TW201633090A - 透明導電體及觸控面板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種透明導電體100，其係透明樹脂基材10、第1金屬氧化物層12、含有銀合金之金屬層16、以及第2金屬氧化物層14按上述順序進行積層而成，第2金屬氧化物層14含有ZnO作為主成分並且含有Ga2O3以及GeO2作為副成分。

Description

透明導電體及觸控面板
本揭示係關於一種透明導電體以及使用其之觸控面板。
透明導電體被用作液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)以及電致發光面板(有機EL、無機EL)等顯示器、以及太陽電池等之透明電極。另外，除了該等之外，亦被用於電磁波遮斷膜以及防紅外線膜等。作為透明導電體中之金屬氧化物層之材料，廣泛使用將錫(Sn)添加於氧化銦(In2O3)之ITO。
近年來，智慧型手機以及平板終端等具備觸控面板之終端正在快速普及。該等具有於液晶面板上設置觸控感測器部並於最表面上具備覆蓋玻璃之構成。觸控感測器部係藉由將於玻璃或者薄膜基材之單面或雙面上用濺鍍法成膜ITO膜所得者貼合1片或者2片而構成。
隨著觸控面板之大型化與觸控感測器功能之高精度化，尋求具有高透過率並且低電阻之透明導電體。為了降低使用ITO膜之透明導電體之電阻，必須增厚ITO膜之厚度，或者藉由熱退火(thermal annealing)來進行ITO膜之結晶化。但是，若將ITO膜實施厚膜化則透過率降低。另外，於高溫下對薄膜基材實施熱退火處理通常較為困難。因此，於設置於薄膜基材上之ITO膜之情形時，處於難以維持高透過率且降低電阻之狀況。
於此種情況下，提出具有以氧化鋅作為主成分之金屬氧化物層與金屬層之積層構造之透明導電膜(例如，日本專利特開平9-291355 號公報)。
於觸控面板等之用途中，將透明導電膜圖案化成導電部分與絕緣部分並檢測觸控之位置。因此，要求於具有金屬氧化物層與金屬層之積層構造之透明導電體中，金屬氧化物層與金屬層能夠藉由蝕刻一次性除去。然而，於以氧化鋅作為主成分之金屬氧化物層與金屬層之積層構造中，存在難以藉由蝕刻將金屬氧化物層與金屬層一次性除去之情況。
此處，於本揭示中，提供一種透明導電體，其具有含有氧化鋅作為主成分之金屬氧化物層與金屬層之積層構造，藉由蝕刻能夠容易地除去金屬氧化物層與金屬層。另外，於本揭示中，藉由使用此種透明導電體從而提供一種能夠容易地製造之觸控面板。
本發明於一態樣提供一種透明導電體，其係透明樹脂基材、第1金屬氧化物層、含有銀合金之金屬層、以及第2金屬氧化物層按照上述順序進行積層，並且第2金屬氧化物層含有ZnO作為主成分並且含有Ga2O3以及GeO2作為副成分。
此種透明導電體具有積層結構，其具備：構成最表面之含有ZnO作為主成分且含有Ga2O3以及GeO2作為副成分之第2金屬氧化物層及含有銀合金之金屬層。該第2金屬氧化物層與金屬層容易藉由蝕刻而被一次性除去。另外，可製成具有高透明性、高導電性以及優異之耐腐蝕性之透明導電體。因此，能夠適用於觸控面板等之需要蝕刻之用途。
於幾個實施形態中，於第2金屬氧化物層中，相對於ZnO、Ga2O3以及GeO2此三種成分之合計，ZnO之含量可為70~90mol%。相對於上三種成分之合計，Ga2O3含量可為5~15mol%。相對於上述三種成分之合計，GeO2之含量可為5~20mol%。藉由以上述比例含有ZnO、 Ga2O3以及GeO2，從而能夠充分提高第2金屬氧化物層之透明性、導電性、耐腐蝕性以及蝕刻性。
於幾個實施形態中，第1金屬氧化物層中，作為主成分可含有ZnO，並且作為副成分可含有Ga2O3以及GeO2。藉此，可藉由蝕刻而容易地一次性除去第1金屬氧化物層、第2金屬氧化物層以及金屬層。另外，可製成具有高透明性、高導電性以及優異之耐腐蝕性之透明導電體。
於幾個實施形態中，金屬層之厚度可為4~11nm。能夠充分提高透明導電體之透明性且能夠降低表面電阻。於幾個實施形態中，銀合金可為Ag與選自Pd、Cu、Nd、In、Sn以及Sb所組成之群中之至少一種金屬之合金。
本發明於另一態樣提供一種觸控面板，其於面板之上具有傳感薄膜，該傳感薄膜由上述透明導電體構成。此種觸控面板由於具有由上述透明導電體構成之傳感薄膜，故而能夠容易地製造。
根據本揭示，可提供一種透明導電體，其係具有含有氧化鋅作為主成分之金屬氧化物層與金屬層之積層構造者，能夠由蝕刻容易地除去金屬氧化物層及金屬層。另外，於本揭示中，藉由使用此種透明導電體，可提供一種能夠容易製造之觸控面板。
10‧‧‧透明樹脂基材
12‧‧‧第1金屬氧化物層
14‧‧‧第2金屬氧化物層
15a、15b‧‧‧感測器電極
16‧‧‧金屬層
17、18‧‧‧光學膠
19‧‧‧覆蓋玻璃
20‧‧‧硬塗層
22‧‧‧第1硬塗層
24‧‧‧第2硬塗層
50‧‧‧導體線路
70‧‧‧面板
80‧‧‧電極
90‧‧‧接著劑
92‧‧‧墊片
100、101‧‧‧透明導電體
100a、100b‧‧‧傳感薄膜
200‧‧‧觸控面板
S‧‧‧空隙
圖1係示意性地表示透明導電體之一實施形態之剖面圖。
圖2係示意性地表示透明導電體之其他實施形態之剖面圖。
圖3係放大觸控面板之一實施形態中之剖面之一部分而表示的示意剖面圖。
圖4(A)、(B)係構成觸控面板之一實施形態之傳感薄膜之平面圖。
以下，一面參照附圖一面詳細地說明本發明之較佳實施形態。但是，本發明完全不限定於以下之實施形態。另外，於附圖中對相同或者同等之要素標註相同符號，根據情況不同省略重複之說明。
圖1係表示透明導電體之一實施形態之示意剖面圖。透明導電體100具有：薄膜狀之透明樹脂基材10、第1金屬氧化物層12、金屬層16、第2金屬氧化物層14按上述順序配置之積層構造。
本說明書之「透明」意指可見光透過，亦可以一定程度散射光。對於光之散射程度，根據透明導電體100之用途所要求之水平而有所不同。如一般被稱作半透明般有光散射之情況亦包含於本說明書中之「透明」之概念。光之散射程度較佳為相對較小，透明性較佳為相對較高。透明導電體100整體之全光線透過率例如為80%以上，較佳為83%以上，更佳為85%以上。該全光線透過率係使用積分球(integrating sphere)求得之包含擴散透射光之透過率，可使用市售之薄膜混濁度測量儀(hazemeter)來進行測定。
作為透明樹脂基材10，並無特別之限定，可為具有可撓性之有機樹脂薄膜。有機樹脂薄膜亦可為有機樹脂薄片。作為有機樹脂薄膜，例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯薄膜、聚乙烯以及聚丙烯等聚烯烴薄膜、聚碳酸酯薄膜、丙烯酸薄膜、降冰片烯(norbornene)薄膜、聚芳酯薄膜、聚醚碸薄膜、二乙醯纖維素薄膜、以及三乙醯纖維素薄膜等。該等之中，較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯薄膜。
就剛性之觀點而言，透明樹脂基材10較佳為較厚。另外，就將透明導電體100薄膜化之觀點而言，透明樹脂基材10較佳為較薄。就此種觀點而言，透明樹脂基材10之厚度例如為10~200μm。就製成光學特性優異之透明導電體之觀點而言，透明樹脂基材之折射率例如為1.50~1.70。另外，本說明書中之折射率係於λ=633nm，溫度20℃之 條件下測定之值。
透明樹脂基材10較佳為加熱時之尺寸穩定性較高。一般而言，可撓性之有機樹脂薄膜於薄膜製作之過程中，藉由加熱會產生由於膨脹或者收縮引起之尺寸變化。於單軸延伸或者雙軸延伸中，能夠以低成本來製作厚度較薄之透明樹脂基材10。於形成引出電極時，若加熱透明導電體100，則由於熱收縮而發生尺寸變化。此種尺寸變化可按照ASTM D1204-02或者JIS-C-2151來測定。加熱處理前後之尺寸變化率於將加熱前之尺寸設定為Lo並且將加熱後之尺寸設定為L時，可由以下之式求得。
尺寸變化率(%)=100×(L-Lo)/Lo
尺寸變化率(%)為正值之情形表示藉由加熱處理而產生膨脹，負值之情形表示藉由加熱處理而產生收縮。經雙軸延伸之透明樹脂基材10之尺寸變化率可於延伸時之行進方向(MD方向)與橫向(TD方向)兩個方向上進行測定。透明樹脂基材10之尺寸變化率例如於MD方向上為-1.0~-0.3%，於TD方向上為-0.1~+0.1%。
透明樹脂基材10可為實施選自電暈放電處理、輝光放電處理、火焰處理、紫外線照射處理、電子束照射處理以及臭氧處理所組成之群中之至少一種表面處理。透明樹脂基材亦可為樹脂薄膜。藉由使用樹脂薄膜而能夠使透明導電體100於柔軟性方面優異。藉此，並不限定於觸控面板用途之透明導電體，亦能夠用於柔軟之有機EL照明等之透明電極用，或者電磁波遮斷物。
例如，於將透明導電體100作為構成觸控面板之傳感薄膜使用之情形時，透明樹脂基材10亦可使用具有可撓性之有機樹脂薄膜以使對手指以及筆等之外部輸入適度地變形。
第2金屬氧化物層14為含有氧化物之透明層，作為主成分含有ZnO，並且作為副成分含有Ga2O3以及GeO2。此處所謂之主成分係指 於ZnO、Ga2O3以及GeO2三種成分中，莫耳基準之含量最多之成分。所謂副成分係指於上述三種成分中非主成分之成分。第2金屬氧化物層14由於含有ZnO作為主成分，因此於經濟性上優異。另外，可不使用ITO而形成兼備高導電性及高透明性之第2金屬氧化物層14。因此，即便不進行熱退火處理亦能夠製成具有低表面電阻之第2金屬氧化物層14。
於第2金屬氧化物層14中，就充分提高透過率及導電性之觀點而言，相對於上述三種成分之合計，ZnO之含量例如為70mol%以上，較佳為75mol%以上。就充分提高保存穩定性之觀點而言，於第2金屬氧化物層14中，相對於上述三種成分之合計，ZnO之含量例如為90mol%以下，較佳為84mol%以下。若ZnO含量過多，則於高溫高濕環境下保存之情況下，會有容易產生白濁之傾向。另一方面，若ZnO含量過少，則會有透過率以及導電性降低之傾向。
於第2金屬氧化物層14中，就既充分降低表面電阻且充分提高透過率之觀點而言，相對於上述三種成分之合計，Ga2O3之含量例如為15mol%以下，較佳為11mol%以下。於第2金屬氧化物層14中，就充分提高保存穩定性之觀點而言，相對於上述三種成分之合計，Ga2O3之含量例如為5mol%以上，較佳為8mol%以上。若Ga2O3之含量過多，則有表面電阻變高之傾向以及透過率降低之傾向。另一方面，若Ga2O3之含量過少，則於高溫高濕環境下保存之情形，會有變得容易產生白濁並且表面電阻變高之傾向。
於第2金屬氧化物層14中，就既充分降低表面電阻且充分提高透過率之觀點而言，相對於上述三種成分之總計，GeO2之含量例如為20mol%以下，較佳為14mol%以下。於第2金屬氧化物層14中，就充分提高保存穩定性之觀點而言，相對於上述三種成分之合計，GeO2之含量例如為5mol%以上，較佳為8mol%以上。若GeO2含量過多， 則有表面電阻變高之傾向以及透過率降低之傾向。另一方面，若GeO2含量過少，則於高溫高濕環境下進行保存之情形時，會有表面電阻變高之傾向。
第2金屬氧化物層14兼備光學特性之調整、金屬層16之保護以及導電性之確保等功能。第2金屬氧化物層14於不大大損害其功能之範圍內，除了上述三種成分之外，亦可含有微量成分或者不可避免之成分。但是，就製成具有充分高之特性之透明導電體100之觀點而言，較佳為第2金屬氧化物層14中之該三種成分之合計之比例相對較高。該比例例如為95mol%以上，較佳為97mol%以上。另外，第2金屬氧化物層14較佳為不含有ITO。
第1金屬氧化物層12與第2金屬氧化物層14於厚度、結構以及組成方面既可相同亦可不同。關於第2金屬氧化物層14之組成之記載亦能夠直接適用於第1金屬氧化物層12。藉由第1金屬氧化物層12具有與第2金屬氧化物層14相同之組成，而能夠藉由蝕刻來一次性除去第1金屬氧化物層12、金屬層16以及第2金屬氧化物層14。另外，能夠進一步提高透明性以及耐腐蝕性。
第1金屬氧化物層12亦可具有與第2金屬氧化物層14不同之組成。於此情形時，可藉由蝕刻除去第2金屬氧化物層14以及金屬層16，並使第1金屬氧化物層12原樣殘留。
就作為適合於各種各樣之觸控面板之厚度之觀點而言，第1金屬氧化物層12以及第2金屬氧化物層14之厚度例如為10~70nm。
第1金屬氧化物層12以及第2金屬氧化物層14可藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法或者CVD法等真空成膜法來製作。該等之中，就能夠使成膜室小型化之方面以及成膜速度快之方面而言，較佳為濺鍍法。作為濺鍍法，可列舉DC磁控濺鍍法(magnetron sputtering)。作為靶材可使用氧化物靶材、金屬或者半金屬靶材。
亦可於第2金屬氧化物層14之上設置配線電極等。導通後述之金屬層16之電流係自設置於第2金屬氧化物層14之上之配線電極等經由第2金屬氧化物層14而被傳導。因此，第2金屬氧化物層14較佳為具有高導電性。就此種觀點而言，於第2金屬氧化物層14單膜上之表面電阻值例如較佳為1.0×10+7Ω/sq.(=1.0E+7Ω/sq.)以下，更佳為5.0×10+6Ω/sq.以下。
金屬層16係包含銀合金作為主要成分之層。藉由金屬層16具有高導電性，從而能夠充分降低透明導電體100之表面電阻。作為構成銀合金之金屬元素，可列舉Ag與選自Pd、Cu、Nd、In、Sn以及Sb中之至少一種。作為銀合金之例，可列舉Ag-Pd、Ag-Cu、Ag-Pd-Cu、Ag-Nd-Cu、Ag-In-Sn以及Ag-Sn-Sb。
金屬層16除了銀合金之外亦可含有添加物。添加物較佳為由蝕刻液能夠容易地除去者。金屬層16中之銀合金之含量例如可為90質量%以上，亦可為95質量%以上。金屬層16之厚度例如為1~30nm。就既充分降低透明導電體100之表面電阻且充分提高全光線透過率之觀點而言，金屬層16之厚度較佳為4~11nm。若金屬層16之厚度過大則有全光線透過率降低之傾向。另一方面，若金屬層16之厚度過小，則有表面電阻變高之傾向。
金屬層16具有調整透明導電體100之全光線透過率以及表面電阻之功能。金屬層16可藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法或者CVD法等真空成膜法來製作。該等之中，就能夠使成膜室小型化之方面以及成膜速度快之方面而言，較佳為濺鍍法。作為濺鍍法，可列舉DC磁控濺鍍法。作為靶材，可使用金屬靶材。
透明導電體100中之第1金屬氧化物層12以及第2金屬氧化物層14之至少一部分以及金屬層16之至少一部分可藉由蝕刻等除去。
圖2係表示透明導電體之其他實施形態之示意剖面圖。透明導電 體101於以夾著透明樹脂基材10之方式具備一對硬塗層20方面，與透明導電體100不同。其他構成與透明導電體100相同。
透明導電體101中，作為一對硬塗層20，於透明樹脂基材10之第1金屬氧化物層12側之主面上具備第1硬塗層22，及於透明樹脂基材10之與第1金屬氧化物層12側相反側之主面上具備第2硬塗層24。即，透明導電體101具有第2硬塗層24、透明樹脂基材10、第1硬塗層22、第1金屬氧化物層12、金屬層16以及第2金屬氧化物層14按該順序進行積層之積層構造。第1硬塗層22與第2硬塗層24之厚度、結構以及組成既可相同亦可不相同。另外，並不一定必須具備第1硬塗層22及第2硬塗層24兩者，可僅具備任一者。
藉由設置硬塗層20，從而可充分抑制於透明樹脂基材10上產生損傷。硬塗層20含有使樹脂組合物硬化而獲得之樹脂硬化物。樹脂組合物較佳為包含選自熱硬化性樹脂組合物、紫外線硬化性樹脂組合物以及電子束硬化性樹脂組合物中之至少一種。熱硬化性樹脂組合物可含有選自環氧樹脂、苯氧基系樹脂以及三聚氰胺系樹脂中之至少一種。
樹脂組合物例如為含有具有(甲基)丙烯醯基、乙烯基等之能量射線反應性基之硬化性化合物之組合物。另外，(甲基)丙烯醯基之表記意指包括丙烯醯基以及甲基丙烯醯基中之至少一種之含義。硬化性化合物較佳為包含於1個分子內含有2個以上，較佳為3個以上之能量射線反應性基之多官能單體或者低聚物。
硬化性化合物較佳為含有丙烯酸系單體。作為丙烯酸系單體，具體而言可列舉1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、 雙三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、雙季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、雙季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、以及3-(甲基)丙烯醯氧基甘油單(甲基)丙烯酸酯等。但是，不一定限定於該等化合物。例如，亦可列舉胺酯改性丙烯酸酯以及環氧乙烷改性丙烯酸酯等。
作為硬化性化合物，亦可使用具有乙烯基之化合物。作為具有乙烯基之化合物，例如可列舉乙二醇二乙烯基醚、季戊四醇二乙烯基醚、1,6-己二醇二乙烯基醚、三羥甲基丙烷二乙烯基醚、環氧乙烷改性氫醌二乙烯基醚、環氧乙烷改性雙酚A二乙烯基醚、季戊四醇三乙烯基醚、雙季戊四醇六乙烯基醚、以及雙三羥甲基丙烷聚乙烯基醚等。但是，並不限定於該等。
於藉由紫外線將硬化性化合物硬化之情形時，樹脂組合物含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑，可使用各種各樣之光聚合起始劑。例如，可適當選自苯乙酮系、二苯乙醇酮系、二苯甲酮系以及噻噸酮系等公知之化合物。更具體而言，可列舉Darocur1173、Irgacure651、Irgacure184、Irgacure907(以上為商品名，日本Ciba Specialty Chemicals公司製造)；以及KAYACURE DETX-S(商品名，日本化藥股份有限公司製造)。
光聚合起始劑相對於硬化性化合物之質量，可為0.01~20質量%，或者0.5~5質量%左右。樹脂組合物可為將光聚合起始劑添加至丙烯酸系單體之公知物質。作為將光聚合起始劑添加至丙烯酸系單體之物質，例如可列舉作為紫外線硬化型樹脂之SD-318(商品名，大日本油墨化學工業股份有限公司製造)以及XNR5535(商品名，長瀨產業股份有限公司製造)等。
為了提高塗膜強度及/或調整折射率等，樹脂組合物亦可含有有機微粒及/或無機微粒。作為有機微粒，例如可列舉有機矽微粒、交 聯丙烯酸樹脂微粒以及交聯聚苯乙烯微粒等。作為無機微粒，例如可列舉氧化矽微粒、氧化鋁微粒、氧化鋯微粒、氧化鈦微粒以及氧化鐵微粒等。該等之中，較佳為氧化矽微粒。
微粒亦較佳為其表面經矽烷偶聯劑處理，並且(甲基)丙烯醯基及/或乙烯基等能量射線反應性基以膜狀存在於表面之微粒。若使用此種具有反應性之微粒，則於照射能量射線時，或微粒彼此反應，或微粒與多官能單體或者低聚物反應，從而能夠增強膜之強度。較佳使用經含有(甲基)丙烯醯基之矽烷偶聯劑處理之氧化矽微粒。
從小於硬塗層20之厚度並且確保充分之透明性之觀點而言，微粒之平均粒徑可為100nm以下，亦可為20nm以下。另一方面，就膠體溶液之製造上之觀點而言，可為5nm以上，亦可為10nm以上。於使用有機微粒及/或無機微粒之情形時，有機微粒及無機微粒之合計含量相對於硬化性化合物100質量份，例如可為5~500質量份，亦可為20~200質量份。
若使用以能量射線進行硬化之樹脂組合物，則藉由照射紫外線等能量射線，可使樹脂組合物硬化。因此，就製造步驟上之觀點而言，亦較佳使用此種樹脂組合物。
第1硬塗層22可藉由將樹脂組合物之溶液或者分散液塗佈於透明樹脂基材10之一面上從而乾燥，並硬化樹脂組合物來進行製作。此時之塗佈可根據公知之方法進行。作為塗佈方法，例如可列舉擠壓噴嘴法、刮刀法、刀法、棒塗佈法、接觸式塗佈法、接觸式反向塗佈法、凹版輥塗法、浸漬法、逆轉輥塗法、直接輥塗法、簾式法以及擠壓法等。第2硬塗層24亦可與第1硬塗層22同樣於透明樹脂基材10之另一面上製作。
第1硬塗層22以及第2硬塗層24之厚度例如為0.5~10μm。若厚度超過10μm，則有容易產生厚度不均勻或皺紋等之傾向。另一方面， 若厚度低於0.5μm，則於透明樹脂基材10中含有相當量之塑化劑或者低聚物等低分子量成分之情形時，會出現難以充分抑制該等成分之流出之情況。另外，就抑制翹曲之觀點而言，第1硬塗層22以及第2硬塗層24之厚度較佳為製成相同之程度。
第1硬塗層22以及第2硬塗層24之折射率例如為1.40~1.60。透明樹脂基材10與第1硬塗層22之折射率之差的絕對值較佳為0.1以下。透明樹脂基材10與第2硬塗層24之折射率之差的絕對值亦較佳為0.1以下。藉由減小第1硬塗層22以及第2硬塗層24與透明樹脂基材10之折射率之差之絕對值，從而能夠抑制由於第1硬塗層22以及第2硬塗層24之厚度之不均勻而發生之干擾條紋的強度。
構成透明導電體100、101之各層之厚度能夠按以下之順序來進行測定。由聚焦離子束裝置(FIB，Focused Ion Beam)切斷透明導電體100、101從而獲得剖面。使用透射電子顯微鏡(TEM)來觀察該剖面，並測定各層之厚度。測定較佳為於任意選擇之10處以上之位置進行，並求出其平均值。作為獲得剖面之方法，亦可使用顯微鏡用薄片切片機(microtome)作為聚焦離子束裝置以外之裝置。作為測定厚度之方法，亦可使用掃描電子顯微鏡(SEM)。另外，亦能夠使用螢光X射線裝置來測定膜厚。
透明導電體100、101之厚度可為200μm以下，亦可為150μm以下。若為此種厚度，則能夠充分滿足薄化之要求級別。透明導電體100、101之全光線透過率例如能夠製成85%以上之高值。另外，透明導電體100、101之表面電阻值(四端子法)即便不進行第1金屬氧化物層12以及第2金屬氧化物層14之熱退火處理亦能夠製成例如30Ω/sq.以下，並且亦能夠製成25Ω/sq.以下。
具備上述構成之透明導電體100、101具有第1金屬氧化物層12、金屬層16以及第2金屬氧化物層14積層之積層構造。該積層構造能夠 使用通常之蝕刻液容易地一次性除去。另外，具有高透過率，並且即便不進行熱退火亦具有高導電性。因此，能夠適合作為觸控面板之傳感薄膜使用。
圖3係放大具備一對傳感薄膜之觸控面板200之剖面之一部分而表示的示意剖面圖。圖4(A)以及圖4(B)係使用上述透明導電體100之傳感薄膜100a以及100b之平面圖。觸控面板200具備經由光學膠18對向配置之一對傳感薄膜100a、100b。觸控面板200係以能夠將接觸體之觸控位置作為平行於成為畫面之面板70之二維座標(X-Y座標)平面中之座標位置(橫向位置及縱向位置)而算出之方式而構成。
具體而言，觸控面板200具備經由光學膠18貼合之縱向位置檢測用之傳感薄膜100a(以下稱為「Y用傳感薄膜」)及橫向位置檢測用之傳感薄膜100b(以下稱為「X用傳感薄膜」)。於X用傳感薄膜100b之下面側，將墊片92設置於X用傳感薄膜100b與顯示裝置之面板70之間。
於Y用傳感薄膜100a之上面側(與面板70側相反側)經由光學膠17設置有覆蓋玻璃19。即，觸控面板200於面板70之上具有X用傳感薄膜100b、Y用傳感薄膜100a以及覆蓋玻璃19按該順序自面板70側配置之積層構造。
檢測縱向位置之Y用傳感薄膜100a與檢測橫向位置之X用傳感薄膜100b係由上述透明導電體100構成。Y用傳感薄膜100a以及X用傳感薄膜100b以與覆蓋玻璃19對向之方式具有作為導電部之感測器電極15a以及感測器電極15b。
該感測器電極15a係由第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14以及金屬層16構成。如圖4(A)所示，感測器電極15a以能夠檢測縱向(y方向)之觸控位置之方式於縱向(y方向)上延伸複數根。複數根感測器電極15a沿著縱向(y方向)互相平行地排列配置。感測器電極15a之一端經由用銀漿形成之導體線路50與驅動用IC側之電極80相連接。
檢測橫向位置之X用傳感薄膜100b於與Y用傳感薄膜100a之對向面上具有感測器電極15b。該感測器電極15b由第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14以及金屬層16構成。如圖4(B)所示，感測器電極15b以能夠檢測橫向(x方向)之觸控位置之方式於橫向(x方向)上延伸複數根。複數根感測器電極15b沿著橫向(x方向)互相平行地排列配置。感測器電極15b之一端經由用銀漿形成之導體線路50與驅動用IC側之電極80相連接。
自Y用傳感薄膜100a與X用傳感薄膜100b之積層方向觀察，Y用傳感薄膜100a與X用傳感薄膜100b以各自之感測器電極15a、15b互相垂直之方式經由光學膠18而被重合。於Y用傳感薄膜100a之與X用傳感薄膜100b側之相反側，經由光學膠17設置有覆蓋玻璃19。光學膠17、18、覆蓋玻璃19以及面板70能夠使用通常之材料。
圖4(A)、(B)中之導體線路50以及電極80由金屬(例如Ag)等導電性材料構成。導體線路50以及電極80例如係由絲網印刷按圖案形成。透明樹脂基材10亦具有作為覆蓋觸控面板200之表面之保護膜之功能。
各傳感薄膜100a、100b中之感測器電極15a、15b之形狀以及個數並不限定於圖3、圖4(A)以及圖4(B)中所示之形態。例如，亦可藉由增加感測器電極15a、15b之個數來提高觸控位置之檢測精度。
於X用傳感薄膜100b之與Y用傳感薄膜100a側之相反側，經由墊片92設置面板70。墊片92可設置於對應於感測器電極15a、15b形狀之位置及包圍感測器電極15a、15b整體之位置。墊片92可由具有透光性之材料，例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)樹脂形成。墊片92之一端藉由光學膠或者丙烯酸系或環氧系等具有透光性之接著劑90而被接著於X用傳感薄膜100b之下面。墊片92之另一端由接著劑90而被接著於顯示裝置之面板70。如此藉由經由墊片92將X用傳感薄膜100b與面板70 對向配置，從而能於X用傳感薄膜100b與顯示裝置之面板70之間設置空隙S。
於電極80上電性連接控制部(IC)。分別測定由指尖與觸控面板200之Y用傳感薄膜100a之間之靜電容量之變化所產生之各感測器電極15a、15b之容量變化。控制部能夠根據測定結果將接觸體之觸控位置作為座標位置(X軸方向之位置與Y軸方向之位置之交點)來計算。另外，感測器電極之驅動方法以及座標位置之計算方法除了上述方法之外亦可採用公知之各種方法。
觸控面板200可按以下之順序製造。於準備透明導電體100之後，進行對第1金屬氧化物層12、金屬層16以及第2金屬氧化物層14之蝕刻，並進行圖案化。具體而言，使用光微影技術用旋轉塗佈法於第2金屬氧化物層14之表面塗佈抗蝕材料。之後，為了提高密著性亦可進行預烘烤。繼而，配置掩蔽圖案從而進行曝光，藉由用顯影液進行顯影從而形成抗蝕圖案。抗蝕圖案之形成不限定於光微影法，亦可由絲網印刷法等形成。
繼而，將形成抗蝕圖案之透明導電體100浸漬於酸性蝕刻液，並溶解除去未形成抗蝕圖案之部分處之第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14以及金屬層16。之後，除去抗蝕層，從而獲得形成有感測器電極15a之Y用傳感薄膜100a與形成有感測器電極15b之X用傳感薄膜100b。
將第1金屬氧化物層12與第2金屬氧化物層14設定為不同之組成，若將第1金屬氧化物層12製成不會由蝕刻除去之組成，則能夠一次性蝕刻金屬層16及第2金屬氧化物層14，並且亦能夠於蝕刻後直接殘留第1金屬氧化物層12。作為蝕刻液，可使用無機酸系之蝕刻液。例如，較佳為磷酸系之蝕刻液。
繼而，例如塗佈銀合金漿料等金屬漿料從而形成導體線路50以 及電極80。如此，控制部與感測器電極15a、15b被電連接。繼而，使用光學膠18以各個感測器電極15a、15b朝著同一個方向之方式貼合Y用傳感薄膜100a與X用傳感薄膜100b。於此情形時，自Y用傳感薄膜100a與X用傳感薄膜100b之積層方向觀察，感測器電極15a、15b以互相垂直之形式進行貼合。並且，使用光學膠17來貼合覆蓋玻璃19及Y用傳感薄膜100a。如此能夠製造觸控面板200。
觸控面板200使用透明導電體100作為Y用傳感薄膜100a以及X用傳感薄膜100b。透明導電體100可由蝕刻一次性除去第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14以及金屬層16。因此，可簡化觸控面板200之製造製程，從而容易地製造出觸控面板200。
另外，無需於Y用傳感薄膜100a以及X用傳感薄膜100b兩者中均使用透明導電體100，任一者均可使用其他透明導電體。即便為此種觸控面板亦能夠地使顯示充分清晰。另外，作為傳感薄膜，亦可不使用透明導電體100而使用透明導電體101。
如此，透明導電體100、101能夠適宜地用於觸控面板。但是，其用途並不限定於觸控面板，例如藉由蝕刻將第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14以及金屬層16加工成特定形狀從而形成具有第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14及金屬層16之部分(導電部)、以及不具有第1金屬氧化物層12、第2金屬氧化物層14及金屬層16之部分(非導電部)，於液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、電致發光面板(有機EL、無機EL)、電致變色元件以及電子紙等各種顯示裝置中能夠作為透明電極用、防帶電用、電磁波遮斷用來使用。另外，亦可作為天線使用。
以上，說明了本發明之較佳實施形態，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，上述透明導電體101具有一對硬塗層20，但亦可僅具備第1硬塗層22以及第2硬塗層24中之任一者。另外，亦可於透明 樹脂基材10之一個面上設置硬塗層，並於另一個面上藉由塗佈設置複數個光學調整層。於此情形時，第1金屬氧化物層12、金屬層16以及第2金屬氧化物層14亦可設置於該光學調整層之上。進而，於透明導電體100、101中，於不會大大損害其功能之範圍內，除上述層以外亦可於任意之位置設置任意之層。
[實施例]
以下列舉實施例以及比較例來進一步具體說明本發明，但本發明不限定於該等實施例。
[實施例1~18]
(透明導電體101之製作)
製作如圖2所示之透明導電體。透明導電體具有被夾持於一對硬塗層之透明樹脂基材、第1金屬氧化物層、金屬層以及第2金屬氧化物層按該順序積層之積層構造。並按以下所述要領製作各實施例之透明導電體。
準備厚度為100μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(Toray Industries公司製造，產品序號：U48)。使用該PET薄膜作為透明樹脂基材。藉由DC磁控濺鍍於透明樹脂基材上依序形成第1金屬氧化物層、金屬層以及第2金屬氧化物層。第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層使用具有表1所示之組成之ZnO-Ga2O3-GeO2靶材來形成。各實施例中之第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層使用具有同一組成之靶材來形成。各實施例中之第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層之組成如表1所示。各實施例中之第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層之厚度製成50nm。
於表1所示之全部實施例中，金屬層使用AgPdCu(Ag：Pd：Cu=99.0：0.5：0.5(質量%))靶材來形成。金屬層16之厚度製成5nm。
(透明導電體101之評價)
按以下之程序來評價蝕刻特性。首先，準備含有磷酸、乙酸、硝酸之PAN系蝕刻液。於室溫下將各實施例之透明導電體浸漬於該蝕刻液中1分鐘從而進行蝕刻。其後，進行全光線透過率測定，並判定第1金屬氧化物層、金屬層以及第2金屬氧化物層是否被溶解。具體而言，蝕刻後之樣品之全光線透過率與僅透明樹脂基材之全光線透過率一致之情形判定為「A」，不一致之情形判定為「B」。全光線透過率(透過率)使用混濁度測量儀(商品名：NDH-7000，日本電色工業公司製)來測定。評價結果如表1所示。
使用四端子電阻率計(商品名：Loresta GP三菱化學股份有限公司製造)測定各實施例之表面電阻。將測定結果表示於表1中。於表1中，「表面電阻(1)」係將透明導電體於85℃、85%RH(相對濕度85%)之環境下保存50小時之前之表面電阻值，「表面電阻(2)」係於上述環境條件下保存之後之表面電阻值。
於85℃、85%RH之環境下保存各實施例之透明導電體之後，目視進行保存穩定性之評價。於透明導電體中看見白濁之情形判定為「B」，未看到白濁之情形被判定為「A」。判定結果如表1所示。
如表1所示，於所有實施例中蝕刻特性之評價為「A」。由此可確認實施例1~18之透明導電體中之金屬氧化物層以及金屬層能夠容易地除去。實施例10之透明導電體之全光線透過率最高，但保存穩定性之評價為B。另外，於高溫高濕環境下保存之後之表面電阻亦高。其原因在於，表面電阻之測定器之四端子接觸之第2金屬氧化物層之導電性降低。因此，於無需將配線電極安裝於第2金屬氧化物層上使之導通之用途中，即便表面電阻(2)高亦不會成為實用上之問題。另外，對於保存穩定性，若不要求那麼高級別之透明性，例如噪音片(noise sheet)等之用途(例如噪聲遮斷等)中，則為能夠充分使用之水平。
為了評價金屬氧化物層之特性，而與上述之順序同樣製作僅金屬氧化物層(單層)之樣品。按照與上述順序同樣進行該樣品之評價。將評價結果示於表2中。另外，表2之吸收率係使用利用分光器測定之 透過率以及反射率之測定結果，用100-透過率-反射率=吸收率之式子求得之值。該吸收率為波長380nm下之值。
如表1所示，確認各實施例之金屬氧化物層之吸收率充分低。另外，確認即便含有ZnO作為主成分，藉由含有Ga2O3以及GeO2作為副成分亦能夠提高耐腐蝕性。
[實施例19~30]
除了改變製作金屬層時之靶材組成，按表3所示變更金屬層之組成及/或變更金屬層之厚度之外，均與實施例6同樣製作透明導電體。即，於實施例19~實施例26中變更金屬層之厚度。於實施例27中使用AgNdCu(Ag：Nd：Cu=99.0：0.5：0.5(質量%))靶材來形成金屬層。於實施例28中使用AgInSn(Ag：In：Sn=99.0：0.5：0.5(質量%))靶材來形成金屬層。於實施例29中使用AgSnSb(Ag：Sn：Sb=99.0：0.5：0.5(質量%))靶材 來形成金屬層。於實施例30中使用AgCu(Ag：Cu=99.5：0.5(質量%))靶材來形成金屬層。
與實施例6同樣對製作之實施例19~30之透明導電體進行評價。評價結果如同表3所示。另外，實施例19~30之金屬氧化物層之組成以及厚度與實施例6相同。另外，保存穩定性係於85℃、85%RH之環境下保存50小時之條件與於60℃、90%RH之環境下保存50小時之條件下測定。於以各條件保存之後，用目視將於透明導電體中看到白濁之情形判定為「B」，未看到白濁之情形判定為「A」。
根據表3所示之結果可知，所有實施例中蝕刻特性之評價均為「A」。由此可確認，實施例19~30之透明導體中之金屬氧化物層以及金屬層能夠容易地除去。另外，確認若金屬層之厚度變大，則有表面電阻變小之傾向以及全光線透過率降低之傾向。另外，確認於銀合金含有Pd之情形於保存穩定性上特別優異。
[比較例1~4]
除了使用具有表4所示之組成之靶材作為形成第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層時之靶材以外，均與實施例1同樣製作比較例1 ~4之透明導電體。於比較例1中，使用ZnO-TiO2-Nb2O5靶材形成第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層。於比較例2中，使用ZnO-In2O3-Cr2O3靶材。於比較例3中，使用ZnO-SnO2-In2O3靶材。於比較例4中，使用ZnO-SnO2-Cr2O3靶材。於各個比較例中，第1金屬氧化物層及第2金屬氧化物層使用具有同一組成之靶材來形成。各比較例中之第1金屬氧化物層以及第2金屬氧化物層之組成如表4所示。與實施1同樣評價各比較例之透明導電體之蝕刻特性。結果如表4所示。
如同表4所示，確認具有不含ZnO-Ga2O3-GeO2三成分之金屬氧化物層之透明導電體不能充分蝕刻。
10‧‧‧透明樹脂基材
12‧‧‧第1金屬氧化物層
14‧‧‧第2金屬氧化物層
16‧‧‧金屬層
100‧‧‧透明導電體

Claims (6)

  1. 一種透明導電體，其中透明樹脂基材、第1金屬氧化物層、含有銀合金之金屬層、以及第2金屬氧化物層按該順序進行積層，上述第2金屬氧化物層含有ZnO作為主成分，並且含有Ga2O3以及GeO2作為副成分。
  2. 如請求項1之透明導電體，其中於上述第2金屬氧化物層中，相對於ZnO、Ga2O3以及GeO2三種成分之合計，ZnO之含量為70~90mol%，相對於上述三種成分之合計，Ga2O3之含量為5~15mol%，相對於上述三種成分之合計，GeO2之含量為5~20mol%。
  3. 如請求項1或2之透明導電體，其中上述金屬層之厚度為4~11nm。
  4. 如請求項1至3中任一項之透明導電體，其中上述第1金屬氧化物層含有ZnO作為主成分，並且含有Ga2O3以及GeO2作為副成分。
  5. 如請求項1至4中任一項之透明導電體，其中上述銀合金係Ag與選自Pd、Cu、Nd、In、Sn及Sb中之至少一種金屬之合金。
  6. 一種觸控面板，其係於面板之上具有傳感薄膜者，上述傳感薄膜由如請求項1至5中任一項之透明導電體構成。
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