透明導(dǎo)電性薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電性薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在迅速普及的觸摸面板顯示裝置中，使用了包含銦-錫復(fù)合氧化物（IT0) 等透明導(dǎo)電層的透明電極。觸摸面板中所使用的帶透明電極的導(dǎo)電體基本上使用了玻璃或 者塑料薄膜作為基板，尤其對(duì)于要求便攜性的智能電話或平板，從薄度/重量的觀點(diǎn)出發(fā)， 使用了塑料薄膜的透明導(dǎo)電性薄膜是優(yōu)選使用的。
[0003] 近年來，以觸摸面板的高質(zhì)量化為背景，變得要求透明電極的傳感器靈敏度、分辨 率的提高。在這種要求下，存在透明導(dǎo)電性層所要求的電阻率值的水平變得越來越低的傾 向。
[0004] 但是，由于透明導(dǎo)電層脆弱，因外界因素的影響而容易發(fā)生劣化、電阻率值易于上 升。因此，對(duì)于將透明導(dǎo)電性薄膜的電阻率值保持得較低而言，不僅需要在數(shù)值上降低透明 導(dǎo)電層的電阻率值，而且需要提高透明導(dǎo)電性薄膜的電阻率值的維持可靠性使得能夠極力 維持該值。
[0005] 成為上述劣化的原因的外界因素之一有熱和水分?？偟貋碚f，透明導(dǎo)電層在濕熱 耐久性方面存在問題，在濕熱環(huán)境下電阻率值容易上升。因此，對(duì)于在會(huì)存放于高溫高濕度 下的智能電話、車輛導(dǎo)航等上搭載的觸摸面板的用途中，強(qiáng)烈要求例如即使在以85°C85% RH為代表的嚴(yán)酷的條件下也不會(huì)在操作中出現(xiàn)故障的高濕熱耐久性。
[0006] 作為提高濕熱耐久性的方法，提出了一種多層薄膜，其在透明的樹脂基板的一 個(gè)面上具有第一薄膜層、第二薄膜層和透明導(dǎo)電膜，40°C90%RH下的水蒸氣透過速度為 1.Og/m2 ?天以下（參見專利文獻(xiàn)1)，提出了一種透明導(dǎo)電性薄膜，其在透明的薄膜基材的 一個(gè)面上夾著厚度為10~l〇〇nm、光的折射率為1. 40~1. 80、平均表面粗糙度Ra為0. 8~ 3.Onm的SiOx(x= 1. 0~2. 0)薄膜而具有包含銦錫復(fù)合氧化物的透明導(dǎo)電性薄膜（參見 專利文獻(xiàn)2)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第5245893號(hào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特許第3819927號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問題
[0012] 然而，在上述文獻(xiàn)中所記載的透明導(dǎo)電層的電阻率值為比較高的區(qū)域，無法實(shí)現(xiàn) 能耐受3. 8X104Q?cm以下這樣的電阻率值的水平下的實(shí)用的耐濕熱性。
[0013] 具體而言，在專利文獻(xiàn)1中，著眼于確保耐濕熱性而沒有考慮到透明導(dǎo)電層的表 面粗糙度。另外，透明導(dǎo)電層的電阻率值也較高。在專利文獻(xiàn)2中，作為控制表面粗糙度的 方法，僅公開了利用干式涂覆法來形成底涂層。另外，底涂層僅為一層，在層間密合性和膜 密度的兼顧的方面具有改善的余地。
[0014] 在低電阻率值的區(qū)域中，與高電阻率值的區(qū)域相比，伴隨透明導(dǎo)電層的劣化的、電 阻率值距基準(zhǔn)值的變動(dòng)率相對(duì)地較高。因此，低電阻率的導(dǎo)電性薄膜在實(shí)際用途中更容易 發(fā)生由劣化引起的故障，要求更高的耐濕熱性。另一方面，近年來，從確保觸摸面板的高顯 示質(zhì)量的觀點(diǎn)出發(fā)，為了提高透光率而存在透明導(dǎo)電層變得更薄、更脆弱的傾向。如此，在 本領(lǐng)域中，耐濕熱性變得受到重視，另一方面，倒不如說其確保變得更困難。
[0015] 本發(fā)明是鑒于前述問題而做出的，其目的在于，提供具有優(yōu)異的耐濕熱性、能維持 低電阻率值的透明導(dǎo)電性薄膜。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 本發(fā)明人等為了解決前述現(xiàn)有問題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過采用下述技 術(shù)方案能夠達(dá)成前述目的，從而完成了本發(fā)明。
[0018] S卩，本發(fā)明涉及一種透明導(dǎo)電性薄膜，其依次具備：
[0019] 透明的薄膜基材、
[0020] 至少3層底涂層、以及
[0021] 結(jié)晶質(zhì)的透明導(dǎo)電層，
[0022] 前述至少3層底涂層自前述薄膜基材側(cè)起包含：
[0023] 利用濕式涂覆法形成的第一底涂層、
[0024] 作為具有氧缺陷的金屬氧化物層的第二底涂層、以及
[0025] 作為化學(xué)計(jì)量組成的金屬氧化物層的第三底涂層，
[0026] 前述透明導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra為0.lnm以上且1. 6nm以下，
[0027] 前述透明導(dǎo)電層的電阻率為1. 1X104Q?cm以上且3. 8X104Q?cm以下。
[0028] 由于透明導(dǎo)電層為結(jié)晶質(zhì)，因此能夠提高透明性，并且即使是薄膜，濕熱耐久性也 較高。
[0029] 為了降低透明導(dǎo)電層的電阻率，需要減小其表面粗糙度Ra。關(guān)于該透明導(dǎo)電性薄 膜，由于將結(jié)晶質(zhì)的透明導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra減小至0.lnm以上且1. 6nm以下的范圍 內(nèi)，因此能夠?qū)㈦娮杪式档椭?.1X104Q.cm以上且3. 8X104Q.cm以下的極低的范圍 內(nèi)。
[0030] 另外，如上所述，透明導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra會(huì)對(duì)透明導(dǎo)電層的電阻率造成影 響，因此該透明導(dǎo)電性薄膜具備利用濕式涂覆法形成的第一底涂層作為透明導(dǎo)電層的基底 層。薄膜基材的厚度與其他構(gòu)件相比通常會(huì)較厚，因此薄膜基材對(duì)上層的表面粗糙度Ra造 成的影響也較大。通過利用濕式涂覆法形成第一底涂層，能夠填埋薄膜基材的表面凹凸，由 此也能夠減小形成為上層的透明導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra。
[0031] 另外，由于將透明導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra設(shè)為上述較小的值，因此能夠減小在高 溫高濕環(huán)境中與水分子接觸的表面積，能夠盡可能地排除成為透明導(dǎo)電層劣化的契機(jī)的事 項(xiàng)。
[0032] 進(jìn)而，透明導(dǎo)電層的劣化被認(rèn)為也是由于成為透明導(dǎo)電層的基底層的薄膜基材和 /或包含有機(jī)物的底涂層中所含的水分、有機(jī)氣體成分等而引起的，但由于該透明導(dǎo)電性薄 膜具備作為化學(xué)計(jì)量組成的金屬氧化物層的第三底涂層來作為透明導(dǎo)電層的基底層，因此 其成為阻隔層，也能夠抑制來自基底層的劣化的誘發(fā)。
[0033] 但是，第三底涂層是化學(xué)計(jì)量組成的金屬氧化物層，具有化學(xué)穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)，因 此若直接形成于第一底涂層上，則與薄膜基材之間僅物理性的錨固力發(fā)揮作用，而使密合 性降低。若在該狀態(tài)下將透明導(dǎo)電性薄膜置于高溫高濕環(huán)境下，第一底涂層與第三底涂層 之間會(huì)發(fā)生剝離，而不能獲得濕熱耐久性。
[0034] 該透明導(dǎo)電性薄膜中，在第一底涂層與第三底涂層之間形成有作為具有氧缺陷的 金屬氧化物層的第二底涂層，因此該第二底涂層作為粘接層發(fā)揮作用，其結(jié)果，能夠防止第 三底涂層的剝離。第二底涂層發(fā)揮粘接作用的原因并不明確，但可以認(rèn)為，通過具有氧缺陷 而在金屬氧化物中存在未完全鍵合的金屬原子，該金屬原子與第一底涂層的最表面的原子 之間形成共價(jià)鍵，從而能夠提高第三底涂層向基底層的密合性。
[0035] 如此，通過由第二底涂層帶來的密合性提高作用和由第三底涂層帶來的阻隔作 用，能夠抑制來自透明導(dǎo)電層的背面（薄膜基材側(cè)的面）的水分子等劣化因素的接近，并且 能夠防止由嚴(yán)酷環(huán)境導(dǎo)致的第三底涂層的剝離，其結(jié)果，即使在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫高濕環(huán) 境中后，也可以減小透明導(dǎo)電層的電阻變化。
[0036] 前述第二底涂層和第三底涂層優(yōu)選利用濺射法而形成。目標(biāo)層的形成容易，并且 能夠形成致密層，因此能夠高效地抑制劣化因素向透明導(dǎo)電層的背面接近。
[0037] 前述薄膜基材和前述至少3層底涂層的層疊體的透濕度優(yōu)選為0. 01g/m2 ?天以上 且3.Og/m2 ?天以下。由此能夠提高由底涂層帶來的水分子的阻斷作用，能夠使耐濕熱性進(jìn) 一步提尚。
[0038] 前述第二底涂層和前述第三底涂層優(yōu)選包含互相同種的金屬元素。由此能夠提高 第二底涂層和第三底涂層的親和性，并且能夠使密合性進(jìn)一步提高。
[0039] 前述第二底涂層從透明性、耐久性和密合性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為SiOj莫，x為1. 0以 上且不足2。
[0040] 前述第三底涂層從透明性、致密性和耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為SiOj莫。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施方式中，前述第一底涂層也可以包含有機(jī)樹脂。由此能夠制備適于濕 式涂覆法的涂覆液，并且能夠穩(wěn)定地減小表面粗糙度。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施方式中，前述第一底涂層也可以包含有機(jī)樹脂、并且還包含無機(jī)顆粒。 通過配混無機(jī)顆粒，折射率的調(diào)整變得容易，并且能夠提高機(jī)械特性、耐久性。
[0043] 前述透明導(dǎo)電層的折射率優(yōu)選為1. 89以上且2. 20以下。通過采用該范圍的折射 率，從而透明導(dǎo)電層的膜密度變高，成為低電阻率且具有耐濕熱性的透明導(dǎo)電性薄膜。
[0044] 前述第一底涂層的前述第二底涂層側(cè)的表面粗糙度Ra優(yōu)選為0.lnm以上且1. 5nm 以下。利用濕式涂覆法形成第一底涂層來填埋薄膜基材的表面凹凸，并且將第一底涂層的 表面粗糙度Ra設(shè)為上述范圍，由此該表面粗糙度Ra依次被上層繼承而容易將透明導(dǎo)電性 的表面粗糙度Ra設(shè)定在規(guī)定范圍。
[0045] 前述薄膜基材的厚度優(yōu)選為20ym以上且200ym以下。通過將前述薄膜基材設(shè) 為前述范圍，能夠制造外觀質(zhì)量?jī)?yōu)異的透明導(dǎo)電性薄膜。本發(fā)明的透明導(dǎo)電性薄膜由于耐 濕熱性優(yōu)異，因此即使在采用厚膜的薄膜基材的情況下，也能夠理想地抑制透明導(dǎo)電層的 劣化。進(jìn)而，若薄膜基材的厚度的下限為40ym以上，則能夠提高耐擦傷性、輥對(duì)輥的輸送 容易性。
[0046] 前述薄膜基材的水分含有率優(yōu)選為0.001%~3.0%。由此能夠降低