JP2016139311A - 導電パターン形成シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目的とする導電パターンを高精度に形成でき、簡便且つ低コストで導電パターン形成シートを製造できる導電パターン形成シートの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の導電パターン形成シートの製造方法は、金属ナノワイヤーを含む透明導電層を備える透明導電層含有シートを切断して切断片を形成する切断工程と、前記切断片の透明導電層２２を透明基材１０に貼着する貼着工程とを有する。【選択図】図８

Description

本発明は、タッチパネル等に使用される導電パターン形成シートを製造する導電パターン形成シートの製造方法に関する。

タッチパネル等の電極シートとして、透明基材シートの一方の面に導電パターンを形成した導電パターン形成シートが使用されることがある。
導電パターンを構成する透明導電層としては、インジウムドープ酸化錫からなる透明導電層が広く使用されていたが、近年では、金属ナノワイヤーを含む透明導電層が使用されることもある（特許文献１）。
金属ナノワイヤーを含む透明導電層を導電パターンとする場合、導電パターン形成シートの製造方法としては、透明基材の一方の面の全面に、金属ナノワイヤーを含む透明導電層を形成し、該透明導電層をエッチングして導電パターンを形成する方法が知られている。エッチング方法としては、現像液を使用するウェットエッチング、又は、レーザ光を照射するドライエッチングを適用できる。

特開２０１３−２３２２９１号公報

しかし、ウェットエッチングを適用して導電パターンを形成する場合には、エッチング条件のばらつきによって透明導電層のエッチングにもばらつきが生じることがあった。そのため、導電パターンの精度が低下する傾向にあった。また、ウェットエッチングによる導電パターンの形成は、工程数が多く煩雑であり、さらに、導電パターンとなる部分以外の透明導電層を除去するため、無駄が多く、高コストになる傾向にあった。
ドライエッチングを適用して導電パターンを形成した場合には、導電パターンとなる部分以外の透明導電層を除去することになるから、煩雑なエッチングになった。また、透明導電層を除去する面積が大きいため、透明導電層に無駄が多くなるだけでなく、ドライエッチングにおけるエッチング時間が長くなって生産性が低下するため、高コストになる傾向にあった。
本発明は、目的とする導電パターンを高精度に形成でき、簡便且つ低コストで導電パターン形成シートを製造できる導電パターン形成シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の導電パターン形成シートの製造方法は、金属ナノワイヤーを含む透明導電層を備える透明導電層含有シートを切断して切断片を形成する切断工程と、前記切断片の透明導電層を透明基材に貼着する貼着工程とを有する。
本発明の導電パターン形成シートの製造方法においては、前記透明導電層含有シートとして、軽剥離性剥離シートと、該軽剥離性剥離シートの一方の面に形成された貼着層と、該貼着層の、軽剥離性剥離シートとは反対側の面に形成された透明導電層と、該透明導電層の、貼着層とは反対側の面に積層された重剥離性剥離シートとを備え、軽剥離性剥離シートの前記貼着層に対する剥離強度が、重剥離性剥離シートの前記透明導電層に対する剥離強度より小さい積層シートを用い、前記貼着工程では、前記軽剥離性剥離シートを剥離して前記貼着層を露出させ、露出させた貼着層によって前記透明導電層を前記透明基材に貼着した後、前記重剥離性剥離シートを前記透明導電層から剥離することが好ましい。

本発明の導電パターン形成シートの製造方法によれば、目的とする導電パターンを高精度に形成でき、簡便且つ低コストで導電パターン形成シートを製造できる。

本発明の導電パターン形成シートの製造方法の一実施形態で製造される導電パターン形成シートを示す平面図である。 図１のＩ−Ｉ’断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における切断工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における切断工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における貼着工程を説明する平面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における貼着工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における貼着工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における貼着工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における貼着工程を説明する概略断面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における引き回し配線形成工程を説明する平面図である。 実施形態の導電パターン形成シートの製造方法における外部接続用端子形成工程を説明する平面図である。 保護層の他の形態を説明する断面図である。

本発明の導電パターン形成シートの製造方法の一実施形態について説明する。
（導電パターン形成シート）
まず、本実施形態の製造方法で製造される導電パターン形成シートについて説明する。
図１及び図２に、本実施形態の導電パターン形成シートを示す。本実施形態の導電パターン形成シート１は、透明基材１０と導電パターン２０と引き回し配線３０と外部接続用端子４０と保護層５０とを備える。
なお、本明細書において、「導電」とは、電気抵抗値が１ＭΩ未満であることを意味し、「絶縁」とは、電気抵抗値が１ＭΩ以上、好ましくは１０ＭΩ以上のことである。

［透明基材］
透明基材１０としては、プラスチックフィルム、ガラス板を使用することができ、透明であることが好ましい。透明なプラスチックフィルムを構成する透明樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂等を使用することができる。これらの中でも、耐熱性及び寸法安定性が高く、低コストであることから、ポリエチレンテレフタレート又はポリカーボネートが好ましい。なお、「透明」とは、ＪＩＳ Ｋ７３６１に従って測定した光線透過率が５０％以上のことを意味する。
透明基材１０の表面には、プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、エキシマ光処理等の各種表面処理が施されてもよい。透明基材１０に表面処理が施されていると、導電パターン２０との接着性が向上する。
透明基材１０の厚さ（平均値）は２５〜１２５μｍであることが好ましく、２５〜７５μｍであることがより好ましい。透明基材１０の厚さが前記下限値以上であれば、加工時に折れにくく、前記上限値以下であれば、導電パターン形成シート１をより薄型化でき、また、折り曲げて使用することが容易になる。

［導電パターン］
導電パターン２０は、電極となる配線であり、透明基材１０の一方の面（第１面１０ａ）にパターン状に形成された透明導電層からなる。
本実施形態における導電パターン２０は、図２に示すように、矩形状電極部２１が複数平行に配置されたパターンである。電極部が矩形状であると、指の接触を感知するのに適している。
感度を高める点では、矩形状電極部２１の１辺の長さは５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましい。矩形状電極部２１の１辺の長さが１０ｍｍ以上であれば、静電容量の変化も検出し易く、また操作性も向上する。なお、本発明における電極部の形状は矩形状に限られず、円形状、楕円形状、多角形状又は異形状であってもよい。

導電パターン２０は、金属ナノワイヤーからなる２次元網目状の導電ネットワーク構造を含む透明導電層２２と、透明導電層２２を透明基材１０に貼着する貼着層２３とを有する。
透明導電層２２において、金属ナノワイヤー同士は、透明基材１０の表面の面方向に沿って互いに異なる向きに不規則に存在しているとともに、その少なくとも一部が互いに接触し合う程度に密集して２次元網目状に配置されている。このような配置によって金属ナノワイヤー同士が互いに電気的に接続されることで、導電ネットワーク構造を形成している。

金属ナノワイヤーは、その直径が０．３〜１５０ｎｍの導電性繊維である。金属ナノワイヤーとしては、銅、白金、金、銀、ニッケル等からなる金属ナノワイヤーが挙げられる。これらのなかでも、透明性および導電性の点から、銀を主成分とする金属ナノワイヤー（銀ナノワイヤー）が好ましい。
金属ナノワイヤーの長さは１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。

透明導電層２２の厚さ（平均値）は０．０１〜１．０μｍであることが好ましく、０．０５〜０．３μｍであることがより好ましい。透明導電層２２の厚さが前記下限値以上であれば、透明導電層２２の電気抵抗を充分に低くでき、前記上限値以下であれば、導電パターン形成シート１を折り曲げた際の断線を防止できる。

貼着層２３は、透明で絶縁性を有する樹脂で構成される。透明で絶縁性を有する樹脂は、水溶性又は非水溶性の熱可塑性樹脂であってもよいし、硬化性樹脂の硬化物であってもよい。
水溶性の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体等のポリエーテル；ポリビニルアルコール；ポリアクリル酸（アルカリ金属塩、アンモニウム塩等の塩を含む）、ポリメタクリル酸（アルカリ金属塩、アンモニウム塩等の塩を含む）、ポリアクリル酸−ポリメタクリル酸（アルカリ金属塩、アンモニウム塩等の塩を含む）共重合体；ポリアクリルアミド；ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
非水溶性の熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、フッ化ビニリデン等が挙げられる。
硬化性樹脂としては、メラミンアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル変性シリケートなどのシリコーン樹脂等が挙げられる。硬化性樹脂は、熱硬化性であってもよいし、光硬化性であってもよい。

［引き回し配線］
引き回し配線３０は、透明基材１０の第１面１０ａに形成された導電性の配線であって、各矩形状電極部２１と外部接続用端子４０とを電気的に接続するためのものである。
引き回し配線３０は、導電性ペーストの印刷によって形成される。導電性ペーストとしては、銀ペースト、銅ペースト、金ペースト、カーボンペースト等を使用でき、なかでも、銀ペーストが好ましい。
引き回し配線３０の幅は２０〜５００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましい。引き回し配線３０の幅が前記下限値以上であれば、引き回し配線３０の断線を防止でき、前記上限値以下であれば、引き回し配線３０に使用する材料を削減できるため、低コスト化できる。

［外部接続用端子］
外部接続用端子４０は、透明基材１０の第１面１０ａに形成され、外部の回路に接続するための導電性の端子である。本実施形態における外部接続用端子４０は、矩形状の導電部となっている。
外部接続用端子４０は、導電性ペーストの印刷によって形成される。導電性ペーストとしては、引き回し配線３０と同様に、銀ペースト、銅ペースト、金ペースト、カーボンペースト等を使用でき、なかでも、カーボンペーストが好ましい。

［保護層］
保護層５０は、透明基材１０の第１面１０ａに積層されて、導電パターン２０及び引き回し配線３０を保護するものである。また、保護層５０は、外部接続用端子４０の少なくとも一部が露出するように配置される。
保護層５０としては、透明基材１０と同様のプラスチックフィルム又はガラス板を用いることができる。保護層５０の表面には、ハードコート層が形成されてもよい。

（導電パターン形成シートの製造方法）
本実施形態の導電パターン形成シート１の製造方法は、切断工程と貼着工程と引き回し配線形成工程と外部接続用端子形成工程と保護層積層工程とを有する。

［切断工程］
切断工程は、図３に示すように、透明導電層含有シート６０を切断して切断片６０ａを形成する工程である。
本実施形態で使用する透明導電層含有シート６０は、軽剥離性剥離シート６１と透明導電層２２と貼着層２３と重剥離性剥離シート６２とを備える積層シートである。
軽剥離性剥離シート６１は、貼着層２３に対する剥離強度が、重剥離性剥離シート６２の透明導電層２２に対する剥離強度より小さい剥離性を有するシートである。
剥離シートにおいて剥離性は剥離性樹脂によって発現する。剥離性樹脂としては、シリコーン、フッ素樹脂、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）等が挙げられる。剥離シートは、支持体の一方の面に剥離性樹脂を含む層が形成されたものでもよいし、剥離性樹脂からなるシートでもよい。剥離強度は、剥離性樹脂の分子構造、架橋度、表面酸化量、表面粗さ等によって調整される。
貼着層２３は、軽剥離性剥離シート６１の一方の面に形成され、上述したように、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいずれで構成されてもよいが、貼着工程が簡便になる点では、光硬化性樹脂が好ましい。光硬化性樹脂においては光重合開始剤が添加されていることが好ましい。
透明導電層２２は、貼着層２３の、軽剥離性剥離シート６１とは反対側の面に形成され、金属ナノワイヤーを含む層である。透明導電層含有シート６０における透明導電層２２は、導電パターン２０を構成する透明導電層２２と同様である。
重剥離性剥離シート６２は、透明導電層２２の、貼着層２３とは反対側の面に積層された剥離シートである。

切断工程において得られる切断片６０ａの透明導電層２２は、導電パターンの矩形状電極部を含む。したがって、切断工程では、目的の矩形状電極部を含む透明導電層２２が得られるように透明導電層含有シート６０を切断して切断片６０ａを得る。無駄を減らすという観点では、１枚の透明導電層含有シート６０から複数の切断片６０ａを得ることが好ましい。
切断方法は特に制限はなく、カッターを用いた切断方法、抜き刃を用いた切断方法等が挙げられる。

本実施形態における切断片６０ａでは、軽剥離性剥離シート６１を剥離しやすくするために、図４に示すように、軽剥離性剥離シート６１以外の、貼着層２３、透明導電層２２及び重剥離性剥離シート６２の縁を除去する。これにより、軽剥離性剥離シート６１を掴みやすくなるから、剥離しやすくなる。
軽剥離性剥離シート６１以外の、貼着層２３、透明導電層２２及び重剥離性剥離シート６２の縁を除去する方法としては、例えば、貼着層２３、透明導電層２２及び重剥離性剥離シート６２を同時に打ち抜き、軽剥離性剥離シート６１を打ち抜かない方法が挙げられる。

［貼着工程］
貼着工程は、切断片の透明導電層を透明基材に貼着する工程である。この工程により、図５に示すように、透明基材１０の第１面１０ａに、複数の矩形状電極部２１からなる導電パターン２０を形成できる。
本実施形態における貼着工程では、まず、図６に示すように、重剥離性剥離シート６２に剥離補助材６３を貼合する。剥離補助材６３を利用することで、軽剥離性剥離シート６１及び重剥離性剥離シート６２を剥離しやすくなり、作業スピードが速くなる。
ここで、剥離補助材６３は、重剥離性剥離シート６２よりも厚く、且つ、重剥離性剥離シート６２の全面を覆う幅広のシートで、少なくとも重剥離性剥離シート６２に接する面に粘着剤層が設けられたものである。このような剥離補助材６３は、重剥離性剥離シート６２よりも掴みやすく、剥離の作業性を向上させることができる。
次いで、図７に示すように、軽剥離性剥離シート６１を貼着層２３から剥離し、図８に示すように、露出した貼着層２３によって、透明基材１０の第１面１０ａに、透明導電層２２及び重剥離性剥離シート６２を貼着する。次いで、図９に示すように、剥離補助材６３を引っ張ることによって、剥離補助材６３に貼合した重剥離性剥離シート６２を剥離して透明導電層２２を露出させる。透明基材１０に貼着された貼着層２３及び透明導電層２２は矩形状電極部２１となる。
貼着層２３が光硬化性樹脂により構成される場合には、軽剥離性剥離シート６１を貼着層２３から剥離する前に切断片６０ａに光を照射して貼着層２３を半硬化状態とし、重剥離性剥離シート６２を透明導電層２２から剥離した後に光を再度照射して貼着層２３を完全硬化することが好ましい。

剥離補助材６３を使用する場合には、図８に示すように、剥離補助材６３及び透明基材１０の両方に、剥離補助材６３と透明基材１０とを積層した際に重なる位置決め孔Ｈを形成してもよい。剥離補助材６３及び透明基材１０の両方に位置決め孔Ｈを形成した場合には、貼着層２３及び透明導電層２２が積層した重剥離性剥離シート６２に剥離補助材６３を貼合した後、水平台Ｔ上に突出した位置決めピンＰに剥離補助材６３の位置決め孔Ｈを嵌め込む。次いで、位置決めピンＰに透明基材１０の位置決め孔Ｈを嵌め込むことによって透明基材１０を位置決めし、貼着層２３に貼着する。位置決めピンＰは、水平台Ｔの内部に収納されるように上下に移動することが好ましい。
また、位置決め孔の代わりに、剥離補助材及び透明基材の両方に位置決めマークを形成しておき、剥離補助材と位置決めマークの透明基材の位置決めマークを重ねることによって位置決めしても構わない。

［引き回し配線形成工程］
引き回し配線形成工程は、図１０に示すように、透明基材１０の第１面１０ａに既に形成された矩形状電極部２１と一部が重なるように引き回し配線３０を形成する工程である。
引き回し配線３０の形成方法としては、導電性ペーストを印刷する方法が好適である。印刷後には、印刷した導電性ペーストを加熱して硬化させることが好ましい。
印刷方法としては、引き回し配線３０を容易に形成できることから、スクリーン印刷、インクジェット印刷が好ましい。
矩形状電極部２１と引き回し配線３０の接続を安定させるために、引き回し配線３０を形成する前に、透明基材１０の第１面１０ａにプラズマ処理等の表面処理を施してもよいし、接続安定性が改善するように導電フィラーの粒径を調節したインクを使用してもよい。
また、引き回し配線３０は、矩形状電極部２１の全周を囲う又は全周を覆うように配置することによって接続を安定させることがより好ましい。

［外部接続用端子形成工程］
外部接続用端子形成工程は、図１１に示すように、透明基材１０の表面に、引き回し配線３０と接続する外部接続用端子４０を形成する工程である。外部接続用端子４０を形成する方法としては、例えば、導電性ペーストをスクリーン印刷する方法が挙げられる。導電性ペーストの印刷後には、印刷した導電性ペーストを加熱して硬化させることが好ましい。

［保護層積層工程］
保護層積層工程は、透明基材１０の第１面１０ａに、導電パターン２０及び引き回し配線３０を覆うと共に外部接続用端子４０の少なくとも一部が露出するように保護層５０を積層する（図１参照）。
保護層５０は絶縁樹脂材料からなるレジスト層でもよいし、粘着剤５１と透明基材５２からなる粘着フィルムでもよい（図１２参照）。透明基材５２は透明基材１０と同様の材質、厚みを選択できる。
保護層５０の積層の際には、保護層５０を透明導電層２２に、さらには透明基材１０に密着させることが好ましい。
保護層５０を積層した後には、導電パターン形成シート１を取り付ける装置に対応した外形になるように導電パターン形成シート１の縁を切断してもよい。

（作用効果）
上記導電パターン形成シート１の製造方法では、透明導電層含有シート６０の切断によって、ウェットエッチング及びドライエッチングのいずれも適用せずに導電パターン２０を形成することができる。透明導電層含有シート６０を切断した切断片６０ａの透明導電層２２を透明基材１０に貼着することで、導電パターン形成シート１を得ることができるため、導電パターン形成シート１の製造が簡便であるにもかかわらず、導電パターン２０を高精度に形成できる。しかも、長時間を要して無駄に透明導電層２２を除去することがないから、低コストである。

導電パターン形成シート１における透明導電層２２は透明であるから、目視によって識別することは困難である。そのため、エッチングを適用する従来の導電パターン形成シートの製造方法では、導電パターン形成シートの形態とした後に、導電パターンの導電性を検査して、不良品を排除していた。しかし、導電パターン形成シートの形態にしてから検査して不良品を排除すると、無駄が多かった。
これに対し、本実施形態の導電パターン形成シート１の製造方法では、透明導電層含有シート６０の切断によって得た矩形状電極部２１を透明基材１０に貼着して導電パターン２０を形成するため、矩形状電極部２１，２１同士を確実に絶縁できる。透明導電層２２の導電不良のない透明導電層含有シート６０を用いれば、導電パターン形成シートの形態になってから検査して不良品を排除する必要はない。無駄が生じるとしても、透明導電層２２の導電不良が検査によって発見された透明導電層含有シート６０のみである。したがって、この点においても、本実施形態の導電パターン形成シート１の製造方法では、無駄を少なくできる。

また、エッチングを適用する従来の導電パターン形成シートの製造方法では、導電パターン形成シートが長期間使用されると、エッチング不良部分から、金属ナノワイヤーを構成する金属のマイグレーションが生じて、電極部同士の短絡が生じることがあった。しかし、上記導電パターン形成シート１の製造方法では、エッチングを適用しないため、エッチング不良部分から金属のマイグレーションが生じることを抑制できる。したがって、電極部同士の短絡を防ぐことができる。

（他の実施形態）
本発明の導電パターン形成シートの製造方法は上記実施形態に限定されない。
例えば、透明導電層含有シートが軽剥離性剥離シートや重剥離性剥離シートを備えていなくても構わない。また、剥離補助材を使用しなくてもよい。
本発明における導電パターン形成シートにおいて、引き回し配線及び外部接続用端子は任意の構成である。導電パターン自体が引き回し配線及び外部接続用端子を兼ねても構わない。

１ 導電パターン形成シート
１０ 透明基材
２０ 導電パターン
２１ 矩形状電極部
２２ 導電層
２３ 貼着層
３０ 引き回し配線
４０ 外部接続用端子
５０ 保護層
６０ 透明導電層含有シート
６１ 軽剥離性剥離シート
６２ 重剥離性剥離シート
６３ 剥離補助材

Claims (2)

1. 金属ナノワイヤーを含む透明導電層を備える透明導電層含有シートを切断して切断片を形成する切断工程と、
   前記切断片の透明導電層を透明基材に貼着する貼着工程とを有する、導電パターン形成シートの製造方法。
2. 前記透明導電層含有シートとして、軽剥離性剥離シートと、該軽剥離性剥離シートの一方の面に形成された貼着層と、該貼着層の、軽剥離性剥離シートとは反対側の面に形成された透明導電層と、該透明導電層の、貼着層とは反対側の面に積層された重剥離性剥離シートとを備え、軽剥離性剥離シートの前記貼着層に対する剥離強度が、重剥離性剥離シートの前記透明導電層に対する剥離強度より小さい積層シートを用い、
   前記貼着工程では、前記軽剥離性剥離シートを剥離して前記貼着層を露出させ、露出させた貼着層によって前記透明導電層を前記透明基材に貼着した後、前記重剥離性剥離シートを前記透明導電層から剥離する、請求項１に記載の導電パターン形成シートの製造方法。

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