浅谈如何利用廉价的铜布线实现大尺寸触摸面板

电阻，可获得约20Ω/□左右的透明导电膜。不过，为降低电阻，需要增加ITO层的膜厚。所以，ITO特有的淡黄色很刺眼，形成图案时露底＊现象比较明显。即使是能以稍薄的膜厚利用的电阻，由于ITO层会产生干扰，从而导致透射率降低，因此也不能使用。而玻璃基板较重，容易破损，大型化时不容易处理。也就是说，大型触摸面板适合使用薄膜基板。

　　＊露底＝裸眼可以看到材质的变化。

　　开发ITO的替代薄膜

　　由于以上原因，需要使用适合大型化的100Ω/□以下的透明导电膜，主要有两种实现方法（图3）。①通过ITO成膜条件降低电阻、②采用ITO替代材料降低电阻。

　　图3：大型触摸面板用透明导电性薄膜的选择

　　大型触摸面板有两个选择：继续使用ITO或者使用代替材料。

　　在采用ITO层降低电阻的方法中，需要像ITO玻璃一样，将高耐热性薄膜加热到200℃以上形成ITO层。ITO层的透射率和露底现象可以通过层积光学调整层等方法解决。

　　高耐热性透明薄膜如表1所示，已有多家公司推出产品，还有公司宣布可以形成薄膜电阻值为50Ω/□左右的ITO膜。

　　在1978年介绍ITO和PET薄膜的最初产品之后，各公司纷纷展开了研究，但并未能大幅降低电阻值。ITO的导电性以载流子密度和迁移率的积表示，提高载流子密度的话，迁移率就会降低。所以，7×10-5Ω·cm左右就是极限了。因此，作为透明导电膜，还可以尝试研究ITO以外的材料。

　　几年前，因铟（In）金属的资源枯竭问题，ITO替代材料受到关注，对很多材料进行了研究。目前的静电容量式触摸面板必须要降低电阻，因此 ITO的替代材料也必须能实现低电阻化。导电性高分子和碳纳米管（CNT）涂布膜等难以降低电阻，所以被排除在外。能实现低电阻化的候补材料如表2所示，有银纳米线涂布膜、金属网和石墨烯膜的薄膜。

　　涂布银纳米线的薄膜从美国Cambrios Technologies公司采购原料银纳米线（产品名为"ClearOhm"），将其分散到粘合剂中，然后涂布到PET薄膜上制作而成。在日本，东丽及信越聚合物等4～5家公司宣布实现了薄膜化。通过使直径数十nm、长数十μ～数百μm的银纳米线互相接触，利用其接点导电。提高所含的银纳米线数量的话，透射率会降低，但能提高导电性。图4表示了透射率与薄膜电阻值的关系。

　　图4：透明导电性薄膜的透射率与薄膜电阻值的关系

　　可以看出，利用铜网状图案的"SpiderNet"与部材相比薄膜电阻值小，透射率也比较高。（图由触摸面板研究所根据Cambrios Technologies公司和Synaptics公司的资料制作）

　　要想将其用于静电容量式触摸面板的传感器薄膜，需要使导电层形成图案，因而需要制作布线电极。在图案化方面，采用湿法蚀刻的东丽开发出了部分蚀刻法。通过蚀刻将银纳米线从涂布层完全洗掉的话，该部分的雾度值会发生变化，与未蚀刻部分的差是造成露底现象的原因。因此，部分蚀刻法通过选择蚀刻条件，在导电性基本为零的情况下溶出部分银纳米线并去除。另外，信越聚合物开发了干法刻蚀，还自己制作了触摸面板。

　　银网状图案薄膜方面，富士胶片以"XCLEAR"的名称推出了利用自己擅长的银盐照片技术开发的面板。这是在PET薄膜上涂布卤化银层，直接曝光后显影并定影，然后利用银线制作网状图案的方法。银线宽为8μm左右。能以卷对卷方式制作双面图案薄膜。

　　通过印刷法利用银墨水制作网状图案的，是郡是公司的"DPT（Direct Printing Technology）"。为了进行印刷，线宽比较宽，为20μm左右。

　　美国3M公司虽然没有公布制作方法，但宣布能以3μm的线宽制作银网状图案。3μm线宽的话，已经达到肉眼看不到的水平，可以实现"真正的"透明导电膜。

　　石墨烯薄膜尚处于研究阶段，实用化还比较遥远，单独的膜有望实现高透射率。但将石墨烯膜设置在PET薄膜上的话，会影响PET薄膜的透射率，因此透射率会降低10％左右，估计最终与银纳米线基本相同。

　　选择铜/PET薄膜

　　基于以上研究，触摸面板研究所的研究人员认为，要想解决触摸面板大型化造成的透明导电性薄膜课题，在PET薄膜上形成金属网层的方法最合适，于是从 2009年起展开了开发。金属材料采用易采购、成本低、易加工的铜膜。这种方式制作的透明导电性薄膜被命名为"SpiderNet"。

　　制作网状图案需要缩窄网格的线宽，因此采用了光刻法。另外，考虑到低成本量产性，选择了能用卷对卷方式处理的干膜法。

铜/PET薄膜采用铜膜厚2μm的蒸镀薄膜。由于铜膜呈红色，原以为需要实施黑化处理，但缩小线宽的话就基本看不到了