帶有透明電極的基板及其制造方法以及觸摸面板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的帶有透明電極的基板（100）在透明膜基板（1）的至少一面依次具有：以SiOx為主要成分的第一電介質(zhì)層（21）、以金屬的氧化物為主要成分的第二電介質(zhì)層（22）、以SiOy為主要成分的第三電介質(zhì)層（23）、及透明電極層（4）。透明電極層（4）被圖案化為電極層形成部（4a）與電極層非形成部（4b）。透明電極層（4）是以銦-錫復(fù)合氧化物為主要成分且膜厚為20nm～35nm的層。上述第一電介質(zhì)層的折射率n1、上述第二電介質(zhì)層的折射率n2、及上述第三電介質(zhì)層的折射率n3滿足n3＜n1＜n2的關(guān)系。第一電介質(zhì)層（21）、第二電介質(zhì)層（22）及第三電介質(zhì)層（23）具有規(guī)定的膜厚。
【專利說明】帶有透明電極的基板及其制造方法以及觸摸面板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可適用于靜電電容式觸摸面板的帶有透明電極的基板及其制造方法。另外，本發(fā)明涉及具備該帶有透明電極的基板的觸摸面板。
【背景技術(shù)】
[0002]在膜、玻璃等透明基板上形成有透明電極層的帶有透明電極的基板可用作觸摸面板等顯示器的透明電極。特別是，當(dāng)帶有透明電極的基板被用于靜電電容式觸摸面板的位置檢測(cè)時(shí)，能夠?qū)ν该麟姌O層進(jìn)行細(xì)微的圖案化。作為圖案化方法，例如可使用在透明基板上的大致整面形成透明電極層之后，在面內(nèi)的一部分利用蝕刻等除去透明電極層的方法。由此，可獲得在基板上具有被圖案化為電極層形成部(也稱為“非蝕刻部”)與電極層非形成部(也稱為“蝕刻部”)的透明電極層的帶有透明電極的基板。
[0003]為了清晰地顯示顯示器的圖像，提高帶有透明電極的基板的透明性和色調(diào)尤為重要。進(jìn)而，對(duì)透明電極層被圖案化的帶有透明電極的基板要求透明電極層的圖案不易被視覺辨識(shí)到。
[0004]例如在專利文獻(xiàn)1、2中提出了在透明膜基板上介由2層電介質(zhì)層而形成有透明電極層的帶有透明電極的基板。專利文獻(xiàn)I中提出了如下方案:通過將各電介質(zhì)層的厚度和折射率設(shè)為規(guī)定的值，從而降低電極層形成部與電極層非形成部的透射率差和Λ b'專利文獻(xiàn)2中提出了如下方案:通過將各電介質(zhì)層的厚度和折射率設(shè)為規(guī)定的值，從而降低電極層形成部與電極層非形成部的反射率差，抑制圖案的視覺辨識(shí)程度。
[0005]此處，所謂“色調(diào)”是由JIS Z8730所規(guī)定的值，能夠以CIE亮度L*與色坐標(biāo)a*及b*表示。a*軸表示綠?紅色，負(fù)是呈綠色，正是呈紅色。b*軸表示藍(lán)?黃色，負(fù)是呈藍(lán)色，正是呈黃色。另外，兩種光的色調(diào)差異可利用下式所示的色差Λ E進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0006]Δ E= { (Δ L*) 2+ (Δ a*) 2+ Δ b*}2}1/2
[0007]為了抑制透明電極層的圖案的視覺辨識(shí)，電極層形成部與電極層非形成部的色差需要在透射光和反射光這兩方面均小。由上式可明確，為了降低色差Λ E，不僅需要降低Λ b%還需要降低Λ L*和Aa'
[0008]上述專利文獻(xiàn)I中，雖然透射光的Λ b*小，但是并未考慮到各波長(zhǎng)下的透射率差、Δ ΙΛΛ a'專利文獻(xiàn)2中雖然公開了將450?650nm波長(zhǎng)范圍的反射率差降低，但是沒有考慮到屬于其它可見光區(qū)域的380?450nm、650?780nm的波長(zhǎng)范圍的反射率差。
[0009]專利文獻(xiàn)3、4中公開了在透明膜基板與透明電極層之間設(shè)有具有規(guī)定的厚度與折射率的3層薄膜層的帶有透明電極的基板為高透射率，且具有規(guī)定范圍內(nèi)的透射光b'然而，專利文獻(xiàn)3、4主要公開了電阻膜式觸摸面板所用的帶有透明電極的基板，而對(duì)于透明電極層被圖案化時(shí)的圖案視覺辨識(shí)，并沒有任何研究。
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-15861號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-23282號(hào)公報(bào)[0013]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-184477號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-69675號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明人等對(duì)如專利文獻(xiàn)3、4所公開的具備3層薄膜層的帶有透明電極的基板的透明電極層進(jìn)行圖案化而確認(rèn)視覺辨識(shí)性。其結(jié)果，判定對(duì)于反射光與透射光兩者而言，電極層形成部與電極層非形成部的色差ΛΕ大，則圖案會(huì)被視覺辨識(shí)到。
[0016]另外，在膜基材上具有被圖案化的透明導(dǎo)電層的帶有透明電極的基板，沿著透明電極層的圖案發(fā)生折皺。所以，判定按照折皺的形狀反射光，有更容易視覺辨識(shí)到圖案的趨勢(shì)。
[0017]鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有透明電極的基板，其降低電極層形成部與電極層非形成部的透射光色差及反射光色差，并且沿著透明電極層圖案發(fā)生的折皺得以抑制，而不易視覺辨識(shí)到圖案。
[0018]本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)在透明膜基板與透明電極層之間具備具有規(guī)定的折射率與厚度的電介質(zhì)層，且透明電極層具有規(guī)定的折射率與電阻率時(shí)，上述課題得到解決，從而完成了本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明涉及一種帶有透明電極的基板，其在透明膜基板的至少一面，依次具有第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層、及被圖案化的透明電極層。上述第一電介質(zhì)層是膜厚為Inm?25nm的硅氧化物層。上述第二電介質(zhì)層是以選自Nb、Ta、T1、Zr、Zn、及Hf中的I種以上金屬的氧化物為主要成分且膜厚為5nm以上且小于IOnm的金屬氧化物層。上述第三電介質(zhì)層是膜厚為35nm?55nm的硅氧化物層。上述透明電極層是以銦-錫復(fù)合氧化物為主要成分且膜厚為20nm?35nm的層。上述第一電介質(zhì)層的折射率Ii1、上述第二電介質(zhì)層的折射率112、及上述第三電介質(zhì)層的折射率n3滿足n3 < H1 < n2的關(guān)系。應(yīng)予說明，將第一電介質(zhì)層的主要成分即娃氧化物表不為SiOx、將第三電介質(zhì)層的主要成分即娃氧化物表示為SiOy時(shí)，為1.5≤X < y。
[0020]就上述透明電極層而言,折射率n4為1.88以下，電阻率為5.0X 10_4Ω.cm以下。上述透明電極層，優(yōu)選相對(duì)于氧化銦與氧化錫的總計(jì)100重量份含有4重量份?14重量份的氧化錫。
[0021]本發(fā)明中，第三電介質(zhì)層的上述透明電極層側(cè)界面的算術(shù)平均粗糙度優(yōu)選Inm以下。上述第二電介質(zhì)層優(yōu)選是以Nb2O5為主要成分的金屬氧化物層。
[0022]此外，本發(fā)明涉及上述帶有透明電極的基板的制造方法。本發(fā)明的帶有透明電極的基板是通過在透明膜基板上依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層而制得的。上述第三電介質(zhì)層優(yōu)選是在小于0.4Pa壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成的。另外，上述第一電介質(zhì)層也優(yōu)選是在0.4Pa壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成的。
[0023]就本發(fā)明的帶有透明電極的基板而言，電極層形成部與電極層非形成部的透射光色差及反射光色差小，且沿著透明電極層圖案發(fā)生的折皺得到抑制。因此，可抑制透明電極層的圖案的視覺辨識(shí)。本發(fā)明的帶有透明電極的基板由于能夠抑制圖案的視覺辨識(shí)并使透明電極層為低電阻，因而可適用于靜電電容式觸摸面板?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0024]圖1是一個(gè)實(shí)施方式的帶有透明電極的基板的示意截面圖。
[0025]圖2是實(shí)施例與比較例的帶有透明電極的基板的分光光度光譜。(a)表示實(shí)施例
3,(b)表示比較例2。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。圖1表示帶有透明電極的基板100，其在透明膜基板I上依次具有:折射率II1的第一電介質(zhì)層21、折射率n2的第二電介質(zhì)層22、折射率n3的第三電介質(zhì)層23及折射率n4的透明電極層4。透明電極層4被圖案化為電極層形成部4a與電極層非形成部4b。這種帶有透明電極的基板是通過如下方式形成的，例如在透明膜基板I上形成第一電介質(zhì)層21、第二電介質(zhì)層22、第三電介質(zhì)層23及透明電極層4后，利用蝕刻等對(duì)透明電極層4進(jìn)行圖案化。
[0027]透明膜基板I至少在可見光區(qū)域是無色透明的，只要具有在透明電極層形成溫度下的耐熱性，就對(duì)其材料沒有特別限定。作為透明膜基板的材料，例如可列舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯樹脂；環(huán)烯烴系樹脂；聚碳酸酯樹脂；聚酰亞胺樹脂；纖維素系樹脂等。其中，可優(yōu)選使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、環(huán)烯烴系樹脂。
[0028]透明膜基板I的厚度并無特別限定，優(yōu)選10 μ m?400 μ m、更優(yōu)選50 μ m?300 μ m。若厚度在上述范圍內(nèi)，則透明膜基板I可具有耐久性與適度的柔軟性，因而可利用輥對(duì)輥(roll to roll)方式在其上高生產(chǎn)率地對(duì)各電介質(zhì)層及透明電極層進(jìn)行制膜。
[0029]透明膜基板I也可在透明膜的單面或兩面形成硬涂層等功能性層(未圖示)。為了使膜基板具有適度的耐久性與柔軟性，硬涂層的厚度優(yōu)選3?10 μ m、更優(yōu)選3?8 μ m、進(jìn)一步優(yōu)選5?8 μ m。硬涂層的材料并無特別限制，可適當(dāng)?shù)厥褂脤?duì)聚氨酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、硅酮系樹脂等進(jìn)行涂布并使其固化而得的材料等。
[0030]在透明膜基板I上依次形成第一電介質(zhì)層21、第二電介質(zhì)層22、及第三電介質(zhì)層
23。應(yīng)予說明，從提高膜基板與電介質(zhì)層的密合性的觀點(diǎn)出發(fā)，也可在形成第一電介質(zhì)層之前，對(duì)透明膜基板表面進(jìn)行電暈放電處理、等離子體處理等表面處理。
[0031]本發(fā)明中，第一電介質(zhì)層的折射率Ii1、第二電介質(zhì)層的折射率n2、及第三電介質(zhì)層的折射率113滿足n3 < H1 < n2的關(guān)系。通過使各電介質(zhì)層的折射率具有這種大小關(guān)系，從而能夠適當(dāng)控制電介質(zhì)層界面處的反射率，可獲得視覺辨識(shí)性優(yōu)異的帶有透明電極的基板。應(yīng)予說明，各電介質(zhì)層及透明電極層的折射率是利用橢圓偏振光譜儀測(cè)定的相對(duì)于波長(zhǎng)550nm光的折射率。另外，各層的膜厚是利用透射式電子顯微鏡(TEM)觀察截面而求得的。
[0032]作為第一電介質(zhì)層，形成以SiOx為主要成分的硅氧化物層。應(yīng)予說明，本說明書中，所謂以某物質(zhì)“為主要成分”，是指該物質(zhì)的含量為51重量％以上、優(yōu)選為70重量％以上、更優(yōu)選為90重量％。只要不損及本發(fā)明的功能，則在各層中也可含有主要成分以外的成分。
[0033]第一電介質(zhì)層21的膜厚(I1是Inm?25nm。(I1優(yōu)選2nm以上、更優(yōu)選3nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選4nm以上。(I1優(yōu)選22nm以下、更優(yōu)選20nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選15nm以下。第一電介質(zhì)層的折射率Ii1優(yōu)選1.45?1.95、更優(yōu)選1.47?1.85、進(jìn)一步優(yōu)選1.49?1.75。
[0034]本發(fā)明中，通過在透明膜基板I與作為高折射率層的第二電介質(zhì)層22之間具有硅氧化物層作為第一電介質(zhì)層21，從而可降低電極層形成部與電極層非形成部的色差ΛΕ,并可抑制圖案的視覺辨識(shí)。另外，在透明膜基板上直接形成高折射率層的方式中，在透明電極層被圖案化時(shí)，有沿著圖案發(fā)生折皺的趨勢(shì)。針對(duì)此，本發(fā)明通過在透明膜基板I上形成硅氧化物層，從而可抑制當(dāng)透明電極層被圖案化時(shí)圖案折皺的發(fā)生，并使圖案不易被視覺辨識(shí)到。
[0035]作為第二電介質(zhì)層22，形成金屬氧化物層。第二電介質(zhì)層22的膜厚(12是511111以上且小于10nm。d2優(yōu)選6nm?9nm。若第二電介質(zhì)層22的膜厚d2為上述范圍，則電極層形成部與電極層非形成部在可見光短波長(zhǎng)區(qū)域的反射率差及透射率差會(huì)縮小，因而可縮小反射光色差及透射光色差這兩者。第二電介質(zhì)層的折射率n2優(yōu)選2.00?2.35、更優(yōu)選2.05?
2.30、進(jìn)一步 優(yōu)選2.10?2.25。作為具有這種折射率的金屬氧化物，優(yōu)選選自Nb、Ta、T1、Zr,Zn及Hf中的金屬的氧化物、或以這些金屬的復(fù)合氧化物為主要成分的金屬氧化物。第二電介質(zhì)層22優(yōu)選在可見光的短波長(zhǎng)區(qū)域的吸收小。從該觀點(diǎn)出發(fā)，作為第二電介質(zhì)層22的材料，優(yōu)選氧化銀(Nb2O5)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鈦(TiO2)或氧化錯(cuò)(ZrO2),其中優(yōu)選使用氧化鈮。上述材料與氧化銦、氧化錫、氧化鈰等金屬氧化物、或這些金屬氧化物的復(fù)合金屬氧化物相比，在短波長(zhǎng)側(cè)的透射率高，因而易于將帶有透明電極的基板的透射光及反射光的bM周整到優(yōu)選范圍內(nèi)。
[0036]作為第三電介質(zhì)層，形成以SiOy為主要成分的硅氧化物層。此處，第三電介質(zhì)層所用的硅氧化物SiOy，與第一電介質(zhì)層所用的硅氧化物SiOx相比，氧含量大。S卩，y>x。一般而言，硅氧化物是氧含量越大，則折射率越小，因而通過設(shè)為I > X，可使第三電介質(zhì)層的折射率n3小于第一電介質(zhì)層的折射率ηι。應(yīng)予說明，為了使第一電介質(zhì)層的折射率Ii1為上述優(yōu)選范圍，而滿足X≥1.5。即，第一電介質(zhì)層的主要成分SiOx和第三電介質(zhì)層的主要成分SiOy的氧的組成比X及y滿足1.5 < X < y。因?yàn)楣柩趸锏幕瘜W(xué)計(jì)量組成是SiO2，所以y的理論上限值是2。
[0037]第三電介質(zhì)層23的膜厚d3是35nm?55nm。d3優(yōu)選40nm以上、更優(yōu)選45nm以上。另外，d3優(yōu)選52nm以下、更優(yōu)選50nm以下。第三電介質(zhì)層的折射率n3優(yōu)選1.43?1.51、更優(yōu)選1.45?1.50、進(jìn)一步優(yōu)選1.47?1.49。
[0038]第三電介質(zhì)層23的透明電極層形成側(cè)界面的算術(shù)平均粗糙度Ra優(yōu)選Inm以下、更優(yōu)選0.Snm以下、進(jìn)一步優(yōu)選0.6nm以下。通過使第三電介質(zhì)層的表面平滑，可促進(jìn)在其上所形成的透明電極層4的結(jié)晶化，而有折射率與電阻率降低的趨勢(shì)。算術(shù)平均粗糙度Ra是基于通過使用了掃描探針顯微鏡的非接觸法而測(cè)定的表面形狀(粗糙度曲線)，依照J(rèn)ISB0601:2001 (IS01302:2002)算出的。
[0039]本發(fā)明的帶有透明電極的基板是通過將各電介質(zhì)層的折射率與厚度調(diào)整到上述范圍內(nèi)而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)光在界面處的多重干涉。因此，可降低電極層形成部4a與電極層非形成部4b的透射光及反射光的色差，并可抑制透明電極層的圖案的視覺辨識(shí)。
[0040]為了更有效地抑制透明電極層的圖案的視覺辨識(shí)，由第一電介質(zhì)層的折射率Ii1與膜厚Cl1的乘積所表示的光學(xué)膜厚Ii1Cl1優(yōu)選為2nm?40nm。nA更優(yōu)選4nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選6nm以上。Ii1Cl1更優(yōu)選36nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選32nm以下。同樣地,第二電介質(zhì)層的光學(xué)膜厚n2d2優(yōu)選為Ilnm?20nm。n2d2更優(yōu)選12nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選13nm以上。n2d2更優(yōu)選19nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選是18nm以下。第三電介質(zhì)層的光學(xué)膜厚n3d3優(yōu)選為50nm?80nm。n3d3更優(yōu)選55nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選60nm以上。n3d3更優(yōu)選75nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選70nm以下。
[0041]作為透明電極層4，形成以銦-錫復(fù)合氧化物(ITO)為主要成分的導(dǎo)電性氧化物層。透明電極層4的膜厚d4是20nm?35nm。d4優(yōu)選22nm以上、更優(yōu)選24nm以上。另外，d4優(yōu)選32nm以下、更優(yōu)選29nm以下。通過將透明電極層的厚度設(shè)定為20nm以上，從而可期待透明電極層的電阻率降低。另一方面，通過將透明電極層的厚度設(shè)定為35nm以下，可期待色差降低及透射率提高。
[0042]透明電極層的折射率114是1.88以下。通過降低透明電極層的折射率，而有透明電極層被低電阻化的趨勢(shì)。另外，當(dāng)在第三電介質(zhì)層上形成低折射率的透明電極層時(shí)，有抑制利用蝕刻等對(duì)透明電極層進(jìn)行圖案化后發(fā)生圖案折皺的趨勢(shì)。H4更優(yōu)選1.86以下、進(jìn)一步優(yōu)選1.84以下。n4的下限并無特別限定。如上述專利文獻(xiàn)I?4所記載的那樣，在膜基板上所形成的ITO薄膜的折射率一般是1.90以上，但在本發(fā)明中，通過形成與這些現(xiàn)有技術(shù)相比折射率更低的ΙΤ0，從而可將透明電極層低電阻化，并且可抑制圖案折皺的發(fā)生。
[0043]從抑制圖案視覺辨識(shí)的觀點(diǎn)出發(fā)，透明電極層4的折射率114優(yōu)選小于第二電介質(zhì)層的折射率n2且大于第一電介質(zhì)層的折射率ηι。即，本發(fā)明的帶有透明電極的基板的各層折射率優(yōu)選滿足113 < H1 < n4 < n2的關(guān)系。如后詳述，通過調(diào)整ITO中的氧化錫含量、作為基底層的電介質(zhì)層的制膜條件、表面粗糙度等而使透明電極層的折射率114為上述范圍內(nèi)。
[0044]透明電極層4的電阻率優(yōu)選5.0X 10_4Ω.cm以下、更優(yōu)選4.5X 10_4 Ω.cm以下、進(jìn)一步優(yōu)選3.5Χ10_4Ω._以下。若透明電極層的電阻率為上述范圍，則作為用于靜電電容式觸摸面板的帶有透明電極的基板而使用時(shí)，可提高響應(yīng)速度。另外，透明電極層的薄層電阻(sheet resistance)優(yōu)選250 Ω / □以下、更優(yōu)選200 Ω / □以下、進(jìn)一步優(yōu)選150 Ω / □以下。
[0045]為了使電阻率為上述范圍，透明電極層中的氧化錫含量相對(duì)于氧化銦與氧化錫的總計(jì)100重量份，優(yōu)選4重量份?14重量份。其中，更優(yōu)選5重量份以上，且更優(yōu)選10重量份以下。當(dāng)氧化錫含量為4重量份以上時(shí)，透明電極層中的載流子密度變大，會(huì)有低電阻化的趨勢(shì)。另一方面，當(dāng)氧化錫含量在14重量份以下時(shí)，因?yàn)檩^容易進(jìn)行ITO的結(jié)晶化，因而電阻率容易降低，并且也有可抑制透射率降低的趨勢(shì)。
[0046]就第一電介質(zhì)層21、第二電介質(zhì)層22、第三電介質(zhì)層23、及透明電極層的制膜方法而言，只要是形成均勻薄膜的方法，就沒有特別限定。作為制膜方法，可列舉出:濺射法、蒸鍍法等PVD法；各種CVD法等干式涂敷法；旋涂法、輥涂法、噴霧涂布、浸潰涂布等濕式涂敷法。上述制膜方法之中，從易于形成納米水平的薄膜這種觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選干式涂敷法。特別是，從以數(shù)納米單位控制各層的厚度來抑制透明電極層的圖案視覺辨識(shí)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選濺射法。
[0047]當(dāng)各電介質(zhì)層利用濺射法進(jìn)行制膜而成時(shí)，作為靶材，可使用金屬、金屬氧化物、金屬碳化物等。作為電源，可使用DC、RF、MF電源等，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選MF電源。制膜時(shí)的外加功率并無特別限定，優(yōu)選在不會(huì)對(duì)透明膜基板賦予過剩的熱、且不會(huì)損及生產(chǎn)率的范圍內(nèi)調(diào)整。具體而言，第一電介質(zhì)層制膜時(shí)的功率密度優(yōu)選0.5?lOW/cm2，第二電介質(zhì)層制膜時(shí)的功率密度優(yōu)選0.5?8W/cm2，第三電介質(zhì)層制膜時(shí)的功率密度優(yōu)選0.2?10W/cm2。
[0048]各電介質(zhì)層的制膜壓力可被適當(dāng)設(shè)定，但第三電介質(zhì)層23優(yōu)選在小于0.4的壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成。第三電介質(zhì)層的制膜壓力更優(yōu)選0.35Pa以下、進(jìn)一步優(yōu)選
0.25Pa以下。通過降低第三電介質(zhì)層的制膜壓力，可使透明電極形成面的表面平滑，并能夠減小算術(shù)平均粗糙度Ra。另外，通過以小于0.4Pa的低壓對(duì)第三電介質(zhì)層進(jìn)行制膜，可使在其上制膜的透明電極層易于呈低折射率化、低電阻化。
[0049]進(jìn)而，當(dāng)以低壓條件對(duì)第三電介質(zhì)層進(jìn)行制膜時(shí)，會(huì)有在其上形成的透明電極層通過蝕刻等進(jìn)行圖案化時(shí)發(fā)生的圖案折皺得以抑制的趨勢(shì)。通過調(diào)整第三電介質(zhì)層的制膜條件來抑制透明電極層的圖案折皺的理由尚未確定，但是作為原因之一，認(rèn)為作為基底層的第三電介質(zhì)層的結(jié)晶性、表面形狀、表面性等會(huì)對(duì)透明電極層的膜生長(zhǎng)造成影響。例如第三電介質(zhì)層的物性會(huì)對(duì)構(gòu)成透明電極層的ITO膜的結(jié)晶性、膜內(nèi)殘留應(yīng)力等造成影響，推定消除了電極層形成部與電極層非形成部的界面應(yīng)力的不均衡等有助于抑制圖案折皺。
[0050]另外，第一電介質(zhì)層也優(yōu)選在小于0.4的壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成。第一電介質(zhì)層的制膜壓力更優(yōu)選0.35Pa以下、進(jìn)一步優(yōu)選0.25Pa以下。通過在降低第三電介質(zhì)層的制膜壓力的基礎(chǔ)上，也降低第一電介質(zhì)層的制膜壓力，從而有抑制發(fā)生圖案折皺的趨勢(shì)。通過調(diào)整第一電介質(zhì)層的制膜條件來抑制透明電極層的圖案折皺的理由尚未確定，但是作為原因之一，認(rèn)為第一電介質(zhì)層的結(jié)晶性、表面形狀、表面性等介由第二電介質(zhì)層而對(duì)第三電介質(zhì)層及透明電極層的膜生長(zhǎng)造成影響。
[0051]當(dāng)透明電極層4利用濺射法進(jìn)行制膜而成時(shí)，作為靶材，可使用金屬、金屬氧化物等。作為制膜所使用的導(dǎo)入氣體，優(yōu)選以氬等惰性氣體為主要成分的導(dǎo)入氣體。此處，所謂“以惰性氣體為主要成分”是指在使用氣體中含有50%以上的氬等惰性氣體。導(dǎo)入氣體可為氬等惰性氣體單獨(dú)一種，也可為2種以上的混合氣體。其中，優(yōu)選氬與氧的混合氣體。氬與氧的混合氣體優(yōu)選含有0.2?5體積％的氧、更優(yōu)選含有1.0?4體積％的氧。通過供給上述體積的氧，可提高透明電極層的透明性和導(dǎo)電性。應(yīng)予說明，只要不損及本發(fā)明的功能，則在氬與氧的混合氣體中還可含有其它氣體。
[0052]為了使透明電極層成為低折射率且低電阻的ITO膜，優(yōu)選在制膜后進(jìn)行加熱處理。通過加熱處理，進(jìn)行ITO的結(jié)晶化，有使透明電極層呈低折射率化、低電阻化，且增加透射率的趨勢(shì)。透明電極層的加熱處理例如是在120°c?150°c的烤箱中進(jìn)行30?60分鐘?；蛘咭?5°C?120°C進(jìn)行I日?3日等較低溫下長(zhǎng)時(shí)間加熱。透明電極層的加熱處理可在透明電極層圖案化前進(jìn)行，也可在圖案化后進(jìn)行。另外，透明電極層的加熱處理也可兼作在形成布局配線時(shí)的加熱處理等用于形成觸摸面板的加熱退火處理。另外，當(dāng)進(jìn)行透明導(dǎo)電層的加熱處理時(shí)，加熱處理后的透明導(dǎo)電層折射率H4優(yōu)選成為上述范圍。在此情況下，力口熱處理前的透明導(dǎo)電層折射率也可超過1.88。
[0053]本發(fā)明的帶有透明電極的基板100的透明電極層4被圖案化為電極層形成部4a與電極層非形成部4b。圖案化是例如在形成透明電極層后，在面內(nèi)的一部分利用蝕刻等除去透明電極層而進(jìn)行的。
[0054]作為透明電極層的蝕刻方法，可以為濕式工藝，也可以為干式工藝，但是從容易僅選擇性地除去透明電極層4的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選濕式工藝。本發(fā)明中，由于以透射光的色差及反射光的色差縮小的方式調(diào)整各電介質(zhì)層的厚度，因此當(dāng)進(jìn)行透明電極層4的圖案化時(shí)，優(yōu)選在不除去電介質(zhì)層的情況下僅選擇性地除去透明電極層4。
[0055]作為濕式工藝，優(yōu)選光刻法。作為光刻所使用的光刻膠、顯影液及清洗劑，可任意地選擇能夠在不侵蝕透明電極層4的情況下形成規(guī)定圖案的光刻膠、顯影液及清洗劑。作為蝕刻液，可優(yōu)選使用能除去透明電極層4且不侵蝕第三電介質(zhì)層的硅氧化物的蝕刻液。
[0056]對(duì)于本發(fā)明的帶有透明電極的基板而言，電極層形成部與電極層非形成部的透射光色差和反射光色差均小，因此能夠抑制圖案的視覺辨識(shí)。電極層形成部與電極層非形成部的透射光的色差優(yōu)選0.8以下、更優(yōu)選0.4以下、進(jìn)一步優(yōu)選0.3以下、特別優(yōu)選0.2以下。電極層形成部與電極層非形成部的反射光的色差優(yōu)選2.4以下、更優(yōu)選1.9以下、進(jìn)一步優(yōu)選1.6以下、特別優(yōu)選1.4以下。
[0057]從使觸摸面板形成時(shí)的畫面色調(diào)良好的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的帶有透明電極的基板的電極層形成部的透射光的b*優(yōu)選是-2?I的藍(lán)色?無色、更優(yōu)選是-1?0.5。
[0058]本發(fā)明的帶有透明電極的基板不僅在電極層形成部與電極層非形成部的色差小，還不易發(fā)生沿著透明電極層的圖案的折皺，因而可更有效地抑制圖案視覺辨識(shí)。
[0059]另外，只要不損及本發(fā)明功能，本發(fā)明的帶有透明電極的基板也可以在透明膜基板I與第一電介質(zhì)層21之間、或在透明電極層4上、或在透明膜基板21的透明電極非形成面?zhèn)鹊谋砻婢哂衅渌鼘?。本發(fā)明的帶有透明電極的基板也可在透明膜基板I的兩面具有透明電極層。當(dāng)在透明膜基板I的兩面形成透明電極層時(shí)，只要在一個(gè)透明電極層與基板之間形成第一電介質(zhì)層21、第二電介質(zhì)層22及第三電介質(zhì)層23，則其它透明電極層與基板之間的層構(gòu)成也可不同于上述。
[0060]本發(fā)明的帶有透明電極的基板可適合用作觸摸面板用的透明電極。其中，從圖案不易被視覺辨識(shí)、透明電極層呈低電阻的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選用于靜電電容式觸摸面板。
[0061]在形成觸摸面板時(shí)，在上述帶有透明電極的基板上涂布導(dǎo)電性油墨或糊膏并進(jìn)行熱處理，由此可形成作為布局電路用配線的集電極。熱處理的方法并無特別限定，可舉出利用烤箱、IR加熱器等進(jìn)行的加熱方法。對(duì)于熱處理的溫度、時(shí)間，考慮導(dǎo)電性糊膏附著于透明電極的溫度、時(shí)間來適當(dāng)設(shè)定。例如可舉出利用烤箱進(jìn)行加熱時(shí)，則以120?150°C進(jìn)行30?60分鐘，利用IR加熱器進(jìn)行加熱時(shí)，則以150°C進(jìn)行5分鐘等的例子。另外，布局電路用配線的形成方法并不限于上述，也可利用干式涂敷法形成。另外，通過利用光刻法形成布局電路用配線，可達(dá)到配線的細(xì)線化。
[0062]實(shí)施例
[0063]以下舉出實(shí)施例來更具體說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0064]就各電介質(zhì)層及透明電極層的折射率而言，通過進(jìn)行橢圓偏振光譜儀測(cè)定并利用cauchy模型及tauc_lorentz模型進(jìn)行擬合,從而求出對(duì)于波長(zhǎng)550nm光的值。應(yīng)予說明，在測(cè)定時(shí)，為了排除因硬涂層所致的干擾的影響，使用了透明導(dǎo)電層非形成面?zhèn)缺砻姹谎心ヌ幚磉^的試樣。在進(jìn)行擬合時(shí)，各電介質(zhì)層及透明電極層的膜厚使用了對(duì)帶有透明電極的基板的截面通過透射式電子顯微鏡(TEM)觀察而求得的值。通過確認(rèn)利用使用了各電介質(zhì)層及透明導(dǎo)電層的折射率、衰減系數(shù)及膜厚的測(cè)定值的模擬而算出的透射率及反射率與利用分光光度計(jì)得到的測(cè)定值一致，從而確認(rèn)了上述擬合的準(zhǔn)確度。
[0065]透明電極層的表面電阻是使用低電阻率計(jì)LORESTA GP (MCP-T710、三菱化學(xué)公司制)通過四探針壓接測(cè)定進(jìn)行測(cè)定的。透明導(dǎo)電層的電阻率是由上述表面電阻的值與膜厚的乘積算出的。帶有透明電極的基板的透射率及反射率使用分光光度計(jì)(U-4000、HITACH1-HITEC公司制)進(jìn)行測(cè)定。反射光及透射光的色差是根據(jù)JIS Z8730進(jìn)行計(jì)算的。
[0066]電介質(zhì)層表面的表面形狀是使用切出5mm見方的試樣，利用掃描探針顯微鏡(Pacific Nanotechnology公司制Nano-R)進(jìn)行測(cè)定的。算術(shù)平均粗糙度Ra是基于利用非接觸模式在0.7μm的范圍所測(cè)定的表面形狀(粗糙度曲線)，依照J(rèn)IS Β0601:2001(IS01302:2002)進(jìn)行計(jì)算的。
[0067]對(duì)于帶有透明電極的基板的圖案視覺辨識(shí)性及圖案折皺的有無，均是以目視進(jìn)行判定的。透射光的圖案視覺辨識(shí)性是觀察在暗室中被靜置于燈箱上的帶有透明電極的基板，將無法辨別有無圖案的情況評(píng)為“A”，將能辨別的情況評(píng)為“B”。反射光的圖案視覺辨識(shí)性是在熒光燈下，觀察來自帶有透明電極的基板的反射光，將無法辨別有無圖案的情況評(píng)為“A”，將能辨別的情況評(píng)為“B”。對(duì)于圖案折皺的有無，是在透明電極層的圖案形成方向與直管式熒光燈的反射光以大致正交方式而配置的狀態(tài)下，觀察來自熒光燈的反射光，將直線狀地觀看到熒光燈的反射像的情況評(píng)為“A”(無折皺)，將歪斜地觀看到反射像的情況評(píng)為“B”(有折皺)。
[0068](實(shí)施例1)
[0069]在兩面形成有由聚氨酯系樹脂形成的硬涂層(折射率1.53)且厚度為188μm的PET膜的一側(cè)面上，使用輥對(duì)輥方式的卷取式濺射裝置，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層。
[0070]首先，在基板上形成SiOx層作為第一電介質(zhì)層。使用SiC作為靶材，一邊將氧/氬(14sccm/160sccm)混合氣體導(dǎo)入裝置內(nèi)，一邊在裝置內(nèi)壓力0.3Pa、基板溫度25°C、功率密度3.0ff/cm2的條件下，以動(dòng)態(tài)速率20.7nm-m -min-1進(jìn)行濺射。所獲得的SiOx層的膜厚為20nm、折射率為1.55。
[0071]在第一電介質(zhì)層上形成氧化鈮層作為第二電介質(zhì)層。使用氧化鈮(NbO)作為靶材，一邊將氧/ M (5sccm/IOOsccm)混合氣體導(dǎo)入裝置內(nèi)，一邊在裝置內(nèi)壓力0.2Pa、基板溫度25°C、功率密度1.5ff/cm2的條件下，以動(dòng)態(tài)速率12.6nm.m.mirT1進(jìn)行濺射。所獲得的氧化鈮(Nb2O5)層的膜厚為7nm、折射率為2.18。
[0072]在第二電介質(zhì)層上形成SiO2層作為第三電介質(zhì)層。使用SiC作為祀材,一邊將氧/ IS (16sccm/160sccm)混合氣體導(dǎo)入裝置內(nèi)，一邊在裝置內(nèi)壓力0.3Pa、基板溫度25°C、功率密度3.0ff/cm2的條件下，以動(dòng)態(tài)速率8.0nm.m.mirT1進(jìn)行濺射。所獲得的SiOy層的膜厚為50nm、折射率為1.47。該第三電介質(zhì)層表面的算術(shù)平均粗糙度Ra是0.5nm。
[0073]在第三電介質(zhì)層上形成ITO層作為透明電極層。使用銦-錫復(fù)合氧化物(錫氧化物含量5重量％)作為祀材,一邊將氧/ IS (2sccm/160sccm)混合氣體導(dǎo)入裝置內(nèi)，一邊在裝置內(nèi)壓力0.3Pa、基板溫度25°C、功率密度1.5ff/cm2的條件下，以動(dòng)態(tài)速率32.5nm .m .min-1進(jìn)行濺射。所獲得的SiOy層的膜厚為50nm、折射率為1.47。所獲得的ITO層的膜厚為25nm。
[0074]然后，利用光刻法進(jìn)行透明電極層的圖案化。首先，在透明電極層上，將光刻膠(產(chǎn)品名TSMR-8900 (東京應(yīng)化工業(yè)制))利用旋涂以約2μπι左右的膜厚進(jìn)行涂布后，利用90°C的烤箱進(jìn)行預(yù)烘烤。介由光掩模照射40mJ的紫外光。然后，以110°C對(duì)光刻膠層進(jìn)行后烘烤后，使用顯影液(產(chǎn)品名NMD-W (東京應(yīng)化工業(yè)制))進(jìn)行圖案化。另外，使用蝕刻液(產(chǎn)品名:IT002 (關(guān)東化學(xué)制))對(duì)透明電極層進(jìn)行蝕刻。最后，使用清洗液(產(chǎn)品名104 (東京應(yīng)化工業(yè)制))除去殘留的光刻膠。
[0075]然后，在150°C烤箱內(nèi)進(jìn)行60分鐘的熱處理。熱處理后的ITO層折射率是1.85。
[0076](實(shí)施例2?4、比較例1、2)
[0077]將第二電介質(zhì)層的膜厚變更為如表I所示的膜厚。除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0078](實(shí)施例5?7、比較例3、4)
[0079]將第三電介質(zhì)層的膜厚變更為如表I所示的膜厚。除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0080](實(shí)施例8)
[0081]第一電介質(zhì)層制膜時(shí)的導(dǎo)入氣體的混合比被變更為氧/氬=5sccm/160sccm，并以動(dòng)態(tài)速率9.2nm.m.mirT1進(jìn)行濺射。所獲得的SiOx層的膜厚為5nm、折射率為1.75。除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0082](比較例5)
[0083]以30nm膜厚形成第一電介質(zhì)層，除此之外均與實(shí)施例8同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0084](實(shí)施例9)
[0085]作為透明電極層制膜時(shí)的靶材，使用錫氧化物含量為10重量％的靶材，除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0086](實(shí)施例10)
[0087]以30nm膜厚形成透明電極層，除此之外均與實(shí)施例9同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0088](比較例6)
[0089]作為透明電極層制膜時(shí)的靶材，使用錫氧化物含量為3重量％的祀材，除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0090](實(shí)施例11、比較例7?10)
[0091]通過調(diào)整氬及氧的導(dǎo)入量，而將第一電介質(zhì)層及第三電介質(zhì)層制膜時(shí)的裝置內(nèi)壓力變更為如表I所示的壓力。除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0092]在實(shí)施例11 (第一電介質(zhì)層及第三電介質(zhì)層的制膜壓力:0.3Pa)、比較例9 (第一電介質(zhì)層及第三電介質(zhì)層的制膜壓力:0.5Pa)、及比較例10(第一電介質(zhì)層及第三電介質(zhì)層的制膜壓力:0.8Pa)中，第三電介質(zhì)層的算術(shù)平均粗糙度分別為0.7nm、l.3nm、4.5nm。由實(shí)施例1、11、及比較例9、10的對(duì)比可知，第三電介質(zhì)層的制膜壓力越低，則表面變得越平滑。
[0093](比較例11)
[0094]沒有形成第一電介質(zhì)層，而是在形成了硬涂層的PET膜上直接形成氧化鈮層作為第二電介質(zhì)層。除此之外均與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，依次形成第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層后，進(jìn)行透明電極層的圖案化與熱處理。
[0095]將上述各實(shí)施例及比較例的各層的折射率及膜厚、第一電介質(zhì)層及第三電介質(zhì)層的制膜條件、以及透明電極層(ITO)的氧化錫含量、薄層電阻及電阻率示于表I中。另外，將各帶有透明電極的基板的視覺辨識(shí)性評(píng)價(jià)結(jié)果(色差及目視判定結(jié)果)一并示于表I中。另外，任一實(shí)施例及比較例中，第二電介質(zhì)層的折射率均為2.18，第三電介質(zhì)層的折射率均為1.47。實(shí)施例3及比較例2的帶有透明電極的基板的分光光度光譜示于圖2。
[0096][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種帶有透明電極的基板，在透明膜基板的至少一面，依次具有第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層、及被圖案化的透明電極層； 所述第一電介質(zhì)層是以SiOx為主要成分且膜厚為Inm?25nm的硅氧化物層，其中X ≥ 1.5 ； 所述第二電介質(zhì)層是以選自Nb、Ta、T1、Zr、Zn、及Hf中的I種以上的金屬的氧化物為主要成分且膜厚為5nm以上且小于IOnm的金屬氧化物層； 所述第三電介質(zhì)層是以SiOy為主要成分且膜厚為35nm?55nm的硅氧化物層，其中y> X ； 所述透明電極層是以銦-錫復(fù)合氧化物為主要成分且膜厚為20nm?35nm的導(dǎo)電性金屬氧化物層； 所述第一電介質(zhì)層的折射率Il1、所述第二電介質(zhì)層的折射率112、及所述第三電介質(zhì)層的折射率n3滿足n3 < Ii1 < n2的關(guān)系； 所述透明電極層的折射率n4為1.88以下、電阻率為5.0X 10_4 Ω.cm以下。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有透明電極的基板，其中，所述透明電極層中，相對(duì)于氧化銦與氧化錫的總計(jì)100重量份含有4重量份?14重量份的氧化錫。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶有透明電極的基板，其中，所述第三電介質(zhì)層的透明電極層側(cè)界面的算術(shù)平均粗糙度是Inm以下。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的帶有透明電極的基板，其中，所述第二電介質(zhì)層是以Nb2O5為主要成分的金屬氧化物層。
5.一種帶有透明電極的基板的制造方法，是制造權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的帶有透明電極的基板的方法； 在透明膜基板上，依次形成第一電介質(zhì)層、第二電介質(zhì)層、第三電介質(zhì)層及透明電極層； 所述第三電介質(zhì)層是在小于0.4Pa的壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成的。
6.如權(quán)利要求5所述的帶有透明電極的基板的制造方法，其中，所述第一電介質(zhì)層是在小于0.4Pa的壓力下利用濺射法進(jìn)行制膜而成的。
7.一種靜電電容式觸摸面板，其具備權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的帶有透明電極的基板。
【文檔編號(hào)】B32B7/02GK103443748SQ201180069501
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】上田拓明, 藤本貴久, 近藤晃三, 山本憲治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社鐘化