JP2015184994A - Transparent conductive laminate and touch panel having transparent conductive laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の技術は、透明導電性積層体および透明導電性積層体を備えたタッチパネルに関する。 The technology of the present disclosure relates to a transparent conductive laminate and a touch panel including the transparent conductive laminate.
近年、電子機器の入力デバイスとして、静電容量方式のタッチパネルが広く用いられている。投影型静電容量方式のタッチパネルは、静電容量の変化を検出するための2つの電極を備えている。2つの電極は、透明な基板を介して対向している。これらの電極は、基板に成膜された透明な導電膜がパターニングされることによって形成される。 In recent years, capacitive touch panels have been widely used as input devices for electronic devices. A projected capacitive touch panel includes two electrodes for detecting a change in capacitance. The two electrodes are opposed via a transparent substrate. These electrodes are formed by patterning a transparent conductive film formed on a substrate.
電極として基板に成膜される透明な導電膜の材料として、代表的なものは酸化インジウムスズ(ITO)である。ITOを基板に成膜する方法はドライ方式における真空成膜である。しかし、ITOの主成分であるインジウムは希少金属であり安定供給が懸念され、また、屈曲性に欠けるという問題もある。さらにその製造方式も高価な真空成膜機を必要とし、コスト高になるという問題が生じている。 A typical material for a transparent conductive film formed on a substrate as an electrode is indium tin oxide (ITO). A method of forming a film of ITO on a substrate is a vacuum film formation in a dry method. However, indium, which is the main component of ITO, is a rare metal and there is a concern about stable supply, and there is also a problem that it lacks flexibility. In addition, the manufacturing method also requires an expensive vacuum film forming apparatus, resulting in a problem of high cost.
近年上記の問題を鑑みて、ITO代替材料が台頭しており、導電性高分子、カーボンナノチューブ、金属を繊維状またはメッシュ状に加工して導電膜を形成することが行われている。これらは水や有機溶媒中に分散させることが可能なものもあり、それらを用いればその分散液をウェット方式にて基材表面に塗布することが可能であり、大量生産、コストダウンも期待される。中でも金属を繊維状またはメッシュ状にして導電膜を形成した基材はITOと同等の抵抗値、光学特性が得られる点でITO代替として有力視されている。 In recent years, in view of the above problems, ITO substitute materials have emerged, and conductive films are formed by processing conductive polymers, carbon nanotubes, and metals into a fibrous or mesh shape. Some of these can be dispersed in water or an organic solvent. If they are used, the dispersion can be applied to the substrate surface by a wet method, and mass production and cost reduction are also expected. The In particular, a base material on which a conductive film is formed by forming a metal into a fiber or mesh shape is regarded as a promising alternative to ITO in that a resistance value and optical characteristics equivalent to those of ITO can be obtained.
繊維状金属を導電膜として作成したタッチパネルは正常に動作するものの、高温高湿の環境に投入すると、タッチ位置誤認識や、静電容量値低下といった不具合が発生し、高温高湿の環境に対する耐久性がないといった問題が起きている。誤動作の原因としては、電極を構成している繊維状金属がマイグレーションを起こしているとされる。マイグレーションは、高温高湿下において電極に電圧を印加すると、水分の存在により電極を形成している金属が陽極側でイオン化して陰極側の電極へ移動し、そこで電子を受け取ると金属が析出し、析出した金属は絶縁物の表面を樹状、橋状、雲状といった形状で成長していく現象である。この成長物が陽極側まで到達すると、短絡がおき、不良となる。タッチパネルとして用いられる基材は、複数本の棒状または菱形状の電極が並列に並んでおり、隣り合う電極の間はエッチングにより絶縁されている。この基材をタッチパネルとして駆動させるには、各電極に引き回し配線を形成し、フレキシブルプリント版(FPC)を介してIC回路により、各電極に電圧が印加されて駆動する。各電極に電圧が印加されるため、電位差が生じる隣り合う電極同士は、高温下水分の影響で電極を構成している繊維状金属によるマイグレーションが発生し、静電容量の低下や電極の短絡が起き、タッチパネルとして正常に動作できない。 A touch panel made of fibrous metal as a conductive film works normally, but if it is put in a high-temperature and high-humidity environment, problems such as erroneous recognition of the touch position and a decrease in the capacitance value occur, and it is durable against high-temperature and high-humidity environments. There is a problem that there is no sex. The cause of malfunction is considered to be migration of the fibrous metal constituting the electrode. In migration, when a voltage is applied to an electrode under high temperature and high humidity, the metal forming the electrode is ionized on the anode side due to the presence of moisture and moves to the electrode on the cathode side. The deposited metal is a phenomenon in which the surface of the insulator grows in the shape of a tree, a bridge, or a cloud. When this growth reaches the anode side, a short circuit occurs and becomes defective. A base material used as a touch panel has a plurality of rod-shaped or diamond-shaped electrodes arranged in parallel, and the adjacent electrodes are insulated by etching. In order to drive the base material as a touch panel, a wiring is formed on each electrode, and a voltage is applied to each electrode and driven by an IC circuit via a flexible printed plate (FPC). Since a voltage is applied to each electrode, adjacent electrodes that generate a potential difference migrate due to the fibrous metal constituting the electrode under the influence of moisture at high temperatures, resulting in a decrease in capacitance or short-circuiting of the electrodes. Wake up and cannot operate normally as a touch panel.
この問題を解決するために、水分を遮断させてマイグレーションを起こさないような技術がある。例えば特許文献1では遮水層をもうけることで水分が入り込まないようにしてマイグレーションを起こさないようにしている。しかし、層が増えることでタッチパネルの厚みが増える、材料が増える、工程が増えるといった問題が挙げられコストが高くなることにつながりかねない。 In order to solve this problem, there is a technique that prevents migration by blocking moisture. For example, in Patent Document 1, a water shielding layer is provided so that moisture does not enter and migration does not occur. However, the increase in the number of layers may increase the thickness of the touch panel, increase the number of materials, increase the number of processes, and increase the cost.
本発明においては上記課題を鑑みてなされたものであり、高温高湿下において誤動作が起きない透明導電性積層体、タッチパネルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a transparent conductive laminate and a touch panel that do not malfunction under high temperature and high humidity.
上記課題を解決するための本発明の一局面は、透明基材と、透明基材と、透明基材の一面または両面に積層され樹脂を含む透明電極層とを備え、透明電極層は、繊維状の金属を有する複数の導電領域と非導電領域とを含み、温度60℃、湿度90%の雰囲気下に投入して240時間経過後の、非導電領域を介して隣り合う導電領域間の電気抵抗値が、109Ω以上である透明導電性積層体である。 One aspect of the present invention for solving the above problems includes a transparent base material, a transparent base material, and a transparent electrode layer that is laminated on one or both surfaces of the transparent base material and includes a resin. Including a plurality of conductive regions and a non-conductive region having a metal-like shape, and the electric current between adjacent conductive regions via the non-conductive region after 240 hours have passed after being placed in an atmosphere of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% It is a transparent conductive laminate having a resistance value of 10 9 Ω or more.
また、透明電極層の厚みが30nm以上150nm以下であってもよい。 Further, the thickness of the transparent electrode layer may be 30 nm or more and 150 nm or less.
また、本発明の他の局面は、上述の透明導電性積層体を備えるタッチパネルである。 Moreover, the other situation of this invention is a touch panel provided with the above-mentioned transparent conductive laminated body.
本開示の技術に係る透明導電性積層体により、マイグレーションによる電極間の短絡が起きにくく、高温高湿の雰囲気下において誤動作の起きない耐久性の向上したタッチパネルを提供することができる。 With the transparent conductive laminate according to the technique of the present disclosure, it is possible to provide a touch panel with improved durability in which short-circuiting between electrodes due to migration hardly occurs and malfunction does not occur in a high-temperature and high-humidity atmosphere.
図を参照して、本開示の技術における透明導電性積層体、タッチパネル、および、透明導電性積層体の製造方法について説明する。本実施形態において、透明導電性積層体は、タッチパネルの構成部材の1つである。 With reference to the drawings, a transparent conductive laminate, a touch panel, and a method for manufacturing the transparent conductive laminate in the technology of the present disclosure will be described. In this embodiment, a transparent conductive laminated body is one of the structural members of a touch panel.
[透明導電性積層体の構成]
図1には、透明導電性積層体の第1の実施形態の断面図を示す。図1に示されるように、透明導電性積層体10は、透明な基板11(透明基材)と、基板11の表面(図1の紙面上方。以下同じ)に形成された透明電極層12aと、基板11の裏面(図1の紙面下方。以下同じ)に形成された透明電極層12bとを備えている。2つの透明電極層12a、12bは、基板11を挟んで対向している。透明電極層12aは第1の透明電極層の一例であり、透明電極層12bは第2の透明電極層の一例である。
[Configuration of transparent conductive laminate]
In FIG. 1, sectional drawing of 1st Embodiment of a transparent conductive laminated body is shown. As shown in FIG. 1, the transparent
図2には、透明導電性積層体の第2の実施形態の断面図を示す。図2に示されるように、透明導電性積層体20は、透明な基板11aと、基板11aの表面に形成された透明電極層12aと、透明な基板11bと、基板11bの表面に形成された透明電極層12bとを備え、基板11aと透明電極層12bとを貼り合わせる粘着層23とから構成される。
In FIG. 2, sectional drawing of 2nd Embodiment of a transparent conductive laminated body is shown. As shown in FIG. 2, the transparent
図3には、透明導電性積層体の第3の実施形態の断面図を示す。図3に示されるように、透明導電性積層体30は、透明な基板11aと、基板11aの表面に形成された透明電極層12aと、透明な基板11bと、基板11bの表面に形成された透明電極層12bとを備え、基板11aと基板11bとを貼り合わせる粘着層23とから構成される。
In FIG. 3, sectional drawing of 3rd Embodiment of a transparent conductive laminated body is shown. As shown in FIG. 3, the transparent
図1を参照して、透明導電性積層体の構成について説明する。 With reference to FIG. 1, the structure of a transparent conductive laminated body is demonstrated.
基板11としては、例えば、ガラスや樹脂フィルムが用いられる。樹脂フィルムに用いられる樹脂は、形成されたフィルムが成膜工程および後工程にて基板に要求される強度を有し、表面の平滑性が良好であれば、限定されない。樹脂フィルムに用いられる樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン、または、ポリイミド等が挙げられる。基板11は、透明導電性積層体10の薄型化を図るとともに基板11の可撓性を保持するために、10μm以上200μm以下であることが好ましい。基板11a、11bも同様である。
As the
基板11は、種々の添加剤や安定剤を含んでもよい。添加剤や安定剤としては、例えば、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、または、易接着剤等が挙げられる。基板11に対しては、基板11に積層される層と基板11との密着性を向上させるために、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、または、薬品処理等が施されてもよい。基板11a、11bも同様である。
The
透明電極層12aは、基板11に積層された後述する樹脂により形成され、複数の導電領域13aと複数の非導電領域14aとを有している。同様に、透明電極層12bは、複数の導電領域13bと複数の非導電領域14bとを有している。導電領域13a、13bは、電極部の一例である。
The
導電領域13a、13bは、透明電極層12a、12bを形成する樹脂の中に金属製のナノワイヤー等の繊維状の金属を含むことにより形成される。繊維状の金属としては、例えば、金、銀、銅、または、コバルト等が用いられる。導電領域13a、13bに含まれる繊維状の金属は、導電領域13a、13b内で互いに接触しており、これによって、導電領域13a、13bは導電性を有している。一方で、非導電領域14a、14bは、透明電極層12a、12bにおいて、繊維状の金属を含んでいない、あるいは、ほとんど含んでいない。
The
透明電極層12aは、例えば、X方向に延びる複数の導電領域13aが、X方向と直交するY方向に間をあけて並設されたパターンに形成されている。非導電領域14aは、複数の導電領域13aの間の領域であって、導電領域13aの各々と絶縁されている。透明電極層12aと対向する透明電極層12bは、例えば、Y方向に延びる複数の導電領域13bが、X方向に間をあけて並設されたパターンに形成されている。非導電領域14bは、複数の導電領域13bの間の領域であって、導電領域13bの各々と絶縁されている。導電領域13a、13bの各々は、例えば、図4に示すような網目状や図5に示すような帯状に形成される。なお、各図に示す断面図は、各導電領域および各非導電領域の構成を示す便宜上、基板の両面において導電領域の併設方向を同一方向にして示してある。
The
導電領域13a、13bの各々は、導電領域13a、13bに形成される静電容量の変化を、電流の変化によって検出する図示しない回路に接続されている。人の指等が導電領域13a、13bに接近すると、静電容量が変化する。この静電容量の変化が検出されることに基づいて、人の指等の接触位置が判定される。
Each of the
また、透明電極層12aは、樹脂を含む。同様に、透明電極層12bも、樹脂を含む。透明電極層12a、12bが樹脂により形成されることによって、導電領域13a、13bからの繊維状の金属の脱離が抑えられるとともに、透明導電性積層体10の機械的強度が向上し、また、繊維状の金属が保護されて耐久性が向上する。
The
透明電極層12a、12bを形成する樹脂としては、特に限定されないが、透明性と適度な硬度と機械的強度を有する樹脂が好ましい。具体的な例としては、3次元架橋の期待できる3官能以上のアクリレートを主成分とするモノマーや架橋性オリゴマー等の光硬化性樹脂を用いることが好ましい。
3官能以上のアクリレートモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、または、ポリエステルアクリレート等が用いられることが好ましく、特に、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレートおよびポリエステルアクリレートのいずれかが用いられることが好ましい。これらのアクリレートモノマーは、単独で用いてもよいし、2種以上のモノマーを併用してもよい。また、これら3官能以上のアクリレートの他に、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレート等のアクリル系樹脂を併用することが可能である。
架橋性オリゴマーとしては、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、または、シリコーン(メタ)アクリレート等のアクリルオリゴマーを用いることが好ましい。具体的な例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシアクリレート、ポリウレタンのジアクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
透明電極層12a、12bを形成する樹脂には、重合開始剤等の添加剤が混合されていてもよい。
重合開始剤として光重合開始剤を添加する場合、ラジカル発生型の光重合開始剤として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタール等のベンゾインとそのアルキルエーテル類、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノン類、メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン等のアントラキノン類、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、4,4−ビスメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、または、アゾ化合物等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いてもよく、2種以上の重合開始剤を混合して用いてもよい。さらに、これらの光重合開始剤は、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等の第3級アミンや、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体等の光開始助剤等と組み合わせて使用することができる。
Although it does not specifically limit as resin which forms the
Examples of trifunctional or higher acrylate monomers include trimethylolpropane triacrylate, isocyanuric acid EO-modified triacrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol. Hexaacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, polyester acrylate, or the like is preferably used. In particular, any of isocyanuric acid EO-modified triacrylate and polyester acrylate is preferably used. These acrylate monomers may be used alone or in combination of two or more monomers. In addition to these tri- or higher functional acrylates, it is possible to use acrylic resins such as epoxy acrylates, urethane acrylates and polyol acrylates in combination.
As the crosslinkable oligomer, it is preferable to use an acrylic oligomer such as polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, polyurethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, or silicone (meth) acrylate. Specific examples include polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A type epoxy acrylate, polyurethane diacrylate, cresol novolac type epoxy (meth) acrylate, and the like.
An additive such as a polymerization initiator may be mixed in the resin forming the
When a photopolymerization initiator is added as a polymerization initiator, benzoin and its alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzylmethyl ketal are used as radical generating photopolymerization initiators, acetophenone 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, acetophenones such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, anthraquinones such as methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2 Thioxanthones such as 1,4-diisopropylthioxanthone, ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal, benzophenone, 4,4-bis Benzophenones such as chill aminobenzophenone, or, and azo compounds. These photopolymerization initiators may be used alone or as a mixture of two or more polymerization initiators. Further, these photopolymerization initiators are photoinitiators such as tertiary amines such as triethanolamine and methyldiethanolamine, and benzoic acid derivatives such as 2-dimethylaminoethylbenzoic acid and ethyl 4-dimethylaminobenzoate. Etc. can be used in combination.
透明電極層12a、12bの厚みは、繊維状の金属の耐久性が保持され、また、金属が脱落しない厚みであれば特に限定されない。ただし、透明電極層12a、12bが厚すぎると、金属が樹脂に覆われて導電性が低くなる。これらの理由から、透明電極層12a、12bの厚みは、30nm以上150nm以下であることが好ましい。
The thickness of the
また、透明導電性積層体10は、150℃にして30分間放置した場合における熱収縮率が0.5%以下であることが好ましい。熱収縮率が上記の範囲内であれば、製造工程で加えられる熱によって透明導電性積層体10が収縮することが抑えられる。その結果、透明電極層12aと透明電極層12bとのパターンの位置ずれが抑えられる。
Further, the transparent
なお、透明導電性積層体10は、基板11と透明電極層12aとの間や、基板11と透明電極層12bとの間に、他の層を備えていてもよい。他の層としては、例えば、基板11と透明電極層12a、12bとの密着性を高めるための層や、透明導電性積層体10の機械的強度を補強するための層等が挙げられる。
The transparent
透明電極層12a、12bに形成される複数の導電領域13a、13bは各々絶縁が保たれている。各導電領域はいずれも、隣り合う2つの導電領域に、高温高湿の雰囲気(例えば、温度60℃、湿度90%RH)下において電圧を印加した状態で、240時間以上、隣り合う2つの導電領域間の絶縁が保たれている状態が望ましい。この状態を評価するためには、図6に示すように、導電領域13a、13bに銀ペースト等で配線40aを作成し、電圧を印加させる装置54に接続することが可能である。隣り合う2つの導電領域13a、13bの絶縁状態は、流れる電流値を測定し、これを抵抗値に換算することで判断できる。高温高湿の雰囲気下において、電圧を印加し、時間毎に電流値や抵抗値を測定する装置として、線間絶縁評価装置等を用いることも好ましく行われる。隣り合う2つの導電領域13a、13b間の絶縁が保たれている状態として240時間以上としたのは、一般的な目安として、電子デバイスの環境試験において240時間以上の変化なければ品質が保たれる為である。また、絶縁が保たれている状態としては抵抗値が109Ω以上であることが好ましい。
The plurality of
また、隣り合う2つの導電領域13a、13bに、高温高湿の雰囲気下において電圧を印加した状態で、240時間以上、絶縁が保たれている状態は、隣り合う2つの導電領域13a、13bの間の非導電領域14a、14bに残存している繊維状の金属の状態に依存する。導電領域13a、13bと非導電領域14a、14bはエッチング法等で形成され、導電領域13a、13bは繊維状の金属同士が接触することで導電性を発揮している。一方非導電領域14a、14bは、繊維状の金属が残存していても、繊維状の金属が切断されていて接触箇所を持っていなければ導電性はない。しかし、導電性は示していなくても、非導電領域14a、14bに残存している繊維状の金属量が多いと、高温高湿の雰囲気下において導電領域13a、13bに電圧を印加すると、非導電領域14a、14bに残存している繊維状の金属が金属の成長を促進するためマイグレーション起きやすく、隣り合う2つの導電領域13a、13b間に電流が流れ、絶縁抵抗値が低下する。従って、隣り合う2つの導電領域13a、13bに、高温高湿の雰囲気下において電圧を印加した状態で、240時間以上、2つの電極間の絶縁が保たれるように、非導電領域14a、14bに繊維状の金属を残存させないことが望ましく、これを満たすようなエッチング条件を実施することが望ましい。繊維状の金属の残存状態は光学顕微鏡等で確認することが可能である。
In addition, in a state where a voltage is applied to two adjacent
非導電領域14a、14bに繊維状の金属を残存させないためには、透明電極層12a、12bの厚みは30nm以上150nm以下であることが望ましい。150nmを超えると、エッチングの進行が遅く、非導電領域14a、14bが電気的に絶縁されていても、残存する繊維状の金属の量は多くなってしまう。30nmより薄ければ、金属層の保護という役割を果たせず、上述したように、繊維状の金属の耐久性が保持されない。
In order to prevent the fibrous metal from remaining in the
隣り合う2つの導電領域13a、13bに、高温高湿の雰囲気下において電圧を印加した状態で、240時間以上絶縁が保たれている状態にするために、隣り合う2つの導電領域13a、13b間の距離を広げることも可能である。ただし、距離を長くとると、タッチパネルとしたときのサイズが大きくなる、パターンの不可視といった問題も生じることから、距離は50μm以上500μm以下の範囲にあることが好ましい。
In order to maintain insulation for 240 hours or more in a state where a voltage is applied to two adjacent
隣り合う2つの導電領域13a、13bに、高温高湿の雰囲気下において電圧を印加した状態で、240時間以上絶縁が保たれている状態を評価するために、導電領域13a、13bを保護材等で覆うことも好ましく行われる。実際のタッチパネルにおいては、電極はカバー層や表示パネル等で覆われており、むき出しになっていることはない。その状態を類似させた状態で評価するために、電極を保護材等で覆うことが望ましい。保護材としては、硬化性樹脂を塗布する、もしくは粘着材を介してフィルムを貼り合わせるといった方法が挙げられる。
In order to evaluate a state where insulation is maintained for 240 hours or more in a state where a voltage is applied to two adjacent
図7に示されるように、さらに、導電領域13a、13bにはタッチパネルとして駆動させるためのIC回路を接続するための引き回し配線40a、40bを形成する。さらに、基板11の表面側の透明電極層12aには、接着層41を介してガラス等からなるカバー層50等が積層されて、タッチパネル51が構成される。カバー層50の表面が、人の指等の接触面となる。さらに、基板11の裏面側の透明電極層12bには、液晶パネル等の表示パネル52が積層されて、タッチパネル51と表示パネル52とから表示装置53が構成される。
Further, as shown in FIG. 7,
[透明導電性積層体の製造方法]
図8〜図15を参照して、代表例として図1に示す透明導電性積層体10の製造方法について説明する。
[Method for producing transparent conductive laminate]
With reference to FIGS. 8-15, the manufacturing method of the transparent conductive
図8に示されるように、まず、基板11の表面に金属層16aが形成される。金属層16aは、繊維状の金属が分散された溶液が基板11に塗布されることによって形成される。繊維状の金属を分散させる溶剤は、水、もしくは、アルコール系、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の親水性の高い溶剤が好ましい。これらの溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上の溶剤を併用してもよい。
金属層16aの形成方法としては、スピンコート法、ローラコート法、バーコート法、ディップコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、ダイコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、または、ニーダーコート法等の塗布方法や、スクリーン印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法等の印刷方法等の公知の方法が用いられる。
As shown in FIG. 8, first, a
Examples of the method for forming the
図9に示されるように、次に、金属層16aの上に透明電極層12aを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて、金属層16aと樹脂とからなる透明導電層17aが形成される。樹脂の構成材料を溶かす溶剤としては、上述の主成分のアクリレートを溶解する溶剤であれば特に限定されない。溶剤の具体的な例としては、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、または、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上の溶剤を併用してもよい。
金属層16aに塗布された樹脂を含む溶液は、金属層16aが含む繊維状の金属の隙間にも浸透する。塗布方法には、先に例示した金属層16aの形成方法と同様の公知の方法が用いられる。塗布方法は、金属層16aの形成方法と同じ方法であってもよく、異なる方法であってもよい。
Next, as shown in FIG. 9, a solution containing a resin constituent material for forming the
The solution containing the resin applied to the
図10に示されるように、次に、基板11の裏面に金属層16bが形成される。金属層16bは、金属層16aと同様の方法で形成される。そして、金属層16bの上に透明電極層12bを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて、金属層16bと樹脂とからなる透明導電層17bが形成される。透明導電層17bは、透明導電層17aと同様の方法で形成される。なお、金属層16aは第1の金属層の一例であり、金属層16bは第2の金属層の一例である。また、透明導電層17aは、第1の透明導電層の一例であり、透明導電層17bは、第2の透明導電層の一例である。
As shown in FIG. 10, next, a metal layer 16 b is formed on the back surface of the
次に透明導電層17a、17bに、導電領域13a、13bと非導電領域14a、14bを形成するために、パターニングを実施する。パターニング方法としてはフォトリソグラフィーによるウェットエッチング、レーザーによるドライエッチングなどパターン形成可能な方法ならどのようなものを用いても構わない。一例としてフォトリソグラフィーによる方法を以下に示す。
Next, patterning is performed to form
図11に示されるように、次に、基板11の表面側において、透明導電層17aの面上にレジスト18aが形成され、基板11の裏面側において、透明導電層17bの面上にレジスト18bが形成される。
As shown in FIG. 11, next, a resist 18a is formed on the surface of the transparent
レジスト18a、18bとしては、ネガ型のレジストを用いてもよいし、ポジ型のレジストを用いてもよい。レジスト18a、18bには、公知の材料が用いられ、レジスト18a、18bは、公知の方法によって形成される。 As the resists 18a and 18b, negative resists or positive resists may be used. A known material is used for the resists 18a and 18b, and the resists 18a and 18b are formed by a known method.
図12に示されるように、次に、レジスト18a、18bに光を照射する2つの光源21a、21bの間に、レジスト18a、18bが形成された積層体が配置される。基板11の表面側において、レジスト18aと光源21aとの間には、レジスト18aに近い方から、透明電極層12aの導電領域13aのパターンに応じたパターンを有するマスク19aと、特定の波長の光を遮断する光学フィルター20aとが、この順に配置される。基板11の裏面側において、レジスト18bと光源21bとの間には、レジスト18bに近い方から、透明電極層12bの導電領域13bのパターンに応じたパターンを有するマスク19bと、特定の波長の光を遮断する光学フィルター20bとが、この順に配置される。
As shown in FIG. 12, next, a laminate in which the resists 18a and 18b are formed is disposed between the two
そして、光源21aからレジスト18aに対して光が照射されてレジスト18aが露光されるとともに、光源21bからレジスト18bに対して光が照射されてレジスト18bが露光される。レジスト18aの露光とレジスト18bの露光は順次行われてもよいし、同時に行われてもよい。ただし、同時に行う場合は、一方の透明電極層のパターンが他方の透明電極層に移りこまないように、光を吸収する層を一方の透明電極層と他方の透明電極層の間に挿入する必要がある。光を吸収する層は基板11に光吸収機能を持たせてもよいし、基板11と透明電極層12a、12bの間に光吸収層を挿入する方法がある。
Then, the resist 18a is exposed to light from the
図13に示されるように、次に、レジスト18a、18bがネガ型の場合には、レジスト18a、18bの感光していない部分が現像液によって除去される。あるいは、レジスト18a、18bがポジ型の場合には、レジスト18a、18bの感光した部分が現像液によって除去される。これにより、レジスト18a、18bに、マスク19a、19bに応じたパターンが形成される。すなわち、レジスト18a、18bに、透明電極層12a、12bにおける導電領域13a、13bのパターンとして設定されたパターンが形成される。
Next, as shown in FIG. 13, when the resists 18a and 18b are of the negative type, the unexposed portions of the resists 18a and 18b are removed by the developer. Alternatively, when the resists 18a and 18b are positive, the exposed portions of the resists 18a and 18b are removed by the developer. Thereby, patterns corresponding to the
図14に示されるように、次に、レジスト18aのパターンに応じて、透明導電層17aの露出部分がエッチングされ、レジスト18bのパターンに応じて、透明導電層17bの露出部分がエッチングされる。エッチング方法は、酸やアルカリへの積層体の浸漬等、公知の方法が用いられる。これにより、透明導電層17a、17bのうち、レジスト18a、18bに覆われていない部分では、繊維状の金属が腐食することによって金属層16a、16bが除去され、樹脂が残る。その結果、透明導電層17a、17bにて、レジスト18a、18bに覆われていない部分に非導電領域14a、14bが形成され、レジスト18a、18bに覆われている部分が導電領域13a、13bとなる。これにより、透明導電層17aに含まれる金属層16aがパターニングされて透明電極層12aが形成される。また、透明導電層17bが含む金属層16bがパターニングされて透明電極層12bが形成される。
図15に示されるように、次に、レジスト18a、18bが除去される。これにより、透明導電性積層体10が得られる。
As shown in FIG. 14, next, the exposed portion of the transparent
As shown in FIG. 15, next, the resists 18a and 18b are removed. Thereby, the transparent conductive
図2に示す透明導電性積層体20は、基板11aの表面に金属層16aが形成され、金属層16aに透明電極層12aを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて透明導電層17aが形成される。また、基板11bの表面に金属層16bが形成され、金属層16bに透明電極層12bを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて透明導電層17bが形成される。そして各々先の図8〜図15に示される工程と同様の工程を経て、基板11a、11bの片側に透明電極層12a、12bが作成される。そして基板11aの裏面側と透明電極層12bが粘着層23を介して貼り合わされ透明導電性積層体20が製造される。粘着層23に用いられる樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、または、ゴム系樹脂等が挙げられる。粘着層23には、クッション性や透明性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
In the transparent
図3に示す透明導電性積層体30は、基板11aの表面に金属層16aが形成され、金属層16aに透明電極層12aを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて透明導電層17aが形成される。また、基板11bの表面に金属層16bが形成され、金属層16bに透明電極層12bを形成する樹脂の構成材料を含む溶液が塗布されて透明導電層17bが形成される。そして基板11aの裏面と基板11bの裏面とが粘着層23によって貼り合わせられる。以後、先の図8〜図15に示される工程と同様の工程を経て透明導電性積層体30が製造される。粘着層23に用いられる樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、または、ゴム系樹脂等が挙げられる。粘着層23には、クッション性や透明性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
In the transparent
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限られるものではない。 Examples of the present invention are shown below, but the technical scope of the present invention is not limited to these Examples.
(実施例)
PET基板(75μm)上の片側にUV硬化樹脂を塗布、その上にダイコート法により繊維状の金属からなる金属層を形成した。次に、アクリルモノマーを主成分とする溶液をマイクログラビアコート法にてドライ膜厚70nmになるように塗布、UV照射にて硬化させ透明導電層を得た。同様に、PET基板の反対側にも同様の方法で金属層、透明導電層を形成した。次に、フォトリソグラフィー法でネガ型レジストを塗布し、UV照射による硬化後、塩酸(0.1%)によるエッチング、水酸化ナトリウム溶液(1%)によりレジスト剥離を行い、パターニングを行い、帯状の導電領域を複数作成した。帯状の導電領域各々にエポキシ樹脂および銀をベースとした導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法にて引き回し配線を形成し、透明電極層の膜厚が70nmの透明導電性積層体を得た。得られた透明導電性積層体の隣り合う導電領域に5Vの電圧を印加し、温度60℃、湿度90%の環境下に投入し、線間絶縁評価装置を用いて時間ごとの抵抗値の測定を行った。測定は500時間まで実施した。さらに透明導電性積層体2枚を、粘着層を介して貼り合わせ、ガラス製のカバー材を接着剤を用いて貼り合わせ、IC制御回路を接続してタッチパネルを作成し、温度60℃、湿度90%の環境下で動作試験を継続して行い、時間ごとにタッチ位置と検出位置を確認した。
(Example)
A UV curable resin was applied to one side of a PET substrate (75 μm), and a metal layer made of a fibrous metal was formed thereon by a die coating method. Next, a solution containing an acrylic monomer as a main component was applied by a micro gravure coating method to a dry film thickness of 70 nm and cured by UV irradiation to obtain a transparent conductive layer. Similarly, a metal layer and a transparent conductive layer were formed on the opposite side of the PET substrate by the same method. Next, a negative resist is applied by a photolithography method, cured by UV irradiation, etched with hydrochloric acid (0.1%), stripped of the resist with a sodium hydroxide solution (1%), patterned, and strip-shaped. A plurality of conductive regions were created. Wiring was formed by screen printing using a conductive paste based on epoxy resin and silver in each band-shaped conductive region to obtain a transparent conductive laminate having a transparent electrode layer thickness of 70 nm. A voltage of 5 V is applied to the adjacent conductive region of the obtained transparent conductive laminate, and it is put in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90%, and the resistance value is measured for each time using a line insulation evaluation apparatus. Went. The measurement was performed up to 500 hours. Further, two transparent conductive laminates are bonded together via an adhesive layer, a glass cover material is bonded using an adhesive, an IC control circuit is connected to create a touch panel, and a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90 %, The operation test was continued and the touch position and the detection position were confirmed every time.
(比較例)
PET基板(75μm)上に片側にUV硬化樹脂を塗布、その上にダイコート法により繊維状の金属からなる金属層を形成した。次に、アクリルモノマーを主成分とする溶液をマイクログラビアコート法にてドライ膜厚300nmになるように塗布、UV照射にて硬化させ透明導電層を得た。同様に、PET基板の反対側にも同様の方法で金属層、透明導電層を形成した。次に、フォトリソグラフィー法でネガ型レジストを塗布し、UV照射による硬化後、塩酸(0.1%)によるエッチング、水酸化ナトリウム溶液(1%)によりレジスト剥離を行い、パターニングを行った。これにエポキシ樹脂および銀をベースとした導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法にて引き回し配線を形成し、透明電極層の膜厚が300nmの透明導電性積層体を得た。得られた透明導電性積層体の隣り合う導電領域に5Vの電圧を印加し、温度60℃、湿度90%の環境下に投入し、時間ごとの抵抗値の測定を行った。測定は500時間まで実施した。さらにこの透明導電性積層体2枚を、粘着層を介して貼り合わせ、さらにガラス製のカバー材を粘着剤を用いて貼り合わせ、IC制御回路を接続させてタッチパネルを作成し、温度60℃、湿度90%環境下で動作試験を継続して行い、時間ごとにタッチ位置と検出位置を確認した。
(Comparative example)
A UV curable resin was applied on one side on a PET substrate (75 μm), and a metal layer made of a fibrous metal was formed thereon by a die coating method. Next, a solution containing an acrylic monomer as a main component was applied by a micro gravure coating method to a dry film thickness of 300 nm and cured by UV irradiation to obtain a transparent conductive layer. Similarly, a metal layer and a transparent conductive layer were formed on the opposite side of the PET substrate by the same method. Next, a negative resist was applied by photolithography, and after curing by UV irradiation, the resist was peeled off by etching with hydrochloric acid (0.1%) and sodium hydroxide solution (1%) for patterning. A conductive paste based on an epoxy resin and silver was used to form a wiring by screen printing, thereby obtaining a transparent conductive laminate having a transparent electrode layer thickness of 300 nm. A voltage of 5 V was applied to adjacent conductive regions of the obtained transparent conductive laminate, and the resultant was put in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90%, and the resistance value was measured for each time. The measurement was performed up to 500 hours. Further, the two transparent conductive laminates are bonded together via an adhesive layer, and a glass cover material is bonded using an adhesive, and an IC control circuit is connected to create a touch panel. The operation test was continuously performed in a 90% humidity environment, and the touch position and the detection position were confirmed every time.
実施例と比較例とにおける測定結果を表1に示す。
実施例では、温度60℃、湿度90%環境に投入してから240時間経過後では隣り合う導電領域の抵抗値が109Ω以上で絶縁が保持されていた。さらに500時間後も抵抗値は低下せず絶縁が保持されていた。一方、比較例では、温度60℃、湿度90%環境に投入後、隣り合う導電領域間の抵抗値は徐々に低下し150時間後の時点で5.0×104Ωとなり、さらに時間を経ると抵抗値は低下していった。また比較例の基板を光学顕微鏡で観察したところ、非導電領域に金属の樹状物が存在していた。また実施例と比較例の透明導電性積層体を用いてタッチパネルを作成したところ、実施例では正常にタッチを認識したが、比較例はタッチしたところと別の箇所がタッチされたと検出され、タッチ誤認識となった。以上の結果から、実施例に係る透明導電性積層体は、高温高湿下に長時間投入しても誤動作が発生しないことが確認できた。
Table 1 shows the measurement results in Examples and Comparative Examples.
In the example, after 240 hours had passed since the temperature was 60 ° C. and the humidity was 90%, the resistance value of the adjacent conductive region was 10 9 Ω or more and insulation was maintained. Further, even after 500 hours, the resistance value did not decrease and insulation was maintained. On the other hand, in the comparative example, the resistance value between the adjacent conductive regions gradually decreases after being put in the environment of temperature 60 ° C. and humidity 90%, and becomes 5.0 × 10 4 Ω after 150 hours, and further time passes. And the resistance value decreased. Moreover, when the board | substrate of the comparative example was observed with the optical microscope, the metal dendritic material existed in the nonelectroconductive area | region. In addition, when a touch panel was created using the transparent conductive laminates of the example and the comparative example, the touch was recognized normally in the example, but the comparative example was detected as being touched at a different location from the touched location, and the touch was detected. It became misrecognition. From the above results, it was confirmed that the transparent conductive laminate according to the example did not malfunction even when it was put in a high temperature and high humidity for a long time.
本開示の技術は、透明導電性積層体、および透明導電性積層体を備えたタッチパネルに利用可能である。 The technology of the present disclosure can be used for a transparent conductive laminate and a touch panel including the transparent conductive laminate.
10、20、30 透明導電性積層体
11、11a、11b 基板(透明基材)
12a、12b 透明電極層
13a、13b 導電領域
14a、14b 非導電領域
16a、16b 金属層
17a、17b 透明導電層
18a、18b レジスト
19a、19b マスク
20a、20b 光学フィルター
21a、21b 光源
23 粘着層
40a、40b 配線
41 接着層
50 カバー層
51 タッチパネル
52 表示パネル
53 表示装置
54 電圧印可装置
10, 20, 30 Transparent
12a, 12b
Claims (3)
前記透明基材の一面または両面に積層され、樹脂を含む透明電極層とを備え、
前記透明電極層は、繊維状の金属を有する複数の導電領域と、非導電領域とを含み、
温度60℃、湿度90%の雰囲気下に投入して240時間経過後の、前記非導電領域を介して隣り合う前記導電領域間の電気抵抗値が、109Ω以上である、透明導電性積層体。 A transparent substrate;
Laminated on one or both surfaces of the transparent substrate, comprising a transparent electrode layer containing a resin,
The transparent electrode layer includes a plurality of conductive regions having a fibrous metal and a non-conductive region,
A transparent conductive laminate in which an electrical resistance value between the conductive regions adjacent to each other through the non-conductive region is 10 9 Ω or more after 240 hours have passed after being put in an atmosphere of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% body.
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