JPWO2016151900A1 - 透明導電フィルム、透明導電フィルムの製造方法およびタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
また、この発明は、透明導電フィルムを用いたタッチパネルにも関している。
このタッチパネルでは、第1電極の銅配線と第2電極の銅配線の双方に対し、タッチパネルを表示装置等に設置した際に視認側となる銅配線の端部に黒色の酸化銅被膜からなる黒化層を形成することによって、鏡面反射を低減してコントラストの向上を図っている。例えば、透明絶縁基板の表面上に形成された第1電極が視認側に配置されるものとした場合、第1電極の銅配線の透明絶縁基板とは反対側の端部および第2電極の銅配線の透明絶縁基板側の端部にそれぞれ黒化層が形成される。
このような銅配線は、透明絶縁基板上に銅箔を形成し、レジストを使用したフォトリソグラフィ法により銅箔をパターニングすることによって得ることができる。この場合、線幅1〜5μm程度の高精度のパターニングを実施するためには、レジストを銅箔に高い密着力で密着させてウエットエッチングを行う必要がある。その場合、図9に示されるように、透明絶縁基板1側の線幅W2が透明絶縁基板1とは反対側の線幅W1よりも小さくなる、逆テーパ状の断面形状を有した銅配線2および3が形成される。なお、銅配線2および3の視認側の端部には、それぞれ黒化層4が形成されている。
銅配線2および3の視認側の端部のように、黒化層4を形成すれば、反射を低減させることができるが、製法上、銅配線3の側面3Cに黒化層4を形成することは困難である。
また、この発明は、このような透明導電フィルムを得ることができる透明導電フィルムの製造方法を提供することも目的としている。
さらに、この発明は、このような透明導電フィルムを用いたタッチパネルを提供することも目的としている。
また、線幅W1A、W1B、W2AおよびW2Bが、W2A−W2B<W1A−W1Bの関係を満たすことが好ましい。この場合、第2金属細線の厚さH2が第1金属細線の厚さH1より大きいことがさらに好ましい。
好ましくは、線幅W1Aが1.5μm以上で且つ5μm以下であり、第1金属細線の厚さH1および第2金属細線の厚さH2が0.5μm以上で且つ3μm以下である。
また、第1金属細線の第1の前面および第2金属細線の第2の前面が、黒化層であるように構成することもできる。
第1金属細線および第2金属細線は、銅からなることが好ましい。
この発明に係るもう1つの透明導電フィルムの製造方法は、上記の透明導電フィルムを製造する方法であって、透明絶縁基板の第1の面上に第1金属細線を形成し、転写用基板の表面上に第2金属細線を形成し、第2金属細線を転写用基板から透明絶縁基板の第2の面上に転写する方法である。
図1に、この発明の実施の形態1に係るタッチパネル11の構成を示す。このタッチパネル11は、平板形状を有する透明な絶縁性のカバーパネル12を有し、視認側とは反対側のカバーパネル12の表面上に透明導電フィルム13が透明な接着剤14により接合されている。透明導電フィルム13は、透明絶縁基板31の両面上にそれぞれ導電部材32が形成されている。また、図1のように、平坦化または導電部材32を保護する目的で、導電部材32を覆うように透明絶縁基板31の両面上に透明な保護層33が形成されていてもよい。
カバーパネル12の材質としては、強化ガラス、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)等が使用でき、厚さは0.1〜1.5mmが好ましい。
透明絶縁基板31の材質としては、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シクロオレフィンポリマー(COP)、環状オレフィン・コポリマー(COC)等が使用でき、厚さは20〜200μmが好ましい。
同様に、透明絶縁基板31の裏面31B上には、透過領域S1内に、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置され且つ導電部材32により形成された複数の第2電極36が形成され、周辺領域S2に、複数の第2電極36に接続され且つ導電部材32により形成された複数の第2周辺配線37が互いに近接して配列されている。
メッシュパターンの形状としては、図3のような同一のメッシュが繰り返し配置されたパターンが好ましく、メッシュの形状は菱形が特に好ましいが、平行四辺形、正方形、長方形でも良く、他の多角形であっても良い。メッシュの中心間距離(メッシュピッチ)は100〜600μmであることが視認性の観点から好ましい。第1金属細線38からなるメッシュパターンと第2金属細線39からなるメッシュパターンが同一形状であることが好ましい。さらに、図3のように、第1金属細線38からなるメッシュパターンと第2金属細線39からなるメッシュパターンとを、メッシュピッチ半分相当の距離だけずらして配置し、視認側からはメッシュピッチが半分になるメッシュパターンを形成するように配置することが、視認性の観点から好ましい。別の形態としては、メッシュの形状はランダムなパターンであっても良い。
また、互いに隣り合う第1電極34の間、互いに隣り合う第2電極36の間に、それぞれ第1金属細線38、第2金属細線39により形成された電極と絶縁されたダミーメッシュパターンを有していてもよい。ダミーメッシュパターンは、電極を形成するメッシュパターンと同一のメッシュ形状により形成することが好ましい。
一方、透明絶縁基板31の裏面31B上に配置された第2電極36の第2金属細線39は、視認側に向けられた第2の前面39Aと視認側とは反対側に向けられた第2の後面39Bとを有し、第2の後面39Bの線幅W2Bが第2の前面39Aの線幅W2Aよりも小さい、いわゆる順テーパ状の断面形状を有している。
W1B<W1A 且つ W2B<W2A ・・・(1)
の関係を満たしている。
また、第1金属細線38および第2金属細線39は、視認されにくいように、これらの線幅W1A、W1B、W2AおよびW2Bが、いずれも、0.5〜10μmの範囲内に設定されている。
このような構成とすることにより、透明絶縁基板31の裏面31B上に配置された第2金属細線39の側面39Cが見えにくくなり、第1電極34および第2電極36が有する金属光沢の視野角依存性が改善される。
第1金属細線38と第2金属細線39の材料としては、銅、銀、アルミニウム、金、モリブデン等の金属または合金が使用され、膜厚としては、好ましくは、0.1〜5μmである。その中でも、銅が抵抗値、安定性およびコストの観点から好ましい。
図4では、透明絶縁基板31と第1金属細線38および第2金属細線39とが直接接している形状で示しているが、透明絶縁基板31と第1金属細線38および第2金属細線39との間に、密着強化層、下塗層、ハードコート層等の機能層を一層以上形成することもできる。
黒化層40としては、銅を含む酸化物が好ましく、CuO(酸化銅(II))、CuO−Cr2O3、CuO−Fe3O4−Mn2O3、CuO−Fe2O3−Cr2O3等が挙げられる。その他の材料としては、黒色酸化鉄(Fe3O4)、チタンブラック、ニッケル、クロム等が挙げられ、その膜厚は、0.01〜0.4μmであることが好ましい。
このため、予め、透明絶縁基板31の表面31A上に配置される第1金属細線38の第1の前面38Aの線幅W1Aを、透明絶縁基板31の裏面31B上に配置される第2金属細線39の第2の前面39Aの線幅W2Aよりもわずかに大きい値に設定することが好ましい。
0≦W1A−W2A≦0.3×W1A ・・・(2)
の関係を満たすことが望ましい。
特に好ましい範囲は、線幅W1Aが線幅W2Aよりわずかに大きい場合であり、その差が0.02μm以上であることが好ましく、0.02μm≦W1A−W2A≦0.3×W1Aである。
W2A−W2B<W1A−W1B ・・・(3)
の関係を満たすことが望ましい。
逆テーパ状の断面形状を有する第1金属細線38および順テーパ状の断面形状を有する第2金属細線39は、透明絶縁基板31の両面にそれぞれ形成された銅等の金属層にウエットエッチングを施すことにより形成することができるが、上記の式(3)に示される構成を実現するために、第2金属細線39の厚さH2は、第1金属細線38の厚さH1より大きい値を有することが好ましい。これは、厚さが異なる金属を同時にウエットエッチングした場合、厚さが小さい金属の方がオーバーエッチングされる時間が長くなり、逆テーパの形状がきつくなり、上記の条件を満たす形状が作りやすいためである。
黒化層40の形成により、それぞれ視認側に位置する第1金属細線38の第1の前面38Aおよび第2金属細線39の第2の前面39Aにおける鏡面反射が低減され、コントラストが向上する。
例えば、図5(A)に示されるように、透明絶縁基板31の裏面31B上に酸化銅からなる黒化層41を形成した後、透明絶縁基板31の表面31A上および裏面31Bの黒化層41上にそれぞれ銅からなる第1金属層42および第2金属層43を形成し、さらに、透明絶縁基板31の表面31Aの第1金属層42の上に酸化銅からなる黒化層44を形成する。
この際、第1レジスト層45および第2レジスト層46を両面同時露光することが好ましい。両面同時露光することにより、第1金属細線38のパターンと第2金属細線39のパターンとのアライメントを高精度で作製できる。
その後、第1レジスト層45および第2レジスト層46を除去することによって、図4に示したような構造の透明導電フィルム13が得られる。
まず、図5(A)〜(F)に示した方法と同様に、透明絶縁基板31の表面31A上に銅からなる第1金属層を形成した後、第1金属層の上に酸化銅からなる黒化層を形成し、この黒化層上にパターン化されたレジストを形成してウエットエッチングを施すことにより、図6(A)に示されるように、透明絶縁基板31の表面31A上に逆テーパ形状の第1金属細線38を形成する。
上述した実施の形態1のタッチパネル11に用いられた透明導電フィルム13は、第1金属細線38の視認側の第1の前面38Aおよび第2金属細線39の視認側の第2の前面39Aにそれぞれ形成された黒化層40を有しているが、これに限るものではなく、例えば、図7に示されるように、第1金属細線38および第2金属細線39が黒化層40を有していなくてもよい。
また、第1金属細線38の線幅W1Aおよび第2金属細線39のW2Aが、さらに上記の式(2)の関係を満たすことによって、視認性を一層向上させることができ、第1金属細線38の線幅W1AおよびW1Bと第2金属細線39の線幅W2AおよびW2Bが、上記の式(3)の関係を満たせば、さらに、視野角依存性を改善することが可能となる。
実施の形態1および2では、図3に示したように、透明絶縁基板31の表面31A上に配置された第1電極34の第1金属細線38および透明絶縁基板31の裏面31B上に配置された第2電極36の第2金属細線39が、それぞれ、メッシュパターンを有していたが、これに限るものではない。例えば、図8に示されるように、第1電極34をそれぞれ屈曲し且つ互いに並行する複数の第1金属細線58から形成すると共に、第2電極36をそれぞれ屈曲し且つ互いに並行する複数の第2金属細線59から形成し、視認側から見た場合に、複数の第1金属細線58と複数の第2金属細線59が互いに重なって多角形からなる多数のメッシュを形成するように構成することもできる。この場合の隣接する第1金属細線間距離および隣接する第2金属細線間距離は、50〜300μmであることが視認性の観点から好ましい。
このような第1金属細線58および第2金属細線59を使用しても、実施の形態1および2と同様に、視野角依存性が少ない優れた視認性を確保することが可能となる。
なお、図8では、図3と同様に、第1金属細線58と第2金属細線59との区別を分かりやすくするために、第2金属細線59を点線で示しているが、実際は第1金属細線58と同様に接続された線で形成されている。
次のようにして、図2〜4に示される構成の透明導電フィルムを作製した。
まず、透明絶縁基板として、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを準備し、透明絶縁基板の両面にポリエステル樹脂による厚さ5μmの下塗層を形成し、さらにこれらの下塗層の上にゾルゲル法により形成した酸化シリコンによる厚さ100nmの密着強化層を形成した。
パターン化されたレジストを有する積層体に対し、温度40℃の塩化第2鉄水溶液からなるエッチング液を用いてウエットエッチングにて積層体の両面の銅および酸化銅のエッチングを同時に実施した。
その後、積層体の両面からレジストを剥離し、水洗および乾燥を行うことによって、実施例1の透明導電フィルムを作製した。
視認側とは反対側の第2金属細線に対する第2露光マスクの線幅M2を2.5μmおよび2.2μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2および3の透明導電フィルムをそれぞれ作製した。
視認側の第1金属細線に対する第1露光マスクの線幅M1を4.0μm、視認側とは反対側の第2金属細線に対する第2露光マスクの線幅M2を4.0μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例4の透明導電フィルムを作製した。
視認側とは反対側の第2金属細線に対する第2露光マスクの線幅M2を3.5μmおよび3.2μmとした以外は、実施例4と同様の方法により、実施例5および6の透明導電フィルムをそれぞれ作製した。
透明絶縁基板の視認側の銅層の厚さを1.9μm、視認側とは反対側の銅層の厚さを2.9μmに変更し、視認側の第1金属細線に対する第1露光マスクの線幅M1を5.0μm、視認側とは反対側の第2金属細線に対する第2露光マスクの線幅M2を5.0μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例7の透明導電フィルムを作製した。
視認側とは反対側の第2金属細線に対する第2露光マスクの線幅M2を3.5μmおよび3.2μmとした以外は、実施例7と同様の方法により、実施例8および9の透明導電フィルムをそれぞれ作製した。
透明絶縁基板の視認側の銅層の厚さを0.4μm、視認側とは反対側の銅層の厚さを1.4μmに変更した以外は、実施例4と同様の方法により、実施例10の透明導電フィルムを作製した。
透明絶縁基板の視認側の銅層の厚さを0.7μm、視認側とは反対側の銅層の厚さを1.4μmに変更した以外は、実施例4と同様の方法により、実施例11の透明導電フィルムを作製した。
まず、透明絶縁基板として、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを準備し、透明絶縁基板の両面にポリエステル樹脂による厚さ5μmの下塗層を形成し、さらに、視認側の透明絶縁基板の表面に位置する下塗層の上にゾルゲル法により形成した酸化シリコンによる厚さ100nmの密着強化層を形成した。
次に、密着強化層上に厚さ0.9μmの銅層および酸化銅からなる厚さ0.1μmの黒化層を順次スパッタにより形成して、透明絶縁基板の表面に黒化層付きの銅層を形成した。
パターン化されたレジストが配置された黒化層付きの銅層に対し、温度40℃の塩化第2鉄水溶液からなるエッチング液を用いてウエットエッチングを実施した。
その後、レジストを剥離し、水洗および乾燥を行うことによって、透明絶縁基板の表面上に逆テーパ形状の第1金属細線を形成した。
黒化層の上にレジストを塗布し、温度80℃で30分間のプレベークを実施し、レジストに石英製の第2露光マスクを介して紫外線によるパターン露光を行った。露光後に、アルカリ現像を実施し、レジストのパターニングを行った。その後、温度120℃で1時間のポストベークを実施し、レジストの密着力を強化した。
パターン化されたレジストが配置された黒化層付きの銅層に対し、温度40℃の塩化第2鉄水溶液からなるエッチング液を用いてウエットエッチングを実施した。
その後、レジストを剥離し、水洗および乾燥を行うことによって、転写用基板の表面上に逆テーパ形状の第2金属細線を形成した。
透明絶縁基板の視認側とは反対側の銅層の厚さを1μmとし、ポストベークを温度120℃で1時間に変更し、さらに、ハロゲンランプによるアニール処理を実施しなかった以外は、実施例1と同様の方法により、比較例1の透明導電フィルムを作製した。
第1露光マスクの線幅M1および第2露光マスクの線幅M2をそれぞれ4.0μmとした以外は、比較例1と同様の方法により、比較例2の透明導電フィルムを作製した。
透明絶縁基板の視認側の銅層の厚さおよび視認側とは反対側の銅層の厚さをそれぞれ1.9μmに変更した以外は、比較例1と同様の方法により、比較例3の透明導電フィルムを作製した。
また、実施例1〜12および比較例1〜3の透明導電フィルムに対して、それぞれ、視野角の評価およびメッシュ見えの評価を行った。
これらの測定結果および評価結果を以下の表1に示す。
W1B<W1A 且つ W2B<W2Aの関係を満たす実施例1〜12の透明導電フィルムは、視野角の評価結果が全てB以上であり、視野角依存性が少ない優れた視認性を示すことが確認された。
さらに、実施例1、4、7および9の透明導電フィルムは、上述した式(2)すなわち、
0≦W1A−W2A≦0.3×W1Aの関係と、上述した式(3)すなわち、
W2A−W2B<W1A−W1Bの関係を満たしておらず、メッシュ見えの評価結果および視野角の評価結果は共にBとなったが、視認性および金属光沢は問題のないレベルであり、実用的な透明導電フィルムが得られたことが確認された。
0≦W1A−W2A≦0.3×W1Aの関係を満たすように設定され、メッシュ見えの評価結果はAであった。
W2A−W2B<W1A−W1Bの関係を満たすように設定されており、視野角の評価結果およびメッシュ見えの評価結果は共にAであった。視野角依存性もなくメッシュ見えもない優れた視認性を有する透明導電フィルムが得られたことが確認された。
Claims (10)
- 透過領域を有する透明導電フィルムであって、
視認側に向けられる第1の面と視認側とは反対側に向けられる第2の面を有する透明絶縁基板と、
前記透過領域における前記透明絶縁基板の前記第1の面上に配置された第1金属細線からなる第1電極と、
前記第1電極から絶縁され、かつ、前記透過領域における前記第1金属細線に交差するように前記透明絶縁基板の前記第2の面上に配置された第2金属細線からなる第2電極と
を備え、
前記第1金属細線は、視認側に向けられた線幅W1Aの第1の前面と視認側とは反対側に向けられた線幅W1Bの第1の後面とを含み、前記第2金属細線は、視認側に向けられた線幅W2Aの第2の前面と視認側とは反対側に向けられた線幅W2Bの第2の後面とを有し、線幅W1A、W1B、W2AおよびW2Bが、0.5〜10μmの範囲内にあり、
線幅W1Aが線幅W1Bより大きく且つ線幅W2Aが線幅W2Bより大きいことを特徴とする透明導電フィルム。 - 線幅W1AおよびW2Aが、
0≦W1A−W2A≦0.3×W1Aの関係を満たす請求項1に記載の透明導電フィルム。 - 線幅W1A、W1B、W2AおよびW2Bが、
W2A−W2B<W1A−W1Bの関係を満たす請求項1または2に記載の透明導電フィルム。 - 前記第2金属細線の厚さH2が前記第1金属細線の厚さH1より大きい請求項3に記載の透明導電フィルム。
- 線幅W1Aが1.5μm以上で且つ5μm以下であり、前記第1金属細線の厚さH1および前記第2金属細線の厚さH2が0.5μm以上で且つ3μm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
- 前記第1金属細線の前記第1の前面および前記第2金属細線の前記第2の前面が、黒化層である請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
- 前記第1金属細線および前記第2金属細線は、銅からなる請求項1〜6のいずれか一項に記載の透明導電フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の透明導電フィルムを製造する方法であって、
前記透明絶縁基板の前記第1の面上に第1金属層を形成し、かつ、前記透明絶縁基板の前記第2の面上に第2金属層を形成し、
前記第1金属層の表面上にパターン化された第1レジスト層を形成し、かつ、前記第2金属層の表面上にパターン化された第2レジスト層を形成し、
前記第1金属層と前記第1レジスト層の密着力を強化して前記第2金属層と前記第2レジスト層との密着力よりも強くする密着力強化処理を施し、
前記第1金属層および前記第2金属層をそれぞれ、あるいは同時にウエットエッチングすることにより前記第1金属細線および前記第2金属細線を形成することを特徴とする透明導電フィルムの製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の透明導電フィルムを製造する方法であって、
前記透明絶縁基板の前記第1の面上に前記第1金属細線を形成し、
転写用基板の表面上に前記第2金属細線を形成し、
前記第2金属細線を前記転写用基板から前記透明絶縁基板の前記第2の面上に転写することを特徴とする透明導電フィルムの製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の透明導電フィルムを用いたタッチパネル。
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