CN102792247A - 透明导电元件、输入装置及显示装置 - Google Patents

透明导电元件、输入装置及显示装置 Download PDF

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Abstract

一种透明导电元件,包括:设置有平均波长小于等于可见光波长的波面的光学层;以及透明导电层,所述透明导电层在所述波面上形成为跟随所述波面的形状。当波面的平均波长为λm且波面的振动的平均幅度为Am时,比例(Am/λm)为0.2以上且1.0以下,波面的斜面的平均角度在30°以上且60°以下的范围内;以及当波面的最高位置的透明导电层的厚度为D1并且波面的最低位置的透明导电层的厚度为D3时,比例D3/D1在0.8以下的范围内。

Description

透明导电元件、输入装置及显示装置
技术领域
本发明涉及透明导电元件、输入装置及显示装置。具体地,本发明涉及具有防反射功能的透明导电元件。
背景技术
在诸如电子纸的显示装置和诸如触摸屏的输入装置中,使用其中在基板的平坦表面上形成透明导电层的透明导电元件。对于在该透明导电元件中使用的透明导电层的材料,使用折射率为约2.0的高折射率材料(例如,ITO(铟锡氧化物))。因此,反射率较高是由透明导电层的厚度所决定的,并且有时会降低显示装置和输入装置的质量。
传统上,为了改善透明导电元件的透射特性,使用了形成光学多层膜的技术。例如,在日本未审查专利申请公开第2003-136625号中,提出了用于触摸屏的透明导电元件,其中,在基板和透明导电膜之间设置有光学多层膜。该光学多层膜通过顺次层叠具有不同折射率的多个介电膜而形成。然而,根据该技术,光学调整功能变得具有波长依赖性。这里,光学调整功能是指关于透射特性和/或反射特性的光学调整功能。此外,近年来,由于在各种显示装置和输入装置中使用透明导电元件,因此需要优良的电可靠性。
发明内容
技术问题
因此,本发明的目标在于提供具有更小的波长依赖性、具有可视度良好的光学调整功能并具有优良的电可靠性的透明导电元件、输入装置和显示装置。
技术方案
本发明提供了一种透明导电元件,包括:
设置有平均波长小于或等于可见光波长的波面的光学层;以及
透明导电层,所述透明导电层在波面上形成为跟随波面的形状,
其中,当波面的平均波长为λm且波面的振动的平均幅度为Am时,比例(Am/λm)为0.2以上且1.0以下,
波面的斜面的平均角度在30°以上且60°以下的范围内,
当波面的最高位置的透明导电层的厚度为D1并且波面的最低位置的透明导电层的厚度为D3时,比例D3/D1在0.8以下的范围内。
根据本发明的透明导电元件适于应用于输入装置和显示装置。
在本发明中,诸如椭圆、圆形(圆形(round))、球形以及椭球形的形状不仅包括数学上定义的完全的椭圆、圆形、球形和椭球形,还包括具有某种程度形变的椭圆、圆形、球形和椭球形。
在本发明中,光学层的波面优选地通过在基板表面上排列多个结构体来形成。结构体优选地具有凸形或凹形,并优选地排列成特定格子状。对于格子状,优选地使用四方格子状或准四方格子状、或者六方格子状或准六方格子状。
在本发明中,同一轨迹中的结构体的配置节距P1优选地大于两个相邻轨迹之间的结构体的配置节距P2。这样,可以提高具有椭圆锥或椭圆锥台状的结构体的填充率,因此可以改善光学调整功能。
在本发明中,当各结构体在基板表面上形成六方格子状图案或准六方格子状图案时,在同一轨迹中的结构体的配置节距为P1并且两个相邻轨迹之间的结构体的配置节距为P2时,比例P1/P2优选地满足关系1.00≤P1/P2≤1.1或1.00<P1/P2≤1.1。在这种数值范围中,可以提高具有椭圆锥或椭圆锥台状的结构体的填充率,因此可以改善光学调整功能。
在本发明中,当各结构体形成六方格子状图案或准六方格子状图案时,每个结构体优选地具有中心部分的倾斜形成为比顶部或底部的倾斜更陡峭并且长轴方向在轨迹延伸方向的椭圆锥或椭圆锥台状。根据这种形状,可以改善反射特性和透射特性的光学调整功能。
在本发明中,当各结构体形成六方格子状图案或准六方格子状图案时,结构体在轨迹延伸方向上的高度或深度优选地小于结构体在轨迹的排列方向上的高度或深度。当不满足这种关系时,需要增大轨迹延伸方向上的配置节距,因此减小了轨迹延伸方向上结构体的填充率。填充率的减小导致反射特性的退化。
在本发明中,当结构体在基板表面上形成四方图案或准四方图案时,同一轨迹中的结构体的配置节距P1优选地大于两个相邻轨迹之间的结构体的配置节距P2。这样,可以提高具有椭圆锥或椭圆锥台状的结构体的填充率,因此可以改善光学调整功能。
在结构体在基板表面上形成四方图案或准四方图案的情况下,当同一轨迹中的结构体的配置节距为P1且两个相邻轨迹之间的结构体的配置节距为P2时,比例P1/P2优选地满足关系1.4<P1/P2≤1.5。在这种数值范围中,可以提高具有椭圆锥或椭圆锥台状的结构体的填充率,因此可以改善光学调整功能。
当结构体在基板表面上形成四方图案或准四方图案时,每个结构体优选地具有其中长轴方向在轨迹延伸方向并且中心部分的倾斜被形成为比顶部或底部的倾斜更陡峭的椭圆锥或椭圆锥台状。根据这种形状,可以改善反射特性和透射特性的光学调整功能。
当结构体在基板表面上形成四方图案或准四方图案时,结构体在相对于轨迹为45°方向或大约45°方向的高度或深度优选地小于结构体在轨迹排列方向上的高度或深度。当不满足该关系时,需要增大相对于轨迹为45°方向或大约45°方向上的配置节距,因此减小了相对于轨迹为45°方向或大约45°方向上的填充率。填充率的减小导致了反射特性的退化。
在本发明中,以微细节距形成在基板表面上的许多结构体优选地形成多行轨迹以及在三个相邻轨迹之间形成六方格子状图案、准六方格子状图案、四方图案、或准四方图案。这样,可以增大表面上的结构体的填充密度,因此可以获得具有可见光的反射和透射特性的增强光学调整功能的光学元件。
在本发明中,优选地通过使用组合有光盘的母版制造工艺和蚀刻工艺的方法来制造光学元件。可以高效地在短时间内制造用于制造光学元件的母版,因此可以提高光学元件的生产率。
在本发明中,由于在具有小于或等于可见光波长的平均波长的波面上形成具有特定图案并跟随波面的形状的透明导电层,因此可以获得具有小波长依赖性和良好的可视性的光学调整功能。
此外,由于波面的斜面的平均角度在30°以上且60°以下的范围内,因此可以获得良好的电可靠性。
有益效果
如上所述,根据本发明,可以实现具有小波长依赖性、良好可视性的良好的光学调整功能以及良好的电可靠性的透明导电元件。
附图说明
图1A是示出根据本发明第一实施方式的透明导电元件的构造示例的截面图。
图1B是以放大方式示出图1A中示出的第一区域R1的放大截面图。
图1C是以放大方式示出图1A中示出的第二区域R2的放大截面图。
图2A是示出根据本发明第一实施方式的透明导电元件的构造的另一示例的截面图。
图2B是以放大方式示出图2A中示出的第一区域R1的放大截面图。
图2C是以放大方式示出图2A中示出的第二区域R2的放大截面图。
图3A是示出其上形成有多个结构体的光学层表面的一个示例的平面图。
图3B是以放大方式示出图3A中示出的光学层表面的一部分的平面图。
图3C是以放大方式示出图3A中示出的光学层表面的一部分的透视图。
图4是说明用于在结构体的边界不清楚时设置结构体底面的方法的示意图。
图5A是用于说明透明导电层的表面轮廓的示例的放大截面图。
图5B是用于说明形成在凸状结构体上的透明导电层的厚度的放大截面图。
图6A是示出辊形母版的构造的一个示例的透视图。
图6B是以放大的方式示出图6A中示出的辊形母版的一部分的平面图。
图6C是沿图6B中的轨迹T截取的截面图。
图7是示出辊形母版曝光装置的构造的一个示例的示意图。
图8A至图8D是用于说明用于制造根据本发明第一实施方式的透明导电元件的方法的一个示例的步骤图。
图9A至图9D是用于说明用于制造根据本发明第一实施方式的透明导电元件的方法的一个示例的步骤图。
图10A是示出根据本发明第二实施方式的透明导电元件的光学层表面的一个示例的平面图。
图10B是以放大的方式示出图10A中示出的光学层表面的一部分的平面图。
图11A是示出根据本发明第三实施方式的透明导电元件的构造的一个示例的截面图。
图11B是示出根据本发明第三实施方式的透明导电元件的光学层表面的一个示例的平面图。
图11C是以放大的方式示出图11B中示出的光学层表面的一部分的平面图。
图12A是示出根据本发明第四实施方式的透明导电元件的构造的一个示例的截面图。
图12B是以放大的方式示出图12A中示出的透明导电元件的一部分的放大截面图。
图12C是示出根据第四实施方式的透明导电元件的构造的另一示例的截面图。
图12D是以放大的方式示出图12C中示出的透明导电元件的一部分的放大截面图。
图13A是用于说明根据本发明第五实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。
图13B是以放大的方式示出图13A中示出的区域A1和区域A2的放大截面图。
图14A是以另一放大的方式示出图13A中示出的区域A1的放大截面图。
图14B是以另一放大的方式示出图13A中示出的区域A2的放大截面图。
图15A是用于说明根据本发明第五实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的分解透视图。
图15B是用于说明在根据本发明第五实施方式的信息输入装置中设置的第一透明导电元件的构造的一个示例的分解透视图。
图16A是用于说明根据本发明第六实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。
图16B是以放大的方式示出图16A中示出的信息输入装置的一部分的放大截面图。
图17A是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。
图17B是以放大的方式示出与其上形成有透明导电层的波面相对的区域的截面图。
图17C是以放大的方式示出与其上未形成有透明导电层的暴露的波面相对的区域的截面图。
图18A是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置的构造示例的分解透视图。
图18B是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置中包括的透明导电元件的构造的一个示例的分解透视图。
图19A是用于说明根据本发明第八实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。
图19B是以放大的方式示出图19A中示出的信息输入装置的一部分的放大截面图。
图20是用于说明根据本发明第九实施方式的液晶显示装置的构造示例的截面图。
图21A是用于说明根据本发明第十实施方式的信息显示装置的构造的一个示例的透视图。
图21B是以放大的方式示出其上形成有透明导电层的波面彼此相对的区域的截面图。
图21C是以放大的方式示出没有透明导电层的暴露波面彼此相对的区域的截面图。
图22A是用于说明根据本发明第十一实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。
图22B是以放大的方式示出其上形成有透明导电层的波面彼此相对的区域的截面图。
图22C是以放大的方式示出其上未形成有透明导电层的暴露波面彼此相对的区域的截面图。
图23A是示出样本1-1至1-3的基板表面上布置的多个结构体的平面图。
图23B是示出样本1-1至1-3的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图24是示出样本2-1至2-3的透明导电元件的透射光谱的测量结果的曲线图。
图25A是示出样本3-1至3-3的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图25B是样本3-1至3-3的透明导电元件的透射光谱的曲线图。
图26是示出样本4-1至4-4的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图27是示出样本6-1和6-2以及样本6-3和6-4的透明导电元件的反射率的差ΔR的曲线图。
图28A是示出样本7-1的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图28B是示出样本7-2的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图28C是示出样本7-3的透明导电元件的反射光谱的曲线图。
图29A是示出样本7-2的透明导电层的厚度D1、D2和D3的截面图。
图29B是示出样本7-3的透明导电层的厚度D1、D2和D3的截面图。
图30是示出样本9-1至10-5的透明导电片的表面电阻值的测量结果的曲线图。
具体实施方式
将通过参照附图以以下顺序描述本发明的实施方式。值得注意的是,在下面的实施方式的所有附图中,相同或相应的部件被赋予相同的参考标号。
1.第一实施方式(结构体排列成六方格子状的透明导电元件的示例)
2.第二实施方式(结构体排列成四方格子状的透明导电元件的示例)
3.第三实施方式(结构体随机排列的透明导电元件的示例)
4.第四实施方式(透明导电层连续形成在整个波面上的透明导电元件的示例)
5.第五实施方式(透明导电元件到信息输入装置的第一应用示例)
6.第六实施方式(透明导电元件到信息输入装置的第二应用示例)
7.第七实施方式(透明导电元件到信息输入装置的第三应用示例)
8.第八实施方式(透明导电元件到信息输入装置的第四应用示例)
9.第九实施方式(透明导电元件到信息显示装置的第一应用示例)
10.第十实施方式(透明导电元件到信息显示装置的第二应用示例)
11.第十一实施方式(透明导电元件到信息显示装置的第三应用示例)
<1.第一实施方式>
本发明人已经进行了深入研究,以解决上述现有技术的问题。结果,发明人发现:(1)通过以透明导电层跟随波面的形状的方式在具有平均波长小于或等于可见光波长的波面的光学层上形成透明导电层,可以实现具有较小的波长依赖性的光学调整功能,以及(2)通过将波面中的斜面的平均角度调整到在30°以上且60°以下的范围内,可以获得良好的电可靠性。
[透明导电元件的构造]
图1A是示出根据本发明第一实施方式的透明导电元件的构造的一个示例的截面图。图1B是以放大的方式示出图1A中的第一区域R1的放大截面图。图1C是以放大的方式示出图1A中的第二区域R2的放大截面图。透明导电元件1包括在一个主面中具有波面Sw的光学层(第一光学层)2和在波面Sw上形成为跟随波面Sw的形状的透明导电层6。在光学层2的波面Sw中,其中形成有透明导电层6的第一区域R1和其中未形成有透明导电层6的第二区域R2交替设置,并且透明导电层6具有特定图案。此外,如果需要,如图2A至图2C所示,可以进一步设置形成在透明导电层6上的光学层(第二光学层)7,以使得透明导电层6的两个主面分别被光学层2和光学层7覆盖。透明导电元件1优选地具有柔性。
(光学层)
例如,光学层2包括基板3以及形成在基板3的表面上的多个结构体4。通过在基板3的表面上形成多个结构体4来形成波面Sw。结构体4和基板3例如分离地形成或形成为一体。当结构体4和基板3分离地形成时,根据需要,可以在结构体4和基板3之间进一步设置基底层5。基底层5是在结构体4的底面侧与结构体4一体形成的层,并通过固化与结构体4类似的能量射线可硬化树脂成分而制成。
例如,光学层7包括基板3和设置在基板3和透明导电层6之间的粘合层8,并且基板3利用介于其之间的粘合层8粘合到透明导电层6上。光学层7不限于该示例,并且可以形成为诸如SiO2的陶瓷保护层(保护层)。
波面Sw的振动的平均幅度Am与波面Sw的平均波长λm的比例(Am/λm)优选地在0.2以上且1.0以下的范围内,并且更优选地在0.3以上且0.8以下的范围内。当比例(Am/λm)小于0.2时,波面Sw的光学调整功能趋于退化。相反,在超过1.0的比例(Am/λm)时,电可靠性趋于退化。
波面Sw的平均波长λm优选地小于或等于光学调整功能所针对的光的波长段。光学调整功能所针对的光的波长段例如是紫外线光的波长段、可见光的波长段、或者红外线光的波长段。这里,紫外线光的波长段是指10nm至360nm的波长段,可见光的波长段是指360nm至830nm的波长段,并且红外线光的波长段是指830nm至1mm的波长段。具体地,波面Sw的平均波长λm优选地在140nm以上且300nm以下的范围内,并且更优选地在150nm以上且270nm以下的范围内。当波面Sw的振动的平均幅度Am小于140nm时,电特性趋于退化。相反,当波面Sw的振动的平均幅度Am超过300nm时,可视性趋于降低。
波面Sw的振动的平均幅度Am优选地在28nm以上且300nm以下的范围内,更优选地在50nm以上且240nm以下的范围内,还更优选地在80nm以上且240nm以下的范围内。当波面Sw的振动的平均幅度Am小于28nm时,光学调整功能趋于退化。相反,当波面Sw的振动的平均幅度Am超过300nm时,电特性趋于退化。
这里,如下确定波面Sw的平均波长λm、振动的平均幅度Am以及比例(Am/λm)。首先,在一个方向切割透明导电元件1,使得包括波面Sw的振动幅度最大的位置,并且用TEM(透射电子显微镜)拍摄该截面。然后,从已经拍摄的TEM照片确定波面Sw的波长λ和振动幅度A。在随机选择的透明导电元件1的10个位置重复进行该测量,并且对测量值进行简单平均(算术平均)以确定波面Sw的平均波长λm和振动的平均幅度Am。然后,通过使用平均波长λm和振动的平均幅度Am来确定比例(Am/λm)。
波面Sw中的斜面的平均角度优选地在60°以下,更优选地30°以上且60°以下的范围内。当平均角度小于30°时,波面Sw的电可靠性趋于退化。相反,当平均角度超过60°时,电可靠性趋于退化。此外,当平均角度超过60°时,透明导电层6的蚀刻耐性趋于降低。
如图2A至图2C所示,当在透明导电层6上进一步形成光学层7时,其中形成有透明导电层6的第一区域R1的反射率R1和其中没有形成透明导电层6的第二区域R2的反射率R2之间的差ΔR(=R2-R1)优选地在5%以下、更优选地3%以下、进一步更优选地1%以下的范围内。通过将反射率差ΔR调整为5%以下,可以抑制具有特定图案的透明导电层6变得可视。
当如图1A至图1C所示露出透明导电层6时,透明导电元件1的两个主面中的光学层2侧主面的透射色调在L*a*b*颜色空间中优选地为|a*|≤10且|b*|≤10,更优选地,|a*|≤5且|b*|≤5,进一步更优选地,|a*|≤3且|b*|≤3。当透射色调为|a*|≤10且|b*|≤10时,可以进一步提高可视性。
如图2A至图2C所示,当在透明导电层6上进一步形成光学层7时,透明导电元件1的两个主面中的光学层2侧主面的透射色调在L*a*b*颜色空间中优选地为|a*|≤5且|b*|≤5,更优选地a*|≤3且|b*|≤3,进一步更优选地|a*|≤2且|b*|≤2。当透射色调为|a*|≤5and|b*|≤5时,可以提高可视性。
如图1A至图1C所示,当露出透明导电层6时,透明导电元件1的两个主面中透明导电层6侧主面的反射色调在L*a*b*颜色空间中优选地为|a*|≤10且|b*|≤10。当反射色调为|a*|≤10且|b*|≤10时,可以提高可视性。
如图2A至图2C所示,当在透明导电层6上进一步形成光学层7时,透明导电元件1的两个主面中透明导电层6侧主面的反射色调在L*a*b*颜色空间中优选地为|a*|≤10且|b*|≤10,更优选地|a*|≤5且|b*|≤5,进一步更优选地|a*|≤3且|b*|≤3。当反射色调为|a*|≤10且|b*|≤10时,可以提高可视性。
(基板)
基板3和8例如是具有透明度的透明基板。对于基板3和8的材料,例如,可以指定具有透明度的塑料材料和主要由玻璃等组成的材料。然而,材料并不特定地局限于这种材料。
对于玻璃,例如是钠钙玻璃、铅玻璃、硬质玻璃、石英玻璃、液晶玻璃等(参照由日本的化学会编辑的"Kagaku Binran-Kiso-hen (ChemistryHandbook,Basics)",p.I-537)。对于塑料材料,从诸如透明度、折射率和扩散性的光学特性以及诸如耐冲击性、耐热性、耐久性的各种特性的角度来看,优选为以下:诸如聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和另一(甲基)丙烯酸酯或诸如苯乙烯的乙烯基单体的共聚物;诸如聚碳酸酯和乙二醇二烯丙基碳酸酯(CR-39)的聚碳酸酯基树脂;诸如二(甲基)丙烯酸酯(溴)双酚A和聚合物的均聚物和共聚物以及(溴)双酚A单(甲基)丙烯酸酯的聚氨酯改性单体的共聚物的热塑性(甲基)丙烯酸树脂;以及聚酯,具体地,聚对苯二甲酸乙二醇、聚乙烯萘以及不饱和聚酯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、聚芳酯、聚醚砜、聚醚酮、环烯烃聚合物(商标名:ARTON和ZEONOR)以及环烯烃共聚物。此外,考虑到耐热性,使用芳香族聚酰胺基树脂也是可行的。
当使用塑料材料作为基板3和8时,可以设置底涂层作为表面处理,以提高塑料表面的表面能量、涂覆性、滑动性以及平坦度。对于底涂层,例如,可以指定烷氧基有机金属化合物、聚酯、丙烯酸改性聚酯、聚氨酯等。此外,为了获得与底涂层的设置类似的效果,可以在基板3和8的表面上进行电晕放电和/或紫外线照射处理。
当基板3和8是塑料膜时,例如,可以通过将上述树脂拉伸或在溶剂中稀释树脂、从其形成膜并干燥膜的方法来获得基板3和8。然而,基板3和8的厚度优选地根据导电元件211的用途来适当地选择,并且例如大约为25μm至500μm。
对于基板3和8的形状,例如,可以指定片形、板形块形,然而,该形状并不特定地局限于此。这里,将片定义为包括膜。
(结构体)
图3A是示出其上形成有多个结构体的光学层表面的一个示例的平面图。图3B是以放大的方式示出图3A中示出的光学层表面的一部分的平面图。图3C是以放大的方式示出图3A中示出的光学层表面的一部分的透视图。在下文中,透明导电元件1的主面的平面中彼此正交的两个方向分别称为X轴方向和Y轴方向,并且与主面垂直的方向称为Z轴方向。结构体4例如相对于基板3的表面具有凸形或凹形,并且相对于基板3的表面二维排列。优选地,结构体4以小于或等于减少反射所针对的光的波长段的短平均配置节距周期性地二维排列。
多个结构体4具有其中多行轨迹T1、T2、T3….(以下统称为“轨迹T”)形成在基板3的表面上的排列形式。在本发明中,轨迹是指其中结构体4排列成一行。对于轨迹T的形状,可以使用线性形状、圆弧形等,并且具有这些形状的轨迹T可以是摆动的(蜿蜒的)。当轨迹T这样摆动时,可以抑制外观上不均匀的产生。
在使得轨迹T摆动的情况下,基板3上的各个轨迹T的摆动优选是同步的。换句话说,摆动优选是同步摆动。当摆动如此同步时,可以保持六方格子状或准六方格子状的单位格子形状,并且可以保持高的填充率。对于摆动轨迹T的波形,例如,可以指定正弦波、三角波等。摆动轨迹T的波形并不限于周期性波形并且可以是非周期性波形。例如,将摆动轨迹T的摆动幅度选择为大约±10nm。
例如,结构体4排列在在两个相邻轨迹T之间偏移半个节距的位置。具体地,在两个相邻轨迹T之间,一个轨迹(例如,T2)的结构体4排列在另一轨迹(例如,T1)中的结构体4的中间位置(偏移半个节距的位置)。结果,如图3B所示,结构体4排列为形成其中结构体4的中心位于相邻的三行轨迹(T1至T3)中的各点a1至a7的六方格子状图案或准六方格子状图案。
这里,六方格子状指的是具有正六角形状的格子状。准六方格子状指的是不同于具有正六角形状的格子状的具有变形的正六角形状的格子状。例如,当结构体4线性排列时,准六方格子状是指通过在直线状的配置方向(轨迹方向)上拉伸具有正六角形状的格子状而变形获得的六方格子状。当结构体4以蜿蜒方式排列时,准六方格子状指的是其中通过结构体4的蜿蜒排列使具有正六边形形状的格子状变形的六方格子状、或者其中通过在直线状的配置方向(轨迹方向)上拉伸并且通过蜿蜒排列结构体4而使正六方格子状变形的六方格子状。
在结构体4排列为形成准六方格子状图案的情况下,如图3B所示,同一轨迹(例如,T1)中的结构体4的配置节距P1(例如,a1和a2之间的距离)优选地大于两个相邻轨迹(例如,T1和T2)之间的结构体4的配置节距,即,在相对于轨迹延伸方向的±θ方向上的结构体4的配置节距P2(例如,a1至a7之间以及a2至a7之间的距离)。当结构体4如此排列时,可以进一步提高结构体4的填充密度。
对于结构体4的具体形状,例如,可以指定锥状、柱状、针状、半球状、半椭圆体状、多边形状,但是该形状不限于这些形状,并且可以采用其他形状。对于锥状,例如,可以指定顶部尖的锥状、顶部平坦的锥状以及在顶部具有凸曲面或凹曲面的锥状,并且从电可靠性的角度来看,在顶部具有凸曲面的锥状是优选的,然而,该形状不限于这些形状。对于在顶部具有凸曲面的锥状,可以指定诸如抛物线形状的二次曲面形状。锥状的圆锥面可以以凸状形式或凹状形式弯曲。当使用以下描述的辊形母版曝光装置(参照图7)来制造辊形母版时,优选地,可以采用在顶部具有凸曲面的椭圆锥状或者顶部平坦的椭圆锥台形作为结构体4的形状,并且形成其底面的椭圆的长轴方向与轨迹T的延伸方向一致。
从提高光学调整功能的角度,顶部的倾斜平缓并且从中央部分朝向底部逐渐变陡的锥状是优选的。然而,从提高反射特性和透射特性的光学调整功能的角度,其中中央部分的倾斜比底部和顶部的倾斜更陡的锥状或者具有平坦的顶部的锥状是优选的。当结构体4具有椭圆锥状或椭圆锥台状时,底面的长轴方向优选地与轨迹的延伸方向平行。
在底部的周缘部,结构体4优选地具有其高度在从顶部到下部的方向上逐渐减小的曲面部4b。这是因为,在透明导电元件1的制造过程中,透明导电元件1能够容易地从母版等分离。值得注意的是,曲面部4b可以设置在结构体4的周缘部的一部分中;然而,从提高上述分离特性的角度,优选地,曲面部4b设置在结构体4的周缘部的所有部分中。
突出部4a优选地设置在结构体4的周围的一部分或所有部分中。这是因为,即使在结构体4的填充率很低时,也可以抑制反射率。从易于形成的角度,突出部4a优选地设置在相邻的结构体4之间。可选地,可以使结构体4的周围的一部分或所有部分变得不平滑,以形成微细的凹凸。具体地,例如,可以使相邻结构体4之间的表面变得不平滑,以形成微细的凹凸。此外,可以在结构体4的表面(例如,顶部)形成微小的孔穴。
在图3B和图3C中,各结构体4具有相同的大小、形状和高度;然而,结构体4的形状不限于此并且可以在基板表面上形成具有两种以上大小、形状和高度的结构体4。
结构体4在轨迹延伸方向上的高度H1优选地小于结构体4在轨迹排列方向上的高度H2。换句话说,结构体4的高度H1和H2优选地满足H1<H2的关系。这是因为,当结构体4排列为满足H1≥H2的关系时,轨迹延伸方向上的配置节距P1需要变得更长,并且轨迹延伸方向上的结构体4的填充率将减小。填充率的这种减小将导致光学调整功能的退化。
值得注意的是,结构体4的纵横比不需要相同,并且各结构体4可以设计为具有特定的高度分布。当设置具有高度分布的结构体4时,可以减小光学调整功能的波长依赖性。因此,可以实现具有良好的光学调整功能的透明导电元件1。
这里,高度分布是指在基板3的表面上形成具有两个以上高度的结构体4。例如,可以在基板3的表面上设置具有基准高度的结构体4和具有与这些结构体4不同的高度的结构体4。在该情况下,例如,具有与基准不同的高度的结构体4周期性地或者非周期性地(随机)设置在基板3的表面上。对于周期性的方向,例如,可以指定轨迹延伸的方向、轨迹排列方向等。
结构体4的平均配置节距Pm、平均高度Hm以及纵横比(平均高度或平均深度Hm/平均配置节距Pm)分别与波面Sw的平均波长λm、振动的平均幅度Am和比例(振动的平均幅度Am/平均波长λm)相同。
当同一轨迹中的结构体4的配置节距为P1并且相邻的两个轨迹之间的结构体4的配置节距为P2时,比例P1/P2优选地满足关系1.00≤P1/P2≤1.1或1.00<P1/P2≤1.1。在这种数值范围中,可以提高具有椭圆锥或椭圆锥台形状的结构体4的填充率,从而改善光学调整功能。
平坦部的面积S2与波面Sw的面积S1的比例Rs((S2/S1)×100)优选地在0%以上且50%以下、更优选地0%以上且45%以下、进一步更优选地0%以上且30%以下的范围内。当面积比Rs为50%以下时,可以改善光学调整功能。
这里,平坦部的面积S2与波面Sw的面积S1的比例Rs((S2/S1)×100)为如下定义的值。
首先,用扫描电子显微镜(SEM)以俯视的方式拍摄透明导电元件1的表面。然后,从拍摄的SEM照片任意选择单位格子Uc,并且测量单位格子Uc的配置节距P1和轨迹节距Tp(参照图3B)。此外,通过图像处理测量位于单位格子Uc的中心的结构体4的底面积S(结构)。然后,使用测量出的配置节距P1、轨迹节距Tp以及底面积S(结构)来根据以下式子确定比例R。
比例R=[(S(格子)-S(结构)/S(格子)]×100
单位格子面积:S(格子)=P1×2Tp
单位格子中存在的结构体的底面积:S(结构)=2S
对从拍摄的SEM照片任意选择的10个位置的单位格子Uc进行上述比例R的计算处理。然后,对测量值进行简单平均(算术平均),以确定比例R的平均比,并且将这假设为比例Rs
对于结构体4重叠或者在结构体4之间存在诸如突出部4的副结构时的填充率,利用通过使用与结构体4的高度的5%高度相对应的部分作为阈值来确定面积比的方法,可以确定比例Rs
图4是用于说明当结构体4的界限不清楚时比例Rs的计算方法的示图。当结构体4的界限不清楚时,假设与结构体4的高度h的5%(=(d/h)×100)相当的部分为阈值,并且换算位于高度d处的结构体4的半径,以通过图4中示出的横截面SEM观察来确定比例Rs。当结构体4的底部为椭圆形时,对长轴和短轴进行相同的处理。
结构体4优选地以其下部彼此重叠的方式连接。具体地,相邻关系的结构体4的下部的部分或全部优选地在轨迹方向、θ方向或者轨迹方向和θ方向两者优选地彼此重叠。当结构体4的下部彼此重叠时,可以提高结构体4的填充率。在考虑折射率的光路长度的操作环境下,结构体优选地在光的波长段的最大值的1/4以下的部分中彼此重叠。
半径2r与配置节距P1的比例((2r/P1)×100)优选地在85%以上、更优选地90%以上、进一步更优选地95%以上的范围内。这是因为,在这个范围内,可以提高结构体4填充率,并且可以改善光学调整功能。当比例((2r/P1)×100)增大并且结构体4的重叠变得过多时,光学调整功能趋于降低。因此,在考虑折射率的光路长度的操作环境中,优选地将比例((2r/P1)×100)的上限设置为使得结构体在光的波长段的最大值的1/4以下的部分中彼此接合。这里,如图3B所示,配置节距P1是结构体4的轨迹方向上的配置节距,并且如图3B所示,半径2r是结构体底面的轨迹方向上的半径。值的注意的是,当结构体底面为圆形时,半径2r为直径,而当结构体底面为椭圆时,半径2r为长轴。
当结构体4形成准六方格子状图案时,结构体底面的椭圆率e优选地为100%<e<150%以下。这是因为,在该范围内,可以提高结构体4的填充率,并且可以获得良好的光学调整功能。
(透明导电层)
图5A是用于说明透明导电层的表面轮廓的示例的放大截面图。透明导电层6具有彼此同步的第一波面Sw1和第二波面Sw2。振动的平均幅度优选地是第一波面Sw1和第二波面Sw2之间不同。第一波面Sw1的振动的平均幅度A1优选地小于第二波面Sw2的振动的平均幅度A2。通过以使得包含振动幅度最大的位置的方式在一个方向切割第一波面Sw1或第二波面Sw2所获得的截面形状,例如是三角波形、正弦波形、其中二次曲线形状或二次曲线形状的一部分重复的波形以及与这些接近的波形。对于二次曲线,可以指定圆形、椭圆、抛物线等。
透明导电层6例如是有机透明导电层或无机透明导电层。有机透明导电层优选地主要由导电聚合物或者碳纳米管组成。对于导电聚合物,例如,可以使用诸如聚噻吩类、聚苯胺类以及聚吡咯类的导电聚合物材料的导电聚合物材料,并且优选地使用聚噻吩类导电聚合物材料。对于聚噻吩类导电聚合物材料,优选地使用其中PEDOT(聚乙烯二氧噻吩)掺杂有PSS(聚苯乙烯磺酸)的PEDOT/PSS类材料。
无机透明导电层优选地主要由透明氧化物半导体组成。对于透明氧化物半导体,例如,可以使用诸如SnO2、InO2、ZnO和CdO的二元化合物;含有选自二元化合物的组成元素(即,Sn、In、Zn、和Cd)的至少一种元素的三元化合物以及多组分(复合)氧化物。透明氧化物半导体的具体示例包括例如,氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、铝掺杂氧化锌(AZO(Al2O3,ZnO))、SZO、氟掺杂氧化锡(FTO)、氧化锡(SnO2)、镓掺杂氧化锌(GZO)以及氧化铟锌(IZO(In2O3,ZnO))。特别地,从高可靠性以及低电阻的角度,氧化铟锡(ITO)是优选的。从改善导电性的角度,构成无机透明导电层的材料优选地为非晶和多晶的混合状态。
从生产率的角度,构成透明导电层6的材料优选地是一种主成分选自构成导电聚合物、金属纳米粒子和碳纳米管的组的至少一种。当使用这些材料作为主要成分时,通过湿法涂覆可以容易地形成透明导电层6,而不用使用昂贵的真空系统等。
图5B是用于说明透明导电层的厚度的放大截面图。如图5B所示,当位于结构体4的顶部的透明导电层6的厚度为D1,位于结构体4的斜面处的透明导电层6的厚度为D2,以及位于结构体之间的透明导电层6的厚度为D3时,厚度D1、D2、和D3优选地满足关系D1>D3,并且更优选地,D1>D3>D2。结构体之间的透明导电层6的厚度D3与位于结构体的顶部的透明导电层6的厚度D1的比例(D3/D1)优选地在0.8以下以及更优选地0.7以下的范围内。当比例(D3/D1)为0.8以下时,相比于比例(D3/D1)为1时,可以改善光学调整功能。因此,可以将其中形成有透明导电层6的第一区域R1和其中未形成有透明导电层6的第二区域R2之间的反射率的差ΔR降低。换句话说,可以抑制具有特定图案的透明导电层6变得可视。
位于结构体4的顶部的透明导电层6的厚度D1、位于结构体4的斜面处的透明导电层6的厚度D2以及结构体之间的透明导电层6的厚度D3分别等于位于波面Sw最高的位置的透明导电层6的厚度D1、位于波面Sw的斜面处的透明导电层6的厚度D2以及位于波面Sw最低的位置处的透明导电层6的厚度D3。
位于结构体4的顶部的透明导电层6的厚度D1优选地在100nm以下、更优选地10nm以上且100nm以下、进一步更优选地10nm以上且80nm以下的范围内。超过了100nm,可视性趋于降低。相反,小于10nm时,电特性趋于降低。
如下确定透明导电层6的厚度D1、D2和D3。
首先,在轨迹延伸的方向将透明导电元件1切割为包括结构体4的顶部,并且用TEM拍摄横截面。然后,从拍摄的TEM照片,测量位于结构体4的顶部的透明导电层6的厚度D1。然后,测量位于处于结构体4的斜面的位置中为结构体4的一半高度(H/2)的位置处的厚度D2。然后,测量结构体之间的凹部中的位置中凹部的深度最大的位置处的厚度D3。
值的注意的是,利用通过这样确定的透明导电层的厚度D1、D2和D3,可以确定透明导电层6的厚度D1、D2和D3是否具有上述关系。
透明导电层6的表面电阻优选地在50Ω/□以上且4000Ω/□以下的范围内,更优选地,在50Ω/□以上且500Ω/□以下的范围内。这是因为,在这种范围内的表面电阻,可以使用透明导电元件1作为电容式触摸屏的上电极或下电极。这里,通过四探针方法(JIS K 7194)来确定透明导电层6的表面电阻。透明导电层6的电阻优选地为1×10-3Ω·cm以下。这是因为,上述表面电阻范围可以以1×10-3Ω·cm以下来实现。
(粘合层)
对于粘合层8,可以使用诸如丙烯类、橡胶类或硅类粘合剂的粘合剂,并且从透明度的立场来看,丙烯类粘合剂是优选的。
[辊形母版的构造]
图6A是示出辊形母版的构造的一个示例的透视图。图6B是以放大的方式示出图6A中示出的辊形母版的一部分的平面图。图6C是沿图6B中的轨迹T1,T3,...截取的截面图。辊形母版11是用于制造具有上述构造的透明导电元件1的母版,具体地,用于在上述基板表面上形成多个结构体4的母版。辊形母版11具有例如圆筒状或圆柱状的形状,并且圆柱面或圆筒面用作用于在基板表面上形成多个结构体4的形成面。多个结构体12二维排列在形成面上。例如,结构体12相对于形成面具有凹状。对于辊形母版11的材料,例如可以使用玻璃,但是其材料不特别地限于该材料。
排列在辊形母版11的形成面上的多个结构体12以及排列在上述基板3的表面上的多个结构体4是反转的凹凸关系。换句话说,辊形母版11的结构体12的形状、排列、配置节距等与基板3的结构体4的那些相同。
[曝光装置的构造]
图7是示出用于制造辊形母版的辊形母版曝光装置的构造的一个示例的示意图。该辊形母版曝光装置基于光盘记录系统来构造。
激光束光源21是用于对沉积在作为记录介质的辊形母版11的表面上的抗蚀剂进行曝光的光源,并且使例如用于记录的波长为λ=266nm的激光束14振荡。从激光束光源21发出的激光束14以平行光束直线传播,并入射到电光元件(电光调制器(EOM))22。穿过电光元件22的激光束14被平面镜23反射,并被导向至调制光学系统25。
平面镜23由偏光分束器构成,并具有反射一种偏光分量和透过另一种偏光分量的功能。透过平面镜23的偏光分量被光电二极管24接收,并且通过基于该接收到的信号控制电光元件22来进行激光束14的相位调制。
在调制光学系统25中,激光束14通过会聚透镜26会聚在由玻璃(SiO2)等组成的声光元件(声光调制器(AOM))27上。激光束14经由声光元件27进行强度调制和散射,然后通过透镜28转换成平行光束。从调制光学系统25发出的激光束14被平面镜31反射,并以水平和平行的方式被导向移动光学台32。
移动光学台32装配有扩束器(BEX)33和物镜34。导向移动光学台32的激光束14通过扩束器33被成形为期望的束形状,然后通过物镜34施加到辊形母版11上的抗蚀层上。辊形母版11放置在连接到主轴电机35的转台36上。然后,辊形母版11旋转,并且同时在辊形母版11的高度方向移动激光束14时间歇地施加激光束14,以进行抗蚀剂层的曝光步骤。由此形成的潜像具有其长轴在圆周方向上的基本椭圆形。通过在箭头R方向移动移动光学台32来移动激光束14。
曝光装置装配有控制机构37,用于在抗蚀剂层上形成与图3B所示的六方格子状或准六方格子状的二维图案对应的潜像。控制机构37装配有格式化器29和驱动器30。格式化器29装配有极性反转单元,并且该极性反转单元控制激光束14施加至抗蚀层上的定时。驱动器30基于来自极性反转单元的输出来控制声光元件27。
根据该辊形母版曝光装置,通过将极性反转格式器信号与每个轨迹的旋转控制器同步来产生信号,以使得二维图案空间连接,并且通过声光元件27进行强度调制。通过以恒定角速度(CAV)、适当的旋转数、适当的调制频率以及适当的馈送节距来图案化,可以记录六方格子状或准六方格子状图案。
[用于制造透明导电元件的方法]
接下来,将参照图8A至图9D描述根据本发明第一实施方式的用于制造透明导电元件1的方法。
(抗蚀剂形成步骤)
首先,如图8A所示,准备圆筒状或圆柱状辊形母版11。辊形母版11例如是玻璃母版。然后,如图8B所示,在辊形母版11的表面上形成抗蚀层13。对于抗蚀层13的材料,例如,可以使用有机抗蚀剂和无机抗蚀剂中的任一种。对于有机抗蚀剂,例如,可以使用酚醛清漆抗蚀剂或化学放大型抗蚀剂。此外,对于无机抗蚀剂,可以使用一种类型或者两种以上类型的金属化合物。
(曝光步骤)
然后,如图8C所示,将激光束(曝光束)14施加到辊形母版11的表面上形成的抗蚀层13。具体地,将放置在图7中示出的辊形母版曝光装置的转台36上的辊形母版11旋转,并且同时,将激光束(曝光束)14施加到抗蚀层13。此时,在辊形母版11的高度方向(与圆筒状或圆柱状辊形母版11的中心轴平行的方向)移动激光束14的同时,间歇性地施加激光束14,以曝光抗蚀层13的整个表面。结果,例如,以与可见光波长大致相同的节距,在抗蚀层13的整个表面上形成与激光束14的轨迹对应的潜像15。
例如,潜像15排列为在辊形母版表面上形成多行轨迹,并形成六方格子状图案或准六方格子状图案。例如,潜像15具有其长轴方向在轨迹延伸方向上的椭圆形。
(显影步骤)
然后,例如,在旋转辊形母版11的同时,将显影剂滴到抗蚀层13上以对抗蚀层13进行显影。结果,如图8D所示,在抗蚀层13中形成多个开口。当抗蚀层13由正型抗蚀剂形成时,相比于非曝光部分,被激光束14曝光的曝光部分对显影剂具有增大的溶解速率,因此,如图8D所示,在抗蚀层13中形成与潜像(曝光部分)16对应的图案。例如,开口的图案是诸如六方格子状图案或准六方格子状图案的特定格子状图案。
(蚀刻步骤)
然后,使用辊形母版11上形成的抗蚀层13的图案(抗蚀剂图案)作为掩模来蚀刻辊形母版11的表面。结果,如图9A所示,可以获得具有其长轴方向在轨迹延伸方向上的椭圆锥状或椭圆锥台状的凹部,即,结构体12。对于蚀刻,例如,可以使用干法蚀刻或湿法蚀刻。此时,例如,可以通过交替进行蚀刻处理和打磨处理,来形成锥体状结构体12的图案。
因此,可以获得期望的辊形母版11。
(转印步骤)
然后,如图9B所示,在使辊形母版11与涂布在基板3上的转印材料16接触之后,从能量射线源17对转印材料16施加诸如紫外线的能量射线,以硬化转印材料16,并且将与硬化的转印材料16一体化的基板3分离。结果,如图9C所示,制造出在基板表面上具有多个结构体4的光学层2。
能量射线源17不被特定地限制,并且可以是能够发射诸如电子束、紫外线、红外线、激光束、可见光射线、电离辐射(X射线、α射线、β射线、γ射线等)、微波或高频波的能量射线的任何源。
对于转印材料16,优选地使用能量射线可硬化树脂成分。对于能量射线可硬化树脂成分,优选地使用紫外线可硬化树脂成分。根据需要,能量射线可硬化树脂成分可以含有填料、功能添加剂等。
紫外线可硬化树脂成分例如含有丙烯酸酯和引发剂。紫外线可硬化树脂成分例如含有单官能团单体、双官能团单体、多官能团聚合物等,并且特别地,是以下描述的一种材料或多种材料的混合物。
对于单官能团单体,例如,可以指定羧酸(丙烯酸)、羟基化合物(2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯以及4-羟丁基丙烯酸酯)、烷基、酯环族化合物(异丁基丙烯酸酯、叔丁基丙烯酸酯、异辛基丙烯酸酯、十二烷基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯和环己基丙烯酸酯)、及其他官能团单体(2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基乙烯基乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯吡咯烷酮、2-(全氟辛基)乙基丙烯酸酯、3-全氟己基-2-羟基丙基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟-3-甲基丁基)乙基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯酚丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯酚甲基丙烯酸酯、2-(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷基丙烯酸酯以及2-乙基己基丙烯酸酯等。
对于双官能团单体,例如,可以指定三(丙二醇)二丙烯酸酯、三羟甲基二烯丙基醚和氨基甲酸丙烯酸酯等。
对于多官能团聚合物,例如,可以指定三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五和六丙烯酸酯以及二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯等。
对于引发剂,例如,可以指定2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮、1-羟基-环己基苯酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-酮等。
对于填料,例如,可以使用无机微粒和有机微粒中的任一种。对于无机微粒,例如,可以指定SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2、Al2O3等的金属氧化物微粒。
对于功能添加剂,例如,可以指定均化剂(leveling agent)、表面控制剂和消泡剂等。对于基板3的材料,例如,可以指定甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物、聚碳酸酯、苯乙烯(共)聚合物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、纤维素双乙酸酯、纤维素三乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚氨酯和玻璃等。
用于形成基板3的方法不被特定地限制,并且可以使用注射成型产品、挤出成型产品体或浇注成型产品。根据需要,可以对基板表面进行诸如电晕处理的表面处理。
(形成透明导电层的步骤)
然后,如图9D所示,在形成有多个结构体4的光学层2的波面Sw上形成透明导电层6。在形成透明导电层6时,可以通过加热光学层2来形成该层。对于形成透明导电层6的方法,例如,除了诸如热CVD、等离子体诱导CVD、光诱导CVD等的化学气相沉积(CVD,利用化学反应从气相沉积薄膜的技术)方法,可以采用诸如真空沉积、等离子辅助气相沉积、溅射、离子电镀等的物理气相沉积(PVD,在真空中,通过使物理气化的材料聚集在基板上来形成薄膜的技术)方法。然后,根据需要,对透明导电层6进行退火处理。结果,例如,透明导电层6进入非晶和多晶的混合状态。
(将透明导电层图案化的步骤)
然后,例如,通过利用例如光蚀刻将透明导电层6图案化,来形成具有特定图案的透明导电层6。
如上所述,获得期望的透明导电元件1。
<2.第二实施方式>
[透明导电元件的构造]
图10A是示出根据本发明第二实施方式的透明导电元件的光学层表面的一个示例的平面图。图10B是以放大的方式示出图10A中示出的光学层表面的一部分的平面图。根据第二实施方式的透明导电元件1与第一实施方式的透明导电元件的不同之处在于,多个结构体4在相邻的三行轨迹T之间形成四方格子状图案或准四方格子状图案。
这里,四方格子状是指正方形格子状。准四方格子状是指不同于正方形格子状的变形的正方形格子状。例如,当结构体4直线排列时,准四方格子状是指通过在直线排列方向(轨迹方向)上拉伸正方形格子状而变形的四方格子状。当结构体4以蜿蜒方式排列时,准四方格子状是指通过将结构体4的蜿蜒排列的正方形格子状变形而形成的四方格子状。可选地,其是指通过在直线排列方向(轨迹方向)上变形正方形格子状和通过蜿蜒排列结构体4而形成的四方格子状。
同一轨迹中的结构体4的配置节距P1优选地大于两个相邻的轨迹之间的结构体4的配置节距P2。此外,当同一轨迹中的结构体4的配置节距为P1并且两个相邻轨迹之间的结构体4的配置节距为P2时,P1/P2优选地满足关系1.4<P1/P2≤1.5。在这种数值范围中,可以提高具有椭圆锥状或椭圆锥台状的结构体4的填充率,并且因此可以改善光学调整功能。此外,结构体4在相对于轨迹为45°方向或大约45°方向的高度或深度优选地小于结构体4在轨迹延伸方向上的高度或深度。
结构体4在相对于轨迹延伸方向倾斜的排列方向(θ方向)上的高度H2优选地小于结构体4在轨迹延伸方向的高度H1。换句话说,结构体4的高度H1和H2优选地满足关系H1>H2。
当结构体4形成四方或准四方图案时,结构体底面的椭圆率e优选地为150%≤e≤180%。这是因为,在该范围中,可以提高结构体4的填充率,并且可以获得良好的光学调整功能。
平坦部的面积S2与波面Sw的面积S1的比例Rs((S2/S1)×100)优选地在0%以上且50%以下、更优选地0%以上且45%以下、更优选地0%以上且30%以下的范围内。当面积比Rs为50%以下时,可以改善光学调整功能。
这里,平坦部的面积S2与波面Sw的面积S1的比例Rs((S2/S1)×100)为如下定义的值。
首先,用扫描电子显微镜(SEM)以俯视的方式对透明导电元件1的表面进行拍摄。然后,从拍摄的SEM照片中任意选择单位格子Uc,并且测量单位格子Uc的配置节距P1和轨迹节距Tp(参照图10B)。此外,通过图像处理测量单位格子Uc中所包含的四个结构体4中的一个的底面的面积S(结构体)。然后,使用测量出的配置节距P1、轨迹节距Tp以及底面的面积S(结构体)来从以下式子确定比例R。
比例R=[(S(格子)-S(结构体)/S(格子)]×100
单位格子面积:S(格子)=2×((P1×Tp)×(1/2))=P1×Tp
单位格子中存在的结构体的底面的面积:S(结构体)=S
对从拍摄的SEM照片中任意选择的10个位置的单位格子Uc进行上述比例R的计算处理。然后,将测量值简单平均(算术平均),以确定比例R的平均比,并且将这假设为比例Rs
半径2r与配置节距P1的比例((2r/P1)×100)为64%以上,优选地69%以上,并且更优选地73%以上。这是因为,在这种范围内,可以提高结构体4的填充率,并且可以改善光学调整功能。这里,配置节距P1是轨迹方向上结构体4的配置节距,并且半径2r是轨迹方向上结构体底面的半径。值的注意的是,当结构体底面为圆形时,半径2r为直径,并且当结构体底面为椭圆时,半径2r为长轴。
根据第二实施方式,可以获得与第一实施方式相同的效果。
<第三实施方式>
图11A是示出根据本发明第三实施方式的透明导电元件的构造的一个示例的截面图。图11B是示出根据本发明第三实施方式的透明导电元件的光学层表面的一个示例的平面图。图11C是以放大的方式示出图11B中示出的光学层表面的一部分的平面图。
根据第三实施方式的透明导电元件1与第一实施方式的不同之处在于,多个结构体4随机(不规则地)二维排列。此外,可以进一步随机改变结构体21的形状、大小和高度中的至少一个。
除了以上事实,第三实施方式与第一实施方式相同。
对于用于制造该透明导电元件1的母版,可以使用将铝基板的表面阳极氧化的方法,但是,该方法不限于此。
由于在第三实施方式中多个结构体4二维地随机排列,因此可以抑制外观上不均匀的发生。
<4.第四实施方式>
图12A是示出根据本发明第四实施方式的透明导电元件的构造的一个示例的截面图。图12B是以放大的方式示出图12A中示出的透明导电元件的一部分的放大截面图。图12C是示出根据第四实施方式的透明导电元件的构造的另一示例的截面图。图12D是以放大的方式示出图12C中示出的透明导电元件的一部分的放大截面图。
如图12A和12B所示,根据第四实施方式的透明导电元件1与第一实施方式的不同之处在于,透明导电层6在光学层(第一光学层)2的整个波面Sw上基本连续地形成。
可选地,如图12C和图12D所示,可以根据需要,进一步设置形成在透明导电层6上的光学层(第二光学层)7,使得透明导电层6的两个主面分别被光学层2和光学层7覆盖。值的注意的是,结构体4的凹凸的方向可以互置。
除了以上事实,第四实施方式与第一实施方式相同。
<5.第五实施方式>
图13A是用于说明根据本发明第五实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。如图13A所示,信息输入装置101设置在显示装置102的显示面上。例如,信息输入装置101通过粘合层111粘合到显示装置102的显示面上。信息输入装置101所应用到的显示装置102没有特别限制,而是其示例包括各种显示装置,诸如液晶显示器、阴极射线管(CRT)显示器、等离子显示面板(PDP)、电致发光(EL)显示器、表面传导电子发射显示器(SED)。
信息输入装置101被称为透射型电容式触摸面板,并包括第一透明导电元件11、形成在第一透明导电元件11上的第二透明导电元件12以及形成在第二透明导电元件12上的光学层7。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12通过粘合层112彼此粘合,以使得第一透明导电元件11的透明导电层61侧表面面向第二透明导电元件12的基板3侧表面。通过用粘合层8将基板3粘合到第二透明导电元件12的透明导电层8侧表面,来形成光学层7。
图13B是以放大的方式示出图13A中示出的区域A1和区域A2的放大截面图。图14A是以放大的方式示出图13A中示出的区域A1的另一放大截面图。图14B是以放大的方式示出图13A中示出的区域A2的另一放大截面图。
如图13B所示,第一透明导电元件11的透明导电层61和第二透明导电元件12的透明导电层62优选地设置为,在信息输入装置101的厚度方向上不重叠。换句话说,优选地,第一透明导电元件11的第一区域R1与第二透明导电元件12的第二区域R2在信息输入装置101的厚度方向上重叠,并且第一透明导电元件11的第二区域R2与第二透明导电元件12的第一区域R1在信息输入装置101的厚度方向上重叠。这样,可以减小由于第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的重叠引起的透射率差。值的注意的是,在图13A和图13B中,示出了以下情况作为示例:即,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12定向为使得第一透明导电元件11的透明导电层61和第二透明导电元件12的透明导电层62出现在输入表面侧,然而,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的方向没有特别限制,并且可以根据信息输入装置101的设计适当地设置。
如图14A所示,在区域A1中,优选地,透明导电层61没有形成在第一透明导电元件11的波面Sw上,而透明导电层62形成在第二透明导电元件12的波面Sw上。此外,如图14B所示,在区域A2中,优选地,透明导电层61形成在第一透明导电元件11的波面Sw上,而透明导电层62没有形成在第二透明导电元件12的波面Sw上。
对于第一透明导电元件11和第二透明导电元件12,可以使用第一至第三实施方式的一种透明导电元件1。换句话说,第一透明导电元件11的光学层21、基板31、结构体41、基底层51以及透明导电层61分别与第一至第三实施方式的一种透明导电元件的光学层2、基板3、结构体4、基底层5以及透明导电层6相同。此外,第二透明导电元件12的光学层22、基板32、结构体42、基底层52以及透明导电层62分别与第一至第三实施方式的一种透明导电元件的光学层2、基板3、结构体4、基底层5以及透明导电层6相同。
图15A是用于说明根据本发明第五实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的分解透视图。该信息输入装置101是ITO-栅栏投影型电容式触摸面板。第一透明导电元件11的透明导电层61例如是具有特定图案的X电极(第一电极)。第二透明导电元件12的透明导电层62例如是具有特定图案的Y电极(第二电极)。X电极和Y电极例如是彼此相互正交的关系。
图15B是用于说明在根据本发明第五实施方式的信息输入装置中设置的第一透明导电元件的构造的一个示例的分解透视图。值的注意的是,因为除了由透明导电层62构成的Y电极的形成方向之外,第二透明导电元件12与第一透明导电元件11相同,因此在分解透视图中省略了其说明。
由透明导电层61构成的多个X电极排列在光学层21的波面Sw的区域R1中。由透明导电层62构成的多个Y电极排列在光学层22的波面Sw的区域R2中。在X轴方向延伸的X电极由在X轴方向重复连接的单位形状体C1构成。在Y轴方向延伸的Y电极由在Y轴方向重复连接的单位形状体C2构成。对于单位形状体C1和单位形状体C2的形状,例如可以指定菱形(钻石形)、三角形、矩形等,但是该形状不限于这些形状。
在第一透明导电元件11和第二透明导电元件12彼此重叠的状态下,第一透明导电元件11的的第一区域R1和第二透明导电元件12的第二区域R2彼此重叠,并且第一透明导电元件11的第二区域R2和第二透明导电元件12的第一区域R1彼此重叠。因此,当从输入表面侧观看信息输入装置101时,单位形状体C1和单位形状体C2彼此不重叠,并且看起来以紧密排列的状态填充一个主面。
<6.第六实施方式>
图16A是用于说明根据本发明第六实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。图16B是以放大的方式示出图16A中示出的信息输入装置的一部分的放大截面图。
信息输入装置101被称为表面型电容式触摸面板,并包括透明导电元件1。对于透明导电元件1,使用根据第四实施方式的透明导电元件1,并且在透明导电层6上设置光学层(第二光学层)7。
除了以上所述事实,第六实施方式与第五实施方式相同。
<7.第七实施方式>
图17A是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。图17B是以放大的方式示出与形成有透明导电层的波面相对的区域的截面图。图17C是以放大的方式示出与其上没有形成透明导电层的暴露的波面相对的区域的截面图。
如图17A所示,信息输入装置101被称为矩阵对向膜型触摸面板,并包括第一透明导电元件11、第二透明导电元件12以及粘合层121。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12被排列为以其间具有特定距离而彼此相对,使得其透明导电层61和透明导电层62彼此相对。粘合层121设置在第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的周缘部之间,使得第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的相对面的周缘部通过粘合层121彼此粘合。对于粘合层121,例如,可以使用粘合浆、胶带等。
在信息输入装置101的两个主面中,第二透明导电元件12侧主面用作输入信息所经由的触摸面板(信息输入面)。优选地在该触摸屏上进一步设置硬涂层122。这是因为,可以提高触摸面板50的触摸屏的摩擦阻力。
如图17B和图17C所示,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw排列为以其间有特定距离而彼此相对。在作为矩阵对向膜型触摸屏的信息输入装置101中,均具有特定图案的透明导电层61和透明导电层62分别形成在第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw上。结果,在信息输入装置101中,存在其上形成有透明导电层61的波面Sw与其上形成有透明导电层62的波面SW相对区域(图17B);其中其上没有形成透明导电层61的暴露的波面Sw与其上没有形成透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图17C);以及其上形成有透明导电层61或透明导电层62的波面Sw与其上没有形成透明导电层61或透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图中未示出)。
图18A是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置的构造示例的分解透视图。图18B是用于说明根据本发明第七实施方式的信息输入装置中包括的透明导电元件的构造的一个示例的分解透视图。第一透明导电元件11的透明导电层61例如是具有带状的X电极(第一电极)。第二透明导电元件12的透明导电层62例如是具有带状的Y电极(第二电极)。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12排列为彼此相对,使得这些X电极和Y电极彼此相对并彼此正交地相交。
除了上述事实,第七实施方式与第五实施方式相同。
<8.第八实施方式>
图19A是用于说明根据本发明第八实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。图19B是以放大的方式示出图19A中示出的信息输入装置的一部分的放大截面图。
如图19A所示,根据第八实施方式的信息输入装置101与第七实施方式的信息输入装置101的区别在于,根据第四实施方式的透明导电元件1用作第一透明导电元件11和第二透明导电元件12
如图19B所示,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw排列为彼此相对,且透明导电层61和透明导电层62分别形成在排列为彼此相对的波面上。
除了上述事实,第八实施方式与第七实施方式相同。
<9.第九实施方式>
图20是根据本发明第九实施方式的液晶显示装置的构造示例的截面图。如图20所示,根据第九实施方式的液晶显示装置包括具有第一主面和第二主面的液晶面板(液晶层)131、形成在第一主面上的第一偏振器132、形成在第二主面上的第二偏振器133以及设置在液晶面板131和第二偏振器133之间的信息输入装置101。信息输入装置101是液晶显示集成触摸屏(又名,内触摸屏)。可以省略光学层22,并且多个结构体4可以直接形成在第二偏振器133的表面上。当第二偏振器133具有诸如三醋酸纤维素(TAC)的保护层时,在表面中,多个结构体4优选地直接形成在保护层上。当多个结构体4形成在第二偏振器133上并且透明导电层62形成在这些结构体4上时,可以进一步减小液晶显示装置的厚度。
(液晶面板)
对于液晶面板131,例如,可以使用具有诸如扭曲向列型(TN)模式、超扭曲向列(STN)模式、垂直对准(VA)模式、面内切换(IPS)模式、光学补偿双折射(OCB)模式、铁电液晶(FLC)模式、聚合物分散液晶(PDLC)模式、相变宾主(PCGH)模式等的显示模式的液晶面板。
(偏振器)
第一偏振器132和第二偏振器133分别通过粘合层134和粘合层136粘合到液晶面板131的第一主面和第二主面,使得其透射轴彼此正交相交。第一偏振器132和第二偏振器133允许入射光中的正交相交的偏光分量之一通过,并通过吸收阻挡另一分量。对于第一偏振器132和第二偏振器133,例如,可以使用其中碘络合物或二色性染料定向在单轴方向上的聚乙烯醇(PVA)类膜。诸如三醋酸纤维素(TAM)膜的保护层优选地设置在第一偏振器132和第二偏振器133的两侧上。
(触摸屏)
第五至第八实施方式中的任一个可以用作信息输入装置101。
在第九实施方式中,由于液晶面板135和信息输入装置101共用第二偏振器133,因此可以改善光学特性。
<10.第十实施方式>
图21A是用于说明根据本发明第十实施方式的信息显示装置的构造的一个示例的透视图。图21B是以放大的方式示出其中上面形成有透明导电层的波面彼此相对的区域的截面图。图21C是以放大的方式示出其中没有透明导电层的暴露的波面彼此相对的区域的截面图。
如图21A所示,该信息输入装置是无源矩阵驱动型(也称为简单矩阵驱动型)液晶显示装置,并包括第一透明导电元件11、第二透明导电元件12以及液晶层141。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12排列为以其间有特定距离而彼此相对,使得其透明导电层61和透明导电层62彼此相对。液晶层141设置在布置为彼此隔开特定距离的第一透明导电元件11和第二透明导电元件12之间。对于第一透明导电元件11和第二透明导电元件12,可以使用选自第一至第三实施方式的透明导电元件1中的一种。换句话说,第一透明导电元件11的光学层21、基板31、结构体41、基底层51和透明导电层61与第一至第三实施方式中之一的透明导电元件的光学层2、基板3、结构体4、基底层5和透明导电层6分别相同。此外,第二透明导电元件12的光学层22、基板32、结构体42、基底层52和透明导电层62与第一至第三实施方式中之一的透明导电元件的光学层2、基板3、结构体4、基底层5和透明导电层6分别相同。这里,描述了其中本发明应用于无源矩阵驱动型液晶限制装置的示例;然而,信息显示装置不限于该示例,并且只要信息显示装置具有诸如无源矩阵驱动型的特定电极图案,就可以应用本发明。例如,还可以应用于无源矩阵驱动型的EL显示装置。
如图21B和图21C所示,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw被排列为以其之间具有特定距离而彼此相对。在无源矩阵驱动型液晶显示装置中,具有特定图案的透明导电层61和透明导电层62分别形成在第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw上。结果,存在其中上面形成有透明导电层61的波面Sw与上面形成有透明导电层62的波面Sw相对的区域(图21B)、其中上面没有形成透明导电层61的暴露的波面Sw与上面没有形成透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图21C)、以及其中上面形成有透明导电层61或透明导电层62的波面Sw与上面没有形成透明导电层61或透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图中未示出)。
第一透明导电元件11的透明导电层61例如是具有带状的X电极(第一电极)。第二透明导电元件12的透明导电层62例如是具有带状的Y电极(第二电极)。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12排列为彼此相对,使得这些X电极和Y电极彼此相对,并且彼此正交相交。
<11.第十一实施方式>
图22A是用于说明根据本发明第十一实施方式的信息输入装置的构造的一个示例的截面图。图22B是以放大的方式示出其中上面形成有透明导电层的波面彼此相对的区域的截面图。图22C是以放大的方式示出其中上面没有形成透明导电层的暴露的波面彼此相对的区域的截面图。
如图22A所示,该信息显示在装置被称为微胶囊电泳型电子纸,并包括第一透明导电元件11、第二透明导电元件12以及微胶囊层(介质层)151。第一透明导电元件11和第二透明导电元件12排列为以其间具有特定距离而彼此相对,使得其透明导电层61和透明导电层62彼此相对。微胶囊层151设置在被布置为彼此隔开特定距离的第一透明导电元件11和第二透明导电元件12之间。
此外,如果需要,第二透明导电元件12可以通过诸如粘合剂的粘合层153而粘合到诸如玻璃的支撑件154。这里,已经描述了其中将本发明应用于微胶囊电泳型电子纸的示例;然而,电子纸不限于该示例,并且本发明可以应用于在被布置为彼此相对的导电元件之间设置介质层的任何构造。这里,除了液体和固体,介质还包括诸如空气的气体。此外,介质还可以含有诸如胶囊剂、颜料和颗粒的成分。
对于可以应用本发明的电子纸,除了微胶囊电泳方法,还可以指定扭转球方法、热可重写方法、调色剂显示方式、面内电泳方法、电子粉方法等的电子纸。微胶囊层151含有大量的微胶囊152。在微胶囊中封装有其中分散有例如黑颗粒和白颗粒的透明液体(分散介质)。
根据信息显示装置(是电子纸)的驱动类型,第一透明导电元件11的透明导电层61和第二透明导电元件12的透明导电层62被形成为特定电极图案。对于驱动方法,例如,可以指定简单矩阵驱动方法、有源矩阵驱动方法、段驱动方法等。
如图22B和图22C所示,第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw被排列为以其间具有特定距离而彼此相对。在无源矩阵驱动型电子纸中,具有特定图案的透明导电层61和透明导电层62分别形成在第一透明导电元件11和第二透明导电元件12的波面Sw上。结果,存在其中上面形成有透明导电层61的波面Sw与上面形成有透明导电层62的波面Sw相对的区域(图22B)、其中上面没有形成透明导电层61的暴露的波面Sw与上面没有形成透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图22C)、以及其中上面形成有透明导电层61或透明导电层62的波面Sw与上面没有形成透明导电层61或透明导电层62的暴露的波面Sw相对的区域(图中未示出)。
除了上述事实,第十一实施方式与第十实施方式相同。
[示例]
以下,将用样本来具体描述本发明,然而,本发明不限于这些样本。
(平均高度Hm、平均配置节距Pm以及纵横比(Hm/Pm))
下面,如下确定透明导电片的结构体的平均高度Hm、平均配置节距Pm以及纵横比(Hm/Pm)。
首先,将透明导电片切割为包括结构体的顶部,并且用透射型电子显微镜(TEM)对横截面拍摄。然后,从拍摄的TEM照片确定结构体的配置节距P和结构体的高度H。在从透明导电片任意选择的10个位置重复该测量,并且对测量值进行简单平均(算术平均),以确定平均配置节距Pm和平均高度Hm。然后,使用这些平均配置节距Pm和平均高度Hm来确定纵横比(Hm/Pm)。
值的注意的是,结构体的平均高度Hm、平均配置节距Pm以及纵横比(Hm/Pm)分别对应于波面的振动的平均幅度Am、波面的平均波长λm以及比例(Am/λm)。
(ITO膜的厚度)
下面,如下确定ITO膜的厚度。
首先,将透明导电片切割为包括结构体的顶部,并且用透射型电子显微镜(TEM)对横截面进行拍照,并从拍摄的TEM照片测量结构体的顶部的ITO膜的厚度。
(结构体斜面的平均角度)
下面,如下确定结构体斜面的平均角度。
首先,将透明导电片切割为包括结构体的顶部,并且用透射型电子显微镜(TEM)对横截面进行拍照。然后,从拍摄的TEM照片确定从底部到顶部的斜面的角度的平均值(一个结构体的斜面角度的平均值)。在从透明导电片任意选择的10个位置重复确定平均值的该过程,并且对10个结构体的斜面角度的平均值进行简单平均(算术平均),以确定结构体斜面的平均角度。
按以下顺序描述样本1-1至10-5。
1.平坦部面积比(样本1-1至1-3)
2.色调(样本2-1至2-3)
3.透明导电层的厚度比(样本3-1至3-3)
4.纵横比(样本4-1至4-4)
5.电可靠性(样本5-1至5-6)
6.反射率差ΔR(样本6-1至6-4)
7.结构体的形状(样本7-1至7-3)
8.图案变形(样本8-1和8-2)
9.蚀刻耐性(样本9-1至10-5)
<1.平坦部面积比>
在样本1-1至1-3中,进行利用严格耦合波分析(RCWA)的光学模拟,以研究平坦部面积比和反射率之间的关系。
(样本1-1)
通过光学模拟来确定透明导电元件的反射光谱。在图23B示出了示出结果的曲线图。
以下给出了光学模拟的条件。
(透明导电元件的构造)
透明导电元件是以下的多层结构。
(入射侧)基板/结构体/透明导电层/光学层(出射侧)
图23A是示出排列在基板表面上的多个结构体的平面图。在图23A中,圆表示结构体底面,Uc表示单位格子,rs表示结构体底面的半径。如图23A所示,多个结构体排列在基板表面上。
(基板)
折射率n:1.52
(结构体)
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
结构体的底面:圆形
配置节距(波长λ)P:250nm
结构体的高度(幅度A)H:150nm
纵横比(H/P):0.6
单位格子Uc的面积S(格子):2×2√3
结构体底面的半径rs:0.9
结构体底面的面积S(结构体):2×πrs 2=2×π×0.92
平坦部的面积比Rs:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=26.54%
(透明导电层)
透明导电层的折射率n:2.0
透明导电层的厚度t:60nm至75nm
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:75nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:60nm
厚度比D3/D1:0.8
(光学层)
折射率n:1.52
(入射光)
偏振:无偏振
入射角:5度(相对于透明导电元件的法线)
(样本1-2)
除了修改了以下条件之外,通过与样本1-1相同的光学模拟来确定透明导电元件的反射光谱。在图23B中示出了示出结果的曲线图。
(结构体)
结构体底面的半径rs:0.8
结构体底面的面积S(结构体):2×πrs 2=2×π×0.82
平坦部的面积比:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=41.96%
(样本1-3)
除了修改了以下条件之外,通过与样本1-1相同的光学模拟来确定透明导电元件的反射光谱。在图23B中示出了示出结果的曲线图。
(结构体)
结构体底面的半径rs:0.7
结构体底面的面积S(结构体):2×πrs 2=2×π×0.72
平坦部的面积比Rs:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=55.56%
从图23B中可以理解以下。
当透明导电元件的表面中的平坦部的面积比为50%以下时,可以将光反射率(波长为550nm时的反射率)调整到2%以下。
当光反射率为2%以下时,可以提高可视性。
值的注意的是,当如下设定结构体底面的半径rs、结构体底面的面积S(结构体)以及平坦部的面积比Rs时,相比于样本1-1,可以进一步减小反射率。
结构体底面的半径rs:1.0
结构体底面的面积S(结构体):2×πrs 2=2×π×1.02
平坦部的面积比Rs:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=9.31%
<2.色调>
在样本2-1至2-3中,实际制造了透明导电片来研究色调。
(样本2-1)
首先,准备外直径为126mm的玻璃辊形母版,并且如下地在玻璃辊形母版的表面上形成抗蚀层。即,用稀释剂将光抗蚀剂稀释到1/10,并通过浸渍法将该稀释的抗蚀剂在玻璃辊形母版的柱状面上涂布大约70nm的厚度,以形成抗蚀层。然后,将作为记录介质的玻璃辊形母版输送到图7中示出的辊形母版曝光装置,并对抗蚀层进行曝光,以通过图案化在抗蚀层上形成潜像,潜像是一个连续的螺旋线,并且在三列相邻的轨迹中形成六方格子状图案。
具体地,将用于对玻璃辊形母版表面进行曝光的功率为0.5mW/m的激光束施加到将要形成六方格子状曝光图案的区域,以形成六方格子状曝光图案。值的注意的是,轨迹行的排列方向上的抗蚀层的厚度大约为60nm,并且轨迹延伸方向上的抗蚀剂的厚度大约为50nm。
然后,对玻璃辊形母版上的抗蚀层进行显影处理,以溶解抗蚀层的暴露部分来进行显影。具体地,未显影的玻璃辊形母版放置在附图未示出的显影器的转台上,并且将显影剂滴到与转台一起旋转的玻璃辊形母版的表面上,以对其表面上的抗蚀层进行显影。结果,获得其中具有形成六方格子状图案的开口的抗蚀层的抗蚀剂玻璃母版。
然后,通过使用辊形蚀刻装置在CHF3气体氛围中进行等离子蚀刻。结果,由于抗蚀层用作掩模,因此仅在从玻璃辊形母版的表面上的抗蚀层中暴露的六方图案部分中进行蚀刻,并且剩余的区域保持不被蚀刻,从而在玻璃辊形母版中形成具有椭圆锥状的凹部。在该处理中,通过蚀刻时间来调整蚀刻量(深度)。最后,通过O2打磨来完全去除抗蚀层,从而获得具有凹形六方格子状图案的蛾眼玻璃辊形母版。凹部在轨迹排列方向上的深度大于凹部在轨迹延伸方向上的深度。
然后,使用蛾眼玻璃辊形母版通过UV压印,在PET片上形成厚度为125μm的多个结构体。具体地,将蛾眼玻璃辊形母版与涂覆有紫外线光可硬化树脂的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片接触,并且在紫外线光的照射下进行硬化的同时被剥离。结果,获得具有排列在一个主面上的以下结构体的光学片。
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
结构体的平均配置节距(波长λ)Pm:250nm
结构体的平均高度(幅度A)Hm:125nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):0.5
然后,通过利用溅射方法在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层,来制造透明导电片。
形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2气的混合气体
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:10
ITO层的厚度:75nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度。
然后,通过粘合片将透明导电片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得ITO层侧表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(样本2-2)
除了以下结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本2-1中那样制造光学片。
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
结构体的平均配置节距Pm:250nm
结构体的平均高度Hm:150nm
纵横比(Hm/Pm):0.6
然后,通过利用溅射方法在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层,来制造透明导电片。
形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2气的混合气体
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:10
ITO层的厚度:100nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度。
然后,通过粘合片将透明导电片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得ITO层侧表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造出期望的透明导电片。
(样本2-3)
除了省略了ITO层的形成之外,像样本2-1中那样制造光学片。
然后,通过粘合片将光学片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得上面形成有多个结构体的表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(透射色调)
通过使用由此制造的透明导电片和光学片作为测量样本,用分光光度计来测量可见范围附近的波长区域(350nm至800nm)中的透射光谱,并且从透射光谱来计算透射色调a*和b*。透射光谱的测量结果在图24中示出。透射色调a*和b*的计算结果在表1中示出。
表1示出了样本2-1至2-3的透射色调的计算结果。
[表1]
  样本2-1   样本2-2
  纵横比   0.5   0.6
  a(透射)   -0.35   -0.12
  b(透射)   1.48   1.29
从表1可以理解如下。
根据样本2-1和样本2-2的透明导电片,a*和b*都是小于3的值,这表示其是无色且透明的,并具有良好特性。
<3.透明导电层的厚度比>
在样本3-1至3-3中,进行了利用RCWA的光学模拟,以研究透明导电层的厚度比(D3/D1)和反射率之间的关系。
(样本3-1)
通过光学模拟来确定透明导电元件的反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y值。结果在图25A的曲线图和表2中示出。
类似地,通过光学模拟确定透明导电元件的透射光谱,并且从透射光谱确定透射色调a*和b*。结果在图25B的曲线图和表3中示出。
光学模拟的条件为如下所述。
(透明导电元件的构造)
透明导电元件是以下的多层结构。
(入射侧)基板/结构体/透明导电层/光学层(出射侧)
(基板)
折射率n:1.52
(结构体)
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
结构体的底面:圆形
配置节距(波长λ)P:250nm
结构体的高度(幅度A)H:150nm
纵横比(H/P):0.6
单位格子Uc的面积S(格子):2×2√3
平坦部的面积比Rs:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=42%
(透明导电层)
透明导电层的折射率n:2.0
透明导电层的厚度t:50nm
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:50nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:50nm
厚度比D3/D1:1
(光学层)
折射率n:1.52
(入射光)
偏振:无偏振
入射角:5度(相对于透明导电元件的法线)
(样本3-2)
除了修改了以下的光学模拟条件,像样本3-1那样进行光学模拟,确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*以及反射Y。结果在图25A的曲线图以及表2中示出。
类似地,通过光学模拟来确定透明导电元件的透射光谱,并且从透射光谱确定透射色调a*和b*。结果在图25B的曲线图以及表3中示出。
(透明导电层)
透明导电层的厚度t:40nm至50nm
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:50nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:40nm
厚度比D3/D1:0.8
(样本3-3)
除了修改了以下的光学模拟条件,像样本3-1那样进行光学模拟,确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y值。结果在图25A的曲线图以及表2中示出。
类似地,通过光学模拟来确定透明导电元件的透射光谱,并且从透射光谱确定透射色调a*和b*。结果在图25B的曲线图以及表3中示出。
(透明导电层)
透明导电层的厚度t:30nm至50nm
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:50nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:30nm
厚度比D3/D1:0.6
[表2]
  样本3-1   样本3-2   样本3-3
  厚度比D3/D1   1   0.8   0.6
  a(反射)   2.32   1.8   1.26
  b(反射)   -10.7   -10   -7.9
  Y   0.46   0.36   0.24
[表3]
  样本3-1   样本3-2   样本3-3
  厚度比D3/D1   1   0.8   0.6
  a(透射)   -0.36   -0.34   -0.31
  b(透射)   1.31   1.23   1.11
从图25A可理解到如下。
通过将厚度比D3/D1调整到小于1,可以改善反射特性。特别地,厚度比D3/D1优选地为0.8以下,更优选地,0.6以下。
<4.纵横比>
在样本4-1至4-4中,进行了利用RCWA的光学模拟,以研究结构体的纵横比和反射率之间的关系。
(样本4-1)
通过光学模拟确定透明导电元件的反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y。结果在图26和表4中示出。
光学模拟的条件为如下所述。
(透明导电元件的构造)
透明导电元件是以下的多层结构。
(入射侧)基板/结构体/透明导电层/光学层(出射侧)
(基板)
折射率n:1.52
(结构体)
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
结构体的底面:圆形
配置节距(波长λ)P:250nm
结构体的高度(幅度A)H:200nm
纵横比(H/P):0.8
单位格子Uc的面积S(格子):2×2√3
平坦部的面积比Rs:[(S(格子)-S(结构体))/S(格子)]×100=42%
(透明导电层)
透明导电层的折射率n:2.0
透明导电层的厚度t:60nm至75nm
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:75nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:60nm
厚度比D3/D1:0.8
(光学层)
折射率n:1.52
(入射光)
偏振:无偏振
入射角:5度(相对于透明导电元件的法线)
(样本4-2)
除了修改了以下的光学模拟条件,像样本4-1那样进行光学模拟,确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y值。结果在图26的图像图以及表4中示出。
(结构体)
配置节距(波长λ)P:250nm
结构体的高度(幅度A)H:150nm
纵横比(H/P):0.6
(样本4-3)
除了修改了以下的光学模拟条件,像样本4-1那样进行光学模拟,确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y值。结果在图26的曲线图以及表4中示出。
(结构体)
配置节距(波长λ)P:250nm
结构体的高度(幅度A)H:100nm
纵横比(H/P):0.4
(样本4-4)
除了修改了以下的光学模拟条件之外,像样本4-1那样进行光学模拟,确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*和反射Y值。结果在图26的曲线图以及表4中示出。
(结构体)
配置节距(波长λ)P:400nm
结构体的高度(幅度A)H:60nm
纵横比(H/P):0.15
[表4]
  样本4-1   样本4-2   样本4-3   样本4-4
  纵横比   0.8   0.6   0.4   0.15
  a(反射)   -4.68   -0.85   5.17   -0.13
  b(反射)   1.61   -8.5   1.82   11.13
  反射Y值   1.18   0.57   0.62   2.35
从图26可理解到以下。
当结构体的纵横比在0.2以上且1.0以下的范围内时,可以获得良好的光学调整功能。
<5.电可靠性>
在样本5-1至5-5中,实际制造了透明导电片,以研究结构体斜面的平均角度和电可靠性之间的关系。
(样本5-1)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本2-1那样制造光学片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:圆锥台形
结构体的平均配置节距Pm:220nm
结构体的平均高度Hm:240nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):1.091
结构体斜面的平均角度θm:65度
然后,通过利用溅射方法在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层,来制造透明导电片。
用于形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2气的混合气体。
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:13
ITO层的厚度:36nm至40nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度
(样本5-2)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本5-1那样制造透明导电片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:圆锥台形
结构体的平均配置节距Pm:250nm
结构体的平均高度Hm:180nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):0.72
结构体斜面的平均角度θm:55度
(样本5-3)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本5-1那样制造透明导电片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:圆锥台形
结构体的平均配置节距Pm:270nm
结构体的平均高度Hm:150nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):0.55
结构体斜面的平均角度θm:70度
(样本5-4)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本5-1那样制造透明导电片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:圆锥台形
结构体的平均配置节距Pm:250nm
结构体的平均高度Hm:135nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):0.54
结构体斜面的平均角度θm:50度
(样本5-5)
除了省略了结构体的形成并且在PET片的一个平坦主面上形成厚度为20nm的ITO层之外,像样本5-1那样制造透明导电片。
(样本5-6)
除了省略了结构体的形成并且在PET片的一个平坦主面上顺次形成厚度为20nm的NbO层、厚度为90nm的SiO2层以及厚度为20nm的ITO层之外,像样本5-1那样制造透明导电片。
(热冲击试验)
将如上所述制造的透明导电片放置在空气氛围中,并以150度老化30分钟。然后,对透明导电片进行使该片在-30度的低温环境下保持30分钟后,在70度的高温环境下保持30分钟这样的环境试验50个循环。然后,通过四探针法(JIS K 7194)确定透明导电片的表面电阻。结果在表5中示出。
(高温测试)
首先,将如上所述制造的透明导电片放置在空气氛围中,并以150度老化30分钟。然后,将透明导电片保持在80度的低温环境中240小时后,通过四探针法(JIS K 7194)测量透明导电片的表面电阻。结果在表5中示出。
表5示出了样本5-1至5-6的热冲击试验和高温试验(以下称为可靠性试验)的结果。
[表5]
Figure BDA00002131271900511
表面电阻的变化率:试验后的表面电阻/试验前的表面电阻
从表5可以理解到以下。
在具有单层ITO和多层ITO结构的样本5-5和5-6中,通过可靠性试验,表面电阻增大了10%以上。
在其中具有高纵横比1.09的结构体形成在表面上的样本5-1中,倾斜角度有65度大,因此通过可靠性试验显著增大了表面电阻。
在其中形成有具有0.55的低纵横比的结构体的样本5-3中,由于结构体的形状为椭圆锥台形状并且通过可靠性试验增大了表面电阻,因此表面倾斜角度较大,即,70度。
在其中纵横比低至1.0以下且表面倾斜角度适中(即,60度以下)的样本5-2和5-4中,通过可靠性试验后,表面电阻的电阻显著变低。
当ITO层的厚度是几十纳米时,认为由于受到由基板的热膨胀系数的变化产生的应力,可能发生部分断开;然而,认为当向基板表面赋予结构体时,应力适中,并且显著改善了可靠性。
因此,对于结构体的形状,从电可靠性的角度,在顶部具有凸曲面的锥状是优选的。此外,从电可靠性的角度,结构体的平均倾斜角度优选地为60度以下。
<6.反射率差ΔR>
(样本6-1)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本1-1那样制造透明导电片。
结构体的排列:六方格子状
结构体的形状:挂钟形
配置节距Pm:250nm
结构体的高度Hm:90nm
结构体的纵横比(Hm/Pm):0.36
结构体倾斜部的平均角度θm:36度
然后,通过利用溅射方法在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层,来制造透明导电片。
形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2气的混合气体
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:13
ITO层的厚度:30nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度。
然后,通过粘合片将透明导电片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得ITO层侧表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(样本6-2)
首先,除了省略了ITO层的形成之外,像样本6-1那样制造光学片。
然后,通过粘合片将光学片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得上面形成有多个结构体的表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造了期望的光学片。
(样本6-3)
除了省略了结构体的形成并且在PET片的一个平坦主面上形成厚度为30nm的ITO层之外,像样本6-1那样制造透明导电片。
(样本6-4)
除了省略了ITO层的形成之外,像样本6-3那样制造光学片。
(反射光谱)
首先,将黑色胶带粘合到如上所述制造的透明导电片和光学片的与粘合到玻璃基板的表面相对的表面,以制造测量试样。然后,用分光光度计(由JASCO公司制造,商品名:V-550)测量可见范围附近的波长区域(350nm至700nm)中的测量试样的反射光谱。然后,从以下式子计算反射率差ΔR。图27中示出了反射率差ΔR的计算结果。表6中示出了光反射率的差ΔR的计算结果。这里,光反射率是指550nm波长处的反射率。
ΔR=((样本6-2的反射率)-(样本6-1的反射率))
ΔR=((样本6-4的反射率)-(样本6-3的反射率))
(反射色调)
从如上所述测量出的反射光谱来计算反射色调a*和b*。结果在表6中示出。
表6示出了样本6-1至6-4的光反射率差ΔR和反射色调的计算结果。
[表6]
从图27和表6可以理解到以下。
通过在其中控制倾斜角度的结构体上形成透明导电层,可以抑制光反射率差ΔR。此外,会减小a*和b*的绝对值。
<7.结构体的形状>
在样本7-1至7-3中,进行利用RCWA(严格耦合波分析)的光学模拟,以研究结构体的形状和反射率之间的关系。
(样本7-1)
通过光学模拟确定透明导电元件的反射光谱,并且从该反射光谱计算反射色调a*和b*。结果在图28A和表7中示出。
以下描述了光学模拟的条件。
(透明导电元件的构造)
透明导电元件是以下的多层结构。
(入射侧)基板/透明导电层/光学层(出射侧)
(基板)
折射率n:1.52
(透明导电层)
透明导电层的折射率n:2.0
透明导电层的厚度t:70nm
(出射表面侧的树脂层)
折射率n:1.52
(入射光)
偏振:无偏振
入射角:5度(相对于透明导电元件的法线)
(样本7-2)
图29A是示出样本7-2的透明导电层的厚度D1、D2和D3的截面图。在图29A中,n1、n2和n3分别表示结构体顶部、结构体斜面以及结构体之间的部分的垂线方向。厚度D1、厚度D2和厚度D3分别表示结构体顶部的垂线n1方向的透明导电层的厚度、结构体斜面的垂线n2方向的透明导电层的厚度以及结构体之间的垂线n3方向的透明导电层的厚度。
通过光学模拟来确定透明导电元件的反射光谱,并且可以从反射光谱来计算反射色调a*和b*。结果在图28B和表7中示出。
以下描述了光学模拟的条件。
(透明导电元件的构造)
透明导电元件是以下的多层结构。
(入射侧)基板/结构体/透明导电层/光学层(出射侧)
(基板)
折射率n:1.52
(结构体)
结构体的排列:正方格子状
结构体的形状:四角锥(底面的边长:100nm,顶面的边长:40nm)
结构体的底面:四边形
结构体的折射率n:1.52
配置节距P:120nm
结构体的高度H:100nm
纵横比(H/P):0.83
(透明导电层)
如图29A所示,将透明导电层设定为,使得结构体顶部的垂线方向n1的透明导电层的厚度D1和结构体斜面的垂线方向n2的透明导电层的厚度D2为70nm。
透明导电层的折射率n:2.0
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:70nm
结构体斜面的透明导电层的厚度D2:70nm
厚度比D3/D1:1以上
(出射面侧的树脂层)
折射率n:1.52
(入射光)
偏振:无偏振
入射角:5度(相对于透明导电元件的法线)
(样本7-3)
图29B是示出样本7-3的透明导电层的厚度D1、D2和D3的截面图。在图29B中,n0表示透明导电元件表面(或基板表面)的垂线方向。厚度D1、厚度D2和厚度D3分别表示结构体顶部的垂线方向n0上的透明导电层的厚度、结构体斜面的垂线方向n0上的透明导电层的厚度以及结构体之间的垂线方向n0上的透明导电层的厚度。
除了改变了以下光学模拟条件,像试验例1那样通过光学模拟确定反射光谱,并且从反射光谱确定反射色调a*和b*。结果在图28C和表7中示出。
(透明导电层)
如图29B所示,将透明导电层设定为,使得结构体顶部的垂线方向n0上的透明导电层的厚度D1、结构体斜面的垂线方向n0上的透明导电层的厚度D2以及结构体之间的垂线方向n0上的透明导电层的厚度D3均为70nm。
透明导电层的折射率n:2.0
结构体顶部的透明导电层的厚度D1:70nm
结构体之间的透明导电层的厚度D3:70nm
厚度比D3/D1:1
表7示出了样本7-1至7-3的光反射率和透射色调的计算结果。
[表7]
从图28A至图28C和表7可以理解以下。
在其中透明导电层形成在平坦面上的样本7-1中,虽然a*和b*的绝对值较小,但是光反射率很高。
在其中具有特定厚度的透明导电层形成在结构体上的样本7-2中,虽然可以将光反射率减小至特定程度,但是a*和b*的绝对值很大。
在其中具有特定厚度的透明导电层在与上面形成有结构体的表面的垂直的方向上形成在结构体上的样本7-3中,虽然可以减小光反射率,但是a*和b*的绝对值很大。
<8.电极图案变形>
在样本8-1和8-2中,实际制造了透明导电片,以研究结构体的有无与电极图案变形之间的关系。
(样本8-1)
除了以下的结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本1-1那样制造光学片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:圆锥台形
结构体的配置节距P:250nm
结构体的高度H:150nm
纵横比:0.6
倾斜部的平均角度:50度
然后,通过溅射方法在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层。
形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2气的混合气体
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:10
ITO层的厚度:30nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度
然后,将ITO层图案化,以形成具有连接的菱形形状的形式的多个电极,从而制造透明导电片。然后,将这样制造的两个透明导电片的、上,面通过紫外线可硬化树脂面向上形成有多个电极的表面彼此粘合,使得具有菱形形状的电极彼此不重叠。然后,上侧位置的透明导电片通过粘合片粘合到折射率为1.5的玻璃基板,使得ITO层侧表面出现在玻璃基板表面侧。
如上所述,制造了期望的输入元件。
(样本8-2)
除了省略了结构体的形成并且ITO层形成在PET片的平坦主面上之外,像样本8-1一样制造输入元件。
(图案变形评价)
向如上所述制造的输入元件的表面投射荧光灯,并且观察在输入元件表面中是否发生了与电极图案对应的变形。结果,虽然在样本8-1中没有观察到变形,但是在样本8-2中观察到了变形。
<9.蚀刻耐性>
(样本9-1)
(转印步骤)
除了以下结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本2-1那样制造光学片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:挂钟形
配置节距P:250nm
结构体的高度H:180nm
纵横比:0.55
倾斜部的平均角度:55度
(膜形成步骤)
接下来,通过溅射方法,在上面形成有多个结构体的PET片表面上形成ITO层。
形成ITO层的条件为如下所述。
气体类型:Ar气和O2的混合气体。
混合气体的混合比(体积比):Ar:O2=200:10
ITO层的厚度:30nm
这里,ITO层的厚度是结构体顶部的厚度。
(退火步骤)
然后,将上面形成有ITO层的PET片在空气中以150°C退火120分钟。结果,促进了ITO层的多结晶化。然后,为了确认促进的状态,通过X射线衍射(XRD)来测量ITO层,并且确定可归因于In2O3的峰值。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(样本9-2)
(转印步骤、膜形成步骤和退火步骤)
首先,像样本9-1一样顺次执行转印步骤、膜形成步骤和退火步骤,以制造具有ITO层的退火的PET膜。
(蚀刻步骤)
然后,将退火的PET膜浸入HCL 10%稀释溶液中20秒,以蚀刻ITO层。
(清洗步骤)
然后,用纯净水清洗蚀刻的PET片。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(样本9-3)
除了将浸渍时间改为40秒之外,像样本9-2一样制造透明导电片。
(样本9-4)
除了将浸渍时间改为60秒之外,像样本9-2一样制造透明导电片。
(样本9-5)
除了将浸渍时间改为100秒之外,像样本9-2一样制造透明导电片。
(样本10-1)
除了以下结构体排列在PET片的一个主面上之外,像样本9-1一样制造透明导电片。
结构体的排列:六方紧密填充
结构体的形状:挂钟形
配置节距P:200nm
结构体的高度H:180nm
纵横比:0.62
斜面的平均角度:61度
(样本10-2)
(转印步骤、膜形成步骤和退火步骤)
首先,像样本10-1一样顺次执行转印步骤、膜形成步骤和退火步骤,以制造具有ITO层的退火的PET膜。
(蚀刻步骤)
然后,将退火的PET膜浸渍在HCL 10%的稀释溶液中20秒,以蚀刻ITO层。
(清洗步骤)
然后,用纯净水清洗经蚀刻的PET片。
如上所述,制造了期望的透明导电片。
(样本10-3)
除了将浸渍时间改为40秒之外,像样本10-2一样制造透明导电片。
(样本10-4)
除了将浸渍时间改为60秒之外,像样本10-2一样制造透明导电片。
(样本10-5)
除了将浸渍时间改为100秒之外,像样本10-2一样制造透明导电片。
(表面电阻)
通过四探针法测量如上所述获得的样本9-1至10-5的透明导电片表面的表面电阻值。结果在表8和图30中示出。
(初始变化率的倒数)
从以下式子确定如上所述获得的样本9-1至10-5的透明导电片表面的初始变化率的倒数(假设为厚度的变化)。结果在表9中示出。
(相对于初始表面电阻的变化率的倒数)=(蚀刻前的样本的表面电阻)/(蚀刻后的样本的表面电阻)
表8示出了样本9-1至10-5的透明导电片的表面电阻的评价结果。
[表8]
Figure BDA00002131271900611
单位:(Ω/□)
表9示出了样本9-1至10-5的透明导电片的初始变化率的倒数的评价结果。
[表9]
Figure BDA00002131271900612
从表8、表9和图30可以理解到以下。
当斜面的平均角度超过60度时,ITO层的蚀刻耐性减小,并且表面电阻趋于随着蚀刻时间的经过而增大。
在迄今的描述中,已经具体描述了本发明的实施方式,但是本发明不限于上述实施方式,并且基于本发明的技术思想,可以进行各种修改。
例如,上述实施方式中描述的构造、方法、步骤、形状、材料和数值仅仅是示例性的,可以根据需要,使用与这些不同的构造、方法、步骤、形状、材料和数值。
此外,在不背离本发明的本质的情况下,上述实施方式的构造、方法、步骤、形状、材料和数值可以彼此组合。
参考标号的说明:
1:透明导电元件
11:第一透明导电元件
12:第二透明导电元件
2,21,22:光学层
3,31,32:基板
4,12:结构
5,51,52:基底层
6,61,62:透明导电层
7:光学层
8:粘合层
11:辊形母版
101:信息输入装置
Sw:波面

Claims (11)

1.一种透明导电元件,包括:
设置有平均波长小于等于可见光波长的波面的光学层;以及
透明导电层,所述透明导电层在所述波面上形成为跟随所述波面的形状,
其中,当所述波面的平均波长为λm且所述波面的振动的平均幅度为Am时,比例Am/λm为0.2以上且1.0以下,
所述波面的斜面的平均角度在30°以上且60°以下的范围内,以及
当所述波面的最高位置的所述透明导电层的厚度为D1并且所述波面的最低位置的所述透明导电层的厚度为D3时,比例D3/D1在0.8以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的透明导电元件,其中,所述波面的平坦部的面积为50%以下。
3.根据权利要求1所述的透明导电元件,其中,所述波面的最高位置的所述透明导电层的厚度为100nm以下。
4.根据权利要求1所述的透明导电元件,其中,所述波面的平均波长λm为140nm以上且300nm以下;以及
所述波面的振动的平均幅度Am为28nm以上且300nm以下。
5.根据权利要求1所述的透明导电元件,其中,所述透明导电层是具有预定图案的电极。
6.根据权利要求5所述的透明导电元件,其中,在所述光学层的所述波面中,形成有所述电极的部分和没有形成所述电极的部分之间的反射率差ΔR为5%以下。
7.根据权利要求1所述的透明导电元件,其中,
所述光学层包括:
具有表面的基板,以及
以小于或等于可见光波长的微细节距布置在所述基板的所述表面上的多个结构体,
其中,所述波面由所述多个结构体的排列而形成。
8.根据权利要求7所述的透明导电元件,其中,所述结构体是在顶部具有凸曲面的锥体。
9.一种输入装置,包括根据权利要求1至8中任一项所述的透明导电元件。
10.一种显示装置,包括根据权利要求1至8中任一项所述的透明导电元件。
11.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的透明导电元件的母版。
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