CN107850965B - 导电性基板、导电性基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种导电性基板,其包括:绝缘性基材;金属层,其形成在所述绝缘性基材的至少一个面上;有机物层,其形成在所述金属层上,并含有含氮有机物;以及黑化层,其形成在所述有机物层上,其中,所述有机物层含有0.2μg/cm2以上的所述含氮有机物。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电性基板、导电性基板的制造方法。
背景技术
电容式触控面板通过对由接近面板表面的物体所引起的电容的变化进行检测,从而将在面板表面上接近的物体的位置信息转换成电信号。由于用于电容式触控面板的导电性基板设置在显示器的表面上,因此对于导电性基板的导电层的材料要求其反射率较低、难以视觉确认。
因此,作为用于电容式触控面板的导电层的材料,使用反射率较低、难以视觉确认的材料,在透明基板或透明薄膜上形成配线。
例如,专利文献1中公开了一种电容型数字式触控面板,其触控面板部由在PET薄膜上利用ITO膜印刷有信号图案和GND图案的多个透明片电极构成。
然而,近些年具有触控面板的显示器的大画面化正在进展,与其对应地,对于触控面板用的导电性基板也在寻求大面积化。然而,ITO由于其电阻值较高且信号易产生劣化,因此存在使用ITO的导电性基板不适合大型面板的问题。
因此,作为导电层的材料,正在研究使用铜等金属来代替ITO。然而,由于金属具有金属光泽,存在因反射而使显示器的可视性降低的问题,因此正在研究形成有由铜等金属和黑色的材料共同构成的层的导电性基板。
例如专利文献2中公开了一种薄膜状触控面板传感器,其在薄膜表面和背面的需要透视的部分分别具备条状铜配线,在表面和背面的铜配线的可视侧具有黑色的氧化铜薄膜。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:日本国特开2004-213114号公报
专利文献2:日本国特开2013-206315号公报
发明内容
<本发明所要解决的问题>
然而,近些年为了进一步提高显示器的可视性,寻求对导电性基板的反射率进行抑制。并且,关于如专利文献2所公开的薄膜状触控面板传感器仅在铜配线上形成黑色的氧化铜薄膜的情况,反射率的抑制程度并不充分。
鉴于上述现有技术的问题,本发明的一个方面的目的在于提供一种抑制了反射率的导电性基板。
<用于解决问题的方案>
为了解决上述问题,本发明的一个方面提供一种导电性基板,其包括:绝缘性基材;金属层,其形成在所述绝缘性基材的至少一个面上;有机物层,其形成在所述金属层上,并含有含氮有机物;以及黑化层,其形成在所述有机物层上,其中,所述有机物层含有0.2μg/cm2以上的所述含氮有机物。
<发明的效果>
根据本发明的一个方面,能够提供一种抑制了反射率的导电性基板。
附图说明
图1A是本发明的实施方式的导电性基板的剖面图。
图1B是本发明的实施方式的导电性基板的剖面图。
图2A是本发明的实施方式的导电性基板的剖面图。
图2B是本发明的实施方式的导电性基板的剖面图。
图3是本发明的实施方式的具有网状的配线的导电性基板的俯视图。
图4A是图3的A-A’线的剖面图。
图4B是图3的A-A’线的剖面图。
图5是实施例、比较例中的有机物层的含氮有机物含量与导电性基板的反射率的关系的说明图。
图6是实施例、比较例中的有机物层的含氮有机物含量与黑化层的a*值的关系的说明图。
图7是实施例、比较例中的有机物层的含氮有机物含量与黑化层的b*值的关系的说明图。
具体实施方式
以下,对本发明的导电性基板及导电性基板的制造方法的一实施方式进行说明。
(导电性基板)
本实施方式的导电性基板可以包括绝缘性基材;金属层,其形成在绝缘性基材的至少一个面上;有机物层,其形成在金属层上,并含有含氮有机物;以及黑化层,其形成在有机物层上。并且,有机物层含有0.2μg/cm2以上的含氮有机物。
需要说明的是,本实施方式中的所谓的导电性基板包括对金属层等进行图案化之前的在绝缘性基材表面具有金属层、有机物层及黑化层的基板、以及对金属层等进行了图案化的基板、也即配线基板。
在此,以下首先对导电性基板中包括的各部件进行说明。
作为绝缘性基材并无特别限定,优选可使用使可见光透射的树脂基板(树脂薄膜)或玻璃基板等透明基材。
作为使可见光透射的树脂基板的材料,例如可优选使用聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、环烯烃树脂、聚亚酰胺树脂、聚碳酸酯等树脂。特别地,作为使可见光透射的树脂基板的材料,可更优选使用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)、聚亚酰胺、聚酰胺、聚碳酸酯等。
关于绝缘性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、电容、或光的透射率等任意选择。作为绝缘性基材的厚度,例如可以设为10μm以上200μm以下。特别是用于触控面板的用途时,绝缘性基材的厚度优选设为20μm以上120μm以下,更优选设为20μm以上100μm以下。在用于触控面板的用途的情况下,例如特别当寻求对显示器整体的厚度进行薄化的用途时,绝缘性基材的厚度优选为20μm以上50μm以下。
绝缘性基材的全光线透射率以较高者为佳,例如全光线透射率优选为30%以上,更优选为60%以上。通过使绝缘性基材的全光线透射率为上述范围,从而能够充分地确保例如用于触控面板的用途时的显示器的可视性。
需要说明的是,绝缘性基材的全光线透射率可利用JIS K 7361-1中规定的方法来评价。
接着,对金属层进行说明。
对于构成金属层的材料并无特别限定,可以选择具有取决于用途的电传导率的材料,例如,构成金属层的材料优选为包含Cu与选自Ni、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Co、W的至少一种以上的金属的铜合金、或含铜的材料。另外,金属层也可以设为由铜构成的铜层。
对于在绝缘性基材上形成金属层的方法并无特别限定,为了不降低光的透射率,优选不在绝缘性基材与金属层之间配置黏接剂。换言之,优选金属层直接形成在绝缘性基材的至少一个面上。需要说明的是,当如下所述在绝缘性基材与金属层之间配置密着层时,优选金属层直接形成在密着层的上表面。
为了在绝缘性基材的上表面上直接形成金属层,优选金属层具有金属薄膜层。另外,金属层可具有金属薄膜层和金属镀层。
例如可以利用干式镀法在绝缘性基材上形成金属薄膜层,以该金属薄膜层为金属层。由此,能够不经由黏接剂而直接在绝缘性基材上形成金属层。需要说明的是,作为干式镀法后面将详细说明,例如可优选使用溅射法、蒸镀法、或离子镀法等。
另外,当对金属层的膜厚进行增厚时,也可以通过以金属薄膜层为供电层利用作为湿式镀法的一种的电镀法来形成金属镀层,从而形成具有金属薄膜层和金属镀层的金属层。通过使金属层具有金属薄膜层和金属镀层,从而在此情形中也能够不经由黏接剂而在绝缘性基材上直接形成金属层。
对于金属层的厚度并不特别限定,当将金属层用作配线时,可根据向该配线供给的电流大小或配线宽度等来任意选择。
然而,若金属层变厚,则有时会产生在为了形成配线图案而进行蚀刻时由于蚀刻需要时间因此容易产生侧边蚀刻、难以形成细线等的问题。因此,金属层的厚度优选为5μm以下,更优选为3μm以下。
另外,从特别地降低导电性基板的电阻值、可充分地供给电流的观点来看,例如金属层的厚度优选为50nm以上,更优选为60nm以上,进一步更优选为150nm以上。
需要说明的是,当金属层如上所述具有金属薄膜层和金属镀层时,优选金属薄膜层的厚度和金属镀层的厚度的合计为上述范围。
即使是在金属层由金属薄膜层构成的情况、或具有金属薄膜层和金属镀层的情况的任意一个情况下,对于金属薄膜层的厚度也并无特别限定,例如优选设为50nm以上500nm以下。
如下所述例如可以将金属层图案化成所需的配线图案来用作配线。并且,由于金属层能够比以往的用作透明导电膜的ITO进一步降低电阻值,因此可通过设置金属层以减小导电性基板的电阻值。
接着,对有机物层进行说明。
有机物层可以形成在金属层的与下面将说明的黑化层相对的面上。因此,作为导电性基板时,能够配置在金属层与黑化层之间。有机物层可以含有含氮有机物。
本发明的发明人对抑制导电性基板的反射率的方法进行了深入研究。并且发现通过在金属层与黑化层之间配置含有含氮有机物的有机物层从而能够抑制导电性基板的反射率,并完成了本发明。
对于用于有机物层的含氮有机物并无特别限定,可以从含有氮的有机化合物中任意地选择使用。用于有机物层的含氮有机物例如优选含有1,2,3-苯并***或其衍生物。作为用于有机物层的含氮有机物,具体来说,例如可举出1,2,3-苯并***、5-甲基-1H苯并***等。
作为含有用于有机物层的含氮有机物的药剂,例如可优选使用铜用的防锈处理剂,作为市场销售的药品例如可优选使用OPC-DEFENSER(商品名、奥野制药工业株式会社)等。
有机物层的含氮有机物的含量优选为0.2μg/cm2以上,更优选为0.3μg/cm2以上。这是因为,根据本发明的发明人的研究,通过将有机物层的含氮有机物的含量设为0.2μg/cm2以上,从而能够大幅地抑制导电性基板的反射率。另外,若有机物层的含氮有机物的含量增加,则能够降低将黑化层的颜色换算成CIE(L*a*b*)色彩***时的a*值、b*值,特别是能够使导电性基板的配线不明显,因此较佳。
对于有机物层的含氮有机物的含量的上限值并无特别限定。但是,为了增加有机物层的含氮有机物的含量,要提高在形成有机物层时所使用的含氮有机物溶液的浓度、或进行延长含氮有机物溶液的供给时间等。因此,若要过度地增加有机物层的含氮有机物的含量,则有可能含氮有机物溶液的操作性会降低、用于形成有机物层所需的时间会变长、生产性会降低。因此,有机物层的含氮有机物的含量例如优选设为10μg/cm2以下,另外,由于当含量低时黑化层的密着性良好,因此更优选设为1μg/cm2以下,进一步优选设为0.5μg/cm2以下。
对于形成有机物层的方法并无特别限定,例如可通过在金属层上涂布含有含氮有机物的含氮有机物溶液、并进行干燥来形成。对于在形成有机物层时所使用的含氮有机物溶液中的含氮有机物的浓度并无特别限定,可考虑作为目标的有机物层中的含氮有机物的含量或操作性等来任意地选择。例如含氮有机物溶液中的含氮有机物的浓度的下限值优选为1mL/L以上,更优选为2mL/L以上。另外,上限值优选为4mL/L以下。
对于向金属层表面供给含氮有机物溶液时的含氮有机物溶液的温度并无特别限定,可考虑该溶液的粘度、操作性或反应性等来任意地选择。例如优选为10℃以上,更优选为20℃以上。但是,从若温度升高则所含有的含氮有机物有可能与其他物质反应的观点来看,优选为40℃以下。
对于含氮有机物溶液的pH值并无特别限定,可考虑所使用的含氮有机物的种类或该溶液的反应性等来选择,例如含氮有机物溶液的pH值优选为2以上,更优选为3以上。但是,从若pH值升高则薄膜中的含氮有机物的含量降低的观点来看,含氮有机物溶液的pH值优选为4以下。
对于针对金属层表面供给含氮有机物溶液并使其反应的处理时间的长度并无特别限定,可根据所使用的含氮有机物溶液的种类或要形成有机物层的厚度等来任意地选择。例如处理时间优选为5秒以上,更优选为6秒以上。但是,从若处理时间变得过长则有可能生产性会降低的观点来看,优选为10秒以下。
接着,对黑化层进行说明。
黑化层可以形成在有机物层的上表面上。
对黑化层的材料并无特别限定,只要是能够抑制金属层表面上的光反射的材料即可使用。
黑化层例如优选包含选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少1种以上的金属。另外,黑化层还可以进一步包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素。
需要说明的是,黑化层也可以包括金属合金,该金属合金包含选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少2种以上的金属。此时,黑化层也可以进一步包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素。此时,作为包含选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少2种以上的金属的金属合金,例如可优选使用Cu-Ti-Fe合金、Cu-Ni-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-Zn合金、Ni-Ti合金、Ni-W合金、Ni-Cr合金、Ni-Cu-Cr合金。特别是可进一步优选使用Ni-Cu合金。
对于黑化层的形成方法并无特别限定,可利用任意方法来形成,例如可利用干式法或湿式法来进行成膜。
当利用干式法对黑化层进行成膜时,对于其具体方法并无特别限定,例如可优选使用溅射法、离子镀法或蒸镀法等干式镀法。从利用干式法对黑化层进行成膜时容易控制膜厚的观点来看,更优选使用溅射法。需要说明的是,可在黑化层中添加如上所述选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素,此时更优选使用反应性溅射法。
当利用反应性溅射法来对黑化层进行成膜时,作为靶,可使用包含构成黑化层的金属形态(metal species)的靶。当黑化层包含合金时,可以按黑化层中所包含的每个金属形态来使用靶,在基材等被成膜体的表面形成合金,也可以使用预先对黑化层中所包含的金属进行了合金化的靶。
另外,当在黑化层中包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素时,可以通过将其预先添加在对黑化层进行成膜时的气氛中来将其添加在黑化层中。例如,当在黑化层中添加碳时可以将一氧化碳气体及/或二氧化碳气体预先添加在进行溅射时的气氛中,当在黑化层中添加氧时可以将氧气预先添加在进行溅射时的气氛中,当在黑化层中添加氢时可以将氢气及/或水预先添加在进行溅射时的气氛中,当在黑化层中添加氮时可以将氮气预先添加在进行溅射时的气氛中。可以通过在对黑化膜进行成膜时的惰性气体中添加该些气体从而在黑化层中添加选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素。需要说明的是,作为惰性气体可以优选使用氩。
利用湿式法对黑化层进行成膜时,可以根据黑化层的材料来使用镀液,例如可以利用电镀法来进行成膜。
如上所述黑化层可以用干式法、湿式法的任意方法来形成,但由于在形成黑化层时,通过使有机物层中所包含的含氮有机物溶解在镀液中、并进入黑化层中从而有可能会影响黑化层的色调或其他特性,因此优选利用干式法来成膜。
对于黑化层的厚度并无特别限定,例如优选为15nm以上,更优选为25nm以上。这是因为,当黑化层的厚度较薄时,由于有时无法充分抑制金属层表面上的光的反射,因此优选如上所述通过使黑化层的厚度为15nm以上从而可特别地抑制金属层表面上的光的反射的方式进行构成。
对于黑化层的厚度的上限值并无特别限定,即使加厚至必要以上的厚度,成膜所需的时间或形成配线时的蚀刻所需的时间也会变长,从而招致成本的上升。因此,黑化层厚度优选设为70nm以下,更优选设为50nm以下。
另外,导电性基板除了上述的绝缘性基材、金属层、有机物层、黑化层以外,还可以设置任意的层。例如可以设置密着层。
对密着层的结构例子进行说明。
如上所述可在绝缘性基材上形成金属层,但在绝缘性基材上直接形成金属层时,绝缘性基材与金属层的密着性有时并不充分。因此,当在绝缘性基材的上表面上直接形成金属层时,在制造过程中或使用时金属层有时会从绝缘性基材上剥离。
因此,在本实施方式的导电性基板中,为了提高绝缘性基材与金属层的密着性,可在绝缘性基材上配置密着层。
通过在绝缘性基材与金属层之间配置密着层,能够提高绝缘性基材与金属层的密着性,并能够抑制金属层从绝缘性基材上剥离。
另外,密着层也能够起到黑化层的作用。因此,也能够抑制来自金属层的下表面侧、也即来自绝缘性基材侧的光所引起的在金属层的光的反射。
对于构成密着层的材料并无特别限定,可根据绝缘性基材与金属层的密着力或所要求的金属层表面上的光的反射的抑制程度、以及针对导电性基板的使用环境(例如湿度或温度)的稳定性程度等来任意地选择。
密着层优选包含例如选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少1种以上的金属。另外,密着层也可进一步包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素。
需要说明的是,密着层也可以包含包括选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少2种以上的金属的金属合金。即使在此情况下,密着层也可以进一步包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素。此时,作为包含选自Ni、Zn、Mo、Ta、Ti、V、Cr、Fe、Co、W、Cu、Sn、Mn的至少2种以上的金属的金属合金,例如优选使用Cu-Ti-Fe合金、Cu-Ni-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-Zn合金、Ni-Ti合金、Ni-W合金、Ni-Cr合金、Ni-Cu-Cr合金。特别可更优选使用Ni-Cu合金。
对于密着层的成膜方法并无特别限定,优选利用干式镀法来进行成膜。作为干式镀法,例如可优选使用溅射法、离子镀法、或蒸镀法等。从利用干式法对密着层进行成膜时容易控制膜厚的观点来看,更优选使用溅射法。需要说明的是,也可以在密着层中添加如上所述选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素,此时可更优选使用反应性溅射法。
当密着层包含选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素时,可通过在对密着层进行成膜时的气氛中预先添加含有选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素的气体,从而将其添加在密着层中。例如,当在密着层中添加碳时可预先在进行干式镀时的气氛中添加一氧化碳气体及/或二氧化碳气体,当在密着层中添加氧时可预先在该气氛中添加氧气,当在密着层中添加氢时可预先在该气氛中添加氢气及/或水,当在密着层中添加氮时可预先在该气氛中添加氮气。
对于含有选自碳、氧、氢、氮的1种以上元素的气体,优选将其添加在惰性气体中,使其为干式镀时的气氛气体。作为惰性气体并无特别限定,例如可优选使用氩。
通过如上所述利用干式镀法来对密着层进行成膜,从而能够提高绝缘性基材与密着层的密着性。并且,密着层由于例如可包含金属作为主成分因此与金属层的密着性较高。因此,通过在绝缘性基材与金属层之间配置密着层,从而能够抑制金属层的剥离。
对于密着层的厚度并不特别限定,例如优选设为3nm以上50nm以下,更优选设为3nm以上35nm以下,进一步优选设为3nm以上33nm以下。
当密着层也起到黑化层的作用时,也即利用密着层抑制金属层上的光的反射时,优选将密着层的厚度如上所述设为3nm以上。
对于密着层的厚度的上限值并无特别限定,即使加厚至必要以上的厚度,成膜所需的时间或形成配线时的蚀刻所需的时间也会变长,从而招致成本的上升。因此,密着层的厚度优选如上所述设为50nm以下,更优选设为35nm以下,进一步优选设为33nm以下。
接着,对导电性基板的结构例子进行说明。
如上所述,本实施方式的导电性基板可以具有绝缘性基材、金属层、有机物层、黑化层。另外,也可以任意地设置密着层等。
关于具体的结构例子,以下使用图1A、图1B、图2A、图2B来进行说明。图1A、图1B、图2A、图2B表示出本实施方式的导电性基板的、与绝缘性基材、金属层、有机物层、黑化层的层叠方向平行的面上的剖面图的例子。
本实施方式的导电性基板可以具有例如在绝缘性基材的至少一个面上从绝缘性基材侧依次层叠了金属层、有机物层、黑化层的构造。
具体来说,例如,如图1A所示的导电性基板10A,可在绝缘性基材11的一个面11a侧将金属层12、有机物层13、黑化层14逐层地依次层叠。另外,如图1B所示的导电性基板10B,也可以在绝缘性基材11的一个面11a侧和另一个面(其他面)11b侧分别将金属层12A、12B、有机物层13A、13B、黑化层14A、14B逐层地依次层叠。
另外,进一步作为任意的层,例如也可以设置例如密着层。此时,例如可以为在绝缘性基材的至少一个面上从绝缘性基材侧依次形成了密着层、金属层、有机物层、黑化层的构造。
具体来说,例如如图2A所示的导电性基板20A,可以在绝缘性基材11的一个面11a侧,依次层叠密着层15、金属层12、有机物层13以及黑化层14。
此时也可以为在绝缘性基材11的两面上层叠了密着层、金属层、有机物层、黑化层的结构。具体来说,如图2B所示的导电性基板20B,可在绝缘性基材11的一个面11a侧以及其他面11b侧,分别依次层叠密着层15A、15B、金属层12A、12B、有机物层13A、13B以及黑化层14A、14B。
需要说明的是,在图1B、图2B中,表示出了当在绝缘性基材的两面上层叠金属层、有机物层、黑化层时,以绝缘性基材11为对称面以在绝缘性基材11的上下所层叠的层对称的方式进行配置的例子,但并不限定于该形态。例如,可以在图2B中,使绝缘性基材11的一个表面11a侧的结构与图1B的结构同样,设为不设置密着层15A而依次层叠金属层12A、有机物层13A、黑化层14A的形态,使在绝缘性基材11上下所层叠的层为非对称的结构。
由于在本实施方式的导电性基板中,在绝缘性基材上设置了金属层、有机物层及黑化层,因此能抑制由于金属层所引起的光的反射,能够抑制导电性基板的反射率。
对于本实施方式的导电性基板的反射率的程度并无特别限定,例如为了提高用作触控面板用的导电性基板时的显示器的可视性,反射率较低者较佳。例如,波长400nm以上且700nm以下的光的平均反射率优选为20%以下,更优选为17%以下,特别优选为15%以下。
对于反射率的测定,可以对导电性基板的黑化层照射光来进行测定。具体来说,例如当如图1A所示在绝缘性基材11的一个面11a侧依次层叠金属层12、有机物层13、黑化层14时,以向黑化层14照射光的方式对黑化层14的表面A照射光并进行测定。并且,测定时可以按照例如波长1nm的间隔如上所述对导电性基板的黑化层14照射波长400nm以上且700nm以下的光,将所测定的值的平均值作为该导电性基板的反射率。
本实施方式的导电性基板可以优选用作触控面板用的导电性基板。此时导电性基板可以为具有网(mesh)状的配线的结构。
对于具有网状配线的导电性基板,可以通过对上述本实施方式的导电性基板的金属层、有机物层、及黑化层进行蚀刻来得到。
例如,可以利用两层的配线来形成网状的配线。具体的结构例如图3所示。图3表示出从金属层等的层叠方向的上面侧观察具有网状配线的导电性基板30的图,为了容易理解配线图案,省略了绝缘性基材11以及对金属层进行图案化所形成的配线31A、31B以外的层的记载。另外,还示出了透过绝缘性基材11能看到的配线31B。
图3所示的导电性基板30具有绝缘性基材11、平行于图中Y轴方向的多条配线31A、及平行于X轴方向的配线31B。需要说明的是,配线31A、31B通过蚀刻金属层而形成,在该配线31A、31B的上表面及/或下表面上形成未示出的有机物层及黑化层。另外,将有机物层及黑化层蚀刻成与配线31A、31B相同的形状。
对绝缘性基材11和配线31A、31B的配置并无特别限定。绝缘性基材11和配线的配置的结构例子如图4A、图4B所示。图4A、图4B相当于图3的A-A’线上的剖面图。
首先,如图4A所示,可以在绝缘性基材11的上下表面分别配置配线31A、31B。需要说明的是,在图4A中,在配线31A的上表面及31B的下表面,配置有被蚀刻成与配线相同形状的有机物层32A、32B、黑化层33A、33B。
另外,如图4B所示,可以使用1组绝缘性基材11,夹着一个绝缘性基材11并在上下表面配置配线31A、31B,并且将一个配线31B配置在绝缘性基材11之间。此时在配线31A、31B的上表面也配置有被蚀刻成与配线相同形状的有机物层32A、32B、黑化层33A、33B。需要说明的是,如上所述,除了金属层、有机物层、黑化层以外还可以设置密着层。因此,在图4A、图4B任意一个情形中,例如也可以在配线31A及/或配线31B与绝缘性基材11之间设置密着层。当设置密着层时,优选可以将密着层也蚀刻为与配线31A、31B相同的形状。
图3及图4A所示的具有网状配线的导电性基板例如可以由如图1B所示在绝缘性基材11的两面上具有金属层12A、12B、有机物层13A、13B、及黑化层14A、14B的导电性基板形成。
若以使用图1B的导电性基板来形成的情形为例进行说明,则首先以平行于图1B中Y轴方向的多个线状的图案沿X轴方向空出预定间隔来配置的方式,对绝缘性基材11的一个面11a侧的金属层12A、有机物层13A及黑化层14A进行蚀刻。需要说明的是,图1B中的X轴方向意味着与各层的宽度方向平行的方向。另外,图1B中的Y轴方向意味着与图1B中的纸面垂直的方向。
接着,以平行于图1B中X轴方向的多个线状的图案空出预定间隔来沿Y轴方向配置的方式,对绝缘性基材11的另一个面11b侧的金属层12B、有机物层13B及黑化层14B进行蚀刻。
通过以上操作,能够形成如图3、图4A所示的具有网状配线的导电性基板。需要说明的是,也可以对绝缘性基材11的两面同时进行蚀刻。换言之,可以同时进行金属层12A、12B、有机物层13A、13B、黑化层14A、14B的蚀刻。另外,在图4A中,对于具有在配线31A、31B与绝缘性基材11之间进一步被图案化成与配线31A、31B相同形状的密着层的导电性基板,可通过使用图2B所示的导电性基板同样进行蚀刻来制作。
图3所示的具有网状配线的导电性基板也可以使用2片图1A或图2A所示的导电性基板而形成。若以使用2片图1A的导电性基板来形成的情形为例进行说明,则针对2片图1A所示的2片导电性基板,以平行于X轴方向的多个线状图案空出预定间隔而沿Y轴方向配置的方式,分别对金属层12、有机物层13及黑化层14进行蚀刻。接着,可以通过以利用上述蚀刻处理而在各导电性基板上所形成的线状的图案相互交叉的方式对准方向而将2片导电性基板贴合,从而形成具有网状配线的导电性基板。对于将2片导电性基板贴合时的贴合面并无特别限定。例如,也可以将层叠有金属层12等的图1A中的表面A、与未层叠有金属层12等的图1A中的另一个面11b贴合,从而形成图4B所示的构造。
另外,也可以例如将绝缘性基材11的未层叠有金属层12等的图1A中的另一面11b彼此贴合而使剖面为图4A所示的构造。
需要说明的是,在图4A、图4B中,对于在配线31A、31B与绝缘性基材11之间进一步具有被图案化成与配线31A、31B相同形状的密着层的导电性基板,可以使用图2A所示的导电性基板来代替图1A所示的导电性基板而进行制作。
对于图3、图4A、图4B所示的具有网状配线的导电性基板中的配线的宽度、或配线间的距离并无特别限定,例如可以根据配线中流动的电流量等来选择。
另外,在图3、图4A、图4B中,示出了将直线形状的配线组合而形成网状的配线(配线图案)的例子,但并不限定于该形态,构成配线图案的配线可以为任意的形状。例如,也可以以与显示器的图像之间不产生叠纹(干涉环)的方式,将构成网状配线图案的配线的形状分别形成为呈锯齿状弯曲的线(锯齿形直线)等各种形状。
具有这样由2层配线构成的网状的配线的导电性基板例如可以优选用作投影型电容式的触控面板用的导电性基板。
依据以上的本实施方式的导电性基板,具有在绝缘性基材的至少一个面上所形成的金属层上层叠包括一定量以上的含氮有机物、及黑化层的构造。因此,能够抑制金属层表面上的光的反射,并能够形成抑制反射率的导电性基板。另外,在用于例如触控面板等用途时能够提高显示器的可视性。
(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一个构成例子进行说明。
本实施方式的导电性基板的制造方法可具有以下步骤。
在绝缘性基材的至少一个面上形成金属层的金属层形成步骤。
在金属层上形成含有含氮有机物的有机物层的有机物层形成步骤。
在有机物层上形成黑化层的黑化层形成步骤。
并且,在有机物层形成步骤中,优选以有机物层含有0.2μg/cm2以上的含氮有机物的方式形成有机物层。
以下对本实施方式的导电性基板的制造方法具体进行说明。
需要说明的是,可利用本实施方式的导电性基板的制造方法来适当地制造上述导电性基板。因此,由于除了以下说明的点以外均为与上述导电性基板的情况同样的结构因此省略部分说明。
可以预先准备用于金属层形成步骤的绝缘性基材。对于使用的绝缘性基材的种类并无特别限定,如上所述可优选使用使可见光透射的树脂基板(树脂薄膜)或玻璃基板等透明基材。也可根据需要将绝缘性基材预先切割成任意的尺寸。
并且,如上所述,金属层优选具有金属层薄膜层。另外,金属层也可具有金属薄膜层和金属镀层。因此,金属层形成步骤例如可具有利用干式镀法形成金属薄膜层的步骤。另外,金属层形成步骤可具有利用干式镀法形成金属薄膜层的步骤、以及通过以金属薄膜层为供电层利用作为湿式镀法的一种的电镀法来形成金属镀层的步骤。
作为用于形成金属薄膜层的步骤的干式镀法,并无特别限定,例如可使用蒸镀法、溅射法、或离子镀法等。需要说明的是,作为蒸镀法,可以优选使用真空蒸镀法。作为用于形成金属薄膜层的步骤的干式镀法,特别是从容易控制膜厚的观点来看,更优选使用溅射法。
接着对形成金属镀层的步骤进行说明。对于利用湿式镀法形成金属镀层的步骤中的条件、也即电镀处理的条件并无特别限定,采用根据常法的诸条件即可。例如,可通过向注入有金属镀液的镀槽中供给形成有金属薄膜层的基材,并对电流密度或基材的输送速度进行控制来形成金属镀层。
对于可用于金属层的优选材料或金属层的优选厚度等如上所述,因此在此省略其说明。
接着,对有机物层形成步骤进行说明。
在有机物层形成步骤中,可以在金属层上形成含有含氮有机物的有机物层。
如上所述,通过在金属层与黑化层之间设置有机物层,从而能够抑制导电性基板的反射率。
对于有机物层的形成方法并无特别限定,例如可以通过在金属层上涂布含氮有机物溶液并使其干燥而形成。
作为在金属层上涂布包含构成有机物层的材料的溶液的方法并无特别限定,可以利用任意方法来进行涂布。例如,可以通过利用喷雾器等来涂布含氮有机物溶液或通过将形成有金属层的绝缘性基材浸渍在含氮有机物溶液中,来在金属层上涂布包含构成有机物层的材料的溶液。
对于用于有机物层的含氮有机物并无特别限定,可以从含有氮的有机化合物中任意地选择使用。用于有机物层的含氮有机物例如优选含有1,2,3-苯并***或其衍生物。作为用于有机物层的含氮有机物,具体来说,例如可举出1,2,3-苯并***、5-甲基-1H苯并***等。
作为含有用于有机物层的含氮有机物的药剂,例如可优选使用铜用的防锈处理剂,作为市场销售的药品例如可优选使用OPC-DEFENSER(商品名、奥野制药工业株式会社)等。
有机物层的含氮有机物的含量优选为0.2μg/cm2以上,更优选为0.3μg/cm2以上。这是因为,根据本发明的发明人的研究,通过将有机物层的含氮有机物的含量设为0.2μg/cm2以上,从而能够大幅地抑制导电性基板的反射率。另外,若有机物层的含氮有机物的含量增加,则能够降低将黑化层的颜色换算成CIE(L*a*b*)色彩***时的a*值、b*值,特别是能够使导电性基板的配线不明显,因此较佳。
对于有机物层的含氮有机物的含量的上限值并无特别限定。但是,为了增加有机物层的含氮有机物的含量,要提高在形成有机物层时所使用的含氮有机物溶液的浓度、或进行延长含氮有机物溶液的供给时间等。因此,若要过度地增加有机物层的含氮有机物的含量,则有可能含氮有机物溶液的操作性会降低、用于形成有机物层所需的时间会变长、生产性会降低。因此,有机物层的含氮有机物的含量例如优选设为10μg/cm2以下,另外,由于当含量低时黑化层的密着性良好,因此更优选设为1μg/cm2以下,进一步优选设为0.5μg/cm2以下。
对于向金属层上供给含氮有机物溶液时的优选的条件等如上所述,因此在此省略其说明。
需要说明的是,在涂布含氮有机物溶液后,为了除去所附着的剩余的含氮有机物溶液,也可以实施利用水将涂布有含氮有机物溶液的基材清洗的水洗步骤。
接着,对黑化层形成步骤进行说明。
在黑化层形成步骤中,对于形成黑化层的方法并无特别限定,可利用任意方法来形成。
在黑化层形成步骤中形成黑化层时,例如可优选使用溅射法、离子镀法、或蒸镀法等干式镀法。特别是,从容易控制膜厚的观点来看,更优选使用溅射法。另外,也可以如上所述在黑化层中添加选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素,此时可以优选使用反应性溅射法。
另外,如上所述,也可以利用电镀法等湿式法来对黑化层进行成膜。
但是,由于在形成黑化层时,通过使有机物层中所包含的含氮有机物溶解在镀液中、并进入黑化层中从而有可能会影响黑化层的色调或其他特性,因此优选利用干式法来成膜。
对于可用于黑化层的优选材料或黑化层的优选厚度等如上所述,因此在此省略其说明。
在本实施方式的导电性基板的制造方法中,除了上述步骤以外,也可以实施任意的步骤。
例如当在绝缘性基材与金属层之间形成密着层时,可以实施在绝缘性基材的形成有金属层的面上形成密着层的密着层形成步骤。当实施密着层形成步骤时,金属层形成步骤可在密着层形成步骤之后实施,在金属层形成步骤中,金属薄膜层可以在本步骤中形成在绝缘性基材上形成有密着层的基材上。
在密着层形成步骤中,对于密着层的成膜方法并无特别限定,以利用干式镀法来进行成膜为佳。作为干式镀法,例如可优选使用溅射法、离子镀法、或蒸镀法等。当利用干式法来对密着层进行成膜时,从易于控制膜厚的观点来看,可更优选使用溅射法。需要说明的是,可在密着层中添加选自碳、氧、氢、氮的1种以上的元素,此时可进一步优选使用反应性溅射法。
对于可用于密着层的优选材料或密着层的优选厚度等如上所述,因此在此省略其说明。
由本实施方式的导电性基板的制造方法得到的导电性基板例如可用于触控面板等各种用途。并且,用于各种用途时,优选对本实施方式的导电性基板中包含的金属层、有机物层及黑化层进行图案化。需要说明的是,当设有密着层时,优选对密着层也进行图案化。对于金属层、有机物层及黑化层、有时还有密着层,例如可以随着所需的配线图案来进行图案化,优选将金属层、黑化层、有时还有密着层图案化成相同形状。
因此,本实施方式的导电性基板的制造方法可具有对金属层、有机物层及黑化层进行图案化的图案化步骤。需要说明的是,当形成有密着层时,图案化步骤可以为对密着层、金属层、有机物层及黑化层进行图案化的步骤。
对于图案化步骤的具体程序并无特别限定,可利用任意程序来实施。例如,如图1A所示,当为在绝缘性基材11上层叠有金属层12、有机物层13及黑化层14的导电性基板10A时,首先可实施在黑化层14上的表面A上配置具有所需图案的掩膜的掩膜配置步骤。接着,可实施向黑化层14的上表面、也即配置有掩膜的一面侧供给蚀刻液的蚀刻步骤。
对于在蚀刻步骤中使用的蚀刻液并无特别限定,可根据构成进行蚀刻的层的材料来任意选择。例如,可按照每层来改变蚀刻液,另外也可利用相同的蚀刻液来蚀刻金属层、有机物层及黑化层、有时还有密着层。
另外,如图1B所示,可实施对在绝缘性基材11的一个面11a、另一个面11b上层叠有金属层12A、12B、有机物层13A、13B、黑化层14A、14B的导电性基板10B也进行图案化的图案化步骤。此时,例如可实施在黑化层14A、14B上的表面A、表面B上配置具有预定图案的掩膜的掩膜配置步骤。接着,可实施向黑化层14A、14B上的表面A及表面B、也即配置有掩膜的面侧供给蚀刻液的蚀刻步骤。
对于在蚀刻步骤中形成的图案并无特别限定,其可以为任意的形状。例如在图1A所示的导电性基板10A的情况中,可以如上所述以包含多条直线或呈锯齿状弯曲的线(锯齿形直线)的方式对金属层12、有机物层13及黑化层14形成图案。
另外,在图1B所示的导电性基板10B的情况中,可通过使金属层12A和金属层12B成为网状配线的方式形成图案。此时,优选以有机物层13A及黑化层14A为与金属层12A同样的形状、有机物层13B及黑化层14B为与金属层12B同样的形状的方式来分别进行图案化。
另外,例如也可以在图案化工程中对上述导电性基板10A的金属层12等进行了图案化后,实施将图案化的2片以上的导电性基板层叠的层叠步骤。进行层叠时,例如也可以通过以各导电性基板的金属层的图案交叉的方式进行层叠,从而得到具有网状配线的层叠导电性基板。
关于对层叠了2片以上的导电性基板进行固定的方法并无特别限定,例如可以利用黏接剂等来进行固定。
利用以上的本实施方式的导电性基板的制造方法所得到的导电性基板,具有在绝缘性基材的至少一个面上所形成的金属层上层叠包括一定量以上的含氮有机物层、及黑化层的构造。因此,能够抑制金属层表面上的光的反射,并能够形成抑制反射率的导电性基板。另外,在用于例如触控面板等用途时能够提高显示器的可视性。
<实施例>
以下,列举具体的实施例及比较例来进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
(评价方法)
首先,对所得到的导电性基板的评价方法进行说明。
(1)反射率
针对以下的各实施例、比较例中所制作的导电性基板进行了反射率的测定。
在紫外可见光光度计(株式会社岛津制作所制,型号:UV-2550)中设置反射率测定单元来进行了测定。
如下所述,在各实施例、比较例中制作了具有图2A所示构造的导电性基板。因此,针对图2A所示的导电性基板10A的黑化层14的表面A,设为入射角5°、受光角5°,照射波长400nm以上且700nm以下的光并实施反射率测定。需要说明的是,对于向导电性基板所照射的光,在400nm以上且700nm以下的范围内,按每1nm来改变波长并进行测定,以测定结果的平均值为该导电性基板的反射率(平均反射率)。
(2)黑化层的L*值、a*值、b*值
在测定反射率时,根据针对黑化层14的表面A以波长1nm间隔改变波长并照射波长400nm以上且700nm以下的光而测定的测定值,计算出L*值、a*值、b*值。
(3)含氮有机物的含量
在绝缘性基材上形成了密着层、金属层、有机物层之后、形成黑化层之前,将所制作的基板的一部分切下,对有机物层中所包含的含氮有机物的含量进行评价。
以将基板浸渍在提取用溶液中的方式,将形成至有机物层并切下了一部分的基板和提取用溶液放入螺纹(screw)瓶内,在超声波清洁机中放置15分钟。
此时,作为提取用溶液,使用按体积比含有1%的盐酸、49%的水、及50%的甲醇的溶液。
对于将有机物层中的含氮有机物提取到提取用溶液中的提取液,利用液相色谱质谱仪(LC-MS),利用液相色谱分析法进行分析,计算出提取液中的含氮有机物的含量。
需要说明的是,对于所使用的液相色谱质谱仪,液相色谱部使用Waters公司制的型号:Aquity H-Class、质谱仪使用AB SCIEX公司制的型号:Q-STAR XL的装置。
接着,通过将所计算出的含氮有机物的含量(μg)除以放入上述螺纹瓶内的基板的有机物层的面积(cm2),从而计算出含氮有机物的含量。
(试料的制作条件)
作为实施例、比较例,按以下说明的条件制作导电性基板,利用上述的评价方法来进行评价。
[实施例1]
(密着层形成步骤)
在纵500mm×横500mm、厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二酯树脂(PET)制的绝缘性基材的一个面上成膜密着层。需要说明的是,对于用作绝缘性基材的聚对苯二甲酸乙二酯树脂制的绝缘性基材,当利用JIS K 7361-1所规定的方法对全光线透射率进行评价后为97%。
在密着层形成步骤中,利用安装了Ni-17重量%Cu合金的靶的溅射装置,成膜含有氧的Ni-Cu合金层作为密着层。以下对密着层的成膜步骤进行说明。
将预先加热至60℃并除去水分的上述绝缘性基材设置在溅射装置的腔室内。
接着,将腔室内排气至1×10-3Pa后,导入氩气和氧气,使腔室内的压力为1.3Pa。需要说明的是,此时腔室内的气氛按体积比30%为氧、其余为氩。
接着,在该气氛下对靶供给电力,在绝缘性基材的一个面上以厚度变为20nm的方式成膜密着层。
(金属层形成步骤)
在金属层形成步骤中,实施了金属薄膜层形成步骤和金属镀层形成步骤。
首先,对金属薄膜层形成步骤进行说明。
在金属薄膜层形成步骤中,使用在密着层形成步骤中在绝缘性基材上成膜了密着层的基材作为基材,在密着层上形成作为金属薄膜层的铜薄膜层。
对于金属薄膜层,除了使用铜靶这一点、以及将设置有基材的腔室内排气后供给氩气并形成氩气氛这一点以外,与密着层的情况同样地利用溅射装置进行成膜。
以作为金属薄膜层的铜薄膜层的厚度为150nm的方式进行成膜。
接着,在铜镀层形成步骤中,形成铜镀层作为金属镀层。对于铜镀层,利用电镀法以铜镀层的厚度为0.5μm的方式进行成膜。
(有机物层形成步骤)
在有机物层形成步骤中,在于绝缘性基材上形成有密着层和金属层的层叠体的金属层上形成有机物层。
在有机物层形成步骤中,首先将上述层叠体浸渍在含有作为含氮有机物的1,2,3-苯并***的OPC-DEFENSER(奥野制药工业株式会社制)溶液中7秒钟。需要说明的是,以1,2,3-苯并***的浓度为3mL/L、浴温为30℃、pH值为3的方式预先对所使用的OPC-DEFENSER溶液进行调节并使用。
接着,通过利用水洗将附着在金属层的上表面、也即与金属层的面对密着层的面的相反侧的面以外的溶液除去后,进行干燥,从而在金属层上形成有机物层。
需要说明的是,在有机物层形成步骤后,将基板的一部分切下,以供上述的含氮有机物的含量的评价。
(黑化层形成步骤)
在黑化层形成步骤中,在于有机物层形成步骤中所形成的有机物层上,利用溅射法形成Ni-Cu层作为黑化层。
在黑化层形成步骤中,利用安装有Ni-35重量%Cu合金的靶的溅射装置,成膜Ni-Cu合金层作为黑化层。以下对黑化层的成膜步骤进行说明。
首先,将在绝缘性基材上层叠了密着层、金属层及有机物层的层叠体设置在溅射装置的腔室内。
接着,将腔室内排气至1×10-3Pa后,导入氩气,使腔室内的压力为1.3Pa。
接着,在该气氛下向靶供给电力,在有机物层上成膜厚度为30nm的黑化层。
通过以上步骤,得到了在金属层的上表面、也即金属层的与密着层相对的面的相反侧的面上经由有机物层形成黑化层、并在绝缘性基材上依次层叠有密着层、金属层、有机物层、黑化层的导电性基板。
对于所得到的导电性基板,对上述反射率、黑化层的L*值、a*值、b*值进行评价。
结果如表1所示。
[实施例2~实施例18]
除了在形成有机物层时通过改变OPC-DEFENSER溶液的浓度、浴温或pH值而使有机物层的含氮有机物的含量不同这一点以外,与实施例1同样地制作导电性基板。
针对所得到的导电性基板,对上述反射率、黑化层的L*值、a*值、b*值进行评价。
结果如表1所示。
[比较例1]
除了在形成有机物层时将OPC-DEFENSER溶液的pH值设为1这一点以外,与实施例1同样地制作导电性基板。需要说明的是,在有机物形成步骤后,将基板的一部分切下,以供上述的含氮有机物的含量的评价。
针对所得到的导电性基板,对上述反射率、黑化层的L*值、a*值、b*值进行评价。
结果如表1所示。
[表1]
将表1所示的含氮有机物的含量与反射率、a*、b*的关系视图化的结果如图5~图7所示。需要说明的是,在各个图中位于虚线左侧的△标记表示比较例1,其他点表示实施例1~实施例18的结果。
从表1及图5~图7的结果可以明确地确认,若有机物层的含氮有机物的含量为0.2μg/cm2以上,则导电性基板的反射率大幅地降低,作为黑化层的色度的a*值、b*值也较大地变化。
根据该结果可以确认,通过在金属层与黑化层之间设置含有含氮有机物的有机物层,并使含氮有机物的含量为0.2μg/cm2以上,从而能够特别地抑制导电性基板的反射率。
以上通过实施方式以及实施例等对导电性基板、导电性基板的制造方法进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式以及实施例等。可在权利要求书所记载的本发明的主旨范围内进行各种变形、变更。
本申请以2015年7月31日向日本专利局申请的日本专利申请第2015-152895号作为要求优先权的基础,本国际申请援引日本专利申请第2015-152895号的全部内容。
符号说明
10A、10B、20A、20B、30 导电性基板
11 绝缘性基材
12、12A、12B 金属层
13、13A、13B、32A、32B 有机物层
14、14A、14B、33A、33B 黑化层
Claims (5)
1.一种导电性基板,其包括:
绝缘性基材;
金属层,其形成在所述绝缘性基材的至少一个面上;
有机物层,其形成在所述金属层上,并含有含氮有机物;以及
黑化层,其形成在所述有机物层上,
其中,所述有机物层含有0.2μg/cm2以上的所述含氮有机物。
2.根据权利要求1所述的导电性基板,其中,所述含氮有机物含有1,2,3-苯并***或其衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的导电性基板,其中,所述导电性基板的波长400nm以上700nm以下的光的平均反射率为20%以下。
4.一种导电性基板的制造方法,其包括:
金属层形成步骤,其在绝缘性基材的至少一个面上形成金属层;
有机物层形成步骤,其在所述金属层上形成含有含氮有机物的有机物层;以及
黑化层形成步骤,其在所述有机物层上形成黑化层,
其中,在所述有机物层形成步骤中,以所述有机物层含有0.2μg/cm2以上的所述含氮有机物的方式形成所述有机物层。
5.根据权利要求4所述的导电性基板的制造方法,其中,所述含氮有机物含有1,2,3-苯并***或其衍生物。
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