透明導電性薄膜的製作方法
2023-05-31 01:35:01
專利名稱：透明導電性薄膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用銦錫氧化物(ITO:1ndium Tin Oxide)膜的透明導電性薄膜。
背景技術：
已知具有薄膜基材、透明導體圖案和填充材料的透明導電性薄膜(專利文獻1:日本特表2007-508639)。薄膜基材具有由二氧化矽等形成的塗層。透明導體圖案形成在塗層上。填充材料以埋設透明導體圖案的方式形成在薄膜基材上。透明導體圖案代表性的是由銦錫氧化物(ITO:1ndium Tin Oxide)膜形成。這種透明導電性薄膜例如應用在電容型觸摸面板上，具有透明導體圖案難以被辨識到的特徵。但是，以往的透明導電性薄膜仍然存在被辨識到透明導體圖案的情況(理想的是透明導體圖案完全不被辨識到)。現有技術文獻
專利文獻專利文獻1:日本特表2007-508639號公報
發明內容
發明要解決的問題本發明的目的在於提供一種與以往相比更加難以辨識到透明導體圖案的透明導電性薄膜。用於解決問題的方案(1)本發明的透明導電性薄膜具備薄膜基材、和形成在薄膜基材上的透明導體圖案、和形成在薄膜基材上的、埋設透明導體圖案的粘合劑層。透明導體圖案具有在薄膜基材上依次層疊有第一銦錫氧化物的晶體層和第二銦錫氧化物的晶體層的雙層結構。第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫含量比第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫含量多。「銦錫氧化物」為所謂的 ITO(Indium Tin Oxide)。(2)在本發明的透明導電性薄膜中，第一銦錫氧化物的晶體層與第二銦錫氧化物的晶體層為通過加熱處理而使銦錫氧化物的非晶體層結晶化而成的晶體層。(3)在本發明的透明導電性薄膜中，第一銦錫氧化物的晶體層的厚度比第二銦錫氧化物的晶體層的厚度薄。(4)在本發明的透明導電性薄膜中，薄膜基材的原材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環烯烴、或聚碳酸酯。(5)在本發明的透明導電性薄膜中，透明導體圖案的厚度(第一銦錫氧化物的晶體層的厚度+第二銦錫氧化物的晶體層的厚度)為10nnT45nm。(6 )在本發明的透明導電性薄膜中，第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量為6重量9T15重量％，第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量為I重量9T5重量％。(7)在本發明的透明導電性薄膜中，第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量與第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量之差為3重量9T10重量％。
(8)在本發明的透明導電性薄膜中，第一銦錫氧化物的晶體層的厚度為3nnTl5nm，第二銦錫氧化物的晶體層的厚度為7nnT30nm。(9)在本發明的透明導電性薄膜中，第二銦錫氧化物的晶體層的厚度與第一銦錫氧化物的晶體層的厚度之差為lnnTl5nm。(10)在本發明的透明導電性薄膜中，粘合劑層的折射率為1.45 1.50。(11)在本發明的透明導電性薄膜中，粘合劑層的厚度為10 ii nT500 ii m。(12)在本發明的透明導電性薄膜中，設存在透明導體圖案的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R1 (%)、設不存在透明導體圖案的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R2 (%)、設AR (%)為平均反射率R1與平均反射率R2之差的絕對值時(A R= I R1-R21 )，A R為0. 7%以下。(13)在本發明的透明導電性薄膜中，透明導體圖案的表面電阻值為不足150 Q/ □ (ohms per square)。發明的效果根據本發明，可比以往進一步縮小存在透明導體圖案的部分的反射率R1與不存在透明導體圖案的部分的反射率R2之差AR。其結果，可得到比以往產品更難以辨識到透明導體圖案的透明導電性薄膜。
圖1為本發明的透明導電性薄膜的俯視圖和剖視示意圖
具體實施例方式本發明人等為了解決上述問題而進行了深入研究，結果發現，通過使透明導體圖案為特定的雙層結構，可比以往進一步縮小存在透明導體圖案的部分的反射率R1與不存在透明導體圖案的部分的反射率R2之差AR。誘明導電件薄膜本發明的透明導電性薄膜10如圖1所示，具備薄膜基材11、形成在薄膜基材11上的透明導體圖案12、和形成在薄膜基材11上並埋設透明導體圖案12的粘合劑層13。透明導體圖案12具有層疊有第一銦錫氧化物的晶體層14和第二銦錫氧化物的晶體層15的雙層結構。下面，將「第一銦錫氧化物的晶體層14」稱為「第一銦錫氧化物層14」，將「第二銦錫氧化物的晶體層15」稱為「第二銦錫氧化物層15」。薄膜基材用於本發明的薄膜基材11優選透明性和耐熱性優異的薄膜基材。薄膜基材11的原材料優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環烯烴、或聚碳酸酯。薄膜基材11可以在其表面具備易粘接層、底塗層、或者硬塗層。易粘接層具有提高透明導體圖案12與薄膜基材11的密合性的功能。底塗層具有調整薄膜基材11的反射率的功能。硬塗層具有防止薄膜基材11的表面受到損傷的功能。薄膜基材11的厚度例如為10 ii nT200 ii m。薄膜基材11薄時，源自薄膜基材11的揮發成分少，銦錫氧化物層的成膜性會變得良好。因此薄膜基材11的厚度優選為20 u nT50 u m。誘明導體圖案
用於本發明的透明導體圖案12具有層疊有第一銦錫氧化物層14與第二銦錫氧化物層15的雙層結構。第一銦錫氧化物層14配置在接近薄膜基材11的一側，第二銦錫氧化物層15配置在遠離薄膜基材11的一側。對透明導體圖案12的形狀沒有特別的限制，可以是如圖1所示的條(條紋)狀，也可以是未圖示的菱形(斜方形)狀。透明導體圖案12的厚度(第一銦錫氧化物層14的厚度+第二銦錫氧化物層15的厚度)優選為10nnT45nm、進一步優選為15nnT30nm。用於本發明的第一銦錫氧化物層14和第二銦錫氧化物層15為在氧化銦(In2O3)中摻雜了氧化錫(SnO2)的化合物的層。對用於本發明的第一銦錫氧化物層14和第二銦錫氧化物層15而言，代表性的是通過加熱處理使銦錫氧化物的非晶體層結晶化而得到的晶體層。第一銦錫氧化物層1·4的氧化錫含量比第二銦錫氧化物層15的氧化錫含量多。第一銦錫氧化物層14的氧化錫含量優選為6重量9T15重量％、進一步優選為8重量9T12重量％。第二銦錫氧化物層15的氧化錫含量優選為I重量9T5重量％、進一步優選為2重量9T4重量％。第一銦錫氧化物層14的氧化錫含量與第二銦錫氧化物層15的氧化錫含量之差優選為3重量9T10重量％、進一步優選為5重量9T8重量％。此處，氧化錫的含量(重量％)用{氧化錫的重量/ (氧化銦的重量+氧化錫的重量)} X 100 (%)來表示。通常，銦錫氧化物層有氧化錫的含量越多，表面電阻率值變得越低、結晶化時間變得越長的傾向。然而，本發明的透明導電性薄膜10中，氧化錫的含量少的第二銦錫氧化物層15會促進氧化錫的含量多的第一銦錫氧化物層14的晶體生長。由此，本發明的透明導電性薄膜10中，可縮短透明導體圖案12的結晶化時間、並且可使表面電阻率值小。第一銦錫氧化物層14的厚度優選比第二銦錫氧化物層15的厚度薄。第一銦錫氧化物層14的厚度優選為3nnTl5nm、進一步優選為5nnTl0nm。第二銦錫氧化物層15的厚度優選為7nnT30nm、進一步優選為10nnT20nm。第一銦錫氧化物層14的厚度與第二銦錫氧化物層15的厚度之差優選為lnnTl5nm、進一步優選為2nnTl0nm。通過使第一銦錫氧化物層14的厚度和氧化錫的含量、以及第二銦錫氧化物層15的厚度和氧化錫的含量為上述範圍，可以促進透明導體圖案12的結晶化，並通過低溫、短時間的加熱處理使表面電阻率值降低。本發明的透明導電性薄膜10中，例如利用140°C這樣的低溫加熱處理條件，可使透明導體圖案12的表面電阻率值為不足150 Q / 口 (ohms persquare)的低值。粘合劑層用於本發明的透明導電性薄膜10的粘合劑層13形成在薄膜基材11上並埋設透明導體圖案12。作為形成粘合劑層13的材料，丙烯酸系粘合劑由於透明性優異而優選。粘合劑層13的折射率從提高本發明的效果的觀點來看，優選為1. 45^1. 50。粘合劑層13的厚度優選為10iinT500iim、進一步優選為100 y nT500 y m。此外，本發明的透明導電性薄膜10用於智慧型手機(smartphone)時,在粘合劑層13上會層疊例如玻璃蓋片。本發明的透明導電性薄膜10的存在透明導體圖案12的部分的反射率與不存在透明導體圖案12的部分的反射率之差比以往小。其結果，本發明的透明導電性薄膜10的透明導體圖案12比以往更難以被辨識到。設存在透明導體圖案12的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R1 (%)、設不存在透明導體圖案12的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R2 (%)。將AR (%)設為平均反射率R1與平均反射率R2之差的絕對值(AR=IR1-R2I)0在本發明的透明導電性薄膜10中，可優選使AR為0.7%以下。可進一步優選使ARSO. 39TO. 5%。在本發明中，由於透明導體圖案12為第一銦錫氧化物層14與第二銦錫氧化物層15的雙層結構，因此存在透明導體圖案12的部分的平均反射率R1與不存在透明導體圖案12的部分的平均反射率R2之差比以往小。製造方法對本發明的透明導電性薄膜10的製造方法的一個例子進行說明。將500nT5000m卷的長條薄膜基材11的捲筒設置在濺射裝置內。一邊以一定速度將薄膜基材11解卷，一邊通過濺射法在薄膜基材11上連續地形成第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層。在濺射法中，使低壓氣體(例如低壓氬氣)中產生的等離子體中的陽離子撞擊到銦錫氧化物的燒結體靶材(負電極)上。使從燒結體靶材表面飛散的銦錫氧化物附著在薄膜基材11上。此時，在濺射裝置內至少設置兩個氧化錫的含量不同的銦錫氧化物的燒結體靶材，由此可連續地形成第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層。濺射之後、熱處理之前的第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層均為非晶體層。形成有第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層薄膜基材11暫時卷繞成捲筒狀。薄膜基材11的捲筒一邊被解卷，一邊向加熱烘箱內連續輸送，加熱處理第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層。加熱溫度優選為130°C 170°C、加熱時間優選為30分鐘飛0分鐘。通過加熱處理，第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層由非晶體轉變為晶體。如此操作得到具有層疊第一銦錫氧化物層和第二銦錫氧化物層而成的透明導體膜的透明導電性薄膜10。在本發明中，通過使第一銦錫氧化物層的厚度和氧化錫的含量、以及第二銦錫氧化物層的厚度和氧化錫的含量為特定的範圍會促進透明導體膜的結晶化，因此可通過低溫、短時間的加熱處理將透明導體膜結晶化。接著，在透明導體膜的表面(第二銦錫氧化物層的表面)形成期望的圖案形狀的光致抗蝕劑膜。通過在鹽酸中浸潰透明導體膜，透明導體膜中不需要的部分(未覆蓋光致抗蝕劑的部分)被除去，得到 透明導體圖案12 (第一銦錫氧化物層14與第二銦錫氧化物層15的
層疊膜)。最後，在具有透明導體圖案12的薄膜基材11上以埋設透明導體圖案12的方式層疊粘合劑層13，得到本發明的透明導電性薄膜10。實施例實施例1在厚度23pm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上形成包含三聚氰胺樹脂的熱固性樹脂的底塗層(厚度30nm)，準備了薄膜基材11。將薄膜基材11的捲筒設置在濺射裝置內。濺射裝置內的氣氛為氣壓0. 4Pa，氣體的具體組成為氬氣80體積％和氧氣20體積％。一邊以一定速度將薄膜基材11的捲筒解卷，一邊在薄膜基材11上依次形成第一銦錫氧化物的非晶體層和第二銦錫氧化物的非晶體層，形成厚度20nm的透明導體膜。對第一銦錫氧化物的非晶體層而言，氧化錫的含量為10重量％、厚度為8nm。對第二銦錫氧化物的非晶體層而言，氧化錫的含量為3. 3重量％、厚度為12nm。將形成有第一銦錫氧化物的非晶體層和第二銦錫氧化物的非晶體層的薄膜基材11暫時卷繞成筒狀。接著一邊將薄膜基材11的捲筒解卷,一邊連續地輸送到140°C的加熱烘箱內，進行加熱處理。通過加熱處理，第一銦錫氧化物的非晶體層轉變為晶體層、第二銦錫氧化物的非晶體層轉變為晶體層。其結果，得到表面上形成有第一銦錫氧化物層14和第二銦錫氧化物層15的薄膜基材11。第一銦錫氧化物層的厚度和氧化錫的重量％與加熱處理前相同。第二銦錫氧化物層的厚度和氧化錫的重量％與加熱處理前相同。接著，在第二銦錫氧化物層15的表面上形成條狀圖案的光致抗蝕劑膜。其後，在鹽酸中浸潰透明導體膜，將透明導體膜中不需要的部分(未覆蓋光致抗蝕劑的部分)除去，得到透明導體圖案12。最後，在薄膜基材11上以埋設透明導體圖案12的方式層疊丙烯酸系粘合劑層13(日東電工株式會社製造的「LUCIACS (註冊商標)CS9621」)(厚度50 y m、折射率1. 47)、得到透明導電性薄膜10。所得的透明導電性薄膜10的特性示於表I。比較例I使第一銦錫氧化物的氧化錫的含量為3. 3重量％、厚度為12nm。使第二銦錫氧化物的氧化錫的含量為10重量％、厚度為8nm。透明導體膜的總厚度20nm與實施例1相同。除了上述以外，通過與實施例1相同的方法製作透明導電性薄膜。所得的透明導電性薄膜的特性示於表I。比較例2使透明導電膜為單層。使銦錫氧化物的氧化錫的含量為3. 3重量％、厚度為23nm。除了上述以外，通過與實施例1相同的方法製作透明導電性薄膜。所得的透明導電性薄膜的特性示於表I。比較例3使透明導電膜為單層。使銦錫氧化物的氧化錫的含量為10重量％、厚度為23nm。除了上述以外，通過與實施例1相同的方法製作透明導電性薄膜。所得的透明導電性薄膜的特性示於表I。表I
權利要求
1.一種透明導電性薄膜，其具備 薄膜基材、和 形成在所述薄膜基材上的透明導體圖案、和 形成在所述薄膜基材上的、埋設所述透明導體圖案的粘合劑層， 所述透明導體圖案具有在所述薄膜基材上依次層疊有第一銦錫氧化物的晶體層和第二銦錫氧化物的晶體層的雙層結構， 所述第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫含量比所述第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫含量多。
2.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述第一銦錫氧化物的晶體層與所述第二銦錫氧化物的晶體層為通過加熱處理而使銦錫氧化物的非晶體層結晶化的晶體層。
3.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述第一銦錫氧化物的晶體層的厚度比所述第二銦錫氧化物的晶體層的厚度薄。
4.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述薄膜基材的原材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環烯烴、或聚碳酸酯。
5.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述透明導體圖案的厚度(所述第一銦錫氧化物的晶體層的厚度+所述第二銦錫氧化物的晶體層的厚度)為10nnT45nm。
6.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量為6重量％ 15重量％, 所述第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量為I重量9T5重量％。
7.根據權利要求6所述的透明導電性薄膜，其中，所述第一銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量與所述第二銦錫氧化物的晶體層的氧化錫的含量之差為3重量9T10重量％。
8.根據權利要求3所述的透明導電性薄膜，其中，所述第一銦錫氧化物的晶體層的厚度為3nnTl5nm,所述第二銦錫氧化物的晶體層的厚度為7nnT30nm。
9.根據權利要求8所述的透明導電性薄膜，其中，所述第二銦錫氧化物的晶體層的厚度與所述第一銦錫氧化物的晶體層的厚度之差為lnnTl5nm。
10.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述粘合劑層的折射率為1.45 1. 50。
11.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述粘合劑層的厚度為10 u m 500 u m0
12.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中， 設存在所述透明導體圖案的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R1 (%)、 設不存在所述透明導體圖案的部分的波長450nnT650nm的光的平均反射率為R2 (%)、 設A R (%)為所述平均反射率R1與所述平均反射率R2的差的絕對值時(A R= I R1-R21 )， 所述ARSO. 7%以下。
13.根據權利要求1所述的透明導電性薄膜，其中，所述透明導體圖案的表面電阻率為不足 150 Q / □。
全文摘要
本發明涉及一種透明導電性薄膜，該透明導電性薄膜(10)具備薄膜基材(11)、和形成在薄膜基材(11)上的透明導體圖案(12)、和埋設透明導體圖案(12)的粘合劑層(13)。透明導體圖案(12)具有在薄膜基材(11)上層疊有第一銦錫氧化物層(14)和第二銦錫氧化物層(15)的雙層結構。第一銦錫氧化物層(14)的氧化錫含量比第二銦錫氧化物層(15)的氧化錫含量多。第一銦錫氧化物的晶體層(14)的厚度比第二銦錫氧化物的晶體層(15)的厚度薄。
文檔編號H01B5/14GK103035325SQ20121037458
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月27日 優先權日2011年10月6日
發明者梨木智剛, 拝師基希, 野口知功, 石橋邦昭, 梶原大輔 申請人:日東電工株式會社