透明導電性膜的製作方法

2023-12-07 15:19:51 1

專利名稱：透明導電性膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種透明導電性膜，該透明導電性膜適用於能夠通過手指或觸控筆(stylus pen)等的接觸而輸入信息的輸入顯示裝置等。
背景技術：
目前，已知一種透明導電性膜，所述透明導電性膜在形成了含有最頻粒徑為幾十nm的球狀粒子的固化樹脂層(硬塗層)的膜基材上層疊有銦錫氧化物層(專利文獻I)。這樣的透明導電性膜具有如下特徵:防止損傷膜基材的表面，並且減少電阻膜方式接觸式傳感器在手指觸碰時產生的彩虹色的按壓痕跡(也稱為牛頓環)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007 - 230208號公報發明內容
但是，上述現有的透明導電性膜存在霧度(Haze)高達5.8% 9.0%左右、透明性降低而顯示品位下降的問題。特別是靜電電容式的接觸式傳感器的情況下，因為從顯示品位的觀點考慮要求進一步降低霧度，所以難以直接適用上述透明導電性膜。
本發明的目的在於提供霧度低、品質優異的透明導電性膜。
為了實現上述目的，本發明的透明導電性膜是具備膜基材、形成在上述膜基材的一側的第I固化樹脂層、層疊在上述第I固化樹脂層的與上述膜基材相反側的第I銦系複合氧化物層的透明導電性膜，其特徵在於，上述第I銦系複合氧化物層的厚度為20nm 50nm，上述第I固化樹脂層具有多個球狀粒子和將上述多個球狀粒子固定於上述膜基材的第I粘合劑樹脂層，在設上述球狀粒子的最頻粒徑為W、上述第I粘合劑樹脂層的厚度為d時，最頻粒徑w和上述粘合劑樹脂層的厚度d之差w — d大於O、在1.2 μ m以下。
優選上述差w — d為Ο. μηι Ι.Ομηι,上述最頻粒徑w為0.5 μ m 3.0 μ m。
更優選上述差w — d為0.3μηι 0.9μηι,上述最頻粒徑w為1.0 μ m 2.0 μ m。
另外，優選上述第I固化樹脂層相對於100重量份構成上述第I粘合劑樹脂層的粘合劑樹脂，含有0.1重量份 4.0重量份的上述多個球狀粒子。
另外，優選上述球狀粒子為從由丙烯酸類聚合物、有機矽聚合物、苯乙烯聚合物及無機二氧化矽構成的組 中選擇的材料。
優選上述第I粘合劑樹脂層由粘合劑樹脂構成，所述粘合劑樹脂包含多官能團丙烯酸酯聚合物及使丙烯酸縮水甘油酯系聚合物與丙烯酸發生加成反應而得的聚合物。
另外，優選上述膜基材的厚度為ΙΟμπι 200μπι。
進而，優選上述透明導電性膜還具備形成在上述膜基材的另一側的第2固化樹脂層和層疊在上述第2固化樹脂層的與上述膜基材相反側的第2銦系複合氧化物層，上述第2固化樹脂層具有多個球狀粒子和將上述多個球狀粒子固定於上述膜基材的第2粘合劑樹脂層。
根據本發明，因為球狀粒子的最頻粒徑w和粘合劑樹脂層的厚度d之差w — d大於O、在1.2 μ m以下，所以埋沒在粘合劑樹脂層中的球狀粒子少，並且球狀粒子也不會衝破銦系複合氧化物層。因此，能夠提供霧度小、品質優異的透明導電性膜。


圖1是概略地表示本發明的實施方式的透明導電性膜的構成的剖面圖。
圖2是表示圖1中的固化樹脂層的構成的部分放大圖。
圖3是概略地表示本發明的其他實施方式的透明導電性膜的構成的剖面圖。
圖4是實施例1的透明導電性膜剖面的電子顯微鏡照片。
圖5是實施例1的透明導電性膜表面的電子顯微鏡照片。
圖6是比較例的透明導電性膜表面的電子顯微鏡照片。
符號說明
I透明導電性膜
2膜基材
3固化樹脂層
4銦系複合氧化物層
5粘合劑樹脂層
6球狀粒子
10透明導電性膜
11膜基材
12，14固化樹脂層
13，15銦系複合氧化物層
16，18粘合劑樹脂層
17，19球狀粒子具體實施方式
以下邊參照附圖，邊詳細說明本發明的實施方式。
圖1是概略地表示本實施方式的透明導電性膜的構成的剖面圖。應予說明，圖1中的各層的厚度表示其中一例，本發明的膜傳感器中的各層的厚度不限定於圖1的厚度。
如圖1所示，本發明的透明導電性膜I具備膜基材2、形成在該膜基材的一側的固化樹脂層3、形成在固化樹脂層3的與膜基材2相反側的銦系複合氧化物層4。固化樹脂層3具有多個球狀粒子6和將該球狀粒子固定於膜基材2的表面的粘合劑樹脂層5。
膜基材2的厚度為10 μ m 200 μ m,銦系複合氧化物層4的厚度為20nm 50nm。另外，如圖2所示，固化樹脂層3在設球狀粒子6的最頻粒徑為W、上述粘合劑樹脂層5的厚度為d時，最頻粒徑w和粘合劑樹脂層5的厚度d之差w — d大於O、在1.2μπι以下(O< w — d = 1.2 μ m)o
在固化樹脂層3的外側表面、即沒有與膜基材2接觸側的表面，存在球狀粒子6的部分具有突出大約上述差w - d的量的凸形狀，不存在球狀粒子6的部分具有大致平面形狀。另外，如圖2所示，粘合劑樹脂層的一部分薄薄地形成在各球狀粒子的上面。
因為銦系複合氧化物層4以20nm 50nm這樣極薄的厚度層疊在上述表面形狀的固化樹脂層3上，所以具有與固化樹脂層3同樣的表面形狀。本發明的透明導電性膜通過設置上述含有特定的球狀粒子的固化樹脂層，能夠降低霧度、提高品質。
應予說明，本發明的透明導電性膜可以在無損本發明效果的範圍內，在膜基材2和粘合劑樹脂層5之間具有用於提高銦系複合氧化物層的密合性的增粘塗層(anchor coatlayer)、用於調整反射率的稱為折射率調整層(Index matching layer)的厚度幾nm 幾十nm的薄層。
以下說明透明導電性膜I的各構成要素的詳細情況。
(I)膜基材
本發明中使用的膜基材優選使用透明性優異的膜基材。形成上述膜基材的材料優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚環烯烴或聚碳酸酯。
(2)固化樹脂層
本發明人為了解決上述問題反覆進行深入研究，結果注意到構成固化樹脂層的多個球狀粒子的直徑和固定該球狀粒子的粘合劑樹脂層的厚度的關係。並認識到設上述球狀粒子的最頻粒徑為《、該粘合劑樹脂層的厚度為d時，如果上述差w - d滿足大於O、在1.2μπι以下的關係，則能夠提供霧度小且品質優異的膜。此處，「最頻粒徑」是指顯示粒徑分布極大值的粒徑，「粘合劑樹脂層的厚度」是指不存在球狀粒子的平坦部分的厚度。
從球性和耐熱性優異方面考慮，形成上述球狀粒子的材料優選為從由丙烯酸類聚合物、有機矽聚合物、苯乙烯聚合物及無機二氧化矽構成的組中選擇的材料。
在該固化物樹脂層中，上述球狀粒子的最頻粒徑w和上述粘合劑樹脂層的厚度d之差w — d優選為0.1 μ m 1.0 μ m,更優選為0.3 μ m 0.9 μ m。上述球狀粒子的最頻粒徑w優選為0.5 μ m 3.0 μ m,更優選為1.0 μ m 2.0 μ m。
本發明的透明導電性膜通過使上述差w — d及w為這樣的範圍，與現有膜相比，能夠進一步降低霧度。另外，取得在將長條狀的透明導電性膜捲成卷狀體時重疊的部分也不會壓接的進一步效果。
另一方面，如果上述差w — d大幅超過1.2 μ m，則沒有被充分固定於粘合劑樹脂層的球狀粒子增加，該球狀粒子可能衝破銦系複合氧化物層(銦系複合氧化物層破損)，使得品質顯著降低。該現象在為了得到表面電阻值小的透明導電性膜而對該透明導電性膜進行加熱處理時變得顯著。另外，如果上述差w — d遠低於O (w小於d)，則埋沒在粘合劑樹脂層中的球狀粒子增加，可能導致透明導電性膜的霧度、特別是內部霧度變大。
作為上述粘合劑樹脂層中使用的粘合劑樹脂的材料，只要是能夠固定上述球狀粒子的材料即可，可以選擇任意材料。該粘合劑樹脂例如為利用紫外線、電子射線使固化性樹脂組合物固化而得的物質。上述固化性樹脂組合物優選包含季戊四醇或二季戊四醇等的多官能團丙烯酸酯聚合物、使丙烯酸縮水甘油酯系聚合物與丙烯酸發生加成反應而得的聚合物及聚合引發劑。
上述粘合劑樹脂層的厚度d小於上述球狀粒子的最頻粒徑w,優選為0.1 μ m 2.0ym,更優選為0.5 μ m 1.5 μ m。通過使上述厚度d為這樣的值，能夠將上述球狀粒子充分固定於膜基材，進而即使膜基材存在細微傷，也能夠由粘合劑樹脂填埋損傷的凹坑。因此，能夠得到品質更優異的透明導電性膜。
為了得到霧度更小的透明導電性膜，上述固化樹脂層每Imm2固化樹脂層，優選含有200個 7000個、更優選含有300個 5000個上述球狀粒子。這樣的固化樹脂層例如可以通過在膜基材上塗布含球狀粒子的固化性樹脂組合物，從其表面照射紫外線使其固化而得到，所述含球狀粒子的固化性樹脂組合物相對於100重量份固化性樹脂組合物(粘合劑樹脂)，含有0.1重量份 4.0重量份球狀粒子。
(3)銦系複合氧化物層
本發明中使用的銦系複合氧化物層代表性的是銦錫複合氧化物、銦鋅複合氧化物，除此之外也可以使用摻雜了 4價金屬離子或2價金屬離子的氧化銦(Ιη203)。這樣的銦系複合氧化物層的特徵在於，在可見光區域(380nm 780nm)透射率高達80%以上，且每單位面積的表面電阻值低(50 Ω / □:ohms per square)。
上述銦系複合氧化物層的表面電阻值優選為300 Ω / □以下，更優選為270 Ω / 口以下。這樣的表面電阻值小的透明導電性膜通過例如濺射法或真空蒸鍍法在固化樹脂層上形成銦系複合氧化物的非晶形層後，在120°C 200°C進行加熱處理，使該非晶形層變成結晶層而得到。
如上所述，根據本實施方式，因為球狀粒子6的最頻粒徑w和粘合劑樹脂層5的厚度d之差w — d大於O、在1.2 μ m以下，所以埋沒在粘合劑樹脂層5中的球狀粒子6少，並且球狀粒子6也不會衝破銦系複合氧化物層。因此，能夠提供霧度小且品質優異的透明導電性膜I。
另外，在其他實施方式中，本發明的透明導電性膜在膜基材的另一側也可以層疊與形成在一側的層同樣的固化物樹脂層及銦系複合氧化物層。
圖3是概略地表示本發明的其他實施方式的透明導電性膜的構成的剖面圖。
透明導電性膜10具備膜基材11、形成在該膜基材的一側的固化樹脂層(第I固化樹脂層)12、形成在固化樹脂層12上的銦系複合氧化物層13 (第I銦系複合氧化物層)、形成在膜基材11的另一側的固化樹脂層(第2固化樹脂層)14和形成在固化樹脂層14上的銦系複合氧化物層15 (第2銦系複合氧化物層)。固化樹脂層12具有多個球狀粒子(第I球狀粒子)17和將上述球狀粒子固定於膜基材11的一側表面的粘合劑樹脂層(第I粘合劑樹脂層)16。同樣地固化樹脂層14具有多個球狀粒子(第2球狀粒子)19和將上述球狀粒子固定於膜基材11的另一側表面的粘合劑樹脂層(第2粘合劑樹脂層)18。
通過本構成，固化樹脂層12、14雙方中，埋沒在粘合劑樹脂層16、18中的球狀粒子17、19少，並且球狀粒子17、19也不會衝破銦系複合氧化物層13、15。因此，能夠提供霧度小、品質優異的透明導電性膜10。
以上描述了本實施方式的透明導電性膜，但本發明並不限定於前文所述的實施方式，基於本發明的技術構思，可進行各種變形及變更。
以下，說明本發明的實施例。
實施例
(實施例1)
將包含100重量份紫外線固化性樹脂組合物(DIC社制商品名「UNIDIC(註冊商標)RS29 - 120」)和0.2重量份最頻粒徑為1.9 μ m的丙烯酸系球狀粒子(綜研化學社制商品名「MX - 180TA」的含球狀粒子固化性樹脂組合物塗布在厚度100 μ m的聚環烯烴膜(日本ZEON制商品名「ZEONOR (註冊商標)」的一面，從它的表面照射紫外線，形成厚度1.0ym的固化樹脂層。該固化樹脂層每1.0mm2含有402個上述球狀粒子。接下來，將形成了固化樹脂層的聚環烯烴膜投入濺射裝置，在該固化樹脂層的表面形成厚度27mm的銦錫氧化物的非晶形層。然後，將形成了上述銦錫氧化物的非晶形層的聚烯烴膜在140°C的加熱爐中進行90分鐘加熱處理，製作表面電阻值為270 Ω / 口的透明導電性膜。該透明導電性膜的特性示於表I。(實施例2)使用最頻粒徑為1.3μπι的苯乙烯系球狀粒子(綜研化學社制商品名「SX —130Η」)，除此之外，用與實施例1同樣的方法製作每1.0mm2固化樹脂層含有4769個球狀粒子的透明導電性膜。將該透明導電性膜的特性示於表I。(實施例3)使用最頻粒徑為1.5 μ m的丙稀酸系球狀粒子(積水化成社制、商品名「XX184AA」)，使其配合份數相對於100重量份紫外線固化性樹脂組合物為0.3重量份，除此之外，用與實施例1同樣的方法製作每1.0mm2固化樹脂層含3179個球狀粒子的透明導電性膜。將該透明導電性膜的特性示於表I。(比較例I)使用最頻粒徑為3.0 μ m的丙稀酸系球狀粒子(積水化成社制商品名「XX133AA」)，使其配合份數相對於100重量份紫外線固化性樹脂組合物為0.08重量份，除此之外，用與實施例1同樣的方法製作每1.0mm2固化樹脂層含63個球狀粒子的透明導電性膜。將該透明導電性膜的特性示於表I。(比較例2)使用最頻粒徑為2.5 μ m的無機二氧化娃系球狀粒子(日本觸媒社制商品名"Seahostar (註冊商標)KEP — 250」，使其配合份數相對於100重量份紫外線固化性樹脂組合物為0.4重量份，除此之外，用與實施例1同樣的方法製作每1.0mm2固化樹脂層含137個球狀粒子的透明導電性膜。將該透明導電性膜的特性示於表I。(比較例3)使用最頻粒徑為0.8 μ m的丙烯酸系球狀粒子(積水化成社制商品名「BMSA」，使其配合份數相對於100重量份紫外線固化性樹脂組合物為2.0重量份，除此之外，用與實施例1同樣的方法製作每1.0mm2固化樹脂層含有22800個球狀粒子的、透明導電性膜。將該透明導電性膜的特性示於表I。接下來，用以下測定方法對上述實施例1 3及比較例I 3進行測定。(I)厚度測定低於Ι.Ομπι的厚度使用透射型電子顯微鏡(日立製作所制產品名「H — 7650」)，觀察透明導電性膜的剖面進行測定。膜基材的厚度使用膜壓計(Peacock社制數字千分表DG - 205)進行測定。(2)最頻粒徑的測定使用流動式粒子像分析裝置(Sysmex社制產品名「FPTA — 3000S」)，在規定條件下(鞘液(Sheath liquid):乙酸乙酯,測定模式:HPF測定模式,測定方式:全部計數)進行測定。試樣使用將球狀粒子用乙酸乙酯稀釋至1.0重量％、用超聲波清洗機使其均勻分散而得的樣品。(3)球狀粒子的個數測定最頻粒徑w大於粘合劑樹脂的厚度d的透明導電性膜使用光學式表面輪廓儀(Veeco Instruments 社制產品名 「Optical Profilometer NT3300」)，以 20 倍透鏡測定三維表面形狀而求出。具體而言，基於217 μ mX 286 μ m視野中所含的球狀粒子數，換算出每
1.0mm2所含的球狀粒子數。對於最頻粒徑w小於粘合劑樹脂的厚度d的透明導電性膜，使用光學顯微鏡(Olympus社制產品名「MX61L」)進行透射觀察而求出。具體而言，基於50 μ mX 50 μ m視野中所含的球狀粒子數，換算出每1.0mm2所含的球狀粒子數。(4)霧度測定整體霧度使用直讀式霧度計算機(Direct reading haze computer, Suga TestInstruments社制產品名「HGM — ZDP")進行測定。另外，內部霧度通過在銦錫複合氧化物層的表面粘貼折射率為1.47的帶丙烯酸粘著劑的透明膜，用丙烯酸粘著劑填埋銦錫複合氧化物層表面的凹凸，從而製作減少了起因於該凹凸的霧度的影響的試樣，使用直讀式霧度計算機(Suga Test Instruments社制產品名「HGM — ZDP」)測定該試樣的霧度而求出。應予說明，「整體霧度」是基於JIS K7105求出的值。另外，「內部霧度」是指從整體霧度中減去起因於銦系複合氧化物層的表面形狀的表面霧度而得的值，例如由球狀粒子和粘合劑樹脂的折射率差而產生的霧度。(5)銦系複合氧化物層破損的 確認使用掃描型電子顯微鏡(「FEI」社制產品名「Helios NanoLab600」)，觀察透明導電性膜的剖面及表面，進行確認。破損是指球狀粒子衝破銦系複合氧化物層而產生的、銦系複合氧化物層的破損。( 6 )表面電阻值測定基於JIS K7194，通過4端子法進行測定。將通過上述(I) (6)的評價方法進行評價的結果示於表I。表I
權利要求
1.一種透明導電性膜，所述透明導電性膜具備膜基材、形成在所述膜基材的一側的第I固化樹脂層、層疊在所述第I固化樹脂層的與所述膜基材相反側的第I銦系複合氧化物層，其特徵在於， 所述第I銦系複合氧化物層的厚度為20nm 50nm, 所述第I固化樹脂層具有多個球狀粒子和將所述多個球狀粒子固定於所述膜基材的第I粘合劑樹脂層， 設所述球狀粒子的最頻粒徑為《、所述第I粘合劑樹脂層的厚度為d時，最頻粒徑w和所述第I粘合劑樹脂層的厚度d之差w — d大於O、在1.2 μ m以下。
2.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述差W— dS0.1ym 1.0ym，所述最頻粒徑w為0.5 μ m 3.0 μ m。
3.如權利要求2所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述差w— d為0.3 μ m 0.9 μ m，所述最頻粒徑w為1.0 μ m 2.0 μ m。
4.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述第I固化樹脂層相對於100重量份構成所述第I粘合劑樹脂層的粘合劑樹脂，包含0.1重量份 4.0重量份的所述多個球狀粒子。
5.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述球狀粒子為從由丙烯酸類聚合物、有機矽聚合物、苯乙烯聚合物及無機二氧化矽構成的組中選擇的材料。
6.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述第I粘合劑樹脂層由粘合劑樹脂構成，所述粘合劑樹脂包含多官能團丙烯酸酯聚合物及使丙烯酸縮水甘油酯系聚合物與丙烯酸發生加成反應而得的聚合物。
7.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述膜基材的厚度為10μ m 200 μ m。
8.如權利要求1所述的透明導電性膜，其特徵在於，所述透明導電性膜還具備形成在所述膜基材的另一側的第2固化樹脂層和層疊在所述第2固化樹脂層的與所述膜基材相反側的第2銦系複合氧化物層， 所述第2固化樹脂層具有多個球狀粒子和將所述多個球狀粒子固定於所述膜基材的第2粘合劑樹脂層。
全文摘要
本發明提供一種透明導電性膜，該透明導電性膜的霧度小、品質優異。透明導電性膜(1)具備膜基材(2)、形成在該膜基材的一側的固化樹脂層(3)、形成在固化樹脂層(3)的與膜基材(2)相反側的銦系複合氧化物層(4)。固化樹脂層(3)具有多個球狀粒子(6)和將上述球狀粒子固定在膜基材(2)的表面的粘合劑樹脂層(5)。膜基材(2)的厚度為10μm～200μm，銦系複合氧化物層(4)的厚度為20nm～50nm。另外，固化樹脂層(3)在設球狀粒子(6)的最頻粒徑為w、上述粘合劑樹脂層(5)的厚度為d時，最頻粒徑w和粘合劑樹脂層(5)的厚度d之差w－d大於0在1.2μm以下。
文檔編號G06F3/041GK103165225SQ201210539648
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月13日 優先權日2011年12月16日
發明者高田勝則, 豬飼和宏, 鷹尾寬行, 津野直樹, 倉本浩貴 申請人:日東電工株式會社