專利名稱：透明導(dǎo)電性層疊體及觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜等的薄膜基材的透明導(dǎo)電性層疊體 及應(yīng)用其的觸摸屏。
背景技術(shù)：
在可見光區(qū)域透明且具有導(dǎo)電性的薄膜，除了用于液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器 等新型顯示器方式或觸摸屏等的透明電極以外，還可以用于透明物品防靜電或屏蔽電磁波 等方面。以往，作為這種透明導(dǎo)電性薄膜，眾所周知的有在玻璃上形成氧化銦薄膜的所謂 的導(dǎo)電性玻璃。但是由于基材是玻璃，所以其可撓性、加工性差，有時(shí)因某些用途而不能使用。因此近年來，除可撓性、加工性之外，由于在耐沖擊性能上優(yōu)異、且質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)，以 聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜為代表的各種塑料薄膜作為基材的透明導(dǎo)電性薄膜被使用。但是，使用這樣的薄膜基材的透明導(dǎo)電性薄膜，由于薄膜表面的光反射率大，所以 存在透明性差的問題，另外導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性或耐彎曲性差、有在使用中容易劃傷后 使電阻增大或者產(chǎn)生斷線的問題。另外，特別是在觸摸屏用的導(dǎo)電性薄膜中，由于通過隔片相對設(shè)置的一對薄膜彼 此通過從其一方的屏板側(cè)的按壓打點(diǎn)而強(qiáng)力地接觸，所以希望具有能夠抵抗此的良好耐久 特性，也就是具有打點(diǎn)特性，特別是具有筆輸入耐久性。但是上述以往的透明導(dǎo)電性薄膜的 這種耐久性差，所以作為觸摸屏存在著壽命變短的問題。因此，對使用薄膜基材的透明導(dǎo)電性薄膜的上述問題進(jìn)行了改良的嘗試。本發(fā) 明的申請人提出如下方案(參照專利文獻(xiàn)1、幻一種透明導(dǎo)電性層疊體，在厚度為2 120 μ m的透明薄膜基材的一側(cè)表面，按照透明的第一電介質(zhì)薄膜、透明的第二電介質(zhì)薄膜 和透明導(dǎo)電性薄膜的順序依次層疊，在所述薄膜基材的另一表面，通過透明的粘合劑層貼 合透明基體而成。專利文獻(xiàn)1 特開2002-316378號公報(bào)(第2 4頁)專利文獻(xiàn)2 特開2002-3^301號公報(bào)(第2 5頁)

發(fā)明內(nèi)容
上述透明導(dǎo)電性層疊體，在一側(cè)表面具有導(dǎo)電性薄膜的薄膜基材的另一側(cè)表面貼 合透明基體，另一方面，在導(dǎo)電性薄膜和薄膜基材之間設(shè)置第一及第二電介質(zhì)薄膜，選擇這 些薄膜和薄膜基材及導(dǎo)電性薄膜的各個(gè)光的折射率，使得它們具有適當(dāng)?shù)年P(guān)系，從而提高 透明性，提高導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性、耐彎曲性、作為觸摸屏使用的打點(diǎn)特性、特別是筆輸入耐久性。然而，通過本發(fā)明申請人的繼續(xù)研究，得知即使是上述的透明導(dǎo)電性層疊體，也存 在著在耐彎曲性方面仍不充分的情況。即，在觸摸屏市場上，近年來所說的游戲或智能電話 的新用途不斷擴(kuò)大，此時(shí)，在觸摸屏的設(shè)計(jì)中，窄邊框化不斷發(fā)展，為了能夠在邊框附近以 更彎曲的狀態(tài)來使用，希望有能夠?qū)勾说母邚澢墓P輸入耐久性。另外，為了能在更苛刻 的條件下使用，希望得到即使在以比以往的輸入負(fù)荷還重的負(fù)荷下輸入也能忍受的高負(fù)荷 筆輸入耐久性。然而，已知上述的透明導(dǎo)電性層疊體存在不能充分滿足該特性的情況。本發(fā)明參照上述事實(shí)，對既有方案的透明導(dǎo)電性層疊體進(jìn)行進(jìn)一步的改良，目的 是提供具有下述特點(diǎn)的透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏，所述特點(diǎn)為通過進(jìn)一步改 善耐彎曲性，高度滿足作為觸摸屏用的打點(diǎn)特性、特別是耐彎曲筆輸入耐久性，同時(shí)高度滿 足高負(fù)荷筆輸入耐久性。本發(fā)明人等在對上述目的進(jìn)行精心研究的過程中，在既有方案的透明導(dǎo)電性層疊 體中，關(guān)注在薄膜基材上通過第一及第二電介質(zhì)薄膜而設(shè)置的導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑。該 結(jié)晶粒徑根據(jù)導(dǎo)電性薄膜自身的材料構(gòu)成(例如在含有氧化錫的氧化銦薄膜中該氧化錫 含量的增減等)，且根據(jù)成為該薄膜基底的第二電介質(zhì)薄膜的材料構(gòu)成，進(jìn)而根據(jù)這些各薄 膜的形成方法等，而變化。因此，制作導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑不同的多個(gè)透明導(dǎo)電性層疊體，對其性能反復(fù) 進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)研究。結(jié)果得知，上述的結(jié)晶粒徑及粒徑分布與導(dǎo)電性薄膜的耐彎曲性之 間有密切的關(guān)系，在將具有特定的粒徑的結(jié)晶的含量規(guī)定在特定范圍內(nèi)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)上述 耐彎曲性的改善，極大地提高作為觸摸屏用的打點(diǎn)特性、特別是筆輸入耐久性、彎曲筆輸入 耐久性，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明涉及一種透明導(dǎo)電性層疊體，在厚度為2 120 μ m的透明薄膜基材的 一側(cè)表面，按照透明的第一電介質(zhì)薄膜、透明的第二電介質(zhì)薄膜和透明導(dǎo)電性薄膜的順序 依次層疊，在所述薄膜基材的另一表面，通過透明的粘合劑層貼合透明基體而成，其特征在 于，第二電介質(zhì)薄膜是無機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物，形成上述導(dǎo)電性薄膜的材料的 結(jié)晶中，最大粒徑為300nm或更小的結(jié)晶含量超過50面積％。上述的透明導(dǎo)電性層疊體，在形成透明導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶中，優(yōu)選最大粒 徑為200nm或更小的結(jié)晶的含量超過50面積％。上述的透明導(dǎo)電性層疊體，優(yōu)選透明導(dǎo)電性薄膜的硬度為1.5GPa或更高，彈性模 數(shù)為6GPa或更高。上述的透明導(dǎo)電性層疊體，導(dǎo)電性薄膜可以由含有氧化錫的氧化銦形成，相對于 氧化銦和氧化錫的合計(jì)量，氧化錫的含量優(yōu)選為2 50重量％。相對于氧化銦和氧化錫的 合計(jì)量，氧化錫的含量進(jìn)一步優(yōu)選為3 15重量％。上述的透明導(dǎo)電性層疊體，當(dāng)設(shè)薄膜基材的光折射率為η”第一電介質(zhì)薄膜的光 折射率為n2，第二電介質(zhì)薄膜的光折射率為n3，導(dǎo)電性薄膜的光折射率為n4時(shí)，優(yōu)選它們的 折射率滿足n3 < n2 ≤ n1 < n4的關(guān)系，第一電介質(zhì)薄膜的厚度為100 250nm，第二電介質(zhì) 薄膜的厚度為15 lOOnm。上述的透明導(dǎo)電性層疊體，第一電介質(zhì)薄膜可以是有機(jī)物、或由有機(jī)物和無機(jī)物 的混合物形成。
上述的透明導(dǎo)電性層疊體，第二電介質(zhì)薄膜優(yōu)選為通過真空蒸鍍法形成的無機(jī) 物。另外，本發(fā)明涉及一種觸摸屏，其是以導(dǎo)電性薄膜彼此相對的方式，通過隔片將具 有導(dǎo)電性薄膜的一對屏板相對設(shè)置而成，其特征在于，至少一側(cè)屏板含有上述各構(gòu)成的透 明導(dǎo)電性層疊體。這樣，本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體，涉及在薄膜基材的一側(cè)表面通過第一及第二 電介質(zhì)薄膜設(shè)置的導(dǎo)電性薄膜，通過第二電介質(zhì)薄膜由無機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合 物來形成，并且，通過在形成導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶中，將具有特定粒徑的結(jié)晶含量設(shè)為 特定的范圍，由于導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性和耐彎曲性得到進(jìn)一步改善，因而耐久性進(jìn)一步 提高，高度地滿足作為觸摸屏用的打點(diǎn)特性，特別是筆輸入耐久性和彎曲筆輸入耐久性。另 外，通過將本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體的各薄膜的厚度及折射率選擇成具有適當(dāng)關(guān)系，從 而可以滿足透明性等諸特性。


圖1 表示本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體的一例的剖面圖。圖2 表示本發(fā)明另一例透明導(dǎo)電性層疊體的剖面圖。圖3 表示使用本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體的觸摸屏的剖面圖。圖4 表示測定透明導(dǎo)電性薄膜側(cè)的硬度與彈性模數(shù)的概要說明圖。圖5 表示線性測定的概要說明圖。圖6 表示測定彎曲筆耐久性的概要說明圖。符號說明1透明薄膜基材2透明的第一電介質(zhì)薄膜3透明的第二電介質(zhì)薄膜4 Ga)透明導(dǎo)電性薄膜5透明的粘合劑層6透明基體7硬涂層Pl 屏板P2 屏板8 隔片4b導(dǎo)電性薄膜9透明基體10輸入筆20樣品臺21 壓頭
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的薄膜基材，其材質(zhì)沒有特別限制，可以使用適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)。具體可舉出聚酯系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酰亞胺系樹 脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、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、聚偏氯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂等。在這些材料 中，特別優(yōu)選的是聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂。這些薄膜基材的厚度需要在2 120 μ m的范圍，特別優(yōu)選在6 100 μ m的范圍。 如果厚度小于2 μ m，則作為薄膜基材的機(jī)械強(qiáng)度不足，將該基材卷成筒狀后，難以進(jìn)行連續(xù) 地形成電介質(zhì)薄膜或?qū)щ娦员∧さ缺∧ひ约罢澈蟿拥牟僮?。另外，如果厚度超過120 μ m， 則不能提高基于后述的粘合劑層的緩沖效果的導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性或作為觸摸屏的打 點(diǎn)特性。對于這樣的薄膜基材而言，可以在其表面預(yù)先實(shí)施濺射、電暈放電、火焰、紫外線 照射、電子束照射、化成、氧化等蝕刻處理或涂敷處理，使在其上設(shè)置的第一電介質(zhì)薄膜對 所述薄膜基材的緊密粘附性提高。還有，也可以根據(jù)需要，在設(shè)置第一電介質(zhì)薄膜之前，用 溶劑清洗或超聲波清洗等來除塵、凈化。在本發(fā)明中，如此構(gòu)成的薄膜基材的一側(cè)表面，在設(shè)置透明的導(dǎo)電性薄膜之前，作 為基底，按照透明的第一電介質(zhì)薄膜及透明的第二電介質(zhì)薄膜的順序?qū)盈B。第二電介質(zhì)薄 膜由無機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物形成。通過這樣層疊基底薄膜，在提高透明性及導(dǎo) 電性薄膜的耐擦傷性及耐彎曲性的同時(shí)，可以得到在提高用作觸摸屏的打點(diǎn)特性方面的好結(jié)果。作為第一電介質(zhì)薄膜和第二電介質(zhì)薄膜的材料，可以舉出NaF(l. 3)、 Na3AlF6 (1. 35)、LiF (1. 36)、MgF2 (1. 38)、CaF2 (1. 4)、BaF2 (1. 3)、BaF2 (1. 3)、SiO2 (1. 46)、 LaF3(l. 55) XeF(l. 63) ,Al2O3 (1-63)等無機(jī)物
，或光折射率 為1. 4 1. 6左右的丙烯酸系樹脂、氨基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、硅氧烷系聚 合物等有機(jī)物，或上述無機(jī)物和有機(jī)物的混合物。在上述材料中，第一電介質(zhì)薄膜的材料優(yōu)選是有機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合 物。特別是，作為有機(jī)物，優(yōu)選使用含有三聚氰胺樹脂和醇酸樹脂和有機(jī)硅烷縮合物的混合 物的熱固型樹脂。另外，第二電介質(zhì)薄膜的材料是無機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物。特別是，作 為無機(jī)物，優(yōu)選使用SiO2、MgF2、Al2O3等。第一電介質(zhì)薄膜和第二電介質(zhì)薄膜可以使用上述材料，通過真空蒸鍍法、濺射法、 離子鍍法、涂布法等來形成。特別是作為第二電介質(zhì)薄膜的形成方法，優(yōu)選真空蒸鍍法，如 果在通過該方法形成的第二電介質(zhì)薄膜上形成透明導(dǎo)電性薄膜，可以使構(gòu)成透明導(dǎo)電性薄 膜的結(jié)晶的粒徑分布容易設(shè)在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)。作為真空蒸鍍法中的薄膜形成材料的加 熱方式，可以舉出熱射線加熱方式或電阻加熱方式。第一電介質(zhì)薄膜的厚度為100 250nm，優(yōu)選130 200nm。第2電介質(zhì)薄膜的厚 度為15 lOOnm，優(yōu)選20 60nm。通過將第一及第二電介質(zhì)薄膜的各厚度設(shè)為上述范圍， 可以容易同時(shí)滿足透明性、耐擦傷性、耐彎曲性等特性。本發(fā)明中，如此在薄膜基材的一側(cè)表面，在層疊作為基底薄膜的第一及第二電介 質(zhì)薄膜之后，在其上設(shè)置透明導(dǎo)電性薄膜。導(dǎo)電性薄膜可以用與形成上述第一及第二電介 質(zhì)薄膜時(shí)同樣的方法來形成。使用的薄膜材料沒有特別的限制，優(yōu)選使用例如含氧化錫的氧化銦、含銻的氧化錫等。特別優(yōu)選含氧化錫的氧化銦。導(dǎo)電性薄膜的厚度通常為IOnm或更厚，可以優(yōu)選10 300歷。當(dāng)厚度比IOnm薄 時(shí)，難以成為表面電阻為103Ω/ □或更低的、具有良好導(dǎo)電性的連續(xù)被膜；而過厚時(shí)，容易 導(dǎo)致透明性降低等。本發(fā)明中，如上所述形成的導(dǎo)電性薄膜是由結(jié)晶形成的，形成該薄膜的材料的 結(jié)晶中，最大粒徑為300nm或更小的結(jié)晶含量控制在超過50面積％。結(jié)晶的最大粒徑 及分布是用場致發(fā)射穿透式電子顯微鏡(FE-TEM)表面觀察導(dǎo)電性薄膜來決定的。結(jié)晶 的最大粒徑是所觀察到的多角形狀或橢圓形狀的各區(qū)域中對角線或直徑的最大值。另 外，具有上述最大粒徑的結(jié)晶的含量，具體來說，是在上述電子顯微鏡圖像中每單位面積 (1. 5 μ mX 1. 5 μ m)，各粒徑的結(jié)晶所占的面積。形成上述導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置成最大粒徑為200nm或更小 的結(jié)晶含量超過50面積％。進(jìn)一步可以優(yōu)選設(shè)置成最大粒徑為IOOnm或更小的范圍的結(jié) 晶含量超過50面積％。另外，所述結(jié)晶含量優(yōu)選70面積％或更大，進(jìn)一步優(yōu)選80面積％ 或更大。發(fā)現(xiàn)通過如此控制導(dǎo)電性薄膜中的結(jié)晶，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改善耐彎曲性、抑制彎曲 時(shí)的裂紋發(fā)生、極大地提高用作觸摸屏的彎曲筆輸入耐久性。如果導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑 過小，在導(dǎo)電性薄膜中存在與非結(jié)晶狀態(tài)類似的部分，可靠性及筆耐久性降低，因而，優(yōu)選 結(jié)晶粒徑不是極端的過小。從所述觀點(diǎn)考慮，結(jié)晶的最大粒徑優(yōu)選IOnm或更大，進(jìn)一步優(yōu) 選30nm或更大。另外，形成導(dǎo)電性薄膜的材料，優(yōu)選結(jié)晶最大粒徑?jīng)]有超過300nm的情況。進(jìn)而， 形成導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶的最大粒徑分布例如分為IOOnm或更小、大于IOOnm且小于 等于200nm、大于200nm且小于等于300nm時(shí)，從耐久性的均衡的角度講優(yōu)選結(jié)晶并不集中 于各分布幅度中，而是具有至少2個(gè)的分布幅度的情況。至少2個(gè)分布幅度是優(yōu)選分別具有 至少5面積％的結(jié)晶含量。特別是，優(yōu)選在IOOnm或更小的分布幅度、大于IOOnm且小于等 于200nm的分布幅度中至少具有5面積％的結(jié)晶含量。最優(yōu)選的是IOOnm或更小的分布幅 度的結(jié)晶含量超過50面積％，進(jìn)一步優(yōu)選為70面積％或更大，進(jìn)一步優(yōu)選為80面積％或 更大，優(yōu)選其余的結(jié)晶存在于大于IOOnm且小于等于200nm的分布幅度中。另外，形成導(dǎo)電 性薄膜的材料的結(jié)晶的最大粒徑的平均粒徑優(yōu)選為50 250nm、進(jìn)一步優(yōu)選60 150nm、 進(jìn)一步優(yōu)選70 lOOnm。為了將導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑及粒徑分布限定于上述范圍，可以適當(dāng)選擇導(dǎo)電性 薄膜的材料構(gòu)成及其薄膜的形成方法。例如，在導(dǎo)電性薄膜由含有氧化錫的氧化銦(ITO) 形成時(shí)，通過增加ITO中的氧化錫含量，可以使粒徑小的結(jié)晶的含有比例增大。ITO中的氧 化錫的含量(相對于氧化銦和氧化錫的合計(jì)量的氧化錫的含量)優(yōu)選為2 50重量％、進(jìn) 一步優(yōu)選3 15重量％、特別優(yōu)選3 10重量％。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑及粒徑分布也可以根據(jù)選擇成為該薄膜的基底的第 一及第二電介質(zhì)薄膜的材料構(gòu)成及其形成方法來進(jìn)行限定。例如，形成作為第二電介質(zhì)薄 膜的S^2時(shí)，與用二氧化硅涂布法來形成相比，用電子束加熱的真空蒸鍍法來形成可以使 導(dǎo)電性薄膜中的粒徑小的結(jié)晶的含量更多。本發(fā)明中，薄膜基材的光折射率通常為1.4 1.7左右，導(dǎo)電性薄膜的光折射率 通常為約2左右。當(dāng)設(shè)薄膜基材的光折射率為Ill，第一電介質(zhì)薄膜的光折射率為n2，第二電介質(zhì)薄膜的光折射率為H3，導(dǎo)電性薄膜的光折射率為n4時(shí)，優(yōu)選它們的折射率滿足n3 < n2 ^ H1 < n4的關(guān)系。為了使第一電介質(zhì)薄膜及第二電介質(zhì)薄膜滿足上述的光折射率的 關(guān)系，即第一電介質(zhì)薄膜的光折射率n2比第二電介質(zhì)薄膜的光折射率n3大，且小于或等于 薄膜基材的光折射率H1，優(yōu)選在上述材料中，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。在本發(fā)明中，在一側(cè)表面通過第一及第二電介質(zhì)薄膜設(shè)置有透明導(dǎo)電性薄膜的薄 膜基材的另一表面上，通過透明粘合劑層貼合透明基體。此貼合可以是在透明基體側(cè)預(yù)先 設(shè)置上述粘合劑層，再把它與薄膜基材貼合；反之，也可以在薄膜基材側(cè)預(yù)先設(shè)置所述粘合 劑層，再把它與透明基體貼合。后一種方法，由于可以把薄膜基材卷成筒狀來連續(xù)形成粘合 劑層，從生產(chǎn)性角度講，更為有利。作為粘合劑層，只要是有透明性的物質(zhì)即可，可以使用例如丙烯酸類粘合劑、硅酮 類粘合劑、橡膠粘合劑等。粘合劑層在與透明基體貼合之后，由于其緩沖效果，具有提高在 薄膜基材的一面上所設(shè)置的導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性和作為觸摸屏用的打點(diǎn)特性的功能。為 使此功能更好地發(fā)揮，優(yōu)選把粘合劑層的彈性系數(shù)設(shè)定在1 lOON/cm2的范圍、厚度設(shè)定 在Ιμπι或更厚、通常在5 100 μ m的范圍。當(dāng)粘合劑層的彈性系數(shù)不足lN/cm2時(shí)，由于粘合劑層是非彈性的，因此加壓時(shí)更 容易變形，而使薄膜基材以至導(dǎo)電性薄膜產(chǎn)生凹凸，而且粘合劑容易從加工斷面溢出等，進(jìn) 而使導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性和作為觸摸屏使用的打點(diǎn)特性的提高效果變差。另外，當(dāng)彈性 系數(shù)超過lOON/cm2時(shí)，粘合劑層變硬，不能期待其的緩沖效果，使得導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷性 和作為觸摸屏使用的打點(diǎn)特性不能提高。當(dāng)粘合劑層的厚度不足1 μ m時(shí)，不能期望其的緩沖效果，因此，不期望導(dǎo)電性薄 膜的耐擦傷性和作為觸摸屏使用的打點(diǎn)特性的提高。另外，粘合劑層過厚時(shí)，損失了透明 性，粘合劑層的形成和透明基體的貼合作業(yè)性能、尤其從成本方面考慮難以得到好的結(jié)果。通過這樣的粘合劑層貼合的透明基體賦予薄膜基材以良好的機(jī)械強(qiáng)度，特別是有 助于防止卷曲等的發(fā)生，在要求即使貼合之后也具有可撓性時(shí)，通常使用6 300μπι左右 的塑料薄膜，在不特別要求可撓性時(shí)，通常使用0. 05 IOmm左右的玻璃板或薄膜狀乃至板 狀的塑料。塑料的材質(zhì)可以列舉與前述的薄膜基材一樣的物質(zhì)。另外根據(jù)需要，還可以在上述透明基體的外表面(與粘合劑層相反側(cè)的表面)上， 設(shè)置以提高視認(rèn)性為目的的防眩處理層和防反射層，或者設(shè)置以保護(hù)外表面為目的的硬質(zhì) 涂層處理層。作為后者的硬質(zhì)涂層，優(yōu)選使用例如含有三聚氰胺系樹脂、氨基甲酸酯系樹 脂、醇酸系樹脂、丙烯酸系樹脂、硅系樹脂等固化型樹脂的固化被膜。如上所述，本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體包含如下構(gòu)成在透明薄膜基材的一側(cè)表 面通過透明的第一及第二電介質(zhì)薄膜層疊具有特定的結(jié)晶粒徑及粒徑分布的透明導(dǎo)電性 薄膜，并且，在薄膜基材的另一表面通過透明粘合劑層貼合透明基體。作為該透明導(dǎo)電性層疊體的導(dǎo)電性薄膜側(cè)的物性，導(dǎo)電性薄膜側(cè)的硬度為IGPa 或更高，特別優(yōu)選為1. 5GPa，而導(dǎo)電性薄膜側(cè)的彈性模數(shù)為或更高，特別優(yōu)選為6GPa 或更高。由于具有這樣的物性，即使把透明導(dǎo)電性層疊體撓曲，也不會有導(dǎo)電性薄膜出現(xiàn)裂 紋、電阻值變差等問題，可以作為高耐彎曲性能的透明導(dǎo)電性層疊體而在觸摸屏等光電子 領(lǐng)域的基板中優(yōu)選使用。還有，從耐裂紋性出發(fā)，所述導(dǎo)電性薄膜側(cè)的硬度的上限是5GPa 或更低，進(jìn)一步優(yōu)選為4GPa或更低；同樣，從耐裂紋性出發(fā)，所述導(dǎo)電性薄膜側(cè)的彈性模數(shù)為20GPa或更低，進(jìn)一步優(yōu)選為16GPa或更低。上述導(dǎo)電性薄膜側(cè)的硬度和彈性模數(shù)可以通過壓痕試驗(yàn)(壓頭壓入試驗(yàn))使用例 如掃描探針顯微鏡(JE0L.LTD/日本電子JSPM-4200)等來進(jìn)行測定。在測定薄膜硬度時(shí)， 一般壓頭的壓入深度有必要到膜厚深度的1/10左右結(jié)束。在壓痕試驗(yàn)中，對被測物體(即透明導(dǎo)電性層疊體的導(dǎo)電性薄膜側(cè))施加負(fù)荷，按 壓壓頭，得到壓痕曲線(負(fù)荷-壓入深度曲線)。被測物體的硬度H可以由此時(shí)的最大負(fù)荷 Pmax和壓頭與被測物體之間的接觸投影面積A之比，用下面的式⑴來求出。還有，由壓痕 曲線的除荷曲線的初始斜率S通過下面的式( 就可以求出被測物體的復(fù)合彈性模數(shù)Er。 進(jìn)而，由壓頭的楊氏模數(shù)Ei、壓頭的泊松比vi和被測物體的泊松比vs通過下面的式(3)就 可以得到被測物體的楊氏模數(shù)&。這里，下述式O)中的β為常數(shù)，壓頭是金剛石，其楊氏模數(shù)Ei為1140GPa，泊松 比為0. 07。H = Pmax/A... (1)S = ( 2/f π) · E τ - β - /"A...(2)Er = l/{(l-vs2)/Es+(l_vi2)/Ei}...(3)這里，由于作為被測物體的導(dǎo)電性薄膜的泊松比vs不知道，故把上述的復(fù) 合彈性模數(shù)Er作為本發(fā)明中所謂的彈性模數(shù)。有關(guān)測定的詳細(xì)情況，可以用在例如 W. C. Oliver and G. Μ. Phar,J. Meter. Res. ,Vol. 7,No. 6, June 1992^Handbook of Micro/ Nanotribology等中所述的公知方法來進(jìn)行測定。圖1是表示本發(fā)明一例透明導(dǎo)電性層疊體的示意圖，在透明薄膜基材1的一側(cè)表 面按照透明的第一電介質(zhì)薄膜2、透明的第二電介質(zhì)薄膜3、透明導(dǎo)電性薄膜4的順序?qū)盈B， 在另一表面通過透明的粘合劑層5貼合透明基體6。另外，圖2是表示本發(fā)明另一例透明導(dǎo)電性層疊體的示意圖，在透明基體6的外表 面設(shè)置硬質(zhì)涂層7，其他構(gòu)成要素與圖1完全相同，采用同樣的序號，省略其說明。圖3是表示使用有本發(fā)明透明導(dǎo)電性層疊體的觸摸屏的例示圖。也就是以使相互 垂直而設(shè)置的導(dǎo)電性薄膜如、4b彼此相對的方式，通過隔片8把具有透明導(dǎo)電性薄膜^、4b 的一對屏板P1、P2相對設(shè)置而形成的觸摸屏，其中，作為一側(cè)的屏板P1，使用上述圖2所示 的透明導(dǎo)電性層疊體。該觸摸屏中，當(dāng)使用輸入筆從屏板Pl側(cè)按壓打點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)電性薄膜4a、4b彼此互相 接觸，電路形成ON狀態(tài)，一旦解除上述按壓，則返回到原來的OFF狀態(tài)，具有作為透明開關(guān) 結(jié)構(gòu)體的功能。這時(shí)，因?yàn)槠涟錚l含有上述透明導(dǎo)電性層疊體，所以導(dǎo)電性薄膜的耐擦傷 性和耐彎曲性優(yōu)異，可以長期穩(wěn)定地維持上述功能。在上述圖3中，屏板Pl可以是圖1中所示的透明導(dǎo)電性層疊體。另外，屏板P2是 在含有塑料薄膜或玻璃板等的透明基體9上設(shè)置有導(dǎo)電性薄膜4b的物質(zhì)，但是也可以使用 與上述屏板Pl相同的圖1或圖2所示的透明導(dǎo)電性層疊體。實(shí)施例以下與比較例對比地記述本發(fā)明的實(shí)施例，更具體地進(jìn)行說明。在以下敘述中，份
表示重量份。導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶粒徑及粒徑分布，用場致發(fā)射穿透式電子顯微鏡(FE-TEM，Hitachi,HF-2000)進(jìn)行導(dǎo)電性薄膜的表面觀察來評價(jià)。具體而言，結(jié)晶的最大粒徑用以下 方法測定。首先，在聚酯薄膜上用濺射法形成ITO薄膜。將其靜置于試皿上，慢慢地注入六 氟異丙醇，溶解去除聚酯薄膜。然后用白金制的網(wǎng)狀物撈取ITO薄膜，固定于穿透式電子 顯微鏡的樣品臺上。根據(jù)各例將其按照5萬倍 20萬倍左右的倍率進(jìn)行拍照，觀察在每 1. 5 μ mX 1. 5 μ m的面積中存在的結(jié)晶的最大粒徑，進(jìn)行評價(jià)。實(shí)施例1在含有厚度為25μπι的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(以下稱為PET薄膜)的透 明薄膜基材(光折射率Ii1 = 1.66)的一側(cè)表面，形成150nm厚的含有三聚氰胺樹脂醇酸 樹脂有機(jī)硅烷縮合物=2 2 1(重量比)的熱固型樹脂的硬化被膜(光折射率n2 = 1. Μ)，制成透明的第一電介質(zhì)薄膜。接著，在該第一電介質(zhì)薄膜上，通過二氧化硅涂布法，形成含有SW2薄膜的第二 電介質(zhì)薄膜。即，在上述第一電介質(zhì)薄膜上涂布下述物質(zhì)將硅溶膠(C0LC0AT公司制的 “C0LC0AT P”)用乙醇稀釋成固態(tài)成分濃度為2%而得的物質(zhì)，在150°C下干燥2分鐘后，使 其硬化，形成厚度為30nm的SiO2薄膜(光折射率n3 = 1. 46)，制成透明的第二電介質(zhì)薄膜。如此在薄膜基材上層疊基底薄膜之后，在其上(第二電介質(zhì)薄膜上)，進(jìn)一步在含 有氬氣80%和氧氣20%的4X 的氣氛下，通過使用氧化銦及氧化錫的混合物的燒結(jié) 體(氧化銦97重量％、氧化錫3重量％ )的濺射法，形成厚度為20nm的含有氧化銦和氧化 錫的復(fù)合氧化物(光折射率n4 = 2. 00)的透明導(dǎo)電性薄膜(ΙΤ0薄膜)，在150°C下加熱1. 5 小時(shí)。該導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。接著，在上述PET薄膜的另一表面上，形成約20 μ m厚的彈性系數(shù)調(diào)整到ION/ cm2的透明的丙烯酸系粘合劑層(在丙烯酸丁酯丙烯酸乙酸乙烯酯的重量比為 100 2 5的單體混合物的共聚物100份中，配合異氰酸酯系交聯(lián)劑1份而成的丙烯酸系 粘合劑)，進(jìn)而在其上貼合厚度為125 μ m的含有PET薄膜的透明基體。接著，在上述的透明基體上，在丙烯酸·聚氨酯系樹脂(大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制 的商品名為‘‘UNIDIC 17-806”)100份中加上作為光聚合引發(fā)劑的羥基環(huán)己基苯基酮(CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制的商品名“IRGACURE 184”)5份，涂布稀釋到50重量％濃度 的甲苯溶液，在100°C下干燥3分鐘后，立即用2盞臭氧型高壓水銀燈(80W/cm、15cm聚光 型)進(jìn)行紫外線照射，形成厚度為5 μ m的硬涂層，從而制成圖2所示結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電性層 疊體。將該透明導(dǎo)電性層疊體作為一側(cè)的屏板，作為另一側(cè)的屏板，使用在玻璃板上用 上述同樣方法形成厚度為30nm的ITO薄膜的物質(zhì)。以ITO薄膜彼此相對的方式，隔著厚度 為20 μ m的隔片使兩屏板的間隔達(dá)到150 μ m來對向配置這兩個(gè)屏板，制成作為開關(guān)結(jié)構(gòu)體 的觸摸屏。另外，在上述的對向配置之前，預(yù)先使兩屏板的各ITO薄膜互相垂直地形成。實(shí)施例2除了將第一電介質(zhì)薄膜(硬化被膜)的厚度變更為200nm之外，與實(shí)施例1同樣 地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表 2中。實(shí)施例3除了將第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)的厚度變更為60nm之外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2 中。實(shí)施例4除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。 即，在第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)的形成中，使用電子束加熱法代替二氧化硅涂布法，在 1 X 10_2 3 X IO-2Pa的真空度條件下真空蒸鍍SiO2,形成厚度為30nm的SiO2薄膜。另夕卜， 導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。實(shí)施例5除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。 即，在導(dǎo)電性薄膜(ΙΤ0薄膜)的形成中，使用氧化銦和氧化錫的混合物的燒結(jié)體(氧化銦 90重量％，氧化錫10重量％ )作為蒸鍍原料，形成厚度為20nm的ITO薄膜。另外，導(dǎo)電性 薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。實(shí)施例6除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。 即，在第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)的形成中，使用電子束加熱法代替二氧化硅涂布法，在 1 X 10_2 3 X IO-2Pa的真空度條件下真空蒸鍍SiO2,形成厚度為30nm的SW2薄膜；在導(dǎo)電 性薄膜(ΙΤ0薄膜)的形成中，使用氧化銦和氧化錫的混合物的燒結(jié)體(氧化銦90重量％， 氧化錫10重量％ )作為蒸鍍原料，形成厚度為20nm的ITO薄膜。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶 的粒徑分布示于表2中。實(shí)施例7除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。 即，在第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)的形成中，使用電子束加熱法代替二氧化硅涂布法，在 1 X 10_2 3 X IO-2Pa的真空度條件下真空蒸鍍SiO2,形成厚度為30nm的SW2薄膜；在導(dǎo)電 性薄膜(ΙΤ0薄膜)的形成中，使用氧化銦和氧化錫的混合物的燒結(jié)體(氧化銦95重量％， 氧化錫5重量％)作為蒸鍍原料，形成厚度為20nm的ITO薄膜。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶 的粒徑分布示于表2中。比較例1除了不形成第一電介質(zhì)薄膜(硬化被膜)之外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電 性層疊體及使用其的觸摸屏。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。比較例2除了不形成第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)之外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電 性層疊體及使用其的觸摸屏。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。比較例3除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。 即，在導(dǎo)電性薄膜(ΙΤ0薄膜)的形成中，使用氧化銦和氧化錫的混合物的燒結(jié)體(氧化銦 99重量％，氧化錫1重量％)作為蒸鍍原料，形成厚度為20nm的ITO薄膜。另外，導(dǎo)電性薄 膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。比較例4除了不形成第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)之外，與實(shí)施例5同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸屏。另外，該導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。比較例5除了以下不同外，與實(shí)施例1同樣地制作透明導(dǎo)電性層疊體及使用其的觸摸 屏。即，在第二電介質(zhì)薄膜(SiO2薄膜)的形成中，使用電子束加熱法代替硅涂布法，在 1 X 10_2 3 X IO-2Pa的真空度條件下真空蒸鍍SiO2,形成厚度為30nm的SW2薄膜；在導(dǎo)電 性薄膜(ΙΤ0薄膜)的形成中，使用氧化銦和氧化錫的混合物的燒結(jié)體(氧化銦99重量％， 氧化錫1重量％ )作為蒸鍍原料，形成厚度為20nm的ITO薄膜。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶 的粒徑分布示于表2中。對于上述實(shí)施例1 7及比較例1 5的各透明導(dǎo)電性層疊體而言，各層(薄膜) 的材料、折射率、厚度等示于表1中。另外，導(dǎo)電性薄膜的結(jié)晶的粒徑分布示于表2中。表權(quán)利要求
1.一種透明導(dǎo)電性層疊體，在厚度為2 120μπι的透明薄膜基材的一側(cè)表面，按照透 明的第一電介質(zhì)薄膜、透明的第二電介質(zhì)薄膜和透明導(dǎo)電性薄膜的順序依次層疊，在所述 薄膜基材的另一表面，通過透明的粘合劑層貼合透明基體而成，其特征在于，第二電介質(zhì)薄 膜是無機(jī)物、或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物，形成所述導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶的最大粒徑 為300nm或更小，將所述最大粒徑的分布分為IOOnm或更小、大于IOOnm且小于等于200nm、 大于200nm且小于等于300nm時(shí)，在至少2個(gè)分布幅度中具有最大粒徑的分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，至少2個(gè)分布幅度分別具有 至少5面積％的結(jié)晶含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，在IOOnm或更小、和大于 IOOnm且小于等于200nm的分布幅度中具有至少5面積％的結(jié)晶含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，IOOnm或更小的分布幅度的 結(jié)晶含量超過50面積％，殘余的結(jié)晶存在于大于IOOnm且小于等于200nm的分布幅度中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，IOOnm或更小的分布幅度的 結(jié)晶含量超過70面積％，殘余的結(jié)晶存在于大于IOOnm且小于等于200nm的分布幅度中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，IOOnm或更小的分布幅度的 結(jié)晶含量超過80面積％，殘余的結(jié)晶存在于大于IOOnm且小于等于200nm的分布幅度中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，結(jié)晶的最大粒徑的平均粒 徑為50 250nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，結(jié)晶的最大粒徑的平均粒 徑為60 150nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，結(jié)晶的最大粒徑的平均粒 徑為70 lOOnm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，形成透明導(dǎo)電性薄膜的材 料的結(jié)晶中，最大粒徑為200nm或更小的結(jié)晶的含量超過50面積％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，透明導(dǎo)電性薄膜的硬度為 1. 5GPa或更高，彈性模數(shù)為6GPa或更高。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，導(dǎo)電性薄膜是由含有氧化 錫的氧化銦形成的，相對于氧化銦和氧化錫的合計(jì)量，氧化錫的含量為2 50重量％。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，相對于氧化銦和氧化錫 的合計(jì)量，氧化錫的含量為3 15重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，當(dāng)設(shè)薄膜基材的光折射 率為Ii1，第一電介質(zhì)薄膜的光折射率為n2，第二電介質(zhì)薄膜的光折射率為n3，導(dǎo)電性薄膜的 光折射率為n4時(shí)，它們的折射率滿足n3 < n2 < Ii1 < n4的關(guān)系；第一電介質(zhì)薄膜的厚度為 100 250nm ；第二電介質(zhì)薄膜的厚度為15 lOOnm。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，第一電介質(zhì)薄膜是有機(jī)物 或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電性層疊體，其特征在于，第二電介質(zhì)薄膜是由真空 蒸鍍法形成的無機(jī)物。
17.一種觸摸屏，以導(dǎo)電性薄膜彼此相對的方式，通過隔片將具有導(dǎo)電性薄膜的一對屏板相對設(shè)置而成，其特征在于，至少一側(cè)屏板含有權(quán)利要求1 16中的任一項(xiàng)所述的透明 導(dǎo)電性層疊體。
全文摘要
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電性層疊體及觸摸屏。本發(fā)明的透明導(dǎo)電性層疊體，在厚度為2～120μm的透明薄膜基材的一側(cè)表面，按照透明的第一電介質(zhì)薄膜、透明的第二電介質(zhì)薄膜和透明導(dǎo)電性薄膜的順序依次層疊，在所述薄膜基材的另一表面，通過透明的粘合劑層貼合透明基體而成，第二電介質(zhì)薄膜是無機(jī)物或有機(jī)物和無機(jī)物的混合物，形成上述導(dǎo)電性薄膜的材料的結(jié)晶中，最大粒徑為300nm或更小的結(jié)晶含量超過50面積％。所述透明導(dǎo)電性層疊體高度地滿足用作觸摸屏的彎曲筆輸入耐久性。
文檔編號G06F3/041GK102063953SQ201010623319
公開日2011年5月18日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者吉武秀敏, 梨木智剛, 菅原英男 申請人:日東電工株式會社