CN108027688A - 导电性基板 - Google Patents
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Abstract
提供一种导电性基板,具有:透明基材;金属层,形成在所述透明基材的至少一个表面上;及黑化层,形成在所述透明基材的至少一个表面上。所述黑化层含有铜的单质和化合物以及鎳的单质和/或化合物。所述铜的化合物包含铜氧化物和铜氢氧化物。对所述黑化层采用X线光电子分光法进行了测定时,在使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,所述铜氧化物的峰面积为40以上,所述铜氢氧化物的峰面积为60以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电性基板。
背景技术
静电容式触屏(touch panel)通过对接近面板(panel)表面的物体所引起的静电容的变化进行检测,可将面板表面上的接近物体的位置信息变换为电信号。静电容式触屏所用的导电性基板由于设置在显示器表面上,故要求导电性基板的导电层的材料的反射率较低,并难以被视认。
为此,作为触屏用导电性基板所用的导电层的材料,使用了反射率较低且难以被视认的材料,并被形成在了透明基板或透明薄膜上。
例如,如专利文献1所述,先前使用了一种在高分子薄膜上作为透明导电膜形成了ITO(氧化铟-锡)膜的触屏用透明导电性薄膜。
然而,近年来具备触屏的显示器正趋于大画面化,与此相应地,触屏用透明导电性薄膜等导电性基板也正被要求大面积化。但是,由于ITO的电阻值较高,所以存在难以应对导电性基板的大面积化的问题。
因此,为了对导电性基板的电阻进行抑制,提出了一种作为导电层使用铜网(mesh)配线并对铜网配线的表面进行黑化处理的方法。
例如,专利文献2公开了一种薄膜状触屏传感器的制造方法,其具有:在支撑于薄膜上的铜薄膜之上形成光阻层的步骤;采用光刻法至少将光阻层加工成条状配线图案和引出用配线图案的步骤;采用蚀刻对露出的铜薄膜进行除去并形成条状铜配线和引出用铜配线的步骤;及对铜配线进行黑化处理的步骤。
然而,在专利文献2中,采用蚀刻形成条状铜配线后,采用了对铜配线进行黑化处理的方法,由于增加了制造步骤,所以存在生产性较差的问题。
因此,本发明的发明人对如下一种导电性基板的制造方法进行了研讨,即,通过对在透明基材上进行了金属层和黑化层的成膜的导电性基板进行金属层和黑化层的蚀刻,作为具有预期配线图案的导电性基板,可减少制造步骤,并可获得较高的生产性。
[现有技术文献]
[专利文献]
〔专利文献1〕日本国特开2003-151358号公报
〔专利文献2〕日本国特开2013-206315号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
然而,存在金属层和黑化层针对蚀刻液的反应性大不相同的情况。为此,如果要同时对金属层和黑化层进行蚀刻,则存在不管哪个层都不能被蚀刻成目标形状的情况、和/或、于平面内不能均匀地进行蚀刻进而出现尺寸偏差的情况,即,存在无法同时对金属层和黑化层进行蚀刻的问题。
鉴于上述现有技术的问题,于本发明的一方面,以提供一种具有可同时被进行蚀刻的金属层和黑化层的导电性基板为目的。
[用于解决课题的手段]
为了解决上述课题,于本发明的一方面提供一种导电性基板,其具有:
透明基材;
在所述透明基材的至少一个表面上形成的金属层;及
在所述透明基材的至少一个表面上形成的黑化层,
其中,所述黑化层含有单质铜和铜化合物以及单质镍和/或镍化合物,
所述铜化合物包含铜氧化物和铜氢氧化物,
对所述黑化层采用X线光电子分光法进行了测定时,
在使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱而求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,所述铜氧化物的峰面积为40以上,所述铜氢氧化物的峰面积为60以下。
[发明效果]
根据本发明的一方面,能够提供一种具备可同时被进行蚀刻的金属层和黑化层的导电性基板。
附图说明
〔图1A〕本发明实施方式的导电性基板的剖面图。
〔图1B〕本发明实施方式的导电性基板的剖面图。
〔图2A〕本发明实施方式的导电性基板的剖面图。
〔图2B〕本发明实施方式的导电性基板的剖面图。
〔图3〕本发明实施方式的具备网状配线的导电性基板的俯视图。
〔图4A〕沿图3的A-A’线的剖面图。
〔图4B〕沿图3的A-A’线的剖面图。
〔图5〕卷对卷(Roll to Roll)溅射装置的说明图。
具体实施方式
以下对本发明的导电性基板和导电性基板的制造方法的实施方式进行说明。
(导电性基板)
本实施方式的导电性基板可具有透明基材、金属层和黑化层。此外,金属层可形成在透明基材的至少一个表面上,黑化层也可形成在透明基材的至少一个表面上。另外,黑化层含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物,作为铜的化合物,可包含铜氧化物和铜氢氧化物。
此外,对黑化层采用X线光电子分光法进行测定时,在使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,铜氧化物的峰面积为40以上,铜氢氧化物的峰面积为60以下。
需要说明的是,本实施方式的导电性基板是指,包括对金属层等进行图案化之前的在透明基材的表面上具有金属层和黑化层的基板、及对金属层等进行了图案化后的基板即配线基板。就对金属层和黑化层进行了图案化后的导电性基板而言,由于包括透明基材没有被金属层等覆盖的区域,所以可使光透过,为透明导电性基板。
这里,首先在下面对本实施方式的导电性基板所含的各部件进行说明。
作为透明基材对其并无特别限定,较佳可使用能使可视光透过的绝缘体薄膜、玻璃基板等。
作为能使可视光透过的绝缘体薄膜,例如,较佳可使用聚酰胺(PA)系薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)系薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)系薄膜、环烯烃(cycloolefin)系薄膜、聚酰亚胺(PI)系薄膜、聚碳酸酯(PC)系薄膜等树脂薄膜等。特别地,作为能使可视光透过的绝缘体薄膜的材料,可优选使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、COP(环烯烃聚合物)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯等。
对透明基材的厚度并无特别限定,可根据作为导电性基板时所要求的强度、静电容、光透过率等进行任意选择。作为透明基材的厚度,例如可为10μm以上且200μm以下。尤其是在使用于触屏的用途的情况下,透明基材的厚度较佳为20μm以上且120μm以下,优选为20μm以上且100μm以下。在使用于触屏的用途的情况下,例如,尤其是在需要使显示器整体厚度薄化的用途中,透明基材的厚度较佳为20μm以上且50μm以下。
透明基材的全光线透过率较高者为佳,例如,全光线透过率较佳为30%以上,优选为60%以上。通过使透明基材的全光线透过率位于上述范围,例如,在使用于触屏的用途的情况下,可充分确保显示器的视认性。
需要说明的是,可采用JIS K 7361-1所规定的方法对透明基材的全光线透过率进行评价(验证)。
接下来对金属层进行说明。
对构成金属层的材料并无特别限定,可选择具有符合用途的电气传导率的材料,但从电气特性较佳并容易进行蚀刻处理的角度来看,作为构成金属层的材料较佳可使用铜。即,金属层优选含有铜。
在金属层含有铜的情况下,构成金属层的材料例如较佳为Cu和从Ni、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co及W中选择的至少1种以上的金属的铜合金、或者、包括铜和从上述金属中选择的1种以上的金属的材料。此外,金属层也可为由铜构成的铜层。
对形成金属层的方法并无特别限定,然而,为了不降低光透过率,较佳以在其他部件和金属层之间不配置黏接剂的方式而被形成。即,金属层较佳为直接形成在其他部件的上表面。需要说明的是,金属层可形成在黑化层或透明基材的上表面。为此,金属层较佳为直接形成在黑化层或透明基材的上表面。
为了在其他部件的上表面直接形成金属层,金属层较佳具有采用干式镀法所成膜的金属薄膜层。作为干式镀法对其并无特别限定,例如较佳可使用蒸镀法、溅射法、离子镀法等。特别地,从容易进行膜厚制御的角度来看,较佳使用溅射法。
另外,在使金属层更厚的情况下,可在采用干式镀法形成金属薄膜层后,再使用湿式镀法进行金属镀层的积层(层叠)。具体而言,例如,可在透明基材或黑化层上采用干式镀法形成金属薄膜层,再将该金属薄膜层作为供电层,并采用作为湿式镀法的一种的电解镀法形成金属镀层。
需要说明的是,在如上所述仅采用干式镀法进行金属层的成膜的情况下,金属层可由金属薄膜层构成。此外,在采用干式镀法和湿式镀法的组合形成金属层的情况下,金属层可由金属薄膜层和金属镀层构成。
如上所述,通过仅采用干式镀法或采用干式镀法和湿式镀法的组合来形成金属层,可在透明基材或黑化层上不藉由黏接剂而直接形成金属层。
对金属层的厚度并无特别限定,在将金属层作为配线使用的情况下,可根据供给至该配线的电流的大小、配线的宽度等进行任意选择。
然而,如果金属层变厚,则由于为了形成配线图案而进行蚀刻时蚀刻所需的时间较长,所以容易产生侧蚀(side etching),存在难以形成细线等的问题。为此,金属层的厚度较佳为5μm以下,优选为3μm以下。
此外,尤其从能够降低导电性基板的电阻值以进行充分的电流供给的观点来看,例如,金属层的厚度较佳为50nm以上,优选为60nm以上,最好为150nm以上。
需要说明的是,在金属层如上所述具有金属薄膜层和金属镀层时,金属薄膜层的厚度和金属镀层的厚度的合计较佳位于上述范围。
在金属层由金属薄膜层构成的情况或由金属薄膜层和金属镀层构成的情况的任一情况下,都对金属薄膜层的厚度并无特别限定,但例如较佳为50nm以上且500nm以下。
接下来对黑化层进行说明。
由于金属层具有金属光泽,仅在透明基材上对金属层进行蚀刻以形成配线时,配线会对光进行反射,例如在作为触屏用配线基板而使用的情况下,存在显示器的视认性会下降的问题。所以,对设置黑化层的方法进行了研讨。然而,由于存在金属层和黑化层针对蚀刻液的反应性大不相同的情况,如果同时要对金属层和黑化层进行蚀刻,则存在不能将金属层和/或黑化层蚀刻为预期形状或产生尺寸偏差等的问题。为此,在先前被研讨了的导电性基板中,需要采用不同的步骤对金属层和黑化层进行蚀刻,难以同时、即、采用一个步骤对金属层和黑化层进行蚀刻。
因此,本发明的发明人对如下一种黑化层进行了研讨,该黑化层可与金属层同时被进行蚀刻,即,针对蚀刻液的反应性较优,即使在与金属层同时被蚀刻的情况下,也可被图案化为预期的形状,还可对尺寸偏差的发生进行抑制。由此发现了通过使黑化层含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物,并使铜的化合物包括铜氧化物和铜氢氧化物,黑化层针对蚀刻液的反应性可与金属层的情况基本相同,并完成了本发明。
就本实施方式的导电性基板的黑化层而言,如上所述,可含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物,作为铜的化合物,可包括铜氧化物和铜氢氧化物。
这里,对黑化层所含的镍的化合物并无特别限定,例如可列举出氧化物和/或氢氧化物。为此,黑化层例如含有单质铜、铜氧化物及铜氢氧化物,还可含有从单质镍、镍氧化物及镍氢化物中选择的1种以上的物质。
如上所述,通过使黑化层含有铜氢氧化物,黑化层可变为能够对金属层表面的光反射进行抑制的颜色,可发挥作为黑化层的功能。此外,尤其通过使其也含有镍化合物例如镍氧化物,可对金属层表面的光反射进行抑制,还可提高作为黑化层的功能。
另外,通过使其再含有铜氧化物,可提高针对蚀刻液的反应性,还可具有与金属层基本相同的针对蚀刻液的反应性。
对黑化层中所含的各组成成分的比例并无特别限定,可根据导电性基板所要求的光反射的抑制程度、针对蚀刻液的反应性程度等进行任意选择,并无特别限定。然而,根据本发明的发明人的研讨可知,从可充分提高针对蚀刻液的反应性的观点来看,例如在对黑化层采用X线光电子分光法(XPS)进行测定时,铜氧化物较佳以能被识别为峰值的程度包含在黑化层内。
特别地,对黑化层采用X线光电子分光法(XPS)进行测定时,在使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,较佳为,铜氧化物的峰面积(面积比)较佳为40以上,铜氢氧化物的峰面积(面积比)60以下。
即,就采用XPS对黑化层进行测定时使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的铜氧化物和铜氢氧化物的峰面积而言,铜氧化物的峰面积比优选为40以上。此外,铜氢氧化物的峰面积比优选为60以下。
其原因在于,通过使黑化层含有预定比例的铜氧化物和铜氢氧化物,不仅可提高作为黑化层的对光反射进行抑制的功能,还可提高针对蚀刻液的反应性。
对黑化层的形成方法并无特别限定,只要是可使其含有上述各组成成分的形成方法,可选择任意的方法。然而,从可比较容易地控制黑化层的组成成分以使其含有上述的各组成成分的角度来看,较佳可使用溅射法。
需要说明的是,黑化层较佳为在透明基材和/或金属层等其他部件的上表面不藉由黏接剂而直接形成。此外,通过对黑化层采用干式镀法进行成膜,可在其他部件的上表面不藉由黏接剂而直接形成黑化层。为此,从该观点来看,黑化层的成膜方法也较佳为溅射法。
在采用溅射法对本实施方式的导电性基板的黑化层进行成膜的情况下,可使用含有镍和铜的合金靶。需要说明的是,在黑化层中作为金属成分不含有镍和铜以外的物质的情况下,可使用由镍和铜组成的合金靶。
此外,可一边向腔体内供给氧气和水蒸气,一边使用上述靶并通过溅射法形成黑化层。据此,可形成包括作为铜化合物的来自供给至腔体内的氧气和靶中的铜的铜氧化物及来自供给至腔体内的水蒸气和靶中的铜的铜氢氧化物的黑化层。
此时,通过对供给至腔体内的氧气和水蒸气的比例进行选择,可选择黑化层中所含的组成成分的比率。
特别地,在腔体内,为了容易地对供给至黑化层的氧和水蒸气的量进行调整,较佳为同时供给非活性气体(惰性气体)、氧气及水蒸气,并对其各分压进行调整。需要说明的是,作为非活性气体对其并无特别限定,较佳可使用氩气和/或氦气。此外,水蒸气可作为与非活性气体的混合气体而被进行供给。
如上所述,对黑化层进行成膜时,对供给至腔体内的非活性气体、氧气及水蒸气的各气体的供给比例并无特别限定,可根据黑化层的目标组成成分等进行任意选择。
例如,可通过进行预备试验等对各气体的供给条件进行选择,以使对成膜了的黑化层通过X线光电子分光法(XPS)进行测定时采用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的各组成成分的峰面积之比位于上述的较佳范围。
对黑化层的厚度并无特别限定,可根据导电性基板所要求的光反射的抑制程度等进行任意选择。
黑化层的厚度例如较佳为5nm以上,优选为20nm以上。黑化层具有可对金属层的光反射进行抑制的功能,然而,在黑化层的厚度较薄的情况下,也存在不能对金属层的光反射进行充分抑制的情况。相对于此,通过使黑化层的厚度为5nm以上,可确实地对金属层表面的反射进行抑制,故为较佳。
此外,对黑化层厚度的上限值并无特别限定,然而,如果过厚,则形成配线时蚀刻所需的时间变长,会导致成本上升。为此,黑化层的厚度较佳为100nm以下,优选为50nm以下。
接下来,对导电性基板的构成例进行说明。
如上所述,本实施方式的导电性基板可具有透明基材、金属层及黑化层。此时,对金属层和黑化层的在透明基材上的积层(层叠)顺序并无特别限定。此外,也可分别形成多个金属层和黑化层。然而,为了对金属层表面的光反射进行抑制,较佳为在金属层表面中的特别要对光反射进行抑制的表面上配置黑化层。在需要对金属层表面的光反射进行特别抑制的情况下,也可为将黑化层形成在金属层的上表面和下表面的积层构造、即、金属层被黑化层所夹着的构造。
下面,使用图1A、图1B、图2A及图2B对具体构成例进行说明。图1A、图1B、图2A及图2B示出了本实施方式的导电性基板的与透明基材、金属层和黑化层的积层方向平行的面的剖面图的例子。
本实施方式的导电性基板例如可在透明基材的至少一个表面上具有从透明基材侧开始依次对金属层和黑化层进行了积层的结构。
具体而言,例如,如图1A所示的导电性基板10A那样,可在透明基材11的一个表面11a侧依次进行金属层12和黑化层13各为一层的积层。此外,如图1B所示的导电性基板10B那样,还可在透明基材11的一个表面11a侧和另一个表面(另一表面)11b侧分别依次进行金属层12A、12B和黑化层13A、13B各为一层的积层。需要说明的是,金属层12(12A、12B)和黑化层13(13A、13B)积层顺序并不限定于图1A、图1B的例子,也可从透明基材11侧开始依次进行黑化层13(13A、13B)和金属层12(12A、12B)的积层。
此外,例如还可为在透明基材11的一个表面侧设置多个黑化层的结构。在此情况下,例如可为在透明基材的至少一个表面上从透明基材侧开始依次形成黑化层、金属层和黑化层的结构。
具体而言,例如,如图2A所示的导电性基板20A那样,可在透明基材11的一个表面11a侧依次进行第1黑化层131、金属层12及第2黑化层132的积层。
在此情况下,也可为在透明基材11的两个表面上都进行了金属层、第1黑化层及第2黑化层的积层的结构。具体而言,如图2B所示的导电性基板20B那样,可在透明基材11的一个表面11a侧和另一个表面(另一表面)11b侧分别依次进行第1黑化层131A、131B、金属层12A、12B及第2黑化层132A、132B的积层。
需要说明的是,在图1B和图2B中,尽管示出了在透明基材的两个表面上进行了金属层和黑化层的积层的情况下,以透明基材11为对称面在透明基材11的上下进行了层叠的层为对称的配置例,然而,并不限定于该形态。例如,在图2B中,透明基材11的一个表面11a侧的结构可与图1A的结构同样地,为依次进行了金属层12和黑化层13的积层的形态,这样,在透明基材11的上下进行了积层的层就可为非对称的结构。
至此对本实施方式的导电性基板进行了说明,但在本实施方式的导电性基板中,由于透明基材上设置了金属层和黑化层,故可对金属层表面的光反射进行抑制。
对本实施方式的导电性基板的光反射程度并无特别限定,然而,例如为了对在作为触屏用导电性基板而使用的情况下的显示器的配线视认性进行抑制,反射率较低者为佳。例如,波长为400nm以上且700nm以下的光的反射率(正反射率)的平均值较佳为40%以下,优选为30%以下,最好为20%以下。
可通过对导电性基板的黑化层进行光照射的方式进行反射率的测定。具体而言,例如,如图1A所示,在透明基材11的一个表面11a侧依次进行了金属层12和黑化层13的积层的情况下,对黑化层13的表面A进行光照射以可对黑化层13进行光照射,由此可进行测定。测定时,可将波长为400nm以上且700nm以下的光按照例如波长为1nm的间隔如上所述照射至导电性基板的黑化层13,并可将测定值的平均值作为该导电性基板的反射率的平均值。
就本实施方式的导电性基板而言,如上所述,例如较佳可作为触屏用导电性基板来使用。在此情况下,导电性基板可为具备网状配线的结构。
通过对至此说明的本实施方式的导电性基板的金属层和黑化层进行蚀刻,可获得具备网状配线的导电性基板。
例如,可由两层配线形成网状配线。具体构成例示于图3。图3示出了对具备网状配线的导电性基板30从金属层和黑化层的积层方向的上表面侧进行观察时的图。
图3所示的导电性基板30具有透明基材11、与图中Y轴方向平行的多个配线31A及与X轴方向平行的配线31B。需要说明的是,配线31A、31B通过对金属层进行蚀刻而形成,在该配线31A、31B的上表面和/或下表面上还形成了图中未示的黑化层。黑化层被蚀刻为具有与配线31A、31B相同的形状。此外,图中还示出了经由透明基材11可观察到的配线31B。
对透明基材11和配线31A、31B的配置并无特别限定。透明基材11和配线的配置构成例示于图4A和图4B。图4A和图4B是沿图3的A-A’线的剖面图。
首先,如图4A所示,可在透明基材11的上下表面分别配置配线31A、31B。需要说明的是,图4A中,在配线31A的上表面和配线31B的下表面上分别配置了形状被蚀刻为与配线相同的黑化层32A、32B。
此外,如图4B所示,也可使用一组透明基材11,以夹着一个透明基材11的方式在其上下表面配置配线31A、31B,并且,一个配线31B被配置在透明基材11之间。在此情况下,配线31A、31B的上表面也配置了形状被蚀刻为与配线相同的黑化层32A、32B。需要说明的是,如上所述,对黑化层和金属层的配置并无特别限定。为此,在图4A和图4B的任一情况下,黑化层32A、32B和配线31A、31B的配置都可上下颠倒(倒置)。此外,例如还可在配线31A、31B和透明基材11之间再设置黑化层等,即,设置多个黑化层。
然而,黑化层较佳配置在金属层表面中的特别要对光反射进行抑制的表面上。为此,在图4B所示的导电性基板中,例如,在需要对来自图中下表面侧的光的反射进行抑制的情况下,较佳为分别使黑化层32A、32B的位置和配线31A、31B的位置颠倒。此外,除了黑化层32A、32B之外,在配线31A、31B和透明基材11之间还可分别设置黑化层。
就图3和图4A所示的具有网状配线的导电性基板而言,例如,如图1B所示,可根据在透明基材11的两个表面都具备金属层12A、12B和黑化层13A、13B的导电性基板进行形成。
以使用图1B的导电性基板进行形成的情况为例进行说明,首先,对透明基材11的一个表面11a侧的金属层12A和黑化层13A进行蚀刻,以使与图1B中Y轴方向平行的多个线状图案沿X轴方向配置为隔开预定的间隔。需要说明的是,图1B中的X轴方向是指与各层的宽度方向平行的方向。此外,图1B中的Y轴方向是指与图1B中的纸面垂直的方向。
接下来,对透明基材11的另一个表面11b侧的金属层12B和黑化层13B进行蚀刻,以使与图1B中X轴方向平行的多个线状图案沿Y轴方向被配置为隔开预定的间隔。
通过以上的操作可形成图3、图4A所示的具有网状配线的导电性基板。需要说明的是,也可同时对透明基材11的两个表面进行蚀刻。即,也可同时对金属层12A、12B和黑化层13A、13B进行蚀刻。此外,就图4A中的在配线31A、31B和透明基材11之间还具有被图案化为与配线31A、31B相同形状的黑化层的导电性基板而言,其可通过使用图2B所示的导电性基板并实施同样的蚀刻来制作。
就图3所示的具备网状配线的导电性基板而言,其也可通过使用两个图1A或图2A所示的导电性基板来形成。如果以使用两个图1A的导电性基板进行形成的情况为例进行说明,则针对两个图1A所示的导电性基板,分别对金属层12和黑化层13进行蚀刻,以使与X轴方向平行的多个线状图案沿Y轴方向被配置为隔开预定的间隔。接下来,调整方向以使通过上述蚀刻处理而在各导电性基板上所形成的线状图案互相交叉,并对两个导电性基板进行贴合,据此可形成具备网状配线的导电性基板。对两个导电性基板贴合时的贴合面并无特别限定。例如,也可对没有层叠金属层12等的图1A中的表面A和没有层叠金属层12等的图1A中的表面11b进行贴合,以作为图4B所示的结构。
需要说明的是,黑化层较佳配置在金属层表面中的特别要对光反射进行抑制的表面上。为此,在图4B所示的导电性基板中,在需要对来自图中下表面侧的光的反射进行抑制的情况下,较佳为对黑化层32A、32B的位置和配线31A、31B的位置进行颠倒。此外,除了黑化层32A、32B之外,还可在配线31A、31B和透明基材11之间再设置黑化层。
此外,例如还可通过使透明基材11的没有层叠金属层12等的图1A中的表面11b互相贴合,以使剖面为图4A所示的结构。
需要说明的是,对图3、图4A及图4B所示的具有网状配线的导电性基板的配线的宽度和/或配线间的距离并无特别限定,例如,可根据配线中所流动的电流量等进行选择。
此外,尽管图3和图4中示出了通过对直线形状配线进行组合以形成网状配线(配线图案)的例子,然而,并不限定于该形态,可使构成配线图案的配线为任意的形状。例如,为了不与显示器的画像之间产生干涉纹(moire),还可使构成网状配线图案的配线的形状分别为弯曲成锯齿形状的线(之字型直线)等各种形状。
这样,就具有由两层配线所构成的网状配线的导电性基板而言,例如,较佳可作为投影型静电容方式的触屏用导电性基板来使用。
(导电性基板的制造方法)
接着,对本实施方式的导电性基板的制造方法的构成例进行说明。
本实施方式的导电性基板的制造方法可具有:
在透明基材的至少一个表面侧形成金属层的金属层形成步骤;及
在透明基材的至少一个表面侧形成黑化层的黑化层形成步骤。
此外,在黑化层形成步骤中,可进行含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物并且铜的化合物包括铜氧化物和铜氢氧化物的黑化层的成膜。
此外,在黑化层形成步骤中,在采用X线光电子分光法(XPS)进行测定时通过Cu2P3/2光谱和Cu LMM光谱而求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,可通过使铜氧化物的峰面积为40以上且铜氢氧化物的峰面积为60以下的方式对黑化层进行成膜。
下面对本实施方式的导电性基板的制造方法进行说明。通过本实施方式的导电性基板的制造方法可较佳地制作上述的导电性基板。为此,除了以下所说明的各点之外,都可为与上述导电性基板同样的结构,故对其说明进行了省略。
需要说明的是,如上所述,在本实施方式的导电性基板中,对将金属层和黑化层在透明基材上进行配置时的积层顺序并无特别限定。此外,金属层和黑化层也可分别形成为多层。为此,对实施上述金属层形成步骤和黑化层形成步骤的顺序或实施次数并无特别限定,可根据所要形成的导电性基板的结构,在任意时机实施任意次数。
以下,对各步骤进行说明。
首先,对金属层形成步骤进行说明。
在金属层形成步骤中,可在透明基材的至少一个表面上形成金属层。
需要说明的是,对提供至金属层形成步骤或黑化层形成步骤的透明基材的种类并无特别限定,如上所述,可采用能使可视光透过的树脂基板(树脂薄膜)、玻璃基板等。还可根据需要预先将透明基材切断为任意尺寸。
此外,金属层如上所述较佳具有金属薄膜层。此外,金属层也可具有金属薄膜层和金属镀层。为此,金属层形成步骤可具有例如采用干式镀法形成金属薄膜层的步骤。此外,金属层形成步骤也可具有采用干式镀法形成金属薄膜层的步骤和将该金属薄膜层作为供电层并采用作为湿式镀法的一种的电镀法形成金属镀层的步骤。
作为在形成金属薄膜层的步骤中所使用的干式镀法,对其并无特别限定,例如,可使用蒸镀法、溅射法、离子镀法等。需要说明的是,作为蒸镀法可较佳使用真空蒸镀法。作为在形成金属薄膜层的步骤中所使用的干式镀法,尤其从容易地对膜厚进行控制的角度来看,优选使用溅射法。
就金属薄膜层而言,例如,较佳可使用卷对卷(Roll to Roll)溅射装置进行成膜。
下面,以使用卷对卷溅射装置的情况为例,对形成金属薄膜层的步骤进行说明。
图5示出了卷对卷溅射装置50的一构成例。
卷对卷溅射装置50具有将其构成部件基本上都进行了收藏的框体51。
框体51内具有对要进行金属薄膜层的成膜的基材进行供给的卷出辊52、成膜辊53、溅射阴极(cathode)54a~54d及卷取辊55等。此外,在对要进行金属薄膜层的成膜的基材进行搬送的路径上,除了上述各辊之外,还可任意设置导辊、加热器56等。
对成膜辊53的结构并无特别限定,然而,较佳被构成为,例如在其表面上进行镀硬质铬的处理,并在其内部进行从框体51的外部所供给的冷媒或温媒的循环,以可调整至大致一定的温度。
溅射阴极54a~54d优选为磁电管(magnetron)阴极式,并与成膜辊53相对配置。对溅射阴极54a~54d的尺寸并无特别限定,溅射阴极54a~54d的在进行金属薄膜层的成膜的基材的宽度方向上的尺寸较佳为大于进行金属薄膜层的成膜的基材的宽度。
要进行金属薄膜层的成膜的基材被搬送至作为卷对卷真空成膜装置的卷对卷溅射装置50内之后,采用与成膜辊53相对的溅射阴极54a~54d对金属薄膜层进行成膜。
在使用卷对卷溅射装置50进行金属薄膜层的成膜的情况下,将与所要成膜的组成成分相对应的靶安放在溅射阴极54a~54d上。之后,使用真空泵57a、57b对其中的卷出辊52上放置了要进行金属薄膜层的成膜的基材的装置内进行真空排气后,可将氩气等溅射气体通过气体供给单元58导入框体51内。对气体供给单元58的结构并无特别限定,但可具有图中未示的气体贮藏罐。此外,还可构成为,在气体贮藏罐和框体51之间按照气体种类分别设置质量流量控制器(MFC)581a、581b和阀门582a、582b,以对各气体供给至框体51内的供给量进行控制。图5中示出了设置两组质量流量控制器和阀门的例子,然而,对所设置的数量并无特别限定,可根据所使用的气体种类来选择所要设置的数量。在将溅射气体供给至框体51内时,优选对溅射气体的流量、及真空泵57b和框体51之间所设置的压力调整阀59的开度进行调整,以将装置内的压力保持在例如0.13Pa以上且1.3Pa以下,并在此条件下实施成膜。
在此状态下,可一边从卷出辊52以例如每分钟0.5m~10m的速度对基材进行搬送,一边从与溅射阴极54a~54d连接的溅射用直流电源提供电力以进行溅射放电。据此可在基材上连续地进行预期的金属薄膜层的成膜。
需要说明的是,卷对卷溅射装置50上还可设置上述部件以外的任意部件。例如,如图5所示,可设置用于对框体51内的真空度进行测定的真空计60a、60b、排气阀61a、61b等。
接下来对金属镀层形成步骤进行说明。对采用湿式镀法形成金属镀层的金属镀层形成步骤的条件、即、电镀处理的条件并无特别限定,可采用常规方法中的诸条件。例如,可通过将形成了金属薄膜层的基材供给至放入了金属镀液的镀槽,并对电流的密度和/或基材的搬送速度进行控制的方式,来形成金属镀层。
接下来对黑化层形成步骤进行说明。
黑化层形成步骤如上所述是在透明基材的至少一个表面侧进行黑化层的成膜的步骤。对黑化层的成膜手段并无特别限定,较佳可使用溅射法。其原因在于,通过溅射法,可比较容易地形成含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物并且铜的化合物为铜氧化物和铜氢氧化物的层。
在采用溅射法对黑化层进行成膜的情况下,例如可使用上述的卷对卷溅射装置50。就卷对卷溅射装置的结构而言,由于已经在上面进行了叙述,故这里省略其说明。
在使用卷对卷溅射装置50进行黑化层的成膜的情况下,例如将含有镍和铜的合金的靶安放在溅射阴极54a~54d上,再将要进行黑化层成膜的基材放在卷出辊52上,然后采用真空泵57a、57b对装置内进行真空排气。
之后,采用气体供给手段58将包括氧气和水蒸气的溅射气体导入框体51内。此时,较佳为对溅射气体的流量、及设置在真空泵57b和框体51之间的压力调整阀59的开度进行调整,以将装置内的压力保持在例如0.13Pa以上且13Pa以下,并在此条件下实施成膜。
需要说明的是,为了容易地对供给至黑化层的氧和水蒸气的量进行调整,较佳为同时向框体51内供给非活性气体、氧气及水蒸气,并对其各自的分压进行调整。所以,溅射气体较佳含有非活性气体、氧气及水蒸气。作为非活性气体对其并无特别限定,较佳可使用氩气和/或氦气。此外,水蒸气可作为与非活性气体的混合气体而被进行供给。
对溅射气体中的氧气和水蒸气的比率并无特别限定,可根据所要成膜的黑化层的组成成分等进行选择。
例如,对成膜了的黑化层采用X线光电子分光法(XPS)进行测定时,在使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱所求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下,较佳为,铜氧化物的峰面积为40以上,铜氢氧化物的峰面积为60以下。为此,较佳为对各气体的供给量进行调整,以使采用X线光电子分光法对成膜了的黑化层进行测定时的测定结果为上述结果。
此外,进行黑化层的成膜时,为了使导电性基板的整个宽度方向上的黑化层中的铜氧化物和铜氢氧化物都位于例如上述的预期范围,较佳为预先对气体供给配管的配置进行调整。
在此状态下,一边从卷出辊52对基材以例如每分钟0.5m~10m的速度进行搬送,一边从与溅射阴极54a~54d连接的溅射用直流电源供给电力以进行溅射放电。据此可在基材上连续地进行预期的黑化层的成膜。
此外,通过这里所说明的导电性基板制造方法所获得的导电性基板还可为具备网状配线的导电性基板。在此情况下,除了上述步骤之外,还可具有藉由对金属层和黑化层进行蚀刻以形成配线的蚀刻步骤。
在该蚀刻步骤中,例如首先在导电性基板的最表面形成光阻(resist),该光阻具有与通过蚀刻所要除去的部分相对应的开口部。在图1A所示的导电性基板的情况下,可在导电性基板上所配置的黑化层13的露出表面A上形成光阻。需要说明的是,对具有与通过蚀刻所要除去的部分相对应的开口部的光阻的形成方法并无特别限定,例如,可采用光刻法等与现有技术同样的方法来形成。
接下来,从光阻上表面进行蚀刻液的供给,据此可对金属层12和黑化层13进行蚀刻。
需要说明的是,在如图1B所示的在透明基材11的两个表面上都配置了金属层和黑化层的情况下,也可在导电性基板的表面A和B上分别形成具有预定形状的开口部的光阻,并可同时对透明基材11的两个表面上所形成的金属层12A、12B和黑化层13A、13B进行蚀刻。
此外,还可对透明基材11的两侧所形成的金属层12A、12B和黑化层13A、13B一侧一侧地分别进行蚀刻处理。即,例如,可在对金属层12A和黑化层13A进行蚀刻后,再对金属层12B和黑化层13B进行蚀刻。
由于本实施方式的导电性基板上所形成的黑化层示出了与金属层同样的针对蚀刻液的反应性,所以,对蚀刻步骤中所使用的蚀刻液并无特别限定,较佳可使用对金属层进行蚀刻时所用的常规蚀刻液。作为蚀刻液,例如优选可使用氯化铁(ferric chloride)和盐酸的混合水溶液。对蚀刻液中的氯化铁和盐酸的含量并无特别限定,例如,氯化铁的含有率较佳为5质量%以上且50质量%以下,优选为10质量%以上且30质量%以下。此外,蚀刻液例如较佳含有1质量%以上且50质量%以下的盐酸,优选含有1质量%以上且20质量%以下的盐酸。需要说明的是,剩余部分可为水。
蚀刻液可在室温下使用,然而,为了提高反应性,也可对其进行加温之后再使用,例如,可将其加热至40℃以上且50℃以下之后再使用。
就通过上述蚀刻步骤所获得的网状配线的具体形态而言,由于其已经在上面被进行了叙述,故这里省略其说明。
此外,如上所述,在图1A和图2A所示的透明基材11的一个表面侧通过贴合两个具有金属层和黑化层的导电性基板以形成具备网状配线的导电性基板的情况下,还可设置使导电性基板贴合的步骤。此时,对两个导电性基板的贴合方法并无特别限定,例如可使用黏接剂等进行接着。
以上对本实施方式的导电性基板和导电性基板的制造方法进行了说明。根据该导电性基板可知,对黑化层而言,其针对蚀刻液的反应性也较佳,所以金属层和黑化层可具有大致相同的针对蚀刻液的反应性。为此,在同时对金属层和黑化层进行蚀刻处理的情况下,可将金属层和黑化层都图案化为预期形状,还可抑制尺寸偏差的发生。因此,可同时对金属层和黑化层进行蚀刻。
此外,由于黑化层可对金属层的光反射进行抑制,所以,例如在作为触屏用导电性基板而使用的情况下,可对配线表面的光反射进行抑制,还可提高显示器的视认性。
<实施例>
下面举出具体实施例和比较例进行说明,然而,本发明并不限定于这些实施例。
(评价方法)
对在实施例和比较例中所制作的试料采用以下方法进行了评价。
(1)基于X线光电子分光法(XPS)的测定
采用X线光电子分光装置(PHI社制,型号:QuantaSXM)进行了测定。需要说明的是,X线光源使用了单色化Al(1486.6eV)。
如后所述,在以下的各实施例和比较例中,制作了具有图2A所示结构的导电性基板。为此,对图2A中的第2黑化层132的露出至外部的表面132a进行了Ar离子蚀刻,并对从最表面开始至10nm深的内部的Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱进行了测定。根据所获得的光谱,算出了在铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和为100的情况下的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积。即,算出了相对于铜氧化物和铜氢氧化物的铜氧化物的峰面积比和铜氢氧化物的峰面积比。
(2)反射率测定
测定时,采用分光光度计(岛津制作所制,型号:UV-2600)并通过入射角为5°的正反射法,求出了波长为400nm以上且700nm以下的范围的光的平均反射率。具体而言,使波长为400nm~700nm的范围的光按照1nm的间隔改变波长并进行照射,由此对各波长的正反射率进行了测定,并将其平均值作为波长400nm以上且700nm以下的光的反射率的平均值。需要说明的是,表1中仅记载为反射率。
在以下的各实施例和比较例中,制作了具有图2A所示结构的导电性基板。为此,对图2A中的第2黑化层132的露出至外部的表面132a的反射率进行了测定。
(3)蚀刻试验
在蚀刻试验中使用了由10重量%的氯化铁、1重量%的盐酸及剩余为水所组成的蚀刻液。
将各实施例和比较例中所制作的导电性基板在没有形成光阻等的情况下浸渍于温度为25℃的蚀刻液中60sec后,将其从蚀刻液中取出。之后,通过水洗,对导电性基板上所附着的蚀刻液进行了充分的清洗。
对浸渍于蚀刻液并进行了水洗后的导电性基板进行目视观察,由此对透明基材上是否具有残留的金属层和黑化层进行了观察。
在金属层和黑化层没有残留的情况下,即,在没有确认到残渣的情况下,表示其为具有可被同时进行蚀刻的金属层和黑化层的导电性基板。与此相对地,在残留了金属层和黑化层中的至少一者的情况下,即,在确认到了残渣的情况下,表示不能同时对所成膜了的金属层和黑化层进行蚀刻。
(试料的制作条件)
作为实施例和比较例,在以下所说明的条件下制作了导电性基板,并采用上述评价方法进行了评价。
[实施例1]
制作了具有图2A所示的结构的导电性基板。
(黑化层形成步骤)
首先,将宽度为500mm且厚度为100μm的长条状的PET透明基材安放在图5所示的卷对卷溅射装置50的卷出辊52上。需要说明的是,对作为透明基材而使用的PET透明基材的全光线透过率采用JIS K 7361-1所规定的方法进行了评价后可知,其为97%。
此外,在溅射阴极54a~54d上安放了含有65wt%的镍和35wt%的铜的镍-铜合金靶。
接下来,使卷对卷溅射装置50的加热器56加热至100℃,以对透明基材进行加热,由此除去基材中所含的水分。
接下来,将框体51内排气至1×10-4Pa后,将氩气、氧气及水蒸气导入框体51内。需要说明的是,将在室温下含有饱和水分的氩气作为水蒸气导入其中。氩气、氧气及含有水分的氩气(氩气·水分混合气体)以表1所示的供给量被供给至框体51内,并且框体51内的压力被调整为2Pa。
接下来,一边从卷出辊对透明基材52以每分钟2m的速度进行搬送,一边从与溅射阴极54a~54d连接的溅射用直流电源供给电力,以进行溅射放电,据此在透明基材上连续地对黑化层进行了成膜。通过该操作,在透明基材上形成了厚度为20nm的第1黑化层131。
需要说明的是,在进行第1黑化层的成膜时,如上所述,使用了镍-铜合金靶,并在框体51内导入了氩气、氧气及水蒸气,在此条件下进行了溅射。为此,第1黑化层可含有铜的单质和化合物以及镍的单质和/或化合物。
(金属层形成步骤)
接下来,将进行了第1黑化层的成膜的透明基材安放在卷出辊52上,并将溅射阴极54a~54d上所安放的靶变更为铜靶。此外,在将卷对卷溅射装置50的框体51内排气至1×10-4Pa后,仅将氩气导入框体51内,并将压力调整为0.3Pa,除此之外,均与第1黑化层时相同,并在此条件下,在第1黑化层的上表面作为金属薄膜层形成了厚度为80nm的铜薄膜层。
形成铜薄膜层后,再采用电解镀法进行了厚度为0.5μm的铜镀层的成膜。需要说明的是,在进行铜镀层的成膜时,铜薄膜层被使用为供电层。
(黑化层形成步骤)
接下来,将进行了第1黑化层和金属层的成膜的透明基材安放在卷出辊52上,并在与第1黑化层131时相同的条件下,在金属层12的上表面形成了第2黑化层132。
对所制作的导电性基板的试料进行了基于上述X线光电子分光法(XPS)的测定、反射率测定、及蚀刻试验的评价。结果示于表1。
[实施例2~实施例4]
在形成第1黑化层和第2黑化层时,除了供给至框体51内的氩气、氧气及含有水分的氩气(氩气·水分混合气体)的流量为表1所示的值这点之外,与实施例1同样地制作了导电性基板,并进行了评价。
结果示于表1。
[比较例1和比较例2]
在形成第1黑化层和第2黑化层时,除了供给至框体51内的氩气、氧气和含有水分的氩气(氩气·水分混合气体)的流量为表1所示的值这点之外,与实施例1同样地制作了导电性基板,并进行了评价。
结果示于表1。
[表1]
由表1所示结果可知,就实施例1~实施例4的试料而言,通过对黑化层采用XPS进行评价确认到了单质铜、铜氧化物及铜氢氧化物的峰值,即,可确认到了含有这些组成成分。
此外,在实施例1~实施例4的试料中可确认到,根据对黑化层采用XPS所测定的结果所求得的铜氧化物的峰面积比位于40以上、铜氢氧化物的峰面积比位于60以下的范围。
另外,根据蚀刻试验结果也确认到了都没有残渣。
此外,在实施例1~实施例4中还可确认到,波长为400nm以上且700nm以下的光的反射率的平均值为40.0%以下,黑化层充分地对金属层表面的光反射进行了抑制。
相对于此,在比较例1、2的试料中,通过对黑化层采用XPS进行评价确认到了单质铜、铜氧化物及铜氢氧化物的峰值,即,可确认到含有这些组成成分。
然而,同时也可确认到,根据对黑化层采用XPS所测定的结果所求得的铜氧化物的峰面积比为39和30,均小于40,此外铜氢氧化物的峰面积比为61和70,都超过了60。
另外,进行蚀刻试验后还确认到了PET薄膜上存在黑化层的残渣。即,可确认到,比较例1、2的导电性基板上所形成的黑化层针对蚀刻液的反应性较低,不能同时对黑化层和金属层进行蚀刻。
如上所述,在黑化层含有单质铜、铜氧化物和铜氢氧化物、以及镍的单质和/或化合物,并且,根据基于XPS的测定结果所算出的铜氧化物和铜氢氧化物的峰面积比位于预定范围的情况下,可确认到具有良好的针对蚀刻液的反应性。即,可确认到能够同时对黑化层和金属层进行蚀刻。
以上对导电性基板基于实施方式和实施例等进行了说明,然而,本发明并不限定于上述实施方式和实施例等。在权利要求书所记载的本发明的要旨的范围内,还可进行各种各样的变形和变更。
本申请主张基于2015年9月30日向日本国专利厅申请的特愿2015-195199号的优先权,并将特愿2015-195199号的全部内容引用于本国际申请。
[符号说明]
10A、10B、20A、20B、30 导电性基板
11 透明基材
12、12A、12B 金属层
13、13A、13B、131、132、131A、131B、132A、132B、32A、32B 黑化层
31A、31B 配线
Claims (7)
1.一种导电性基板,具有:
透明基材;
在所述透明基材的至少一个表面上形成的金属层;及
在所述透明基材的至少一个表面上形成的黑化层,
其中,
所述黑化层含有单质铜和铜化合物、以及单质镍和/或镍化合物,
所述铜化合物包括铜氧化物和铜氢氧化物,
通过X线光电子分光法对所述黑化层进行了测定时,
在将使用Cu 2P3/2光谱和Cu LMM光谱而求得的铜氧化物的峰面积和铜氢氧化物的峰面积之和设为100的情况下,所述铜氧化物的峰面积为40以上,所述铜氢氧化物的峰面积为60以下。
2.根据权利要求1所述的导电性基板,其中:
所述金属层含有铜。
3.根据权利要求1或2所述的导电性基板,其中:
在所述透明基材的至少一个表面上,从透明基材侧开始依次形成了所述金属层和所述黑化层。
4.根据权利要求1或2所述的导电性基板,其中:
在所述透明基材的至少一个表面上,从透明基材侧开始依次形成了所述黑化层、所述金属层及所述黑化层。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的导电性基板,其中:
所述黑化层的厚度为100nm以下。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的导电性基板,其中:
波长为400nm以上且700nm以下的光的反射率的平均值为40%以下。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的导电性基板,其中:
具有网状配线。
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