JP2009026639A - Manufacturing method of electrode sheet, and capacitance type input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電容量型入力装置などに用いられる電極シートを製造する方法に関する。また、携帯オーディオなどに備えられる静電容量型入力装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an electrode sheet used for a capacitance type input device or the like. The present invention also relates to a capacitive input device provided in a portable audio device or the like.
タッチパネルや静電容量型入力装置などの入力装置の透明電極として、ポリチオフェン等のπ共役系導電性高分子を導電成分として含むものが検討されている。
π共役系導電性高分子は水溶液の状態で供給されているため、従来、パターン状の電極を形成する方法として、π共役系導電性高分子の水溶液をインクとして用い、スクリーン印刷する方法が検討されてきた。スクリーン印刷用のインクは、ある程度粘度が高くなければならないが、溶解性の点から、π共役系導電性高分子の水溶液の固形分濃度は低くされているため、粘度が低く、そのままではスクリーン印刷に適さない。
そこで、特許文献1,2では、π共役系導電性高分子の水溶液に増粘剤を添加して、スクリーン印刷に適した粘度にする方法が提案されている。
Since π-conjugated conductive polymer is supplied in the form of an aqueous solution, screen printing using an aqueous solution of π-conjugated conductive polymer as an ink has been studied as a conventional method for forming patterned electrodes. It has been. The ink for screen printing must have a certain degree of viscosity, but from the viewpoint of solubility, the solid content concentration of the aqueous solution of the π-conjugated conductive polymer is low, so the viscosity is low. Not suitable for.
Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose a method in which a thickener is added to an aqueous solution of a π-conjugated conductive polymer to obtain a viscosity suitable for screen printing.
しかし、増粘剤を添加した場合には、相対的にπ共役系導電性高分子の濃度が低くなり、導電性が低下した。そのため、スクリーン印刷により電極部を形成した電極シートを備える入力装置(特に静電容量型入力装置)では、動作信頼性が低くなることがあった。しかも、透明性も低下する(特にヘイズが大きくなる)ため、電極シートの裏面側にて形成される画像や電極シートの裏面側に配置される発光体の光等の視認性が低下することがあった。
さらに、π共役系導電性高分子水溶液に添加できる増粘剤の種類および量には制限があるため、π共役系導電性高分子水溶液に増粘剤を添加しても、印刷性を充分に改善できていなかった。したがって、π共役系導電性高分子水溶液に増粘剤を添加したインクを用いても、絶縁性透明基材上に精細なパターンの電極部を形成することは困難であった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、絶縁性透明基材上に、導電性および透明性が高く、しかも精細なパターンの電極部を形成できる電極シートの製造方法を提供することを目的とする。
また、動作信頼性が高く、また、電極シートの裏面側にて形成される画像や電極シートの裏面側に配置される発光体の光等の視認性が高い静電容量型入力装置を提供することを目的とする。
However, when the thickener was added, the concentration of the π-conjugated conductive polymer was relatively lowered, and the conductivity was lowered. For this reason, in an input device (particularly a capacitance-type input device) provided with an electrode sheet on which electrode portions are formed by screen printing, the operation reliability may be lowered. Moreover, since transparency is also lowered (especially haze is increased), the visibility of the image formed on the back side of the electrode sheet and the light of the light emitter disposed on the back side of the electrode sheet may be reduced. there were.
Furthermore, since there are restrictions on the types and amounts of thickeners that can be added to the π-conjugated conductive polymer aqueous solution, even if a thickener is added to the π-conjugated conductive polymer aqueous solution, sufficient printability is achieved. It was not improved. Therefore, it was difficult to form a fine pattern of electrode portions on an insulating transparent substrate even when using an ink obtained by adding a thickener to a π-conjugated conductive polymer aqueous solution.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an electrode sheet manufacturing method capable of forming an electrode portion having a high conductivity and transparency and a fine pattern on an insulating transparent substrate. With the goal.
In addition, there is provided a capacitive input device having high operational reliability and high visibility of an image formed on the back side of the electrode sheet and light of a light emitter disposed on the back side of the electrode sheet. For the purpose.
本発明は、以下の態様を包含する。
[1] 絶縁性透明基材の片面または両面に、π共役系導電性高分子、可溶化高分子及び溶媒を含有する導電性高分子溶液により導電性塗膜を形成する工程と、
該導電性塗膜をドライエッチングして電極部を形成する工程とを有することを特徴とする電極シートの製造方法。
[2] ドライエッチングがプラズマエッチングであることを特徴とする[1]に記載の電極シートの製造方法。
[3] ドライエッチングが紫外光エッチングであることを特徴とする[1]に記載の電極シートの製造方法。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の電極シートの製造方法により製造した電極シートを備えることを特徴とする静電容量型入力装置。
The present invention includes the following aspects.
[1] A step of forming a conductive coating film on one side or both sides of an insulating transparent substrate with a conductive polymer solution containing a π-conjugated conductive polymer, a solubilized polymer and a solvent;
And a step of dry-etching the conductive coating film to form an electrode portion.
[2] The method for producing an electrode sheet according to [1], wherein the dry etching is plasma etching.
[3] The method for producing an electrode sheet according to [1], wherein the dry etching is ultraviolet light etching.
[4] A capacitance-type input device comprising an electrode sheet manufactured by the method for manufacturing an electrode sheet according to any one of [1] to [3].
本発明の電極シートの製造方法によれば、絶縁性透明基材上に、導電性および透明性が高く、しかも精細なパターンの電極部を形成できる。
本発明の静電容量型入力装置は、動作信頼性が高く、また、電極シートの裏面側にて形成される画像や電極シートの裏面側に配置される発光体の光等の視認性が高い。
According to the method for producing an electrode sheet of the present invention, it is possible to form an electrode part having a fine pattern with high conductivity and transparency on an insulating transparent substrate.
The capacitance-type input device of the present invention has high operational reliability, and also has high visibility such as an image formed on the back side of the electrode sheet and light of a light emitter disposed on the back side of the electrode sheet. .
<電極シートの製造方法>
本発明の電極シートの製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例の電極シートの製造方法は、絶縁性透明基材の片面に導電性塗膜を形成する第1の工程と、図1に示すように、絶縁性透明基材11の片面に引き回し回路12を形成する第2の工程と、図2に示すように、前記導電性塗膜より電極部13,13・・・を形成する第3の工程と有して、電極シート10を製造する方法である。
<Method for producing electrode sheet>
An embodiment of the method for producing an electrode sheet of the present invention will be described.
The electrode sheet manufacturing method according to the present embodiment includes a first step of forming a conductive coating film on one side of the insulating transparent substrate, and a drawing on one side of the insulating
(第1の工程)
本実施形態例では、導電性塗膜を形成する方法として、絶縁性透明基材11の片面全面に導電性高分子溶液を印刷または塗布する方法が適用される。
(First step)
In this embodiment, a method of printing or applying a conductive polymer solution to the entire surface of one side of the insulating
絶縁性透明基材11としては、例えば、透明樹脂フィルム、ガラス板などを用いる。
透明樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、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、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどが挙げられる。これらの樹脂材料の中でも、強度等の点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
なお、本発明における絶縁性とは、体積抵抗率が1012Ω・cm以上のことである。また、透明とは、可視光を透過させたときの光線透過率が75%以上のことである。
As the insulating
Examples of the resin material constituting the transparent resin film include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacryl, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyarylate, and styrene. Based elastomer, polyester based elastomer and the like. Among these resin materials, polyethylene terephthalate is preferable from the viewpoint of strength and the like.
The insulating property in the present invention means that the volume resistivity is 10 12 Ω · cm or more. Further, the term “transparent” means that the light transmittance when visible light is transmitted is 75% or more.
絶縁性透明基材11の厚さは10〜100μmであることが好ましい。絶縁性透明基材11の厚さが10μm以上であれば、破断しにくく、100μm以下であれば、電極シート10を薄くできる。
The thickness of the insulating
導電性高分子溶液は、π共役系導電性高分子と可溶化高分子と溶媒とを含有する溶液である。該導電性高分子溶液から形成される塗膜は透明である。 The conductive polymer solution is a solution containing a π-conjugated conductive polymer, a solubilized polymer, and a solvent. The coating film formed from the conductive polymer solution is transparent.
π共役系導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)などが挙げられる。これらの中でも、導電性の点から、ポリピロール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が好ましい。
また、π共役系導電性高分子として、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオナフテンなどを使用することもできる。
Examples of the π-conjugated conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylthiophene), poly (3-methoxythiophene), and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). ) And the like. Among these, polypyrrole and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) are preferable from the viewpoint of conductivity.
In addition, polyacetylene, polyparaphenylene, polyaniline, polyphenylene vinylene, polythionaphthene, or the like can be used as the π-conjugated conductive polymer.
可溶化高分子とは、π共役系導電性高分子に配位して、単体では溶媒に不溶なπ共役系導電性高分子を可溶化させる高分子である。可溶化高分子としては、例えば、アニオン基を有する高分子、電子吸引基を有する高分子などが使用される。 The solubilized polymer is a polymer that coordinates to a π-conjugated conductive polymer and solubilizes a π-conjugated conductive polymer that is insoluble in a solvent alone. As the solubilizing polymer, for example, a polymer having an anion group, a polymer having an electron withdrawing group, and the like are used.
アニオン基を有する高分子の具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。
電子吸引性基を有する高分子の具体例としては、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂や、ヒドロキシ基あるいはアミノ基含有樹脂をシアノエチル化した樹脂(例えば、シアノエチルセルロース)、ポリビニルピロリドン、アルキル化ポリビニルピロリドン、ニトロセルロースなどが挙げられる。
Specific examples of the polymer having an anion group include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacryl sulfonic acid, polymethacryl sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), poly Isoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid, etc. Is mentioned.
Specific examples of the polymer having an electron-withdrawing group include polyacrylonitrile, polymethacrylonitrile, acrylonitrile-styrene resin, acrylonitrile-butadiene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, and hydroxy group or amino group-containing resin. Resin (for example, cyanoethyl cellulose), polyvinyl pyrrolidone, alkylated polyvinyl pyrrolidone, nitrocellulose and the like.
可溶化高分子の含有量は、π共役系導電性高分子1モルに対して0.1〜10モルの範囲であることが好ましく、1〜7モルの範囲であることがより好ましい。可溶化高分子の含有量が0.1モル以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなり、導電性を充分に満たす。その上、溶媒への分散性及び溶解性が高くなり、均一な導電性高分子溶液を容易に得ることができる。また、可溶化高分子の含有量が10モル以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含むため、充分な導電性が得られる。 The content of the solubilized polymer is preferably in the range of 0.1 to 10 mol, more preferably in the range of 1 to 7 mol, with respect to 1 mol of the π-conjugated conductive polymer. When the content of the solubilized polymer is 0.1 mol or more, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer becomes strong and the conductivity is sufficiently satisfied. In addition, dispersibility and solubility in a solvent are improved, and a uniform conductive polymer solution can be easily obtained. Further, when the content of the solubilized polymer is 10 mol or less, sufficient conductivity is obtained because the π-conjugated conductive polymer is sufficiently contained.
溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、クレゾール、フェノール、キシレノール、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル、3−メチル−2−オキサゾリジノンなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種類以上の混合物としてもよいし、他の有機溶剤との混合物としてもよい。 Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, hexane, benzene, toluene, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide. , Hexamethylene phosphortriamide, acetonitrile, benzonitrile, cresol, phenol, xylenol, ethylene carbonate, propylene carbonate, dioxane, diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol dialkyl ether, Polypropylene glycol dialkyl ether, such as 3-methyl-2-oxazolidinone And the like. These may be used alone or as a mixture of two or more, or as a mixture with another organic solvent.
導電性高分子溶液には、不飽和二重結合を2つ以上有する多官能アクリルが含まれることが好ましい。多官能アクリルは導電性塗膜形成時に重合し、かつ、架橋する。そのため、多官能アクリルを含むと、導電性塗膜の膜強度、耐熱水性および耐湿性が高くなる。
多官能アクリルとしては、例えば、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジ(メタ)アクリレート、PEG400ジ(メタ)アクリレート、PEG300ジ(メタ)アクリレート、PEG600ジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド等の2官能アクリル、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の3官能アクリル、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(ペンタ)(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート等の4官能以上のアクリル、2官能以上のウレタンアクリレートが挙げられる。
The conductive polymer solution preferably contains polyfunctional acrylic having two or more unsaturated double bonds. The polyfunctional acrylic polymerizes and crosslinks when the conductive coating film is formed. Therefore, when polyfunctional acrylic is included, the film strength, hot water resistance, and moisture resistance of the conductive coating film increase.
Examples of the polyfunctional acrylic include dipropylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, and modified bisphenol A. Bifunctional such as di (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentadi (meth) acrylate, PEG400 di (meth) acrylate, PEG300 di (meth) acrylate, PEG600 di (meth) acrylate, N, N′-methylenebisacrylamide Acrylic, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate Relate, trifunctional acrylics such as pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (penta) (meth) 4) or more functional acrylics such as acrylate and dipentaerythritol monohydroxypenta (meth) acrylate, and 2 or more functional urethane acrylates.
導電性高分子溶液中の多官能アクリルの含有量は、0.05〜50質量%であることが好ましく、0.1〜40質量%であることがより好ましい。多官能アクリルの含有量が、0.05質量%より少なくなると、耐水性、耐熱水性、耐湿性が不足することがある。また、多官能アクリルの含有量が、50質量%より多くなると、導電性塗膜中のπ共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、充分な導電性が得られにくくなる。 The polyfunctional acrylic content in the conductive polymer solution is preferably 0.05 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 40% by mass. When the polyfunctional acrylic content is less than 0.05% by mass, water resistance, hot water resistance, and moisture resistance may be insufficient. On the other hand, when the content of the polyfunctional acrylic is more than 50% by mass, the content of the π-conjugated conductive polymer in the conductive coating film is decreased, and it becomes difficult to obtain sufficient conductivity.
また、導電性高分子溶液には、膜強度、耐熱水性および耐湿性がより高くなることから、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドおよびN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドの一方または両方が含まれることが好ましい。
N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド(N−メチロール(メタ)アクリルアミド)、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチルアクリルアミド等が挙げられる。
N−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
In addition, the conductive polymer solution contains one or both of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide and N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide because film strength, hot water resistance and moisture resistance are higher. Is preferred.
Examples of N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide (N-methylol (meth) acrylamide), N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxypropyl (meth) acrylamide, N -Hydroxybutyl acrylamide etc. are mentioned.
Examples of N-alkoxyalkyl (meth) acrylamide include N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-isobutoxymethyl (meth) acrylamide, and the like. Is mentioned.
これら(メタ)アクリルアミド化合物の含有量は、π共役系導電性高分子と可溶化高分子の合計100質量部に対して1〜5000質量部であることが好ましく、50〜500質量部であることがより好ましい。(メタ)アクリルアミド化合物の含有量が1質量部より少なくなると、導電性及び耐熱性が不足することがある。また、(メタ)アクリルアミド化合物の含有量が5000質量部より多くなると、導電性塗膜中のπ共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、やはり充分な導電性が得ることが難しくなる。 The content of these (meth) acrylamide compounds is preferably 1 to 5000 parts by mass, and 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the π-conjugated conductive polymer and the solubilized polymer. Is more preferable. When the content of the (meth) acrylamide compound is less than 1 part by mass, conductivity and heat resistance may be insufficient. On the other hand, when the content of the (meth) acrylamide compound exceeds 5000 parts by mass, the content of the π-conjugated conductive polymer in the conductive coating film decreases, and it is difficult to obtain sufficient conductivity.
また、導電性高分子溶液は、導電性をより高くするために、ドーパントを含有することが好ましい。
ドーパントとしては、ヨウ素、臭素等のハロゲン、PF5、AsF5、BF3等のルイス酸、HF、HCl、H2SO4等のプロトン酸やパラトルエンスルホン酸、パラメトキシエチルトルエンスルホン酸等の有機酸、FeCl3、TiCl4等の遷移金属化合物、テトラシアノジメタン、テトラシアノテトラアザナフタレン、クロラニル等の有機物質、Li、Na、K等のアルカリ金属、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属等が挙げられる。
The conductive polymer solution preferably contains a dopant in order to make the conductivity higher.
Examples of the dopant include halogens such as iodine and bromine, Lewis acids such as PF 5 , AsF 5 , and BF 3 , proton acids such as HF, HCl, and H 2 SO 4, paratoluenesulfonic acid, and paramethoxyethyltoluenesulfonic acid. Organic acids, transition metal compounds such as FeCl 3 and TiCl 4 , organic substances such as tetracyanodimethane, tetracyanotetraazanaphthalene and chloranil, alkali metals such as Li, Na and K, alkaline earth such as Ca, Sr and Ba And the like.
上記の成分を含む導電性高分子溶液を絶縁性基材11の片面全面に印刷する方法としては、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などが挙げられる。
塗布方法としては、例えば、バーコーター、ダイコーター、コンマコーター、スプレーコーター、ロールコーター等の塗布装置を用いる方法が挙げられる。
Examples of the method for printing the conductive polymer solution containing the above components on the entire one surface of the insulating
Examples of the coating method include a method using a coating device such as a bar coater, a die coater, a comma coater, a spray coater, or a roll coater.
印刷または塗布後には乾燥をおこなうことが好ましい。乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥法、赤外線乾燥法、真空乾燥法などが挙げられる。 It is preferable to dry after printing or coating. Examples of the drying method include a hot air drying method, an infrared drying method, and a vacuum drying method.
上記のような第1の工程により形成した導電性塗膜におけるπ共役系導電性高分子の含有量は10〜95質量%であることが好ましい。π共役系導電性高分子の含有量が10質量%以上であれば、充分な導電性を確保でき、95質量%以下であれば、導電性塗膜を容易に形成できる。
導電性塗膜の厚さは0.1〜5μmであることが好ましい。導電性塗膜の厚さが0.1μm以上であれば、充分な導電性を確保でき、5μm以下であれば、容易に塗膜を形成できる。
The content of the π-conjugated conductive polymer in the conductive coating formed by the first step as described above is preferably 10 to 95% by mass. If the content of the π-conjugated conductive polymer is 10% by mass or more, sufficient conductivity can be secured, and if it is 95% by mass or less, a conductive coating film can be easily formed.
The thickness of the conductive coating film is preferably 0.1 to 5 μm. If the thickness of the conductive coating film is 0.1 μm or more, sufficient conductivity can be secured, and if it is 5 μm or less, the coating film can be easily formed.
(第2の工程)
引き回し回路12を形成する方法としては、例えば、絶縁性透明基材11に導電性ペーストを、引き回し回路12が形成されるパターンで印刷する方法、金属箔を絶縁性透明基材11に貼り合わせた後、金属箔を、引き回し回路12が形成されるパターンでエッチングする方法、金属めっきの膜を絶縁性透明基材11に形成した後、金属めっきの膜を、引き回し回路12が形成されるパターンでエッチングする方法などが挙げられる。
(Second step)
As a method for forming the
導電性ペーストは、導電性粒子とバインダと溶媒とを含むものである。
導電性粒子の材質としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、カーボン、およびこれらのうちの2種以上を含む合金などが挙げられる。これらの中でも導電性に優れることから、銀が好ましい。
The conductive paste contains conductive particles, a binder, and a solvent.
Examples of the material of the conductive particles include gold, silver, copper, nickel, carbon, and an alloy containing two or more of these. Among these, silver is preferable because of its excellent conductivity.
バインダとしては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、フッ素系、シリコーン系、又はエポキシ系の各種樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、バインダが放射線硬化性樹脂であってもよい。ここで、放射線硬化性樹脂とは、紫外線や電子線等の放射線によって硬化する樹脂である。
放射線硬化性樹脂の具体例としては、放射線硬化性プレポリマーが挙げられる。放射線硬化性プレポリマーとしては、例えば、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂アクリレート、不飽和ポリエステル等のラジカル重合型、エポキシ樹脂、ビニルエーテルを有する樹脂等のカチオン重合型、アリール基やアクリロイル基を有するオリゴマーとポリチオールを組み合わせたチオール・エン付加型のもの等が挙げられる。
Examples of the binder include various resins such as polyester, acrylic, urethane, fluorine, silicone, and epoxy. These resins may be used alone or in combination of two or more.
The binder may be a radiation curable resin. Here, the radiation curable resin is a resin that is cured by radiation such as ultraviolet rays or electron beams.
Specific examples of the radiation curable resin include a radiation curable prepolymer. Radiation curable prepolymers include, for example, radical polymerization types such as ester acrylates, ether acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, amino resin acrylates, acrylic resin acrylates, unsaturated polyesters, and cationic polymerizations such as epoxy resins and resins having vinyl ethers. And thiol / ene addition type in which an oligomer having an aryl group or acryloyl group and polythiol are combined.
導電性ペーストの印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などが挙げられ、中でも、スクリーン印刷が好ましい。 Examples of the method for printing the conductive paste include screen printing, offset printing, gravure printing, flexographic printing, etc. Among them, screen printing is preferable.
金属箔としては、例えば、電解銅箔、圧延銅箔、電解ニッケル箔、ステンレス箔、アルミニウム箔等が使用される。
金属めっきの膜としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル等のめっき膜が挙げられる。
As the metal foil, for example, electrolytic copper foil, rolled copper foil, electrolytic nickel foil, stainless steel foil, aluminum foil or the like is used.
Examples of the metal plating film include plating films of gold, silver, copper, nickel, and the like.
金属箔または金属めっきの膜のエッチング方法としては、例えば、金属箔または金属めっきの膜の上にマスキングを配置し、ウェットエッチングまたはドライエッチングする方法などが挙げられる。
ここで用いるマスキングは、金属箔または金属めっきの膜の、引き回し回路12になる部分を覆うものであり、後述のドライエッチングで適用されるものと同様のものが用いられる。
Examples of the etching method of the metal foil or the metal plating film include a method of placing a mask on the metal foil or the metal plating film and performing wet etching or dry etching.
The masking used here covers the portion of the metal foil or metal plating film that becomes the
引き回し回路12の厚さは5〜50μmであることが好ましい。引き回し回路12の厚さが5μm以上であれば、第3の工程にて引き回し回路12がエッチングされても、充分な厚さの引き回し回路12が残り、50μm以下であれば、電極シート10を薄くできる。
The thickness of the
(第3の工程)
本実施形態例の第3の工程にて形成する電極部13は中心角が30度の扇形である。電極部13は合計9個形成され、これらが集合して円形状になっている。
導電性塗膜よりパターン状の電極部13,13・・・を形成する際には、エッチング液を用いないでエッチングするドライエッチングを適用する。
ドライエッチングとしては、例えば、プラズマエッチング、光エッチング、イオンビームエッチングなどが挙げられ、中でも、簡便により精細なパターンの電極部13を形成できることから、プラズマエッチング、光エッチングが好ましい。
(Third step)
The
When the patterned
Examples of dry etching include plasma etching, photoetching, ion beam etching, and the like. Among these, plasma etching and photoetching are preferable because the
プラズマエッチングは、プラズマによって発生したラジカルをエッチング対象物に衝突させる方法、プラズマによって発生したイオンをエッチング対象物に衝突させる方法(反応性イオンエッチング法)のいずれであってもよいが、短時間で精細にエッチングできることから、反応性イオンエッチング法が好ましい。
反応性イオンエッチング法では、例えば、金のエッチングレートが約15nm/分、ポリマーのエッチングレートが50〜300nm/分である。
Plasma etching may be either a method of causing radicals generated by plasma to collide with an object to be etched or a method of causing ions generated by plasma to collide with an object to be etched (reactive ion etching method). The reactive ion etching method is preferable because it can be etched precisely.
In the reactive ion etching method, for example, the etching rate of gold is about 15 nm / min, and the etching rate of polymer is 50 to 300 nm / min.
反応性イオンエッチング法を適用する場合の各種エッチング条件は、導電性塗膜の大きさ、厚さ、エッチング装置の種類などに応じて適宜設定されるものである。
イオンの発生源となるガス(エッチングガス)としては、例えば、アルゴンガス、塩素系ガス(BCl3、Cl2、CCl4等)、フッ素系ガス(CF4、CHF3、C2F6、SF6等)などが挙げられるが、汎用的である点で、アルゴンガスが好ましい。アルゴンガスを用いた場合には、プラズマによって生じさせたAr+を導電性塗膜に衝突させる。
Various etching conditions when the reactive ion etching method is applied are appropriately set according to the size, thickness, type of etching apparatus, and the like of the conductive coating film.
Examples of the gas (etching gas) that is a source of ions include argon gas, chlorine-based gas (BCl 3 , Cl 2 , CCl 4, etc.), fluorine-based gas (CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , SF). 6 ) and the like. Argon gas is preferred because of its versatility. When argon gas is used, Ar + generated by plasma collides with the conductive coating film.
プラズマエッチング装置として、日立ハイテクノロジーズ社製SPC−100を用い、エッチングガスとしてアルゴンガスを用いた場合、アルゴンガス供給量を3〜7cm3/分とすることが好ましい。また、真空度を10〜30Paとすることが好ましい。 When SPC-100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation is used as the plasma etching apparatus and argon gas is used as the etching gas, the argon gas supply rate is preferably 3 to 7 cm 3 / min. The degree of vacuum is preferably 10-30 Pa.
光エッチングとしては、例えば、紫外線の照射によりエッチングする紫外光エッチングが挙げられる。紫外線としては、エキシマレーザやYAGレーザ等の高調波を使用した光を用いることができる。 Examples of photoetching include ultraviolet photoetching that etches by irradiation with ultraviolet rays. As the ultraviolet rays, light using harmonics such as an excimer laser or a YAG laser can be used.
ドライエッチングの際には、導電性塗膜の表面の、電極部13になる部分に、マスキングを配置する。
マスキングとしては、例えば、レジスト剤、ドライフィルム、再剥離可能な微粘着テープにカッティングプロッタ、レーザ等によりスリットを形成させたマスキングテープなどが用いられる。これらの厚さは導電性塗膜より厚いことが好ましい。レジスト剤、ドライフィルム、マスキングテープなどからなるマスキングを用いた場合には、プラズマエッチング後に除去することにより、電極部13になる部分が現れる。
また、マスキングとして、ステンレス等の金属の板に、エッチング、レーザ穿孔、パンチ、マシニング等の加工を施して、スリットを形成したマスキングプレートを用いることもできる。このようなマスキングプレートは繰り返し使用することができるため、同一の電極部を連続して形成する場合に適している。
光エッチングを行う場合には、マスキングは光を遮蔽する材料で構成されていなければならない。
At the time of dry etching, masking is disposed on the portion of the surface of the conductive coating film that becomes the
As the masking, for example, a resist agent, a dry film, a masking tape in which slits are formed on a removable fine adhesive tape by a cutting plotter, a laser, or the like is used. These thicknesses are preferably thicker than the conductive coating film. When masking made of a resist agent, a dry film, a masking tape, or the like is used, a portion that becomes the
Further, as masking, a masking plate in which slits are formed by performing etching, laser drilling, punching, machining, or the like on a metal plate such as stainless steel can also be used. Since such a masking plate can be used repeatedly, it is suitable for forming the same electrode portion continuously.
In the case of performing photoetching, the masking must be made of a light shielding material.
以上説明した電極シート10の製造方法はスクリーン印刷を適用してパターン状の電極部13を形成する方法ではないから、導電性高分子溶液に増粘剤を含有させる必要がない。したがって、導電性高分子溶液より形成した導電性塗膜は導電性および透明性に優れ、このような導電性塗膜から形成したパターン状の電極部13も導電性および透明性に優れる。
また、導電性塗膜をドライエッチングすることにより、精細なパターンの電極部13を絶縁性透明基材上に形成できる。
Since the manufacturing method of the
Moreover, the
ところで、一般に、エッチング方法として、ウェットエッチング、ブラストエッチングが知られており、これらのエッチング方法を適用しても電極部13を形成することは可能である。しかし、アルカリ水溶液を用いるウェットエッチングによると、作業性が低下し、しかもアルカリ水溶液を廃棄するための処理を行わなければならず、煩雑である。また、ブラストエッチングによると、ブラストに使用した研磨剤や削り取られたものが電極部13の表面あるいは絶縁性透明基材11の表面に付着しやすいため、透明性を低下させるという欠点を有している。
これらの方法に対し、ドライエッチングでは、アルカリ水溶液を取り扱うことがないから、作業性が高い。また、削り取られたものは質量が小さく、真空排気等によって容易にエッチング室から排出させることができるため、電極部13の表面および絶縁性透明基材11の表面に付着しにくく、透明性低下を防止できる。
Incidentally, wet etching and blast etching are generally known as etching methods, and the
In contrast to these methods, dry etching does not handle an alkaline aqueous solution, so that the workability is high. In addition, since the scraped material has a small mass and can be easily discharged from the etching chamber by vacuum evacuation or the like, it is difficult to adhere to the surface of the
なお、本発明の電極シートの製造方法は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態例では、絶縁性透明基材11の片面に導電性塗膜を形成したが、絶縁性透明基材11の両面に導電性塗膜を形成してもよい。
また、上述した実施形態例では、引き回し回路12を形成した後に電極部13を形成したが、電極部13を形成した後に引き回し回路12を形成してもよい。
また、本発明において、電極部のパターンには制限はなく、例えば、図3に示すような、絶縁性透明基材11上に、複数の電極部14,14・・が一方向に配列したパターンであってもよい。
In addition, the manufacturing method of the electrode sheet of this invention is not limited to embodiment mentioned above. In the embodiment described above, the conductive coating film is formed on one side of the insulating
In the above-described embodiment, the
In the present invention, the pattern of the electrode portions is not limited. For example, a pattern in which a plurality of
<静電容量型入力装置>
本発明の静電容量型入力装置の一実施形態例について説明する。
図4に、本実施形態例の静電容量型入力装置を示す。この静電容量型入力装置1は、電極シート10と、電圧印加部20と、静電容量検出部30と、判定部40と、表示板50と、発光体60とを具備するものである。
本実施形態例における電極シート10は、上述した製造方法により得られたものである。
電圧印加部20は、隣接する電極部13,13を所定電圧で印加するものである。
静電容量検出部30は、隣接する電極部13,13の間の静電容量の変化量を検出するものである。
判定部40は、静電容量検出部30に接続され、静電容量検出部30により検出された静電容量の変化量が閾値を超えた際に、入力されたものと判定するものである。
表示板50は、電極部13の表面に設置されたものである。表示板50の具体例としては、抜き文字が設けられた板、着色された板などが挙げられる。
発光体60は、発光ダイオード(LED)等であり、電極シートの裏面側(人間側と反対側)に設置されたものである。また、発光体60は判定部40に接続され、入力されたと判定された際に発光または消光するようになっている。
<Capacitance type input device>
An embodiment of the capacitive input device of the present invention will be described.
FIG. 4 shows a capacitive input device according to this embodiment. The capacitance type input device 1 includes an
The
The
The
The
The
The
この静電容量型入力装置1は、以下のようにして使用する。
まず、電圧印加部20により電極部13,13・・・を所定電圧で印加し、静電容量検出部30により、隣接する電極部13,13の間の静電容量を監視する。
人が表示板50に指を近接させると、その指の近接によって電極部13,13の間の静電容量が変化する。静電容量検出部30は、その静電容量の変化量を検出し、その値を判定部40に伝送する。そして、判定部40にて、静電容量の変化量が閾値を超えた際に、入力されたものと判定し、その判定結果の信号を制御部(図示せず)等に伝送する。
This electrostatic capacitance type input device 1 is used as follows.
First, the
When a person brings a finger close to the
上述した静電容量型入力装置1は、上述した製造方法により製造した導電性および透明性が高い電極シート10を備えるため、動作信頼性が高く、また、電極シート10の裏面側の発光体60から発生される光の視認性が高い。
Since the capacitance-type input device 1 described above includes the
厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの片面に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)およびポリスチレンスルホン酸の水溶液(エイチ・シー・シュタルク社製バイトロンPJ−500)を、バーコーターにより塗布した。その後、乾燥させて、厚さ200nmで表面抵抗率が1000Ωの導電性塗膜を形成した。また、PETフィルムと導電性塗膜との積層体の全光線透過率は85%であった。
次いで、PETフィルムの導電性塗膜が形成された側の面に、銀ペーストをスクリーン印刷して、図1に示すような、厚さ18μmの引き回し回路12を形成した。
An aqueous solution of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid (Vitron PJ-500, manufactured by H.C. Stark) was applied to one side of a 50 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film with a bar coater. did. Thereafter, drying was performed to form a conductive coating film having a thickness of 200 nm and a surface resistivity of 1000Ω. The total light transmittance of the laminate of the PET film and the conductive coating film was 85%.
Next, a silver paste was screen-printed on the surface of the PET film on which the conductive coating film was formed to form a
次いで、導電性塗膜の表面に、得ようとする電極部のパターンと同じパターンの開口部が形成されたメタルマスクを載せ、剥離可能なレジスト剤(株式会社アサヒ化学研究所製、#228T)を厚さ80μmになるように印刷し、150℃、10分間加熱して硬化させた。
次いで、レジスト剤が印刷されたPETフィルムと導電性塗膜の積層体を、プラズマエッチング装置(日立ハイクテクノロジーズ社製SPC−100)のエッチング室内に挿入し、エッチング室内の真空度20Pa、アルゴンガス供給量5cm3/分、出力600Wの条件で、2分間、導電性塗膜をプラズマエッチングした。このエッチングにより、図2に示すように、扇形の電極部13を円形状に8個形成した。なお、エッチングの際に、引き回し回路12の表面の一部も削れてしまうが、引き回し回路12の厚みは導電性塗膜より大幅に厚い上に、銀のエッチングレートはポリマーのエッチングレートより遅いので、全く影響がない。
その後、硬化したレジスト剤をピンセットでつまみ、得られた電極部13から引き剥がして、電極シート10を得た。
得られた電極シート10の電極部13,13同士の絶縁性を、デジタルマルチメータにより調べた。その結果、電極部13,13同士の絶縁性は確保されており、ドライエッチングによって、所望のパターンで電極部13が形成されていることを確認できた。
Next, a resist agent (# 228T, manufactured by Asahi Chemical Research Co., Ltd.) that can be peeled off by placing a metal mask having openings in the same pattern as the pattern of the electrode portion to be obtained on the surface of the conductive coating film. Was printed to a thickness of 80 μm and cured by heating at 150 ° C. for 10 minutes.
Next, the laminate of the PET film on which the resist agent is printed and the conductive coating film is inserted into the etching chamber of a plasma etching apparatus (SPC-100, manufactured by Hitachi Haiku Technologies), and the degree of vacuum in the etching chamber is 20 Pa and argon gas is supplied. The conductive coating film was plasma-etched for 2 minutes under the conditions of an amount of 5 cm 3 / min and an output of 600 W. By this etching, as shown in FIG. 2, eight fan-shaped
Thereafter, the cured resist agent was picked with tweezers and peeled off from the obtained
The insulation between the
1 静電容量型入力装置
10 電極シート
11 絶縁性透明基材
12 引き回し回路
13,14 電極部
20 電圧印加部
30 静電容量検出部
40 判定部
50 表示板
60 発光体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitance
60 illuminant
Claims (4)
該導電性塗膜をドライエッチングして電極部を形成する工程とを有することを特徴とする電極シートの製造方法。 Forming a conductive coating film on one or both surfaces of the insulating transparent substrate with a conductive polymer solution containing a π-conjugated conductive polymer, a solubilized polymer and a solvent;
And a step of dry-etching the conductive coating film to form an electrode portion.
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