導電性基板およびその製造方法ならびにタッチパネル
【課題】製造工程を見直し、透明導電膜のパターン形状が目立たない導電性基板においても、透明導電膜パターン形状と金属配線パターンの位置精度が高い導電性基板およびその製造方法並びにタッチパネルを提供する。
【解決手段】導電性基板４は、透明基板１の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層２と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜３と、透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層５とを透明基板１側からこの順序で備える。
【解決手段】導電性基板４は、透明基板１の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層２と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜３と、透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層５とを透明基板１側からこの順序で備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力デバイスとして取り付けられるタッチパネルに用いられる導電性基板及び導電性基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器のディスプレイ上に入力デバイスとして、透明なタッチパネルが取り付けられている。タッチパネルの方式としては、抵抗膜式、静電容量式等が挙げられる。特に、静電容量式はマルチタッチが可能であり、モバイル機器などの用途に多く採用されている。
【０００３】
静電容量式のタッチパネルは、基板の表面及び裏面にそれぞれＸ座標及びＹ座標のパターンを形成した透明導電膜が金属配線パターンを介して回路に接続され、表面の透明導電膜と裏面の透明導電膜との間の電圧変化を検知できるような構造となっている。透明導電膜のパターンの形成方法としては、特許文献１から３のようにフォトリソグラフィによる方法がある。他の方法としては、特許文献４のように、導電膜形成用組成物として、光に反応する官能基或いは部位を有するインジウム化合物及び同様な官能基或いは部位を有する錫化合物を用い、パターン露光を行う方法や、特許文献５のように、レーザー光によるパターン形成を行う方法などがある。また、金属配線パターンは、特許文献１のように、透明導電膜のパターンと同時に形成される場合や、特許文献５又は６のように、ＡｇインクやＡｌなどの金属膜を用いて透明導電膜上に印刷等で形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１９７９１１号公報
【特許文献２】特開平２−１０９２０５号公報
【特許文献３】特開平２−３０９５１０号公報
【特許文献４】特開平９−１４２８８４号公報
【特許文献５】特開２００８−１４０１３０号公報
【特許文献６】特開２００８−３３７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１から３のようなフォトリソグラフィによる方法により、透明導電膜のパターンを形成した後に、特許文献５又は６のような金属配線のパターンを印刷するとき、透明導電膜のパターンがパターン形状を目立たなくさせるために微細な構成をとる場合、透明導電膜のパターン上に金属配線パターンを合わせこむための位置決め用マーカーが読み取れず、透明導電膜のパターンと金属配線パターンがずれてしまう問題がある。一方、特許文献１には、金属配線パターンを透明導電膜のパターンと同時に形成することが記載されているが、金属配線パターンに透明導電膜に用いるＩＴＯが含まれており、希少資源であるインジウムを多く使用しなければならない点で問題となる。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、その目的は、製造工程を見直し、透明導電膜のパターン形状が目立たない導電性基板においても、透明導電膜パターン形状と金属配線パターンの位置精度が高い導電性基板およびその製造方法並びにタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層とを前記透明基板側からこの順序で備えることを特徴とする導電性基板である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記導電性基板の少なくとも片面の何れかの層の間又は最表面にハードコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性基板である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、粘着層を介して、他の透明基板又は他の導電性基板に貼合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性基板である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記導電層のシート抵抗の値が１Ω／□以下であり、前記透明導電膜のシート抵抗の値が１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性基板である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の導電性基板を用いたタッチパネルである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層を形成する工程と、前記導電層の表面に透明導電膜を形成する工程と、パターン形成方法により、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に１又は２層以上の光学調整層を形成する工程と、をこの順に備えることを特徴とする導電性基板の製造方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、さらに、ハードコート層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の導電性基板の製造方法である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、全ての工程をロールトゥロール方式により行うことを特徴とする請求項６または７に記載の導電性基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、透明導電膜のパターン形状が目立たない導電性基板においても、透明導電膜と金属配線の位置合わせが容易な導電性基板およびその製造方法並びにタッチパネルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の参考例である導電性基板の断面例１の説明図である。
【図２】本発明の参考例である導電性基板の断面例２の説明図である。
【図３】本発明の導電性基板の断面例３の説明図である。
【図４】本発明の参考例である導電性基板の断面例４の説明図である。
【図５】本発明の参考例である導電性基板の断面例５の説明図である。
【図６】本発明の導電性基板の断面例６の説明図である。
【図７】本発明の導電性基板の断面例７の説明図である。
【図８】本発明の導電性基板の断面例８の説明図である。
【図９】本発明の導電性基板の断面例９の説明図である。
【図１０】本発明の導電性基板の断面例１０の説明図である。
【図１１】透明導電膜のパターン例（Ｘ座標）の説明図である。
【図１２】透明導電膜のパターン例（Ｙ座標）の説明図である。
【図１３】透明導電膜のパターン例のＸ座標とＹ座標との位置関係の説明図である。
【図１４】本発明の導電性基板のパターン形成工程例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いながら説明する。なお、本発明は、以下に記載する実施の形態に限定されうるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれるものである。
【００１８】
図１は、本発明の参考例である導電性基板の断面例１の説明図である。導電性基板４は、透明基板１の片面に設けられた導電層２と、パターンを有しない透明導電膜３とから構成される。透明導電膜３はパターンを有しないため、図１の導電性基板４は、抵抗膜式タッチパネルの導電性基板として用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の参考例である導電性基板の断面例２の説明図である。導電性基板４は、透明基板１の片面に設けられた導電層２と、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３とから構成される。透明導電膜３はパターンを有するため、図２の導電性基板４は、静電容量式タッチパネルの導電性基板として用いることができる。ここで、導電性パターン領域とは、透明導電層のうち、導電性を有する部分のことをいい、非導電性パターン領域とは、透明導電層のうち、導電性を有する部分を除いた導電性を有しない部分のことをいう。
【００２０】
本発明の参考例である静電容量式タッチパネルの導電性基板としては、図２の他に、図４、５の導電性基板が挙げられる。図３及び４は、それぞれ本発明の導電性基板の断面例３及び本発明の参考例である導電性基板の断面例４の説明図である。図３のように、図２に示した透明導電膜３上に光学調整層５を設けてもよい。また、図４のように、構成によっては、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａのみに光学調整層５を設けてもよい。
【００２１】
図５及び６は、それぞれ本発明の参考例である導電性基板の断面例５及び本発明の導電性基板の断面例６の説明図である。図５のように、図２に示した導電性基板４の少なくとも一方の面にハードコート層６を形成することにより、表面硬度が高くなり、傷のつきにくい基板となる。ここでは、導電層２を形成した側と反対の面に、ハードコート層６を形成する例を示したが、導電層２と透明基板１との間、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３の表面、又は、図６のように光学調整層５の表面など適宜選択できる。
【００２２】
図７から９は、それぞれ本発明の導電性積層体の断面例７から９の説明図である。図５で示した導電性基板４のハードコート層６側に粘着層８を介し、他の透明基板１’を貼合している。ここで、貼合する他の透明基板１’は、図２に示した導電性基板４と同じ構成の他の導電性基板４’を構成していてもよい。具体的には、図８のように、他の透明基板１’の片面に、導電層２と、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３とを設けた他の導電性基板４’を用い、他の導電性基板４’の透明導電膜３の表面と、導電性基板４のハードコート層６とを粘着層８を介して貼合する。また、図９のように、他の導電性基板４’の他の透明基板１’と、導電性基板４の透明基板１とを粘着層８を介して貼合してもよい。図８又は９の場合、導電性基板４の透明導電膜３のパターンと、他の導電性基板４’の透明導電膜３のパターンとは、後述するように互いに直交するパターンであることが好ましい。
【００２３】
図１０は、本発明の導電性積層体の断面例１０の説明図である。図３で示した導電性基板４の透明基板１の透明導電膜３を設けた面の反対の面に、透明導電膜３のパターンと直交する透明導電膜のパターンを設けてもよい。この反対の面の場合も、透明基板１、導電層２及び導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３の順に構成されることが好ましい。
【００２４】
次に本発明の導電性基板４の構成部分について詳細に説明する。なお、他の導電性基板４’については、導電性基板４と同等のものとして扱う。
【００２５】
本発明で用いる透明基板１の形状は、板状、フィルム状などが挙げられる。透明基板１の材料としては、ガラスの他、高分子樹脂が用いられる。高分子樹脂としては成膜工程および後工程において十分な強度があり、表面の平滑性が良好であれば、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン、ポリイミド等が挙げられる。その厚さは部材の薄型化と基板の可撓性とを考慮し、１０μｍ以上２００μｍ以下程度のものが用いられる。
【００２６】
透明基板１の含有される材料としては、上記材料の他に、基材の表面に周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などが使用されてもよい。薄膜との密着性を改善するため、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理などを施してもよい。
【００２７】
なお、他の透明基板１’についても透明基板１と同等のものとして扱う。
【００２８】
本発明で用いる導電層２は、電圧変化を検知できる回路に接続されている金属配線パターンであり、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａと接するように形成される。透明導電膜３の導電性パターン領域３ａは透明であり、かつ、精度よく位置情報を読み取るために微細なパターンであることが多いため、導電層２は、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａと正確に位置合わせを行い形成することが必要である。
【００２９】
導電層２のとしては、金属膜をフォトリソグラフィやレーザー等による方法でパターニングしたもの、銀インキ、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、導電性樹脂などをスクリーン印刷やインクジェット印刷によりパターン形成したものなどが挙げられるが、およそ１００μｍ以下の細線が形成でき、細線化しても十分な導電性が得られる材料、形成技術であれば、いかなる方法を用いてもかまわない。また、金属膜、銀インキ、ＣＮＴ又は導電性樹脂などのパターンには、その他の材料を組み合わせて導電層２を形成してもよい。
【００３０】
導電層２は、透明基板１側から、導電層２、透明導電膜３の順に設けることが好ましい。導電層２を設けた後に透明導電膜３を設けることにより、導電層２と透明導電層３との位置合わせが容易に行うことができる。逆に、透明基板１側から、透明導電膜３、導電層２の順に設けた場合、透明導電膜３のパターンが透明でかつ微細な構成であるため、導電層３を透明導電膜３のパターンの位置に精度よく合わせ込むことが困難であり、好ましくない。
【００３１】
また、導電層２とは別に、位置合わせ用のマーカーを形成しておくことにより、透明導電膜パターンとの位置調整がさらに容易となる。材料によっては、乾燥や硬化のために熱や紫外線を適宜用いる。
【００３２】
導電層２のシート抵抗については、１Ω／□以下の導電性があることが好ましい。この範囲にすることにより、細線化しても十分な導電性が得られる。なお、シート抵抗は、四端針法により測定するか、あるいはパターン形状とその抵抗値から算出することができる。。
【００３３】
本発明で用いるハードコート層６は、導電性基板４に機械的強度を持たせるために設けられる。用いられる樹脂としては、特に限定はしないが、透明性と適度な硬度と機械的強度を持つ樹脂が好ましい。具体的には３次元架橋の期待できる３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマー又は架橋性オリゴマーのような光硬化性樹脂が好ましい。
【００３４】
３官能以上のアクリレートモノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステルアクリレート等が好ましい。特に好ましいのは、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレートおよびポリエステルアクリレートである。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用しても構わない。また、これら３官能以上のアクリレートの他にエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレート等のいわゆるアクリル系樹脂を併用することが可能である。
【００３５】
架橋性オリゴマーとしては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、シリコーン（メタ）アクリレート等のアクリルオリゴマーが好ましい。具体的にはポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ポリウレタンのジアクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等がある。
【００３６】
ハードコート層６は、その他粒子、光重合開始剤等の添加剤を含有してもよい。
【００３７】
添加する粒子としては、有機又は無機の粒子が挙げられるが、透明性を考慮すれば、有機粒子を用いることが好ましい。有機粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂及びフッ素樹脂などからなる粒子が挙げられる。
【００３８】
粒子の平均粒径は、ハードコート層６の厚みによって異なるが、ヘイズ等の外観上の理由により、下限として２μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、上限としては３０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下のものを使用する。また、粒子の含有量も同様の理由で、樹脂に対し、０．５重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
【００３９】
光重合開始剤を添加する場合、ラジカル発生型の光重合開始剤として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類、アセトフェノン、２、２、−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、などのアセトフェノン類、メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類、チオキサントン、２、４−ジエチルチオキサントン、２、４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類、ベンゾフェノン、４、４−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などがある。これらは単独または２種以上の混合物として使用でき、さらにはトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどの第３級アミン、２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸誘導体等の光開始助剤などと組み合わせて使用することができる。
【００４０】
上記光重合開始剤の添加量は、主成分の樹脂に対して０．１重量％以上５重量％以下であり好ましくは０．５重量％以上３重量％以下である。下限値未満ではハードコート層の硬化が不十分となり好ましくない。また、上限値を超える場合は、ハードコート層の黄変を生じたり、耐候性が低下したりするため好ましくない。光硬化型樹脂を硬化させるのに用いる光は紫外線、電子線、あるいはガンマ線などであり、電子線あるいはガンマ線の場合、必ずしも光重合開始剤や光開始助剤を含有する必要はない。これらの線源としては高圧水銀灯、キセノンランプ、金属ハライドランプや加速電子などが使用できる。
【００４１】
また、ハードコート層６の厚みは、特に限定されないが、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましい。また、透明基板層１１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましく、１．４５以上１．７５以下程度が好ましい。
【００４２】
ハードコート層６の形成方法は、主成分である樹脂と紫外線を吸収する材料を溶剤に溶解させ、ダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター、マイクログラビアコーター等の公知の塗布方法で形成する。
【００４３】
溶剤については、上記の主成分の樹脂を溶解するものであれば特に限定しない。具体的には、溶剤として、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、等が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
光学調整層５として、透明導電膜３に形成されたパターンを目立たなくする機能を有し、視認性を向上させるための層である。無機化合物を用いる場合、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などの材料が使用可能である。上記無機化合物からなる薄膜は、その材料により屈折率が異なり、その屈折率の異なる薄膜を特定の膜厚で形成することにより、光学特性を調整することが可能となる。なお、光学機能層の層数としては、目的とする光学特性に応じて、複数層あってもよい。
【００４５】
屈折率の低い材料としては、酸化マグネシウム（１．６）、二酸化珪素（１．５）、フッ化マグネシウム（１．４）、フッ化カルシウム（１．３〜１．４）、フッ化セリウム（１．６）、フッ化アルミニウム（１．３）などが挙げられる。また、屈折率の高い材料としては、酸化チタン（２．４）、酸化ジルコニウム（２．４）、硫化亜鉛（２．３）、酸化タンタル（２．１）、酸化亜鉛（２．１）、酸化インジウム（２．０）、酸化ニオブ（２．３）、酸化タンタル（２．２）が挙げられる。但し、上記括弧内の数値は屈折率を表す。
【００４６】
一方、光学調整層５として、ハードコート層６と同様な樹脂を用いてもよい。この場合、酸化ジルコニウムや酸化チタン等の高屈折率無機微粒子を樹脂に分散させて、樹脂の屈折率を高めることができる。
【００４７】
透明導電膜３は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのいずれか、または、それらの２種類もしくは３種類の混合酸化物、さらには、その他添加物が加えられた物等が挙げられるが、目的・用途により種々の材料が使用でき、特に限定されるものではない。現在のところ、最も信頼性が高く、多くの実績のある材料は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。
【００４８】
最も一般的な透明導電材料である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を透明導電膜３として用いる場合、酸化インジウムにドープされる酸化スズの含有比はデバイスに求められる仕様に応じて、任意の割合を選択する。例えば、基材がプラスチックフィルムの場合、機械強度を高める目的で薄膜を結晶化させるために用いるスパッタリングターゲット材料は、酸化スズの含有比が１０重量％未満であることが望ましく、薄膜をアモルファス化しフレキシブル性を持たせるためには、酸化スズの含有比は１０重量％以上が望ましい。また、薄膜に低抵抗が求められる場合は、酸化スズの含有比は３重量％から２０重量％の範囲が望ましい。
【００４９】
透明導電膜３のシート抵抗については、１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下の導電性があることが好ましい。この範囲にすることにより、耐久性及び透過性に優れ、接触位置を精度よく検知することができる。なお、シート抵抗については、導電層２と同様に、四端針法により測定するか、あるいはパターン形状とその抵抗値から算出することができる。
【００５０】
光学調整層５に無機化合物を用いる場合、および透明導電膜３の製造方法としては、膜厚の制御が可能であればいかなる成膜方法でも良く、なかでも薄膜の生成には乾式法が優れている。これには真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相析出法やＣＶＤ法のような化学的気相析出法を用いることができる。特に大面積に均一な膜質の薄膜を形成するために、プロセスが安定し、薄膜が緻密化するスパッタリング法が望ましい。
【００５１】
透明導電膜３には、図１１又は図１２のようなパターンを施す。図１１又は図１２のように、形成されるパターンは、黒色で表した導電性パターン領域３ａと、白色で表した非導電性パターン領域３ｂとからなる。導電性パターン領域３ａは、導電層２と接しており、電圧変化を検知できる回路に接続されている。人の指等が検出電極である導電性パターン領域３ａに接近すると、全体の静電容量が変化することから回路の電圧が変動し、接触位置の判定ができる。図１１又は図１２のパターンを貼り合せ、図１３のように互いに直交するように組み合わせ、電圧変化検知回路と接続することにより、２次元の位置情報が得られる。
【００５２】
また、透明導電膜３は、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂとの全光線透過率の差が１％以下であることが好ましい、この範囲である場合、導電性基板の両面に異なるパターンを形成しても、パターン形状が目立たなくなり、視認性が向上する。さらに、導電性パターン領域と非導電性パターン領域との透過色相ｂ＊差が１．５以下であることが好ましい。この範囲である場合、パターン形状がさらに目立たなくなり、視認性がより向上する。
【００５３】
透明導電膜３のパターン形状は、図１１又は図１２のようなダイヤモンド型パターンのほかに、メッシュ型パターン等があり、２次元の位置情報を正確に読み取るためには、可能な限り微細なパターンを形成し、かつ、２枚のパターンについて正確に位置合わせを行うことが必要である。
【００５４】
透明導電膜３のパターン形成方法としては、透明導電膜３上にレジストを塗布し、パターンを露光・現像により形成した後に透明導電膜を化学的に溶解させるフォトリソグラフィによる方法、真空中で化学反応により気化させる方法、レーザーにより透明導電膜を昇華させる方法、などが挙げられる。パターン形成方法は、パターンの形状、精度等により適宜選択できるが、パターン精度、細線化を考慮し、フォトリソグラフィによる方法が好ましい。
【００５５】
本発明の導電性基板４のパターン形成工程を、図５に示す導電性基板４を例に、図１４に示す。まず、透明基板１を用意し（工程（ａ））、一方の面にハードコート層６を形成する（工程（ｂ））。透明基板１のハードコート層６とは反対の面に、所定の位置に導電層２を形成する（工程（ｃ））。さらに透明導電膜３を成膜する（工程（ｄ））。次に、導電層２および透明導電膜３の表面にレジスト７ａを塗布し（工程（ｅ））、透明導電膜３にパターンを形成するための光源、図１１あるいは図１２に代表されるパターンマスク、レジスト７ａを塗布した透明基板を順に配置し、光源の光により露光し、レジスト７ｂおよび７ｃの領域を作る（工程（ｆ））。なお、７ｃは、光により感光したレジストである。次いで、感光していないレジスト７ｂを現像液により除去し（工程（ｇ））、透明導電膜３の露出部分をエッチングする（工程（ｈ））。最後に感光したレジスト７ｃを剥離して導電性基板４を得る（工程（ｉ））。
【００５６】
本発明の導電性基板４の製造方法は、導電層２を形成する工程（ｃ）と透明導電膜３を成膜する工程（ｄ）とをこの順に備えることが好ましい。先に導電層２を形成し、ついで透明導電膜３を成膜してパターンを形成することにより、導電層２の位置を基準に透明導電膜３のパターンを形成することができるため、容易に位置合わせを行うことができる。逆に、透明導電膜３を成膜してパターンを形成した後に導電層２を形成した場合、透明であり、かつ微細な形状の透明導電膜３のパターンの位置に合わせて導電層２を形成しなければならず、容易に位置合わせを行うことができない。また、透明導電膜３を成膜してパターンを形成した後に導電層２を形成した場合、導電層２を形成する銀インキを高温で乾燥させるため、先に成膜した透明導電膜３のシート抵抗の値が増大してしまい、精度よく接触位置を検知することができなくなる。
【００５７】
導電層２を形成する工程（ｃ）では、導電層２を形成すると同時に、位置合わせ用のマーカーを形成しておくことがより好ましい。これにより、その後透明導電膜３のパターンを形成する際に位置合わせ用のマーカーを目印にパターンを形成することができる。
【００５８】
図１４は、ネガ型のレジストを用いてパターンを形成する方法の各工程を示した図であるが、ポジ型のレジストを用いてパターンを形成してもよい。
【００５９】
他の図に示した本発明の導電性基板４も同様に、上記各工程により、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成することができる。
【００６０】
本発明の導電性基板４の製造方法は、図１４に示した工程により得られた導電性基板４の透明基板１に他の透明基板１’を貼合する工程を含んでいてもよい。また、他の工程により得られた導電性基板４’を用い、他の導電性基板４’の透明導電膜３の表面と、導電性基板４のハードコート層６とを粘着層８を介して貼合する工程を含んでいてもよい。
【００６１】
本発明の導電性基板４の製造方法は、導電層２を形成する工程、透明導電膜３を形成する工程又は導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを有する透明導電膜３を形成する工程、光学調整層５を形成する工程並びにハードコート層６を形成する工程をそれぞれロールトゥロール方式により行うことが好ましい。これにより、導電性基板４を効率よく大量に生産することができる。特に、各工程を連続してロールトゥロール方式により行うことがより好ましい。
【実施例】
【００６２】
次に参考例及び比較例について説明する。
【００６３】
＜参考例１＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、下記組成の樹脂層形成用塗液をマイクログラビアコーターで塗布し、６０℃で１分間乾燥させ、紫外線により硬化させることで、ハードコート層を形成した。
【００６４】
［樹脂層形成用塗液の組成］
樹脂 ： 紫光 ＵＶ−７６０５Ｂ（日本合成化学社製） １００重量部
開始剤 ： イルガキュア１８４（チバ・ジャパン社製） ４重量部
溶剤 ： 酢酸メチル １００重量部
【００６５】
透明基板のハードコート層とは反対面に、銀インキを用いてスクリーン印刷機により導電層および位置合わせ用マーカーを形成し、１５０℃３０分間乾燥させた。次に、導電層上にスパッタリング法により、透明導電膜としてＩＴＯ膜を２５ｎｍ成膜した後、銀インキの位置合わせ用マーカーを基準に、フォトリソグラフィ法により透明導電膜のパターンを形成した。
【００６６】
参考例１の場合、ハードコートを塗工したことにより、傷の少ない透明導電膜が形成できた。また、位置合わせが容易であったことから、パターンずれによる欠陥が無かった。ＩＴＯ膜のシート抵抗の値は２００Ω／□で安定していた。
【００６７】
＜参考例２＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、参考例１と同様のハードコート層を形成し、透明基板のハードコート層とは反対面に、参考例１と同様の導電層および位置合わせ用マーカーを形成した。次に、参考例１と同様のＩＴＯ膜を２５ｎｍ成膜後、光学調整層として、ＳｉＯ２を７０ｎｍ成膜した後、銀インキの位置合わせ用マーカーを基準に、フォトリソグラフィ法によりＳｉＯ２およびＩＴＯを同じパターンでエッチングし、導電性基板を得た。
【００６８】
参考例２の場合、ハードコートを塗工したことにより、傷の少ない透明導電膜が形成できた。また、位置合わせが容易であったことから、パターンずれによる欠陥が無かった。ＩＴＯ膜のシート抵抗の値は２００Ω／□で安定しており、光学特性に関しても導電性パターン領域と非導電性パターン領域の全光線透過率差は０．３％で、パターンの視認し難い導電性基板が得られた。
【００６９】
＜比較例＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、参考例１と同様のハードコート層を形成し、透明基板のハードコート層とは反対面に、スパッタリング法により光学調整層としてＴｉＯ２を１０ｎｍ、ＳｉＯ２を５６ｎｍ、透明導電膜としてＩＴＯ膜を２５ｎｍそれぞれ成膜した。次に、フォトリソグラフィ法により、ＩＴＯ膜に導電性パターン領域、非導電性パターン領域および位置合わせ用マーカーを形成し、最後に銀インクを用いてスクリーン印刷機により導電層を形成し、１５０℃３０分間乾燥させ、導電性基板を得た。
【００７０】
比較例の場合、導電性パターン領域と非導電性パターン領域の全光線透過率差は０．７％とパターンの視認し難い導電性基板が得られたが、位置合わせ用マーカーが導電層を設けるスクリーン印刷工程で読み取れず、位置合わせ欠陥が多発した。また、銀インキの乾燥工程での高温により、成膜後２００Ω／□だったＩＴＯ膜のシート抵抗の値が８００Ω／□へ増大したことが確認された。
【符号の説明】
【００７１】
１…透明基板
１’…他の透明基板
２…導電層
３…透明導電膜
３ａ…導電性パターン領域
３ｂ…非導電性パターン領域
４…導電性基板
４’…他の導電性基板
５…光学調整層
６…ハードコート層
７ａ、７ｂ…レジスト
７ｃ…感光したレジスト
８…粘着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力デバイスとして取り付けられるタッチパネルに用いられる導電性基板及び導電性基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器のディスプレイ上に入力デバイスとして、透明なタッチパネルが取り付けられている。タッチパネルの方式としては、抵抗膜式、静電容量式等が挙げられる。特に、静電容量式はマルチタッチが可能であり、モバイル機器などの用途に多く採用されている。
【０００３】
静電容量式のタッチパネルは、基板の表面及び裏面にそれぞれＸ座標及びＹ座標のパターンを形成した透明導電膜が金属配線パターンを介して回路に接続され、表面の透明導電膜と裏面の透明導電膜との間の電圧変化を検知できるような構造となっている。透明導電膜のパターンの形成方法としては、特許文献１から３のようにフォトリソグラフィによる方法がある。他の方法としては、特許文献４のように、導電膜形成用組成物として、光に反応する官能基或いは部位を有するインジウム化合物及び同様な官能基或いは部位を有する錫化合物を用い、パターン露光を行う方法や、特許文献５のように、レーザー光によるパターン形成を行う方法などがある。また、金属配線パターンは、特許文献１のように、透明導電膜のパターンと同時に形成される場合や、特許文献５又は６のように、ＡｇインクやＡｌなどの金属膜を用いて透明導電膜上に印刷等で形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１９７９１１号公報
【特許文献２】特開平２−１０９２０５号公報
【特許文献３】特開平２−３０９５１０号公報
【特許文献４】特開平９−１４２８８４号公報
【特許文献５】特開２００８−１４０１３０号公報
【特許文献６】特開２００８−３３７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１から３のようなフォトリソグラフィによる方法により、透明導電膜のパターンを形成した後に、特許文献５又は６のような金属配線のパターンを印刷するとき、透明導電膜のパターンがパターン形状を目立たなくさせるために微細な構成をとる場合、透明導電膜のパターン上に金属配線パターンを合わせこむための位置決め用マーカーが読み取れず、透明導電膜のパターンと金属配線パターンがずれてしまう問題がある。一方、特許文献１には、金属配線パターンを透明導電膜のパターンと同時に形成することが記載されているが、金属配線パターンに透明導電膜に用いるＩＴＯが含まれており、希少資源であるインジウムを多く使用しなければならない点で問題となる。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、その目的は、製造工程を見直し、透明導電膜のパターン形状が目立たない導電性基板においても、透明導電膜パターン形状と金属配線パターンの位置精度が高い導電性基板およびその製造方法並びにタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層とを前記透明基板側からこの順序で備えることを特徴とする導電性基板である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記導電性基板の少なくとも片面の何れかの層の間又は最表面にハードコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性基板である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、粘着層を介して、他の透明基板又は他の導電性基板に貼合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性基板である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記導電層のシート抵抗の値が１Ω／□以下であり、前記透明導電膜のシート抵抗の値が１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性基板である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の導電性基板を用いたタッチパネルである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層を形成する工程と、前記導電層の表面に透明導電膜を形成する工程と、パターン形成方法により、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に１又は２層以上の光学調整層を形成する工程と、をこの順に備えることを特徴とする導電性基板の製造方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、さらに、ハードコート層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の導電性基板の製造方法である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、全ての工程をロールトゥロール方式により行うことを特徴とする請求項６または７に記載の導電性基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、透明導電膜のパターン形状が目立たない導電性基板においても、透明導電膜と金属配線の位置合わせが容易な導電性基板およびその製造方法並びにタッチパネルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の参考例である導電性基板の断面例１の説明図である。
【図２】本発明の参考例である導電性基板の断面例２の説明図である。
【図３】本発明の導電性基板の断面例３の説明図である。
【図４】本発明の参考例である導電性基板の断面例４の説明図である。
【図５】本発明の参考例である導電性基板の断面例５の説明図である。
【図６】本発明の導電性基板の断面例６の説明図である。
【図７】本発明の導電性基板の断面例７の説明図である。
【図８】本発明の導電性基板の断面例８の説明図である。
【図９】本発明の導電性基板の断面例９の説明図である。
【図１０】本発明の導電性基板の断面例１０の説明図である。
【図１１】透明導電膜のパターン例（Ｘ座標）の説明図である。
【図１２】透明導電膜のパターン例（Ｙ座標）の説明図である。
【図１３】透明導電膜のパターン例のＸ座標とＹ座標との位置関係の説明図である。
【図１４】本発明の導電性基板のパターン形成工程例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いながら説明する。なお、本発明は、以下に記載する実施の形態に限定されうるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれるものである。
【００１８】
図１は、本発明の参考例である導電性基板の断面例１の説明図である。導電性基板４は、透明基板１の片面に設けられた導電層２と、パターンを有しない透明導電膜３とから構成される。透明導電膜３はパターンを有しないため、図１の導電性基板４は、抵抗膜式タッチパネルの導電性基板として用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の参考例である導電性基板の断面例２の説明図である。導電性基板４は、透明基板１の片面に設けられた導電層２と、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３とから構成される。透明導電膜３はパターンを有するため、図２の導電性基板４は、静電容量式タッチパネルの導電性基板として用いることができる。ここで、導電性パターン領域とは、透明導電層のうち、導電性を有する部分のことをいい、非導電性パターン領域とは、透明導電層のうち、導電性を有する部分を除いた導電性を有しない部分のことをいう。
【００２０】
本発明の参考例である静電容量式タッチパネルの導電性基板としては、図２の他に、図４、５の導電性基板が挙げられる。図３及び４は、それぞれ本発明の導電性基板の断面例３及び本発明の参考例である導電性基板の断面例４の説明図である。図３のように、図２に示した透明導電膜３上に光学調整層５を設けてもよい。また、図４のように、構成によっては、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａのみに光学調整層５を設けてもよい。
【００２１】
図５及び６は、それぞれ本発明の参考例である導電性基板の断面例５及び本発明の導電性基板の断面例６の説明図である。図５のように、図２に示した導電性基板４の少なくとも一方の面にハードコート層６を形成することにより、表面硬度が高くなり、傷のつきにくい基板となる。ここでは、導電層２を形成した側と反対の面に、ハードコート層６を形成する例を示したが、導電層２と透明基板１との間、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３の表面、又は、図６のように光学調整層５の表面など適宜選択できる。
【００２２】
図７から９は、それぞれ本発明の導電性積層体の断面例７から９の説明図である。図５で示した導電性基板４のハードコート層６側に粘着層８を介し、他の透明基板１’を貼合している。ここで、貼合する他の透明基板１’は、図２に示した導電性基板４と同じ構成の他の導電性基板４’を構成していてもよい。具体的には、図８のように、他の透明基板１’の片面に、導電層２と、導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３とを設けた他の導電性基板４’を用い、他の導電性基板４’の透明導電膜３の表面と、導電性基板４のハードコート層６とを粘着層８を介して貼合する。また、図９のように、他の導電性基板４’の他の透明基板１’と、導電性基板４の透明基板１とを粘着層８を介して貼合してもよい。図８又は９の場合、導電性基板４の透明導電膜３のパターンと、他の導電性基板４’の透明導電膜３のパターンとは、後述するように互いに直交するパターンであることが好ましい。
【００２３】
図１０は、本発明の導電性積層体の断面例１０の説明図である。図３で示した導電性基板４の透明基板１の透明導電膜３を設けた面の反対の面に、透明導電膜３のパターンと直交する透明導電膜のパターンを設けてもよい。この反対の面の場合も、透明基板１、導電層２及び導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成した透明導電膜３の順に構成されることが好ましい。
【００２４】
次に本発明の導電性基板４の構成部分について詳細に説明する。なお、他の導電性基板４’については、導電性基板４と同等のものとして扱う。
【００２５】
本発明で用いる透明基板１の形状は、板状、フィルム状などが挙げられる。透明基板１の材料としては、ガラスの他、高分子樹脂が用いられる。高分子樹脂としては成膜工程および後工程において十分な強度があり、表面の平滑性が良好であれば、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン、ポリイミド等が挙げられる。その厚さは部材の薄型化と基板の可撓性とを考慮し、１０μｍ以上２００μｍ以下程度のものが用いられる。
【００２６】
透明基板１の含有される材料としては、上記材料の他に、基材の表面に周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などが使用されてもよい。薄膜との密着性を改善するため、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理などを施してもよい。
【００２７】
なお、他の透明基板１’についても透明基板１と同等のものとして扱う。
【００２８】
本発明で用いる導電層２は、電圧変化を検知できる回路に接続されている金属配線パターンであり、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａと接するように形成される。透明導電膜３の導電性パターン領域３ａは透明であり、かつ、精度よく位置情報を読み取るために微細なパターンであることが多いため、導電層２は、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａと正確に位置合わせを行い形成することが必要である。
【００２９】
導電層２のとしては、金属膜をフォトリソグラフィやレーザー等による方法でパターニングしたもの、銀インキ、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、導電性樹脂などをスクリーン印刷やインクジェット印刷によりパターン形成したものなどが挙げられるが、およそ１００μｍ以下の細線が形成でき、細線化しても十分な導電性が得られる材料、形成技術であれば、いかなる方法を用いてもかまわない。また、金属膜、銀インキ、ＣＮＴ又は導電性樹脂などのパターンには、その他の材料を組み合わせて導電層２を形成してもよい。
【００３０】
導電層２は、透明基板１側から、導電層２、透明導電膜３の順に設けることが好ましい。導電層２を設けた後に透明導電膜３を設けることにより、導電層２と透明導電層３との位置合わせが容易に行うことができる。逆に、透明基板１側から、透明導電膜３、導電層２の順に設けた場合、透明導電膜３のパターンが透明でかつ微細な構成であるため、導電層３を透明導電膜３のパターンの位置に精度よく合わせ込むことが困難であり、好ましくない。
【００３１】
また、導電層２とは別に、位置合わせ用のマーカーを形成しておくことにより、透明導電膜パターンとの位置調整がさらに容易となる。材料によっては、乾燥や硬化のために熱や紫外線を適宜用いる。
【００３２】
導電層２のシート抵抗については、１Ω／□以下の導電性があることが好ましい。この範囲にすることにより、細線化しても十分な導電性が得られる。なお、シート抵抗は、四端針法により測定するか、あるいはパターン形状とその抵抗値から算出することができる。。
【００３３】
本発明で用いるハードコート層６は、導電性基板４に機械的強度を持たせるために設けられる。用いられる樹脂としては、特に限定はしないが、透明性と適度な硬度と機械的強度を持つ樹脂が好ましい。具体的には３次元架橋の期待できる３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマー又は架橋性オリゴマーのような光硬化性樹脂が好ましい。
【００３４】
３官能以上のアクリレートモノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステルアクリレート等が好ましい。特に好ましいのは、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリアクリレートおよびポリエステルアクリレートである。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用しても構わない。また、これら３官能以上のアクリレートの他にエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレート等のいわゆるアクリル系樹脂を併用することが可能である。
【００３５】
架橋性オリゴマーとしては、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、シリコーン（メタ）アクリレート等のアクリルオリゴマーが好ましい。具体的にはポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ポリウレタンのジアクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート等がある。
【００３６】
ハードコート層６は、その他粒子、光重合開始剤等の添加剤を含有してもよい。
【００３７】
添加する粒子としては、有機又は無機の粒子が挙げられるが、透明性を考慮すれば、有機粒子を用いることが好ましい。有機粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂及びフッ素樹脂などからなる粒子が挙げられる。
【００３８】
粒子の平均粒径は、ハードコート層６の厚みによって異なるが、ヘイズ等の外観上の理由により、下限として２μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、上限としては３０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下のものを使用する。また、粒子の含有量も同様の理由で、樹脂に対し、０．５重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
【００３９】
光重合開始剤を添加する場合、ラジカル発生型の光重合開始剤として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類、アセトフェノン、２、２、−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、などのアセトフェノン類、メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類、チオキサントン、２、４−ジエチルチオキサントン、２、４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類、ベンゾフェノン、４、４−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などがある。これらは単独または２種以上の混合物として使用でき、さらにはトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどの第３級アミン、２−ジメチルアミノエチル安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸誘導体等の光開始助剤などと組み合わせて使用することができる。
【００４０】
上記光重合開始剤の添加量は、主成分の樹脂に対して０．１重量％以上５重量％以下であり好ましくは０．５重量％以上３重量％以下である。下限値未満ではハードコート層の硬化が不十分となり好ましくない。また、上限値を超える場合は、ハードコート層の黄変を生じたり、耐候性が低下したりするため好ましくない。光硬化型樹脂を硬化させるのに用いる光は紫外線、電子線、あるいはガンマ線などであり、電子線あるいはガンマ線の場合、必ずしも光重合開始剤や光開始助剤を含有する必要はない。これらの線源としては高圧水銀灯、キセノンランプ、金属ハライドランプや加速電子などが使用できる。
【００４１】
また、ハードコート層６の厚みは、特に限定されないが、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましい。また、透明基板層１１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましく、１．４５以上１．７５以下程度が好ましい。
【００４２】
ハードコート層６の形成方法は、主成分である樹脂と紫外線を吸収する材料を溶剤に溶解させ、ダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター、マイクログラビアコーター等の公知の塗布方法で形成する。
【００４３】
溶剤については、上記の主成分の樹脂を溶解するものであれば特に限定しない。具体的には、溶剤として、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、等が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
光学調整層５として、透明導電膜３に形成されたパターンを目立たなくする機能を有し、視認性を向上させるための層である。無機化合物を用いる場合、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などの材料が使用可能である。上記無機化合物からなる薄膜は、その材料により屈折率が異なり、その屈折率の異なる薄膜を特定の膜厚で形成することにより、光学特性を調整することが可能となる。なお、光学機能層の層数としては、目的とする光学特性に応じて、複数層あってもよい。
【００４５】
屈折率の低い材料としては、酸化マグネシウム（１．６）、二酸化珪素（１．５）、フッ化マグネシウム（１．４）、フッ化カルシウム（１．３〜１．４）、フッ化セリウム（１．６）、フッ化アルミニウム（１．３）などが挙げられる。また、屈折率の高い材料としては、酸化チタン（２．４）、酸化ジルコニウム（２．４）、硫化亜鉛（２．３）、酸化タンタル（２．１）、酸化亜鉛（２．１）、酸化インジウム（２．０）、酸化ニオブ（２．３）、酸化タンタル（２．２）が挙げられる。但し、上記括弧内の数値は屈折率を表す。
【００４６】
一方、光学調整層５として、ハードコート層６と同様な樹脂を用いてもよい。この場合、酸化ジルコニウムや酸化チタン等の高屈折率無機微粒子を樹脂に分散させて、樹脂の屈折率を高めることができる。
【００４７】
透明導電膜３は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのいずれか、または、それらの２種類もしくは３種類の混合酸化物、さらには、その他添加物が加えられた物等が挙げられるが、目的・用途により種々の材料が使用でき、特に限定されるものではない。現在のところ、最も信頼性が高く、多くの実績のある材料は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。
【００４８】
最も一般的な透明導電材料である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を透明導電膜３として用いる場合、酸化インジウムにドープされる酸化スズの含有比はデバイスに求められる仕様に応じて、任意の割合を選択する。例えば、基材がプラスチックフィルムの場合、機械強度を高める目的で薄膜を結晶化させるために用いるスパッタリングターゲット材料は、酸化スズの含有比が１０重量％未満であることが望ましく、薄膜をアモルファス化しフレキシブル性を持たせるためには、酸化スズの含有比は１０重量％以上が望ましい。また、薄膜に低抵抗が求められる場合は、酸化スズの含有比は３重量％から２０重量％の範囲が望ましい。
【００４９】
透明導電膜３のシート抵抗については、１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下の導電性があることが好ましい。この範囲にすることにより、耐久性及び透過性に優れ、接触位置を精度よく検知することができる。なお、シート抵抗については、導電層２と同様に、四端針法により測定するか、あるいはパターン形状とその抵抗値から算出することができる。
【００５０】
光学調整層５に無機化合物を用いる場合、および透明導電膜３の製造方法としては、膜厚の制御が可能であればいかなる成膜方法でも良く、なかでも薄膜の生成には乾式法が優れている。これには真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相析出法やＣＶＤ法のような化学的気相析出法を用いることができる。特に大面積に均一な膜質の薄膜を形成するために、プロセスが安定し、薄膜が緻密化するスパッタリング法が望ましい。
【００５１】
透明導電膜３には、図１１又は図１２のようなパターンを施す。図１１又は図１２のように、形成されるパターンは、黒色で表した導電性パターン領域３ａと、白色で表した非導電性パターン領域３ｂとからなる。導電性パターン領域３ａは、導電層２と接しており、電圧変化を検知できる回路に接続されている。人の指等が検出電極である導電性パターン領域３ａに接近すると、全体の静電容量が変化することから回路の電圧が変動し、接触位置の判定ができる。図１１又は図１２のパターンを貼り合せ、図１３のように互いに直交するように組み合わせ、電圧変化検知回路と接続することにより、２次元の位置情報が得られる。
【００５２】
また、透明導電膜３は、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂとの全光線透過率の差が１％以下であることが好ましい、この範囲である場合、導電性基板の両面に異なるパターンを形成しても、パターン形状が目立たなくなり、視認性が向上する。さらに、導電性パターン領域と非導電性パターン領域との透過色相ｂ＊差が１．５以下であることが好ましい。この範囲である場合、パターン形状がさらに目立たなくなり、視認性がより向上する。
【００５３】
透明導電膜３のパターン形状は、図１１又は図１２のようなダイヤモンド型パターンのほかに、メッシュ型パターン等があり、２次元の位置情報を正確に読み取るためには、可能な限り微細なパターンを形成し、かつ、２枚のパターンについて正確に位置合わせを行うことが必要である。
【００５４】
透明導電膜３のパターン形成方法としては、透明導電膜３上にレジストを塗布し、パターンを露光・現像により形成した後に透明導電膜を化学的に溶解させるフォトリソグラフィによる方法、真空中で化学反応により気化させる方法、レーザーにより透明導電膜を昇華させる方法、などが挙げられる。パターン形成方法は、パターンの形状、精度等により適宜選択できるが、パターン精度、細線化を考慮し、フォトリソグラフィによる方法が好ましい。
【００５５】
本発明の導電性基板４のパターン形成工程を、図５に示す導電性基板４を例に、図１４に示す。まず、透明基板１を用意し（工程（ａ））、一方の面にハードコート層６を形成する（工程（ｂ））。透明基板１のハードコート層６とは反対の面に、所定の位置に導電層２を形成する（工程（ｃ））。さらに透明導電膜３を成膜する（工程（ｄ））。次に、導電層２および透明導電膜３の表面にレジスト７ａを塗布し（工程（ｅ））、透明導電膜３にパターンを形成するための光源、図１１あるいは図１２に代表されるパターンマスク、レジスト７ａを塗布した透明基板を順に配置し、光源の光により露光し、レジスト７ｂおよび７ｃの領域を作る（工程（ｆ））。なお、７ｃは、光により感光したレジストである。次いで、感光していないレジスト７ｂを現像液により除去し（工程（ｇ））、透明導電膜３の露出部分をエッチングする（工程（ｈ））。最後に感光したレジスト７ｃを剥離して導電性基板４を得る（工程（ｉ））。
【００５６】
本発明の導電性基板４の製造方法は、導電層２を形成する工程（ｃ）と透明導電膜３を成膜する工程（ｄ）とをこの順に備えることが好ましい。先に導電層２を形成し、ついで透明導電膜３を成膜してパターンを形成することにより、導電層２の位置を基準に透明導電膜３のパターンを形成することができるため、容易に位置合わせを行うことができる。逆に、透明導電膜３を成膜してパターンを形成した後に導電層２を形成した場合、透明であり、かつ微細な形状の透明導電膜３のパターンの位置に合わせて導電層２を形成しなければならず、容易に位置合わせを行うことができない。また、透明導電膜３を成膜してパターンを形成した後に導電層２を形成した場合、導電層２を形成する銀インキを高温で乾燥させるため、先に成膜した透明導電膜３のシート抵抗の値が増大してしまい、精度よく接触位置を検知することができなくなる。
【００５７】
導電層２を形成する工程（ｃ）では、導電層２を形成すると同時に、位置合わせ用のマーカーを形成しておくことがより好ましい。これにより、その後透明導電膜３のパターンを形成する際に位置合わせ用のマーカーを目印にパターンを形成することができる。
【００５８】
図１４は、ネガ型のレジストを用いてパターンを形成する方法の各工程を示した図であるが、ポジ型のレジストを用いてパターンを形成してもよい。
【００５９】
他の図に示した本発明の導電性基板４も同様に、上記各工程により、透明導電膜３の導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを形成することができる。
【００６０】
本発明の導電性基板４の製造方法は、図１４に示した工程により得られた導電性基板４の透明基板１に他の透明基板１’を貼合する工程を含んでいてもよい。また、他の工程により得られた導電性基板４’を用い、他の導電性基板４’の透明導電膜３の表面と、導電性基板４のハードコート層６とを粘着層８を介して貼合する工程を含んでいてもよい。
【００６１】
本発明の導電性基板４の製造方法は、導電層２を形成する工程、透明導電膜３を形成する工程又は導電性パターン領域３ａ及び非導電性パターン領域３ｂを有する透明導電膜３を形成する工程、光学調整層５を形成する工程並びにハードコート層６を形成する工程をそれぞれロールトゥロール方式により行うことが好ましい。これにより、導電性基板４を効率よく大量に生産することができる。特に、各工程を連続してロールトゥロール方式により行うことがより好ましい。
【実施例】
【００６２】
次に参考例及び比較例について説明する。
【００６３】
＜参考例１＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、下記組成の樹脂層形成用塗液をマイクログラビアコーターで塗布し、６０℃で１分間乾燥させ、紫外線により硬化させることで、ハードコート層を形成した。
【００６４】
［樹脂層形成用塗液の組成］
樹脂 ： 紫光 ＵＶ−７６０５Ｂ（日本合成化学社製） １００重量部
開始剤 ： イルガキュア１８４（チバ・ジャパン社製） ４重量部
溶剤 ： 酢酸メチル １００重量部
【００６５】
透明基板のハードコート層とは反対面に、銀インキを用いてスクリーン印刷機により導電層および位置合わせ用マーカーを形成し、１５０℃３０分間乾燥させた。次に、導電層上にスパッタリング法により、透明導電膜としてＩＴＯ膜を２５ｎｍ成膜した後、銀インキの位置合わせ用マーカーを基準に、フォトリソグラフィ法により透明導電膜のパターンを形成した。
【００６６】
参考例１の場合、ハードコートを塗工したことにより、傷の少ない透明導電膜が形成できた。また、位置合わせが容易であったことから、パターンずれによる欠陥が無かった。ＩＴＯ膜のシート抵抗の値は２００Ω／□で安定していた。
【００６７】
＜参考例２＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、参考例１と同様のハードコート層を形成し、透明基板のハードコート層とは反対面に、参考例１と同様の導電層および位置合わせ用マーカーを形成した。次に、参考例１と同様のＩＴＯ膜を２５ｎｍ成膜後、光学調整層として、ＳｉＯ２を７０ｎｍ成膜した後、銀インキの位置合わせ用マーカーを基準に、フォトリソグラフィ法によりＳｉＯ２およびＩＴＯを同じパターンでエッチングし、導電性基板を得た。
【００６８】
参考例２の場合、ハードコートを塗工したことにより、傷の少ない透明導電膜が形成できた。また、位置合わせが容易であったことから、パターンずれによる欠陥が無かった。ＩＴＯ膜のシート抵抗の値は２００Ω／□で安定しており、光学特性に関しても導電性パターン領域と非導電性パターン領域の全光線透過率差は０．３％で、パターンの視認し難い導電性基板が得られた。
【００６９】
＜比較例＞
透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、厚み：１００μｍ）を用い、一方の面に、参考例１と同様のハードコート層を形成し、透明基板のハードコート層とは反対面に、スパッタリング法により光学調整層としてＴｉＯ２を１０ｎｍ、ＳｉＯ２を５６ｎｍ、透明導電膜としてＩＴＯ膜を２５ｎｍそれぞれ成膜した。次に、フォトリソグラフィ法により、ＩＴＯ膜に導電性パターン領域、非導電性パターン領域および位置合わせ用マーカーを形成し、最後に銀インクを用いてスクリーン印刷機により導電層を形成し、１５０℃３０分間乾燥させ、導電性基板を得た。
【００７０】
比較例の場合、導電性パターン領域と非導電性パターン領域の全光線透過率差は０．７％とパターンの視認し難い導電性基板が得られたが、位置合わせ用マーカーが導電層を設けるスクリーン印刷工程で読み取れず、位置合わせ欠陥が多発した。また、銀インキの乾燥工程での高温により、成膜後２００Ω／□だったＩＴＯ膜のシート抵抗の値が８００Ω／□へ増大したことが確認された。
【符号の説明】
【００７１】
１…透明基板
１’…他の透明基板
２…導電層
３…透明導電膜
３ａ…導電性パターン領域
３ｂ…非導電性パターン領域
４…導電性基板
４’…他の導電性基板
５…光学調整層
６…ハードコート層
７ａ、７ｂ…レジスト
７ｃ…感光したレジスト
８…粘着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層とを前記透明基板側からこの順序で備えることを特徴とする導電性基板。
【請求項２】
前記導電性基板の少なくとも片面の何れかの層の間又は最表面にハードコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性基板。
【請求項３】
粘着層を介して、他の透明基板又は他の導電性基板に貼合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性基板。
【請求項４】
前記導電層のシート抵抗の値が１Ω／□以下であり、前記透明導電膜のシート抵抗の値が１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の導電性基板を用いたタッチパネル。
【請求項６】
透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層を形成する工程と、
前記導電層の表面に透明導電膜を形成する工程と、
パターン形成方法により、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に１又は２層以上の光学調整層を形成する工程と、
をこの順に備えることを特徴とする導電性基板の製造方法。
【請求項７】
さらに、ハードコート層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項８】
全ての工程をロールトゥロール方式により行うことを特徴とする請求項６または７に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項１】
透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層と、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜と、前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に形成された１又は２層以上の光学調整層とを前記透明基板側からこの順序で備えることを特徴とする導電性基板。
【請求項２】
前記導電性基板の少なくとも片面の何れかの層の間又は最表面にハードコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性基板。
【請求項３】
粘着層を介して、他の透明基板又は他の導電性基板に貼合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性基板。
【請求項４】
前記導電層のシート抵抗の値が１Ω／□以下であり、前記透明導電膜のシート抵抗の値が１００Ω／□以上７００ｋΩ／□以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の導電性基板を用いたタッチパネル。
【請求項６】
透明基板の少なくとも片面に、電圧変化を検知できる回路に接続される金属配線パターンである導電層を形成する工程と、
前記導電層の表面に透明導電膜を形成する工程と、
パターン形成方法により、導電性パターン領域及び非導電性パターン領域を有する透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜の導電性パターン領域の表面および非導電性パターン領域に１又は２層以上の光学調整層を形成する工程と、
をこの順に備えることを特徴とする導電性基板の製造方法。
【請求項７】
さらに、ハードコート層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項８】
全ての工程をロールトゥロール方式により行うことを特徴とする請求項６または７に記載の導電性基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−２５３５４６（Ｐ２０１１−２５３５４６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８９５１（Ｐ２０１１−１４８９５１）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【分割の表示】特願２０１１−５０１８３５（Ｐ２０１１−５０１８３５）の分割
【原出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【分割の表示】特願２０１１−５０１８３５（Ｐ２０１１−５０１８３５）の分割
【原出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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