CN108628490A

CN108628490A - 薄膜结构体

Info

Publication number: CN108628490A
Application number: CN201810189541.1A
Authority: CN
Inventors: 藤井庆太郎; 岩濑铁平; 山本雄士; 上木原伸幸
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2018-10-09
Also published as: JP2018156863A; US20180267209A1; US10578775B2; JP6832527B2

Abstract

本发明提供薄膜结构体，能有效利用能对应柔性器件这样的源于薄膜结构体的优点。在设置在形成于透明基材的凹部的底部的金属布线上备置由平均粒径为300nm以下的粒子的集合体构成的粒子层。

Description

薄膜结构体

技术领域

本公开涉及薄膜结构体。

背景技术

在制造在透明基材设置有金属布线的薄膜结构体的工序中，为了提升薄膜的视觉辨识性而有在所述金属布线备置黑化层的工序。

使用图8来说明在金属布线上备置黑化层的工序。在图8中，在透明基材2设置金属层4，在金属层4上设置黑化辅助层6，在其上设置黑化层5。如此，通过将黑化层5备置到透明基材2的金属层4上来使金属层4的反射率降低，由此提升视觉辨识性。另外，关于本方式，在专利文献1中有详细说明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2015-103223号公报

但是，在现有例的在金属布线上备置黑化层的方法中，存在折弯时发生布线断裂这样的问题点。详细叙述，由于作为黑化层的氮化铜的韧性低，因此在折弯透明基材时，随着黑化层的断裂而会断裂到黑化层下的金属布线，因而严禁折弯。

发明内容

本公开鉴于上述现有的问题点而提出，其目的在于，提供一种能提升视觉辨识性并能对应能折弯的器件的薄膜结构体。

本公开的薄膜结构体的特征在于，具备：形成在透明基材的凹部；设置在所述凹部的底部的金属布线；和设置在所述金属布线上且由平均粒径为300nm以下的粒子的集合体构成的粒子层。

发明效果

如以上那样，根据本公开的薄膜结构体，能提升视觉辨识性并能对应柔性器件。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体的厚度方向的截面的一部分的概略图。

图2是从本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体的上表面观察的整体像的概略图。

图3是本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体的制法的概略图。

图4是表示本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体中的粒径与反射率的关系的图表。

图5是表示本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体中的粒子层的有无与反射率的关系的图表。

图6是表示在本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体中没有粒子层的构成的照片。

图7是表示在本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体中有粒子层的构成的照片。

图8是表示现有例的薄膜结构体的构成的概略图。

标号的说明

10 薄膜结构体

11 透明基材

12 金属布线

13 粒子层

13a 粒子

14 粒子提供器

15 凹部

具体实施方式

(实施方式1)

以下，参考图1～图7来说明本公开的实施方式1。

在图1示出表示本公开的实施方式1中的薄膜结构体10的厚度方向的截面的一部分的概略图。薄膜结构体10的主要用途是笔记本个人电脑或平板等中的触摸面板用的静电电容式传感器。

薄膜结构体10由形成在透明基材11的凹部15、设置在凹部15的底部的金属布线12、和设置在金属布线12上且由多个粒子13a的集合体构成的粒子层13构成。

在图1中，透明基材11由PET树脂或聚碳酸酯树脂构成，其厚度为了确保加工性而为20μm以上，为了确保柔性而为100μm以下。

在透明基材11形成多个凹部15(图1中仅图示1个)。在图1中，为了明确地进行图示而仅放大图示了1个凹部15。凹部15的深度为了确保加工性而为1μm以上且2μm以下，宽度为了确保视觉辨识性而为2μm以上且3μm以下。

在凹部15的底部设置与凹部15的底部相同宽度的金属布线12。金属布线12由Cu或Ag构成，其厚度为了实现保证触摸面板的品质的充分小的电阻而为200nm以上。

在金属布线12上备置多个微细粒子13a的集合体即粒子层13。详细后述，但微细粒子13a的平均粒径为300nm以下。

构成薄膜结构体10，使其具备：具有这些多个凹部15的透明基材11、金属布线12、以及粒子层13。

粒子层13与黑化层相同地使金属布线12的反射率降低，从而使薄膜结构体10的视觉辨识性得到提升。另外，粒子层13由于是微细粒子13a的集合体，因此在折弯时不会断裂，能保持柔性。

在图2示出从本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体10的上表面观察的整体像的概略俯视图。虽然在透明基材11上例如以菱形的格子图案状布满金属布线12，但是在金属布线12上备置粒子层13，因此在从上表面观察时，看不到金属布线12，能看到粒子层13。

在图3示出本公开的实施方式1中所用的薄膜结构体10的制法的概略图。首先，在图3(a)中，在透明基材11上将内部被微细粒子13a充满的粒子提供器14配置在凹部15的近旁。接下来，在图3(b)以及(c)中，通过基于粒子提供器14的平板涂布使粒子13a流入到凹部15内，从而在金属布线12上备置粒子层13。

其中，由于粒子提供器14一边紧贴透明基材11的表层一边移动，因此微细粒子13a仅流入到形成在透明基材11的凹部15，仅在金属布线12上备置粒子层13。

在此，说明构成对反射率的降低有效的粒子层13的粒子13a的粒径。图4的图表中的各标绘表示对涂布在平板上的粒子层照射波长400nm光线时的反射率与构成粒子层的粒子的平均粒径的关系。可见光具有越是短波长则越难以抑制反射的特征。因此，认为若能抑制可见光当中波长最短的类别即400nm的紫色光线的反射，就能抑制可见光的反射，即，认为能提升视觉辨识性。

如图4的图表所示那样，若平均粒径成为300nm以下，则反射率低于1％，与平均粒径为1000nm的情况相比，反射率减少80％，反射率大幅减少。在更加小的粒径下，得到以下这样的结果，即，与平均粒径1000nm的情况相比，反射率减少75％，反射率稍增加。即，利用平均粒径为300nm的粒子层13，能减少将近80％的反射率。另外，对于平均粒径而言，使用HORIBA社制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-600，一边在间歇池(batch cell)进行搅拌一边测定平均粒径。

在图1以及图2所示的薄膜结构体10中，对具备由平均粒径为300nm的粒子13a构成的粒子层13的薄膜结构体10、和不具备粒子层13的薄膜结构体照射波长400nm的光线，来比较反射率。于是，如图5的图表所示那样，得到如下结果：具备粒子层13的薄膜结构体10(参考图5的“有结构”)的反射率示出2％，从不具备粒子层13的薄膜结构体(参考图5的“无结构”)的反射率即4％中减去一半。薄膜结构体10的上表面当中、俯视观察时透明基材11所占的面积比例是95％，透明基材11的反射率是1.5％左右。因此，不具备粒子层13的情况的反射率4％这样的结果是，金属布线12带来的影响强。另一方面，具备粒子层13的情况下的反射率2％这样的结果是，与金属布线12相比，透明基材11带来的影响更强。

因而，通过具备粒子层13，能看到薄膜结构体10获得接近于透明基材11的反射率这样的改善。

在图6示出从上表面观察不具备粒子层13的薄膜结构体10的照片。由于在设置在凹部15的槽底的金属布线12上什么都不存在，因此来自金属布线12的金属光泽未被遮挡。因此，反射率变高，通过薄膜结构体后的视觉辨识性变差。

在图7示出从上表面观察具备粒子层13的薄膜结构体10的照片。从该照片能看到来自金属布线12的金属光泽由粒子层13阻断的样子。由此，表观上的金属布线12的反射率减少，通过薄膜结构体后的视觉辨识性变好。

如此，通过具备粒子层13因而薄膜结构体10的反射率减少被认为是因为，在具有某特定的周期结构的结构体中，具有相对于特定的频率的光线不产生衍射波的性质。以下对其详细进行说明。

作为不产生衍射波的格子周期条件，已知格子周期小于真空中的光波长除以折射率而得到的商。图4中在平均粒径为300nm附近反射率大幅减少被认为就是因为此。由于受到如此的效果，因此认为如图5所示那样，在具备粒子层13的本公开所涉及的薄膜结构体10中，反射率减少。

在以上叙述的本公开的实施方式1中，作为微细粒子13a的材质的示例，期望使用能实现粒径300nm以下的微细化且粒子形状稳定的氧化铝，还适于使用具有同样的特征的二氧化硅。

另外，期望构成粒子层13，使得构成粒子层13的全部粒子13a当中表示粒径收于平均粒径±25％的粒子13a的比例占粒子层13的体积比80％以上。通过使用这样的粒子13a，平均粒径±25％当中大的粒子作为下层粒子存在于下层，平均粒径±25％当中小的粒子与下层粒子的大小某种程度对应地移到上层，因此在最大粒子上易于存在最小粒子。该情况的层厚度通过与平均粒径的2倍大致一致，从而粒子层13的微细结构变得高精度地周期性，能更加提升视觉辨识性。即，粒子层13的厚度至少具有与平均粒径的2倍大致一致的厚度，例如在平均粒径为200nm以上且300nm以下的情况下，粒子层13的厚度成为400nm以上且600nm以下。另外，超出平均粒径±25％的粒子由于不足体积比20％，因此不会填埋凹部15的2μm宽，对人眼的视觉辨识性的影响少。

另外，在以上叙述的本公开的实施方式1中，透明基材11的凹部15例示了开口的宽度与金属布线12的宽度相同程度的情况，但为了提高粒子层13的保持性，期望透明基材11的凹部15的开口的宽度比金属布线12的宽度窄。

另外，在以上叙述的本公开的实施方式1中，例示了构成粒子层13的微细粒子13a的平均粒径为300nm的情况，但为了实现能得到良好的视觉辨识性的低反射率，期望微细粒子13a的平均粒径为200nm以上且300nm以下。根据图4，微细粒子的平均粒径刚一成为300nm，反射率就比平均粒径为1000nm的情况降低80％以上，大幅减少，若进一步减小平均粒径，则反射率缓慢增加。因此，为了使由微细粒子13a的集合体带来的反射率的降低效果超过80％(以平均粒径为1000nm的情况为基准)，需要平均粒径成为300nm以下。另一方面，在图3所示的薄膜结构体10的制法中，为了不损害美观，需要在粒子提供器14的粒子提供面与透明基材11的上表面之间不残留微细粒子13a。因此，微细粒子13a的平均粒径需要为粒子提供器14的粒子提供面与透明基材11的上表面的几何公差的合计值即200nm以上。

另外，粒子层13的厚度期望比粒径300nm的粒子13a以最密填充的形式遮盖金属布线12的500nm更厚，为了确保粒子层13的保持性，在图1中，期望比凹部15的最大深度2000nm与金属布线12的最小厚度200nm的差分即1800nm薄，以使得粒子层13的粒子13a不会从透明基材11的表面突出。反过来说，为了保护粒子层13，使凹部15的深度大于金属布线12的厚度与粒子层13的厚度的合计。

根据所述实施方式1，薄膜结构体10在透明基材11的凹部15的底部的金属布线12上配置微细粒子13a的集合体即粒子层13而构成。因而，粒子层13与黑化层相同地使金属布线12的反射率降低，从而能提升薄膜结构体10的视觉辨识性。另外，粒子层13由于是微细粒子13a的集合体，因此在折弯时不会断裂，能保持柔性。其结果，薄膜结构体10能提升视觉辨识性并能对应能折弯的柔性器件。

另外，通过将所述各种实施方式或变形例当中任意的实施方式或变形例适当组合，能起到各自所具有的效果。另外，能进行实施方式彼此的组合或实施例彼此的组合、或实施方式与实施例的组合，并且还能进行不同实施方式或实施例中的特征彼此的组合。

根据本公开的薄膜结构体，能应用在要求柔性的触摸面板或穿戴在生物体的智能手表等可穿戴终端中。

Claims

1.一种薄膜结构体，具备：

形成在透明基材的凹部；

设置在所述凹部的底部的金属布线；和

设置在所述金属布线上且由平均粒径为300nm以下的粒子的集合体构成的粒子层。

2.根据权利要求1所述的薄膜结构体，其中，

所述粒子由氧化铝或二氧化硅构成。

3.根据权利要求1所述的薄膜结构体，其中，

所述凹部的开口的宽度比所述金属布线的宽度窄。

4.根据权利要求1所述的薄膜结构体，其中，

所述粒子的平均粒径为200nm以上且300nm以下。

5.根据权利要求1所述的薄膜结构体，其中，

所述凹部的深度大于所述金属布线的厚度与所述粒子层的厚度的合计。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的薄膜结构体，其中，

构成所述粒子层的全部粒子当中表示粒径收于平均粒径±25％的粒子的比例是所述粒子层的体积比80％以上。