JP2000311527A - 透光性導電膜の製造方法及び透光性導電膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の微細パターン形状の金属層を有して
高い透光性と導電性を兼ね備えた透光性導電膜を、パタ
ーン加工のための製版を必要とせず、容易かつ安価に製
造することができる透光性導電膜の製造方法、及びこの
製造方法により形成された透光性導電膜を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 表面にインク受容層を有する基板上
に、無電解メッキ触媒を含有するインクをインクジェッ
ト記録方式により噴射して所望形状のパターンを形成
し、その後無電解メッキ法により前記パターン上に導電
性金属を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種表示装置や電
子デバイス等の透光性を必要とする漏洩電磁波遮蔽膜、
事業所や病院等の電磁波遮蔽を目的とした窓材、または
透明面状発熱体等に用いて好適な高い透光性と導電性を
兼ね備えた透光性導電膜の製造方法および透光性導電膜
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＬＣＤ等の各種
表示装置、或いは各種電子デバイスにおいて透光性を必
要とする漏洩電磁波遮蔽膜、又は透明面状発熱体等とし
て用いられる透光性導電膜としては、以下のようなもの
が知られている。

【０００３】 ＡＴＯ、ＩＴＯ等の酸化物半導体膜
や、金、銀、銅、パラジウム等の金属薄膜等の薄膜状透
光性導電膜、 金属箔、金属メッキ膜をエッチング処理によりパタ
ーン化した金属メッシュ状透光性導電膜、 金属被覆した合成樹脂等の繊維をメッシュ状に貼着
した透光性導電膜、 銀等の導電性ペーストをスクリーン印刷法、フォト
リソ法によりパターン化したメッシュ状透光性導電膜、 無電解メッキ触媒を含有する樹脂パターン上に無電
解メッキ法により金属メッキを形成したメッシュ状透光
性導電膜、

【０００４】〔問題点〕しかしながら、前記の薄膜状
透光性導電膜は、膜構造が均一で視認性に優れたものと
なるが、高い可視光線の透過性を保持して得られる表面
抵抗値は、数Ω／□が限界であり、高度な導電性・電磁
波遮蔽性が要求される用途には使用できず、また、これ
らの薄膜を例えばスパッタリング法を用いて製造するた
めには高価な装置が必要であり、コスト高になる。

【０００５】一方、前記〜のメッシュ状透光性導電
膜は１Ω／□以下の低表面抵抗値が容易に得られるた
め、高度な導電性、電磁波遮蔽性を必要とする用途に適
しているが、基本的に可視光線を通さない金属膜の格子
状の膜構造であるため、特に表示装置のフィルターとし
て用いた場合には、モアレ発生による視認性低下が生じ
る。

【０００６】通常、このモアレの発生を抑制する方法と
しては、金属メッシュのバイアス角を変更したり、モア
レが生じにくいパターン形状とすること等が行われる。
しかしながら、これらのメッシュパターンの設計は、各
表示装置ごとに最適化を行う必要があり、モアレが発生
するかどうかについてはその都度、試作評価を繰り返す
必要があった。そのため、フォトリソ工程を用いる方法
では高価なフォトマスクを、スクリーン印刷法を用いる
方法でも高価なスクリーンマスクを多数製版するため、
コスト高になり、また、設計上の大きな制約になってい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における前記問題点に鑑みてなされたものであり、その
解決のため具体的に設定された課題は、所望の微細パタ
ーン形状の金属層を有して高い透光性と導電性を兼ね備
えた透光性導電膜を、パターン加工のための製版を必要
とせず、容易かつ安価に製造することができる透光性導
電膜の製造方法、及びこの製造方法により形成された透
光性導電膜を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を効果的に解
決できる具体的に構成された手段としての、本発明にお
ける請求項１に係る透光性導電膜の製造方法は、表面に
インク受容層を有する基板上に、無電解メッキ触媒を含
有するインクをインクジェット記録方式により噴射して
所望形状のパターンを形成し、その後無電解メッキ法に
より前記パターン上に導電性金属を形成することを特徴
とするものである。

【０００９】そして、請求項２に係る透光性導電膜の製
造方法は、前記インクが黒色顔料、黒色染料のうちの少
なくとも１種を含有することを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に係る透光性導電膜は、請
求項１記載の透光性導電膜の製造方法により形成された
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く
理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定
のないかぎり、発明内容を限定するものではない。

【００１２】この実施の形態における透光性導電膜の製
造方法は、表面にインク受容層を有する基板上に無電解
メッキ触媒を含有するインク（以下、単にインクとい
う）をインクジェット記録方式により噴射して所望形状
のパターンを形成し、その後無電解メッキ法により前記
パターン上に導電性金属を形成するものであり、より具
体的には、「インク受容層を有する透明基体の作製工
程」、「インクの調製工程」、「コンピューター上での
パターン形状の設計工程」、「インクジェット記録方式
によるパターニング工程」、及び「無電解メッキ処理工
程」を少なくとも含むものである。以下、各工程毎に詳
説する。

【００１３】「インク受容層を有する透明基体の作製工
程」インク受容層は、ガラスやプラスチック等のインク
が浸透しない透明基体に対して、インクが浸透しないこ
とにより生ずる液滴の広がりによるパターニング時の解
像度の劣化の抑制、インク中に含まれる無電解メッキ触
媒の不均一な凝集の抑制、及び無電解メッキ処理時にイ
ンク成分が容易に無電解メッキ液中に逸散しないように
するために設けられる吸液性の塗工層である。

【００１４】インク受容層は、基本的にインクを良く浸
透し、インクが元の液滴の形と大きさを良く保ったドッ
トを形成するものであれば特に限定されるものではない
が、一般的にインクが水性液体であれば、少量のポリビ
ニルアルコールやポリビニルピロリドンのような水溶性
高分子をバインダーとして、シリカゲル、炭酸カルシウ
ム、アルミナゾル等の親水性無機微粒子を顔料として含
むものが、微細な多孔構造を有する塗工層とすることが
できるので好ましい。

【００１５】顔料を用いる場合は、インク受容層の透明
性を損なわないために、顔料粒子の一次粒子径を 100ｎ
ｍ以下にすることが望ましく、好ましくは 50 ｎｍ以下
にする。インク受容層の厚さは、吐出されるインク液滴
の大きさ及びパターン形状から、インクを十分浸透でき
る範囲で適宜決められるが、あまり厚くするとインク受
容層の透明性が損なわれるため、 20 μｍ以下にするこ
とが望ましく、好ましくは 10 μｍ以下にする。インク
受容層の形成方法としては、顔料、バインダー、溶剤等
からなる溶液を、バーコーター、ロールコーター、グラ
ビアコーター等の一般に用いられる塗工方式で塗工した
後、溶剤を乾燥させて形成することができる。

【００１６】透明基体は、透明性を有する基材で有れば
特に限定されるものではなく、例えば、ソーダ石灰ガラ
ス、石英ガラス等の無機ガラス質、ポリエチレンテレフ
タレート、ＴＡＣ、メタクリル樹脂、ポリカーボネート
等の有機高分子のフィルム、シート等を例示することが
できる。

【００１７】「インクの調製工程」インク中に含まれる
無電解メッキ触媒は、無電解メッキ処理により析出させ
ようとする金属に対して触媒作用を有する物質で有れば
特に限定されるものではなく、析出させる金属より貴な
酸化還元電位を有するコロイド状の金属微粒子を用いる
ことができる。一般に導電性を有する金属として汎用さ
れている銅、ニッケル、銀、パラジウム、金、或いはそ
れらの合金をメッキしようとする場合には、パラジウム
の超微粒子が好適に用いられる。

【００１８】用いるコロイド状の金属微粒子は、その金
属の塩化物、硝酸塩等の水溶液を、ドデシル硫酸ナトリ
ウム、クエン酸ナトリウム等の適当な分散剤或いは錯化
剤の存在下に、硫酸第一鉄、ヒドラジン、水素化硼素ナ
トリウム等の還元剤を作用させることにより、コロイド
状金属が分散した分散液として容易に得ることができ
る。

【００１９】得られたコロイド状の金属の分散液は、多
量の無機塩を不純物として含むため、インクの安定性を
向上するためには脱塩を行うことが望ましい。また必要
に応じてポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン
等の水溶性高分子、或いは適当な分散剤を添加して分散
安定化を図ることが望ましい。

【００２０】調製されるインクは、無電解メッキ触媒と
なるコロイド状金属の分散液に、乾燥防止剤、浸透剤、
ｐＨ調整剤、防腐剤、バインダー樹脂、消泡剤、脱酸素
剤等を適宜添加して、インクジェット記録に適したイン
ク組成に調製する。調製されたインク中のコロイド状金
属微粒子の含有量は、0.0001〜1 重量％、好ましくは
0.0001 〜0.1 重量％とする。含有量が0.0001重量％未
満では無電解メッキ時の金属の析出が十分でなく、1 重
量％超ではコロイド状金属微粒子の分散安定性が不安定
になり、ノズル詰まりを起こしやすく、またコスト高と
なるため実用的でない。

【００２１】調製されたインクは黒色顔料、黒色染料の
うちの少なくとも１種を含有することが好ましい。その
理由は、金属パターンが形成されるインク受容層を予め
黒色化しておくことにより、インク受容層と無電解メッ
キ処理により析出する金属層の界面での金属光沢を低減
し、透明基体を介して金属メッキパターンの裏面側から
見た場合の反射率を低下させ、透視性を損なわないよう
にするためである。

【００２２】黒色顔料としては、カーボンブラックを例
示でき、黒色染料としてはジスアゾ系、チオフェンジス
アゾ系、トリスアゾ系、シアヌル系染料等を例示するこ
とができる。また、黒色顔料、黒色染料のインク中での
含有量は、 0.005〜5 重量％であることが好ましい。そ
の理由は、0.005 重量％未満ではインク受容層の黒色化
が十分でなく、5 ％超では、含有量を増やしても黒色化
度は変化せず、有効でないからである。

【００２３】「コンピュータ上でのパターン形状の設計
工程」所望するパターン形状の設計は、設計したパター
ンをインクジェット記録方式のプリンターにより直接描
画可能な、市販のＣＡＤソフト等を用いてコンピュータ
ー上で行う。設計されるパターン形状は、そのパターン
上に形成される金属層が導電性を有するように、連続性
のある直線、曲線、幾何学図形の集合体であれば、特に
制限されるものではないが、通常は、格子状パターンが
好適に用いられる。格子状パターンの場合には、パター
ン線幅とピッチを調節することにより、所望の透過性を
有する金属パターンを得ることができる。

【００２４】「インクジェット記録方式によるパターニ
ング工程」パターニング工程では、インクジェット記録
方式の描画装置を用いて、インク受容層を有する透明基
体上に、インク調製工程で所定のインク組成に調製され
たインクをコンピューター上で設計したパターンに吐出
させることにより、インク受容層表面、或いはインク受
容層内部にインク成分が浸透し、液状成分が乾燥、蒸発
して、インク受容層に無電解メッキ触媒及びバインダー
樹脂成分等を所望のパターンに固着させる。

【００２５】インクジェット記録方式の描画装置は、液
状のインクが使用でき、インク受容層が塗工された透明
基体の送りが可能であれば、特に限定されるものではな
いが、透明基体がフィルム状であれば、一般に市販され
ている電気−機械変換型、電気−熱変換型のインクジェ
ットプリンターを好適に用いることができる。

【００２６】インクジェットプリンターを用いると、イ
ンク受容層を有する透明基体を給紙トレイにセットし、
インクカートリッジに所定のインク組成に調製されたイ
ンクを注入しておく以外は、通常の印刷操作、例えばプ
リンタドライバで印刷する基材のサイズ、印刷速度、そ
の他の印刷条件の設定を行い、プリントヘッドから所定
パターンにインクを吐出して印刷を実行することによ
り、インク受容層を有する透明基体上に所望のパターニ
ングを行うことができる。

【００２７】「無電解メッキ処理工程」無電解メッキ触
媒がパターン状に固着した透明基体を、無電解メッキ処
理することにより、パターン上に導電性を有する金属層
を形成させることができる。無電解メッキ処理は、市販
されている無電解メッキ液を使用することができる。無
電解メッキ液は、金属塩及び還元剤を主成分とする水溶
性液体で、ｐＨ調整剤、緩衝剤、錯化剤、安定剤等を含
んでいる。金属塩は析出させる金属の硫酸塩、酢酸塩、
塩化物等を用いるが、導電性、安定性等の面から、銅、
ニッケル、銀、パラジウム、金、及びそれらの合金が好
適に用いられる。

【００２８】メッキ浴槽に無電解メッキ液を入れ、そこ
にパターン状無電解メッキ触媒を固着した透明基体を浸
漬し、所望のメッキ膜厚が得られるよう、温度、時間、
攪拌条件等を制御して、パターン状の金属層を形成させ
る。形成された金属層は、黒色化処理を行うと、金属表
面の光沢が低減され、反射率が低下し、透視性が向上す
るので好ましい。黒色化処理は過マンガン酸カリウム、
過塩素酸ナトリウム等の水溶液に金属層が形成された透
明基体を浸漬することにより、容易に行うことができ
る。

【００２９】

【実施例】以下、実施例につき詳細に説明する。 「インク受容層を有する透明基体の作製」ポリビニルブ
チラール樹脂（積水化学工業（株）製エスレックＢＸ−
１０）90重量部とアルミナゾル（日本アエロジル（株）
製Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｃ） 10 重量部からなるインク受容性塗
料をＡ４サイズのＰＥＴフィルム（東レ（株）製ルミラ
ーＵ−９４、膜厚 125μｍ）上にバーコータを用いて塗
布・乾燥し、塗膜の厚みが10 μｍのインク受容層を有
する透明基体を得た。

【００３０】「無電解メッキ触媒を含有するインクの調
製」まず無電解メッキ触媒として、塩化パラジウム（関
東化学（株）製、試薬特級） 1.67 ｇを 0.02 規定の塩
酸水溶液 165ｇに溶解させた溶液に、クエン酸ナトリウ
ム２水塩（関東化学（株）製、試薬特級） 2.8ｇを純水
219ｇに溶解させた溶液を加えて混合し、この溶液に、
還元剤である水素化ホウ素ナトリウム（関東化学（株）
製、試薬特級） 0.18 ｇを純水 3620 ｇに溶解させた溶
液を加え、脱塩、濃縮を行い、0.1 重量％の金属パラジ
ウム微粒子の分散液を得た。このパラジウム分散液 50
重量部と、カーボンブラック 2重量部、２−プロパノー
ル 30 重量部、ジエチレングリコール 20 重量部を混合
して、無電解メッキ触媒を含有するインクを調製した。

【００３１】「パターン形状の設計」ＡＤソフトウエア
（オートデスク（株）製ＡｕｔｏＣＡＤ ＬＴ９８）を
用いて、コンピュータ上で線幅 50 μｍ、線ピッチ 500
μｍの格子状パターンを作製した。

【００３２】「インクジェット記録方式によるパターン
ニング」インクジェット方式プリンター（セイコーエプ
ソン（株）製、ＰＭ−２０００Ｃ）に前記の無電解メッ
キ触媒（コロイド状パラジウム）を含有するインクをセ
ットし、インク受容層を有する透明フィルム基体上に前
記の格子状パターンを出力して、無電解メッキ触媒が格
子状に固着した透光性フィルムを得た。

【００３３】「無電解メッキ処理」無電解メッキ触媒が
格子状に固着した透明フィルムを、無電解銅メッキ液
（奥野製薬（株）製ＯＰＣ―カッパーＴ）に温度 60 ℃
で 10 分間浸漬し、水洗・乾燥し、厚さ１μｍの格子状
パターンを有する金属銅被膜を表面に有する透光性フィ
ルムを得た。

【００３４】「透光性フィルムの評価」パターン状の金
属銅被膜を有する透明フィルムの 10 ｃｍ間の端子抵抗
を測定したところ、0.1 Ωであった。また、この透明フ
ィルムの全光線透過率を全光線透過率を東京電色社製 A
UTOMATIC HAZE METER （ MODEL TC-H III DP ）により
測定したところ 73 ％であった。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明における請求項１に
係る透光性導電膜の製造方法では、インク受容層を有す
る基板上に、無電解メッキ触媒を含有するインクをイン
クジェット記録方式により噴射して所望形状のパターン
を形成し、その後無電解メッキ法により前記パターン上
に導電性金属を形成することにより、多種多様なパター
ン状金属層を、フォトマスク、スクリーンマスク等のパ
ターン加工のための製版を必要とせず、容易かつ安価に
製造することができる。コンピュータ上で設計したパタ
ーンどおりに直接パターン化することができるため、そ
の後無電解メッキ法により所望の微細パターン形状の導
電性金属を形成でき、高い透光性と導電性とを兼ね備え
た透光性導電膜を容易かつ安価に得ることができる。

【００３６】また、請求項２に係る透光性導電膜の製造
方法では、前記インクが黒色顔料、黒色染料のうちの少
なくとも１種を含有することにより、インク受容層と無
電解メッキ金属層の界面での金属光沢を低減し、裏面側
からの反射率を低下させて、高い透視性を維持すること
ができる。

【００３７】さらにまた、請求項３に係る透光性導電膜
では、この透光性導電膜の製造方法によって形成された
ことにより、所望の微細パターン形状の金属層を有する
高い透光性と導電性を兼ね備えた透光性導電膜ができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊田 良 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者 吉川 逸治 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社新規技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面にインク受容層を有する基板上に、無
   電解メッキ触媒を含有するインクをインクジェット記録
   方式により噴射して所望形状のパターンを形成し、その
   後無電解メッキ法により前記パターン上に導電性金属を
   形成することを特徴とする透光性導電膜の製造方法。
2. 【請求項２】前記インクが黒色顔料、黒色染料のうちの
   少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１記
   載の透光性導電膜の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の方法により形成されたこと
   を特徴とする透光性導電膜。