TWI540600B - Method for manufacturing transparent conductive film - Google Patents

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Description

透明導電性膜之製造方法
本發明係關於一種於可撓性透明基材之一面上具有透明導電體層的透明導電性膜之製造方法。
先前，作為觸控面板等所使用之透明導電性膜，已知有於透明膜等可撓性透明基材上積層有包含ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等導電性金屬氧化物之透明導電體層者。近年來，可多點輸入(多點觸控)之投影型靜電電容方式之觸控面板、矩陣型之電阻膜方式之觸控面板正受到關注，於該等觸控面板中，將透明導電性膜之透明導電體層圖案化成特定形狀(例如條紋狀)。此種透明導電性膜包括於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部。
於將透明導電體層圖案化之情形時，有由於形成有透明導電體層之部分(圖案形成部)與未形成透明導電體層之部分(圖案開口部)之間之反射率差而導致可視認圖案，作為顯示元件之美觀性變差的情況。就抑制此種由透明導電體層之有無所導致之視認性之差異之觀點而言，提出於膜基材與透明導電體層之間設置複數個光學干涉層作為底塗層，並將光學干涉層之折射率等調整至特定範圍(例如專利文獻1~4)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-15861號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-98169號公報
[專利文獻3]日本專利第4364938號說明書
[專利文獻4]日本專利特開2009-76432號公報
如上所述，於將透明導電體層圖案化之情形時，要求其邊界不易視認，除此以外，就顯示裝置之輕量化或薄型化之觀點而言，要求觸控面板等所使用之透明導電性膜之薄型化。為了縮小透明導電性膜之厚度，必需縮小占其厚度之大部分之膜基材之厚度。然而，本發明者等人進行了研究，結果判明，若縮小膜基材之厚度，則即便於基材與透明導電體層之間設置有光學干涉層，亦於將透明導電性膜組入觸控面板中時，有容易視認透明導電體層之圖案邊界而使美觀性變差之情況。
鑒於上述情況，本發明之目的在於提供一種即便於基材之厚度較小為80μm以下之情形時，亦於組入觸控面板時不易視認透明導電體層之圖案的透明導電性膜。
本發明者等人鑒於上述課題進行研究，結果發現藉由於將透明導電性膜之透明導電體層圖案化後進行之熱處理步驟中縮小圖案形成部與圖案開口部之尺寸變化率之差，而使透明導電體層之圖案變得不易視認，從而完成本發明。
本發明係關於一種於厚度80μm以下之可撓性透明基材上具有經圖案化之透明導電體層的透明導電性膜之製造方法。透明導電性膜包括於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部。本發明之製造方法包 括下述步驟：積層體準備步驟，準備於具有透明膜基材之可撓性透明基材上形成有未經圖案化之透明導電體層的積層體；圖案化步驟，去除透明導電體層之一部分，圖案化為於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部；以及熱處理步驟，加熱透明導電體層經圖案化後之上述積層體。
於本發明中，較佳為熱處理步驟中之圖案形成部之尺寸變化率H1與圖案開口部之尺寸變化率H2之差H1-H2的絕對值較小。具體而言，H1-H2較佳為未達0.03%，更佳為0.025%以下，進而較佳為0.02%以下，尤佳為0.015%以下。
於一實施形態中，較佳為加熱透明導電體層經圖案化後之上述積層體之熱處理步驟中之溫度未達100℃。
於本發明之一實施形態中，透明導電體層之一部分之去除可藉由使用蝕刻劑之濕式蝕刻而較佳地進行。於該情形時，較佳為於熱處理步驟中加熱乾燥上述積層體。
於本發明之一實施形態中，可撓性透明基材於透明膜基材之透明導電體層形成面側形成有底塗層。又，透明導電體層較佳為包含摻錫氧化銦，可撓性透明基材較佳為使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為透明膜基材。
根據本發明，於將透明導電體層圖案化後之透明導電性膜中，圖案形成部與圖案開口部之加熱時之尺寸變化率之差於特定範圍內。因此，即便於加熱後，產生於透明導電體層與可撓性透明基材之界面上之應力亦較小，不易於膜上產生起伏。於將以上述方式獲得之透明導電性膜與玻璃板等剛性之基體貼合而形成觸控面板等之情形時，圖案邊界上之階差降低，可抑制由可視認圖案邊界所導致之美觀性之降 低。
1‧‧‧可撓性透明基材
2‧‧‧透明導電體層
3‧‧‧黏著劑層
11‧‧‧透明膜基材
12‧‧‧底塗層
50‧‧‧基體
100‧‧‧透明導電性膜
O‧‧‧圖案開口部
P‧‧‧圖案形成部
圖1係透明導電體層經圖案化之透明導電性膜之示意剖面圖。
圖2係表示附黏著劑層之透明導電性膜之一形態之剖面圖。
圖3係表示將透明導電性膜與其他基體貼合之形態之示意剖面圖。
圖4係表示透明導電體層經圖案化之透明導電性膜之一形態之示意平面圖。
圖5係表示圖案邊界上之表面形狀(階差)的測定結果的一例的圖。
圖6(a)、6(b)係用以概念性說明將透明導電性膜與基體貼合時於圖案邊界上產生階差之圖。
圖7係繪製實施例及比較例中之(H1-H2)之值與圖案邊界上之階差之關係的圖。
圖1係表示具有經圖案化之透明導電體層之透明導電性膜之一形態的示意剖面圖。圖1所示之透明導電性膜100於可撓性透明基材1之一面具有經圖案化之透明導電體層2。可撓性透明基材於透明膜基材11之表面上視需要而形成有底塗層12等。透明導電性膜100包含形成有透明導電體層2之圖案形成部P、及未形成透明導電體層之圖案開口部O。圖2係表示於可撓性透明基材1之未形成透明導電體層2側之面上具有黏著劑層3的附黏著劑層之透明導電性膜之一形態之示意剖面圖。圖3係表示經由該黏著劑層3而將透明導電性膜貼合於玻璃等剛性之基體50上的附黏著劑層之透明導電性膜110之示意剖面圖。
首先，討論於具有如上所述之構成之透明導電性膜中，於縮小可撓性透明基材1之厚度之情形時，透明導電體層2之圖案邊界變得容 易視認的原因。於將在厚度23μm之包含PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜基材之可撓性透明基材1上形成有包含ITO之經圖案化之透明導電體層2的透明導電性膜100經由黏著劑層3貼合於玻璃板50上之情形時，將透明導電體層側之表面形狀輪廓之一例示於圖5。於圖5中，於形成有透明導電體層之圖案形成部P與未形成透明導電體層之圖案開口部O之邊界上產生150nm以上之高低差(階差)。於該例中，圖案邊界上之高低差遠大於透明導電體層之厚度(22nm)，認為該階差為使圖案邊界容易視認之主要原因。
如此，進而對在貼合於玻璃板上之透明導電性膜之圖案邊界上產生較大之階差之原因進行研究，結果，如圖6(a)概念性所示，在貼合於玻璃板前之透明導電性膜上以圖案形成部P之透明導電體層2形成面側為凸起而產生波狀之起伏。若將如此產生起伏之膜經由黏著劑層而貼合於平坦之玻璃板上，則由於玻璃板之剛性大於膜，故而膜之起伏本身大致消除而變平坦。另一方面，於透明導電性膜之起伏消除而變平坦時，形變集中於凸狀地彎曲之圖案形成部P之邊界部，故而如圖6(b)概念性所示，透明導電體層於端部之邊界附近鼓起，推定其為於邊界產生階差之原因。再者，於圖3及圖6(b)中，圖示出透明導電性膜100之可撓性透明基材1側經由黏著劑層3而與剛性之基體貼合之形態，認為於透明導電體層2側與其他基體(例如觸控面板之視窗層)貼合時，亦由於膜之起伏而於圖案邊界產生階差，使圖案邊界變得容易視認。
認為為了消除階差而使圖案邊界不易視認，重要的是消除貼合於玻璃等剛性基體前之透明導電性膜之起伏。進而，對透明導電性膜產生起伏之原因進行考察，結果判明，若藉由蝕刻等將透明導電體層圖案化後對膜進行加熱，則容易產生起伏。通常，於藉由濕式蝕刻將透明導電體層圖案化之後，水洗蝕刻劑，其後進行加熱乾燥。又，於 透明導電體層為非晶質質之情形時，有為了提高透明導電體層之加熱可靠性、透明性、降低電阻等，而藉由於氧氣存在下進行加熱而使透明導電體層結晶化的情況。進而，於在透明導電性膜上形成用以將IC(Integrated Circuit，積體電路)等控制機構與透明導電體層電性連接之圖案配線時，或於觸控面板之組裝加工時亦進行加熱。
本發明係基於下述推定原理而成：若抑制將透明導電體層圖案化後之熱處理步驟中產生起伏，則於玻璃板等剛性基體上貼合透明導電性膜之情形時之階差降低，圖案邊界變得不易視認。並且，進而進行研究，結果發現：若於將透明導電體層圖案化後之熱處理步驟中，圖案形成部之尺寸變化率H1與圖案開口部之尺寸變化率H2大致相同，則可抑制起伏之產生，即便於與玻璃等貼合之情形時，亦不易視認圖案邊界。
以下一面參照圖式，一面說明本發明之實施形態。圖1係一形態之透明導電性膜之示意剖面圖。於圖1中，圖示於可撓性透明基材1上形成有透明導電體層2之透明導電性膜100。於圖1中，圖示有於膜基材11上形成有底塗層12者作為可撓性透明基材1，但可撓性透明基材1亦可不具有底塗層。又，亦可於膜基材11之未形成透明導電體層2側之面上形成硬塗層、抗黏連層、抗反射層等功能性層(未圖示)。
<可撓性透明基材> (膜基材)
作為構成可撓性透明基材1之透明膜基材11，並無特別限制，可使用具有透明性之各種塑膠膜。例如，作為其材料，可列舉：聚酯系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚苯硫醚系樹脂等。於該等中，尤佳為聚酯系樹 脂、聚碳酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂。再者，例如於圖1中，於符號「1」所示之部件(即可撓性透明基材)僅由透明膜基材11構成之情形時，亦將該部件稱為可撓性透明基材。
就不易於透明導電性膜上產生起伏、階差之觀點而言，較佳為增大基材膜之厚度而提高剛性，但就薄型化之觀點而言，本發明之基材膜之厚度為80μm以下。再者，於如下所述在膜基材11上形成有光學干涉層或硬塗層等底塗層12之情形時，較佳為作為亦包括該等之可撓性透明基材之厚度為80μm以下。
就薄型化之觀點而言，較佳為膜基材之厚度較小，但若厚度過小，則產生處理性變差等問題，故而膜基材之厚度較佳為10μm以上。於膜基材之厚度為10~60μm、進而為10~30μm之薄型之情形時，於本發明亦適用。又，若使膜基材薄如上述範圍內，則不僅透明導電性膜之總厚度變薄，而且，例如於藉由濺鍍法等形成透明導電體層時，自膜基材之內部產生之揮發成分量變少，結果可形成缺陷較少之透明導電體層。
膜基材較佳為加熱時之尺寸穩定性較高。通常，塑膠膜容易產生由加熱時之膨脹、收縮所導致之尺寸變化。與此相對，包含金屬氧化物之透明導電體層不易產生尺寸變化，故而若於加熱時基材膜產生尺寸變化，則於可撓性透明基材與透明導電體層之界面產生形變，其為產生起伏之原因。因此，基材膜較加為熱變形溫度較高。
透明膜基材可以預先對表面實施濺鍍、電暈放電、火焰、紫外線照射、電子束照射、化學處理、氧化等蝕刻處理或底塗處理。藉此，可提高設置於其上之透明導電體層或底塗層等對基材之密接性。又，於設置透明導電體層、底塗層等之前，亦可視需要藉由溶劑清洗或超音波清洗等對膜基材表面進行除塵、淨化。
透明膜基材亦可直接用作可撓性透明基材1，但亦可如圖1所 示，於透明膜基材11之透明導電體層2形成面側設置硬塗層、抗黏連層、光學干涉層等底塗層12。
(底塗層)
通常，硬塗層係為了使膜具有硬度來防止劃傷而設置，抗黏連層係為了於膜表面形成凹凸來賦予滑動性、耐黏連性而設置。又，光學干涉層係為了於將透明導電體層圖案化為圖案形成部與圖案開口部時降低兩者之反射率差，抑制視認圖案而設置。
作為形成硬塗層之樹脂，可列舉熱硬化型樹脂、熱塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂、二液混合型樹脂等，於該等中，較佳為可藉由利用紫外線照射之硬化處理以簡單之加工操作高效地形成硬塗層的紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂，可列舉聚酯系、丙烯酸系、胺基甲酸酯系、醯胺系、聚矽氧系、環氧系等各種樹脂，包括紫外線硬化型之單體、低聚物、聚合物等。可較佳地使用之紫外線硬化型樹脂例如可列舉具有紫外線聚合性之官能基者，其中可列舉包含具有2個以上、尤其是3~6個該官能基之丙烯酸系之單體、低聚物成分者。又，於紫外線硬化型樹脂中調配有紫外線聚合起始劑。
硬塗層之形成方法並無特別限制，可採用適當之方式。例如，可採用於透明膜11上塗佈形成硬塗層之樹脂組合物，並於乾燥後進行硬化處理的方法。樹脂組合物之塗佈係利用噴塗、模塗、流延、旋轉塗佈、噴注調節(fountain metering)、凹版等適當之方式塗佈。又，於塗佈時，上述樹脂組合物較佳為利用甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、異丙醇、乙醇等通常之溶劑加以稀釋而製成溶液。
如上所述，硬塗層係為了使膜具有硬度來防止劃傷而設置者，但於本發明中，亦可有助於抑制可撓性透明基材之加熱尺寸變化。 即，硬塗層由於通常具有交聯結構，故而與聚合物膜基材相比不易產生尺寸變化，於膜基材上形成有硬塗層之可撓性透明基材與單獨之膜基材之情形相比，加熱尺寸變化較小。因此，藉由於透明膜基材11上設置硬塗層作為底塗層12，可抑制可撓性透明基材之尺寸變化，亦可有助於減少加熱透明導電體層2經圖案化之透明導電性膜之情形之起伏。
硬塗層之厚度較佳為1~7μm，更佳為2μm~5μm。若硬塗層之厚度小，則有硬度不足，或無法充分發揮如上所述之尺寸變化之抑制效果的情況。另一方面，若厚度過大，則有產生於可撓性透明基材或透明導電性膜上產生捲曲、或於硬塗層上產生裂紋等不良狀況的情況。
如上所述之硬塗層亦可為具有作為抗黏連層之功能之層。於硬塗層具有作為抗黏連層之功能之情形時，表面之算術平均粗糙度Ra較佳為50nm以上。藉由將算術平均粗糙度設為上述範圍，可賦予透明導電性膜良好之滑動性或耐黏連性。
作為此種抗黏連層，可較佳地使用：於硬化型樹脂層中含有微粒子者；使用含有相分離之2種以上之成分之塗佈組合物作為硬化型樹脂組合物者；或者藉由併用該等而於表面形成有凹凸者。作為硬化型樹脂層之成分，可較佳地使用作為硬塗層之各成分而於如上所述者。此外，作為含有相分離之2種以上之成分的塗佈組合物，例如可較佳地使用國際公開WO 2005/073763號說明書中記載之組合物。
光學干涉層係為了藉由調整形成有透明導電體層之圖案形成部與去除了透明導電體層之圖案開口部之光學厚度差來降低兩者間之反射率差、使圖案不易視認而設置。
光學干涉層可由無機物、有機物、或無機物與有機物之混合物所形成。例如，作為無機物，可列舉：NaF(1.3)、Na3AlF6(1.35)、LiF(1.36)、MgF2(1.38)、CaF2(1.4)、BaF2(1.3)、SiO2(1.46)、 LaF3(1.55)、CeF3(1.63)、Al2O3(1.63)等無機物[上述各材料之括號內之數值為折射率]。於該等中，較佳為使用SiO2、MgF2、Al2O3等。尤其是較佳為SiO2。除上述以外，可使用相對於氧化銦含有10~40重量份左右之氧化鈰、0~20重量份左右之氧化錫的複合氧化物。
作為上述有機物，可列舉丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、矽氧烷系聚合物、有機矽烷縮合物等。可使用至少1種該等有機物。尤其是作為有機物，理想的是使用包含三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、及有機矽烷縮合物之混合物的熱硬化型樹脂。
光學干涉層可設置於透明膜基材11與透明導電體層2之間，不具有作為導電層之功能。即，光學干涉層係作為使經圖案化之透明導電體層2之間絕緣之介電質層而設置。因此，光學干涉層通常表面電阻為1×106Ω/□以上，較佳為1×107Ω/□以上，進而較佳為1×108Ω/□以上。再者，光學干涉層之表面電阻之上限並無特別限制。通常而言，光學干涉層之表面電阻之上限為作為測定極限之1×1013Ω/□左右，但亦可超過1×1013Ω/□。
光學干涉層之折射率較佳為與透明導電體層之折射率之差為0.1以上。透明導電體層之折射率與光學干涉層之折射率之差較佳為0.1以上且0.9以下，進而較佳為0.1以上且0.6以下。再者，光學干涉層之折射率通常為1.3~2.5，進而較佳為1.38~2.3，進而較佳為1.4~2.3。藉由如此控制光學干涉層之折射率，可降低圖案形成部與圖案開口部之反射率差。
就藉由蝕刻而將透明導電體層圖案化之方面而言，較佳為距透明膜基材11最近之光學干涉層由有機物形成。因此，於光學干涉層由1層構成之情形時，較佳為光學干涉層由有機物形成。
於光學干涉層由2層以上構成之情形時，就藉由蝕刻而將透明導電體層圖案化之方面而言，較佳為至少距透明膜基材最遠之光學干涉 層由無機物形成。於光學干涉層由3層以上構成之情形時，較佳為自膜基材起第二層以上之光學干涉層亦由無機物形成。
由無機物形成之光學干涉層可藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍敷法等乾法，或濕法(塗佈法)等形成。作為形成光學干涉層之無機物，如上所述，較佳為SiO2。於濕法中，可藉由塗佈矽溶膠等來形成SiO2膜。
根據上文，於設置2層光學干涉層之情形時，較佳為由有機物形成第一光學干涉層，由無機物形成第二光學干涉層。
光學干涉層之厚度並無特別限制，就光學設計、或防止自透明膜基材產生低聚物之效果方面而言，通常為1~300nm左右，較佳為5~300nm。再者，於光學干涉層由2層以上構成之情形時，各層之厚度較佳為5~250nm左右，更佳為10~250nm。
此種光學干涉層既可直接設置於基材膜上，亦可設置於如上所述之硬塗層或抗黏連層上。光學干涉層亦與上述硬塗層同樣地可有助於抑制可撓性透明基材之加熱尺寸變化。然而，光學干涉層通常厚度小於硬塗層，故而硬塗層之加熱尺寸變化之抑制效果更優異。因此，藉由於透明膜基材上設置硬塗層、於其上設置光學干涉層，可抑制可撓性透明基材之尺寸變化，並且抑制圖案形成部與圖案開口部之間之反射率差。
<透明導電體層>
透明導電體層2由導電性金屬氧化物形成。構成透明導電體層之導電性金屬氧化物並無特別限定，可使用選自由銦、錫、鋅、鎵、銻、鈦、矽、鋯、鎂、鋁、金、銀、銅、鈀、鎢所組成之群中之至少1種金屬之導電性金屬氧化物。於該金屬氧化物中亦可視需要進而含有上述群中所示之金屬原子。例如較佳為使用摻錫氧化銦(ITO)、摻銻氧化錫(ATO，Antimony Tin Oxide)等。其中，最佳為ITO。又，於 在可撓性透明基材之透明導電體層2側之面上形成有光學干涉層之情形時，透明導電體層與光學干涉層之折射率之差較佳為0.1以上。
透明導電體層之厚度並無特別限制，較佳為設為10nm以上，更佳為15~40nm，進而較佳為20~30nm。若透明導電體層之厚度為15nm以上，則容易獲得表面電阻例如為1×103Ω/□以下之良好之連續覆膜。又，若透明導電體層2之厚度為40nm以下，則可形成透明性更高之層。
透明導電體層之形成方法並無特別限定，可採用先前公知之方法。具體而言，可例示真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍敷法。又，可視所需之膜厚而採用適當之方法。透明導電體層可為非晶質，亦可為結晶性。作為形成結晶性之透明導電體層之方法，亦可藉由於高溫下在可撓性透明基材1上進行製膜而直接形成結晶性之膜。然而，若考慮基材之耐熱性等，則結晶性之透明導電體層較佳為藉由暫時於基材上形成非晶質膜後，將該非晶質膜與可撓性透明基材一併加熱、結晶化而形成。
透明導電體層之結晶化可於將透明導電體層圖案化前或後進行。再者，於藉由濕式蝕刻將透明導電體層圖案化之情形時，若於蝕刻之前進行透明導電體層之結晶化，則有難以蝕刻之情況。因此，透明導電體層之結晶化較佳於將透明導電體層圖案化之後進行。於在透明導電體層之圖案化後進行結晶之情形時，如下文所詳細說明，較佳為以圖案形成部之尺寸變化率與圖案開口部之尺寸變化率變小之方式設定加熱條件。
<透明導電體層之圖案化>
以如上所述於可撓性透明基材上形成透明導電體層之積層體中，透明導電體層之一部分被去除而圖案化。透明導電體層經圖案化之透明導電性膜包括於可撓性透明基材1上具有透明導電體層2之圖案 形成部P、及於可撓性透明基材1上不具有透明導電體層之圖案開口部O。圖案之形狀可視透明導電性膜可應用之用途而形成各種形狀。作為圖案形成部P之形狀，例如除了圖4所示之條紋狀以外，亦可列舉方塊狀等。再者，雖然於圖4中，圖案形成部P之寬度圖示為大於圖案開口部O之寬度，但本發明並不限於該形態。
透明導電體層2之圖案化較佳為藉由濕式蝕刻進行。於藉由濕式蝕刻去除透明導電體層2之一部分而進行圖案化之情形時，藉由用以形成圖案之遮罩覆蓋透明導電體層2之一部分(圖案形成部)，使透明導電體層之未由遮罩覆蓋之部分(圖案開口部)暴露於蝕刻劑中而去除。如上所述，透明導電體層2可使用ITO、ATO等導電性金屬氧化物，故而作為蝕刻劑，可較佳地使用酸。作為酸，例如可列舉：氯化氫、溴化氫、硫酸、硝酸、磷酸等無機酸，乙酸等有機酸，及該等之混合物、以及該等之水溶液。
<熱處理>
將透明導電體層以上述方式經圖案化後之透明導電性膜供至熱處理步驟。作為熱處理，可列舉：用以乾燥使用水等清洗液清洗圖案化所使用之蝕刻劑後之清洗液的加熱；用以使非晶質質之透明導電體層結晶化之加熱；於形成用以電性連接經圖案化之透明導電體層與IC等控制機構之圖案配線時，用以乾燥銀漿等之加熱；以及觸控面板之組裝加工時之加熱等。
於本發明中，於熱處理步驟中，圖案形成部P之尺寸變化率H1與圖案開口部O之尺寸變化率H2之差H1-H2的絕對值較佳為未達0.03%。藉由縮小熱處理步驟中之圖案形成部與圖案開口部之尺寸變化率之差，可抑制透明導電性膜上之起伏之產生。因此，於將透明導電性膜組入觸控面板等中時，可抑制於圖案邊界產生較大之階差所導致之美觀性之降低。就抑制起伏之產生、縮小於圖案邊界產生之階差之觀點 而言，H1-H2之絕對值更佳為0.025%以下，進而較佳為0.02%以下，尤佳為0.015%以下。
尺寸變化率(%)係使用加熱處理前之2點間距離L0及加熱處理後之2點間距離L而定義為100×(L-L0)/L0，尺寸變化率之符號為正之情形時表示膨脹，為負之情形時表示收縮。因此，於(H1-H2)為負之情形時，意味著去除了透明導電體層之圖案開口部與形成有透明導電體層之圖案形成部相比，熱處理後之尺寸變小(容易熱收縮)。於熱處理步驟中之透明導電性膜之尺寸變化率(熱收縮率)根據方向而不同之情形時，較佳為任一方向之尺寸變化率之差為上述範圍內。再者，如圖4所示，於透明導電體層圖案化為條紋狀之情形時，較佳為圖案化方向(圖案排列之方向)上之尺寸變化率之差為上述範圍內。
以下說明熱處理步驟中之圖案形成部與圖案開口部之尺寸變化率之差較小之情形時可抑制起伏的推定原理。
於去除了透明導電體層之圖案開口部上，若將可撓性透明基材1加熱至高溫，則容易由於基材膜之熱膨脹、熱收縮而產生尺寸變化。例如，於使用雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜作為透明膜基材之情形時，若將透明導電性膜加熱至120℃左右，則圖案開口部之基材產生熱收宿，尺寸變化率H2通常成為負值。另一方面，包含金屬氧化物之透明導電體層2之硬度高於基材膜，不易產生由加熱所導致之尺寸變化。因此，於在可撓性透明基材1上形成有透明導電體層2之圖案形成部上，可撓性透明基材之尺寸變化藉由透明導電體層而受到抑制，存在圖案形成部P之尺寸變化率H1之絕對值小於去除了透明導電體層之圖案開口部O之尺寸變化率H2之絕對值的傾向。
雖然圖案形成部P之尺寸變化率H1之絕對值小於H2，但由於可藉由透明導電體層而抑制基材之尺寸變化，故而於可撓性透明基材1與透明導電體層2之界面產生應力。另一方面，於未形成透明導電體層 之圖案開口部上，不產生此種界面上之應力。因此認為，如圖7概念性所示，透明導電體層經圖案化之透明導電性膜以圖案形成部P之透明導電體層2側為凸起，於膜上產生波狀之起伏。再者，雖然於圖7中表示可撓性透明基材藉由加熱而收縮之情況，但認為，若可撓性透明基材為藉由加熱而膨脹之材料，則以圖案形成部之未形成透明導電體層2側為突起而產生起伏。
圖案形成部與圖案開口部之尺寸變化率之差較小之含義為，產生於如上所述之可撓性透明基材與透明導電體層之界面之應力較小，故而認為H1-H2之絕對值越小，越可抑制起伏之產生。並且認為，若透明導電性膜之起伏較小，則與玻璃等剛性基體貼合之情形時之圖案邊界部之階差變小，圖案邊界變得不易視認。
以下對熱處理步驟之具體例進行說明。將透明導電性膜圖案化後之熱處理之典型例為：於使用水等清洗液清洗圖案化所使用之蝕刻劑後用以乾燥清洗液之加熱。通常，使用以水為主成分之液體作為清洗液，故而用以乾燥清洗液之加熱多數情況下於100℃以上之高溫下進行。另一方面，若將透明導電體層圖案化後之透明導電性膜暴露於此種高溫下之熱處理中，則可撓性透明基材產生尺寸變化，存在圖案形成部與圖案開口部之尺寸變化率差變大之傾向。因此，清洗液之乾燥較佳為於未達100℃之低溫下進行。乾燥時之加熱溫度較佳為90℃以下，更佳為80℃以下。
再者，於使用如在膜基材表面形成有硬塗層等底塗層者般抑制加熱尺寸變化之可撓性透明基材之情形時，即便於高於上述範圍之溫度下加熱，亦有可將H1-H2之絕對值設為未達0.03%而抑制起伏之產生之情況。於此種情況下，熱處理步驟之加熱溫度可於H1-H2之絕對值不為0.03%以上之範圍內適當設定。
作為其他熱處理，可列舉：用以使非晶質質之透明導電體層結 晶化之加熱；於形成用以電性連接經圖案化之透明導電體層與IC等控制機構之圖案配線時，用以乾燥銀漿等之加熱；以及觸控面板之組裝加工時之加熱等。於進行該等熱處理之情形時，亦可與上述清洗液之乾燥同樣地藉由調整加熱溫度而將H1-H2之絕對值設為未達0.03%。
透明導電體層2以上述方式經圖案化之透明導電性膜可較佳地用於觸控面板等。尤其是由於透明導電體層經圖案化而具有複數個透明電極，故而可較佳地用於投影型靜電電容方式之觸控面板、矩陣型之電阻膜方式觸控面板。於應用於觸控面板等時，亦可如圖2所示，形成於可撓性透明基材1之未形成透明導電體層2側之面上具有黏著劑層3的附黏著劑層之透明導電性膜。可經由黏著劑層3將該附黏著劑層之透明導電性膜例如以圖3所示之方式貼合於基體50上使用。此時，即便使用玻璃板等剛性基體作為基體50，只要可抑制透明導電性膜之起伏，則亦可抑制圖案邊界上之階差之產生，可形成視認性優異之觸控面板。此外，即便於在設置有透明導電體層2側設置黏著劑層而與觸控面板之視窗層等其他基體貼合之情形時，亦可同樣地抑制圖案邊界上之階差，故而可形成視認性優異之觸控面板。
作為黏著劑層3，只要具有透明性，則可並無特別限制地使用。具體而言，例如可適當選擇將丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚乙烯醚、乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物、改性聚烯烴、環氧系、氟系、天然橡膠、合成橡膠等橡膠系等之聚合物作為基礎聚合物者而使用。尤其是就光學透明性優異、顯示適度之潤濕性、凝聚性及接著性等黏著特性，且耐候性、耐熱性等亦優異之方面而言，可較佳地使用丙烯酸系黏著劑。
根據作為黏著劑層3之構成材料的黏著劑之種類，有可藉由使用適當之黏著用底塗劑而提高與基材之抓固力者。因此，於使用此種黏著劑之情形時，較佳為對可撓性透明基材1使用黏著用底塗劑。
可使上述黏著劑層中含有視基礎聚合物而定之交聯劑。又，於黏著劑層中亦可視需要而調配例如包含天然物或合成物之樹脂類、玻璃纖維或玻璃珠、金屬粉或其他無機粉末等之填充劑、顏料、著色劑、抗氧化劑等適當之添加劑。此外，亦可含有透明微粒而形成賦予有光擴散性之黏著劑層3。
上述黏著劑層通常係製成使基礎聚合物或其組合物溶解或分散於溶劑中而成之固形物成分濃度為10~50重量%左右之黏著劑溶液而使用。作為上述溶劑，可適當選擇甲苯或乙酸乙酯等有機溶劑或水等視黏著劑之種類而定者。
該黏著劑層例如於與玻璃等剛性基體或其他塑膠膜基體等接著後，由於其緩衝效果而可具有提高設置於基材1之一面之透明導電體層2之耐擦傷性或作為觸控面板用之點觸特性、所謂之筆輸入耐久性及面壓耐久性的功能。因此，尤其是於用於矩陣型之電阻膜方式之觸控面板之情形時，較佳為使黏著劑層具有緩衝效果。具體而言，理想的是將黏著劑層3之彈性模數設定為1~100N/cm2之範圍內，將厚度設定為1μm以上、通常為5~100μm之範圍內。若黏著劑層之厚度為上述範圍內，則可充分發揮緩衝效果，且由黏著劑層所產生之密接力亦可變充分。若黏著劑層之厚度比上述範圍薄，則有無法充分確保上述耐久性或密接性之情況，又，若比上述範圍厚，則有透明性等外觀產生不良狀況之情況。再者，於將透明導電性膜用於靜電電容方式之觸控面板時，未必要求如上所述之由黏著劑所產生之緩衝效果，但就與各種基體之密接性、或使附黏著劑層之透明導電性膜之處理變容易之觀點而言，黏著劑層3較佳為具有與上述相同之厚度及彈性模數。
[實施例]
以下關於本發明，使用實施例進行詳細說明，但本發明只要不超出其要旨，則並不限定於以下實施例。於以下實施例中，關於具有 1μm以上之厚度者，使用Mitutoyo製造之微計測器式厚度計進行測定。底塗層及ITO膜之厚度係藉由使用大塚電子製造之瞬時多通道測光系統，型號「MCPD2000」，基於干涉光譜之波形而算出。
[實施例1] (可撓性透明基材)
作為透明膜基材，將厚度23μm之雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(三菱樹脂製造，商品名「DIAFOIL」，折射率1.65)直接用作可撓性透明基材。
(ITO膜之製膜)
於DC(Direct Current，直流)磁控濺鍍裝置中安裝以97：3之重量比含有氧化銦與氧化錫之燒結體作為靶材料。一面搬送可撓性透明基材一面進行脫水、脫氣後，將基材之加熱溫度設為100℃，導入氬氣及氧氣，於放電功率6.35mW/cm2下藉由DC濺鍍法進行製膜，於基材上形成厚度22nm之ITO膜。
(ITO膜之圖案化)
自以上述方式獲得之於可撓性透明基材上形成有作為透明導電體層之ITO膜的積層體上切出7cm見方之矩形之試驗片，於ITO膜之表面以2mm間隔貼合複數條寬度為2mm之聚醯亞胺膠帶。此時，以濺鍍製膜時之搬送方向(以下稱為「MD(Machine Direction，縱向)方向」)成為圖案化方向之方式於與MD方向正交之方向(以下稱為「TD(Transverse Direction，橫向)方向」)貼合膠帶。將該試驗片於加溫至50℃之5wt%鹽酸水溶液中浸漬10分鐘，進行非遮蔽部(未貼合聚醯亞胺膠帶之部分)之透明導電體層之蝕刻處理。藉由將去除透明導電體層後之試樣浸漬於足量之純水中而進行水洗之後，緩慢剝離聚醯亞胺膠帶。
(加熱處理)
將圖案化後之透明導電性膜於70℃之烘箱中加熱5分鐘，進行乾燥。
(階差之評價)
將以上述方式獲得之ITO膜經圖案化之透明導電性膜於使ITO膜面朝上之狀態下，使用手壓輥經由厚度22μm之丙烯酸系黏著劑層貼合於玻璃板上。使用小阪研究所公司製造之微細形狀測定儀(型號「ET4000」)，以截止值0.8mm、速度0.2mm/秒掃描ITO膜形成面側之試樣表面，測量形成有透明導電體層之圖案形成部與去除了透明導電體層之圖案開口部之邊界上之階差。又，以目視評價能否辨別圖案形成部與圖案開口部。將目視距離設為20cm，將目視角度設為與樣品面成40度。
(熱處理時之尺寸變化率之測定)
如以下所述，將形成有透明導電體層之積層體視為圖案形成部，將藉由蝕刻去除了透明導電體層之材料視為圖案開口部，測定於進行與上述加熱處理相同之加熱時之各自之尺寸變化率。
(1)圖案形成部之尺寸變化率
自於可撓性透明基材上形成有作為透明導電體層之ITO膜的積層體上切出7cm見方之矩形之試驗片，於50℃之純水中浸漬10分鐘。在圖案化方向(MD方向)以約50mm之間隔於可撓性透明基材上形成2處標記(傷痕)，然後與上述加熱處理同樣地於70℃下加熱5分鐘，藉由TOPCON公司製造之表面座標測定機(型號「CP600S」)測定加熱前之標記間距離L0及加熱後之標記間距離L，求出圖案形成部之尺寸變化率H1=100×(L-L0)/L0(%)。
(2)圖案開口部之尺寸變化率
自於可撓性透明基材上形成有作為透明導電體層之ITO膜的積層體上切出7cm見方之矩形之試驗片，與上述ITO膜之圖案化之情形同 樣地於加溫至50℃之5wt%鹽酸水溶液中浸漬10分鐘而去除ITO膜。其後，關於圖案形成部，與上述同樣地進行熱處理，測定加熱前後之尺寸變化率H2。
[實施例2]
將按固形物成分計以2：2：1之重量比含有三聚氰胺樹脂：醇酸樹脂：有機矽烷縮合物之熱硬化型樹脂組合物以固形物成分濃度成為8重量%之方式利用甲基乙基酮稀釋。將該溶液塗佈於與實施例1所使用者相同之厚度23μm之PET膜之一面上，並於150℃下加熱硬化2分鐘，形成膜厚33nm之光學干涉層(折射率：1.54)(將該光學干涉層設為「底塗層A」)。將形成有該底塗層A之PET膜用作可撓性透明基材，於底塗層形成面側形成ITO膜，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[實施例3]
藉由乾式製程於與實施例1所使用者相同之厚度23μm之PET膜之一面上形成厚度50nm、折射率1.6~1.9之包含SiOx(x為1.5以上且未達2)的光學干涉層(將該光學干涉層設為「底塗層B」)。將形成有該底塗層B之PET膜用作可撓性透明基材，於底塗層形成面側形成ITO膜，並且將加熱處理步驟中之溫度設為120℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[實施例4]
於100重量份丙烯酸-胺基甲酸酯系樹脂(DIC製造，商品名「UNIDIC 17-806」)中，添加作為光聚合起始劑之5重量份羥基環己基苯基酮(Ciba-Geigy公司製造，商品名「IRGACURE 184」)，並利用甲苯稀釋而以固形物成分成為30重量%之方式製備硬塗層塗佈溶液。將該溶液塗佈於與實施例1所使用者相同之厚度23μm之PET膜之一面，並於100℃下加熱乾燥3分鐘後，利用2個臭氧型高壓水銀燈(能 量密度80W/cm2，15cm聚光型)進行紫外線照射(累計光量300mJ/cm2)，形成厚度2μm之硬塗層(將該硬塗層設為「底塗層C」)。將形成有該底塗層C之PET膜用作可撓性透明基材，於底塗層形成面側形成ITO膜，以及將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[實施例5]
於厚度50μm之雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜(三菱樹脂製造，商品名「DIAFOIL」，折射率1.65)之一面上與實施例2同樣地形成底塗層A。將該PET膜用作可撓性透明基材，於底塗層形成面側形成ITO膜，以及將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[實施例6]
以與實施例1相同之方式製作於可撓性透明基材上形成有ITO膜之積層體後，於ITO膜之圖案化中，改變貼附聚醯亞胺膠帶之方向，於TD方向進行圖案化。又，對TD方向測定尺寸變化率沿。除此以外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例1]
將加熱處理步驟中之溫度設為120℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例2]
將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例1相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例3]
將加熱處理步驟中之溫度設為120℃，將加熱時間設為5分鐘， 除此之外以與實施例2相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例4]
將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例2相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例5]
將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例3相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
[比較例6]
將加熱處理步驟中之溫度設為160℃，將加熱時間設為5分鐘，除此之外以與實施例6相同之方式進行透明導電性膜之製作及評價。
將上述各實施例及比較例之透明導電性膜之製作條件及評價結果示於表1。再者，圖案之目視評價表示以下述3等級進行評價之結果。
○：難以辨別圖案形成部與圖案開口部。
△：僅可略微辨別圖案形成部與圖案開口部。
×：可清楚辨別圖案形成部與圖案開口部。
由表1可知，若H1-H2之絕對值未達0.03%，則圖案邊界上之階差變小，不易視認圖案邊界。又，根據實施例1、比較例1及比較例2之對比，實施例2、比較例3及比較例4之對比，以及實施例3與比較例5之對比可知，若基材相同，則熱處理步驟中之H1-H2之絕對值越小，越可抑制階差。
又，根據表2可知，若熱處理步驟中之加熱溫度未達100℃，則可將H1-H2之絕對值抑制為未達0.03%，圖案邊界上之階差變小，不易視認圖案邊界。又，根據實施例1、比較例1及比較例2之對比，實施例2、比較例3及比較例4之對比、以及實施例6與比較例6之對比，可知若基材相同，則熱處理步驟中之加熱溫度越低，越可抑制階差。
圖7係對各實施例及比較例之H1-H2繪製圖案邊界上之階差之圖。根據圖7可知，隨著H1-H2之絕對值增大，階差變大，無論基材之厚度、底塗層之種類、及透明導電體層之圖案化方向如何，H1-H2之值與階差均顯示較高之相關性。因此可知，藉由將H1-H2設為特定範圍內，可降低階差，並且使圖案邊界變得不易視認。
1‧‧‧可撓性透明基材
2‧‧‧透明導電體層
11‧‧‧透明膜基材
12‧‧‧底塗層
100‧‧‧透明導電性膜
O‧‧‧圖案開口部
P‧‧‧圖案形成部

Claims (13)

  1. 一種透明導電性膜之製造方法，其係製造於具有透明膜基材之可撓性透明基材之一面上具備經圖案化之透明導電體層之透明導電性膜的方法，該透明導電性膜包括：於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部，可撓性透明基材之厚度為80μm以下；且該透明導電性膜之製造方法包括下述步驟：積層體準備步驟，係準備於可撓性透明基材上形成未圖案化之透明導電體層之積層體；圖案化步驟，係去除上述透明導電體層之一部分，圖案化為於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部；以及熱處理步驟，係加熱透明導電體層經圖案化後之上述積層體；且熱處理步驟中之圖案形成部之尺寸變化率H1與圖案開口部之尺寸變化率H2之差H1-H2的絕對值未達0.03%，上述可撓性透明基材係於上述透明膜基材之上述透明導電體層形成面側形成2層以上之光學干涉層，距上述透明膜基材最近之光學干涉層係由有機物、或無機物與有機物之混合物所形成，距上述透明膜基材最遠之光學干涉層係由無機物所形成。
  2. 一種透明導電性膜之製造方法，其係製造於具有透明膜基材之可撓性透明基材之一面上具備經圖案化之透明導電體層之透明導電性膜的方法，該透明導電性膜包括：於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具 有透明導電體層之圖案開口部，可撓性透明基材之厚度為80μm以下；且該透明導電性膜之製造方法包括下述步驟：積層體準備步驟，係準備於可撓性透明基材上形成未圖案化之透明導電體層之積層體；圖案化步驟，係去除上述透明導電體層之一部分，圖案化為於可撓性透明基材上具有透明導電體層之圖案形成部、及於可撓性透明基材上不具有透明導電體層之圖案開口部；以及熱處理步驟，係加熱透明導電體層經圖案化後之上述積層體；且上述熱處理步驟中之加熱溫度未達100℃，上述可撓性透明基材係於上述透明膜基材之上述透明導電體層形成面側形成2層以上之光學干涉層，距上述透明膜基材最近之光學干涉層係由有機物、或無機物與有機物之混合物所形成，距上述透明膜基材最遠之光學干涉層係由無機物所形成。
  3. 如請求項1之透明導電性膜之製造方法，其中上述光學干涉層係形成2層。
  4. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述光學干涉層係形成2層。
  5. 如請求項1之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層係藉由真空蒸鍍法、濺鍍法或離子鍍敷法而形成。
  6. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層係藉由真空蒸鍍法、濺鍍法或離子鍍敷法而形成。
  7. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述熱處理步驟中之圖案形成部之尺寸變化率H1與圖案開口部之尺寸變化率H2之差H1-H2的絕對值未達0.03%。
  8. 如請求項1之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層之一部分之去除係藉由使用蝕刻劑之濕式蝕刻而進行；並且於上述熱處理步驟中加熱乾燥上述積層體。
  9. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層之一部分之去除係藉由使用蝕刻劑之濕式蝕刻而進行；並且於上述熱處理步驟中加熱乾燥上述積層體。
  10. 如請求項1之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層包含摻錫氧化銦。
  11. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述透明導電體層包含摻錫氧化銦。
  12. 如請求項1之透明導電性膜之製造方法，其中上述可撓性透明基材使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為上述透明膜基材。
  13. 如請求項2之透明導電性膜之製造方法，其中上述可撓性透明基材使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為上述透明膜基材。
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