JP2014052737A - 透明電極基板、その製造方法および画像表示装置 - Google Patents

透明電極基板、その製造方法および画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】容易にパターンニングすることのできる導体層を備える透明電極基板、その製造方法および画像表示装置を提供すること。
【解決手段】透明電極基板1は、絶縁基板2と、絶縁基板2の上に形成される導体層3とを備え、導体層3は、絶縁基板2の上面に形成される透明導体層4と、透明導体層4の上に形成され、導体層3の電気抵抗を低減させる低抵抗化層5と、低抵抗化層5の上面に、易エッチング材料から形成される保護層とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、透明電極基板、その製造方法および画像表示装置、詳しくは、透明電極基板の製造方法、それにより得られる透明電極基板、および、その透明電極基板を備える画像表示装置に関する。
従来、液晶表示装置などの画像表示装置に、透明電極が設けられた透明電極基板をタッチパネルとして用いることが知られている。
例えば、ガラス基板の上に、所定パターンにパターンニングされたインジウム錫酸化物(ITO)層と、銅層(銅単層鍍金)と、金層(電解鍍金層)とを順次積層することにより得られる透明電極基板が提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
特許文献1では、透明電極基板の最表面に位置する金層(電解鍍金層)によって、銅層の腐食を防止して、銅層の保護を図っている。
特開平6−148661号公報
しかるに、透明電極基板の用途によっては、まず、ガラス基板の上面全面に、ITO層、銅層および金層を順次積層し、その後、それらの積層部分をエッチングによって所望の形状にパターンニングする必要がある。
しかし、金層は、化学的安定性が高いため、エッチングが困難であり、そのため、積層部分を所望の形状にパターンニングすることができないという不具合がある。
本発明の目的は、容易にパターンニングすることのできる導体層を備える透明電極基板、その製造方法および画像表示装置を提供することにある。
本発明の透明電極基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも厚み方向一方側に形成される導体層とを備え、前記導体層は、前記絶縁基板の前記厚み方向一方側に形成される透明導体層と、前記透明導体層の前記厚み方向一方側に形成され、前記導体層の電気抵抗を低減させる低抵抗化層と、前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面に、易エッチング材料から形成される保護層とを備えることを特徴としている。
また、本発明の透明電極基板では、前記易エッチング材料が、ニッケル、錫およびニッケル銅合金から選択される少なくとも1種の金属であることが好適である。
また、本発明の透明電極基板では、前記透明導体層が、インジウム錫酸化物から形成され、前記低抵抗化層が、銅、銀および金からなる群から選択される少なくとも1種の金属から形成されることが好適である。
また、本発明の透明電極基板では、前記透明導体層は、前記絶縁基板の前記厚み方向一方側全面に形成され、前記低抵抗化層は、前記透明導体層の前記厚み方向一方側全面に形成され、前記保護層は、前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面全面に形成されていることが好適である。
また、本発明の透明電極基板では、前記導体層は、前記絶縁基板において、導体パターンとして形成されていることが好適である。
また、本発明の透明電極基板では、前記導体パターンは、前記導体層からなる引出配線と、前記引出配線に連続して形成され、前記透明導体層からなる透明電極とを備えることが好適である。
また、本発明の透明電極基板の製造方法は、絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも厚み方向一方側に積層される透明導体層とを備える積層板を用意する用意工程、低抵抗化層を、前記透明導体層の前記厚み方向一方側に積層する低抵抗化工程、および、保護層を、前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面に、易エッチング材料から形成する保護工程を備えることを特徴としている。
また、本発明の透明電極基板の製造方法は、前記保護工程の後に、前記透明導体層と前記低抵抗化層と前記保護層を備える導体層をエッチングして導体パターンを形成するパターンニング工程をさらに備えることが好適である。
また、本発明の透明電極基板の製造方法は、前記導体パターンの一部から前記保護層および前記低抵抗化層を除去することによって、前記透明導体層から透明電極を形成するとともに、前記導体パターンの残部に対応する前記導体層を引出配線とする工程をさらに備えることが好適である。
また、本発明の画像表示装置は、上記した透明電極基板を備えることを特徴としている。
また、本発明の画像表示装置では、前記透明電極基板が、タッチパネルであることが好適である。
また、本発明の画像表示装置は、液晶表示装置であることが好適である。
本発明の透明電極基板の製造方法により得られる、本発明の透明電極基板は、低抵抗化層の厚み方向一方面に、易エッチング材料から形成される保護層を備えるので、厚み方向一方面に保護層が形成される低抵抗化層を含む導体層を、容易にエッチングして、所望の形状にパターンニングすることができる。
そのため、本発明の画像表示装置は、高精度にパターンニングされた導体層を含む透明電極基板を備えるので、信頼性の向上を図ることができる。
図1は、本発明の透明電極基板の製造方法の第1実施形態を示す工程図であり、(a)は、絶縁基板を用意して、光学調整膜を積層する工程、(b)は、透明導体層を光学調整膜の上面に積層する工程、(c)は、密着層を透明導体層の上面に積層する工程、(d)は、低抵抗化層を密着層の上面に積層する工程、(e)は、保護層を低抵抗化層の上面に積層する工程を示す。 図2は、図1(e)に示す透明電極基板の導体層から導体パターンを形成する工程図であり、(a)は、第1エッチングレジストを保護層の上面に積層する工程、(b)は、導体層をエッチングし、続いて、第1エッチングレジストを除去する工程、(c)は、第2エッチングレジストを、導体パターンにおいて引出配線に対応する部分を被覆するように、絶縁基板の上に積層する工程、(d)は、第2エッチングレジストから露出する保護層、低抵抗化層および密着層をエッチングし、続いて、第2エッチングレジストを除去する工程を示す。 図3は、図2(d)に示す透明電極基板がタッチパネルとして設けられる液晶表示装置の断面図を示す。 図4は、図3に示す液晶表示装置のタッチパネルを分解したときの拡大断面図を示す。 図5は、第1実施形態の透明電極基板の変形例(絶縁基板の両側に導体層が設けられる態様)の断面図を示す。 図6は、第1実施形態の透明電極基板の変形例(密着層が設けられない態様)の断面図であり、(a)は、導体層が絶縁基板の上面全面に形成される態様、(b)は、導体層が導体パターンとして形成される態様を示す。 図7は、第1実施形態の透明電極基板の変形例(光学調整膜が設けられない態様)の断面図を示す。 図8は、第1実施形態の透明電極基板の変形例(光学調整膜が設けられない態様)の断面図を示す。
<第1実施形態>
<透明電極基板>
各図において、紙面上下方向(厚み方向)を第1方向とし、紙面左右方向を第2方向とし、紙面奥行方向(前後方向)を第3方向とする場合がある。
図1(e)において、本発明の一実施形態としての透明電極基板1は、平板形状をなし、絶縁基板2と、絶縁基板2の上(厚み方向一方側)に形成される導体層3とを備える。
絶縁基板2は、平面視において、透明電極基板1の外形形状に対応するフィルム状(あるいは薄板状)に形成されている。絶縁基板2を形成する材料としては、例えば、透明材料が挙げられる。透明材料としては、例えば、ガラスなどの無機透明材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン(PE)、シクロオレフィンポリマー(COP)などの有機透明材料が挙げられる。好ましくは、軽薄性の観点から、有機透明材料、より好ましくは、PETが挙げられる。上記した材料のガラス転移温度は、例えば、180℃以上であり、また、例えば、220℃以下である。絶縁基板2の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、25μm以上であり、また、例えば、300μm以下、好ましくは、200μm以下である。
また、絶縁基板2の上面全面には、光学調整膜24が形成されている。光学調整膜24は、例えば、SiO系材料などの無機光学材料、または、有機光学材料などからなり、ガラス転移温度が180℃以上であり、厚みが、例えば、1nm以上、好ましくは、5nm以上であり、また、例えば、1000nm以下、好ましくは、500nm以下でもある。
導体層3は、絶縁基板2の上に光学調整膜24の間隔を隔てて設けられている。つまり、導体層3は、光学調整膜24の上面全面に積層されている。導体層3は、複数の層からなり、具体的には、光学調整膜24の上面(厚み方向一方面)に形成される透明導体層4と、透明導体層4の上(厚み方向一方側)に形成される低抵抗化層5と、透明導体層4および低抵抗化層5の間に介在される密着層6とを備える。さらに、導体層3は、低抵抗化層5の上面(厚み方向一方面)に形成される保護層7を備える。つまり、導体層3では、光学調整膜24の上(厚み方向一方側)に、透明導体層4、密着層6、低抵抗化層5および保護層7が順次積層されている。
透明導体層4は、後述する透明電極10(図2(d)参照)において、タッチ入力のための層であって、導体層3において最下層に位置しており、光学調整膜24の上面全面に形成されている。透明導体層4を形成する透明導体としては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)などの酸化物が挙げられる。透明導体層4の厚みは、例えば、5nm以上、好ましくは、10nm以上であり、また、例えば、200nm以下、好ましくは、30nm以下でもある。
密着層6は、透明導体層4と低抵抗化層5との密着力を向上させる層であり、透明導体層4の上面全面に形成されている。密着層6を形成する材料としては、例えば、ニッケル、銅、それらの合金(金属以外の成分を含む組成物を含む。)が挙げられる。好ましくは、より高い密着力を得る観点から、ニッケルと、リンまたはホウ素とを必須成分として含有する組成物などが挙げられる。
ニッケルは、組成物において主成分として含有されており、その含有割合は、
リンまたはホウ素の含有割合の残部である。
組成物において、リンまたはホウ素は、副成分として含有されており、リンの含有割合は、例えば、8質量%以上、好ましくは、9質量%以上、より好ましくは、10質量%以上であり、また、例えば、15質量%以下、好ましくは、13質量%以下でもある。また、ホウ素の含有割合は、組成物に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、1質量%以上であり、また、例えば、5質量%以下、好ましくは、3質量%以下でもある。
リンまたはホウ素の含有割合が上記下限を下回れば、透明導体層4と密着層6との密着力を十分に高めることができない場合がある。一方、リンまたはホウ素の含有割合が上記上限を上回れば、安定なめっきができない場合がある。
また、組成物は、必要により、パラジウム、ロジウムなどの貴金属などの触媒を、任意成分として適宜の割合で含有する。
密着層6の厚みは、例えば、50nm以上、好ましくは、100nm以上であり、また、例えば、3000nm以下、好ましくは、500nm以下である。
低抵抗化層5は、導体層3の電気抵抗を低減させる層であって、透明導体層4の上に密着層6を隔てて(介して)積層されている。具体的には、低抵抗化層5は、密着層6の上面全面に形成されている。低抵抗化層5を形成する材料としては、例えば、銅、銀、金、それらの合金など導電材料(具体的には、金属)が挙げられる。好ましくは、銅、銀、金が挙げられる。これら材料の低抵抗化層5の厚みは、導体層3に要求される電気抵抗値によって適宜設定され、具体的には、例えば、50nm以上、好ましくは、100nm以上であり、また、例えば、3000nm以下、好ましくは、1000nm以下でもある。
保護層7は、低抵抗化層5を保護する層であって、導体層3において最上層に位置しており、低抵抗化層5の上面全面に形成されている。保護層7は、易エッチング材料から形成されている。易エッチング材料は、後述するエッチング(図2(b)および図2(d)参照)において容易に除去される材料であって、具体的には、ニッケル、錫、ニッケル銅合金などの金属が挙げられる。なお、上記した各材料は、保護層7の形成工程で混入される添加物(例えば、リンなど)などを含む組成物として調製されていてもよい。
易エッチング材料としては、好ましくは、ニッケルと、リンまたはホウ素とを必須成分として含有する組成物が挙げられ、より好ましくは、ニッケルとリンとを必須成分として含有する組成物が挙げられる。必須成分の含有割合は、密着層6におけるそれと同様である。
保護層7は、単層または材料が異なる複数の層として形成される。好ましくは、単層として形成される。保護層7の厚みは、例えば、20nm以上であり、また、後述するエッチング時間を考慮すると、例えば、100nm以下である。
次に、図1(a)〜図1(e)を参照して透明電極基板1の製造方法について説明する。
この方法では、まず、図1(a)に示すように、絶縁基板2を用意する。続いて、光学調整膜24を絶縁基板2の上面全面に形成(積層)する。
次いで、図1(b)〜図1(e)に示すように、導体層3を光学調整膜24の上に形成する。
すなわち、導体層3を光学調整膜24の上に形成するには、まず、図1(b)に示すように、透明導体層4を光学調整膜24の上面に積層する。
具体的には、透明導体層4を形成するには、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの物理蒸着が用いられる。好ましくは、スパッタリングが用いられる。
これによって、絶縁基板2および光学調整膜24と、光学調整膜24の上面(厚み方向一方面)に積層される透明導体層4とを備える積層板19を用意する(用意工程)。
次いで、図1(c)に示すように、密着層6を透明導体層4の上面に形成する(密着層積層工程)。
具体的には、密着層6を、例えば、めっき、物理蒸着などによって、絶縁基板2の上面に形成する。好ましくは、めっきが用いられる。
めっきとしては、例えば、無電解めっき、電解めっきが挙げられ、好ましくは、無電解めっきが挙げられる。
無電解めっきにより密着層6を絶縁基板2の上面に形成するには、まず、必要により、予め、例えば、密着層6の上面を前処理する。
前処理としては、例えば、脱脂、ソフトエッチング、酸洗いなどが挙げられる。脱脂では、中性の脱脂液に積層板19を浸漬する。ソフトエッチングでは、例えば、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩の水溶液に積層板19を浸漬する。
前処理後、必要により、透明導体層4の上面(表面)に触媒皮膜(図示せず)を積層する。触媒皮膜(図示せず)は、積層板19を、触媒液中に浸漬することにより、形成される。触媒液としては、例えば、触媒またはそれを組成として含有する触媒化合物を含む液(分散液または溶液)などが挙げられる。触媒としては、例えば、パラジウム、ロジウムなどの貴金属が挙げられる。触媒化合物としては、例えば、貴金属化合物(貴金属塩)などが挙げられる。水溶液における触媒および/または触媒化合物の含有割合は、適宜設定される。
浸漬温度は、例えば、15℃以上、好ましくは、20℃以上であり、また、例えば、50℃以下、好ましくは、40℃以下でもある。
浸漬時間は、例えば、0.5分間以上、好ましくは、1分間以上であり、また、例えば、10分間以下、好ましくは、5分間以下でもある。
次いで、触媒皮膜(図示せず)が表面に積層された積層板19を、無電解めっき液に浸漬する。
無電解めっき液は、ニッケル化合物と、リン化合物またはホウ素化合物と、水とを配合することによって、調製される。
ニッケル化合物としては、例えば、硫酸ニッケル、硝酸ニッケルなどのニッケル塩などが挙げられる。ニッケル塩は、水に配合されると、ニッケルカチオン(Ni2+)を生成する。
リン化合物としては、例えば、次亜リン酸、次亜リン酸塩(例えば、次亜リン酸ナトリウムなど)などのリン系還元剤が挙げられる。リン系還元剤は、水に配合されると、リン系アニオン(具体的には、次亜リン酸アニオン:HPO )を生成する。
ホウ素化合物としては、例えば、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化ホウ素化合物、ジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、トリエチルアミンボランなどのアミンボラン化合物などが挙げられる。ホウ素化合物は、水に配合されると、ホウ素系アニオン(具体的には、ホウ酸アニオン、BO 3−)を生成する。
また、無電解めっき液のpHは、例えば、2以上、好ましくは、4以上、また、例えば、6以下、好ましくは、5以下に調整される。
浸漬温度、つまり、無電解めっき液の温度は、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、また、例えば、90℃以下、好ましくは、80℃以下でもある。浸漬温度が上記範囲外にあれば、密着層6の厚みを所望の範囲に設定することができない場合がある。
積層板19を無電解めっき液に浸漬すれば、密着層6(詳しくは、触媒皮膜)の表面において、リン系アニオンまたはホウ素系アニオンの還元作用によって、ニッケルカチオン(Ni2+)を還元して、ニッケル(Ni)を生成しつつ、内部にリン(P)またはホウ素(B)を含有しながら、密着層6を形成する。
その後、必要により、密着層6を加熱(ベーク)する。
加熱温度は、絶縁基板2および光学調整膜24のガラス転移温度以下であり、また、例えば、100℃以上、好ましくは、120℃以上である。加熱時間は、例えば、1分間以上、好ましくは、5分間以上であり、また、例えば、90分間以下、好ましくは、60分間以下である。
さらにその後、必要により、密着層6の上面(表面)を水洗する。
次いで、図1(d)に示すように、低抵抗化層5を密着層6の上面に形成する(低抵抗化工程)。
具体的には、低抵抗化層5を、例えば、めっき、物理蒸着などによって、密着層6の上面に形成する。好ましくは、めっき、より好ましくは、密着層6に対する密着性を向上させる観点から、電解めっきによって、低抵抗化層5を形成する。
その後、図1(e)に示すように、保護層7を、低抵抗化層5の上面に形成する(保護工程)。
保護層7は、上記した密着層6と同様の方法によって易エッチング材料から形成する。
なお、めっきとしては、保護層7の厚みの均一性および低抵抗化層5の腐食防止の観点から、好ましくは、無電解めっきが採用される。また、積層板19の無電解めっき液への浸漬時間を、例えば、1秒間以上、好ましくは、10秒間以上、また、例えば、100秒間以下、好ましくは、50秒間以下に設定することもできる。
これによって、透明電極基板1を得る。
この透明電極基板1は、図1(e)に示すように、導体層3を、光学調整膜24の上面全面(透明導体層4の上側全体)に形成しているが、例えば、図2(d)に示すように、導体パターン8として形成することもできる。
すなわち、図2(a)〜(d)に示すように、透明電極基板1において、導体パターン8は、導体層3をエッチングによってパターン加工することにより、得られる。
図2(d)に示すように、導体パターン8は、引出配線9と、引出配線9に連続して(図示しないが)形成される透明電極10とを備える。
引出配線9は、透明電極基板1の周端部に互いに間隔を隔てて複数配置されている。引出配線9は、光学調整膜24の上面(絶縁基板2の上)において、導体層3(具体的には、透明導体層4、密着層6、低抵抗化層5および保護層7)からなる。
透明電極10は、後述する液晶表示装置30(図3参照)において、検知部(センサ)を構成しており、透明電極基板1の中央において互いに間隔を隔てて複数配置されている。透明電極10のパターンとしては、例えば、前後方向に延び、左右方向に互いに間隔を隔てて形成されている。透明電極10は、光学調整膜24の上において、透明導体層4からなる。
次に、透明電極基板1において、導体層3をエッチングして導体パターン8を形成する方法(パターンニング工程)について図2(a)〜図2(d)を参照して説明する。
まず、この方法では、図2(a)に示すように、第1エッチングレジスト17を、導体層3の上面に形成する。
具体的には、まず、ドライフィルムレジストを保護層7の上面全面に積層し、続いて、露光および現像によって、第1エッチングレジスト17を導体パターン8と同一パターンで形成する。
その後、この方法では、図2(b)に示すように、第1エッチングレジスト17から露出する導体層3をエッチングする。このエッチングでは、導体層3を溶解させる一方、透明導体層4および光学調整膜24を溶解させないエッチング液が用いられる。
これによって、透明導体層4、密着層6、低抵抗化層5および保護層7からなる導体パターン8を形成する。
その後、第1エッチングレジスト17を剥離により除去する。
次いで、この方法では、図2(c)に示すように、第2エッチングレジスト18を、光学調整膜24の上に、引出配線9(図2(d)参照)に対応する導体層3を被覆し、透明電極10(図2(d)参照)に対応する導体層3を露出するように、形成する。
具体的には、まず、ドライフィルムレジストを、導体層3(導体パターン8)を含む光学調整膜24の上面全面に積層し、続いて、露光および現像によって、第2エッチングレジスト18を上記したパターンで形成する。
次いで、この方法では、図2(d)に示すように、第2エッチングレジスト18から露出する導体層3の一部、つまり、保護層7、低抵抗化層5および密着層6を、エッチングによって除去する。
エッチングでは、保護層7、低抵抗化層5および密着層6を溶解させる一方、透明導体層4および光学調整膜24を溶解させないエッチング液が用いられる。
その後、第2エッチングレジスト18を剥離により除去する。
これによって、導体パターン8の一部である保護層7、低抵抗化層5および密着層6を除去することによって、透明導体層4から透明電極10を形成するとともに、導体パターン8の残部に対応する導体層3を引出配線9とする。
なお、透明電極10および引出配線9のパターン以外の導体層3では、図2(b)に示すエッチングによって、すでに、保護層7、低抵抗化層5、密着層6および透明導体層4がエッチングされている。
これによって、図2(d)に示すように、引出配線9および透明電極10を備える導体パターン8が光学調整膜24の上面に形成される透明電極基板1を得る。
そして、この透明電極基板1は、低抵抗化層5の上面に、易エッチング材料から形成される保護層7を備えるので、上面に保護層7が形成される低抵抗化層5を含む導体層3を、容易にエッチングして、所望の形状にパターンニングすることができる。
図2(d)に示す透明電極基板1を、例えば、タッチパネルとして用いることができる。
<タッチパネル>
次に、図2(d)に示す透明電極基板1が用いられるタッチパネル20を備える液晶表示装置30について、図3および図4を参照して説明する。
図3において、液晶表示装置30は、例えば、タッチパネル式携帯電話であって、板状のLCDモジュール14と、LCDモジュール14の上に間隔を隔てて設けられる偏光板12と、偏光板12の上面に設けられるタッチパネル20と、タッチパネル20の上面に設けられる保護ガラス層11とを備えている。
また、LCDモジュール14の下側には、図示しないが、回路基板および筐体などが設けられている。
また、液晶表示装置30の左右方向および前後方向の中央部において、LCDモジュール14と偏光板12との間は、空気層としてのギャップ層13とされている。なお、ギャップ層13は、周端部において枠状に配置されるスペーサ21によって区画されている。
図4に示すように、タッチパネル20は、2つの透明電極基板1(詳しくは、導体層3が導体パターン8として形成されている透明電極基板1)を備えている。
具体的には、タッチパネル20は、厚み方向に間隔を隔てて配置される複数(2つ)の透明電極基板1と、それらの間に介在される透明絶縁フィルム22と、複数(3つ)の粘着剤層15とを備えている。
2つの透明電極基板1のそれぞれにおいて、導体層3は、上側(厚み方向)に向くように配置されている。また、2つの透明電極基板1において、透明電極10の延びる方向は、厚み方向に投影したときに、互いに交差(具体的には、直交)するように設定されており、例えば、上側の透明電極10は、前後方向に延び、左右方向に互いに間隔を隔てて配置される一方、下側の透明電極10は、左右方向に延び、前後方向に互いに間隔を隔てて配置される。
透明絶縁フィルム22は、上記した透明電極基板1における絶縁基板2と同様の材料および寸法で形成されている。
粘着剤層15は、下側の透明電極基板1と透明絶縁フィルム22との間、透明絶縁フィルム22と上側の透明電極基板1との間、および、上側の透明電極基板1の上面に設けられている。
この液晶表示装置30では、保護ガラス層11の上面に指などが接触あるいは近接すると、接触あるいは近接しない場合と比べ静電容量の差を生じ、それが、検知信号として、引出配線9を介して、図示しない回路基板に伝達される。
一方、入力信号は、回路基板からLCDモジュール14に入力されて、LCDモジュール14が画像を表示する。その画像は、偏光板12、タッチパネル20および保護ガラス層11を介して、操作者(あるいは視認者)に視認される。
そして、この液晶表示装置30は、高精度にパターンニングされた導体層3から形成される導体パターン8を含む透明電極基板1を備えるので、信頼性の向上を図ることができる。
<変形例>
図3および図4の説明では、本発明の画像表示装置を液晶表示装置30として説明しているが、例えば、図示しないが、有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL装置)などとして用いることもできる。
また、以降の各図において、図1〜図4と同様の部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図1(e)の実施形態では、導体層3を、絶縁基板2の上側(厚み方向一方側)のみに設けているが、例えば、図5に示すように、絶縁基板2の両側(上側および下側、厚み方向一方側および他方側)に設けることもできる。
つまり、図5において、透明電極基板1は、絶縁基板2と、その上面および下面のそれぞれに形成される光学調整膜24と、2つの光学調整膜24の表面に形成される導体層3とを備える。
絶縁基板2は、2つの光学調整膜24によって、厚み方向に挟まれている。
2つの導体層3は、上側の光学調整膜24に上面に形成されるとともに、下側の光学調整膜24の下面に形成されている。
下側の導体層3は、光学調整膜24の下面全面に積層されている。下側の導体層3では、光学調整膜24の下(厚み方向他方側)に、透明導体層4、密着層6、低抵抗化層5および保護層7が順次積層されている。
また、図5に示す透明電極基板1において、図示しないが、導体層3を導体パターン8として形成することができる。
そのような透明電極基板1をタッチパネル20として用いる場合には、1つの透明電極基板1からタッチパネル20を構成することができる。上下両側の導体パターン8における透明電極10は、厚み方向に投影したときに、互いに交差(具体的には、直交)するパターンに形成されている。
また、図1(e)の実施形態では、密着層6を導体層3に設けているが、例えば、図6(a)に示すように、密着層6を設けることなく、導体層3を構成することもできる。
図6(a)において、導体層3は、透明導体層4、低抵抗化層5および保護層7から形成されている。
低抵抗化層5は、透明導体層4の上面全面に直接形成されている。
また、図6(a)に示す透明電極基板1の導体層3を、図6(b)に示すように、引出配線9および透明電極10を備える導体パターン8として形成することもできる。
図6(b)において、引出配線9は、透明導体層4、低抵抗化層5および保護層7からなる。
図6(b)に示す透明電極基板1を得るには、図2(a)〜図2(d)が参照されるように、まず、第1エッチングレジスト17を保護層7の上面に形成し、次いで、第1エッチングレジスト17から露出する導体層3(透明導体層4、低抵抗化層5および保護層7)をエッチング(パターンニング)し、続いて、第1エッチングレジスト17を剥離する。その後、第2エッチングレジスト18を、光学調整膜24の上に、引出配線9に対応する導体層3を被覆し、透明電極10に対応する導体層3を露出するように、形成し、その後、第2エッチングレジスト18から露出する保護層7および低抵抗化層5を、エッチングによって除去する。その後、第2エッチングレジスト18を除去する。
好ましくは、図1(e)に示すように、密着層6を導体層3における透明導体層4および低抵抗化層5の間に介在させるように設け、さらには、図2(d)に示すように、保護層7を引出配線9における透明導体層4および低抵抗化層5の間に介在させる。これによって、図1(e)に示す導体層3における透明導体層4および低抵抗化層5の密着力を向上させ、さらには、図2(d)に示す引出配線9における透明導体層4および低抵抗化層5の密着力を向上させることができる。
図1(e)および図2(d)の実施形態では、絶縁基板2の上面に光学調整膜24を設けているが、例えば、図7および図8に示すように、光学調整膜24を設けることなく、絶縁基板2の上面に透明導体層4を直接形成することもできる。
好ましくは、光学特性の向上を図る観点から、図1(e)および図2(d)に示すように、光学調整膜24を絶縁基板2の上面に設ける。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。
<透明電極基板の作製>
実施例1
PET(ガラス転移温度:180℃以上)からなる厚み50μmの絶縁基板を用意した(図1(a)参照)。続いて、SiO系(ガラス転移温度:200℃以上)からなる厚み25nmの光学調整膜を絶縁基板の上面全面に積層した。
次いで、導体層を絶縁基板(光学調整膜)の上に形成した(図1(b)〜図1(e)参照)。
具体的には、まず、ITOからなる透明導体層を、スパッタリングによって、光学調整膜の上面に形成した。透明導体層の厚みは、25nmであった。これによって、絶縁基板と光学調整膜と透明導体層とを備える積層板を用意した。
続いて、密着層を、透明導体層の上面に形成した(図1(c)参照)。
具体的には、まず、積層板を、45℃の中性の脱脂液に5分間浸漬し、続いて、25℃の過硫酸ナトリウム水溶液に5分間浸漬して、ソフトエッチングした。
次いで、積層板を、パラジウムを含む、25℃の触媒液に5分間浸漬することにより、触媒皮膜を透明導体層の表面に積層した。
別途、硫酸ニッケルおよび次亜リン酸(還元剤)を含有する無電解めっき液を調製した。無電解めっき液において、ニッケルカチオン(Ni2+)の質量割合を2.5質量%に、次亜リン酸アニオン(HPO )の質量割合を2質量%に調整した。また、無電解めっき液のpHは、4.6であった。
そして、触媒皮膜が透明導体層の表面に積層された積層板を、70℃の無電解めっき液に5分間浸漬した。これによって、ニッケルおよびリンを含有する組成物からなる厚み500nmの密着層を、透明導体層の上面全面に(触媒皮膜を介して)形成した。
その後、密着層を1分間水洗した。
次いで、低抵抗化層を密着層の上面に形成した(図1(d)参照)。
すなわち、密着層が形成された積層板を、添加剤を含有する硫酸銅めっき液に浸漬して、平均電流密度1A/dmで1分20秒間、電解銅めっきした。これによって、銅からなる厚み200nmの低抵抗化層を、密着層の上面全面に形成した。
その後、ニッケルおよびリンを含有する組成物からなる厚み30nmの保護層を低抵抗化層の上面に形成した(図1(e)参照)。
低抵抗化層は、密着層の形成に準じて、形成した。
これによって、光学調整膜の上に、透明導体層、密着層、低抵抗化層および保護層が順次積層された透明電極基板を得た。
実施例2〜9および比較例1、2
密着層、低抵抗化層および保護層の形成条件などを表1および表2の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に処理して、透明電極基板を得た。
実施例1からの変更点の詳細を以下に記載する。
実施例3については、保護層を、電解ニッケルによってニッケルから形成した。電解ニッケルの詳細な条件を下記に示す。
電解ニッケルめっき液:硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸、添加剤からなる。
電解条件:0.5A/dm
時間:30秒間
温度:40℃
実施例4については、低抵抗化層を無電解銅めっきによって銅から形成した。無電解銅めっきの詳細な条件を下記に示す。
電解ニッケルめっき液:硫酸銅、ホルマリンを含む。
時間:15秒間
温度40℃
実施例5については、密着層をスパッタリングによって銅から形成した。
実施例7〜9については、硫酸ニッケルおよびホウ素を含有する無電解めっき液を用いて、ニッケルおよびホウ素からなる組成物から密着層を形成した。 実施例7〜9のそれぞれの皮膜中ホウ素濃度は、めっき液中のジメチルアミンボラン濃度と硫酸ニッケル濃度との比、pH、添加剤などにより調整を適宜行った。
比較例1については、保護層を無電解金めっきによって金から形成した。無電解金めっきの詳細な条件を下記に示す。
シアン化金カリ、シアン化カリウム、添加剤からなるめっき液
温度:80℃
時間:3分間
厚み:30nm
比較例2については、保護層を形成しなかった。
<画像表示装置の作製>
実施例1〜5および比較例2および5の透明電極基板について、導体層を導体パターンに加工し(図2(a)〜図2(d)参照)、その後、上記実施形態に従って、透明電極基板をタッチパネルとして用いた液晶表示装置を作製した。
一方、比較例1の透明電極基板についても、導体層を導体パターンに加工しようと、エッチングを試みた。しかし、導体層をエッチング(パターンニング)することができなかった。
<評価>
・密着力
保護層を形成する前(比較例2については得られた透明電極基板)の透明電極基板について、密着力試験(テープクロスカット試験)を実施した。
すなわち、上記した透明電極基板の導体層の1cm四方の領域に、前後方向および左右方向に沿う切れ目を、カッターナイフを使用して、間隔1mmで入れた。その後、粘着テープを導体層に貼着して、粘着テープを導体層から剥離したときに、低抵抗化層が透明導体層から剥離しなかったものを「○」と評価し、低抵抗化層が透明導体層から剥離したものを「×」と評価した。
・抵抗値(表面抵抗)
実施例1〜5、9および比較例1、2の透明電極基板の導体層の表面抵抗を抵抗率計(ロレスタAX MCP−370型 三菱化学アナリテック製)により測定した。
・防錆性(腐食性)
実施例1〜5、9および比較例1、2の透明電極基板を備える画像表示装置を、85℃、85%の恒温高湿器に500時間投入した。その後、引出配線に変色腐食がないものを「○」と評価し、変色腐食があったものを「×」と評価した。
・リン含有割合およびホウ素含有割合
密着層および保護層におけるリン含有割合またはホウ素含有割合を、皮膜を溶解してICP測定することにより算出した。
その結果を、密着層欄および保護層欄のそれぞれに示す。
Figure 2014052737
Figure 2014052737
表中「%」は、「質量%」であることを示す。
1 透明電極基板
2 絶縁基板
3 導体層
4 透明導体層
5 低抵抗化層
6 密着層
7 保護層
8 導体パターン
9 透明電極
10 引出配線
20 タッチパネル
30 液晶表示装置

Claims (12)

  1. 絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも厚み方向一方側に形成される導体層とを備え、
    前記導体層は、
    前記絶縁基板の前記厚み方向一方側に形成される透明導体層と、
    前記透明導体層の前記厚み方向一方側に形成され、前記導体層の電気抵抗を低減させる低抵抗化層と、
    前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面に、易エッチング材料から形成される保護層と
    を備えることを特徴とする、透明電極基板。
  2. 前記易エッチング材料が、ニッケル、錫およびニッケル銅合金から選択される少なくとも1種の金属であることを特徴とする、請求項1に記載の透明電極基板。
  3. 前記透明導体層が、インジウム錫酸化物から形成され、
    前記低抵抗化層が、銅、銀および金からなる群から選択される少なくとも1種の金属から形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載の透明電極基板。
  4. 前記透明導体層は、前記絶縁基板の前記厚み方向一方側全面に形成され、
    前記低抵抗化層は、前記透明導体層の前記厚み方向一方側全面に形成され、
    前記保護層は、前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面全面に形成されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明電極基板。
  5. 前記導体層は、前記絶縁基板において、導体パターンとして形成されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明電極基板。
  6. 前記導体パターンは、
    前記導体層からなる引出配線と、
    前記引出配線に連続して形成され、前記透明導体層からなる透明電極と
    を備えることを特徴とする、請求項5に記載の透明電極基板。
  7. 絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも厚み方向一方側に積層される透明導体層とを備える積層板を用意する用意工程、
    低抵抗化層を、前記透明導体層の前記厚み方向一方側に積層する低抵抗化工程、および、
    保護層を、前記低抵抗化層の前記厚み方向一方面に、易エッチング材料から形成する保護工程
    を備えることを特徴とする、透明電極基板の製造方法。
  8. 前記保護工程の後に、前記透明導体層と前記低抵抗化層と前記保護層を備える導体層をエッチングして導体パターンを形成するパターンニング工程
    をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載の透明電極基板の製造方法。
  9. 前記導体パターンの一部から前記保護層および前記低抵抗化層を除去することによって、前記透明導体層から透明電極を形成するとともに、前記導体パターンの残部に対応する前記導体層を引出配線とする工程
    をさらに備えることを特徴とする、請求項8に記載の透明電極基板の製造方法。
  10. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の透明電極基板を備えることを特徴とする、画像表示装置。
  11. 前記透明電極基板が、タッチパネルであることを特徴とする、請求項10に記載の画像表示装置。
  12. 液晶表示装置であることを特徴とする、請求項10または11に記載の画像表示装置。
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