日本廠商紛紛投產(chǎn)銅布線薄膜，用于大尺寸觸摸面板

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(chǎn)銅布線薄膜。兩家公司都預(yù)定在2013年內(nèi)開始量產(chǎn) 注1）。

注1）大日本印刷預(yù)計銅布線薄膜業(yè)務(wù)的2014年度銷售額將達(dá)到50億日元。

日本觸摸面板研究所等企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了銅布線薄膜的實用化，而大型企業(yè)涉足后，估計將在大尺寸觸摸面板用導(dǎo)電性薄膜領(lǐng)域掀起一股新的潮流。大日本印刷和松下都表示自己的產(chǎn)品特點是薄膜電阻小于競爭產(chǎn)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(jī)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(yīng)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(chǎn)品水平的薄膜電阻在150Ω/□左右，薄膜電阻較低的樣品也高達(dá)100Ω/□。



圖1：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。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)松下的資料制作）
基板采用玻璃的產(chǎn)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(xiàn)大型化后難以進(jìn)行處理。

因此，幾年前企業(yè)就開始嘗試在薄膜基板上布設(shè)肉眼無法看到的極細(xì)金屬絲，研發(fā)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(wǎng)狀布設(shè)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(chǎn)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(rèn)為，在數(shù)字標(biāo)牌、電子黑板和娛樂設(shè)備等采用大尺寸顯示屏的用途中，可以充分發(fā)揮銅布線薄膜的優(yōu)點。

注2）導(dǎo)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(fā)生變化。因此，有時會以觸摸面板兩端間的電阻值為指標(biāo)。

實現(xiàn)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(jù)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(chǎn)寬度為3μm、松下可以量產(chǎn)寬度為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(jīng)得知是采用光刻法來實現(xiàn)微細(xì)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(cè)面實施了“鍍黑處理”。該公司表示，“只有我們公司對側(cè)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(fā)部長中谷健司認(rèn)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(chǎn)生的波紋，還根據(jù)各面板廠商的像素形狀，對布線間隔和傾斜度進(jìn)行了微調(diào)。

銅布線薄膜除了支持大面積以外，還具有制造方面的優(yōu)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。（記者：根津 禎，河合 基伸，《日經(jīng)電子》）


圖2：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。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)松下的資料制作）