透明导电体以及触摸屏的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及透明导电体以及使用了该透明导电体的触摸屏。
【背景技术】
[0002] 透明导电体被用作液晶显示器（IXD)、等离子显示屏（PDP)以及电致发光面板（有 机EU无机EL)等显示器、太阳能电池等的透明电极。另外，除了这些之外，还被用于电磁波 屏蔽膜以及防红外线膜等。作为透明导电体中的金属氧化物层的材料，广泛使用将锡（Sn) 添加于氧化铟（In 2O3)的ΙΤ0。
[0003] 近年来，智能手机以及写字板终端等具备触摸屏的终端正在快速普及。这些都具 有在液晶面板上设置触摸传感器部并在最表面上具备防护玻璃的结构。触摸传感器部是通 过将在玻璃或者薄膜基材的单面或双面上用溅射法成膜了 ITO膜后得到的材料1片或者贴 合2片而构成的。
[0004] 随着触摸屏的大型化和触摸传感器功能的高精度化，寻求具有高透过率并且低电 阻的透明导电体。为了降低使用了 ITO膜的透明导电体的电阻，有必要增厚ITO膜的厚度， 或者通过热退火（thermal annealing)来进行ITO膜的结晶化。但是，如果将ITO膜实施 厚膜化则透过率降低。另外，在高温条件下对薄膜基材实施热退火处理通常很困难。因此， 在设置于薄膜基材上的ITO膜的情况下，处于难以既维持高透过率又降低电阻的状况。
[0005] 在这样的情况下，提出有具有以氧化锌作为主成分的金属氧化物层与金属层的层 叠结构的透明导电膜（例如，日本专利特开平9-291355号公报）。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利特开平9-291355号公报
【发明内容】
[0009] 在触摸屏等的用途中，将透明导电膜按图案制成导电部分和绝缘部分并检测触摸 的位置。因此，要求在具有金属氧化物层与金属层的层叠结构的透明导电体中，金属氧化物 层和金属层能够用蚀刻一次性除去。然而，在以氧化锌作为主成分的金属氧化物层与金属 层的层叠结构中，存在难以用蚀刻将金属氧化物层和金属层一次性除去的情况。
[0010] 在此，在本公开内容中，提供一种透明导电体，其中在具有含有氧化锌作为主成分 的金属氧化物层与金属层的层叠结构中，通过蚀刻能够容易地除去金属氧化物层和金属 层。另外，在本公开内容中，通过使用这样的透明导电体从而提供一种能够容易地制造的触 摸屏。
[0011] 本发明在一个方面提供一种透明导电体，其中透明树脂基材、第1金属氧化物层、 含有银合金的金属层、以及第2金属氧化物层按照上述顺序进行层叠，并且第2金属氧化物 层含有ZnO作为主成分并且含有Ga2O3以及GeO 2作为副成分。
[0012] 像这样的透明导电体具有层叠结构，该层叠结构具备：构成最表面的含有ZnO作 为主成分且含有Ga2O3以及GeO 2作为副成分的第2金属氧化物层和含有银合金的金属层。 该第2金属氧化物层和金属层容易通过蚀刻而被一次性除去。另外，可以做成具有高透明 性、高导电性以及优异的耐腐蚀性的透明导电体。因此，能够适用于触摸屏等的需要蚀刻的 用途。
[0013] 在几个实施方式中，在第2金属氧化物层中，相对于ZnO、Ga2O3以及GeO 2这三种成 分的合计，ZnO的含量可以为70~90mol%。相对于上三种成分的合计，Ga2O 3含量可以为 5~15mol%。相对于上三种成分的合计，GeO2的含量可以为5~20mol%。通过以上述比 例含有Zn0、Ga 203以及GeO 2,从而能够充分提高第2金属氧化物层的透明性、导电性、耐腐蚀 性以及蚀刻性。
[0014] 在几个实施方式中，第1金属氧化物层中，作为主成分可以含有ZnO,并且作为副 成分可以含有Ga 2O3以及GeO2。这样，就能够通过蚀刻而容易地一次性除去第1金属氧化物 层、第2金属氧化物层以及金属层。另外，可以做成具有高透明性、高导电性以及优异的耐 腐蚀性的透明导电体。
[0015] 在几个实施方式中，金属层的厚度可以为4~llnm。既能够充分提高透明导电体 的透明性又能够降低表面电阻。在几个实施方式中，银合金可以是Ag和选自Pd、Cu、Nd、In、 Sn以及Sb中的至少一种金属的合金。
[0016] 本发明在另一个方面提供一种触摸屏，该触摸屏在面板之上具有传感薄膜，该传 感薄膜由上述透明导电体构成。这样的触摸屏由于具有由上述透明导电体构成的传感薄 膜，所以能够容易地制造。
[0017] 根据本公开内容，可以提供一种透明导电体，其中，在具有含有氧化锌作为主成分 的金属氧化物层和金属层的层叠结构的透明导电体中，能够由蚀刻容易地除去金属氧化物 层和金属层。另外，在本公开内容中，通过使用这样的透明导电体，可以提供一种能够容易 制造的触摸屏。
【附图说明】
[0018] 图1是不意性地表不透明导电体的一个实施方式的截面图。
[0019] 图2是示意性地表示透明导电体的其它实施方式的截面图。
[0020] 图3是放大表不触摸屏的一个实施方式中的截面的一部分的不意截面图。
[0021] 图4(A)、（B)是构成触摸屏的一个实施方式的传感薄膜的平面图。
【具体实施方式】
[0022] 以下，参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。但是，本发明完全不限定于以 下的实施方式。另外，在附图中对相同或者同等的要素标注相同符号，根据情况不同省略重 复的说明。
[0023] 图1是表不透明导电体的一个实施方式的不意截面图。透明导电体100具有：薄 膜状的透明树脂基材10、第1金属氧化物层12、金属层16、第2金属氧化物层14按上述顺 序配置的层叠结构。
[0024] 本说明书所涉及的"透明"是指可见光透过，还可以在一定程度上散射光。对于光 的散射程度，根据透明导电体100的用途所要求的水平不同。如一般被称作半透明那样的 有光散射的情况也包含于本说明书中的"透明"的概念。光的散射程度优选相对较小，透明 性优选相对较高。透明导电体100整体的全光线透过率例如为80%以上，优选为83%以上， 更加优选为85%以上。该全光线透过率是使用积分球（integrating sphere)求得的包含 扩散透射光的透过率，可以使用市售的薄膜混浊度测量仪（hazemeter)来进行测定。
[0025] 作为透明树脂基材10,并没有特别的限定，可以是具有可挠性的有机树脂薄膜。有 机树脂薄膜也可以是有机树脂薄片。作为有机树脂薄膜，例如可以列举聚对苯二甲酸乙二 醇酯（PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)等聚酯薄膜、聚乙烯以及聚丙烯等聚烯烃薄膜、聚 碳酸酯薄膜、丙稀酸薄膜、降冰片稀（norbornene)薄膜、聚芳酯薄膜、聚醚砜薄膜、二乙酰 纤维素薄膜、以及三乙酰纤维素薄膜等。这些当中优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)和 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)等的聚酯薄膜。
[0026] 从刚性的观点出发，透明树脂基材10优选厚的。另外，从将透明导电体100薄膜 化的观点出发，透明树脂基材10优选薄的。从这样的观点出发，透明树脂基材10的厚度例 如为10~200 μ m。从做成光学特性上优异的透明导电体的观点出发，透明树脂基材的折射 率例如为1. 50~1. 70。另外，本说明书中的折射率是在λ = 633nm，温度20°C的条件下测 定的值。
[0027] 透明树脂基材10优选加热时的尺寸稳定性高。一般来说，可挠性的有机树脂薄 膜在薄膜制作的过程中，通过加热会产生由于膨胀或者收缩引起的尺寸变化。在单轴拉伸 或者双轴拉伸中，能够以低成本来制作厚度薄的透明树脂基材10。在形成引出电极时，如 果加热透明导电体100,则由于热收缩而发生尺寸变化。像这样的尺寸变化可以按照ASTM D1204-02或者JIS-C-2151来测定。加热处理前后的尺寸变化率在将加热前的尺寸设定为 Lo并且将加热后的尺寸设定为L时，可以由以下的式子求得。
[0028] 尺寸变化率（％)= 100X (L-Lo)/Lo
[0029] 尺寸变化率（％)为正值的情况表示通过加热处理而发生了膨胀，负值的情况表 示通过加热处理而发生了收缩。被双轴拉伸后的透明树脂基材10的尺寸变化率可以在拉 伸时的行进方向（MD方向）和横向（TD方向）两个方向上进行测定。透明树脂基材10的 尺寸变化率例如在MD方向上为-I. 0~-0. 3%，在TD方向上为-0. 1~+0. 1%。
[0030] 透明树脂基材10可以是实施了选自电晕放电处理、辉光放电、火焰处理、紫外线 照射处理、电子束照射处理以及臭氧处理中的至少一种表面处理。透明树脂基材也可以是 树脂薄膜。通过使用树脂薄膜从而就能够使透明导电体100在柔软性方面表现优异。这样， 并不限定于触摸屏用途的透明导电体，还能够用于柔软的有机EL照明等的透明电极用，或 者用作电磁波屏蔽。
[0031] 例如，在将透明导电体100作为构成触摸屏的传感薄膜使用的情况下，透明树脂 基材10也可以使用具有可挠性的有机树脂薄膜以使得对手指以及笔等的外部施加的力适 度地变形。
[0032] 第2金属氧化物层14为含有氧化物的透明层，作为主成分含有ZnO,并且作为副成 分含有Ga 2O3以及GeO 2。在这里所说的主成分是指在ZnO和Ga2O3以及GeO 2三种成分中，摩 尔基准的含量最多的成分。所谓副成分是指在上述三种成分中非主成分的成分。第2金属 氧化物层14由于含有ZnO作为主成分因此在经济性上优异。另外，可以不使用ITO而形成 兼备高导电性和高透明性的第2金属氧化物层14。为此，即使不实行热退火处理也能够制 成具有低表面电阻的第2金属氧化物层14。
[0033] 在第2金属氧化物层14中，从充分提高透过率和导电性的观点出发，相对于上述 三种成分的合计，ZnO的含量例如为70mol %以上，优选为75mol %以上。从充分提高保存 稳定性的观点出发，在第2金属氧化物层14中，相对于上述三种成分的合计，ZnO的含量例 如为90mol %以下，优选为84mol %以