉粒子之大小及量的說明,可適用於所有(包含硬化型樹脂層之種類、硬化型樹脂層之厚度、硬化型樹脂層之固體成分濃度、粒子種類等)的功能層。當將功能層積層於透明塑膠薄膜基材,則可以防止來自於透明塑膠薄膜基材之單體和寡聚物的析出,能夠抑制住透明導電性薄膜視覺識別性降低。又,可以調整透明導電性薄膜之抗彎曲度BR。又,藉由在透明塑膠薄膜基材上具有功能層,則用筆等進行輸入難以導致損傷,故佳。
為了提高潔淨性,功能層基板上不含粒子為佳。然而,以透明導電性薄膜之抗彎曲度BR的調整、薄膜捲取性的保持為目的,功能層中還可添加粒子(粒子C)。在添加粒子的情形,粒子C之個數平均粒徑係例如為0.01μm以上1.0μm以下,較佳為0.01μm以上0.8μm以下,更佳為0.01μm以上0.5μm以下。
粒子C係功能層中之硬化型樹脂每100質量份,宜為0.1質量份以上50質量份以下,較佳為0.3質量份以上30質量份以下,更佳為0.5質量份以上20質量份以下。藉由粒子C的量,可以調整透明導電性薄膜之抗彎曲度BR。又,藉由粒子C,則可在功能層上形成表面突起,也可保持住薄膜捲取性。
粒子C係可選自與硬化型樹脂層之粒子相同的種類者,即便是有機粒子也沒有問題,較佳為無機粒子,矽石粒子更佳。
在功能層表面之依據JIS K5600-5-6:1999之附著性試驗中,功能層之殘存面積率宜為95%以上,較佳為99%以上,特佳為99.5%以上。藉由以附著性試驗而功能層之殘存面積率為上述範圍內,則透明導電性薄膜係透明塑膠薄膜基材與功能層密接,即便用筆對觸控面板連續輸入而相對於功能層來說,可抑制住龜裂、剝離、磨耗等之外觀不良,再者,即便施加通常使用所欲以上的強力,對於功能層來說,可以抑制住龜裂、剝離等,故佳。
在透明導電性薄膜具有功能層與硬化樹脂層的情形,以功能層與硬化樹脂層的厚度相同為佳,又,以功能層與硬化樹脂層之厚度的差之絕對值具有以下關係為佳。
0.1μm≦|硬化樹脂層之厚度-功能層之厚度|≦3μm
藉由在功能層與硬化樹脂層上設置厚度差,則有可調整透明導電性薄膜之抗彎曲度BR的情形。又,可以更有效地顯現出筆滑動耐久性等之各種特性。再者,可進一步改善輸入強度特性(誤反應防止性、輕巧輸入特性等)。前述厚度之差(絕對值)宜為2μm以下。
又,較佳的是硬化樹脂層之每單位體積的粒子質量與功能層之每單位體積的粒子質量不同。
6.易接著劑層
易接著劑層係以由含有胺基甲酸酯樹脂、交聯劑及聚酯樹脂的組成物來加以形成為佳。作為交聯劑,較佳為嵌段異氰酸酯,更佳為3官能以上之嵌段異氰酸酯,特佳為4官能以上之嵌段異氰酸酯。易接著劑層之厚度係以0.001μm以上2.00μm以下為佳。
本申請案係基於2022年2月15日所申請之日本專利特願第2022-021557號而主張優先權利益者。2022年2月15日所申請之日本專利特願第2022-021557號說明書的全部內容係用於參考而援用至本申請案。
[實施例]
以下,透過實施例進一步詳細說明本發明,但是本發明並未限定於該等實施例。另外,實施例中之各種測定評價係依據以下方法來加以施行。
1.測定評價
(1)矽石粒子及丙烯酸粒子之平均粒徑
由透明導電性薄膜之硬化型樹脂層或功能層的各剖面任意選擇3處觀察部位,以掃描型電子顯微鏡(Keyence公司製,VE-8800)對各個觀察處之粒子施以觀察,針對每個觀察處任意選擇50個粒子,觀察各粒子的粒徑。接著,針對所觀察的50個粒子,依每個0.020μm區間來區分粒徑(相當於圓的直徑),求取各個區間所含粒子的總數,以縱軸為粒子個數、橫軸為0.020μm區間刻度,作成粒徑之直方圖。就成為由直方圖取得正規分布狀之峰之極大值的粒徑區間之中心值的絕對值±30%以內之粒徑的粒子而言,以所觀測到之粒徑的個數平均為平均粒徑。例如,在直方圖中具有2個正規分布狀之峰的情形,表示添加了2種粒子,藉由與前述相同的方法,計算出2種平均粒徑。進一步將硬化型樹脂層之3處平均粒徑予以平均,設為硬化型樹脂層之平均粒徑,進一步將功能層之3處平均粒徑予以平均,設為功能層之平均粒徑。
(2)硬化型樹脂層之厚度、功能層之厚度
硬化型樹脂層之厚度係利用以掃描型電子顯微鏡(Keyence公司製,VE-8800)針對透明導電性薄膜之剖面進行觀察(5000倍),觀察任意5點,將其平均值設為厚度的方法來加以進行。針對功能層之厚度,亦採用相同方法。
(3)透明導電膜中所含氧化錫之含量
切下試料(約15cm
2),置入石英製三角燒瓶中,加入6mol/l鹽酸20ml,以沒有酸之揮發的方式,進行薄膜密封。在室溫下偶爾搖動的同時,放置9天,使透明導電膜溶解。取出殘存薄膜,以溶解有透明導電膜之鹽酸為測定液。溶解液中之In、Sn係使用ICP發光分析裝置(廠商名:RIGAKU,裝置型式:CIROS-120 EOP),透過檢量線法來求得。各元素之測定波長係選擇沒有干涉、敏感度高的波長。又,標準溶液係稀釋市售之In、Sn的標準溶液而使用。
(4)透明導電膜厚度
將積層有透明導電性薄膜層的薄膜試料片切成1mm×10mm的大小,埋入至電子顯微鏡用環氧樹脂。環氧樹脂係由作為主劑之商品名「Epon812」(Nacalai Tesque股份有限公司)、作為硬化劑之商品名「MNA」(Nacalai Tesque股份有限公司)、作為加速劑之商品名「DNP-30」(Nacalai Tesque股份有限公司)所構成,以主劑:硬化劑:加速劑=100:89:1.5之體積比來加以混合,於60℃硬化12小時。將環氧樹脂中所包含之試料片固定在超級理化分析用切片機(ultramicrotomes)之試料支撐台,製作出與所埋入之試料片短邊平行之剖面薄切片。接下來,針對此切片薄膜之沒有明顯損傷的部位,使用穿透型電子顯微鏡(JEOL公司製,JEM-2010),依加速電壓200kV、明視野處為觀察倍率1萬倍,施以照相攝影從所得到之照片求取膜厚。
(5)透明導電膜之結晶化度
將積層有透明導電性膜的薄膜試料片切成1mm×10mm的大小,以導電性膜面朝外,貼附在適當的樹脂塊上面。樹脂塊係由作為主劑之商品名「Epon812」(Nacalai Tesque股份有限公司)、作為硬化劑之商品名「MNA」(Nacalai Tesque股份有限公司)、作為加速劑之商品名「DNP-30」(Nacalai Tesque股份有限公司)所構成,以主劑:硬化劑:加速劑=100:89:1.5之體積比來加以混合,於60℃硬化12小時而製備者。將貼附在樹脂塊上的試料片予以裁剪之後,透過一般的超級理化分析用切片機之技法來製作約略平行於薄膜表面的超薄切片。以穿透型電子顯微鏡(JEOL公司製,JEM-2010)觀察此切片,選擇沒有明顯損傷之導電性薄膜表面部分,以加速電壓200kV、直接倍率40000倍施行照相攝影。作為透明導電膜之結晶性評價,係在穿透型電子顯微鏡下觀察到所觀察之結晶粒比例,即結晶化度。
(6)總光線穿透率(%)
依據JIS-K7361-1:1997,使用日本電色工業(股)製NDH-2000,測定總光線穿透率。
(7)表面電阻
依據JIS-K7194:1994,利用4端子法進行測定。測定機器係採用三菱化學分析科技(股)製Lotesta AX MCP-T370。
(8)附著性試驗
依據JIS K5600-5-6:1999來加以實施。下述表中結果係以殘存面積率(%)來表示附著性。殘存面積率之最高值為100%。表中之附著性試驗的殘存面積率越接近100%,則剝離面積越少。
(9)抗彎曲度(BR)(試驗方法3)
從透明導電性薄膜採取20mm×250mm之試驗片,以透明導電膜在上的方式,將試驗片配置在表面平滑的水平台上。將試驗片之一端僅20mm×20mm的部分放置在水平台上,並使20mm×230mm的部分從台之端部水平突出。另外,在試驗片之20mm×20mm的部分上放置砝碼,以試驗片與水平台之間沒有間隙的方式,選擇砝碼的重量、尺寸。接著,利用刻尺讀取水平台高度與薄膜前端高度之差(δ)。於下述式中代入數值,計算出抗彎曲度。
抗彎曲度BR(N・cm)=g×a×b×L
4/(8×δ×10
11)
(式中,a為9.81(重力加速度;m/s
2),b表示試驗片之比重(g/cm
3),L為230(突出於水平台之外之試驗片長邊的長度;mm),δ表示試驗片前端之高度與台之高度的差(cm))
上述比重b係由以下方法來加以測定。
將透明導電性薄膜切成5.0cm見方的正方形,使用測微器,以有效數字3位,改變總厚度的地方,測定10點,求取厚度之平均值(t:μm)。使用自動上皿天平,以有效數字4位來測定切成為5.0cm見方之正方形的樣本的重量(w:g),由下式求取比重。另外,比重係四捨五入到2位有效數字。
比重b(g/cm
3)=w/(5.0×5.0×t×10
-4)
(10)最大峰高度(Sp)、平均最大峰高度AVSp(μm)(試驗方法4)
從透明導電性薄膜之導電面測定5點最大峰高度(Sp)(ISO:面粗糙度),以其算術平均值為平均最大峰高度(AVSp)。5點之選擇方式係首先選擇任一處A。接著,相對於A,於薄膜長邊(MD)方向之上下側1cm處各選擇1點,合計2點。接下來,相對於A,於薄膜之寬度(TD)方向之左右1cm處各選擇1點,合計2點。最大峰高度(Sp)(ISO:面粗糙度)係ISO25178所規定者,使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡10倍))來求得。又,小於1nm之值係藉由四捨五入來取得。
(11)最大峰高度上側位移率(MXSp/AVSp)、最大峰高度下側位移率(MNSp/AVSp)
將由前述試驗方法4所求得之最大峰高度Sp的最大值MXSp與平均值AVSp之比設為最大峰高度上側位移率(MXSp/AVSp)。
又,將由前述試驗方法4所求得之最大峰高度Sp的最小值MNSp與平均值AVSp之比設為最大峰高度下側位移率(MXSp/AVSp)。
(12)接觸面積率CA(%)、平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)、算數平均高度Ra(μm)(試驗方法5)
針對透明導電性薄膜之導電面測定因線粗糙度所導致之平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)及平均長度Rsm(μm),於滿足式(X1)及式(X2)之至少一者與式(X3)之處測定因線粗糙度所導致之算術平均高度Ra(μm)。另外,平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)係使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡50倍))來決定。另外,最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)之決定係依據JIS B 0601-2001之規定。算術平均高度Ra(μm)之測定長度係設為100μm以上200μm以下。
Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1)
(Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2)
Rsm≦30 …式(X3)
將前述3次元表面形狀測定裝置VertScan之物鏡變更為10倍,使用相同測定裝置中之粒子解析,從平均面以成為「算術平均高度Ra(μm)-15×10
-3(μm)-平均高度Rc(μm)」之高度為臨限值,在平面方向上切片,求取剖面積之總和。將剖面積之總和除以測定視野面積的值乘上100而得之值設為接觸面積率(CA)(%)。
(13)輸入起始負重測定(試驗方法1)
將玻璃基板(尺寸:232mm×151mm)設置在濺鍍裝置之後,抽真空至1.5×10
-4Pa為止。接著,將氧氣導入10mPa之後,導入氬氣,使總壓力為0.6Pa。使用銦-錫複合氧化物之燒結靶材,以3W/cm
2之電力密度施加電力,透過DC磁性濺鍍法而在玻璃基板單面上形成厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%)。接下來,於其導電膜表面上依4mm間隔將UV硬化型樹脂(商品名「CR-103C-1」(東洋紡股份有限公司製))之點狀間隔物(縱向60μm×橫向60μm×高度5μm)形成正方形格子狀(ITO玻璃基板)。以ITO玻璃基板的4個角落中的任一者為起點,以成為190mm×135mm之長方形的方式,於透明導電膜側貼上雙面膠帶(將商品名「♯741」(惠比壽化成工業製)裁切成既定大小者)(厚度:105μm、寬6mm。)。形成此貼上之雙面膠帶係厚度為105μm、內周為190mm×135mm之具有接著性的矩形框架。於ITO玻璃基板上所貼上之矩形框架(雙面膠帶)上,不會對實施例或比較例中所得到之透明導電性薄膜(尺寸:220mm×135mm)之透明導電膜施加張力而貼附,以導電膜彼此面對面的方式進行積層。此時,作成為透明導電性薄膜之一短邊側從ITO玻璃基板突出(評價面板)。
利用測試機連接所得到之評價面板之ITO玻璃基板與透明導電性薄膜。從透明導電性薄膜側以聚縮醛製的筆(商品名「TPS(註冊商標)POM(NC)」,東麗塑膠精工股份有限公司製,前端形狀:0.8mmR)施加負重,以測試機所計測之電阻值安定時(亦即,在電阻值的變動成為±5%之範圍內時)的負重值當作輸入起始負重。
以筆施加負重的位置12係如圖7所示,設為在ITO玻璃基板10面上排列成格子狀的4個點狀間隔物11之中心區域。又,輸入起始負重係測定從雙面膠帶離開50mm以上之任意3點,取得平均值。小數點以下1位係四捨五入。
(14)電壓損失時間測定(試驗方法2)
將固定電壓電源連接到在輸入起始負重測定處所製作之評價面板。接著,連接可計測ITO玻璃基板與透明導電性薄膜的電壓之記錄器(Keyence公司製,GR-7000)。於此,記錄器係使用於用來觀測電壓之時間變化。接下來,於固定電壓電源施加6V,利用記錄器依0.02毫秒單位開始計測。接著,從透明導電性薄膜側以聚縮醛製的筆(商品名「TPS(註冊商標)POM(NC)」,東麗塑膠精工股份有限公司製,前端形狀:0.8mmR)依1秒鐘5次(1次行程30mm)的節奏施加50g負重。以筆施加負重的位置係排列成格子狀之4個點狀間隔物的中心區域。以筆對透明導電性薄膜施加負重時之電壓的時間變化之數據自記錄器取出。以筆開始從透明導電性薄膜離開而電壓從6V減少時為起點,測定電壓成為5V的時間,當作電壓損失時間來加以記錄(參照圖5)。將3次的測定結果平均。
(15)輸入強度試驗(誤反應防止性、輕巧輸入性)
使用實施例及比較例所得到之透明導電性薄膜,製作電阻膜式觸控面板。具體來說,首先,將玻璃基板(尺寸:232mm×151mm)設置在濺鍍裝置之後,抽真空至1.5×10
-4Pa為止。接著,將氧氣導入10mPa之後,導入氬氣,使總壓力為0.6Pa。使用銦-錫複合氧化物之燒結靶材,以3W/cm
2之電力密度施加電力,透過DC磁性濺鍍法而在玻璃基板單面上形成厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%)。接下來,於其導電膜表面上依4mm間隔將UV硬化型樹脂(商品名「CR-103C-1」(東洋紡股份有限公司製))之點狀間隔物(圓形(縱向30μm×橫向30μm)×高度4μm)形成正方形格子狀(ITO玻璃基板)。以ITO玻璃基板的4個角落中的任一者為起點,以成為190mm×135mm之長方形的方式,於透明導電膜側貼上雙面膠帶(將商品名「♯741」(惠比壽化成工業製)裁切成既定大小者)(厚度:105μm、寬6mm)。形成此貼上之雙面膠帶係厚度為105μm、內周為190mm×135mm之具有接著性的矩形框架。於ITO玻璃基板上所貼上之矩形框架(雙面膠帶)上,不會對實施例或比較例中所得到之透明導電性薄膜(尺寸:220mm×135mm)之透明導電膜施加張力而貼附,以導電膜彼此面對面的方式進行積層。此時,作成為透明導電性薄膜之一短邊側從ITO玻璃基板突出。於ITO玻璃基板上安裝上X座標之定位用配線2根,於透明導電薄膜上安裝上Y座標之定位用配線2根,形成4線式模擬型(analog type)之電阻膜式觸控面板。
使用聚縮醛性的筆(商品名「TPS(註冊商標)POM(NC)」,東麗塑膠精工股份有限公司製,前端形狀:0.8mmR),調查輸入強度。
(誤反應防止性)
○…就算是筆稍微碰觸(負重1~2g左右)到觸控面板也不會對於觸控面板進行輸入。
×…當筆稍微碰觸(負重1~2g左右)到觸控面板有可能會對於觸控面板進行輸入。
(輕巧輸入性)
○…以輕觸程度的力道(負重3~15g左右),亦即,即便是並非故意地施以強力,也可輸入。
×…以輕觸程度的力道(負重3~15g左右),亦即,如未故意地施以強力,則無法輸入。
(16)輸入安定性(筆畫安定性、速寫安定性)
使用實施例及比較例中所得到之透明導電性薄膜,作成與在(15)輸入強度試驗(誤反應防止性、輕巧輸入性)所使用之4線式模擬型之電阻膜式觸控面板相同的觸控面板。使用聚縮醛性的筆(商品名「TPS(註冊商標)POM(NC)」,東麗塑膠精工股份有限公司製,前端形狀:0.8mmR),調查輸入安定性。
(筆畫安定性)
○…文字輸入時,筆畫部分難以模糊。
×…文字輸入時,筆畫部分容易模糊。
(速寫性)
○…連續輸入文字時,難以產生文字模糊。
×…連續輸入文字時,容易產生文字模糊。
(17)筆滑動耐久性(試驗方法6)
將玻璃基板(尺寸:60mm×50mm)設置在濺鍍裝置之後,抽真空至1.5×10
-4Pa為止。接著,將氧氣導入10mPa之後,導入氬氣,使總壓力為0.6Pa。使用銦-錫複合氧化物之燒結靶材,以3W/cm
2之電力密度施加電力,透過DC磁性濺鍍法而在玻璃基板單面上形成厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%)。以ITO玻璃基板的4個角落中的任一者為起點,以成為40mm×40mm之正方形的方式,在透明導電膜側貼上雙面膠帶(商品名「No.500」,日東電工股份有限公司製)(厚度:170μm、寬5mm)。形成此貼上之雙面膠帶係厚度170μm、內周為40mm×40mm之具有接著性的矩形框架。於ITO玻璃基板上所貼上之矩形框架(雙面膠帶)上,不會對實施例或比較例中所得到之透明導電性薄膜(尺寸:60mm×50mm)之透明導電膜施加張力而貼附,以導電膜彼此面對面的方式進行積層。此時,作成為透明導電性薄膜從ITO玻璃基板突出(評價面板)。
利用測試機連接所得到之評價面板之ITO玻璃基板與透明導電性薄膜。接著,以聚縮醛製的筆(商品名「TPS(註冊商標)POM(NC)」,東麗塑膠精工股份有限公司製,前端形狀:0.8mmR)施加2.5N之負重,於觸控面板上進行5萬次往返的直線滑動試驗。滑動處係設在評價面板的中心附近。此時之滑動距離為30mm,滑動速度為180mm/秒鐘。於此滑動耐久性試驗之後,測定在以筆負重0.8N按壓滑動部中央時之導通電阻(可動電極(薄膜電極)與固定電極接觸時之電阻值)。導通電阻係以10kΩ以下更佳。
(18)穿透影像明銳度之總和
以採用0.125mm寬、0.25mm寬、0.5mm寬、1mm寬或2mm寬之5種光梳的影像清晰度測定器(SUGA試驗機(股)製,影像清晰度測定器ICM-1T)並依據JIS K 7374進行測定。計算各光梳的穿透影像明銳度的總和。
(19)平均算術高度Sa
使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡10倍)),依聚ISO 25178,求取平均算術高度Sa。將測定數設為5,求取該等之平均值。於此,將nm單位之小數點第1位四捨五入。
2.積層薄膜
在實施例欄中,使用包含以下之透明塑膠薄膜基材、硬化型樹脂層及功能層而成之積層薄膜。
(1)基材
基材1(透明塑膠薄膜基材):兩面具有易接著層之雙軸配向透明PET薄膜(東洋紡公司製,A4380,厚度記載於表1)。(相當於實施例1~8、比較例1、2、3、6、7)
基材2(透明塑膠薄膜基材):一面具有易接著層、另一面不具有易接著層之雙軸配向透明PET薄膜(東洋紡公司製,A4180,厚度記載於表1)。(相當於比較例4、5)
基材3(透明塑膠薄膜基材):以浸漬於甲基乙基酮中而成之Bemcot(旭化成股份有限公司製)擦拭一面不具有易接著層之雙軸配向透明PET薄膜(東洋紡公司製,A4180,厚度記載於表1)的易接著面,去除掉易接著層。(相當於比較例8)
(2)硬化型樹脂層
於含有光聚合起始劑之丙烯酸系樹脂(大日精化工業公司製,SEIKABEAM (註冊商標)EXF-01J)100質量份中,以表1中所載之量摻合表1中所記載之個數平均粒徑之粒子(粒子A、粒子B)。粒子A係採用單分散之丙烯酸粒子或多分散之丙烯酸粒子。粒子B係採用單分散之矽石粒子。以固體成分濃度成為表1中之值的方式,添加甲苯/甲基乙基酮(MEK)(8/2:質量比)之混合溶媒,一邊攪拌一邊均勻溶解,製備塗布液(塗布液A)。以塗膜厚度成為表1中所記載之值的方式,使用邁耶棒(MEYER bar)將所製備之塗布液A塗布在透明塑膠薄膜基材的單面上。於80℃進行乾燥1分鐘之後,使用紫外線照射裝置(Eyegraphics公司製,UB042-5AM-W型)照射紫外線(光量:300mJ/cm
2),使塗膜硬化。
(3)功能層
於含有光聚合起始劑之丙烯酸系樹脂(大日精化工業公司製,SEIKABEAM (註冊商標)EXF-01J)100質量份中,以表2中所載之量摻合表2中所記載之個數平均粒徑之矽石粒子(粒子C)。以固體成分濃度成為表2中之值的方式,添加甲苯/甲基乙基酮(MEK)(8/2:質量比)之混合溶媒作為溶劑,一邊攪拌一邊均勻溶解,製備塗布液(塗布液C)。以塗膜厚度成為表2中所記載之值的方式,使用邁耶棒將所製備之塗布液C塗布在透明塑膠薄膜基材中之與上述硬化型樹脂層相反側的面上。於80℃進行乾燥1分鐘之後,使用紫外線照射裝置(Eyegraphics公司製,UB042-5AM-W型)照射紫外線(光量:300mJ/cm
2),使塗膜硬化。
實施例1~8
將積層薄膜投入至真空槽,抽真空至1.5×10
-4Pa為止。接著,導入氧氣之後,導入氬氣,使總壓力為0.6Pa。將氧與氬之流量比示於表3。
如圖6所示,對於中央滾筒2上之積層薄膜(被處理薄膜)1之硬化型樹脂層,利用濺鍍而由煙囪狀柱3內之靶材4來形成透明導電膜。靶材4係使用銦-錫複合氧化物之燒結靶材(將氧化錫濃度示於表3。殘存部為氧化銦),以3W/cm
2之電力密度施加電力,透過DC磁性濺鍍法來成膜透明導電膜。膜厚係改變薄膜通過靶材上時之速度來加以控制。
又,關於濺鍍時之成膜環境之相對於氬氣的水分壓之比,使用氣體分析裝置(Inficon公司製,transpecto XPR3)來加以測定,示於表3。該水分之比係如表3中所載,藉由撞擊步驟之有無、保護薄膜之有無、薄膜滾筒端面之凹凸高低差、控制薄膜接觸行進之中央滾筒溫度的溫度調節機之溫度媒介之溫度的調節來加以調節。前述撞擊步驟係以SUS(不鏽鋼)為靶材,依0.5W/cm
2施行RF濺鍍。RF濺鍍之導入氣體量係與導入至真空裝置之實施例中所記載之氣體量相同。在保護薄膜使用時,使用厚度65μm之聚乙烯薄膜。將丙烯酸系黏著劑塗布在該保護薄膜的單面上。於積層薄膜之形成有透明導電膜之面的相反面上貼附保護薄膜。前述溫度媒介之溫度係將相當於從朝向薄膜滾筒之成膜開始時至成膜結束時的溫度之最大值與最小值之剛好正中央的溫度設為表3之記載值。
針對積層有透明導電膜之薄膜施以表3中所示之熱處理,獲得透明導電性薄膜。
針對所得到之透明導電性薄膜,評價透明導電膜之膜厚、結晶化度、總光線穿透率(%)、表面電阻(Ω/□)、對於透明導電膜之附著性、對於功能層之附著性。將結果示於表4。
針對所得到之透明導電性薄膜,求取抗彎曲度(BR)、平均最大峰高度(AVSp)、接觸面積率(CA)、最大峰高度上側位移率(MXSp/AVSp)、最大峰高度下側位移率(MNSp/AVSp)。將結果示於表5。
針對所得到之透明導電性薄膜,調查輸入起始負重、電壓損失時間、輸入強度試驗(誤反應防止性、輕巧輸入性)、輸入安定性(筆畫安定性、速寫安定性)、穿透影像明銳度之總和及筆滑動耐久性。將結果示於表6。
比較例1~8
使用以表1~表2中所示條件所製作出之積層薄膜,除了以表3之條件形成透明導電膜之外,與實施例1~8同樣地進行操作,製作透明導電性薄膜。另外,比較例6係使用不含氧化錫之氧化銦燒結靶材取代銦-錫複合氧化物之燒結靶材來作為靶材4。將所得薄膜之各個特性顯示於表4~表6中。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[產業上利用之可能性]
基材 | 硬化型樹脂層 | ||||||||||||
厚度 (μm) | 硬化型樹 脂層側易 接著層之 有無 | 硬化型 樹脂層 之有無 | 丙烯酸系粒子A | 矽石系粒子B | 固體 成分 濃度 (%) | 厚度 (μm) | |||||||
添加量 (wt%) | 粒徑 (μm) | 相對於平均 粒徑之粒徑 的標準偏差 (%) | 比 (粒徑/硬化型 樹脂層厚度) | 分散性 | 添加量 (wt%) | 粒徑 (μm) | 相對於平均 粒徑之粒徑 的標準偏差 (%) | ||||||
實施例1 | 188 | 有 | 有 | 19 | 3 | 6.6 | 1.5 | 單分散 | 無添加 | - | - | 42 | 2 |
實施例2 | 188 | 有 | 有 | 23 | 4 | 11.9 | 2.0 | 單分散 | 24 | 1 | 10 | 55 | 2 |
實施例3 | 188 | 有 | 有 | 5 | 10 | 19.0 | 5.0 | 單分散 | 25 | 1 | 10 | 55 | 2 |
實施例4 | 100 | 有 | 有 | 21 | 4 | 11.3 | 1.6 | 單分散 | 2 | 0.1 | 10 | 55 | 2.5 |
實施例5 | 188 | 有 | 有 | 28 | 3 | 6.0 | 1.5 | 單分散 | 2 | 0.1 | 10 | 50 | 2 |
實施例6 | 100 | 有 | 有 | 20 | 4 | 12.2 | 2.0 | 單分散 | 24 | 1 | 10 | 55 | 2 |
實施例7 | 188 | 有 | 有 | 10 | 1.5 | 4.9 | 1.3 | 單分散 | 23 | 0.5 | 10 | 50 | 1.2 |
實施例8 | 188 | 有 | 有 | 19 | 4 | 10.9 | 2.0 | 單分散 | 23 | 0.8 | 10 | 50 | 2 |
比較例1 | 188 | 有 | 有 | 5.5 | 12 | 23.0 | 8.0 | 多分散 | 無添加 | - | - | 50 | 1.5 |
比較例2 | 188 | 有 | 有 | 10 | 2 | 11.4 | 0.7 | 單分散 | 5 | 1 | 10 | 50 | 3 |
比較例3 | 50 | 有 | 有 | 8 | 10 | 15.2 | 5.0 | 單分散 | 15 | 2 | 10 | 50 | 2 |
比較例4 | 250 | 無 | 無 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
比較例5 | 100 | 有 | 有 | 10 | 5 | 13.1 | 2.5 | 單分散 | 18 | 3 | 10 | 50 | 2 |
比較例6 | 188 | 有 | 有 | 13 | 3 | 5.6 | 1.1 | 單分散 | 13 | 2 | 10 | 60 | 2.7 |
比較例7 | 188 | 有 | 有 | 50 | 4 | 11.6 | 1.3 | 單分散 | 16 | 1.5 | 10 | 60 | 3 |
比較例8 | 188 | 無 | 有 | 30 | 4 | 12.4 | 1.6 | 單分散 | 26 | 1 | 10 | 65 | 2.5 |
基材 | 功能層 | 厚度差 (硬化型樹脂層- 功能層) (μm) | |||||
功能層側 易接著層 之有無 | 功能層 之有無 | 粒子C 添加量 (wt%) | 粒子C 粒徑 (μm) | 固體 成分濃度 (%) | 厚度 (μm) | ||
實施例1 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 4 | -2.0 |
實施例2 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 1 | 1.0 |
實施例3 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 1 | 1.0 |
實施例4 | 有 | 有 | 10 | 0.5 | 50 | 3 | -0.5 |
實施例5 | 有 | 有 | 10 | 0.5 | 50 | 3 | -1.0 |
實施例6 | 有 | 有 | 10 | 0.5 | 50 | 2.5 | -0.5 |
實施例7 | 有 | 有 | 20 | 0.5 | 50 | 6 | -4.8 |
實施例8 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 2 | 0.0 |
比較例1 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 4 | -2.5 |
比較例2 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 6 | -3.0 |
比較例3 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 3 | -1.0 |
比較例4 | 有 | 無 | - | - | - | - | - |
比較例5 | 無 | 有 | 10 | 0.5 | 50 | 3 | -1.0 |
比較例6 | 有 | 有 | 10 | 0.5 | 50 | 4.5 | -1.8 |
比較例7 | 有 | 有 | 無添加 | - | 50 | 2 | 1.0 |
比較例8 | 無 | 有 | 無添加 | - | 50 | 4 | -1.5 |
透明導電膜成膜條件 | ||||||||
氧/Ar 流量比 | 水/Ar 分壓比 (×10 -3) | 中央滾 筒溫度 (℃) | 撞擊 步驟 | 保護 薄膜 | 薄膜滾筒端面之 凹凸高低差 (mm) | 氧化錫 含量 (wt%) | 熱處理 | |
實施例1 | 0.049 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
實施例2 | 0.049 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
實施例3 | 0.049 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
實施例4 | 0.041 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 36 | 150℃・60分鐘 |
實施例5 | 0.046 | 1.30 | -12 | 有 | 有 | 2 | 10 | 150℃・60分鐘 |
實施例6 | 0.041 | 6.90 | 0 | 有 | 有 | 9 | 36 | 150℃・60分鐘 |
實施例7 | 0.042 | 0.55 | -12 | 有 | 有 | 5 | 1 | 165℃・75分鐘 |
實施例8 | 0.008 | 0.80 | -12 | 有 | 有 | 2 | 36 | 150℃・60分鐘 |
比較例1 | 0.041 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 36 | 150℃・60分鐘 |
比較例2 | 0.049 | 1.10 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
比較例3 | 0.041 | 1.70 | -12 | 有 | 有 | 2 | 36 | 150℃・60分鐘 |
比較例4 | 0.049 | 1.80 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
比較例5 | 0.049 | 8.20 | 2 | 無 | 無 | 11 | 36 | 150℃・60分鐘 |
比較例6 | 0.008 | 0.80 | -12 | 有 | 有 | 2 | 0 | 80℃・20分鐘 |
比較例7 | 0.049 | 1.40 | -12 | 有 | 有 | 2 | 3 | 150℃・60分鐘 |
比較例8 | 0.049 | 1.70 | -12 | 有 | 有 | 2 | 45 | 150℃・60分鐘 |
透明導電性薄膜(1) | ||||||
透明導電膜 膜厚 (nm) | 結晶 化度 (%) | 總光線 穿透率 (%) | 表面電阻 (Ω/□) | 透明導電層 之附著性 試驗 (%) | 功能層之 附著性 試驗 (%) | |
實施例1 | 23 | 100 | 87 | 450 | 100 | 100 |
實施例2 | 23 | 100 | 87 | 450 | 100 | 100 |
實施例3 | 23 | 100 | 87 | 450 | 100 | 100 |
實施例4 | 22 | 0 | 86 | 480 | 100 | 100 |
實施例5 | 21 | 0 | 86.9 | 250 | 100 | 100 |
實施例6 | 90 | 0 | 81 | 110 | 100 | 100 |
實施例7 | 13 | 70 | 87.5 | 570 | 100 | 100 |
實施例8 | 80 | 0 | 82 | 125 | 100 | 100 |
比較例1 | 23 | 0 | 87 | 450 | 100 | 100 |
比較例2 | 23 | 100 | 87 | 450 | 100 | 100 |
比較例3 | 23 | 0 | 87 | 450 | 100 | 100 |
比較例4 | 23 | 100 | 87 | 450 | 10 | - |
比較例5 | 8 | 0 | 88 | 1200 | 100 | 10 |
比較例6 | 110 | 100 | 68 | 1700 | 100 | 100 |
比較例7 | 23 | 100 | 87 | 450 | 100 | 100 |
比較例8 | 23 | 0 | 87 | 600 | 10 | 10 |
抗彎曲度BR (N・cm) | 平均 最大 峰高度 AVSp (μm) | 式(2-1) 右邊 4.7BR-1.8 | 接觸 面積率 CA(%) | 式(2-3) 右邊 32.6BR+17.2 | 平均算術 高度 Sa(nm) | 最大峰 高度 上側 位移率 MXSp/ AvSp | 最大峰 高度 下側 位移率 MNSp/ AVSp’ | |
實施例1 | 0.51 | 1.1 | 0.60 | 97.0 | 33.8 | 12.0 | 1.09 | 0.89 |
實施例2 | 0.84 | 2.8 | 2.15 | 46.2 | 44.6 | 53.0 | 1.21 | 0.82 |
實施例3 | 0.58 | 11 | 0.93 | 37.0 | 36.1 | 43.0 | 1.38 | 0.64 |
實施例4 | 0.27 | 2 | -0.53 | 84.0 | 26.0 | 31.0 | 1.20 | 0.80 |
實施例5 | 0.56 | 1.06 | 0.83 | 81.0 | 35.5 | 24.0 | 1.08 | 0.90 |
實施例6 | 0.34 | 2.7 | -0.20 | 31.0 | 28.3 | 43.0 | 1.22 | 0.78 |
實施例7 | 0.42 | 0.4 | 0.17 | 35.0 | 30.9 | 5.0 | 1.05 | 0.95 |
實施例8 | 0.69 | 2.1 | 1.44 | 42.0 | 39.7 | 35.0 | 1.19 | 0.81 |
比較例1 | 0.49 | 12.2 | 0.50 | 83.0 | 33.2 | 62.0 | 1.48 | 0.53 |
比較例2 | 0.46 | 0.25 | 0.36 | 88.0 | 32.2 | 2.0 | 1.20 | 0.84 |
比較例3 | 0.152 | 12 | -1.09 | 20.0 | 22.2 | 83.0 | 1.29 | 0.71 |
比較例4 | 0.91 | 0.004 | 2.48 | 100.0 | 46.9 | 4.0 | 1.03 | 0.98 |
比較例5 | 0.29 | 3.3 | -0.44 | 24.0 | 26.7 | 28.0 | 1.24 | 0.76 |
比較例6 | 0.53 | 0.6 | 0.69 | 32.0 | 34.5 | 6.0 | 1.07 | 0.92 |
比較例7 | 0.76 | 1.5 | 1.77 | 40.0 | 42.0 | 61.0 | 1.21 | 0.80 |
比較例8 | 0.65 | 1.9 | 1.26 | 60.0 | 38.4 | 52.0 | 1.23 | 0.76 |
輸入起始 負重(g) | 電壓損失 時間 (ms) | 誤反應 防止性 | 輕巧 輸入性 | 筆畫 安定性 | 速寫 安定性 | 穿透影像 明銳度 的總和 (%) | 筆滑動 耐久性 (電阻・(kΩ)) | |
實施例1 | 13 | 0.1 | ○ | ○ | ○ | ○ | 465 | 0.1 |
實施例2 | 15 | 0.38 | ○ | ○ | ○ | ○ | 405 | 0.1 |
實施例3 | 6 | 0.39 | ○ | ○ | ○ | ○ | 420 | 0.1 |
實施例4 | 3 | 0.12 | ○ | ○ | ○ | ○ | 430 | 9 |
實施例5 | 15 | 0.14 | ○ | ○ | ○ | ○ | 437 | 8 |
實施例6 | 7 | 0.36 | ○ | ○ | ○ | ○ | 420 | 2 |
實施例7 | 15 | 0.35 | ○ | ○ | ○ | ○ | 468 | 0.3 |
實施例8 | 12 | 0.37 | ○ | ○ | ○ | ○ | 426 | 3 |
比較例1 | 2 | 0.13 | × | ○ | ○ | ○ | 380 | 8 |
比較例2 | 18 | 0.11 | ○ | × | ○ | ○ | 492 | 0.8 |
比較例3 | 1 | 0.42 | × | ○ | × | × | 321 | ∞ |
比較例4 | 34 | 0.12 | ○ | × | ○ | ○ | 470 | ∞ |
比較例5 | 6 | 0.44 | ○ | ○ | × | × | 393 | 15 |
比較例6 | 18 | 0.44 | ○ | × | × | × | 465 | 0.1 |
比較例7 | 19 | 0.43 | ○ | × | × | × | 388 | 0.1 |
比較例8 | 12 | 0.23 | ○ | ○ | ○ | ○ | 410 | ∞ |
透明導電性薄膜係能夠作為液晶顯示器和電致發光(EL)顯示器等之平板顯示器和觸控面板之透明電極等而廣泛地使用在電氣/電子領域的用途上。
1:被處理薄膜
2:中央滾筒
3:煙囪狀柱
4:靶材
5:透明導電膜
6:硬化型樹脂層
7:透明塑膠薄膜基材
8:功能層
9:易接著劑層
10:ITO玻璃基板
11:點狀間隔物
12:以筆施加負重的位置
13:時間
14:電壓
15:電壓損失時間
圖1係顯示本發明之透明導電性薄膜之一例的概略側視圖。
圖2係顯示本發明之透明導電性薄膜之另一例的概略側視圖。
圖3係顯示本發明之透明導電性薄膜之再一例的概略側視圖。
圖4係顯示本發明之透明導電性薄膜之其他例的概略側視圖。
圖5係顯示本發明一態樣之電壓與時間之關係的示意圖。
圖6係顯示本發明之成膜方法之一例的裝置概略圖。
圖7係用以說明本發明之輸入起始負重測定方法的概略俯視圖。
5:透明導電膜
6:硬化型樹脂層
7:透明塑膠薄膜基材
8:功能層
Claims (10)
- 一種透明導電性薄膜,其係在透明塑膠薄膜基材上之至少一面上積層有銦-錫複合氧化物之透明導電膜的透明導電性薄膜, 由試驗方法1所求得之輸入起始負重為3g以上15g以下, 由試驗方法2所求得之電壓損失時間為0.00毫秒以上0.40毫秒以下, 以分別採用了0.125mm寬、0.25mm寬、0.5mm寬、1mm寬或2mm寬之5種光梳的影像清晰度(image clarity)測定器並依據JIS K 7374所測定之5種各別穿透影像明銳度(image sharpness)的總和為400~500%; [試驗方法1] 在玻璃基板的單面上形成有厚度20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化錫含量:10質量%),依4mm間距於其薄膜表面上形成正方形格子狀的點狀間隔物(縱向60μm×橫向60μm×高度5μm),作成面板;於此面板之導電膜側,一邊夾住厚度為105μm、內圓周為190mm×135mm之有接著性的矩形框,一邊以導電膜彼此相對向的方式重疊透明導電性薄膜,製作評價面板;從此評價面板之透明導電性薄膜側,以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆按壓點狀間隔物之4點格子的中心,將電阻值開始安定時之壓力設為輸入起始負重; [試驗方法2] 將該評價面板連接至6V固定電壓電源,使用前端為半徑0.8mm半球的筆,從透明導電性薄膜側,以50gf負重依5次/秒鐘的間隔來按壓點狀間隔物之4點格子的中心;測定從筆開始離開透明導電性薄膜,以電壓自6V減少時為起點而電壓成為5V為止的時間,設為電壓損失時間。
- 如請求項1之透明導電性薄膜,其中以試驗方法3所求得之薄膜抗彎曲度(BR)為0.23N・cm以上0.90N・cm以下, 以試驗方法4所求得之導電面之最大峰高度Sp之平均(AVSp)滿足下述式(2-1)及式(2-2), 以試驗方法5所求得之接觸面積率(CA)滿足下述式(2-3), 算術平均高度Sa(依據ISO 25178)滿足1~55nm, AVSp≧4.7×BR-1.8 …式(2-1) 0.005≦AVSp≦12.000 …式(2-2) CA≧32.6×BR+17.2 …式(2-3) (式中,BR為薄膜抗彎曲度(N・cm),AVSp為平均最大峰高度(μm),CA為接觸面積率(%)); [試驗方法3] 將20mm×250mm之透明導電性薄膜試驗片以透明導電膜為上的放置在水平台的上方,使試驗片從台之末端處突出長度230mm,根據下述式來決定抗彎曲度(BR), 抗彎曲度(BR(N・cm))=g×a×b×L 4/(8×δ×10 11) (式中,a為9.81(重力加速度;m/s 2),b表示試驗片之比重(g/cm 3),L為230(突出於水平台之外之試驗片長邊的長度;mm),δ表示試驗片前端之高度與台之高度的差(cm)); [試驗方法4] 在透明導電性薄膜之導電面上以1cm間隔於MD方向上決定3點,由其中心於TD方向上對稱地決定2點之總計5點的測定點,於各處測定因面粗糙度所導致之最大峰高度Sp(依據ISO 25178),將其平均值設為平均最大峰高度(AVSp)(μm); [試驗方法5] 針對透明導電性薄膜之導電面測定因線粗糙度所導致之平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)及平均長度Rsm(μm),於滿足式(X1)及式(X2)之至少一者與式(X3)之處測定因線粗糙度所導致之算術平均高度Ra(μm);另外,平均高度Rc(μm)、最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)係使用3次元表面形狀測定裝置VertScan(菱化系統公司製,R5500H-M100(測定條件:wave模式,測定波長560nm,物鏡50倍))來決定;最大峰高度Rp(μm)、平均長度Rsm(μm)及算術平均高度Ra(μm)之決定係依據JIS B 0601-2001之規定;算術平均高度Ra(μm)之測定長度係設為100μm以上200μm以下; Rp-Rc-Ra≦0.20 …式(X1) (Rp-Rc)/Ra≦5.0 …式(X2) Rsm≦30 …式(X3) 將該3次元表面形狀測定裝置VertScan之物鏡變更為10倍,使用相同測定裝置中之粒子解析,從平均面以成為「算術平均高度Ra(μm)-15×10 -3(μm)-平均高度Rc(μm)」之高度為臨限值,在平面方向上切片,求取剖面積之總和;將剖面積之總和除以測定視野面積的值乘上100而得之值設為接觸面積率(CA)(%)。
- 如請求項2之透明導電性薄膜,其中由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最大值MXSp大於該平均最大峰高度AVSp之1.0倍且為1.4倍以下,且 由該試驗方法4所求得之最大峰高度Sp之最小值MNSp為該平均最大峰高度AVSp之0.6倍以上1.0倍以下。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中該透明導電膜之厚度為10nm以上100nm以下。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中該透明導電膜中所含之氧化錫濃度為0.5質量%以上40質量%以下。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中在透明導電膜與透明塑膠薄膜基材之間具有硬化型樹脂層,並進一步在透明塑膠基材之與該透明導電膜相反側上具有功能層。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中在透明塑膠基材之至少一側上具有易接著層。
- 如請求項7之透明導電性薄膜,其中易接著層被配置在透明塑膠薄膜基材與硬化型樹脂層之間或透明塑膠基材與功能層之間之至少一者的位置上。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中由試驗方法6所決定之導通電阻為10kΩ以下; [試驗方法6] 以導電膜彼此相對向的方式將在玻璃基板的單面上形成有厚度為20nm之銦-錫複合氧化物導電膜(氧化物含量:10質量%)之面板與透明導電性薄膜予以重疊,作成評價面板;將此評價面板之透明導電性薄膜側一邊以前端為半徑0.8mm半球之聚縮醛的筆施加2.5N負重一邊滑動(往返次數5萬次,滑動距離30mm,滑動速度180mm/秒鐘);滑動後,以筆負重0.8N按壓滑動部的中央,測定電性連接時之電阻(導通電阻)。
- 如請求項1或2之透明導電性薄膜,其中在透明導電膜表面之依據JIS K5600-5-6:1999之附著性試驗中,透明導電膜之殘存面積率為95%以上。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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