CN106133662B

CN106133662B - 透光性导电薄膜

Info

Publication number: CN106133662B
Application number: CN201580016276.1A
Authority: CN
Inventors: 竹安智宏; 川本育郎; 森田等; 有马明
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: TWI639514B; TW201600340A; JP6196180B2; US20170123530A1; WO2015147032A1; KR20160113696A; JP2015182422A; KR101910261B1; CN106133662A; US10310681B2

Abstract

本发明提供生产率优异、能不发生金属布线的断线而实现高可靠性、并且不易视觉辨识到金属布线层的使用感良好的透光性导电薄膜。本发明的透光性导电薄膜至少依次具备：薄膜基材(11)、形成有网眼状图案的金属布线层(12)和着色层(13)。薄膜基材(11)在形成金属布线层(12)侧的表面(11a)具有多个突起(31)。金属布线层(12)的线宽大于5μm且为8μm以下，金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm。此外，着色层(13)层叠于金属布线层(12)的视觉辨识侧(A)的主面(12a)、且不形成于金属布线层(12)的侧面(12b)。

Description

透光性导电薄膜

技术领域

本发明涉及适用于能通过手指、触控笔等的接触输入信息的输入显示装置等的透光性导电薄膜。

背景技术

目前，已知依次具有薄膜基材、形成有网眼状图案的金属布线层和着色层(黑化层)的透光性导电薄膜(专利文献1)。这样的透光性导电薄膜由于导电性、弯曲性优异而作为代替使用了铟锡氧化物(ITO)的透光性导电薄膜的接触式传感器的电极材料受到关注。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-129183号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，现有的透光性导电薄膜存在金属布线层的网眼状图案仍然会被接触式传感器的使用者视觉辨识到的问题，要求对这一问题进行改善。

本发明的目的在于，提供生产率优异、能不发生金属布线的断线而实现高可靠性、并且不易看到金属布线层的使用感良好的透光性导电薄膜。

用于解决问题的方案

本发明人等对透光性导电薄膜的结构进行了深入研究，结果发现，通过着眼于薄膜基材的表面形状、以及形成于该薄膜基材上的金属布线层的尺寸及着色层的配置，将它们设定为适合的形状、尺寸及配置，能够提供生产率优异、能不发生金属布线的断线而实现高可靠性、并且不易视觉辨识到金属布线层的网眼状图案的透光性导电薄膜。

即，本发明的主旨如下。

(1)一种透光性导电薄膜，其特征在于，其为具有薄膜基材、形成有图案的金属布线层和着色层的透光性导电薄膜，前述薄膜基材在形成前述金属布线层侧的表面具有多个突起，前述金属布线层的线宽大于5μm且小于8μm，并且，前述金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm，前述着色层形成于前述金属布线层的视觉辨识侧的主面、且不形成于前述金属布线层的侧面。

(2)根据上述(1)所述的透光性导电薄膜，其特征在于，在前述薄膜基材的形成前述金属布线层侧的表面的俯视图中，前述突起的外径大于0且为5μm以下。

(3)根据上述(1)所述的透光性导电薄膜，其特征在于，前述突起的高度小于3μm。

(4)根据上述(1)所述的透光性导电薄膜，其特征在于，前述金属布线层具有扁平形状，线宽相对于厚度的比例为15～50。

(5)根据上述(1)所述的透光性导电薄膜，其特征在于，前述金属布线层形成为网眼状。

(6)一种透光性导电薄膜，其特征在于，具备：

在两侧的表面分别具有多个突起的薄膜基材、

在前述薄膜基材的一个表面上形成的第1金属布线层、

在前述第1金属布线层上形成的第1着色层、

在前述薄膜基材的另一个表面上形成的第2着色层、和

在前述第2着色层上形成的第2金属布线层，

前述第1及第2金属布线层的线宽大于5μm且小于8μm，并且，前述第1及第2金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm，

前述第1着色层层叠于前述第1金属布线层的与前述薄膜基材处于相反侧的主面，并且不形成于前述第1金属布线层的侧面，

前述第2着色层层叠于前述第2金属布线层的前述薄膜基材侧的主面，并且不形成于前述第2金属布线层的侧面。

发明的效果

根据本发明，在薄膜基材的表面设置多个突起。由此，对薄膜基材赋予滑动性、耐磨性，在将金属布线层连续成膜时，能够高水平维持品质并提高其成膜速度、提高生产率。

此外，金属布线层设定成具有规定的线宽，并且在金属布线层的视觉辨识侧的表面设置用于吸收外部的光线的着色层。由此，能够防止在薄膜基材上层叠金属布线层时由薄膜基材的突起导致的金属布线的断线，能够实现高的可靠性。此外，能够防止网眼状图案等的金属布线层发亮而被视觉辨识到，能够实现良好的使用感。

进而，金属布线层的厚度比现有技术的金属布线层更薄，为0.1μm以上且小于0.5μm。通过设定为这样的结构，在外部的光线从倾斜方向对透光性导电薄膜入射时，金属布线层的侧面不发亮，能够使金属布线层更难被视觉辨识到。此外，由于在金属布线层的侧面不设置着色层，因此，不需要在金属布线层的侧面形成着色层的工序，透光性导电薄膜的生产率优异。

尤其是在薄膜基材的两侧的表面分别形成有金属布线层时，能够防止两面的金属布线层的断线，并且防止两面的金属布线层被视觉辨识到，能够获得更显著的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式的透光性导电薄膜的结构的示意性截面图。

图2是图1的透光性导电薄膜的局部放大图，(a)是俯视图、(b)是沿(a)的线A-A的截面图。

图3是表示图1的透光性导电薄膜的变形例的截面图。

图4是表示图1的透光性导电薄膜的其它变形例的截面图。

具体实施方式

以下，边参照附图边对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本实施方式的透光性导电薄膜的结构的示意图。需要说明的是，图1中的各结构的长度、宽度或者厚度仅是其中一例，本发明的透光性导电薄膜中的各结构的长度、宽度或者厚度不限定于图1的长度、宽度或者厚度。

如图1所示，本发明的透光性导电薄膜至少依次具备：薄膜基材11、形成有网眼状图案的金属布线层12和着色层13。具体而言，薄膜基材11如图2的(a)、(b)所示，在形成金属布线层12侧的表面11a上具有多个突起31。此外，构成金属布线层12的各布线在薄膜基材的表面11a之上及突起31的表面31a之上这两者上连续地形成。金属布线层12的线宽大于5μm且为8μm以下，金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm。此外，还具有如下的特征：着色层13层叠于金属布线层12的视觉辨识侧A的主面12a、且不形成于金属布线层12的侧面12b。

透光性导电薄膜中，具有金属布线层侧的表面电阻率优选为0.1Ω/□～400Ω/□、更优选为0.1Ω/□～100Ω/□、特别优选为1Ω/□～60Ω/□。透光性导电薄膜1的透射率优选为80％以上、更优选为85％以上。

本发明的透光性导电薄膜只要依次具有薄膜基材、金属布线层及着色层，就可以在各层间包含其它层。例如，透光性导电薄膜可以在薄膜基材和金属布线层之间配置用于提高密合性的密合性树脂层，还可以在薄膜基材的两侧配置金属布线层、着色层。

(薄膜基材)

本发明中使用的薄膜基材用于支撑金属布线层。该薄膜基材可以为单层、也可以为多层。薄膜基材的厚度从透明性、处理性的观点考虑优选为20μm～200μm。

上述薄膜基材在形成金属布线层侧的表面具有多个突起。通过在薄膜基材的表面设置多个突起，能够对薄膜基材赋予滑动性、耐磨性，在将金属布线层连续成膜时，能够高水平维持品质并提高其成膜速度、提高生产率。

关于突起，在薄膜基材的形成金属布线层侧的表面的俯视图中，其外径D大于0且为5μm以下、优选为0.5μm～3μm。突起的外径例如可以通过以规定倍率对薄膜基材的形成金属布线层侧的表面进行图像观察来测定。外径D大于5μm时，存在金属布线在薄膜基材的表面和突起表面的边界部附近断线的可能性。

关于突起的高度，以薄膜基材的平坦的表面为基准，优选大于0且为3μm以下、更优选为0.1μm～2μm。

关于突起的形状，在本实施方式中为大致圆顶型，薄膜基材的面方向截面为大致圆形、厚度方向截面为大致半圆形(图2)。其中，本发明的突起只要能赋予薄膜基材以滑动性、耐磨性、并且能连续且高速地成膜高品质的金属布线层，也可以为圆顶型以外的其它形状。

作为在薄膜基材上设置突起的手段，可以列举出：在该薄膜基材的内部分散润滑剂的方法，在薄膜表面涂布分散有很多颗粒的粘结剂(binder)的方法等。

构成薄膜基材的薄膜优选透明性和耐热性优异的聚合物薄膜。上述聚合物薄膜例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚环烯烃薄膜、聚碳酸酯薄膜、或聚砜薄膜。这样的聚合物薄膜可以从例如三菱树脂株式会社、帝人杜邦薄膜株式会社、Zeon Corporation、帝人化成株式会社等获得。

(金属布线层)

本发明使用的金属布线层为了赋予透光性而形成为例如网眼状图案。对上述金属布线层的网眼状图案没有特别限定，例如为正方形格子、菱形格子、或多边形格子。

用于形成上述金属布线层的材料只要具有导电性就没有限定，优选为银、铜或它们的合金，更优选为铜。

上述金属布线层的线宽大于5μm且小于8μm、优选大于5.5μm且为7μm以下。为这样的线宽范围时，能够防止由薄膜基材的突起引起的断线。线宽为5μm以下时，虽然不易视觉辨识到金属布线层的网眼状图案，但薄膜基材的突起会导致金属布线发生断线的频率变高，大量生产时，品质及可靠性变低。另一方面，线宽为8μm以上时，能明显地视觉辨识到金属布线层的网眼状图案。

金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm、优选大于0.1μm且为0.4μm以下、更优选为0.15μm～0.35μm。金属布线层通过将其厚度设定为例如小于2μm，能够进一步防止视觉辨识到网眼状图案。对于这样的结构而言，在外部的光线从倾斜方向对透光性导电薄膜入射时，金属布线层的侧面不发亮而不易被看到。此外，由于未在金属布线层的侧面设置着色层，因此，不需要在金属布线层的侧面形成着色层的工序，透光性导电薄膜的生产率优异。

本发明的金属布线层的特征在于具有扁平形状，线宽相对于厚度的比例(线宽/厚度)优选为10以上且小于80、更优选为15～50。满足这样的关系的透光性导电薄膜的生产率优异、不发生金属布线的断线、并且不易视觉辨识到金属布线层的网眼状图案。

对于金属布线层的截面积，为了得到触摸面板传感器所必需的导电性，优选为0.5μm²～4μm²、更优选为0.5μm²～3.2μm²、特别优选为0.5μm²～2.5μm²。

对于金属布线层的间距，为了得到充分的透光性，优选为200μm～800μm、更优选为350μm～650μm。金属布线层的开口率优选为95％～99％、更优选为96％～99％。

作为形成上述金属布线层的方法，例如使用如下的方法：在薄膜基材的整个表面成膜金属层之后，在金属层上层叠规定的抗蚀图案(resist pattern)，通过蚀刻(etching)，以形成为网眼状的金属布线层的方式将不需要的区域的金属层去除之后，将抗蚀层剥离。成膜上述金属层的方法例如为溅射(spattering)法、镀覆(plating)法、或它们的组合。

(着色层)

本发明中使用的着色层通过层叠于金属布线层的视觉辨识侧的表面，能够吸收外部的光线，从而防止网眼状图案发亮而被视觉辨识到。本发明的透光性导电薄膜由于金属布线层的厚度薄，因而不需要在金属布线层的侧面形成着色层。因此，透光性导电薄膜的生产率优异。

上述着色层可以为单层、也可以为多层。该着色层的总厚度优选为5nm～2μm、更优选为10nm～1μm、特别优选为10nm～60nm。着色层的线宽基本上与金属布线层相同，例如大于5μm且小于8μm、优选大于5.5μm且为7μm以下。

着色层的色调优选为黑色或深灰色。为此，有时将着色层称为黑化层、将设置黑化层称为黑化处理。

用于形成着色层的材料只要会吸收外部的光线就没有特别限定，例如可以使用日本特开2008-25025号公报中记载的利用镀覆法形成的黑化层(黑色铜、或黑色镍)、日本特开2013-129183号公报中记载的利用溅射法形成的黑化层(氧化铜、氮化铜、氮化镍、或氧化镍)。

作为仅在金属布线层的图案辨识侧的表面形成上述着色层的着色层形成方法，根据层叠结构，可以列举出以下的方法。为图1的结构时，上述着色层形成方法例如为如下的方法：在薄膜基材的整个表面通过镀覆法成膜金属层后，对金属层的表面，通过镀覆法进行黑化处理，从而形成着色层，其后，同时对金属层和着色层进行蚀刻的方法(第1制法)。本制法由于能够在生成金属层后紧接着进行黑化处理，因此，能够缩短制造时间、降低成本，还能够减少环境负荷。

如上所述，根据本实施方式，在薄膜基材11的表面11a上设置有多个突起31。由此，能够对薄膜基材11赋予滑动性、耐磨性，在连续地成膜金属布线层12时，能够高水平地维持品质并提高其成膜速度、提高生产率。此外，金属布线层12设定为具有规定的线宽，并且，在金属布线层12的视觉辨识侧A的主面12a设置有用于吸收外部的光线的着色层13。由此，在薄膜基材11上层叠金属布线层12时，能够防止由薄膜基材11的突起31引起的金属布线的断线，此外，能够防止网眼状图案等的金属布线层12发亮而被视觉辨识到，能够实现良好的使用感。进而，金属布线层12的厚度小于0.5μm。通过设定为这样的结构，在外部的光线从倾斜方向对透光性导电薄膜入射时，金属布线层12的侧面12b不发亮，能够使网眼状图案更难被视觉辨识到。此外，由于未在金属布线层12的侧面12b设置着色层，因此，不需要在金属布线层12的侧面12b形成着色层的工序，透光性导电薄膜的生产率优异。

需要说明的是，在图1中，金属布线层虽然形成于薄膜基材的视觉辨识侧的表面，但也可以代替这种情况而形成于薄膜基材的显示装置侧的表面。

具体而言，如图3所示，透光性导电薄膜依次具有：薄膜基材11、形成有网眼状图案的着色层23和金属布线层22。并且，薄膜基材11在形成金属布线层22侧、即在视觉辨识侧A的相反侧B(透光性导电薄膜以接触式传感器的方式层叠于显示装置来使用时为显示装置侧)的表面11b具有多个突起(未图示)。金属布线层22的线宽及厚度与图1的金属布线层12相同。着色层23层叠于金属布线层22的辨识侧A的主面22a，与图1的结构同样地，具有不形成于金属布线层22的侧面22b的特征。

为图3的结构时，作为着色层形成方法，例如可以列举出如下的方法：在成膜金属层之前的薄膜基材上，通过溅射法成膜着色层，之后，在该着色层的表面通过溅射法成膜金属层，其后，同时对着色层和金属层进行蚀刻的方法(第2制法)。本制法也能够在生成金属层之后紧接着进行黑化处理，因此，也能够缩短制造时间、降低成本，还能够减少环境负担。

如上所述，图3所示的结构也能够发挥与图1的形态同样的效果。

此外，金属布线层也可以形成于薄膜基材的两面。该情况下，本发明的透光性导电薄膜在各金属布线层的视觉辨识侧的表面层叠着色层。

具体而言，如图4所示，透光性导电薄膜具备：在两侧的表面11a、11b上分别具有多个突起(未图示)的薄膜基材11，在该薄膜基材的一个表面11a上形成的金属布线层12(第1金属布线层)，在金属布线层12上形成的着色层13(第1着色层)，在薄膜基材11的另一个表面11b上形成的着色层23(第2着色层)和在着色层23上形成的金属布线层22(第2金属布线层)。

金属布线层12、22的线宽分别大于5μm且小于8μm，并且，金属布线层12、22的厚度分别为0.1μm以上且小于0.5μm。此外，着色层13层叠于金属布线层12的与薄膜基材11处于相反侧的主面12a、且不形成于金属布线层12的侧面12b。进而，着色层23层叠于金属布线层22的薄膜基材11侧的主面22a、且不形成于金属布线层22的侧面22b。根据图4所示的结构，能够更显著地获得上述效果。

以上对本实施方式的透光性导电薄膜进行了说明，但本发明不限定于前述实施方式，可以基于本发明的技术构思进行各种变形和变更。

实施例

以下对本发明的实施例进行说明。

[实施例]

在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的表面涂布分散有许多颗粒(综研化学株式会社制造、商品名“MX180-TA”)的粘结剂(DI公司制造、商品名“ELS888”)，制作在表面具有多个突起(以薄膜基材的平坦的表面为基准，高度为1.2μm)的薄膜基材。然后，在薄膜基材的涂布了粘结剂的表面，通过DC溅射法成膜厚度80nm的铜层，形成层叠体。

然后，将该层叠体浸渍在电镀铜浴中，通过将电流密度设为20A/dm²的电镀法使铜层的厚度增加，使铜层的总厚度为200nm(0.2μm)。在该阶段析出的金属为褐色。其后，将电流密度变更为50A/dm²，继续进行镀覆，在铜层的表面层叠由黑色铜形成的着色层。将具备薄膜基材、铜层及着色层的层叠体从镀覆浴中取出，水洗并干燥。

接着，在黑化层的表面层叠规定的抗蚀图案，通过蚀刻法将不需要的区域的铜层及着色层同时去除，之后将抗蚀层剥离，形成在最表面具有着色层的线宽6μm、间距450nm、厚度0.2μm、开口率97％的正方形格子状(网眼状)的金属布线层。由此得到的透光性导电薄膜的透射率为88％、表面电阻率为3Ω/□。

[比较例1]

变更镀覆时间，使金属布线层的厚度为2μm，除此以外，利用与实施例同样的方法制作透光性导电薄膜。

[比较例2]

变更镀覆时间及抗蚀图案，使金属布线层的线宽为10μm、厚度为2μm，除此以外，利用与实施例同样的方法制作透光性导电薄膜。

[比较例3]

变更抗蚀图案，使金属布线层的线宽为8μm，除此以外，利用与实施例同样的方法制作透光性导电薄膜。

[比较例4]

变更抗蚀图案，使金属布线层的线宽为3μm，除此以外，利用与实施例同样的方法制作透光性导电薄膜。

接着，如下操作来测定·评价实施例及比较例的透光性导电薄膜。

(金属布线层的线宽及间距的测定)

使用显微镜(奥林巴斯株式会社制造、装置名“MX61L”)来拍摄显微镜照片，基于拍摄的照片实际测量各值。

(金属布线层的厚度的测定)

切取利用上述方法制得的透光性导电薄膜的一部分，利用树脂浇注成型，使用显微镜(日立制作所株式会社制造、装置名“HF2000”观察截面，实际测量各值。

(开口率的计算)

在将金属布线层的间距设定为从在单元图案中邻接配置的2个布线的一个的中心到另一个中心的长度、并且将网眼空间的长度设定为由上述间距减去上述布线的线宽而得到的值的情况下，由“(开口率)＝{(网眼空间长度/间距)²}×100”式求出。

(透射率的测定)

使用双光束分光光度计(日立制作所株式会社制造、装置名“U4100”)测定400～700nm的透射率，求出其平均值。

(金属布线的断线的评价)

使用放大镜肉眼观察制得的透光性导电薄膜的整个面，确认有无断线。

(网眼状图案的视觉辨识防止性的评价)

在三波长发光型荧光灯的光源下目视观察制得的透光性导电薄膜，确认能否从正面方向及斜向两个方向视觉辨识到网眼状图案，将不能视觉辨识到网眼状图案的情况记为良好、将能清楚视觉辨识到网眼状图案的情况记为不良。

将如上操作进行测定·评价的结果示于表1。

[表1]

由表1的结果可知，实施例中，金属布线层的线宽为6μm、且金属布线层的厚度为0.2μm、从正面方向及斜向任意方向均看不到网眼状图案，并且也未确认到金属布线的断线。

而比较例1中，金属布线层的线宽为6μm、且厚度为2μm，虽然未确认到金属布线的断线，但是从斜向观察时看到了网眼状图案。

比较例2中，金属布线层的线宽为10μm、且厚度为2μm，虽然未确认到金属布线的断线，但是从正面方向及斜向两个方向观察时，看到了网眼状图案。

比较例3中，金属布线层的线宽为8μm、且厚度为0.2μm，虽然未确认到金属布线的断线，但是从正面方向观察时看到了网眼状图案。

比较例4中，金属布线层的线宽为3μm、且厚度为0.2μm，虽然未看到网眼状图案，但是确认到金属布线的断线。

产业上的可利用性

本发明的透光性导电薄膜适宜作为接触式传感器的电极材料。作为接触式传感器，优选为智能手机、平板终端(Slate PC)等便携式终端中使用的静电电容方式接触式传感器。

附图标记说明

11 薄膜基材

11a 表面

11b 表面

12 金属布线层

12a 主面

12b 侧面

13 着色层

22 金属布线层

22a 主面

22b 侧面

23 着色层

31 突起

31a 表面

Claims

1.一种透光性导电薄膜，其特征在于，其为具备薄膜基材、形成有图案的金属布线层和着色层的透光性导电薄膜，

所述薄膜基材在形成所述金属布线层侧的表面具有多个突起，

所述金属布线层的线宽大于5μm且小于8μm，并且，所述金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm，

所述着色层形成于所述金属布线层的视觉辨识侧的主面、且不形成于所述金属布线层的侧面。

2.根据权利要求1所述的透光性导电薄膜，其特征在于，在所述薄膜基材的形成所述金属布线层侧的表面的俯视图中，所述突起的外径大于0且为5μm以下。

3.根据权利要求1所述的透光性导电薄膜，其特征在于，所述突起的高度大于0且小于3μm。

4.根据权利要求1所述的透光性导电薄膜，其特征在于，所述金属布线层具有扁平形状，线宽相对于厚度的比例为15～50。

5.根据权利要求1所述的透光性导电薄膜，其特征在于，所述金属布线层形成为网眼状。

6.一种透光性导电薄膜，其特征在于，具备：

在两侧的表面分别具有多个突起的薄膜基材、

在所述薄膜基材的一个表面上形成的第1金属布线层、

在所述第1金属布线层上形成的第1着色层、

在所述薄膜基材的另一个表面上形成的第2着色层、和

在所述第2着色层上形成的第2金属布线层，

所述第1及第2金属布线层的线宽大于5μm且小于8μm，并且，所述第1及第2金属布线层的厚度为0.1μm以上且小于0.5μm，

所述第1着色层层叠于所述第1金属布线层的与所述薄膜基材处于相反侧的主面，并且不形成于所述第1金属布线层的侧面，

所述第2着色层层叠于所述第2金属布线层的所述薄膜基材侧的主面，并且不形成于所述第2金属布线层的侧面。