JP2016004544A - Laminate material, touch panel sensor, electromagnetic wave shield material and picture display unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明支持体と当該透明支持体上に設けられた金属層とを含む積層材に係り、とりわけ、透明支持体の側から積層材を観察した場合に金属層が黒色に観察される積層材に関する。 The present invention relates to a laminated material including a transparent support and a metal layer provided on the transparent support, and in particular, when the laminated material is observed from the transparent support side, the metal layer is observed to be black. It relates to a laminated material.
従来、透明支持体と当該透明支持体上に設けられた金属層とを含む積層材が、広く様々の分野にて使用されている。このような積層材の広く知られた用途として、特許文献1及び特許文献2に開示された電磁波遮蔽材(電磁波遮蔽シート)、タッチパネルセンサ、発熱体を例示することができる。このような用途において、金属層は、透明支持体上で開口領域を画成するメッシュパターンを形成し、その材料特性、例えば導電性や熱伝導性に起因する様々の機能を発揮することを期待されている。 Conventionally, a laminated material including a transparent support and a metal layer provided on the transparent support has been widely used in various fields. Examples of widely known uses of such a laminated material include electromagnetic wave shielding materials (electromagnetic wave shielding sheets), touch panel sensors, and heating elements disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2. In such applications, the metal layer is expected to form a mesh pattern that defines an open region on the transparent support and to exhibit various functions due to its material properties, such as conductivity and thermal conductivity. Has been.
ただし、透明支持体と組み合わせて使用される多くの用途において、金属層は目立たないことが好ましいとされている。このため特許文献3及び特許文献4では、金属層の表面に黒化処理を施し、金属層の機能を維持しながら、金属層での光の反射を抑制している。特許文献3及び特許文献4では、真空蒸着法やスパッタリング法等の乾式堆積法を用いて、それ自体が黒色を呈する物質であるCuOやNi−Cu−O等を成膜して黒化膜とし、成膜された黒化膜を、金属層をなすようになる金属膜とともに、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、黒化層が積層された金属層を作製している。
However, in many applications used in combination with a transparent support, it is preferred that the metal layer is not noticeable. For this reason, in
ところで、金属層との密着性が良好な黒色材料は多く存在しない。とりわけ、透明支持体側から黒化層と金属層とを順に積層する場合には、黒色材料は、金属層だけでなく透明支持体に対しても優れた密着性を示す必要がある。金属層及び透明支持体の両方に密着性を示し且つ工業上使用可能な黒色材料は、数種類しか存在せず、したがって、黒化層及び金属層をそれぞれなす2つの材料について、材料選択の自由度が低い。また、現実的に選択され得る材料の組み合わせでは、いずれの組み合わせにおいても、パターニングに用いるエッチング液に対する耐性が、2つの材料の間で大きく異なる。そのため、金属膜の面内での浸食速度のばらつきと黒化膜の面内での浸食速度のばらつきとの相乗的な関連により、作製対象であるメッシュパターンをなす導線の線幅の分布(ばらつき)が増大してしまう。このため、平均線幅が5μm以下となる細線化された導線をエッチングによりパターニングして作製しようとすると、作製されるべき細線化された導線の線幅の分布幅(分散)が大きくなることにより、メッシュパターンの導電性が低下し、著しい場合には導線が断線してしまう可能性がある。 By the way, there are not many black materials having good adhesion to the metal layer. In particular, when the blackened layer and the metal layer are sequentially laminated from the transparent support side, the black material needs to exhibit excellent adhesion not only to the metal layer but also to the transparent support. There are only a few types of black materials that show adhesion to both the metal layer and the transparent support and can be used industrially. Therefore, the degree of freedom of material selection for the two materials that form the black layer and the metal layer, respectively. Is low. In any combination of materials that can be selected in practice, the resistance to the etching solution used for patterning is greatly different between the two materials. Therefore, due to the synergistic relationship between the variation in the erosion rate in the plane of the metal film and the variation in the erosion rate in the plane of the blackened film, the distribution of the line width (variation of the mesh pattern to be fabricated) ) Will increase. For this reason, when an attempt is made to produce a thinned conductor having an average line width of 5 μm or less by patterning by etching, the distribution width (dispersion) of the thinned conductor to be produced increases. The conductivity of the mesh pattern is lowered, and in the case where it is remarkable, the conductor may be disconnected.
このような不具合の回避策として、線幅のばらつきを許容し得るよう、線幅の平均値を太めに設定しておくことが考えられるが、線幅が太いと、積層材の開口率が低下し、積層材を透過して観察される画像の品質を劣化させる、メッシュパターンが視認され易くなる等の別の問題がある。 As a workaround for such a problem, it is conceivable to set the average value of the line width to be thick so as to allow variation in the line width. However, if the line width is large, the aperture ratio of the laminated material decreases. However, there are other problems such as deterioration of the quality of the image observed through the laminated material and easy visibility of the mesh pattern.
金属層の表面に黒化処理を施すための方法の別例として、置換めっき法により金属層表面をそれ自体が黒色を呈する物質と置換する方法も考えられるが、この方法では、平均線幅が5μm以下となる細線化された導線に均一に置換を施すことが難しく、置換が過剰に進行して断線箇所が生じたり、黒化が不十分な箇所が残ったりするという問題がある。また、黒色の物質は一般に導電性が低いため、黒色物質との置換によりメッシュパターンの導電性が低下するという問題も生じる。また、黒化膜と金属層及び黒化膜と透明支持体との間の密着力の両立が難しくなる。 As another example of the method for performing the blackening treatment on the surface of the metal layer, a method of replacing the surface of the metal layer with a substance exhibiting a black color by a displacement plating method can be considered. There is a problem in that it is difficult to uniformly replace the thinned wire having a thickness of 5 μm or less, and the replacement proceeds excessively, resulting in a broken portion or a portion where blackening is insufficient. In addition, since the black material generally has low conductivity, there arises a problem that the conductivity of the mesh pattern is lowered by replacement with the black material. In addition, it becomes difficult to achieve both the adhesion between the blackened film and the metal layer and between the blackened film and the transparent support.
一方、本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、金属層と透明支持体との界面形状を工夫することによって、別途の黒化層を設けることなく、透明支持体の側から観察した場合に金属層が黒色に観察されることを知見した。この場合、メッシュパターンをなす導線の作製時に、黒化膜を金属膜とともにエッチングする必要が無く、メッシュパターンをなす導線を線幅のばらつきを抑制しながら十分に細線化することが可能となる。 On the other hand, when the present inventor conducted extensive research, it was found that the metal was observed from the transparent support side without providing a separate blackening layer by devising the interface shape between the metal layer and the transparent support. It was found that the layer was observed black. In this case, it is not necessary to etch the blackened film together with the metal film at the time of producing the conductive wire forming the mesh pattern, and the conductive wire forming the mesh pattern can be sufficiently thinned while suppressing variations in line width.
本発明は、このような本件発明者の知見に基づくものである。本発明は、透明支持体の側から積層材を観察した場合に金属層が黒色に観察されるとともに、金属層をなすメッシュパターンにて配置された導線が十分に細線化されている積層材を提供することを目的とする。 The present invention is based on such knowledge of the present inventors. The present invention provides a laminated material in which the metal layer is observed in black when the laminated material is observed from the transparent support side, and the conductive wires arranged in a mesh pattern forming the metal layer are sufficiently thinned. The purpose is to provide.
本発明による積層材は、
透明支持体と、
前記透明支持体上に設けられた金属層と、
を備え、
前記透明支持体の前記金属層で覆われている面は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔で設けられた微細凸部により形成された凹凸面となっており、
前記金属層は、遮光性及び導電性を有する導線であって、前記透明支持体上において、各導線の間に開口領域を画成するようにメッシュパターンにて配置された導線から構成されており、
前記導線の平均線幅Waveが、次の条件を満たす。
The laminated material according to the present invention is
A transparent support;
A metal layer provided on the transparent support;
With
The surface covered with the metal layer of the transparent support is an irregular surface formed by fine convex portions provided at intervals that are equal to or shorter than the shortest wavelength of the visible light band,
The metal layer is a conductive wire having a light shielding property and a conductive property, and is composed of a conductive wire arranged in a mesh pattern so as to define an opening region between the conductive wires on the transparent support. ,
The average line width W ave of the conducting wire satisfies the following condition.
0.2μm ≦ Wave ≦ 5μm
本発明による積層材において、前記金属層の厚みは、前記微細凸部の高さよりも厚くなっていてもよい。
0.2 μm ≦ W ave ≦ 5 μm
In the laminated material according to the present invention, the thickness of the metal layer may be greater than the height of the fine convex portion.
本発明によるタッチパネルセンサは、上述した本発明による積層材のいずれかを備える。 The touch panel sensor according to the present invention includes any of the above-described laminated materials according to the present invention.
本発明による電磁波遮蔽材は、上述した本発明による積層材のいずれかを備える。 The electromagnetic wave shielding material according to the present invention includes any of the above-described laminated materials according to the present invention.
本発明による表示装置は、
画像形成装置と、
上述した本発明による積層材のいずれかと、を備え、
前記積層材は、前記金属層が前記画像形成装置と前記透明支持体との間に位置するよう、配置されている。
A display device according to the present invention comprises:
An image forming apparatus;
Any of the laminates according to the present invention described above,
The laminated material is arranged so that the metal layer is located between the image forming apparatus and the transparent support.
本発明によれば、透明支持体の側から積層材を観察した場合に金属層が黒色に観察されるとともに、金属層をなすメッシュパターンにて配置された導線が十分に細線化されている積層材を提供することができる。 According to the present invention, when the laminated material is observed from the transparent support side, the metal layer is observed in black, and the conductive wires arranged in the mesh pattern forming the metal layer are sufficiently thinned. Material can be provided.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
なお、本明細書において、「シート」、「板」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は、板やフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。 In the present specification, the terms “sheet”, “plate”, and “film” are not distinguished from each other only based on the difference in names. For example, the “sheet” is a concept including a member that can be called a plate or a film, and cannot be distinguished only by a difference in designation.
また、「シート面(板面、フィルム面)」とは、対象となるシート状(板状、フィルム状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において、対象となるシート状部材(板状部材、フィルム状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、積層材のシート面、積層材に含まれる透明支持体のシート面、後述する透明支持体の凹凸構造層のシート面、および、後述する積層材の透明基材のシート面は、互いに平行となっている。 The “sheet surface (plate surface, film surface)” means the target sheet-like member (plate) when the target sheet-like (plate-like, film-like) member is viewed as a whole and globally. It refers to a surface coinciding with the planar direction of the film-like member or film-like member. In the present embodiment, the sheet surface of the laminated material, the sheet surface of the transparent support included in the laminated material, the sheet surface of the concavo-convex structure layer of the transparent support described later, and the sheet of the transparent substrate of the laminated material described later The planes are parallel to each other.
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 Furthermore, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
<<積層材>>
図1に示すように、積層材10は、透明支持体20と、透明支持体20上に設けられた金属層15と、を備えている。この積層材10において、透明支持体20の少なくとも金属層15で覆われている面は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔dで設けられた微細凸部32により形成された凹凸面31となっている。また、金属層15は、遮光性及び導電性を有する導線15cであって、透明支持体20上において、各導線15cの間に開口領域15aを画成するようにメッシュパターンにて配置された導線15cから構成されている。この導線15cの線幅Wの平均値である平均線幅Waveは、0.2μm以上5μm以下となっている。
<< Laminate >>
As shown in FIG. 1, the
このような積層材10を金属層15の側から観察した場合、金属層15は、その構成材料に依存した金属色で観察される。その一方で、積層材10を透明支持体20の側から観察した場合、金属層15の構成材料に依存することなく金属層15は黒色に観察される。すなわち、金属層15と透明支持体20との界面の状態を工夫することによって、透明支持体20越しに観察される金属層15は、その構成材料とは無関係に、黒色を呈するようになる。金属層15の支持体として凹凸面31を有する透明支持体20を用いることにより、この透明支持体20越しに観察される金属層15が、黒化処理を施すことなく黒色に観察されるようになることは、技術水準から予測される範囲を超えた顕著な効果と言える。
When such a
以下、積層材10の構成要素である透明支持体20及び金属層15について順に説明していく。
Hereinafter, the
なお、本明細書において、「透明」とは、可視光透過率が70%以上、好ましくは90%以上であることを意味している。また、本明細書で言及する可視光透過率(以下、単に「透過率」とも呼称する)は、測定対象となる部位をなすようになる材料を東洋紡績製PETフィルム(品番:コスモシャインA4300、厚さ100μm)の上に膜厚1μmで成膜し、分光光度計((株)島津製作所製「UV−3100PC」、JIS K0115準拠品)を用いて測定波長380nm〜780nmの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。 In the present specification, “transparent” means that the visible light transmittance is 70% or more, preferably 90% or more. Further, the visible light transmittance referred to in this specification (hereinafter also simply referred to as “transmittance”) is a PET film manufactured by Toyobo Co., Ltd. (product number: Cosmo Shine A4300, A film having a thickness of 1 μm was formed on a thickness of 100 μm and measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation “UV-3100PC”, JIS K0115 compliant) within a measurement wavelength range of 380 nm to 780 nm. Is specified as an average value of transmittance at each wavelength.
<<透明支持体>>
透明支持体20は、基材として機能する透明基材25と、透明基材25上に設けられた透明な凹凸構造層30と、を有している。凹凸構造層30の凹凸面31は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔dで設けられた微細凸部32により形成されており、優れた反射防止機能を有する。
<< Transparent support >>
The
<透明基材>
透明基材25としては、既知の透明基材を適宜選択して用いることができ、特に限定されない。透明基材25に用いられる材料としては、例えば、透明樹脂や透明無機材料を例示することができる。透明樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等のオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができる。一方、透明無機材料としては、例えば、ソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、PLZT等のセラミックス、石英、蛍石等を挙げることができる。
<Transparent substrate>
As the
透明基材25の厚みは、積層材10の用途に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常20μm〜5000μmである。透明基材25は、ロールの形で供給されるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもの、のいずれであってもよい。
Although the thickness of the
透明基材25の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有していてもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。また、透明基材25が凹凸構造層30とは別の材料から形成される場合には、透明基材25と凹凸構造層30との密着性を向上させ、ひいては耐摩耗性を向上させるためのプライマー層を透明基材25上に形成してもよい。このプライマー層は、透明基材25及び凹凸構造層30の双方に密着性を有し、透明であることが好ましい。プライマー層の材料としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、及びシランカップリング剤等から適宜選択して使用することができる。前記シランカップリング剤の市販品としては、例えば、ハーベス製のデュラサーフプライマーDS−PC−3B等が挙げられる。
The configuration of the
<凹凸構造層>
次に、凹凸構造層30について説明する。図1及び図3に示すように、凹凸構造層30は、可視光線帯域の最短波長以下の間隔で配置された微細凸部32によって形成された凹凸面31を有している。本実施の形態では、微細凸部32は、図3に示すように、凹凸構造層30のシート面内において二次元的に配列された微小突起であり、凹凸構造層30は、いわゆるモスアイ構造体として機能する。なお、凹凸構造層30及び透明支持体25のシート面は、図1においては、XY平面あるいはこれと平行な面となる。結果として、透明支持体20は、凹凸構造層30の凹凸面31において、極めて優れた反射防止機能を発揮することができる。すなわち、金属層15が未形成状態であって透明支持体20の一方の面上に凹凸面31が形成された構造のみの状態においては、凹凸面31と空気との界面での光反射が極めて少なく、通常、法線方向入射光の場合で可視光線反射率(以下、単に「反射率」とも呼称する)が1%未満である。そのため、凹凸面31に入射する可視光線はほとんど全て透過し、透明支持体20を観察した場合、凹凸面31及び凹凸面31の反対側面のいずれの側から見ても透明に見える。そして、透明支持体20自体が無色透明の場合は、いずれの側から観察しても無色透明に見える。かかるモスアイ構造体自体は特開昭50−70040号公報、特許第4197100公報等で公知である。ただし、後述のように、本発明においてはモスアイ構造それ自体を用いてそれ自体固有の反射防止かつ高透明性の效果を奏するものでは無く、モスアイ構造に相当する凹凸面31上に可視光線を透過せずに反射し得る厚みの金属層15を被覆して、可視光線を遮断し、透明支持体20側から見た場合に黒色を呈し、金属層15の側から見た場合に金属光沢(高光反射性)を呈すると言う従来公知のモスアイ構造からは予想外の效果を奏するのである。
<Uneven structure layer>
Next, the
なお、微細凸部32の「微細」とは、可視光線帯域の最短波長以下の間隔で配置される程度に微細であることを意味している。また、可視光線帯域の最短波長は、透明支持体20を含む積層材10が使用される環境下における可視光線帯域の最短波長を指している。
Note that “fine” of the
したがって、積層材10が使用される環境下に波長帯域が制限された特定スペクトルを持つ光源からの光のみが存在する場合には、当該光源から射出される可視光スペクトルの最短波長が、ここでいう可視光線帯域の最短波長となり、それ以外の場合には、一般的な可視光線帯域の最短波長として380nmを、ここでいう可視光線帯域の最短波長として採用する。
Therefore, when only light from a light source having a specific spectrum with a limited wavelength band exists in an environment where the
微細凸部32が可視光線帯域の最短波長以下の間隔dで配置されてなる凹凸面31を有した凹凸構造層30は、いわゆるモスアイ構造体として機能する。したがって、凹凸面31は、極めて優れた反射防止機能を発揮し、透明支持体20は、金属層15が無い場合において非常に高い透過率を示すようになる。具体的には、金属層15が無い場合における凹凸構造層30の可視光透過率、あるいは、凹凸構造層30及び透明基材25を含む積層材10の可視光透過率は、80%以上となっていることが好ましく、90%以上となっていることがより好ましい。また、凹凸構造層30の凹凸面31上での5°正反射による反射率が、0%以上0.3%以下となっていることが好ましく、0.1%以下となっていることがより好ましい。そして、以下に説明するようにして凹凸構造層30を形成すれば、このような特性を実現することができる。なお、本明細書で言及する正反射の反射率は、島津製作所製の分光光度計UV−3100PCを用いてJIS Z8722に準拠して測定された値とする。
The concavo-
凹凸構造層30は、樹脂を含有してなる層とすることができ、更に、樹脂組成物の硬化物からなる層とすることができる。凹凸構造層30の形成に用いられる樹脂組成物は、少なくとも樹脂を含み、必要に応じて重合開始剤等その他の成分を含有する。凹凸構造層30と透明基材25との界面における反射を抑制する観点から、凹凸構造層30と透明基材25との屈折率差が0.14以下となっていることが好ましく、0.05以下となっていることがより好ましい。凹凸構造層30の形成に用いられる樹脂としては、特に限定されない。例えば、アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系等の電離放射線硬化性樹脂、アクリレート系、ウレタン系、エポキシ系、ポリシロキサン系等の熱硬化性樹脂、アクリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の熱可塑性樹脂等の各種材料及び各種硬化形態の賦型用樹脂を、凹凸構造層30の形成に用いることができる。
The concavo-
凹凸構造層30の形成に用いられる樹脂としては、微細凸部32の成形性及び機械的強度に優れる点から、電離放射線硬化性樹脂が好ましい。電離放射線硬化性樹脂とは、分子中にラジカル重合性及び/またはカチオン重合性結合を有する単量体、プレポリマー、あるいはポリマーから選択した1種以上と、必要に応じて、他の反応性重合体を適宜混合したものであり、電離放射線照射によって、架橋、付加重合等の反応により硬化されるものである。ラジカル重合性単量体としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ラジカル重合性プレポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー、ポリエステル(メタ)アクリレートプレポリマー等が挙げられる。ここで「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートまたはメタアクリレートの各々を表す。カチオン重合性プレポリマーとしては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂等が挙げられる。電離放射線として紫外線または可視光線を用いる場合は、光重合開始剤を0.1質量%〜5質量%程度添加する。重合開始剤としては、ラジカル重合性の電離放射線硬化性樹脂の場合は、アセトフェノン、チオキサントン等が、カチオン重合性の電離線放射硬化性樹脂の場合は、芳香族ジアゾニウム塩、メタロセン化合物等が挙げられる。なお、非反応性重合体を含有してもよい。なお、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線(UV、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマ線、X線、電子線等が挙げられる。
As the resin used for forming the concavo-
樹脂組成物は、更に必要に応じて、界面活性剤、重合開始剤、離型剤、光増感剤、酸化防止剤、重合禁止剤、架橋剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、粘度調整剤、密着性向上剤等を含有することもできる。 The resin composition further comprises a surfactant, a polymerization initiator, a release agent, a photosensitizer, an antioxidant, a polymerization inhibitor, a cross-linking agent, an infrared absorber, an antistatic agent, and a viscosity modifier as necessary. Further, it may contain an adhesion improver and the like.
次に、凹凸構造層30の寸法について説明する。モスアイ構造による反射防止機能では、モスアイ構造体とこれに隣接する媒質との界面における有効屈折率を、厚み方向に連続的に変化させて反射防止を図るものである。このため、凹凸構造層30の凹凸面31は、凹凸構造層30のシート面に沿って可視光線帯域の最短波長以下の間隔dで配置された微細凸部32によって形成されている。ここで、この間隔dに係る隣接する微細凸部32とは、いわゆる隣り合う微細凸部32であり、透明基材25側の付け根部分である微細凸部32の裾の部分が接している二つの凸部である。図3に示すように、微細凸部32が凹凸構造層30のシート面内において二次元的に配列された微小突起からなる場合、凹凸構造層30では微小突起32が密接して配置されることにより、微小突起32間の谷の部位を順次辿るようにして線分を作成すると、平面視において各微小突起32を囲む多角形状領域を多数連結してなる網目状の模様が作製されることになる。間隔dに係る隣接する微小突起32は、この網目状の模様を構成する一部の線分を共有する突起である。また、間隔dは、図3に示すように、透明支持体20のシート面に沿った、隣接する二つの微小突起32の頂部33間の距離とすることができる。
Next, the dimension of the
ただし、凹凸構造層30に対して優れた反射防止機能を付与する観点からは、凹凸構造層30をなす微細凸部32が次のように形成されていることがより好ましい。まず、凹凸構造層30の微細凸部32は、積層材10のシート面に沿って、50nm以上380nm以下の間隔dで設けられていることが好ましく、100nm以上250nm以下の間隔dで設けられていることがより好ましい。また、積層材10のシート面への法線方向ndに沿った微小突起32の高さHは、50nm以上760nm以下となっていることが好ましく、100nm以上400nm以下となっていることがより好ましい。
However, from the viewpoint of imparting an excellent antireflection function to the concavo-
また、凹凸構造層30の凹凸面31上における反射防止性能は、微細凸部32のアスペクト比からも大きな影響を受ける。アスペクト比は、微細凸部32の幅に対する微細凸部32の高さHの比である。ただし、図1及び図3のように隣接する微細凸部32同士がその谷底部34(透明基材25側に最接近する部分)間に間隙を介すること無く接している場合には、凹凸構造層30において、微細凸部32の幅は微細凸部32間の間隔dと置き換えて取り扱うことが可能であり、したがって、アスペクト比は、微細凸部32間の間隔dに対する微細凸部32の高さHの比(H/d)として取り扱うことができる。凹凸構造層30に対して上記の優れた反射防止機能を付与する観点から、微細凸部32のアスペクト比は、0.5以上3以下となっていることが好ましく、1以上2以下となっていることがより好ましい。
Further, the antireflection performance on the concavo-
凹凸構造層30の厚みは、特に限定されないが、当然、微細凸部32の高さH以上となる。一例として2μm〜300μmとすることができる。なお、この場合の凹凸構造層30の厚みとは、図1に示すように、凹凸構造層30の透明基材25側の界面から、当該凹凸構造層30の凹凸面31をなす微細凸部32の頂部33までの凹凸構造層30のシート面への法線方向ndに沿った高さt1を意味する。
The thickness of the concavo-
なお、凹凸構造層30の凹凸面31及び微細凸部32に関する各種寸法及び形状は、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)または走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)を用いて、特定することができる。ただし、凹凸構造層30の各寸法は、対象となる凹凸構造層30の全領域を調べてその平均値を算出して特定する必要はなく、実際的には、調査すべき対象(微細凸部32の間隔dや微細凸部32の高さH等)の全体的な傾向を反映し得ると期待される面積を持つ一区画内において、調査すべき対象のばらつきの程度を考慮して適当と考えられる数を調べてその平均値を算出することによって特定することができる。例えば、直前で説明した値を目標として紫外線硬化性樹脂を賦型することによって作製された紫外線硬化性樹脂の硬化物からなる凹凸構造層30においては、30mm×30mmの領域内に含まれる30箇所を電子顕微鏡により測定して平均を算出することにより、微細凸部32に関する各寸法、例えば微細凸部32の間隔dや微細凸部32の高さH等を、特定することができる。
The various dimensions and shapes of the concavo-
微細凸部32が完全に一定周期で配列している場合には、隣接する微細凸部32間の間隔dはその配列周期と一致する。なお、凹凸面31をなす微細凸部32の配列に関して、積層材10を他の部材と重ねた際に干渉模様の発生を防止する観点から、微細凸部32の配列は周期的では無く、微細凸部32の間隔dは不規則的であることが好ましい。
When the
<<金属層>>
次に、金属層15について説明する。金属層15は、透明支持体20の凹凸面31を覆うようにして凹凸面31上に設けられている。図1及び図2に示された例において、金属層15は、遮光性及び導電性を有する導線15cであって、透明支持体20上において、各導線15cの間に開口領域15aを画成するようにメッシュパターンにて配置された導線15cから構成されている。言い換えると、金属層15は、分岐点15bから延び出す複数の導線15cによって形成されており、各開口領域15aは、3以上の導線15cにより取り囲まれることによって画成されている。
<< metal layer >>
Next, the
なお、図2に示された例において、金属層15は、単位格子形状が正方形である正方格子配列状の規則的なメッシュパターンを有している。ただし、金属層15によってなされるパターンは、図2に示された例に限定されることはなく、積層材10の用途に応じて適宜設定される。金属層15は、格子配列以外の規則的なメッシュパターン、例えば、単位格子形状が3角形である3角格子、単位格子形状が6角形である6角格子(蜂の巣乃至亀甲)、特開2012−164648号公報開示のように単位格子形状が特定内角の菱形からなる菱形格子等のパターンを有していても良いし、あるいは特開平4−217397号公報開示のように正方格子の格子点位置を在る範囲内でランダム変位させたパターン、特開2013−69261号公報記載の特定ランダム母点のボロノイ分割図形からなるパターン等の不規則的なメッシュパターンを有していても良い。
In the example shown in FIG. 2, the
金属層15は、透明支持体20の凹凸面31の凹凸を埋めて凹凸面31を覆うように設けられている。したがって、積層材10の法線方向nd(凹凸面31のシート面に直交する方向)に沿った金属層15の厚みt2は、積層材10の法線方向ndに沿った微細凸部32の高さHよりも厚くなっている。なお、金属層15の厚みt2とは、図1に示すように、金属層15のうちの凹凸面31の微細凸部32間となる谷底部34に接触する部位から、金属層15のうちの凹凸面31から最も離間する部位までの、積層材10のシート面への法線方向ndに沿った高さを意味する。
The
このような金属層15は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法等の気相法(ドライプロセス) 、あるいは無電解メッキ法を用いて、金属層15をなすようになる金属材料を、凹凸構造層30の凹凸面31上に付着させることにより形成され得る。このような方法により形成された金属層15は、凹凸面31の凹凸に沿うようにして凹凸面31上に設けられる。言い換えると、金属層15は、凹凸面31の隣り合う二つの微細凸部32の間となる谷底部34にまで入り込むようになる。
For example, the
金属層15の平均膜厚は、金属層15を透明支持体20側から観察した場合に黒色を呈して本発明の效果を奏するためには、透明支持体20とは反対側(すなわち図1で言うと図の上方側)から観察した場合に、金属層15が可視光線を反射して金属光沢を呈する程度の厚みとする必要が有る。そのためには、可視光線帯域の最長波長780nmよりも厚くする。ただし、必要以上に厚くしても、透明支持体側から見た場合の黒色の度合いは飽和し、また材料費や加工時間の増大等の不利益を生じる。これらの点を考慮し、単に透明支持体20側から観察して黒色を呈することのみを目的とする場合、例えば、凹凸構造層30の微細凸部32の寸法及び形状がより好ましい範囲として上述した寸法及び形状となっている場合は、1000nm以上2000nm(1μm〜2μm)以下とすることができる。ただし、更に、金属層15に導電性、熱伝導性、機械的強度等の物性値を所望の程度求める場合は、金属層の平均膜厚は、これら要求物性も考慮して決定する。例えば、画像表示装置の画面に装着する透視性電磁波遮蔽材、タッチパネルの位置検知の検出電極として利用する場合は、要求される導電性を確保することも考慮し、金属層15の平均膜厚を2000nm〜10000nm(2μm〜10μm)とする。なお、ここでいう平均膜厚とは、図1のように積層材10をそのシート面の法線方向を含む面(図1ではZX平面と平行な面)で切断した断面において、膜厚方向と直交する方向(図1では、例えば、X方向)における位置Xでの金属層の厚みt2(X)をX方向に微細凸部の間隔dの10〜30倍の距離にわたって平均した値t2aveとして定義する。
The average film thickness of the
金属層15をなす導線15cの平均線幅Waveは、金属層15を極めて効果的に不可視化するという観点から、細い方が好ましい。本実施の形態においては、金属層15をなす導線15cの平均線幅Waveは、0.2μm以上5μm以下となっている。このような金属層15は、金属層15全体の面積のうち開口領域15aによって占められる面積の割合を示す開口率が90%以上に設定されていれば、十分に不可視化される。但し、開口率を大きくし過ぎると、開口面積が大きくなり過ぎ(導線15c間の距離が長くなり)、位置検知の分解能が低下するため、開口率の上限は99.5%以下とすることが好ましい。
The average line width W ave of the
なお、後述するように金属膜をエッチングすることによって導線15cを作製する場合、図4に示すように、導線15cの線幅Waは変動することになる。このため、導線15cの線幅Waを、複数の測定値の平均値である平均線幅Waveにより評価する。平均線幅Waveは、金属層15をなす導線15cの線幅Waを、当該線幅Waのばらつきの全体的な傾向を反映し得ると期待される複数の箇所にて測定し、測定された線幅Waの平均値として特定される。具体的には、以下の方法により平均線幅Waveを特定する。少なくとも後述する製造方法にて製造される積層材10については、以下の方法により平均線幅Waveを高精度に特定することが可能となる。
In the case of manufacturing a
すなわち、図4に示すように、金属層15は、分岐点15b間を延びる導線15cの集合体と言える。そこで、まず、任意に15個の導線15cを選択する。次に、各導線15cを画定する一対の分岐点15b間を結ぶ仮想直線vl上に位置する3つの中間点15dであって、当該仮想直線vlを4等分する中間点15dを特定する。そして、選択された15個の導線15cのそれぞれについて、3つの中間点15dでの線幅Waを測定する。線幅Waは、中間点15dを通過して仮想直線vlに対して直交する方向における導線15cの両縁部間の長さとして特定され、例えば、光学顕微鏡を用いて測定される。そして、合計45個の線幅Waの測定値を平均した値を、当該金属層15をなす導線15cの平均線幅Waveとする。
That is, as shown in FIG. 4, the
金属層15のメッシュパターンをなす導線の15cの平均線幅Waveが0.2μm以上に設定されていると、線幅Waのばらつきにともなった導線15cの断線を極めて効果的に回避することができる。線幅Waのばらつきにともなう導線15cの断線を回避する観点からは、導線の15cの平均線幅Waveが0.5μm以上に設定されていることがより好ましい。
When the average line width W ave of the
なお、前記したように、積層材10を画像表示装置の画面に装着する透視性電磁波遮蔽材、タッチパネルの位置検知の検出電極として利用する場合は、要求される導電性を確保することも考慮し、金属層15の平均膜厚を2000nm〜10000nm(2μm〜10μm)とすることが好ましい。さらに、腐食(エッチング)加工によって金属層15をメッシュパターン化する際のサイドエッチングによる線幅Wのばらつきを低減し、平均線幅0.2〜5μmの細線の場合においても、再現性良く確実に断線を防ぐために、金属層の平均膜厚t2aveは5000μm以下とすることが好ましい。このような金属層15によれば、導線15cが十分に細線化される一方で、導線15cの高さが十分な高さとなり、すなわち、導線15cの断面形状のアスペクト比(H/W)が十分に大きくなり、高い導電性をも有するようになる。
As described above, when using the
すなわち、このような断面寸法を有する導線15cによれば、例えばタッチパネルの位置検知の検出電極を低抵抗に維持しながら、当該電極をなす導線を細線化することができる。細線化した導線によれば、高繊細化された画素との組み合わせにおいて、あるいは、タブレットと呼ばれる携帯端末の短ピッチ配列された画素との組み合わせにおいても、十分に検知電極を不可視化しながら、高い検出精度を発揮することができる。
That is, according to the
金属層15をなすようになる高導電性の金属材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、コバルト、錫、チタン、パラジウム、インジウム、及び、これらの金属を含む合金の一以上を用いることができる。合金としては、例えば、真鍮(黄銅)、青銅、白銅、ニッケル−クロム合金、ジュラルミン等が挙げられる。
Examples of highly conductive metal materials that form the
<<積層材の製造方法>>
次に、図5乃至図11を参照して、積層材10の製造方法について説明する。
<< Lamination Material Manufacturing Method >>
Next, with reference to FIG. 5 thru | or FIG. 11, the manufacturing method of the
まず、図5に示すように、凹凸面31を有する透明支持体20を準備する。透明支持体20は、透明基材25をなすようになる基材上に電離放射線硬化型樹脂を積層して賦型することによって凹凸構造層30を形成し、作製され得る。
First, as shown in FIG. 5, a
次に、図6に示すように、金属層15を形成するようになる金属膜91を、透明支持体20の凹凸面31上に形成する。金属膜91の成膜は、前記の如く、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法等の気相法(ドライプロセス)等の種々の方法を採用することができる。とりわけ真空蒸着法によれば、後述するように積層材10をタッチパネルセンサや電磁波遮蔽材として用いた場合に好適な厚みの金属膜91を、比較的に短時間で安価に製造することができる。また、別の方法として、スパッタリングと他の方法、例えばスパッタリングと電解めっきとを含む複数工程にて、金属膜91を成膜することも有効である。スパッタリングによれば、密着性に優れた下地層を形成することができ、かつ、その後の電解めっきによって、金属膜91の厚みを比較的迅速に所望の厚みまで増加させることができる。
Next, as shown in FIG. 6, a
その後、フォトリソグラフィ技術を用いて、透明支持体20上の金属膜91を所望のパターンにてパターニングする。具体的には、まず、図7に示すように、金属膜91上にレジスト膜92を設ける。レジスト膜92の成膜は、例えば、ドライフィルムレジストの積層により行うことができる。次に、図8に示すように、レジスト膜92上にフォトマスク93を配置した状態にて、光Lを照射してレジスト膜92をパターン露光する。露光に用いる光は、通常、紫外線を用いるが、可視光線、X線等を用いることもできる。その後、図9に示すように、露光されたレジスト膜92を現像することにより、レジスト膜92をパターニングしてなるレジストパターン94が金属膜91上に得られる。図9は、レジストとしてネガ型の感光性レジストを用いた場合を示しており、この場合には、未露光部のレジスト膜92が現像液によって溶解、除去され、架橋乃至重合反応によって硬化して現像液に不溶性となった露光部のレジスト膜92のみが残留してレジストパターン94となる。
Thereafter, the
次に、図10に示すように、パターニングされたレジストパターン94をマスクとして、塩化第二鉄水溶液、塩酸等の腐蝕液を用いて金属膜91をエッチングする。これにより、レジストパターン94の無い部分の金属膜91が腐食液によって除去され、レジストパターン層94の直下の金属膜91のみが残留する。残留した金属膜91から平面視形状がメッシュパターンとなった金属層15が形成される。このようにして、透明支持体20上に、金属層15が、所望のパターンで形成される。その後、金属層15上のレジストパターン94を除去することによって、図11に示すように、積層材10が得られる。
Next, as shown in FIG. 10, using the patterned resist
<<積層材の作用効果>>
以上のような積層材10は、透明支持体20上に金属層15を有している。このため、金属層15の性質、例えば、良好な導電性、熱伝導性、強磁性等に関連して何らかの機能を発揮することができる。ただし、金属層15が、当該金属層15をなす金属材料の性質に起因した機能を発揮する際、金属層15が、本質的に有することになる光反射性を発揮しないことを要望されることもあり、さらには、本質的に有することになる光反射性とは相反する光吸収性を発揮することが要望されることすらある。
<< Effects of Laminated Material >>
The
例えば、図2に示された例のように、金属層15が、メッシュ状のパターンを形成することにより、導電性及び可視光透過性を期待されている場合、金属層15をなす金属材料自体の光反射性が問題となることがある。具体的には、積層材10がタッチパネルセンサや画像表示装置の画面用の電磁波遮蔽材として用いられる例のように、積層材10越しの視認性が要求される用途では、金属層15をなす金属材料自体の光反射性が問題となる。積層材10が一定の透過率を呈する場合でも、金属層15で多量の反射光が生じると、積層材10越しの画像の視認性が著しく悪化することになる。また、積層材10が、金属層15の良好な熱伝導性を利用した、熱伝達部材として用いられる場合、積層材10が熱線(赤外線)を取り込む機能を有していることが好ましいこともある。この用途においては、金属層15が、熱線を反射するのではなく、熱線を吸収することが好ましい。そして、背景技術の欄でも説明したように、金属層15での反射を防止する観点から、金属層15の表面に黒色材料からなる黒化層を設けることが行われてきた。
For example, as in the example shown in FIG. 2, when the
金属層15の表面に黒化層を設ければ、金属層15での反射を抑制して、金属層15を目立たなくさせることもできる。しかしながら、金属層15との密着性が良好な黒色材料は多く存在しない。とりわけ、積層材10のうちの透明支持体20の側から金属層15を黒化処理する場合には、黒色材料は、金属層15だけでなく透明支持体20に対しても優れた密着性を示す必要がある。金属層15及び透明支持体20の両方に密着性を示し且つ工業上使用可能な黒色材料は、数種類しか存在せず、結果として、コストや材料確保等の面において好ましくない。
If a blackened layer is provided on the surface of the
また、金属膜と黒化膜とをエッチングすることによってメッシュパターンをなす導線を作製する場合、金属膜及び黒化膜をそれぞれなす2つの材料として現実的に選択され得る組み合わせでは、いずれの組み合わせにおいても、エッチング液に対する耐性が2つの材料の間で大きく異なる。具体的には、例えば、銅または銅合金からなる金属膜と窒化銅または酸化銅(CuO。酸化銅(II)あるいは酸化第二銅とも呼称される。)からなる黒化膜との組み合わせの場合、黒化膜をなす窒化銅または酸化銅は、金属層をなす銅または銅合金と比較して、塩化第二鉄(塩化鉄(III))からなるエッチング液に対する耐性が高く、エッチングによる浸食が進みにくい。 In addition, when producing a conductive wire having a mesh pattern by etching a metal film and a blackened film, any combination that can be practically selected as the two materials forming the metal film and the blackened film, However, the resistance to the etchant is greatly different between the two materials. Specifically, for example, in the case of a combination of a metal film made of copper or a copper alloy and a blackened film made of copper nitride or copper oxide (CuO, also called copper oxide (II) or cupric oxide). The copper nitride or copper oxide forming the blackened film is more resistant to the etching solution made of ferric chloride (iron (III) chloride) than the copper or copper alloy forming the metal layer, and erosion due to etching is high. Difficult to proceed.
そして、平均線幅Waveが5μm以下となる細線化された導線を、金属膜と黒化膜とをエッチングによってパターニングして作製しようとすると、従来、作製されるべき細線化された導線の線幅Waが大きくばらつくことにより、導線が断線してしまう可能性があった。 Then, if an attempt is made to produce a thinned conductive wire having an average line width W ave of 5 μm or less by patterning a metal film and a blackened film by etching, the thinned conductive wire to be produced conventionally by width W a large variation, conductor there is a possibility that disconnection.
線幅Waのばらつきが生じる原因は、次のことにあると考えられる。すなわち、積層された金属膜と黒化膜とを連続してエッチングする場合、まず、エッチングによる浸食がエッチング開始側となる金属膜を貫通するタイミングのずれが、面内の位置によって必然的に生じてしまう。そして、深層側の黒化膜の浸食は、金属膜を貫通した領域から開始される。ここで、エッチングによる浸食は、深さ方向(縦方向)だけでなく、いわゆるサイドエッチングと呼ばれる現象により横方向にも進む。その結果、最後に金属膜が貫通された領域において黒化膜までのエッチングが完了した時点では、当該領域のサイドエッチングはほとんど未進行なのに対して、最初に金属膜が貫通された領域においては最も多くサイドエッチングが進行してしまっている。すなわち、両領域間のサイドエッチングの進行量の差は大きくなる。この現象により、金属膜及び黒化膜の両方をパターニングして細線を作製する際の線幅のばらつきが顕著となる。 Causes variations in line width W a is generated are considered to be the following. In other words, when the laminated metal film and the blackened film are continuously etched, first, the deviation of the timing at which the erosion due to etching penetrates the metal film on the etching start side inevitably occurs depending on the position in the plane. End up. Then, the erosion of the black film on the deep layer side is started from a region penetrating the metal film. Here, erosion due to etching proceeds not only in the depth direction (vertical direction) but also in the lateral direction due to a phenomenon called so-called side etching. As a result, when the etching to the blackened film is completed in the region where the metal film was last penetrated, the side etching of the region has hardly progressed, whereas in the region where the metal film was first penetrated, it is the most. Many side etching has progressed. That is, the difference in the amount of side etching progressed between the two regions becomes large. Due to this phenomenon, variations in line width when a thin line is formed by patterning both the metal film and the blackened film become significant.
仮に、金属膜が浸食され易い膜(エッチング耐性が低い膜)であったとすると、深層側の黒化膜のエッチングが進行している間に、早期に金属膜が貫通された領域において金属膜のサイドエッチングが進行している。この際、当該領域においては、黒化膜の表面が露出し、この黒化膜は、側方および上方からエッチングされることになる。すなわち、金属膜のエッチング進行速度の面内ばらつきと、黒化膜のエッチング進行速度の面内ばらつきとが、単に足し合わされるのではなく、それ以上の面内ばらつきが生じてしまうことになる。 If the metal film is a film that is easily eroded (a film with low etching resistance), while the etching of the darkening film on the deep layer side is in progress, the metal film in the region where the metal film has penetrated early. Side etching is in progress. At this time, in the region, the surface of the blackened film is exposed, and the blackened film is etched from the side and from above. That is, the in-plane variation of the etching progress rate of the metal film and the in-plane variation of the etching progress rate of the blackened film are not simply added, but more in-plane variation occurs.
また、金属膜が浸食され難い膜(エッチング耐性が高い膜)であったとすると、早期に金属膜が貫通された領域では、深層側の黒化膜の横方向への浸食が進むことにより、金属膜が下方からも露出する。したがって、当該領域においては、金属膜は、上方及び側方だけでなく、下方からも浸食される。やはり、金属膜のエッチング進行速度の面内ばらつきと、黒化膜のエッチング進行速度の面内ばらつきとが、単に足し合わされるのではなく、それ以上の面内ばらつきが生じてしまうことになる。 In addition, if the metal film is a film that is difficult to be eroded (a film having high etching resistance), in the region where the metal film has penetrated early, the erosion in the lateral direction of the darkening film on the deep layer side proceeds and the metal film The film is exposed from below. Therefore, in this region, the metal film is eroded not only from above and from the side but also from below. Again, the in-plane variation of the etching progress rate of the metal film and the in-plane variation of the etching progress rate of the blackened film are not simply added together, but more in-plane variation occurs.
以上のことから、エッチング耐性の異なる金属膜と黒化膜とを連続してエッチングして細線パターンを作製する場合、面内でのエッチング進行速度のばらつきが顕著となり、結果として線幅を大きく変動していたと推測される。 From the above, when producing a thin line pattern by continuously etching a metal film and a blackened film with different etching resistance, the variation of the etching progress rate in the surface becomes remarkable, and the line width greatly fluctuates as a result. It is speculated that it was.
これに対して、本実施の形態では、透明支持体20の金属層15で覆われている面は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔dで設けられた微細凸部32によって形成された凹凸面31となっている。そして本実施の形態によれば、金属層15と透明支持体20との間のこの界面性状に応じて、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合に金属層15が黒色に観察されるようになる。本件発明者らが鋭意検討を行ったところ、金属層15が黒色に観察される現象は、金属層15をなす金属材料に依存することなく、生じ得ることが確認された。
On the other hand, in this Embodiment, the surface covered with the
このような本実施の形態によれば、別途の黒化層を設けることなく、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合に金属層15が黒色に観察されるようになるため、メッシュパターンをなす細線の作製時に、エッチング耐性の異なる金属膜と黒化膜とを連続してエッチングする必要は無く、単体の金属膜をエッチングするだけで足りる。これにより、導線の線幅のばらつきは、金属膜のエッチング進行速度の面内ばらつきの範囲内に抑えられ、それ以上の面内ばらつきが生じることはない。したがって、メッシュパターンをなす導線15cを、線幅のばらつきを効果的に抑制しながら、十分に細線化することが可能である。具体的には、例えば、平均線幅Waveを0.2μm以上5μm以下にすることが可能である。
According to the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、金属層15とは別途に黒化層を設ける必要性を排除することが可能となり、製造コストや製造の手間の点において優れる。加えて、黒化層が間に介在しないことに加えて、界面が凹凸面31として形成されることから、金属層15と透明支持体20との間の密着性が大幅に向上する。
In addition, according to the present embodiment, it is possible to eliminate the necessity of providing a blackening layer separately from the
また、図示された実施の形態では、金属層15が、開口領域15aを画成するメッシュパターンを形成しており、透明支持体20の一方の表面の一部分のみを覆っている。そして、図示された実施の形態では、金属層15によって覆われていない透明支持体20の表面も、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔dで設けられた微細凸部32によって形成された凹凸面31となっている。すなわち、積層材10の開口領域15aをなす部分においても極めて優れた反射防止性能が発現され、積層材10の透過率を大幅に向上させることができる。
In the illustrated embodiment, the
さらに、積層材10を金属層15の側から観察した場合、金属層15は、当該金属層15を構成する金属材料に依存した金属色として把握され、黒色には把握されない。したがって、積層材10のどちらの主面の側から観察するかに応じて、金属層15の色味を変化させることができる。すなわち、別途の着色層を設けることなく、意外性を持った意匠性を積層材10に付与することができる。
Furthermore, when the
ところで、金属層15が黒色に観察されるようになるのは、以下の要因によるものと推定される。ただし、本発明は、以下の推定に限定されるものではない。まず、金属層15によって覆われている透明支持体20の凹凸面31は、モスアイ構造体の反射防止面を形成している。したがって、図1に示すように、積層材10内を透明支持体20から金属層15へと進む光L11は、透明支持体20と金属層15との界面において反射することを極めて効果的に防止され、金属層15内に入射する。ただし、金属層15の透過率は、勿論金属層15の厚みにも依存するが、著しく低い。電磁気学及び固体物理学の知見によれば、金属層15内部に浸透する光L11の電磁場の強度は指数関数的に減衰し、金属層15内部の光L11の電場は金属層15表面から光L11の波長(最大780nm)程度の深さまでの間の表皮層内に局在化される。その結果、当該表皮層内において光L11の電磁場は金属原子の結晶格子振動を励振して熱に変換され、消失する。したがって、金属層15に入射した光は、金属層15内に吸収されることになる。すなわち、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合、観察者は、金属層15と透明支持体20との界面での反射光を含む金属層15からの光を感知することはない。このことが主たる要因として、積層材10を透明支持体20の側から観察した場合、金属層15は、黒色に把握されると推定される。
By the way, it is estimated that the
ここで、本件発明者らが行った実験結果の一例を説明する。 Here, an example of the experimental results conducted by the inventors will be described.
まず、透明基材25をなすようになる基材上に電離放射線硬化性樹脂を積層と同時に賦型して凹凸構造層30を形成することにより、透明支持体20を作製した。凹凸構造層30を作製するための原版は、次のようにして作製した。すなわち、純度99.50%の圧延されたアルミニウム基板を、その表面が、小さいうねりとして十点平均粗さRz30nm、且つ大きいうねりとして周期1μmの凹凸形状となるように研磨後、0.02Mシュウ(蓚)酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、陽極酸化処理を実施しアルミニウム基板表面全面に微細孔が開孔してなるアルミニウム酸化物層を形成した。次に、第一エッチング処理として、陽極酸化後の電解液をそのまま腐蝕液として用いて、電圧無印加の状態で該アルミニウム基板を浸漬して60秒間エッチング処理を行った。
First, the
続いて、第二エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに、上記処理を繰り返し、これら陽極酸化処理及びエッチング処理の組合せを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム基板上に微細孔による微細な凹凸形状が形成された陽極酸化アルミニウム層が形成された。最後に、フッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、微細凹凸構造層形成用原版を得た。なお、アルミニウム層に形成された微細な凹凸形状は、平均隣接微細孔間距離が100nm、平均深さが200nmで、深さ方向に徐々に孔径が小さくなる多数の微細孔が密に形成された形状であった。 Subsequently, as a second etching process, a pore size expansion process was performed with a 1.0 M aqueous phosphoric acid solution for 150 seconds. Further, the above treatment was repeated, and a combination of these anodizing treatment and etching treatment was added five times in total. As a result, an anodized aluminum layer was formed on the aluminum substrate in which fine irregularities due to fine holes were formed. Finally, a fluorine-based mold release agent was applied and the excess mold release agent was washed to obtain an original plate for forming a fine uneven structure layer. In addition, the fine uneven shape formed in the aluminum layer has an average distance between adjacent micropores of 100 nm, an average depth of 200 nm, and a large number of micropores that are gradually reduced in the depth direction. It was a shape.
このようにして作製した原版を用い、次の方法で、凹凸構造層30を作製した。まず、凹凸構造層30を形成するための凹凸構造層形成用樹脂組成物は、ジペンタエリスリトールへキサアクリレート(DPHA)20重量部、アロニックスM−260(東亜合成社製)70重量部、ヒドロキシエチルアクリレート10重量部、及び光重合開始剤としてルシリンTPO(BASF社製)3重量部を混合することによって、作製した。その後、凹凸構造層形成用樹脂組成物を、凹凸構造層形成用原版の微細凹凸面が覆われ、硬化後の凹凸構造層30の厚さが20μmとなるように塗布、充填し、その上に透明基材25として厚さ80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士フィルム社製)を貼り合わせた後、貼り合わせられた貼合体をゴムローラーで10N/cm2の加重で圧着した。原版全体に均一な組成物が塗布されたことを確認し、透明基材25側から水銀燈を用いて2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して凹凸構造層形成用樹脂組成物を硬化させた。次に、原版より剥離し透明基材25と表面が微細孔に対応する形状の微細凸部32の集合体(微小突起群)からなる凹凸面31を有する凹凸構造層30との透明支持体20を得た。
Using the original plate thus produced, the concavo-
次に、真空蒸着法により、透明支持体20の凹凸面31上に銅を成膜して、透明支持体20及び金属層15からなる積層材10に係る20cm×20cmのサンプル1〜4を作製した。サンプル1における銅の平均膜厚を0.1μmとし、サンプル2における銅の平均膜厚を0.2μmとし、サンプル3における銅の平均膜厚を1μmとし、サンプル4における銅の平均膜厚を2μmとした。サンプル1〜4は、銅の平均膜厚以外の点において、同一に構成した。
Next, a copper film is formed on the concavo-
得られたサンプル1〜4について、可視光透過性、及び、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合における金属層15の色味を調査した。可視光透過性は、サンプル越しに点灯中の蛍光灯を観察した際に、サンプル越しに蛍光灯の位置を確認できなかった場合に当該サンプルを「遮光」と評価し、蛍光灯の位置を確認できた場合に当該サンプルを「透過」と評価した。その結果、可視光透過性に関して、サンプル1及びサンプル2は「透過」と評価され、サンプル3及びサンプル4は「遮光」と評価された。また、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合における金属層15の色味に関して、サンプル1及びサンプル2は紺色と評価され、サンプル3及びサンプル4は黒色と評価された。すなわち、以上の評価結果から、金属層15が遮光層として機能し得る厚みを有したサンプル(サンプル3及びサンプル4)では、透明支持体20の側から積層材10を観察した場合に金属層15が黒色に観察された。
About the obtained samples 1-4, the visible light transmittance | permeability and the color of the
<<積層材の具体的な適用例>>
次に、積層材10の用途例を具体的に説明する。
<< Specific application example of laminated material >>
Next, an application example of the
まず、図12を参照しながら、積層材10をタッチパネル装置50のタッチパネルセンサ51,52に適用した例について説明する。図12には、タッチパネルセンサ51,52を含んだタッチパネル装置50が示されている。図示されたタッチパネル装置50は、投影型容量結合方式のタッチパネル装置として構成されており、それぞれ、電極55が形成された第1タッチパネルセンサ51及び第2タッチパネルセンサ52を有している。このタッチパネル装置50は、図13に示すように画像形成装置41上に配置されるようになる。第1及び第2タッチパネルセンサ51,52は、画像形成装置41の画素が配列された領域に対面するアクティブエリアAa1と、アクティブエリアAa1の周囲となる非アクティブエリアAa2と、を含んでいる。電極55は、アクティブエリアAa1内に位置して位置検出に用いられる検出電極60と、検出電極60に接続され非アクティブエリアAa2内に位置する取出電極70と、を有している。
First, an example in which the
そして、図12に示すように、各検出電極60は、その長手方向に間隔を明けて配列された多数の導電性メッシュ62と、隣り合う2つの導電性メッシュ62の間を接続する接続導線61と、を有している。各導電性メッシュ62は、4角形の外輪郭線内の領域に金属層15が形成されており、該金属層15は開口領域を画成する導線15cによりメッシュパターンを形成している。該導電性メッシュ62の外輪郭線は導線15cから構成されていても良いし、導線15cの末端を連ねた仮想線から構成されていても良い。図12は後者の形態の外輪郭線を有する。各検出電極60は、導電性メッシュ62および接続導線61により、アクティブエリアAa1内を一方向に延びている。各検出電極60が配置されている領域の幅は、導電性メッシュ62が設けられている部分において太くなっている。一方のタッチパネルセンサ51,52に含まれる各検出電極60は、他方のタッチパネルセンサ52,51に含まれる多数の検出電極60と交差している。そして、図12に示すように、一方のタッチパネルセンサ51,52の導電性メッシュ62は、検出電極60上において、他方のタッチパネルセンサ52,51の隣り合う二つの検出電極60との交差点の間に配置されている。
Then, as shown in FIG. 12, each detection electrode 60 has a large number of
このタッチパネル装置50の各タッチパネルセンサ51,52は、積層材10を用いて形成されている。各タッチパネルセンサ51,52において、電極55の少なくとも一部が金属層15をなし、この電極55は透明支持体20に支持されている。すなわち、電極55の少なくとも一部分を支持する基材の表面は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔dで設けられた微細凸部32によって形成された凹凸面31となっている。また、電極55の検出電極60をなす導電性メッシュ62及び接続導線61の一部または全部が、金属層15として、透明支持体20の凹凸面31上に設けられている。一例として、各タッチパネルセンサ51,52の電極55を支持する基材の全表面が、凹凸面31として形成されていてもよい。
The touch panel sensors 51 and 52 of the
図13に示すように、タッチパネルセンサ51、52は、画像が形成される画像形成面を有した画像形成装置(表示パネル、表示部)41と組み合わされて画像表示装置40を形成する。この際、図13に示すように、第1タッチパネルセンサ51をなす積層材10は、金属層15が画像形成装置41と透明支持体20との間に位置するよう、配置されている。すなわち、透明支持体20が観察者側となり且つ金属層15が画像形成装置41側となるように、積層材10が配置されている。第2タッチパネルセンサ52も、第1タッチパネルセンサ51と同様に、金属層15が画像形成装置41と透明支持体20との間に位置するよう、配置されている。この結果、画像表示装置40の観察者は、積層材10の金属層15を黒色に観察することになる。したがって、金属層15での外光反射に起因して、画像表示装置40によって表示される画像のコントラスが低下してしまう等の画質劣化を回避することができる。
As shown in FIG. 13, the touch panel sensors 51 and 52 form an
なお、図13に示された例において、検出電極60が、接続導線61と導電性メッシュ62とからなる例を示したがこれに限られない。例えば、図14に示すように、各検出電極60が、細長状の長方形の外輪郭線内の領域に形成された単一の導電性メッシュ62からなるようにしてもよい。図14に示されたタッチパネルセンサ53では、ストライプ状の領域に形成された多数の導電性メッシュ62から検出電極60が形成され、且つ、検出電極60をなす各導電性メッシュ62に取出電極70が接続されている。この例においても、タッチパネルセンサ53は、積層材10から形成され得る。すなわち、検出電極60及び取出電極70の一部または全部が、金属層15をなし、透明支持体20の凹凸面31上に支持され得る。
In the example illustrated in FIG. 13, the detection electrode 60 includes the
さらに、図13に示された例では、第1タッチパネルセンサ51および第2タッチパネルセンサ52から投影型の静電容量式のタッチパネル装置50が形成されている例を示したが、これに限られない。例えば、図15に示されたタッチパネルセンサ53のように、透明支持体20上に画成されたアクティブエリアAa1内に二次元配列された各正方形の外輪郭線内の領域に導電性メッシュ62が形成されるようにしてもよい。図15に示された例では、各導電性メッシュ62は、接続導線61を介して対応する取出電極70に接続されている。この例においても、タッチパネルセンサ53は、積層材10から形成され得る。すなわち、検出電極60及び取出電極70の一部または全部が、金属層15をなし、透明支持体20の凹凸面31上に支持され得る。
Further, in the example shown in FIG. 13, an example in which the projected capacitive
また、図16に示された例では、透明支持体20上に画成されたアクティブエリアAa1の全域に、単一の導電性メッシュ62が形成されている。検出電極60をなす導電性メッシュ62は、その四隅から、取出電極70に接続されている。すなわち、図16に示されたタッチパネル装置50は、表面型の静電容量式タッチパネルを構成する。この例においても、タッチパネル装置50は、積層材10から形成され得る。すなわち、検出電極60及び取出電極70の一部または全部が、金属層15をなし、透明支持体20の凹凸面31上に支持され得る。
In the example shown in FIG. 16, a single
なお、図12〜図16に示された電極55の形状は一例に過ぎず、種々の変更が可能である。また、積層材10は、容量結合形式のタッチパネル装置に限られず、抵抗膜形式等の種々の形式のタッチパネル装置に適用することができる。
The shape of the electrode 55 shown in FIGS. 12 to 16 is merely an example, and various changes can be made. The
さらに積層材10の他の用途例について説明する。図17に示すように、積層材10は、テレビジョン受像装置、各種測定機器や計器類、各種事務用機器、各種医療機器、電算機器、電話機、電飾看板、各種遊戯機器等の表示部に用いられるプラズマディスプレイ(PDP)装置、ブラウン管ディスプレイ(CRT)装置、液晶ディスプレイ装置(LCD)、電場発光ディスプレイ(EL)装置などの画像表示装置に、電磁波遮蔽材として、組み込まれ得る。
Further, another application example of the
図17に示された例において、画像表示装置40は、画像が形成される画像形成面を有する画像形成装置(表示パネル、表示部)41と、画像形成装置41の出光側に配置された積層体45と、を有している。したがって、積層体45の出光面が、画像表示装置40の表示面(出光面)40aをなし、観察者は、画像形成装置41で形成された画像を、積層体45を介して観察することになる。この積層体45に、電磁波遮蔽シートとしての積層材10が、組み込まれている。積層材10の金属層15は、図1に示されているように、透明支持体20上において、開口領域15aを画成するメッシュパターンを形成している。金属層15は、画像形成装置41の画像が形成される領域に延び広がっている。この積層材10は、電磁波を効果的に遮蔽することができる一方で、その線幅を細く設定され且つ開口率(平面視における開口領域15aが占める面積の割合)を大きく設定することにより、視認され難くなっている。本用途の場合の開口率も通常90.0〜99.5%程度に設定される。また、積層体45には電磁波遮蔽シートとしての本発明の積層体10の他に、必要に応じて、透明保護層、各種反射防止層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、着色フィルター層等の各種機能層を1層又は2層以上積層しても良い。この例においても、図13に示す例と同様に、金属層15が画像形成装置41と透明支持体20との間に位置するよう、積層材10が配置されている。この結果、画像表示装置40の観察者は、積層材10の金属層15を黒色に観察することになる。したがって、金属層15での外光の反射に起因して、画像表示装置40によって表示される画像のコントラスが低下してしまう等の画質劣化を回避することができる。
In the example shown in FIG. 17, the
さらに、積層材10の別の用途として、積層材10を遮光部材として用いることができる。図18には、遮光部材としての積層材10が接合層76を介して窓を構成する硝子板75に積層された例が示されている。この例においては、凹凸構造層30及び金属層15は全面に広がるように形成されている。積層材10の透明支持体20が室内側(図18では左側)、金属層15が屋外側(図18では右側)となる様に積層されている。積層材10の透明支持体20から入射する室内の光L171が、黒色に観察される金属層15によって吸収され室内から見た窓の硝子板は光を反射せず黒色を呈する。一方、該窓の硝子板を室外側から観察すると金属層15が光を反射して金属光沢を呈する。斯かる構成の遮光性窓硝子板は室内光を吸収すると共に室外からの光も遮蔽する必要の有る暗室、光学実験室等の部屋の窓に使用することができる。この場合、窓の硝子板75の中央部分と窓のサッシによって覆われた周縁部との間で温度差が生じ、ガラスからなる窓75が割れてしまう可能性がある。図18に示された例では、光を吸収する金属層15が、高い熱伝導性を有した金属材料から形成されているので、窓の硝子板75の全面に広がる金属層15によって硝子板75の温度が均一化するので、硝子板75が割れてしまうことを効果的に抑制することができる。積層材10は窓の硝子板の室内側、屋外側のいずれにも積層は可能である。ただし、積層材10の耐久性の点からは、硝子板の室内側に積層材10を積層することが好ましい。
Furthermore, as another application of the
更に、図2及び図11のごとき金属層15がメッシュパターンとして形成されてなる積層材10を自動車、鉄道車輛、船舶、航空機等の乗物の窓の硝子板に積層し、乗物内部からは透視性の金屬メッシュとして用いることが出来る。かかる金属メッシュは、窓の結露、曇り、乃至霜付着の防止用の面発熱体、電磁波遮蔽フィルタ、送受信アンテナ等の用途に使用することができる。各用途に応じて、適宜、接地用導線、電源、同調回路、検波回路、高周波増幅回路等の周辺回路、その他各種附帯的部材を接続、組み合せ、複合する。これらの用途の場合、乗物内部側からの金属メッシュ(メッシュ化された金属層15)の不可視性を高めるため、透明支持体20が乗物内部を向くように設置される。積層材10は窓の硝子板の乗物内部側、屋外側のいずれにも積層は可能である。ただし、積層材10の耐久性の点からは、硝子板の乗物内部側に積層材10を積層することが好ましい。
Further, a
<<追加、変形、その他>>
なお、上述した例に対して様々な追加や変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
<< Addition, modification, other >>
Various additions and changes can be made to the above-described example. Hereinafter, an example of modification will be described.
上述した例では、図3に示すように、凹凸構造層30の凹凸面31を形成する微細凸部32が、凹凸構造層30のシート面内において二次元的に配列された微小突起であったが、これに限定されず、図19に示すように、凹凸構造層30の凹凸面31’を形成する微細凸部32’が、一次元的に配列された、一方向に延在する微細凸条であってもよい。このような一次元的に配列された微細凸条32’からなる凹凸面31’の形成方法の一例を説明すると、まず、バイトによる旋盤切削により、円柱状母材の外周面に、円周方向に沿って並列した複数の溝を順次形成することにより、賦型用ロール金型を製造し、次に、透明基材25上に、凹凸構造層形成用樹脂組成物を塗布して受容層を形成し、当該受容層の表面と、賦型用ロール金型の表面と、を接触させて配置し、圧力をかけることによって受容層の金型側表面に一次元的に配列された微細凸条32’からなる凹凸面31’を形成し、適宜、当該受容層の樹脂組成物を硬化させることにより凹凸構造層30を形成し、その後賦型用ロール金型を剥離する。このように微細凸部32’が一次元的に配列された微細凸条からなる場合、二次元的に配列された微小突起からなる場合に比べて、凹凸構造層30の生産性及び耐久性が向上し得る。
In the above-described example, as shown in FIG. 3, the
また、上述した例では、透明支持体20の透明基材25と凹凸構造層30とが別の層として形成されていた。このような透明支持体20は、透明基材25上に、電離放射線硬化型樹脂を賦型してなる凹凸構造層30を形成することにより作製され得る。その一方で、積層材10が、金属層15、凹凸構造層30及び透明基材25以外の層を更に含むようにしてもよいし、あるいは、射出成形や押出成形によって凹凸構造層30を作製することにより凹凸構造層30と透明基材25とが一体化した単層構成としても良い。
Moreover, in the example mentioned above, the
また、凹凸構造層30の凹凸面31が、耐擦傷性を向上させるためのハードコート層として形成されていてもよい。このハードコート層は、薄膜として形成されていてもよい。或いは、耐擦傷性の改善を図る観点から、凹凸構造層30が、弗素系有機化合物、珪素系有機化合物等のスリップ剤を含有するようにしてもよい。さらに、紫外線による劣化を防止する観点から、積層材10が、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物等の紫外線吸収剤を含有するようにしてもよい。
Further, the
さらに、上述した実施の形態では、透明支持体20の金属層15を支持する側の全面が、凹凸面31として形成されている例を示したが、これに限られない。例えば、透明支持体20の金属層15を支持する側の面のうち、金属層15によって覆われている部分のみが、凹凸面31として形成されていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the entire surface of the
なお、以上において上述した例に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although the some modification with respect to the example mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
10 積層材
15 金属層
15a 開口領域
15b 分岐点
15c 導線
15d 中間点
20 透明支持体
25 透明基材
30 凹凸構造層
31 凹凸面
31’ 凹凸面
32 微細凸部(微小突起)
32’ 微細凸部(微細凸条)
33 頂部
34 谷底部
40 画像表示装置
41 画像形成装置
45 積層体
50 タッチパネル装置
51 第1タッチパネルセンサ
52 第2タッチパネルセンサ
53 タッチパネルセンサ
55 電極
60 検出電極
61 接続導線
62 導電性メッシュ
70 取出電極
75 窓の硝子板
76 接合層
91 金属膜
92 レジスト膜
93 フォトマスク
94 レジストパターン
DESCRIPTION OF
32 'fine convex part (fine convex strip)
33
Claims (5)
前記透明支持体上に設けられた金属層と、
を備え、
前記透明支持体の前記金属層で覆われている面は、可視光線帯域の最短波長以下となる間隔で設けられた微細凸部により形成された凹凸面となっており、
前記金属層は、遮光性及び導電性を有する導線であって、前記透明支持体上において、各導線の間に開口領域を画成するようにメッシュパターンにて配置された導線から構成されており、
前記導線の平均線幅Waveが、次の条件を満たす、積層材。
0.2μm ≦ Wave ≦ 5μm A transparent support;
A metal layer provided on the transparent support;
With
The surface covered with the metal layer of the transparent support is an irregular surface formed by fine convex portions provided at intervals that are equal to or shorter than the shortest wavelength of the visible light band,
The metal layer is a conductive wire having a light shielding property and a conductive property, and is composed of a conductive wire arranged in a mesh pattern so as to define an opening region between the conductive wires on the transparent support. ,
A laminated material in which an average line width W ave of the conducting wire satisfies the following condition.
0.2 μm ≦ W ave ≦ 5 μm
請求項1または2に記載の積層材と、を備え、
前記積層材は、前記金属層が前記画像形成装置と前記透明支持体との間に位置するよう、配置されている、表示装置。 An image forming apparatus;
A laminate according to claim 1 or 2,
The display device, wherein the laminated material is disposed such that the metal layer is positioned between the image forming apparatus and the transparent support.
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