CN104854542B - 导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备 - Google Patents

导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备。

Description

导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备
技术领域
本申请要求享有于2013年10月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2013-0129992的韩国专利申请的优先权,其全部公开内容通过引用并入本文中。
本申请涉及一种导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备。
背景技术
触摸面板根据信号的检测方法通常分为以下几种。换句话说,所述类型包括,在施加直流电压时,凭借电流值或电压值的变化感测压力按压位置的电阻型;在施加交流电压时,利用电容耦合的电容型;以及在随电压变化施加磁场时,感测选定位置的电磁型。
透明电极已经被广泛用于触摸面板的显示单元中,且使用金属(如银)作为配线电极。随着近来在触摸面板中对于大显示屏的需求日益增长,为了在触摸面板的尺寸相同的同时获得较大的显示屏,边框的宽度就变得相对较窄。因此,需要开发满足窄宽度边框尺寸的显示单元电极和配线电极。
[在先技术文件]
韩国专利公开号2010-0007605。
发明内容
[技术问题]
本申请的一个目的在于提供一种在透明电极上具有导电图案层的导电膜,所述导电膜是化学和物理稳定的,同时具有优异的导电性且能够获得精细的线宽。
本申请的另一个目的在于提供一种制造所述导电膜的方法。
本申请的再一个目的在于提供一种触摸面板、显示设备或太阳电池,其中采用了所述导电膜。
本申请的目的并不仅限于上述提及的技术目的,本领域的技术人员也将根据以下的说明清楚地理解未在上面提及的其它目的。
[技术方案]
本申请的一个实施方式提供了一种导电膜,其包含:基板;设置于所述基板上的透明电极层;以及设置于所述透明电极层上的导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层。
本申请的一个实施方式提供了一种导电膜,其包含:基板;设置于所述基板上的透明电极层;以及设置于所述透明电极层上的导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层,以及含有Cu的金属图案层,且所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的至少一个表面上。
本申请的另一个实施方式提供了一种制造导电膜的方法,包括:准备基板;在所述基板上形成透明电极层;以及在所述透明电极层上形成导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层。
本申请的再一个实施方式提供了一种包含所述导电膜的显示设备。
本申请的再一个实施方式提供了一种包含所述导电膜的触摸面板。
本申请的再一个实施方式提供了一种包含所述导电膜的太阳电池。
[有益效果]
根据本申请的一个实施方式的导电膜所具有的优点有:化学和物理上稳定,同时具有优异的导电性。
根据本申请的一个实施方式的导电膜能够获得精细的线宽,因而能够在触摸面板的边框单元内用作传感器电极,并在用于触摸面板以及各种显示设备或太阳电池中具有优势。
附图说明
图1显示了在根据本申请的一个实施方式的导电膜中,在形成导电图案层之前形成导电层的状态的结构。
图2显示了在根据本申请的一个实施方式的导电膜中,在形成导电图案层之前形成导电层的状态的结构。
图3图示了根据本申请的一个实施方式的导电膜的结构。
图4图示了根据本申请的一个实施方式的导电膜的结构。
具体实施方式
在本申请中,将一个部件放置于另一个部件“上”的描述,不仅包括所述一个部件邻接所述另一个部件的情况,还包括在所述两个部件之间存在再一个部件的情况。
在本说明书中,某一部分“包含”某一组分的描述的意思是还能够进一步包含其它组分,且除非有相反的特别说明,否则并不将其它组分排除在外。
下文中,本申请将予以详述。
本申请的一个实施方式提供了一种导电膜,其包含:基板;设置于所述基板上的透明电极层;以及设置于所述透明电极层上的导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层。
根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可由所述CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)来形成。或者,所述金属氮化物图案层可包含所述CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)来作为主要成分。不过,还可能包含来自制造过程中的杂质。
随着所述金属氮化物图案层中氮的比例的增长并接近化学计量比,所具有的优点为抗氧化性增强,然而,所具有的缺点为蚀刻可加工性降低。因此,当N相对于Cu的质量的质量比大于0且小于或等于0.1时,所具有的优点为抗氧化性和耐腐蚀性优异,且对于Cu蚀刻剂的蚀刻可加工性也很优异。特别地,根据本说明书的一个实施方式,在所述金属氮化物图案层的CuNx中的氮的含量相对于Cu的质量可为大于0%且小于或等于10%。
根据本说明书的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可进一步包含氧原子,且相对于所述CuNx中Cu的质量,所述氧原子的含量可为大于或等于3%且小于或等于6%。根据本说明书的一个实施方式,当所述金属氮化物图案层进一步包含氧原子时,其可以是,包含来自制造过程中的作为杂质的氧原子的情况,或者在检查所述金属氮化物图案层期间探测到空气中的氧原子的情况。
在本说明书中,为“透明的”的意思是具有70%或更高,或者80%或更高的可见光透光率。另外,还可包括整个区域不透明且开口率为60%或更高的情况。
在本发明中,“传导性”的意思为导电性。
在本发明中,“膜”并不受限于其厚度、材料和具体的形态。
包含铜氮化物的所述金属氮化物图案层需要极高的活化能以分解氮分子的三键,因而化学上非常稳定,因此,能有效防止腐蚀和氧化。另外,还具有的优点为,由于极高的表面强度,故具有优异的机械性能。
本申请的一个实施方式提供了一种导电膜,其包含:基板;设置于所述基板上的透明电极层;以及设置于所述透明电极层上的导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层,以及含有Cu的金属图案层,其中,所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的至少一个表面上。
特别地,根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可进一步包含含有Cu的金属图案层,且所述金属图案层可设置于所述金属氮化物图案层的至少一个表面上。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可由Cu来形成。另外,根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可包含Cu来作为主要成分。不过,还可能包含来自制造过程中的一些杂质。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可设置于所述透明电极层和所述金属氮化物图案层之间。另外,根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可设置于所述透明电极层和所述金属图案层之间。
所述金属氮化物图案层可起到防止腐蚀所述金属图案层的作用,且在将所述导电膜用于电子设备的显示单元中时,还可起到防止由所述金属图案层导致的眩光效应的作用。
特别地,所述金属氮化物图案层可具有作为单层的所述导电图案层,在此情况下,通过厚厚地形成所述层而确保了导电性。另外,所述金属氮化物图案层设置在所述金属图案层的一个表面上,因而可在不需极大地降低所述金属图案层的导电性的情况下通过防止所述金属图案层的氧化而起到提高所述导电图案层的性能的作用。
另外,能够采用与所述金属图案层相同的蚀刻剂来蚀刻所述金属氮化物图案层,因此,还具有的优点为,所述金属氮化物图案层和所述金属图案层可一起被蚀刻。特别地,所述蚀刻剂可以是Cu蚀刻剂,且可采用本领域常用的Cu蚀刻剂而没有限制。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可设置为物理上邻接所述金属氮化物图案层。特别地,当所述金属图案层和所述金属氮化物图案层设置为物理上彼此邻接时,所述金属氮化物图案层防止了所述金属图案层在高温环境中被氧化,且所述金属图案层可保持优异的导电性。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可设置在所述金属氮化物图案层的上表面上。特别地,当所述导电膜被用于电子设备的显示单元中,并通过所述基板从外侧被识别时,所述金属氮化物图案层可起到防止所述金属图案层的眩光的作用。
根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可设置于所述金属图案层上。另外,根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可设置于所述金属图案层的上表面和侧面的至少一部分上。特别地,当所述导电膜被用于电子设备的显示单元中,并通过与所述基板相对的表面从外侧被识别时,所述金属氮化物图案层可起到防止所述金属图案层的眩光的作用。
特别地,所述导电膜的结构可包含:基板/透明电极层/金属氮化物图案层的结构,基板/透明电极层/金属图案层/金属氮化物图案层的结构,基板/透明电极层/金属氮化物图案层/金属图案层的结构,等等。
图1至图4图示了根据本申请的一个实施方式的导电膜的结构。
图1图示了将基板(100)、透明电极层(200)和金属氮化物层(300)按顺序布置的情况,并显示了在形成导电图案层之前的状态。
图2图示了将基板(100)、透明电极层(200)、金属层(400)和金属氮化物层(300)按顺序布置的情况,并显示了在形成导电图案层之前的状态。
图3图示了将基板(100)、透明电极层(200)和金属氮化物图案层(301)按顺序布置的情况。在图3中,a指的是所述图案的线宽,以及b指的是所述图案的线间距。
图4图示了将基板(100)、透明电极层(200)、金属图案层(401)和金属氮化物图案层(301)按顺序布置的情况。
铜具有优异的导电性和较小的电阻,因此,可在透明电极层上用作配线电极。然而,铜具有较低的活化能,因而具有极大的电势值以被还原为中性金属,故而其易于失电子而被氧化。因此,当仅有铜层出现在透明电极层上时,所述铜层可在高温高湿度环境中被氧化和腐蚀,导致方块电阻升高的问题。另外,由于对所述透明电极层的粘合强度较差,故而机械强度较差,且表面强度也较低。
鉴于以上描述,根据本申请的一个实施方式的导电膜同时具有含有铜的金属图案层和含有铜的氮化物的金属氮化物图案层两者来作为导电图案层,故而可防止所述金属图案层的氧化和腐蚀。因此,根据本申请的一个实施方式的导电膜的导电图案层具有优异的化学耐久性。此外,所述导电图案层具有对所述透明电极层优异的粘合强度,并具有提高的表面强度,故而具有的优点为具有优异的物理性能。
根据本申请的一个实施方式,与仅包含所述金属氮化物图案层的情况相比,当所述导电图案层进一步包含所述金属图案层时,导电性可更加优良。另外,根据本申请的一个实施方式,将所述金属图案层设置于所述透明电极层上以及将所述金属氮化物图案层设置于所述金属图案层上的结构就化学稳定性而言更加有利。
根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有0.5Ω/平方或更低的方块电阻。特别地,根据本申请的一个实施方式,所述导电膜可具有0.2Ω/平方或更低的方块电阻。根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层的方块电阻可以与所述导电膜的方块电阻在相同的范围内。
根据本申请的导电膜可用于在触摸面板传感器或显示设备等的边框单元中使用的配线单元的导电线路中。随着触摸传感器模块的增大,所述边框单元的宽度趋向于变窄,并需要更精细且具有高传导性的导电图案层。因此,当所述导电膜或所述导电图案层的方块电阻满足上述范围时,则在将所述导电膜用于设备中时可获得优良的效果。
根据本申请的一个实施方式,即使在85℃或更高的温度和85%或更高的相对湿度的条件下经过7或更多的天数,所述导电膜仍可在方块电阻值上展现出小于20%的变化。更特别地,在上述条件下,所述方块电阻值可有15%或更小的变化。
特别地,根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有1.2或更小的R/R0,更特别地,可具有1.15或更小的R/R0。在这里,R0为在85℃的温度和85%的相对湿度下的初始方块电阻值,R为在85℃的温度和85%的相对湿度下经过7或更多的天数后的方块电阻值。
特别地,根据本申请的一个实施方式,尽管条件为在温度85℃和相对湿度85%下度过7或更多的天数,所述导电膜和/或所述导电图案层的方块电阻值可不具有显著变化。这可适用于所述导电图案层仅以金属氮化物图案层形成,或者,所述导电图案层包含金属氮化物图案层和金属图案层二者的情况。此外,当所述导电图案层包含金属氮化物图案层和金属图案层二者时,所述金属氮化物图案层防止了所述金属图案层的氧化,且可使所述金属图案层的方块电阻值的降低最小化。
根据本申请的一个实施方式,当所述导电图案层包含所述金属氮化物图案层和所述金属图案层时,当在150℃的气氛下经过30分钟时,所述导电图案层可具有10%或更小的方块电阻增长率。特别地,当透明电极层为ITO膜时,此条件可等同于与使所述透明电极层结晶化的过程,且由于氧化被所述金属氮化物图案层所抑制,在此条件下的所述金属图案层可具有没有显著增长的方块电阻值。
根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层可具有大于或等于20nm且小于或等于160nm的厚度。特别地,根据本申请的一个实施方式,当所述导电图案层仅包含所述金属氮化物图案层时,为了确保传导性,所述金属氮化物图案层可具有60nm或更大的厚度,特别地,80nm或更大的厚度。
根据本申请的一个实施方式,所述金属氮化物图案层的厚度可不包含所述金属图案层。根据本申请的一个实施方式,当所述导电膜具有0.5Ω/平方或更小的方块电阻值时,因为可确保方块电阻性能的最佳水平并且可在可见光区域确保光学性能,所以具有大于或等于60nm且小于或等于160nm的厚度的所述金属氮化物图案层是优选的。另外,根据本申请的一个实施方式,当所述导电膜具有0.4Ω/平方的方块电阻值时,具有大于或等于80nm且小于或等于120nm的厚度的所述金属氮化物图案层在确保光学性能和电阻性能方面是更优选的。
此外,根据本申请的一个实施方式,当所述导电图案层包含所述金属氮化物图案层和所述金属图案层时,所述金属氮化物图案层可具有大于或等于20nm且小于或等于80nm的厚度。这是由于所述金属图案层的传导性高于所述金属氮化物图案层的传导性的事实,故而所述金属氮化物图案层具有比确保传导性更大的确保所述金属图案层的耐腐蚀性的作用。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层与所述金属氮化物图案层的厚度比可以为大于或等于1:0.2且小于或等于1:0.5。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可具有100nm或更大的厚度,更特别地,150nm或更大的厚度。另外,根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层可具有500nm或更小的厚度,更特别地,200nm或更小的厚度。所述金属图案层的导电性取决于所述厚度,故而当所述厚度非常小时,由于没有形成连续的厚度,会产生电阻率值升高的问题。因此,100nm或更大的厚度是优选的。另外,当将所述导电膜用于触摸面板等的窄边框时,所述金属图案层的厚度优选为100nm或更大。
根据本申请的一个实施方式,当所述金属氮化物图案层具有20nm或更大的厚度时,其有效防止了所述金属图案层的腐蚀,且易于形成具有均匀线宽和厚度的导电图案层。另外,当所述金属氮化物图案层具有80nm或更小,特别是50nm或更小的厚度时,所述导电膜具有优异的透光性,且还可确保所述导电图案层的电性能。
根据本申请的一个实施方式,可获得具有精细线宽图案的包含所述金属图案层和/或所述金属氮化物图案层的所述导电图案层,故而具有提高了所述导电膜的开口率的优点。
根据本申请的一个实施方式,所述导电膜可具有70%或更大,更特别地,80%或更大,且小于100%的开口率。所述开口率可指的是不包含所述导电图案层的区域相对于设置有所述导电图案层的透明电极层的一个表面的总面积的百分比值。
根据本申请的一个实施方式,在可见光区域,所述导电膜可具有70%或更大、80%或更大或者90%或更大、或者92%或更大的透光率。所述导电膜可具有6%或更小、5%或更小或者4%或更小的雾度值。
根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有0.1μm或更大的图案线宽,更特别地,10μm或更大的图案线宽,且甚至更特别地,20μm或更大的图案线宽。另外,根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有100μm或更小的图案线宽,更特别地,30μm或更小的图案线宽。
当所述导电图案层的图案线宽小于0.1μm时,可能会难以得到所述图案,而当大于100μm时,难以增加要用在具有窄线宽的边框单元中的通道的数量,或难以制造高分辨率显示器。所述具有30μm或更小的图案线宽的导电图案层有利于获得具有大面积和高分辨率的显示器,这是由于可以在窄边框单元中增加通道的数量。
根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有0.1μm或更大的图案线间距,更特别地,10μm或更大的图案线间距,甚至更特别地,20μm或更大的图案线间距。另外,根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可具有100μm或更小的图案线间距,更特别地,30μm或更小的图案线间距。
在本发明中,所述“图案线间距”指的是图案之间的间距。特别地,其可指的是形成图案的线之间的间距。图3中b所表示的部分图示了所述图案线间距。
根据本申请的一个实施方式,在所述导电图案层中的金属图案层和金属氮化物图案层的线宽可不必完全相同,并且所述金属图案层的图案线宽大于或小于所述金属氮化物图案层的图案线宽的情况也包含在本申请的范围内。
特别地,根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的上表面上或下表面上,且所述金属图案层的图案线宽可以是相对于所述金属氮化物图案层的图案线宽的80%至120%。
根据本申请的一个实施方式,所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的上表面上或下表面上,且由所述金属氮化物图案层形成的图案线宽可等于或大于所述金属图案层的图案线宽。当所述金属氮化物图案层的图案线宽等于或大于所述金属图案层的图案线宽时,可提高防止所述金属图案层的氧化或腐蚀的效果。另外,当所述金属氮化物图案层的图案线宽等于或大于所述金属图案层的图案线宽时,可获得防止由所述金属图案层导致的眩光效应的效果。
在本申请的一个实施方式中,所述导电图案层可形成规则的图案或不规则的图案。特别地,通过所述导电层的图案化过程,所述导电图案层可被设置于所述透明电极层上,同时形成图案。
特别地,所述图案可具有多边形的形状,如三角形、四边形、圆形、椭圆形或无规则形状。所述三角形可包括等边三角形、直角三角形等,所述四边形可包括正方形、长方形、梯形等。
作为所述规则图案,可采用本领域中使用的图案形式,如网状图案。所述不规则图案没有特别限制,并且可具有形成沃罗诺伊图(voronoi diagram)的图形的边界线形式。当所述不规则图案用于本申请中时,通过所述不规则图案可消除由方向性光照引起的反射光的衍射图案,且通过所述金属氮化图案层可使得光散射的影响降至最低,因而可最小化可见度的问题。
根据本申请的一个实施方式,所述透明电极层可具有100nm或更大的厚度,更特别地,150nm或更大的厚度。另外,根据本申请的一个实施方式,所述透明电极层可具有500nm或更小的厚度,更特别地,200nm或更小的厚度。所述透明电极层的导电性取决于所述厚度,因而当所述厚度非常小时,由于没有形成连续的厚度,会产生电阻率值升高的问题。因此,100nm或更大的厚度是优选的。另外,当将所述导电膜用于触摸面板等的窄边框时,所述透明电极层的厚度优选为100nm或更大。
根据本申请的一个实施方式,所述透明电极层可包含金属氧化物或导电聚合物。
根据本申请的一个实施方式,所述金属氧化物可选自氧化铟锡(ITO)、氧化铟镓锌(IGZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、铟掺杂氧化锌(IZO)和铝掺杂氧化锌(AZO),以及所述导电聚合物可以是PEDOT:PSS。
根据本申请的一个实施方式,所述基板可以是任意的基板,只要其为透明基板即可,并且其实例可包括玻璃或者聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚酰胺(PA)。
根据本申请的一个实施方式,所述导电图案层可以是用于显示设备的边框的配线。特别地,所述导电膜可用作显示设备的电极,且包含所述导电图案层的区域可以是所述显示设备的边框区域的配线单元
根据本申请的一个实施方式,所述导电膜可用作触摸面板的传感器电极。所述触摸面板可完全包括电阻型、电容型和电磁型。
本申请的一个实施方式提供了一种制造所述导电膜的方法。
特别地,本申请的一个实施方式提供了一种制造导电膜的方法,其包括:准备基板;在所述基板上形成透明电极层;以及在所述透明电极层上形成导电图案层,其中,所述导电图案层包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层。
根据本申请的一个实施方式,所述形成导电图案层的步骤可包括在所述透明电极层上形成含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物图案层。
根据本申请的一个实施方式,所述形成导电图案层的步骤可包括在所述金属氮化物图案层的至少一个表面上形成含有Cu的金属图案层。
根据本申请的一个实施方式,可通过采用蒸镀法形成金属氮化物层并图案化其产物来进行所述形成金属氮化物图案层的的步骤。
根据本申请的一个实施方式,可通过在N2气氛下采用原料金属蒸镀Cu来进行所述形成金属氮化物层的的步骤。
根据本申请的一个实施方式,当所述金属氮化物层通过采用蒸镀而形成时,在所述金属氮化物层中的Cu与N的质量比可如以下表1所示。
[表1]
N2分压 N含量 Cu含量 N/Cu(%)
15 4.8 89.9 5.34
40 7.2 87.5 8.23
60 7.7 87.3 8.82
80 7.9 88.3 8.95
100 7.9 89.3 8.85
在表1的结果中,除了来自工艺中的N和Cu之外,还可进一步包含一些杂质,如氧,但是,这不影响所述金属氮化物图案层的性能。
在根据本申请的一个实施方式的制造方法中,所述导电层可进一步包含设置于所述金属氮化物层的上表面上或下表面上的含有Cu的金属层。
根据本申请的一个实施方式,形成所述导电图案层的步骤可进一步包括在所述金属氮化物层的上表面上或下表面上形成含有Cu的金属图案层的步骤。
根据本申请的一个实施方式,所述形成导电图案层的步骤可包括在所述透明电极层上形成包含含有CuNx(0<x≤0.1,x为N相对于Cu的质量的质量比)的金属氮化物层的导电层,接着图案化所述导电层。
根据本申请的一个实施方式,可通过在所述透明电极层上形成所述金属氮化物层,接着在所述金属氮化物层上形成含有Cu的金属层来进行所述形成导电层的步骤。另外,根据本申请的一个实施方式,可通过在所述透明电极层上形成含有Cu的金属层,接着在所述金属层上形成所述金属氮化物层来进行所述形成导电层的步骤。
根据本申请的一个实施方式,可通过同时图案化所述金属氮化物层和所述金属层来进行所述图案化所述导电层的步骤。
特别地,可通过采用蚀刻液体同时蚀刻所述金属氮化物层和所述金属层来进行所述图案化所述导电层的步骤。特别地,同时进行的所述金属氮化物层和所述金属层的蚀刻可采用Cu蚀刻剂。
在40℃的气氛下,针对氮基Cu蚀刻剂蚀刻具有50nm和100nm厚度的金属氮化物层的测试结果如以下表2所示。
[表2]
N/Cu(%) 50nm 100nm
5.34 7sec 10sec
8.23 9sec 13sec
8.82 9sec 13sec
8.95 20sec 23sec
8.85 20sec 24sec
由表2的结果可见,所述金属氮化物层可通过Cu蚀刻剂而被蚀刻,因而可与含有Cu作为主要组分的所述金属层一起被蚀刻。
在所述形成导电层的步骤中,形成所述金属氮化物层和/或所述金属层的方法可采用本领域公知的方法。例如,如蒸镀、溅射、湿式涂布、汽化、电镀或无电镀和金属箔层压的方法可用于所述形成,且特别地,蒸镀法可用于所述形成。
形成所述金属氮化物图案层和/或所述金属图案层的方法没有特别限制,例如,可采用直接印刷图案层的方法。当采用印刷法时,可使用导电材料的油墨或糊剂,且除了所述导电材料之外,所述糊剂可进一步包含粘合剂树脂、溶剂、玻璃料等。
所述导电层的图案化可采用具有抗蚀刻剂特性的材料。所述抗蚀刻剂可采用印刷法、光刻法、摄影法、干膜抗蚀法、湿抗蚀法、采用掩膜或激光转印(例如,热转印成像)的方法等来形成抗蚀图案,且更优选干膜抗蚀法,然而,所述方法并不仅限于此。采用所述抗蚀图案可蚀刻和图案化所述导电层,且采用剥离工艺可容易地移除所述抗蚀图案。
根据本申请的一个实施方式,可采用化学蚀刻法来进行图案化导电层的步骤。特别地,可在所述导电层上使用抗蚀刻剂和蚀刻液体来蚀刻所述导电层。此外,当采用所述化学蚀刻法来蚀刻所述导电层时,具有比所述金属层更强大的耐腐蚀性的所述金属氮化物层相比于所述金属层具有更低的蚀刻速率。因而所述金属氮化物图案层的图案线宽可大于所述金属图案层的图案线宽,这可防止由所述金属图案层导致的可见度的下降。
本申请的一个实施方式提供了一种包含所述导电膜的触摸面板。所述导电膜可在所述触摸面板中用作边框单元的传感器电极。所述触摸面板可完全包括电阻型、电容型和电磁型。
本申请的一个实施方式提供了一种包含所述导电膜的显示设备。
根据本申请的一个实施方式的触摸面板除了上述导电膜之外还可进一步包括额外的导电膜。在此情况下,所述两个导电膜可以布置在相同的方向上,或者所述两个导电膜可以布置在彼此相反的方向上。能够包含于本申请的触摸面板中的两个或更多个导电膜不需具有相同的结构。另外,所述两个或更多个导电膜中的层堆叠结构可彼此不同。当包含所述两个或更多个导电膜时,可在其之间设置绝缘层。在这里,所述绝缘层可额外具有粘附层的功能。
根据本申请的一个实施方式的触摸面板可包含:下基板;上基板;以及设置于邻接所述上基板的所述下基板的表面和邻接所述下基板的所述上基板的表面中的任意一侧或两侧上的电极层。所述电极层可各自具有X轴位置检测和Y轴位置检测的功能。
在这里,设置于所述下基板和邻接所述上基板的所述下基板的表面上的电极层,以及设置于所述上基板和邻接所述下基板的所述上基板的表面上的电极层中的其中之一或两者均可以是上述根据本申请的一个实施方式的导电膜。当仅所述电极层其中之一为根据本申请的导电膜时,另一个可具有本领域公知的导电图案。
当通过将电极层设置于所述上基板和所述下基板两者的一个表面上来形成两个电极层时,可在所述下基板与所述上基板之间设置绝缘层或垫片以便在所述电极层之间维持恒定的距离且不会发生连接。所述绝缘层可包含粘合剂,或者紫外或热固化树脂。所述触摸面板可进一步包含与上述导电膜中的金属氮化物图案层的图案相连接的接地单元。例如,所述接地单元可形成在其上形成有所述基板的金属氮化物图案层的图案的表面的边缘部分上。另外,在包含所述导电膜的层压板的至少一个表面上可设置抗反射膜、偏光膜、耐指纹膜中的至少一种。根据设计规格,除了上述功能性膜之外,还可包含其它类型的功能性膜。这样的触摸面板可用于显示设备,如OLED显示面板、液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)或等离子体显示面板(PDP)中。
根据本申请的一个实施方式的触摸面板可在所述导电膜上额外包含电极单元或衬垫单元。
本申请的一个实施方式提供一种包含所述导电膜的显示设备。在所述显示设备中,根据本申请的一个实施方式的导电膜可用在滤色器基板、薄膜晶体管基板等中。
本申请的一个实施方式提供一种包含所述导电膜的太阳电池。例如,所述太阳电池可包含阳极电极、阴极电极、光敏层、空穴传输层和/或电子传输层,并且根据本申请的一个实施方式的导电膜可用作所述阳极电极和/或所述阴极电极。
所述导电膜可在显示设备或太阳电池中替代现有的ITO,且可在柔性产品中具有潜在的应用。另外,所述导电膜可与CNT、导电聚合物、石墨烯等一起用作下一代透明电极。
下文中,本申请将参考实施例和对比实施例予以详述,以便于具体描述本申请。然而,根据本申请的实施例可被修改为各种其它形式,且本申请的范围并不解读为局限于下述实施例。本申请的实施例仅供向本领域具有平均知识水平的人员更加全面地描述本申请。
<实施例1>
将具有100nm厚度的ITO膜沉积于PET基板上,采用R2R溅射仪在5m torr的共晶压力下用Cu在其上形成100nm的金属层,并形成20nm的CuNx(x<0.1)的金属氮化物层。之后,采用Cu蚀刻剂同时蚀刻所述金属层和所述金属氮化物层,结果在所述ITO膜上制造出了具有导电图案层的导电膜。
在这里,测得所述导电图案层的方块电阻为0.25Ω/平方或更小。
<对比实施例1>
将具有100nm厚度的ITO膜沉积于PET基板上,采用R2R溅射仪在5m torr的共晶压力下用Cu在其上形成100nm的金属层,并且与实施例1中一样蚀刻所述金属层,以制造出具有导电图案层的导电膜。
<测试实施例1>
将根据实施例1和对比实施例1的导电膜的导电图案层的方块电阻标准化为1,在将条件设定为85℃的温度和85%的相对湿度之后,测量所述导电图案层的方块电阻值随时间的变化。然后,结果显示于以下表3中。
[表3]
由表3的结果可见,证实即使在高温和高湿度的条件下经过9天之后,实施例1的导电图案层在方块电阻值上仅有12.1%的变化,然而,对比实施例1的导电图案层经过了6天之后在方块电阻值上就有了大于20%的变化。
已经参考附图描述了本申请的实施例,然而,本申请并不局限于上述实施例,且可被制备为各种其它的形式,本领域的技术人员将意识到,在不违背本申请的技术理念和基本特征的前提下,可以以其它具体的形式实施本申请。因此,将要理解的是,上述实施例仅用于解释的目的且是非限制性的。
[附图标记]
100:基板
200:透明电极层
300:金属氮化物层
301:金属氮化物图案层
400:金属层
401:金属图案层

Claims (26)

1.一种导电膜,其包含:
基板;
设置于所述基板上的透明电极层;以及
设置于所述透明电极层上的导电图案层,
其中,所述导电图案层包含含有CuNx的金属氮化物图案层,其中x为N相对于Cu的质量的质量比,且0<x≤0.1,
其中,所述金属氮化物图案层具有大于或等于20nm且小于或等于160nm的厚度,
其中,所述导电图案层具有0.5Ω/平方或更小的方块电阻,
其中,所述透明电极层具有100nm或更大的厚度,以及
其中,所述导电图案层具有1.2或更小的R/R0,其中R0为温度85℃和相对湿度85%下的初始方块电阻值,以及R为在温度85℃和相对湿度85%下经过7或更多的天数后的方块电阻值。
2.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层进一步包含含有Cu的金属图案层,且所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的至少一个表面上。
3.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属图案层设置于所述透明电极层与所述金属氮化物图案层之间。
4.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属氮化物图案层设置于所述透明电极层与所述金属图案层之间。
5.权利要求1所述的导电膜,其中,所述金属氮化物图案层进一步包含氧原子,且相对于所述CuNx中的Cu的质量,所述氧原子的含量大于或等于3%且小于或等于6%。
6.权利要求2所述的导电膜,其中,当在150℃的气氛下经过30分钟时,所述导电图案层具有10%或更小的方块电阻增长率。
7.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属图案层与所述金属氮化物图案层的厚度比为大于或等于1:0.2且小于或等于1:0.5。
8.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属图案层具有100nm或更大的厚度。
9.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层具有大于或等于0.1μm且小于或等于100μm的图案线宽。
10.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层具有大于或等于10μm且小于或等于30μm的图案线宽。
11.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的上表面上或下表面上,且所述金属图案层的图案线宽为相对于所述金属氮化物图案层的图案线宽的80%至120%。
12.权利要求2所述的导电膜,其中,所述金属图案层设置于所述金属氮化物图案层的上表面上或下表面上,且由所述金属氮化物图案层形成的图案线宽等于或大于所述金属图案层的图案线宽。
13.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层具有大于或等于0.1μm且小于或等于100μm的图案线间距。
14.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层具有大于或等于10μm且小于或等于30μm的图案线间距。
15.权利要求1所述的导电膜,其中,所述透明电极层包含金属氧化物或导电聚合物。
16.权利要求15所述的导电膜,其中,所述金属氧化物选自氧化铟锡、氧化铟镓锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌和铝掺杂的氧化锌。
17.权利要求1所述的导电膜,其中,所述导电图案层为用于显示设备的边框的配线。
18.一种制造导电膜的方法,其包括:
准备基板;
在所述基板上形成透明电极层;以及
在所述透明电极层上形成导电图案层,
其中,所述导电图案层包含含有CuNx的金属氮化物图案层,其中x为N相对于Cu的质量的质量比,且0<x≤0.1,
其中,所述金属氮化物图案层具有大于或等于20nm且小于或等于160nm的厚度,
其中,所述导电图案层具有0.5Ω/平方或更小的方块电阻,
其中,所述透明电极层具有100nm或更大的厚度,以及
其中,所述导电图案层具有1.2或更小的R/R0,其中R0为温度85℃和相对湿度85%下的初始方块电阻值,以及R为在温度85℃和相对湿度85%下经过7或更多的天数后的方块电阻值。
19.权利要求18所述的制造导电膜的方法,其中,所述形成导电图案层的步骤包括在所述金属氮化物图案层的至少一个表面上形成含有Cu的金属图案层。
20.权利要求18所述的制造导电膜的方法,其中,所述形成导电图案层的步骤包括在所述透明电极层上形成包含含有CuNx的金属氮化物层的导电层,接着图案化所述导电层,其中x为N相对于Cu的质量的质量比,且0<x≤0.1。
21.权利要求20所述的制造导电膜的方法,其中,所述导电层进一步包含设置于所述金属氮化物层的上表面上或下表面上的含有Cu的金属层。
22.权利要求21所述的制造导电膜的方法,其中,通过同时图案化所述金属氮化物层和所述金属层进行所述图案化所述导电层的步骤。
23.权利要求22所述的制造导电膜的方法,其中,通过采用蚀刻液体同时蚀刻所述金属氮化物层和所述金属层进行所述图案化所述导电层的步骤。
24.一种显示设备,其包含权利要求1-17中任一项所述的导电膜。
25.一种触摸面板,其包含权利要求1-17中任一项所述的导电膜。
26.一种太阳电池,其包含权利要求1-17中任一项所述的导电膜。
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