大尺寸觸摸:日廠紛紛投產銅布線膜
針對靜電容量式觸摸面板的透明電極使用銅絲布線薄膜(以下簡稱銅布線薄膜)的做法日趨活躍松下在2013年6月大日本印刷在同年7月先后宣布投產銅布線薄膜兩家公司都預定在2013年內開始量產注1)
注1)大日本印刷預計銅布線薄膜業務的2014年度銷售額將達到50億日元
日本觸摸面板研究所等企業已經實現了銅布線薄膜的實用化而大型企業涉足后估計將在大尺寸觸摸面板用導電性薄膜領域掀起一股新的潮流大日本印刷和松下都表示自己的產品特點是薄膜電阻小于競爭產品可支持80英寸以上的觸摸面板布線寬度較窄等(表1)
用于大屏幕用途
智能手機和平板電腦等便攜終端配備的10英寸以下靜電容量式觸摸面板一般都采用ITO作為透明電極材料但是由于薄膜電阻較大因此難以應用于尺寸超過10~20英寸的觸摸面板(圖1)比如40英寸觸摸面板要求薄膜電阻為20Ω/□而在ITO基板上采用樹脂膜的ITO薄膜其產品水平的薄膜電阻在150Ω/□左右薄膜電阻較低的樣品也高達100Ω/□
薄膜電阻較小適于大屏幕用途
與其他的觸摸面板用電極薄膜相比采用銅布線的觸摸面板用電極薄膜其薄膜電阻較小適合用于40~80英寸的大屏幕用途|
基板采用玻璃的產品可在高溫下成膜ITO可以獲得20Ω/□的薄膜電阻但是玻璃基板比樹脂重容易破碎實現大型化后難以進行處理
因此幾年前企業就開始嘗試在薄膜基板上布設肉眼無法看到的極細金屬絲研發薄膜電阻較小的觸摸面板用透明電極原來利用銀絲的嘗試較多但近來越來越多地采用比銀便宜的銅材料
通過在薄膜上按照網狀布設銅絲可將薄膜電阻降至1Ω/□以下支持70~85英寸的觸摸面板注2)比如松下產品的薄膜電阻為0.1~0.5Ω/□最大可支持84英寸的觸摸面板該公司認為在數字標牌電子黑板和娛樂設備等采用大尺寸顯示屏的用途中可以充分發揮銅布線薄膜的優點
注2)導電性(薄膜電阻)和透明性(全光線透射率)等會因銅布線的寬度和布線間隔而發生變化因此有時會以觸摸面板兩端間的電阻值為指標
實現5μm以下的布線寬度
雖然銅布線的薄膜電阻較小但存在布線被看到的問題如果寬度較大肉眼就能看到布線因此影像的觀看性能就會下降據悉一般而言如果布線寬度在5μm以下的話那么肉眼就無法看到銅絲因此人眼看起來就是透明的
大日本印刷可以量產寬度為3μm松下可以量產寬為5μm(厚度為2μm)的銅布線薄膜兩家公司都沒有透露制作方法不過已經得知是采用光刻法來實現微細化的注3)
注3)布線寬度依賴于加工前銅膜的厚度
抑制銅布線反射
除了縮短線寬以外各大公司還采取了其他措施提高觀看性能比如大日本印刷為了抑制銅布線的光反射在銅布線的表面和側面實施了鍍黑處理該公司表示只有我們公司對側面都實施了鍍黑處理注4)
注4)日本觸摸面板研究所的開發部長中谷健司認為銅線寬度較大或布線間隔較窄時鍍黑處理的效果較高但如果銅線寬度在5μm以下的話人眼就看不到了因此不需要額外的處理工作
松下除了在銅布線的表面實施鍍黑處理以外為了抑制像素格子與銅布線格子重疊而產生的波紋還根據各面板廠商的像素形狀對布線間隔和傾斜度進行了微調
銅布線薄膜除了支持大面積以外還具有制造方面的優點比如由于可以同時形成觸摸面板的電極和外周部分的布線因此可以減少制造工序(圖2)ITO通過不同的工序分別形成電極和外周部分的布線
同時形成電極和外周布線
采用銅布線的觸摸面板用電極薄膜可以同時形成電極和外周布線ITO形成電極和外周布線的工序是分開的