TWI639514B - 透光性導電膜 - Google Patents

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TWI639514B
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Abstract

本發明提供一種生產性優異，並且不會發生金屬配線之斷線而實現高可靠性，且金屬配線層不易被視認到而使用感良好之透光性導電膜。
本發明之透光性導電膜至少依序具有膜基材(11)、形成有網狀圖案之金屬配線層(12)、及著色層(13)。膜基材(11)於形成有金屬配線層(12)之側之表面(11a)具有複數個突起(31)。金屬配線層(12)之線寬超過5μm且為8μm以下，金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm。而且，著色層(13)係積層於金屬配線層(12)之視認側A之主面(12a)，且未形成於金屬配線層(12)之側面(12b)。

Description

透光性導電膜
本發明係關於一種應用於可藉由手指或觸控筆等之接觸而輸入資訊之輸入顯示裝置等的透光性導電膜。
先前，已知有依序具有膜基材、形成有網狀圖案之金屬配線層、及著色層(黑化層)之透光性導電膜(專利文獻1)。此種透光性導電膜由於導電性或彎曲性優異，故而作為代替使用有氧化銦錫(ITO)之透光性導電膜的觸控感測器之電極材料而受到關注。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2013-129183號公報
然而，對於先前之透光性導電膜，存在觸控感測器之使用者仍然可視認到金屬配線層之網狀圖案之問題，從而要求改善該問題。
本發明之目的在於提供一種生產性優異，並且不會發生金屬配線之斷線而實現高可靠性，且金屬配線層不易被視認到而使用感良好之透光性導電膜。
本發明者等人對透光性導電膜之構成進行了努力研究，結果發現，藉由著眼於膜基材之表面形狀、以及欲形成於該膜基材上之金屬 配線層之尺寸及著色層之配置，將該等設為適合之形狀、尺寸及配置，可提供生產性優異、不會發生金屬配線之斷線而實現高可靠性，且金屬配線層之網狀圖案不易被視認到之透光性導電膜。
即，本發明之主旨如下所述。
(1)一種透光性導電膜，其特徵在於：其係具有膜基材、形成有圖案之金屬配線層、及著色層者，並且上述膜基材於形成上述金屬配線層之側之表面具有複數個突起，上述金屬配線層之線寬超過5μm且未達8μm，且上述金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm，上述著色層係形成於上述金屬配線層之視認側之主面，且未形成於上述金屬配線層之側面。
(2)如上述(1)之透光性導電膜，其特徵在於：上述突起於上述膜基材之形成上述金屬配線層之側之表面之俯視下，其外徑超過0且為5μm以下。
(3)如上述(1)之透光性導電膜，其特徵在於：上述突起之高度未達3μm。
(4)如上述(1)之透光性導電膜，其特徵在於：上述金屬配線層具有扁平形狀，且線寬相對於厚度之比率為15~50。
(5)如上述(1)之透光性導電膜，其特徵在於：上述金屬配線層係形成為網狀。
(6)一種透光性導電膜，其特徵在於具備：膜基材，其於兩側之表面分別具有複數個突起；第1金屬配線層，其形成於上述膜基材之一表面上；第1著色層，其形成於上述第1金屬配線層上；第2著色層，其形成於上述膜基材之另一表面；及第2金屬配線層，其形成於上述第2著色層上；並且上述第1及第2金屬配線層之線寬超過5μm且未達8μm，且上述 第1及第2金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm，上述第1著色層係積層於上述第1金屬配線層之與上述膜基材相反之側之主面，且未形成於上述第1金屬配線層之側面，上述第2著色層係積層於上述第2金屬配線層之上述膜基材側之主面，且未形成於上述第2金屬配線層之側面。
根據本發明，於膜基材之表面設置有複數個突起。藉此，對於膜基材賦予滑動性或耐磨耗性，於連續地成膜金屬配線層時，可一面將品質維持為較高，一面提高其成膜速度而使生產性提高。
又，金屬配線層設為具有特定之線寬者，且於金屬配線層之視認側之表面設置有吸收外界光之著色層。藉此，於膜基材上積層金屬配線層時，可防止因膜基材之突起引起之金屬配線之斷線，從而可實現高可靠性。又，可防止網狀圖案等之金屬配線層光亮而被視認到，從而可實現良好之使用感。
進而，金屬配線層之厚度薄於先前技術之金屬配線層，為0.1μm以上且未達0.5μm。此種構成於外界光自傾斜方向入射至透光性導電膜時，不會使金屬配線層之側面光亮，從而可進一步使金屬配線層不易被視認到。又，由於在金屬配線層之側面未設置著色層，故而無需於金屬配線層之側面形成著色層之步驟，而透光性導電膜之生產性優異。
尤其於膜基材之兩側之表面分別形成有金屬配線層之情形時，可防止兩面之金屬配線層之斷線，並且防止兩面之金屬配線層之視認，從而可獲得更顯著之效果。
11‧‧‧膜基材
11a‧‧‧表面
11b‧‧‧表面
12‧‧‧金屬配線層
12a‧‧‧主面
12b‧‧‧側面
13‧‧‧著色層
22‧‧‧金屬配線層
22a‧‧‧主面
22b‧‧‧側面
23‧‧‧著色層
31‧‧‧突起
31a‧‧‧表面
A‧‧‧視認側
B‧‧‧相反側
D‧‧‧外徑
圖1係概略性地表示本發明之實施形態之透光性導電膜之構成的剖視圖。
圖2係圖1中之透光性導電膜之局部放大圖，(a)係俯視圖，(b)係沿(a)中之線A-A之剖視圖。
圖3係表示圖1之透光性導電膜之變化例的剖視圖。
圖4係表示圖1之透光性導電膜之另一變化例的剖視圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行詳細說明。
圖1係概略性地表示本實施形態之透光性導電膜之構成的圖。再者，圖1中之各構成之長度、寬度或者厚度表示其一例，本發明之透光性導電膜中之各構成之長度、寬度或者厚度並不限定於圖1者。
如圖1所示，本發明之透光性導電膜至少依序具有膜基材11、形成有網狀圖案之金屬配線層12、及著色層13。具體而言，如圖2(a)、(b)所示，膜基材11於形成有金屬配線層12之側之表面11a具有複數個突起31。而且，構成金屬配線層12之各配線係於膜基材之表面11a及突起31之表面31a之兩者上連續形成。金屬配線層12之線寬超過5μm且為8μm以下，金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm。而且，著色層13之特徵在於：其係積層於金屬配線層12之視認側A之主面12a，且未形成於金屬配線層12之側面12b。
於透光性導電膜中，具有金屬配線層之側之表面電阻值較佳為0.1Ω/□~400Ω/□，進而較佳為0.1Ω/□~100Ω/□，尤佳為1Ω/□~60Ω/□。透光性導電膜1之透過率較佳為80%以上，進而較佳為85%以上。
本發明之透光性導電膜只要依序具有膜基材、金屬配線層、及著色層，則亦可於各層間包含其他層。例如，關於透光性導電膜，亦可於膜基材與金屬配線層之間配置用以提高密接性之密接性樹脂層，亦可將金屬配線層或著色層配置於膜基材之兩側。
(膜基材)
本發明所使用之膜基材係支持金屬配線層者。該膜基材可為單層，亦可為多層。就透明性或操作性之觀點而言，膜基材之厚度較佳為20μm~200μm。
上述膜基材於欲形成金屬配線層之側之表面具有複數個突起。藉由於膜基材之表面設置複數個突起，可對膜基材賦予滑動性或耐磨耗性，且於連續地成膜金屬配線層時，可一面將品質維持為較高，一面提高其成膜速度而使生產性提高。
突起於膜基材之欲形成金屬配線層之側之表面之俯視下，其外徑D超過0且為5μm以下，較佳為0.5μm~3μm。突起之外徑例如可藉由以特定倍率對膜基材之欲形成金屬配線層之側之表面進行圖像觀察而測定。於外徑D超過5μm之情形時，金屬配線可能會於膜基材之表面與突起表面之交界部附近斷線。
突起之高度以膜基材之平坦面為基準，較佳為超過0且為3μm以下，進而較佳為0.1μm~2μm。
突起之形狀於本實施形態中為近似圓頂型，膜基材之面方向剖面為近似圓形，厚度方向剖面為近似半圓形(圖2)。但是，本發明中之突起只要可對膜基材賦予滑動性或耐磨耗性，又，可連續且以較快之速度成膜高品質之金屬配線層，則亦可為圓頂型以外之其他形狀。
作為於膜基材上設置突起之方法，可列舉使潤滑劑分散於該膜基材之內部之方法、於膜表面塗佈分散有複數個粒子之黏合劑(binder)之方法等。
構成膜基材之膜較佳為透明性與耐熱性優異之聚合物膜。上述聚合物膜例如為聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚環烯烴膜、聚碳酸酯膜、或聚碸膜。此種聚合物膜例如可自三菱樹脂股份有限公司、杜邦帝人薄膜股份有限公司、日本ZEON股份有限公司、帝人化成股份有限公司等獲取。
(金屬配線層)
本發明所使用之金屬配線層係為了賦予透光性而形成有例如網狀圖案者。上述金屬配線層之網狀圖案並無特別限制，例如為正方形格子、菱形格子、或多邊形格子。
形成上述金屬配線層之材料只要具有導電性則無限制，較佳為銀、銅或其等之合金，進而較佳為銅。
上述金屬配線層之線寬超過5μm且未達8μm，較佳為超過5.5μm且為7μm以下。只要為此種線寬之範圍，則可防止因膜基材之突起引起之斷線。於線寬為5μm以下之情形時，雖然金屬配線層之網狀圖案不易被視認到，但因膜基材之突起而使金屬配線斷線之頻率增高，若大量生產，則品質及可靠性降低。另一方面，於線寬為8μm以上之情形時，金屬配線層之網狀圖案被顯著地視認到。
金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm，較佳為超過0.1μm且為0.4μm以下，進而較佳為0.15μm~0.35μm。金屬配線層藉由將其厚度設為例如薄於2μm，而進一步防止網狀圖案被視認到。此種構成於外界光自傾斜方向入射至透光性導電膜時，不會使金屬配線層之側面發亮，從而不易被視認到。又，由於在金屬配線層之側面未設置著色層，故而無需於金屬配線層之側面形成著色層之步驟，而透光性導電膜之生產性優異。
本發明之金屬配線層之特徵在於：具有扁平形狀，線寬相對於厚度之比率(線寬/厚度)較佳為10以上且未達80，進而較佳為15~50。滿足此種關係之透光性導電膜生產性優異，不會發生金屬配線之斷線，且金屬配線層之網狀圖案不易被視認到。
為了獲得觸控面板感測器所需之導電性，金屬配線層之截面積較佳為0.5μm2~4μm2，進而較佳為0.5μm2~3.2μm2，尤佳為0.5μm2~2.5μm2。
為了獲得充分之透光性，金屬配線層之間隔距離較佳為200μm~800μm，進而較佳為350μm~650μm。金屬配線層之開口率較佳為95%~99%，進而較佳為96%~99%。
作為形成上述金屬配線層之方法，例如使用如下方法，即，於在膜基材之整個表面成膜金屬層後，於金屬層上積層特定之抗蝕圖案(resist pattern)，並藉由蝕刻(etching)以形成網狀之金屬配線層之方式去除不需要區域之金屬層後，將抗蝕層剝離。成膜上述金屬層之方法例如為濺鍍(spattering)法、鍍敷(plating)法、或其等之組合。
(著色層)
本發明所使用之著色層係積層於金屬配線層之視認側之表面，藉由吸收外界光而防止網狀圖案發亮而被視認到。本發明之透光性導電膜由於金屬配線層之厚度較薄，故而無需於金屬配線層之側面形成著色層。因此，透光性導電膜之生產性優異。
上述著色層可為單層，亦可為多層。該著色層之總厚度較佳為5nm~2μm，進而較佳為10nm~1μm，尤佳為10nm~60nm。著色層之線寬基本上與金屬配線層相同，例如超過5μm且未達8μm，較佳為超過5.5μm且為7μm以下。
著色層之色調較佳為黑色或深灰色。因此，有時將著色層稱為黑化層，將設置黑化層稱為黑化處理。
形成著色層之材料只要為吸收外界光者即可，並無特別限制，例如可使用日本專利特開2008-25025號公報所記載之藉由鍍敷法所形成之黑化層(黑色銅、或黑色鎳)或日本專利特開2013-129183號公報所記載之藉由濺鍍法所形成之黑化層(氧化銅、氮化銅、氮化鎳、或氧化鎳)。
作為將上述著色層僅形成於金屬配線層之視認側之表面的著色層形成方法，根據積層構成，可列舉以下方法。於為圖1之構成之情 形時，上述著色層形成方法係如下方法(第1製法)，即，例如於藉由鍍敷法於膜基材之整個表面成膜金屬層後，藉由鍍敷法進行黑化處理而於金屬層之表面形成著色層，其後將金屬層與著色層一併加以蝕刻。於本製法中，可連續地進行金屬層之生成至黑化處理，因此可縮短製造時間或降低成本，亦可減輕環境負荷。
如上述般，根據本實施形態，於膜基材11之表面11a設置複數個突起31。藉此，可對膜基材11賦予滑動性或耐磨耗性，且於連續地成膜金屬配線層12時，可一面將品質維持為較高，一面提高其成膜速度而使生產性提高。又，金屬配線層12設為具有特定之線寬者，且於金屬配線層12之視認側A之主面12a設置吸收外界光之著色層13。藉此，於膜基材11上積層金屬配線層12時，可防止因膜基材11之突起31引起之金屬配線之斷線，又，可防止網狀圖案等之金屬配線層12發亮而被視認到，從而可實現良好之使用感。進而，金屬配線層12之厚度未達0.5μm。此種構成於外界光自傾斜方向入射至透光性導電膜時，不會使金屬配線層12之側面12b發亮，從而可進一步使網狀圖案不易被視認到。又，由於在金屬配線層12之側面12b未設置著色層，故而無需於金屬配線層12之側面12b形成著色層之步驟，而透光性導電膜之生產性優異。
再者，於圖1中，金屬配線層係形成於膜基材之視認側之表面，代替該方式，亦可形成於膜基材之顯示裝置側之表面。
具體而言，如圖3所示，透光性導電膜依序具有膜基材11、形成有網狀圖案之著色層23、及金屬配線層22。而且，膜基材11於欲形成金屬配線層22之側、即與視認側A相反之側B(於透光性導電膜係作為觸控感測器而積層於顯示裝置並使用之情形時，為顯示裝置側)之表面11b具有複數個突起(未圖示)。金屬配線層22之線寬及厚度係與圖1之金屬配線層12相同。著色層23之特徵在於：其係積層於金屬配線層 22之視認側A之主面22a，且與圖1之構成同樣地未形成於金屬配線層22之側面22b。
於圖3之構成之情形時，作為著色層形成方法，例如可列舉如下方法(第2製法)，即，於成膜金屬層之前之膜基材上藉由濺鍍法成膜著色層後，於著色層之表面藉由濺鍍法成膜金屬層，其後將著色層與金屬層一併加以蝕刻。於本製法中，可連續地進行金屬層之生成至黑化處理，因此可縮短製造時間或降低成本，亦可減輕環境負荷。
如上所述，圖3所示之構成亦可發揮出與圖1之形態相同之效果。
又，金屬配線層亦可形成於膜基材之兩面。於該情形時，於本發明之透光性導電膜中，於各金屬配線層之視認側之表面積層著色層。
具體而言，如圖4所示，透光性導電膜具備：膜基材11，其於兩側之表面11a、11b分別具有複數個突起(未圖示)；金屬配線層12(第1金屬配線層)，其形成於該膜基材之一表面11a上；著色層13(第1著色層)，其形成於金屬配線層12上；著色層23(第2著色層)，其形成於膜基材11之另一表面11b；及金屬配線層22(第2金屬配線層)，其形成於著色層23上。
金屬配線層12、22之線寬分別超過5μm且未達8μm，且金屬配線層12、22之厚度分別為0.1μm以上且未達0.5μm。又，著色層13係積層於金屬配線層12之與膜基材11相反之側之主面12a，且未形成於金屬配線層12之側面12b。進而，著色層23係積層於金屬配線層22之膜基材11側之主面22a，且未形成於金屬配線層22之側面22b。根據圖4所示之構成，可更顯著地獲得上述效果。
以上，對本實施形態之透光性導電膜進行了說明，但本發明並不限定於所記載之實施形態，可基於本發明之技術思想而實施各種變 化及變更。
實施例
以下，對本發明之實施例進行說明。
[實施例]
於厚度50μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜之表面塗佈分散有複數個粒子(綜研化學公司製造，商品名「MX180-TA」)之黏合劑(DI公司製造，商品名「ELS888」)，而製作於表面具有複數個突起(以膜基材之平坦面為基準，高度為1.2μm)之膜基材。其次，於膜基材之塗佈有黏合劑之表面，藉由DC(Direct-Current，直流)濺鍍法成膜厚度80nm之銅層，而形成積層體。
其次，將該積層體浸漬於電解鍍銅浴中，並藉由將電流密度設為20A/dm2之電解鍍敷法使銅層之厚度增加，而將銅層之總厚度設為200nm(0.2μm)。於該階段析出之金屬為褐色。其後，將電流密度變更為50A/dm2繼續進行鍍敷，而於銅層之表面積層包含黑色銅之著色層。自鍍敷浴中取出具有膜基材、銅層、及著色層之積層體，並進行水洗、乾燥。
繼而，於黑化層之表面積層特定之抗蝕圖案，藉由蝕刻法同時去除不需要區域之銅層及著色層，其後將抗蝕層剝離，而形成於最表面具有著色層且線寬6μm、間隔距離450nm、厚度0.2μm、開口率97%之正方形格子狀(網狀)之金屬配線層。如此而獲得之透光性導電膜之透過率為88%，表面電阻值為3Ω/□。
[比較例1]
變更電鍍時間，並將金屬配線層之厚度設為2μm，除此以外，以與實施例相同之方法製作透光性導電膜。
[比較例2]
變更電鍍時間及抗蝕圖案，並將金屬配線層之線寬設為10μm， 將厚度設為2μm，除此以外，以與實施例相同之方法製作透光性導電膜。
[比較例3]
變更抗蝕圖案，並將金屬配線層之線寬設為8μm，除此以外，以與實施例相同之方法製作透光性導電膜。
[比較例4]
變更抗蝕圖案，並將金屬配線層之線寬設為3μm，除此以外，以與實施例相同之方法製作透光性導電膜。
其次，藉由如下方式對實施例及比較例之透光性導電膜進行測定、評估。
(金屬線配線層之線寬及間隔距離之測定)
使用顯微鏡(Olympus公司製造，裝置名「MX61L」)拍攝顯微鏡照片，並基於所拍攝之照片實際測定各值。
(金屬配線層之厚度之測定)
切取藉由上述方法所製作之透光性導電膜之一部分，利用樹脂進行澆鑄成型，使用顯微鏡(日立製作所公司製造，裝置名「HF2000」)對剖面進行觀察，並實際測定各值。
(開口率之算出)
於將金屬配線層中之間隔距離設為在單位圖案中接近配置之兩條配線中之一條之中心至另一條之中心之長度，又，將網格空間之長度設為自上述間隔距離減去上述配線之線寬所得之值之情形時，藉由「(開口率)={(網格空間長度/間隔距離)2}×100」之式而求出。
(透過率之測定)
使用雙光束分光光度計(日立製作所公司製造，裝置名「U4100」)測定400~700nm之透過率，並求出其平均值。
(金屬配線之斷線之評估)
使用放大鏡肉眼觀察所製作之透光性導電膜之整個面，確認有無斷線。
(網狀圖案之視認防止性之評估)
於三波長發光型螢光燈之光源下對所製作之透光性導電膜進行目視觀察，確認自正面方向及傾斜方向之兩方向是否視認到網狀圖案，將未視認到網狀圖案之情形記為良好，將明確視認到網狀圖案之情形記為不良。
將如上述般進行測定、評估之結果示於表1。
根據表1之結果，於實施例中，金屬配線層之線寬為6μm，且金屬配線層之厚度為0.2μm，正面方向及傾斜方向之任一者均未視認到網狀圖案，又，亦未確認到金屬配線之斷線。
另一方面，於比較例1中，金屬配線層之線寬為6μm，且厚度為2μm，雖然未確認到金屬配線之斷線，但自傾斜方向觀察時視認到網狀圖案。
於比較例2中，金屬配線層之線寬為10μm，且厚度為2μm，雖然未確認到金屬配線之斷線，但自正面方向及傾斜方向之兩方向觀察時均視認到網狀圖案。
於比較例3中，金屬配線層之線寬為8μm，且厚度為0.2μm，雖 然未確認到金屬配線之斷線，但自正面方向觀察時視認到網狀圖案。
於比較例4中，金屬配線層之線寬為3μm，且厚度為0.2μm，雖然未視認到網狀圖案，但確認到金屬配線之斷線。
[產業上之可利用性]
本發明之透光性導電膜適合作為觸控感測器之電極材料。作為觸控感測器，較佳為智慧型手機或平板終端(Slate PC)等移動終端所使用之靜電電容方式觸控感測器。

Claims (6)

  1. 一種透光性導電膜，其特徵在於：其係具有膜基材、形成有圖案之金屬配線層、及著色層者，並且上述膜基材於形成上述金屬配線層之側之表面具有複數個突起，上述金屬配線層之線寬超過5μm且未達8μm，且上述金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm，上述著色層係形成於上述金屬配線層之視認側之主面，且未形成於上述金屬配線層之側面。
  2. 如請求項1之透光性導電膜，其中上述突起於上述膜基材之形成上述金屬配線層之側之表面之俯視下，其外徑超過0且為5μm以下。
  3. 如請求項1之透光性導電膜，其中上述突起之高度超過0且未達3μm。
  4. 如請求項1之透光性導電膜，其中上述金屬配線層具有扁平形狀，且線寬相對於厚度之比率為15~50。
  5. 如請求項1之透光性導電膜，其中上述金屬配線層係形成為網狀。
  6. 一種透光性導電膜，其特徵在於具備：膜基材，其於兩側之表面分別具有複數個突起；第1金屬配線層，其形成於上述膜基材之一表面上；第1著色層，其形成於上述第1金屬配線層上；第2著色層，其形成於上述膜基材之另一表面；及第2金屬配線層，其形成於上述第2著色層上；並且上述第1及第2金屬配線層之線寬超過5μm且未達8μm，且上述第1及第2金屬配線層之厚度為0.1μm以上且未達0.5μm，上述第1著色層係積層於上述第1金屬配線層之與上述膜基材相反之側之主面，且未形成於上述第1金屬配線層之側面，上述第2著色層係積層於上述第2金屬配線層之上述膜基材側之主面，且未形成於上述第2金屬配線層之側面。
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