TWI668506B - 電極基板薄膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於提供一種在加工包含金屬製細線之電路圖案時不會造成妨害，而且在高輝度照明下，電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜及其製法。
解決手段為，具有透明基板52及金屬製之積層細線的電極基板薄膜，其特徵為：積層細線係具有由透明基板側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層51及第2層之金屬層50，可見光波長區域(400~780nm)之金屬吸收層的光學常數中，波長400nm的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，透明基板與金屬吸收層的界面反射所產生之可見光波長區域的最高反射率為40%以下。

Description

電極基板薄膜及其製造方法
本發明係有關於一種具有包含樹脂薄膜之透明基板與電極等的電路圖案且利用於觸控面板等的電極基板薄膜，尤其係有關於一種在加工電路圖案時不會造成妨害，在高輝度照明下，加工所得之電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜及其製造方法。
近年來，設置於行動電話、行動電子文書機器、自動販賣機、汽車導航器等的平面顯示器(FPD)的表面的「觸控面板」開始廣受普及。
就上述「觸控面板」而言，若予粗分則存有電阻式與電容式。「電阻式觸控面板」係以包含樹脂薄膜的透明基板、設於基板上的X座標(或Y座標)檢測電極片以及Y座標(或X座標)檢測電極片、及設於此等片體之間的絕緣體間隔件構成其主要部分。而且，其機制在於，上述X座標檢測電極片與Y座標檢測電極片之間隔有一段空間，用觸控筆等予以按壓時，兩座標檢測電極片即電性接觸而判斷出觸控筆的觸碰位置(X座標、Y座標)，若移動觸控筆時，即辨識出每次的座標，最終便可進行文字的輸入。另外，「電容式觸控面板」則具有隔著絕 緣片積層X座標(或Y座標)檢測電極片與Y座標(或X座標)檢測電極片，且於此等上配置玻璃等的絕緣體的構造。而且，其機制在於，將手指靠近玻璃等的上述絕緣體時，其附近之X座標檢測電極、Y座標檢測電極的電容即發生變化，由此可進行位置檢測。
而且，作為構成電極等的電路圖案的導電性材料，向來係廣泛使用ITO(氧化銦-氧化錫)等的透明導電膜(參照專利文獻1)。又，隨著觸控面板的大型化，也開始使用專利文獻2或專利文獻3等所揭示之網狀結構(mesh structure)的金屬製細線。
此外，若比較上述透明導電膜與金屬製細線時，透明導電膜因其可見光波長區域的穿透性優良，而具有電極等的電路圖案幾乎不會被看到的優點，但有因為電阻值高於金屬製細線，對於觸控面板的大型化或響應速度的高速化較不合適的缺點。另一方面，金屬製細線由於電阻值較低，而適於觸控面板的大型化或響應速度的高速化，但因可見光波長區域的反射率較高，縱使加工成例如微細的網狀結構，在高輝度照明下，電路圖案仍會被看到，而有導致製品價值降低的缺點。
為了降低上述金屬製細線之可見光波長區域的反射率，有人想出一種組合金屬膜與介電體多層膜來構成抗反射膜的方法。然而，由於構成電極等的電路圖案的金屬製細線係藉由蝕刻所形成，因此，組合金屬膜與介電體多層膜的方法較為不佳。
於此種技術背景之下，有人提出在樹脂薄膜 與金屬膜之間藉由電鍍法等形成黑化層(參照專利文獻4)，或者，在樹脂薄膜與金屬膜之間設置包含金屬氧化物的光吸收層(金屬吸收層)(參照專利文獻5)等來降低由樹脂薄膜側所觀測到之金屬膜的反射的方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-151358號公報(參照請求項2)
[專利文獻2]日本特開2011-018194號公報(參照請求項1)
[專利文獻3]日本特開2013-069261號公報(參照段落0004)
[專利文獻4]日本特開2014-142462號公報(參照請求項5、段落0038)
[專利文獻5]日本特開2013-225276號公報(參照請求項1、段落0041)
然而，無論專利文獻4~5所提出之黑化層或金屬吸收層的分光光學特性如何，藉由設置黑化層或金屬吸收層，反而會使反射增加，存有不易選定構成材料或成膜條件所衍生的問題；又，無論構成金屬吸收層的材料為何，均會妨害蝕刻作業，存有導致電極等電路圖案的加工精度降低的問題。
本發明係著眼於此種問題而完成者，其課題在於提供一種在加工電路圖案時不會造成妨害，在高輝度照明下，已加工之電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜及其製造方法。
因此，為解決上述課題，本案發明人針對金屬吸收層的成膜與光學薄膜的模擬及金屬吸收層的蝕刻性等重複進行實驗的結果，終至發現存在有可見光波長區域(400~780nm)的分光反射率較低且不會妨害蝕刻作業的最佳之金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)及膜厚條件；更且，亦進一步確認，由於可降低可見光波長區域的反射率，而能夠增大構成電極等電路圖案之金屬製細線的線寬。本發明係依據此種技術上的發現而完成者。
亦即，本發明之第1發明係一種電極基板薄膜，其係具有包含樹脂薄膜的透明基板、及設於該透明基板上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案的電極基板薄膜，其特徵為：上述積層細線係具有由透明基板側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層及第2層之金屬層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、 波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下；第2發明係於第1發明之電極基板薄膜中，上述金屬製之積層細線係具有由透明基板側數來為第3層的膜厚為20nm以上30nm以下的第2金屬吸收層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述第2金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、 波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4；第3發明係於第1發明或第2發明之電極基板薄膜中，上述金屬吸收層的成膜材料為Ni單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、或Cu單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金；第4發明係於第1發明至第3發明中任一項之電極基板薄膜中，藉由真空成膜法形成上述金屬吸收層，而且，對供實施上述真空成膜法的成膜裝置內導入如第3發明之成膜材料與反應性氣體，並調整上述金屬吸收層的折射率與消光係數之光學常數；又，第5發明係於第4發明之電極基板薄膜中，係藉由氧氣與氮氣之單質氣體或者此等的混合氣體、或以氧氣與氮氣為主成分的混合氣體來構成上述反應性氣體。
第6發明係於第1發明之電極基板薄膜中，上述金屬層的膜厚為50nm以上5000nm以下。
其次，本發明之第7發明係一種電極基板薄膜之製造方法，其係具有包含樹脂薄膜的透明基板、及設於該透明基板上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案 的電極基板薄膜之製造方法，其特徵為具備：藉由真空成膜法分別形成作為由透明基板側數來為積層膜之第1層的金屬吸收層及第2層之金屬層，來製造以透明基板與積層膜構成且透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下的積層體薄膜的第1步驟，該金屬吸收層係膜厚為20nm以上30nm以下，而且，可見光波長區域(400~780nm)的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4；及對所得積層體薄膜的積層膜實施蝕刻處理，而予以配線加工成上述積層細線的第2步驟；第8發明係於第7發明之電極基板薄膜之製造方法中，上述金屬吸收層的成膜材料為Ni單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種 以上的元素的Ni系合金、或Cu單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金；第9發明係於第7發明或第8發明之電極基板薄膜之製造方法中，形成對供實施真空成膜法的成膜裝置內導入如第8發明之成膜材料與反應性氣體，且控制成膜裝置內的成膜條件來調整折射率與消光係數之光學常數的上述金屬吸收層；又，第10發明係於第7發明至第9發明中任一項之電極基板薄膜之製造方法中，係藉由氧氣與氮氣之單質氣體或者此等的混合氣體、或以氧氣與氮氣為主成分的混合氣體來構成上述反應性氣體。
具有包含樹脂薄膜的透明基板、及設於該透明基板上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案的本發明之電極基板薄膜，其特徵為：上述積層細線係具有由透明基板側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層及第2層之金屬層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、 波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下。
而且，由於透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率低至40%以下，因此，可提供一種在高輝度照明下，設於透明基板之電極等的電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜，更且，由於不會阻礙蝕刻作業，而能夠提供一種電極等電路圖案的加工精度優良的電極基板薄膜，同時，比起以往由於可應用線寬較大的金屬製之積層細線，而具有可提供電阻值較低之電極基板薄膜的效果。
10‧‧‧真空腔室
11‧‧‧捲出輥
12‧‧‧長尺寸樹脂薄膜
13‧‧‧自由輥
14‧‧‧張力感測輥
15‧‧‧前進給輥
16‧‧‧輥筒
17‧‧‧磁控濺鍍陰極
18‧‧‧磁控濺鍍陰極
19‧‧‧磁控濺鍍陰極
20‧‧‧磁控濺鍍陰極
21‧‧‧後進給輥
22‧‧‧張力感測輥
23‧‧‧自由輥
24‧‧‧收捲輥
25‧‧‧反應性氣體釋放管
26‧‧‧反應性氣體釋放管
27‧‧‧反應性氣體釋放管
28‧‧‧反應性氣體釋放管
29‧‧‧反應性氣體釋放管
30‧‧‧反應性氣體釋放管
31‧‧‧反應性氣體釋放管
32‧‧‧反應性氣體釋放管
40‧‧‧金屬層
41‧‧‧金屬吸收層
42‧‧‧透明基板
50‧‧‧金屬層
51‧‧‧金屬吸收層
52‧‧‧透明基板
第1圖(A)為表示本發明之電極基板薄膜的製造所使用之積層體薄膜之構成的剖面圖；第1圖(B)為第1圖(A)之部分放大圖；第1圖(C)為表示本發明之電極基板薄膜 之構成的剖面圖。
第2圖為表示以成膜條件A~E分別形成之各金屬吸收層之波長(nm)與折射率(n)的關係的曲線圖。
第3圖為表示以成膜條件A~E分別形成之各金屬吸收層之波長(nm)與消光係數(k)的關係的曲線圖。
第4圖為表示以成膜條件A(氧濃度0%)所形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm及30nm的各金屬吸收層之波長(nm)與反射率(%)的關係的曲線圖。
第5圖為表示以成膜條件B(氧濃度11%)形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm及30nm的各金屬吸收層之波長(nm)與反射率(%)的關係的曲線圖。
第6圖為表示以成膜條件C(氧濃度23%)形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm及30nm的各金屬吸收層之波長(nm)與反射率(%)的關係的曲線圖。
第7圖為表示以成膜條件D(氧濃度28%)形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm及30nm的各金屬吸收層之波長(nm)與反射率(%)的關係的曲線圖。
第8圖為表示以成膜條件E(氧濃度33%)形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm及30nm的各金屬吸收層之波長(nm)與反射率(%)的關係的曲線圖。
第9圖為供實施在包含樹脂薄膜的透明基板上形成金屬吸收層與金屬層之真空成膜法的成膜裝置(濺鍍網塗布機)的說明圖。
[實施發明之形態]
以下，就本發明之實施形態，利用圖式詳細加以說明。
(1)金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)與膜厚條件
(1-1)藉由屬真空成膜法的一例的濺鍍法形成金屬吸收層時，係一面對供實施濺鍍法的裝置(稱為「濺鍍網塗布機」，在成膜裝置內於陰極安裝有作為成膜材料的濺鍍靶)內導入氧氣或氮氣等的反應性氣體一面形成上述金屬吸收層。而且，就成膜條件(氧氣或氮氣等的反應性氣體添加量)而言，由於會受到成膜裝置的形狀、作為透明基板之樹脂薄膜的運送速度、濺鍍陰極的成膜速度、反應性氣體釋放管與濺鍍陰極及樹脂薄膜的位置關係等的影響，不易明白地確定，可由導入之反應性氣體的添加量與形成之金屬吸收層的特性結果，按每一個成膜裝置導出上述成膜條件。
(1-2)而且，針對金屬吸收層的成膜與光學薄膜的模擬及金屬吸收層的蝕刻性等重複進行實驗的結果，本案發明人發現，諸如上述，存在有可見光波長區域(400~780nm)的分光反射率較低且不會妨害蝕刻作業的最佳之金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)及膜厚條件。
(1-3)第2圖之曲線圖係表示使用Ni系合金(Ni-W)靶，依以下所述之成膜條件A~E進行氧反應性濺鍍成膜而成之各金屬吸收層之波長(nm)與折射率(n)的關係；又，第3圖之曲線圖係表示依上述成膜條件A~E形成之各金屬吸收層之波長(nm)與消光係數(k)的關係。
此外，成膜條件A~E為成膜條件A(氧濃度0%)、成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度23%)、成膜條件D(氧濃度28%)、及成膜條件E(氧濃度33%)。
而且，由第2圖與第3圖的曲線圖可看出，光學常數(折射率、消光係數)會隨著Ni系合金(Ni-W)的氧化程度大幅變化，成膜條件A(氧濃度0%)下氧化度最低，愈往成膜條件E(氧濃度33%)走氧化度愈高。
從而，對於形成的金屬吸收層，不易以成膜材料(Ni系合金等金屬材料)或成膜條件(氧氣或氮氣等反應性氣體添加量)加以指定，較佳以其光學常數來規範之。
(1-4)其次，第4圖~第8圖之曲線圖係針對在根據成膜條件A~E形成於樹脂薄膜(PET：聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上的金屬吸收層上，分別形成作為一例之膜厚為80nm的銅(金屬層)的各積層體薄膜，示出PET薄膜與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層(銅)之各界面處的反射所產生的分光反射特性。此外，金屬吸收層的膜厚係於0nm(不存在金屬吸收層)~30nm的範圍每隔5nm進行變化。
而且，由第4圖之曲線圖可看出，金屬吸收層的氧化度最低之成膜條件A(氧濃度0%)的分光反射特性，平均反射率較高，隨著膜厚增大，反射率的變化量減少。另外，由第8圖之曲線圖可看出，金屬吸收層的氧化度最高之成膜條件E(氧濃度33%)的分光反射特性，平均反射率較低，但分光反射特性的平坦性(最高反射率與最低反射率的差)較大。
(1-5)更且，以下的表1係針對在以上述成膜條件A~ E形成的金屬吸收層上分別形成有膜厚80nm的銅(金屬層)的各積層體薄膜，表示其蝕刻性的良否(關於對積層體薄膜之積層膜實施蝕刻處理加工積層細線時的難易度，將可容易地進行蝕刻加工的情形以「○」標示，將伴有困難的情形以「×」標示)、及滿足最高反射率為40%以下之條件的膜厚(針對在5nm~30nm之範圍每隔5nm加以變化的膜厚，將可滿足的情形以「○」標示，將不滿足的情形以「×」標示)。
(1-6)因此，若由第4圖~第8圖之曲線圖及表1求取滿足各積層體薄膜之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下，而且不會妨害各積層體薄膜之積層膜(金屬吸收層與金屬層)的蝕刻性之條件的金屬吸收層，則選定以成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度 23%)及成膜條件D(氧濃度28%)分別形成，而且其膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層。
而且，若由第2圖與第3圖之曲線圖求取以成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度23%)及成膜條件D(氧濃度28%)分別形成之金屬吸收層的可見光波長區域(400~780nm)的光學常數(折射率、消光係數)，則可導出波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4。
(1-7)而且，當形成於PET薄膜上之金屬吸收層的膜厚為20nm以上30nm以下，且可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)具備上述條件，亦即波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、 波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4時，該金屬吸收層由於滿足PET薄膜與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層(就其一例為銅)之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下之條件，因而可降低由樹脂薄膜(PET薄膜)側觀測到的金屬層的反射；又，亦不會妨害各積層體薄膜之積層膜(金屬吸收層與金屬層)的蝕刻性。
此外，透過具備膜厚為20nm以上30nm以下且光學常數(折射率、消光係數)為上述者之條件，而具有可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下，而且不會妨害各積層體薄膜之積層膜(金屬吸收層與金屬層)的蝕刻性之特性的金屬吸收層之材料不限於上述之Ni系合金(Ni-W)，在例如以Ni單質、或者添加有由Ti、Al、V、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、及Cu單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金構成金屬吸收層時亦可確認其成立。
(2)本發明之電極基板薄膜及其製造所使用的積層體薄膜
(2-1)本發明之電極基板薄膜
如第1圖(C)所示具有包含樹脂薄膜的透明基 板52、及設於該透明基板52上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案的本發明之電極基板薄膜，其特徵為：上述積層細線係具有由透明基板52側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層51及第2層之金屬層50，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層51的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，透明基板52與金屬吸收層51及金屬吸收層51與金屬層50之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下；又，在上述電極基板薄膜中，金屬製之積層細線係具有由透明基板52側數來為第3層的膜厚為20nm以上30nm以下的第2金屬吸收層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述第2金屬吸收 層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4。
(2-2)本發明之電極基板薄膜的製造所使用之積層體薄膜
如第1圖(A)所示以包含樹脂薄膜之透明基板42與設於該透明基板42之積層膜所構成的上述積層體薄膜，其特徵為：上述積層膜係具有由透明基板42側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層41及第2層之金屬層40，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層41的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、 波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，如第1圖(A)~(B)所示透明基板42與金屬吸收層41及金屬吸收層41與金屬層40之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下；又，上述積層體薄膜中，上述積層膜係具有由透明基板42側數來為第3層的膜厚為20nm以上30nm以下的第2金屬吸收層，而且可見光波長區域(400~780nm)之上述第2金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4。
(3)本發明之電極基板薄膜與上述積層體薄膜的構 成材料
(3-1)構成透明基板的樹脂薄膜
作為適用於本發明之電極基板薄膜與上述積層體薄膜的樹脂薄膜之材質，不特別限定，作為其具體例，可舉出由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚碸(PES)、聚芳酯(PAR)、聚碳酸酯(PC)、聚烯烴(PO)、三乙酸纖維素(TAC)及降莰烯之樹脂材料中選出之樹脂薄膜的單質、或者由上述樹脂材料中選出之樹脂薄膜單質與被覆該單質的單面或兩面之丙烯酸系有機膜的複合體。尤其是，就降莰烯樹脂材料而言，作為其代表物，可舉出日本ZEON公司之ZEONOR(商品名)或JSR公司之ARTON(商品名)等。
此外，由於本發明之電極基板薄膜係使用於「觸控面板」等，因此，較佳為上述樹脂薄膜當中可見光波長區域內之透明性優良者。
(3-2)金屬吸收層
作為本發明之金屬吸收層的膜材料，如上述，較佳為Ni單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、及Cu單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金。
又，金屬吸收層係以上述Ni單質或者Ni系合金、Cu單質或者Cu系合金為成膜材料，且藉由對成膜裝置內導入反應性氣體的真空成膜法所形成。作為上述真空成膜方法，有磁控濺鍍、離子束濺鍍、真空蒸鍍、離 子鍍、CVD等；又作為上述反應性氣體，可舉出氧氣與氮氣之單質氣體或者此等的混合氣體、或以氧氣與氮氣為主成分且包含氬氣等的混合氣體。
而且，金屬吸收層在各波長下的光學常數(折射率、消光係數)會大幅受到反應之程度，亦即氧化度或者氮化度影響，而無法僅以金屬吸收層的構成材料來決定。
(3-3)金屬層
作為本發明之金屬層的構成材料，只要是低電阻值之金屬則不特別限定，可舉出例如Cu單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag選出之1種以上的元素的Cu系合金、或Ag單質、或者添加有由Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Cu選出之1種以上的元素的Ag系合金，基於電路圖案的加工性或電阻值觀點，尤以Cu單質為佳。
又，金屬層的膜厚係相依於電特性，而非由光學要素來決定；通常設定為無法測到穿透光之程度的膜厚。
而且，金屬層的較佳膜厚，由電阻觀點而言較佳為50nm以上，更佳為60nm以上。另一方面，基於將金屬層加工成配線圖案的加工性觀點，較佳為5μm(5000nm)以下，更佳為3μm(3000nm)以下。
(4)供實施真空成膜法的成膜裝置
(4-1)濺鍍網塗布機
作為真空成膜法的一例可舉出濺鍍法，就其 成膜裝置加以說明。
此外，該成膜裝置係稱為濺鍍網塗布機，係在對以輥對輥方式運送之長尺寸樹脂薄膜的表面連續且有效地實施成膜處理之情況下使用。
如具體加以說明，以輥對輥方式運送之長尺寸樹脂薄膜的成膜裝置(濺鍍網塗布機)，係如第9圖所示設於真空腔室10內，對從捲出輥11捲出的長尺寸樹脂薄膜12進行既定的成膜處理後，以收捲輥24收捲之。在從此等捲出輥12至收捲輥24之運送路徑的中途，配置有以馬達旋轉驅動的輥筒16。於此輥筒16的內部，有由真空腔室10的外部調溫的冷媒循環著。
在真空腔室10內，為實施濺鍍成膜，而進行：達極限壓力10-4Pa左右的減壓、及其後之藉由濺鍍氣體的導入所實施之0.1~10Pa左右的壓力調整。濺鍍氣體係使用氬氣等周知之氣體，可視目的進一步添加氧氣或氮氣等的氣體。真空腔室10的形狀或材質，只要是可耐受此種減壓狀態者則不特別限定，各種均可使用。又，為了將真空腔室10內減壓並維持該狀態，真空腔室10中內建有乾式泵、渦輪分子泵、低溫線圈(cryocoil)等的各類裝置(未圖示)。
從捲出輥11至輥筒16的運送路徑上，依序配置有供導引長尺寸樹脂薄膜12的自由輥13；及進行長尺寸樹脂薄膜12之張力測定的張力感測輥14。又，從張力感測輥14傳出並導向輥筒16的長尺寸樹脂薄膜12，係藉由設於輥筒16附近之馬達驅動的前進給輥15進行針對輥 筒16之周速度的調整，藉此便可使長尺寸樹脂薄膜12密接於輥筒16的外周面。
從輥筒16至收捲輥24的運送路徑亦與上述相同，依序配置有進行針對輥筒16之周速度的調整的馬達驅動之後進給輥21；進行長尺寸樹脂薄膜12之張力測定的張力感測輥22及供導引長尺寸樹脂薄膜12的自由輥23。
就上述捲出輥11及收捲輥24，係藉由粉粒離合器等進行轉矩控制，以此來保持長尺寸樹脂薄膜12的張力平衡。又，藉由與輥筒16的旋轉連動而旋轉的馬達驅動之前進給輥15、後進給輥21，從捲出輥11捲出長尺寸樹脂薄膜12並由收捲輥24收捲之。
於輥筒16的附近，在與輥筒16的外周面上劃定之運送路徑(即輥筒16外周面內之捲繞有長尺寸樹脂薄膜12的區域)相對向的位置處，設有作為成膜手段的磁控濺鍍陰極17、18、19及20，於其附近設置有釋放出反應性氣體的反應性氣體釋放管25、26、27、28、29、30、31、32。
實施上述金屬吸收層與金屬層的濺鍍成膜之際，可如第9圖所示使用板狀的靶；惟，使用板狀靶時，有時會在靶上產生結節(生成雜質)。若有此問題時，則使用無結節的產生且靶的使用效率亦較高的圓筒形的旋轉靶較佳。
(4-2)反應性濺鍍
以形成上述金屬吸收層為目的而使用氧化物靶或者氮化物靶時，由於其成膜速度慢且非適於量產， 因此，可採取：採用可達高速成膜的金屬靶，且於成膜中一面控制上述反應性氣體一面予以導入的方法。
作為上述反應性氣體的控制，已知有以下四種方法：
(4-2-1)釋放出一定流量之反應性氣體的方法。
(4-2-2)釋放出反應性氣體而保持一定壓力的方法。
(4-2-3)釋放出反應性氣體而使濺鍍陰極的阻抗保持一定(阻抗控制)的方法。
(4-2-4)釋放出反應性氣體而使濺鍍的電漿強度保持一定(電漿放射控制)的方法。
(5)電極基板薄膜之製造方法
(5-1)對上述積層體薄膜的積層膜(包含由透明基板42側數來為第1層的金屬吸收層41及第2層之金屬層40的積層膜)實施蝕刻處理，而予以配線加工成金屬製之積層細線，由此可得本發明之電極基板薄膜。而且，藉由將電極基板薄膜的電極(配線)圖案作成觸控面板用的條帶狀或者格子狀，可將本發明之電極基板薄膜用於觸控面板。
而且，經配線加工成電極(配線)圖案的金屬製之積層細線由於可維持上述積層體薄膜的積層構造，透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率低至40%以下，因此，可提供一種在高輝度照明下，設於透明基板之電極等的電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜，更且，由於不會阻礙蝕刻作業，而能夠 提供一種電極等電路圖案的加工精度優良的電極基板薄膜，同時，比起以往由於可應用線寬較大(例如線寬20μm以下)的金屬製之積層細線，而能夠提供電阻值較低之電極基板薄膜。
(5-2)而且，如欲由上述積層體薄膜配線加工成本發明之電極基板薄膜，可藉由周知之減成法(subtractive method)來實施加工。
減成法係一種在積層體薄膜的積層膜表面形成光阻膜，進行曝光、顯像使欲形成配線圖案之處殘留有光阻膜，並且，藉由化學蝕刻去除上述積層膜表面上不存在光阻膜之處的積層膜而形成配線圖案的方法。
作為上述化學蝕刻的蝕刻液，可使用過氧化氫系蝕刻液、硝酸鈰銨水溶液，更且，除氯化鐵水溶液或氯化銅水溶液外，亦可使用鹽酸酸性之過錳酸鹽水溶液或乙酸酸性之過錳酸鹽水溶液，在本發明中較佳為此等氯化鐵水溶液、氯化銅水溶液、鹽酸酸性之過錳酸鹽水溶液或乙酸酸性之過錳酸鹽水溶液。
[實施例]
以下，就本發明之實施例具體加以說明。
此外，金屬吸收層之光學特性(折射率、消光係數)的測定係使用橢圓偏光儀，分光反射特性的測定則使用自動記錄分光光度計。
[實施例1]
使用第9圖所示成膜裝置(濺鍍網塗布機)，且反應性氣體使用氧氣，以及藉由上述阻抗控制來控制反 應性氣體量。
此外，輥筒16係直徑600mm、寬750mm之不鏽鋼製，於輥本體表面實施有鍍硬鉻。前進給輥15與後進給輥21係直徑150mm、寬750mm之不鏽鋼製，於輥本體表面實施有鍍硬鉻。又，在各陰極17、18、19、20的上游側與下游側設有反應性氣體釋放管25、26、27、28、29、30、31、32，而且，陰極17安裝有金屬吸收層用的Ni-W靶、陰極18、19及20安裝有金屬層用的Cu靶。
又，構成透明基板的樹脂薄膜係使用寬600mm的PET薄膜，輥筒16係經冷卻控制於0℃。又，將真空腔室10藉由多台乾式泵抽氣至5Pa後，進一步使用多台渦輪分子泵與低溫線圈抽氣至3×10-3Pa。
(1)用以製造電極基板薄膜之積層體薄膜的製造
其後，使樹脂薄膜的運送速度達4m/分後，由上述反應性氣體釋放管25、26導入300sccm的氬氣(濺鍍氣體)，並且，對陰極17進行電力控制，使膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm的金屬吸收層(Ni-W的氧化膜)形成。又，反應性氣體(氧氣)係朝反應性氣體釋放管25、26以混合氣體形式導入。
反應性氣體係使用上述氧氣，並以壓電閥(piezovalve)控制氧氣，使其達到既定的濃度。而且，作為導入之氧濃度的條件，係取成膜條件A(氧濃度0%)、成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度23%)、成膜條件D(氧濃度28%)、及成膜條件E(氧濃度33%)。
此外，根據氧氣的導入量，可預測成膜速度 下降，因此，為了獲得目標之金屬吸收層的膜厚，需進行濺鍍電力的調整。
另一方面，由上述反應性氣體釋放管27、28、29、30、31、32導入300sccm的氬氣(濺鍍氣體)，並且，對陰極18、19及20進行電力控制而使膜厚80nm的金屬層(Cu層)形成，在以成膜條件A(氧濃度0%)~成膜條件E(氧濃度33%)分別形成之膜厚0nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm的各金屬吸收層上，製成供予電極基板薄膜的製造之多種積層體薄膜。
(2)電極基板薄膜的製造
其次，使用所得之多種積層體薄膜，藉由周知之減成法製造實施例之電極基板薄膜。
亦即，在上述積層體薄膜的積層膜(包含金屬吸收層與金屬層的積層膜)表面形成光阻膜，進行曝光、顯像使欲形成配線圖案之處殘留有光阻膜，並且，藉由化學蝕刻去除上述積層膜表面上不存在光阻膜之處的積層膜而製成實施例之電極基板薄膜。
電極等電路圖案係作成配線寬5μm、間隔300μm之條帶。
此外，於此實施例中，作為化學蝕刻的蝕刻液係應用鹽酸酸性之過錳酸鹽水溶液。又，化學蝕刻係將顯像後之附有光阻膜的積層體薄膜浸漬於蝕刻液來進行。
「確認」
(1)針對以上述成膜條件A~E，並以其膜厚成為0nm 、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm的方式在PET薄膜上分別形成金屬吸收層後，形成膜厚80nm的金屬層(Cu層)而得到的多種積層體薄膜，自PET薄膜側，藉由自記分光光度計測定PET薄膜與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的分光反射率。
將其結果以第4圖~第8圖之曲線圖表示。
(2)另一方面，針對以成膜條件A~E分別形成膜厚20nm的金屬吸收層，並於此等金屬吸收層上形成膜厚80nm的金屬層(Cu層)而得到的5種積層體薄膜，自PET薄膜側，藉由橢圓偏光儀測定成膜條件A~E之可見光波長區域(400~780nm)的光學常數(折射率、消光係數)。
將其結果以第2圖~第3圖之曲線圖表示。
此外，由於光學常數為非相依於膜厚的常數，因此，便如上述以形成膜厚20nm的金屬吸收層的5種積層體薄膜測定光學常數。
(3)更者，應用上述鹽酸酸性之過錳酸鹽水溶液作為蝕刻液，來探討多種積層體薄膜的「蝕刻性」的結果，可得上述表1所示之結果。上述「蝕刻性」係對金屬吸收層進行蝕刻後，以光學顯微鏡觀察配線圖案的周圍來進行。對於以成膜條件A(氧濃度0%)與成膜條件B(氧濃度11%)形成的金屬吸收層，可於配線圖案的周圍毫無任何蝕刻殘餘物地蝕刻。又，對於以成膜條件C(氧濃度23%)與成膜條件D(氧濃度28%)形成的金屬吸收層，雖可於配線圖案周圍的一部分看見些許蝕刻殘餘物，但無實用上 的問題。此外，以成膜條件E(氧濃度33%)形成的金屬吸收層，可於配線圖案的周圍看見蝕刻殘餘物，而不符實用。
進而，針對具有以上述成膜條件A、B、C、D形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜、及具有以上述成膜條件B形成之膜厚15nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜，自其金屬吸收層側以目視加以觀察。於觀察之際，係配設成使導電性基板薄膜的目視側之相反側的面與液晶顯示面板相接。
具有以上述成膜條件A形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜與具有以成膜條件B形成之膜厚15nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜，分別可看到電極等的電路圖案。另一方面，對於具有以上述成膜條件B形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜、及具有以成膜條件C、D形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜，不易看到電極等的電路圖案。尤其是，具有以成膜條件C、D形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜，與具有以成膜條件B形成之膜厚20nm的金屬吸收層的導電性基板薄膜相比更不易看到電極等的電路圖案。
(4)因此，若由第4圖~第8圖之曲線圖及表1求取滿足各積層體薄膜之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下，而且不會妨害各積層體薄膜之積層膜(金屬吸收層與金屬層)的蝕刻性之條件的金屬吸收層，則選定以成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度 23%)及成膜條件D(氧濃度28%)分別形成，而且其膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層；而且，若由第2圖與第3圖之曲線圖求取以上述成膜條件B(氧濃度11%)、成膜條件C(氧濃度23%)及成膜條件D(氧濃度28%)分別形成之金屬吸收層的可見光波長區域(400~780nm)的光學常數(折射率、消光係數)，則可導出波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4。
(5)而且，當形成於PET薄膜上之金屬吸收層的膜厚為20nm以上30nm以下，且可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)具備上述條件，亦即波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9 ~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4時，該金屬吸收層由於滿足PET薄膜與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層(銅)之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下之條件，因而可降低由樹脂薄膜(PET薄膜)側觀測到的金屬層的反射；又，亦不會妨害各積層體薄膜之積層膜(金屬吸收層與金屬層)的蝕刻性。
(6)亦即，可確認當應用形成於PET薄膜上之金屬吸收層的膜厚為20nm以上30nm以下，且可見光波長區域(400~780nm)之金屬吸收層的光學常數(折射率、消光係數)滿足波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4之條件的積層體薄膜時，可提供一種電極等電路圖案的加工精密度優良，而 且在高輝度照明下，上述電路圖案也不易被看到的電極基板薄膜。
(7)本實施例中，金屬吸收層係使用Ni-W靶形成且金屬層係以銅構成，惟，就上述金屬吸收層而言，在使用其他的Ni合金或Cu合金靶的情況下，只要處於上述光學常數的範圍則亦可看出同樣的效果；又，在上述金屬層中，在應用上述之Cu系合金或Ag單質或者上述之Ag系合金來替代Cu(銅)的情況下亦可看出同樣的效果。
又，就蝕刻液而言，亦確認可應用乙酸酸性之過錳酸鹽水溶液或氯化鐵水溶液及氯化銅水溶液來替代上述鹽酸酸性之過錳酸鹽水溶液。
[產業上之可利用性]
本發明之電極基板薄膜由於在高輝度照明下，設於透明基板之電極等的電路圖案也不易被看到，因此具有可利用於設置於FPD(平面顯示器)表面的「觸控面板」之產業上的可能性。

Claims (4)

  1. 一種電極基板薄膜，其係具有包含樹脂薄膜的透明基板、及設於該透明基板上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案的電極基板薄膜，其特徵為：上述積層細線係具有由透明基板側數來為第1層的膜厚為20nm以上30nm以下的金屬吸收層及第2層之金屬層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下，而且，上述金屬吸收層係以Ni單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、或Cu單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金作為成膜材料，且藉由在成膜裝置內導入有由氧氣構成的反應性氣體之真空成膜法所形成。
  2. 如請求項1之電極基板薄膜，其中上述金屬製之積層細線係具有由透明基板側數來為第3層的膜厚為20nm以上30nm以下的第2金屬吸收層，而且，可見光波長區域(400~780nm)之上述第2金屬吸收層的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4，同時，上述第2金屬吸收層係以Ni單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、或Cu單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金作為成膜材料，且藉由在成膜裝置內導入有由氧氣構成的反應性氣體之真空成膜法所形成。
  3. 如請求項1之電極基板薄膜，其中上述金屬層的膜厚為50nm以上5000nm以下。
  4. 一種電極基板薄膜之製造方法，其係具有包含樹脂薄膜的透明基板、及設於該透明基板上且包含金屬製之積層細線的網狀結構之電路圖案的電極基板薄膜之製造方法，其特徵為具備：以Ni單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Cu選出之1種以上的元素的Ni系合金、或Cu單質、或者添加有由Ti、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Ni選出之1種以上的元素的Cu系合金作為成膜材料，且藉由在成膜裝置內導入有由氧氣構成的反應性氣體之真空成膜法而形成作為由透明基板側數來為積層膜之第1層的金屬吸收層，並且藉由真空成膜法而形成由透明基板側數來為積層膜之第2層之金屬層，來製造以透明基板與積層膜構成且透明基板與金屬吸收層及金屬吸收層與金屬層之各界面處的反射所產生之可見光波長區域(400~780nm)的最高反射率為40%以下的積層體薄膜的第1步驟，該金屬吸收層係膜厚為20nm以上30nm以下，而且，可見光波長區域(400~780nm)的光學常數中，波長400nm下的折射率為1.8~2.2、消光係數為1.8~2.4、波長500nm下的折射率為2.2~2.7、消光係數為1.9~2.8、波長600nm下的折射率為2.5~3.2、消光係數為1.9~3.1、波長700nm下的折射率為2.7~3.6、消光係數為1.7~3.3、波長780nm下的折射率為3.1~3.8、消光係數為1.5~3.4；及對所得積層體薄膜的積層膜實施蝕刻處理，而予以配線加工成上述積層細線的第2步驟。
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