JP2013229122A

JP2013229122A - 導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法

Info

Publication number: JP2013229122A
Application number: JP2012098744A
Authority: JP
Inventors: Keisaku Kimura; 圭作木村; Takahiro Ono; 貴裕小野
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: JP5918614B2

Abstract

【課題】電気抵抗が低く且つ高抵抗化し難い配線層を有する導電性基板を提供する。
【解決手段】透明基材１１に透明導電層１３および配線層１４がその順で積層された積層構造を有する導電性基板１０であって、前記配線層１４は、銅を主成分とする配線本体１５と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体１５の前記透明基材１１とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層１６とを有し、前記第１の被覆層１６のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％である構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法に関し、特に、タッチパネルや太陽電池の集電電極等に用いられる導電性基板において配線層の酸化を防止する技術に関する。

従来から、表示画面に直接触れることにより情報を入力できるタッチパネルが、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、券売機、銀行のＡＴＭ端末等の電子機器の表示部に広く利用されている。
そのようなタッチパネルの一例である特許文献１に記載の静電容量型タッチパネルは、２枚の導電性基板を貼り合わせた構造を有し、各導電性基板は、透明基材に金属酸化物で構成される透明導電層と、金属または合金で構成される配線層とが、その順で積層された構造を有する。そして、前記透明導電層は、透明基材の中央領域に位置検出のための電極部を有し、前記配線層は、前記中央領域を囲繞する周縁領域に前記電極部と電気的に接続された配線部を有する。

特開２００７−１８２２６号公報

上記のような構造の導電性基板において、例えば、タッチパネルの検出感度を向上させるために、配線層を、電気抵抗の低い銅で形成することが考えられる。しかしながら、銅は比較的酸化し易い金属であるため、銅で形成された配線層は、銅の酸化により腐食して高抵抗化し易い。このような配線層の高抵抗化は、タッチパネルの検出感度が低下する原因となるため好ましくない。

本発明は、上記の課題に鑑み、電気抵抗が低く且つ高抵抗化し難い配線層を有する導電性基板およびタッチパネルや太陽電池を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、そのような導電性基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る導電性基板は、透明基材に透明導電層および配線層がその順で積層された積層構造を有する導電性基板であって、前記配線層は、銅を主成分とする配線本体と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層とを有し、前記第１の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることを特徴する。

本発明に係る導電性基板の製造方法は、透明基材に透明導電層および配線層がその順で積層され、前記配線層は、銅を主成分とする配線本体と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材側の主面を被覆する第２の被覆層とを有し、前記第１の被覆層および前記第２の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％である導電性基板の製造方法であって、前記透明基材に、前記透明導電層の構成材料からなるべた膜（全面成膜された状態）、前記第２の被覆層の構成材料からなるべた膜、前記配線本体の構成材料からなるべた膜、および、前記第１の被覆層の構成材料からなるべた膜をその順で積層させて、それらべた膜からなる積層体を形成する積層体形成工程と、前記積層体をエッチングし、所定の形状にパターニングするパターニング工程と、を含むことを特徴とする。

本発明に係る導電性基板およびタッチパネルは、銅を主成分とする配線本体を有しているため、配線層の電気抵抗が低い。また、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし、配線本体の透明基材とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層を有しているため、配線層が高抵抗化し難い。なお、第１の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％以上でなければ、実質的に配線層が高抵抗化し難い構成とは言えず、第１の被覆層のニッケル含有量が７０ｗｔ％以下でなければ、第１の被覆層をＤＣマグネトロンスパッタで成膜し難いため現実的に生産に適した導電性基板であるとは言えない。

本発明に係る導電性基板の製造方法は、透明基材に、透明導電層の構成材料からなるべた膜、第２の被覆層の構成材料からなるべた膜、配線本体の構成材料からなるべた膜、および、第１の被覆層の構成材料からなるべた膜をその順で積層させて、それらべた膜からなる積層体を形成する積層体形成工程と、前記積層体をエッチングし、所定の形状にパターニングするパターニング工程とを含むため、電気抵抗が低く且つ高抵抗化し難い配線層を形成することができる。

本発明の一態様に係るタッチパネルを示す断面模式図である。本発明の一態様に係る導電性基板を示す平面図である。本発明の一態様に係る導電性基板を示す断面模式図である。本発明の一態様に係る導電性基板の製造方法を説明するための工程図である。実施例に係る導電性基板の積層構造を示す断面模式図である。比較例に係る導電性基板の積層構造を示す断面模式図である。配線層の表面の分光反射率の測定結果を示すグラフである。配線層の表面の分光反射率の測定結果を示すグラフである。配線層の表面の分光反射率の測定結果を示すグラフである。配線層の表面の分光反射率の測定結果を示すグラフである。サイドエッチング量の測定結果を示すグラフである。サイドエッチング量の測定結果を示すグラフである。ピンホールの個数の測定結果を示す表である。ピンホールの最大幅の測定結果を示す表である。変形例に係る導電性基板を示す断面模式図である。

以下、本発明の一態様に係る導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法を、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における各層の縮尺は実際のものとは異なる。
＜導電性基板およびタッチパネル＞
（タッチパネル）
図１は、本発明の一態様に係るタッチパネルを示す断面模式図である。図２は、本発明の一態様に係る導電性基板を示す平面図であって、図２（ａ）は第１の導電性基板を示し、図２（ｂ）は第２の導電性基板を示す。なお、図２におけるＡ−Ａ線の部分が図１の断面の切断位置である。

図１に示す本発明の一態様に係るタッチパネル１は、静電容量式のタッチパネルであり、第１の導電性基板１０と第２の導電性基板２０とが接着層３０を介して貼り合わされた構造を有する。タッチパネル１は、例えば、液晶表示装置、電界放出表示装置、プラズマ表示装置、電子発光ディスプレイ、真空蛍光表示装置等の表示装置（不図示）の表示面に配置されて使用される。なお、本発明に係るタッチパネルは静電容量型に限定されず、抵抗膜型、光学型、超音波型等であっても良い。

第１の導電性基板１０および第２の導電性基板２０は、いずれも本発明の一態様に係る導電性基板であって、図１および図２に示すように、透明基材１１，２１の一方の主面側に、アンダーコート層１２，２２、透明導電層１３，２３、および、配線層１４，２４が、その順で積層されている。それら導電性基板１０，２０は、積層方向が反対の向きとなるように、すなわち互いの前記一方の主面側の面が対向するように、配置されている。なお、それら導電性基板１０，２０は、積層方向が同じ向きとなるように配置されていても良い。

接着層３０は、例えば、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系等の透明な接着剤や粘着剤で構成される。なお、接着層３０には、透明性フィルム等の芯材が含まれていても良い。
各導電性基板１０，２０について、アンダーコート層１２，２２は、パターニングされていない所謂べた膜として、または一部がパターニングされて形成されている。一方、透明導電層１３，２３および配線層１４，２４は、パターニングされている。

透明導電層１３，２３は、例えば、透明基材１１，２１の中央領域に、位置検出のための複数の電極部１３ａ，２３ａを有すると共に、中央領域を囲繞する周縁領域に、前記電極部１３ａ，２３ａから延出しており配線層１４，２４と電気的に接続された接続部１３ｂ、２３ｂを有する。具体的には、図２において波線模様が付されている領域に、電極部１３ａ，２３ａが形成されており、図２においてドット模様が付されている領域に、接続部１３ｂ、２３ｂが形成されている（図２では配線層１４，２４に隠れて接続部１３ｂ、２３ｂは見えない）。

各電極部１３ａ，２３ａは、複数の菱形が直線状に連結された帯状であり、透明導電層１３，２３ごとに、全ての電極部１３ａ，２３ａの長手方向が平行に揃うように配置されている。そして、第１の導電性基板１０と第２の導電性基板２０とが、第１の透明導電層１３の電極部１３ａの長手方向と、第２の透明導電層２３の電極部２３ａの長手方向とが直交する状態で貼り合わされている。また、第１の導電性基板１０と第２の導電性基板２０とは、第１の透明導電層１３の電極部１３ａと第２の透明導電層２３の電極部２３ａとが平面視において互いの菱形が重ならないように、貼り合わされている。

配線層１４，２４は、例えば、透明基材１１，２１の周縁領域に、複数のライン状の配線部１４ａ，２４ａを有すると共に、それぞれの配線部１４ａ，２４ａの一端に延設された複数の端子部１４ｂ，２４ｂを有する。具体的には、配線層１４，２４は、図２においてドット模様が付されている領域に形成されており、配線層１４，２４の形状は接続部１３ｂ，２３ｂの形状と同じであって、平面視において配線層１４，２４と接続部１３ｂ，２３ｂとは重なっている。それら配線層１４，２４と接続部１３ｂ，２３ｂとは面接触しており、その面接触によって配線層１４，２４と透明導電層１３，２３とが電気的に接続されている。さらに、配線層１４，２４は、図示しない外部回路と電気的に接続される。

なお、透明導電層１３，２３および配線層１４，２４のパターン形状は、上記に限定されず、指などの接触ポイントを検出可能である限り、任意の形状とすることが可能である。
第１の導電性基板１０と第２の導電性基板２０とは、透明導電層１３，２３および配線層１４，２４のパターン形状が異なる以外は同じ構成である。したがって、以下では、第１の導電性基板１０についてのみ説明し、第２の導電性基板２０についての説明を省略する。だたし、以下の第１の導電性基板１０に関する説明は、第２の導電性基板２０にも適応される。

なお、ここでは２枚の透明基材１１，２１を用いた構成を説明したが、１枚の透明基材１１の両面に電極部１３ａ，２３ａをそれぞれ形成したり、１枚の透明基材の片面に電極部１３ａ，２３ａを形成（電極部１３ａ，２３ａの重なり部分は絶縁）するような構成も可能である。
（透明基材）
透明基材１１は、タッチパネルの用途に応じて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、アクリル、シロキサン架橋型アクリルシリコーン樹脂、ナイロン、ウレタン等の有機材料や、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の無機材料や、それら有機材料と無機材料との混成材料で形成することができる。材質は特には限定されない。

透明基材１１の材料は、軽量且つ耐衝撃性が高いという観点からは有機材料が好ましい。また、フレキシブル性や、ロール・トゥ・ロール方式での生産性を鑑みれば、樹脂フィルムが好ましい。
透明基材１１が採用されているため、第１の導電性基板１０は透明導電性基板である。なお、本願において透明とは、無色透明だけでなく有色透明も含まれる。また、完全な透明だけでなく、透明度の高い半透明も含まれる。

（アンダーコート層）
アンダーコート層１２は、透明導電層１３のパターン形状を見え難くして視認性を向上させる効果を奏する層である。アンダーコート層１２は、透明基材１１や透明導電層１３よりも低い屈折率の材料からなる低屈折率層（１層のみ）や、低屈折率層と高屈折率層（低屈折率層よりも高い屈折率の材料からなる層）とを組み合わせた２層以上の層で形成される。視認性を向上させるアンダーコート層１２の構成としては、特表２００７−５０８６３９号、特開２００８−９８１６９号等で開示されている。

以下、低屈折率層と当該低屈折率層よりも光屈折率の高い高屈折率層とを有する構成について例示する。
アンダーコート層１２は、透明基材１１と透明導電層１３との間に、低屈折率層が高屈折率層よりも透明導電層１３側に位置する状態で介在している。
低屈折率層の厚みは、視認性向上の観点から２ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。低屈折率層の材料としては、シリコンスズ酸化物、酸化ケイ素、酸化アルミ等の無機酸化物、それら無機酸化物のうちの複数を組み合わせで構成される組成物、フッソ系有機物素材、酸化ケイ素系ゾルゲル素材、酸化ケイ素系やフッソ系の微多孔質素材等が挙げられる。視認性および生産性の向上の観点からは、光屈折率が１．３〜１．５のものが特に好ましい。低屈折率層は、スパッタリング法、抵抗蒸着法、電子ビーム蒸着法、ウエットコーティング法等により形成することができる。

高屈折率層は、光屈折率１．６０〜１．８０であることが好ましく、１．６５を超え１．８０以下であることがより好ましい。光屈折率が１．６０未満であると、透明導電層１３が存在する部分と存在しない部分の光学特性を近似させ難くなり、透明導電層１３のパターン形状が目立ってしまうため、良好な視認性が得られ難い。光屈折率が１．６５を超えると、非常に良好な視認性が得られるようになる。また、光屈折率が１．８０を超えると、透明基材１１との光屈折率差が大きくなり、透明基材１１と高屈折率層との界面での反射光と高屈折率層と低屈折率層との界面での反射光との光干渉による干渉斑が強く発生する結果、透明導電層１３のパターン形状が見え易くなり、視認性が悪化するため好ましくない。また、光屈折率が１．８を超えると、傷つき性を改良できる程度の硬度と厚みを有する高屈折率層を工業的に効率よく形成できる材料や方法が得られ難い。

光屈折率が１．６５を超え１．８０以下の高屈折率層を形成するための材料としては、アクリル系紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂に、酸化チタンや酸化ジルコニウム等の光屈折率の高い金属酸化物の微粒子を添加したものが挙げられる。この場合、添加する金属酸化物微粒子は透明性を阻害しないように数十ｎｍ程度の粒子径であることが必要である。高屈折率層の厚みは３μｍ以上が好ましく、３μｍ未満であると、透明基材１１との界面で反射した光と、高屈折率層と低屈折率層との界面で反射した光との光干渉による干渉斑が強く発生するため、透明導電層１３のパターン形状が見え易くなり、視認性が悪化するため好ましくない。

（透明導電層）
透明導電層１３は、透明導電層１３，２３間の静電容量の変化により座標を検出するための層であり、金属酸化物で構成されている。透明導電層１３を構成する金属酸化物としては、酸化インジウム一酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム一酸化スズ一酸化チタン（ＩｎＴｉＴＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化インジウム一酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、タングステンドープ酸化インジウム（ＩＷＯ）、チタンドープ酸化インジウム（ＩＴｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、弗化スズ（ＳｎＦ₂）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、ガリウムアルミドープ酸化亜鉛（ＧＡＺＯ）等が挙げられる。

（配線層）
図３は、本発明の一態様に係る導電性基板を示す断面模式図であって、具体的には、図１に示す第１の導電性基板１０の断面をより詳細に示した模式図である。図３に示すように、配線層１４は、配線本体１５と、配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層１６と、配線本体１５の透明基材側の主面を被覆する第２の被覆層１７とを有する。配線本体１４の各配線部１４ａは、配線本体１５の一部である配線本体部分１５ａと、第１の被覆層１６の一部である第１の被覆層部分１６ａと、第２の被覆層１７の一部である第２の被覆層部分１７ａとで構成される。

配線本体１５は、銅を主成分とする材料からなる。配線層１４は、銅を主成分とする配線本体１５を有するため電気抵抗が低い。銅を主成分とする材料としては、電気抵抗が低いため、銅の純金属が好ましい。
なお、本願において主成分とは、最も多量に含有されている成分のことであり、通常７０ｗｔ％以上、好ましくは８０ｗｔ％以上、更に好ましくは９０ｗｔ％以上含有する成分のことである。また、上記純金属の用語は、合金との差別化のために用いられており、銅１００ｗｔ％を意味するものではない。したがって、銅の純金属には、銅以外の元素が不純物程度に含まれていても良い。

銅を主成分とする材料としては、銅の純金属以外に、銅と銅以外の他の金属との合金であっても良い。他の金属としては、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｖ（バナジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｎ（錫）、Ｓｂ（アンチモン）等の金属の中から選択される１または複数の金属が挙げられる。

第１の被覆層１６は、配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面の全体を覆うように形成されている。したがって、配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面には、露出する部分すなわち空気に触れる部分が存在しない。そのため、配線本体１５は酸化し難く、その結果、配線層１４は高抵抗化し難い。なお、第１の被覆層１６は、必ずしも厳密に配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面の全体を覆う必要はないが、少なくとも配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面の９０％以上を覆っていることが好ましい。

第２の被覆層１７は、配線本体１５の透明基材側の主面の全体を覆うように形成されている。したがって、配線本体１５の透明基材側の主面には、露出する部分すなわち空気に触れる部分が存在しない。このように、配線本体１５は、第２の被覆層１７によって透明基材側の主面も覆われているためより酸化し難く、その結果、配線層１４はより高抵抗化し難い。なお、第２の被覆層１７は、必ずしも厳密に配線本体１５の透明基材側の主面の全体を覆う必要はないが、少なくとも配線本体１５の透明基材側の主面の９０％以上を覆っていることが好ましい。

第１の被覆層１６および第２の被覆層１７は、銅およびニッケルを含む合金を主成分とする材料で構成されている。銅およびニッケルを含む合金としては、２種類の金属からなる合金の例としてＣｕ−Ｎｉ、３種類の金属からなる合金の例として、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｎｂ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｒ等が挙げられる。

特に、Ｃｕ−Ｎｉは、錆び難い（酸化し難い）との理由から第１の被覆層１６および第２の被覆層１７の構成材料として好ましい。なお、各合金には、不純物程度に目的以外の元素が含まれていても良い。
さらに、銅およびニッケルを含む合金は、ニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることが好ましい。

ニッケル含有量が３０ｗｔ％以上でなければ実質的に配線層が高抵抗化し難いとは言えない。すなわち、相対的に銅含有量が多くなるため第１の被覆層１６が銅の酸化により腐食し易く、配線層１４が高抵抗化し易い。より配線層が高抵抗化し難い配線層１４とするためには、ニッケル含有量が５０ｗｔ％以上であることが好ましく、６０ｗｔ％以上であることがより好ましい。

また、ニッケル含有量が７０ｗｔ％以下でなければ第１の被覆層をＤＣマグネトロンスパッタで成膜し難いため現実的に生産に適さない。すなわち、ニッケルは磁性体であるため、ニッケル含有量が７０ｗｔ％を超えると第１の被覆層をＤＣマグネトロンスパッタで成膜し難く、ＲＦマグネトロンスパッタで成膜しなければならないため、十分な成膜レートが得られず生産性に乏しいからである。よりＤＣマグネトロンスパッタに適した材料とするためには、ニッケル含有量が７０ｗｔ％以下であることが好ましい。

第１の被覆層１６と第２の被覆層１７とは、同じ合金で構成されていることが好ましい。その場合は、材料点数を減らすことができるため製造工程を簡略化することができる。
第２の被覆層１７は、透明導電層１３上に形成されるため、透明導電層１３との密着性が高い材料で構成されていることが好ましい。その点において、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉは、透明導電層１３を形成する金属酸化物との密着性が高い材料であるため好ましい。

以上のように、配線層１４は、第１の被覆層１６によって配線本体１５の透明基材１１とは反対側の主面が被覆されているため、配線本体１５が銅を主成分として構成されているにも拘らず配線層が腐食により高抵抗化し難い。さらに、配線層１４は、第２の被覆層１７によって配線本体１５の透明基材側の主面も被覆されているため、さらに配線層１４が高抵抗化し難い。加えて、第２の被覆層１７を有するため、後述するように、配線層１４をエッチングによりパターニングする際にサイドエッチングが生じ難く、その上、配線本体１５にピンホールが生じ難い。

（導電性基板の製造方法）
導電性基板１０の製造方法について説明する。図４は、本発明の一態様に係る導電性基板の製造方法を説明するための工程図である。
まず、図４（ａ）に示すように、準備した透明基材１１上にアンダーコート層１２を形成する。アンダーコート層１２は、スパッタリング法、抵抗蒸着法、電子ビーム蒸着法などにより形成することができる。

次に、透明導電層１３の構成材料からなるべた膜１３Ａ、および、配線層１４の構成材料からなるべた膜１４Ａをその順で積層して、それらべた膜からなる積層体１０Ａを形成する（積層体形成工程）。配線層１４の構成材料からなるべた膜１４Ａは、第２の被覆層の構成材料からなるべた膜、配線本体の構成材料からなるべた膜、および、第１の被覆層の構成材料からなるべた膜を、その順で積層して形成した積層体である。各べた膜は、例えばスパッタリング法により形成する。なお、各べた膜の成膜方法は、スパッタリング法に限定されず、真空蒸着法やイオンプレーティング法等のスパッタリング法以外のＰＶＤ法、或いは、ＣＶＤ法、塗布法等であっても良い。

次に、積層体１０Ａをエッチングし、所定の形状にパターニングする（パターニング工程）。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー法により、図４（ｃ）に示すように、積層体１０Ａ上に所定のパターン形状を有するレジスト３１を形成した後、図４（ｄ）に示すように、積層体１０Ａのレジスト３１に覆われていない露出部分をエッチングすることにより行なう。なお、べた膜１３Ａ，１４Ａのパターニングは、同時に行っても良いし、別々に行っても良い。べた膜１３Ａのエッチングには塩酸や塩化第二鉄などを少なくとも１つ以上含む無機酸が用いられる。べた膜１４Ａのエッチングには、塩化第二鉄、塩化銅、硫酸銅、ペルオキソ二硫酸アンモニウム（過硫酸アンモニウム）、硝酸、リン酸、酢酸、塩酸、硫酸、過酸化水素などを少なくとも１つ以上含む無機酸が用いられる。

このエッチングにより透明導電層１３が完成する。一方、配線層１４は、中央領域に未だ不要な部分が残っているため未完成である。以上のパターニングが終了後は、図４（ｅ）に示すように、配線層１４の構成材料からなる未完成の配線層１４Ｂ上からレジスト３１を除去する。
第２の被覆層１７の構成材料がＣｕ−Ｎｉであり、配線本体１５の構成材料がＣｕであり、第１の被覆層１６の構成材料がＣｕ−Ｎｉである場合は、塩化第二鉄をエッチャントとして使用してべた膜１４Ａをエッチングすることが好ましい。塩化第二鉄を使用すれば、配線本体１５がサイドエッチングされ難い。近年、タッチパネル１の大型化や位置検出精度の向上のために、配線層１４の配線部１４ａの数が増加しており、加えて、それら配線部１４ａが形成される周縁領域がタッチパネル１の狭額縁化のために狭小化していることから、各配線部１４ａの幅を狭くせざるを得ない状況が生じている。幅の狭い配線部１４ａを形成する場合に、配線部１４ａにおける配線本体部分１５ａにサイドエッチングが生じると、配線部１４ａが電気的に断線してしまうおそれがある。このような課題に対して、上記のように塩化第二鉄をエッチャントとしてべた膜１４Ａをエッチングすれば、配線本体１５がサイドエッチングされ難いため好ましい。なお、エッチャントとしては、塩化第二鉄以外に、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液、過酸化水素水溶液などが挙げられる。

次に、未完成の配線層１４Ｂをエッチングして配線層１４を完成させる。例えば、フォトリソグラフィー法により、図４（ｆ）に示すように、未完成の配線層１４Ｂ上に、周辺領域を覆うようにレジスト３２を形成した後、図４（ｇ）に示すように、レジスト３２に覆われていない中央領域をエッチングして、配線層１４を完成させる。このエッチングでは、未完成の配線層１４Ｂのみをエッチングし、透明導電層１３はエッチングしない。そして、エッチング終了後は、図４（ｈ）に示すように、配線層１４上のレジスト３２を除去する。

以上により、導電性基板１０が完成する。
＜実験＞
以下では、実験結果に基づきながら、本発明に係る配線層の特徴について説明する。
［実験用サンプルの構成］
図５は、実施例に係る導電性基板の積層構造を示す断面模式図である。図６は、比較例に係る導電性基板の積層構造を示す断面模式図である。実験では、図５に示すような実施例１，２の導電性基板、および、図６に示すような比較例１〜３の導電性基板を、実験用のサンプルとして作製した。

各サンプルは、透明基材、アンダーコート層および透明導電層については構成が全て共通している。具体的には、透明基材はＰＥＴで構成されている。アンダーコート層は、低屈折率層が酸化ケイ素で構成されており、高屈折率層がジルコニア粒子を有するアクリル樹脂で構成されている。透明導電層はＩＴＯで構成されている。
配線層については各サンプルによって構成が異なる。具体的には、全てのサンプルにおいて配線本体がＣｕで構成されている点は共通しているが、第１の被覆層および第２の被覆層は構成が異なる。第１の被覆層について、実施例１，２はＮｉ−Ｃｕで構成され、比較例１は形成されておらず、比較例２はＣｕＮで構成され、比較例３はＮｉで構成されている。第２の被覆層については、実施例２のみにＮｉ−Ｃｕで構成される第２の被覆層が形成されており、実施例１および比較例１〜３には第２の被覆層が形成されていない。なお、実施例１，２の第１の被覆層を構成するＮｉ−Ｃｕは、ニッケルと銅の組成比がＮｉ：Ｃｕ＝６５：３５（ニッケル含有量が６５ｗｔ％）である。また、各サンプルのいずれにおいても、配線本体の厚みは１２０ｎｍ、第１の被覆層の厚みは２０ｎｍ、第２の被覆層の厚みは２０ｎｍである。

［腐食性の評価方法］
各サンプルの配線層の腐食性を配線層の表面（透明基材とは反対側の主面）の反射率の変化により評価した。配線層の表層（配線層における透明基材とは反対側の主面近傍部分）が酸化して酸化被膜が生じると、配線層の表面の屈折率が変化して反射率が低下する。この現象を本願では配線層の腐食と呼んでいる。配線層が腐食すると、すなわち配線層の表層に酸化被膜が生じると、その酸化被膜によって配線層が高抵抗化するため好ましくない。反射率の低下が小さかった場合は、表層に酸化被膜が生じ難かったと、すなわち配線層が腐食し難かったと評価できる。

反射率の変化は、各サンプルの配線層の表面の分光反射率を予め測定しておき、温度６０℃、湿度９０％ＲＨの条件で２４０時間放置した後、再度各サンプルの配線層の上面の分光反射率を測定し、湿熱試験前後の分光反射率の差により確認した。
図７〜図１０は、配線層の表面の分光反射率の測定結果を示すグラフであって、図７は実施例１の測定結果、図８は比較例１の測定結果、図９は比較例２の測定結果である。図１０は比較例３の測定結果である。各図において、「１０ｎｍ」、「２０ｎｍ」、「３０ｎｍ」、「４０ｎｍ」は、第１の被覆層の厚みが１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍであることを示す。また、「Ｉｎｉ．」は、湿熱試験前の分光反射率を示す。「Ａｆｔ．」は、湿熱試験後の分光反射率を示す。

図７に示すように、第１の被覆層がＮｉ−Ｃｕで構成される実施例１について、湿熱試験前の分光反射率と、湿熱試験後の分光反射率とを比較すると、第１の被覆層がいずれの厚みの場合も、分光反射率に大きな変化はみられなかった。すなわち、第１の被覆層は殆ど酸化していなかった。このように、第１の被覆層がＮｉ−Ｃｕで構成される場合は、第１の被覆層の厚みに拘わらず配線層が腐食し難いことが分かった。

図８に示すように、第１の被覆層を有さない比較例１について、湿熱試験前の分光反射率と、湿熱試験後の分光反射率とを比較すると、明らかな分光反射率の低下が生じた。すなわち、第１の被覆層は明らかに酸化していた。このように、第１の被覆層が形成されておらず、Ｃｕで構成される配線本体が剥き出しの場合は、配線層が腐食し易いことが分かった。

図９に示すように、第１の被覆層がＣｕＮで構成される比較例２について、湿熱試験前の分光反射率と、湿熱試験後の分光反射率とを比較すると、第１の被覆層がいずれの厚みの場合も、分光反射率に大きな変化がみられた。すなわち、第１の被覆層は明らかに酸化していた。このように、第１の被覆層がＣｕＮで構成される場合も、第１の被覆層の厚みに拘わらず配線層が腐食し易いことが分かった。

図１０に示すように、第１の被覆層がＮｉで構成される比較例３について、湿熱試験前の分光反射率と、湿熱試験後の分光反射率とを比較すると、第１の被覆層がいずれの厚みの場合も、分光反射率に大きな変化はみられなかった。すなわち、第１の被覆層は殆ど酸化していなかった。このように、第１の被覆層がＮｉ−Ｃｕで構成される場合は、第１の被覆層の厚みに拘わらず配線層が腐食し難いことが分かった。

以上の結果から、Ｎｉ−ＣｕまたはＮｉで構成される第１の被覆層を形成した場合に、配線層が腐食し難いことが分かった。ところで、配線層が腐食し難いという観点からは、Ｎｉも第１の被覆層の構成材料として好適であるが、第１の被覆層がＮｉで構成される場合は生産上の問題が生じる。具体的には、Ｎｉは磁性体であるため、Ｎｉで構成される第１の被覆層はＤＣマグネトロンスパッタで成膜し難く、ＲＦマグネトロンスパッタで成膜しなければならないため、十分な成膜レートが得られず、導電性基板の生産性に乏しいという問題が生じる。したがって、Ｎｉで構成される第１の被覆層を採用することは現実的でない。なお、実施例１，２の第１の被覆層を構成するＮｉ−Ｃｕは、ニッケル含有量が７０ｗｔ％以下であり、キュリー温度が室温以下の非磁性であるため、ＤＣマグネトロンスパッタが可能である。

［サイドエッチング抑制効果］
次に、実施例１と実施例２のサンプルを用いて、第２の被覆層のサイドエッチング抑制効果について検討した。具体的には、実施例１，２のサンプルを、３種のエッチャントでエッチングして、サイドエッチングにより配線層の配線本体の実際のライン幅が、設計上のライン幅（レジストのライン幅）に対して、どの程度狭くなるのかを確認した。

図１１および図１２は、サイドエッチング量の測定結果を示すグラフである。Ｘ軸は、設計上の配線本体のライン幅を示し、Ｙ軸は、設計上のライン幅と実際のライン幅との差分、すなわちサイドエッチング量を示す。Ｙ軸の「０」の位置がサイドエッチングが生じなかった場合であり、サイドエッチングが生じるとＹ軸が正の値となり、サイドエッチング量が多くなるほどＹ軸の値が大きくなる。

エッチャントは、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液（２０ｗｔ％）、塩化第二鉄水溶液（２．５ｗｔ％）、過酸化水素水溶液（１０ｗｔ％）を用いた。
その結果、まず、実施例１と実施例２の結果を比較すると、図１１および図１２に示すように、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液、塩化第二鉄水溶液、塩化第二鉄のいずれのエッチャントを使用した場合においても、第２の被覆層を有する実施例２は、第２の被膜層を有さない実施例１よりもサイドエッチング量が少なかった。すなわち、第２の被膜層を形成することによって、配線本体のサイドエッチングを抑制できることが分かった。次に、実施例１，２のいずれにおいても、塩化第二鉄が最もサイドエッチング量が少なく、エッチャントとして好適であった。

（ピンホール防止効果）
次に、実施例１と実施例２のサンプルを用いて、第２の被覆層によるピンホール防止効果を確認した。
まずは、第２の被覆層のピンホールの個数をカウントして、ピンホールの生じ易さを評価した。ピンポールの個数の測定は、サンプルの裏側から蛍光灯を用いて光を当てた状態で、各サンプルにおける５０ｍｍ□（面積２．５×１０^-3ｍ²）の範囲内において、光がピンホールを透過する箇所の数を、目視によりカウントして求めた。

図１３は、ピンホールの個数の測定結果を示す表である。図１３に示すように、第２の被膜層を有する実施例２は、第２の被膜層を有さない実施例１と比べて、配線本体に生じたピンホールの数が少なかった。これは、実施例２の積層構造が、Ｃｕ−Ｎｉで構成される層の上にＣｕで構成される層を形成するものであるため、ＩＴＯで構成される層の上にＣｕで構成される層を形成する積層構造の実施例１よりも、成膜時においてＣｕの定着が良く、ピンホールが生じ難かったものだと考えられる。

次に、第２の被覆層に生じたピンホールの中から、最大幅を有するピンホールを抽出し、そのピンホールの最大幅を測定した。最大幅の測定は、ピンホールをレーザー顕微鏡を用いて倍率１０００倍で観測して求めた。
図１４は、ピンホールの最大幅の測定結果を示す表である。図１４に示すように、第２の被膜層を有する実施例２は、第２の被膜層を有さない実施例１と比べて、ピンホールの最大幅が小さかった、すなわち大きなピンホールが生じ難かった。大きなピンホールが生じ難かった理由は、実施例２のピンホールの数が少なかったのと同じ理由であると考えられる。

＜変形例＞
以上、本発明の一態様に係る導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法を具体的に説明してきたが、それらは、本発明に係る導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法の構成および作用効果を分かり易く説明するための一例であって、本発明に係る導電性基板、タッチパネル、および導電性基板の製造方法は、それらの内容に限定されない。例えば、上記の材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。また、以下に説明するような変形例も考えられる。

図１５は、変形例に係る導電性基板を示す断面模式図である。図１５に示す変形例に係る導電性基板４０は、透明基材４１に、アンダーコート層４２、透明導電層４３および配線層４４がその順に積層されており、アンダーコート層４２、透明導電層４３および配線層４４は、全てべた膜で形成されている。配線層４４は、配線本体４５、第１の被覆層４６および第２の被覆層４７がその順で積層された構造であって、配線本体４５、第１の被覆層４６および第２の被覆層４７もそれぞれべた膜である。このように、本発明に係る透明導電層および配線層は必ずしもパターニングされている必要はなく、各層ごとのパターニングは任意である。透明導電層４３および配線層４４がパターニングされていない導電性基板４０は、例えば、半製品として流通し、使用用途に応じて必要な層にパターニングが施される。

本発明に係る導電性基板は、少なくとも、透明基材、透明導電層および配線層の３層を備えていれば良い。アンダーコート層を有するか否かは任意である。アンダーコート層の代わりに別の層が含まれていても良いし、アンダーコート層に加えて別の層が含まれていても良い。別の層は、１層であっても良いし、複数層であっても良い。
本発明に係る配線層は、少なくとも、配線本体および第１の被覆層を備えていれば良い。第２の被覆層を有するか否かは任意である。第２の被覆層の代わりに別の層が含まれていても良いし、第２の被覆層に加えて別の層が含まれていても良い。別の層は、１層であっても良いし、複数層であっても良い。また、別の層は、配線本体に対して透明基材側に配置されていても良いし、透明基材とは反対側に配置されていても良い。

本発明に係る導電性基板は、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、券売機、銀行のＡＴＭ端末等の電子機器のタッチパネルなどのセンサーや、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等の表示装置や調光ミラーガラスなどの周囲配線、太陽電池の集電配線などに広く利用可能である。

１タッチパネル
１０，２０，４０導電性基板
１１，２１，４１透明基材
１２，２２，４２アンダーコート層
１３，２３，４３透明導電層
１４，２４，４４配線層
１５，２５，４５配線本体
１６，２６，４６第１の被覆層
１７，２７，４７第２の被覆層

Claims

透明基材に透明導電層および配線層がその順で積層された積層構造を有する導電性基板であって、
前記配線層は、銅を主成分とする配線本体と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層とを有し、
前記第１の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることを特徴とする導電性基板。
前記透明導電層は、前記透明基材の中央領域に電極部を有すると共に、前記中央領域を囲繞する周縁領域に前記電極部から延出した接続部を有するようパターニングされており、
前記配線層は、前記周縁領域に前記接続部と接触する配線部を有するようパターニングされていることを特徴とする請求項１記載の導電性基板。
前記第１の被覆層は、銅とニッケルの合金からな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。
前記配線層は、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材側の主面を被覆する第２の被覆層をさらに有し、
前記第２の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の導電性基板。
前記第２の被覆層は、銅とニッケルの合金からなることを特徴とする請求項４に記載の導電性基板。
請求項１から５のいずれかに記載の導電性基板を備えることを特徴とするタッチパネル。
透明基材に透明導電層および配線層がその順で積層され、前記配線層は、銅を主成分とする配線本体と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材とは反対側の主面を被覆する第１の被覆層と、銅およびニッケルを含む合金を主成分とし前記配線本体の前記透明基材側の主面を被覆する第２の被覆層とを有し、前記第１の被覆層および前記第２の被覆層のニッケル含有量が３０ｗｔ％〜７０ｗｔ％である導電性基板の製造方法であって、
前記透明基材に、前記透明導電層の構成材料からなるべた膜、前記第２の被覆層の構成材料からなるべた膜、前記配線本体の構成材料からなるべた膜、および、前記第１の被覆層の構成材料からなるべた膜をその順で積層させて、それらべた膜からなる積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体をエッチングし、所定の形状にパターニングするパターニング工程と、
を含むことを特徴とする導電性基板の製造方法。
前記透明基材と前記透明導電層との間にさらにアンダーコート層を積層する工程を含み、前記アンダーコート層は、前記透明基材や前記透明導電層よりも低い屈折率の材料からなる低屈折率層や、前記低屈折率層と高屈折率層とを組み合わせた２層以上の層で形成されることを特徴とする請求項７に記載の導電性基板の製造方法。