JP2017002328A - 導電性基板、導電性基板の製造方法 - Google Patents

導電性基板、導電性基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】同時にエッチング処理を行うことができる銅層と、黒化層とを備えた導電性基板を提供することを目的とする。
【解決手段】透明基材と、
前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された銅層と、
前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された黒化層と、を備え、
前記黒化層は、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有し、
前記黒化層は、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有し、前記タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて成膜された導電性基板を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性基板、導電性基板の製造方法に関する。
特許文献１に開示されているように、高分子フィルム上に透明導電膜としてＩＴＯ膜を形成したタッチパネル用透明の導電性フィルムが従来から用いられている。
ところで、近年タッチパネルを備えたディスプレイの大画面化が進んでおり、これに対応してタッチパネル用の透明導電性フィルム等の導電性基板についても大面積化が求められている。しかし、ＩＴＯは電気抵抗値が高いため、導電性基板の大面積化に対応できないという問題があった。
このため、例えば特許文献２、３に開示されているようにＩＴＯ膜にかえて銅等の金属箔を用いることが検討されている。しかし、配線層に銅を用いた場合、銅は金属光沢を有しているため、反射によりディスプレイの視認性が低下するという問題がある。
そこで、銅等の金属箔により構成される配線層と共に、黒色の材料により構成される黒化層を形成した導電性基板が検討されている。しかしながら、配線パターンを有する導電性基板とするためには、配線層と黒化層を形成した後に、配線層と黒化層とをエッチングして所望のパターンを形成する必要があるが、エッチング液に対する反応性が配線層と黒化層で異なるという問題があった。すなわち、配線層と黒化層を同時にエッチングしようとすると、いずれかの層が目的の形状にエッチングできないという問題であった。また、配線層のエッチングと黒化層のエッチングとを別の工程で実施する場合、工程数が増加するという問題があった。
特開２００３−１５１３５８号公報 特開２０１１−０１８１９４号公報 特開２０１３−０６９２６１号公報
上記従来技術の問題に鑑み、本発明の一側面では同時にエッチング処理を行うことができる銅層と、黒化層とを備えた導電性基板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明の一態様は、
透明基材と、
前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された銅層と、
前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された黒化層と、を備え、
前記黒化層は、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有し、
前記黒化層は、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有し、前記タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて成膜された導電性基板を提供する。
本発明の一態様によれば、同時にエッチング処理を行うこと出来る銅層と、黒化層とを備えた導電性基板を提供することができる。
本発明の実施形態に係る導電性基板の断面図。 本発明の実施形態に係る導電性基板の断面図。 本発明の実施形態に係るメッシュ状の配線を備えた導電性基板の上面図。 図３のＡ−Ａ´線における断面図。
以下、本発明の導電性基板および導電性基板の製造方法の一実施形態について説明する。
（導電性基板）
本実施形態の導電性基板は透明基材と、透明基材の少なくとも一方の面側に形成された銅層と、透明基材の少なくとも一方の面側に形成された黒化層と、を備えた構成とすることができる。
そして、黒化層は、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有することができる。また、黒化層は、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有する、タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて成膜することができる。
なお、本実施形態における導電性基板とは、銅層等をパターニングする前の透明基材の表面に銅層や黒化層を有する基板と銅層等をパターニングして配線の形状にした基板、すなわち配線基板とを含む。
ここでまず、本実施形態の導電性基板に含まれる各部材について以下に説明する。
透明基材としては特に限定されるものではなく、可視光を透過する絶縁体フィルムや、ガラス基板等を好ましく用いることができる。
可視光を透過する絶縁体フィルムとしては例えばポリアミド系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、シクロオレフィン系フィルム、ポリカーボネート系フィルム等の樹脂フィルム等を好ましく用いることができる。
透明基材の厚さについては特に限定されず、導電性基板とした場合に要求される強度や静電容量、光の透過率等に応じて任意に選択することができる。
次に銅層について説明する。銅層についても特に限定されないが、光の透過率を低減させないため、銅層と透明基材との間、または銅層と酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層（以下、単に「黒化層」とも記載する）との間に接着剤を配置しないことが望ましい。すなわち銅層は他の部材の上面に直接形成されていることが好ましい。
例えば透明基材または黒化層上に乾式めっき法により銅薄膜層を形成し、該銅薄膜層を銅層とすることができる。これにより、透明基材または黒化層上に接着剤を介さずに直接銅層を形成できる。
また、銅層の膜厚が厚い場合には、該銅薄膜層を給電層として、湿式めっき法により銅めっき層を形成することにより、銅薄膜層と銅めっき層とを有する銅層とすることもできる。すなわち、銅層は銅薄膜層と銅めっき層とを有していても良い。銅層が銅薄膜層と銅めっき層とを有することにより、この場合も透明基材または黒化層上に接着剤を介さずに直接銅層を形成できる。
銅層の厚さは特に限定されるものではなく、銅層を配線として用いた場合に、該配線に供給する電流の大きさや配線幅等に応じて任意に選択することができる。特に十分に電流を供給できるように銅層は１００ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上とすることがより好ましい。
銅層の厚さの上限値は特に限定されないが、銅層が厚くなると、配線を形成するためにエッチングを行う際にエッチングに時間を要するためサイドエッチが生じ、エッチングの途中でレジストが剥離する等の問題を生じやすくなる。このため、銅層の厚さは３μｍ以下であることが好ましく、７００ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
なお、銅層が上述のように銅薄膜層と銅めっき層を有する場合には、銅薄膜層の厚さと、銅めっき層の厚さとの合計が上記範囲であることが好ましい。
次に、黒化層について説明する。銅層は金属光沢を有するため、透明基材に銅層をエッチングした配線を形成したのみでは上述のように銅が光を反射し、例えばタッチパネル用の導電性基板として用いた場合、ディスプレイの視認性が低下するという問題があった。
そこで、黒化層を設ける方法が検討されてきたが、黒化層がエッチング液に対する反応性を十分に有していない場合があり、銅層と黒化層とを同時に所望の形状にエッチングすることは困難であった。そこで本発明の発明者らが検討を行ったところ、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層は黒色であるため黒化層に使用でき、さらにエッチング液に対して十分な反応性を示すため、銅層と同時にエッチング処理を行えることを見出したものである。
酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層である黒化層の成膜方法は特に限定されるものではなく、任意の方法により成膜することができる。ただし、比較的容易に黒化層を成膜できることから、スパッタリング法により成膜することが好ましい。
黒化層はニッケル酸化物とタングステン酸化物との混合物から作製した、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットを用いてスパッタリング法により成膜することができる。
黒化層をスパッタリング法により成膜する際、チャンバー内に反応性ガスとして、酸素と窒素、もしくは窒素のみを供給しながら成膜することができる。チャンバー内に供給する酸素と窒素の供給割合は特に限定されるものではないが、酸素を０体積以上２０体積％以下、窒素を３０体積％以上７０体積％以下の割合で含有するガスをチャンバー内に供給しながらスパッタリング法により成膜することが好ましい。
これは、チャンバー内に供給するガス中の酸素の供給割合を２０体積％以下とすることにより、黒化層のエッチング液に対する反応性を特に高めることができ、銅層と共にエッチングを行う際、銅層と黒化層とをより容易に所望のパターンにすることができ好ましいからである。なお、上述のように黒化層を成膜する際のニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットには酸素が含まれているため、黒化層を成膜する際のチャンバー内への酸素の供給割合は、０体積％以上１０体積％以下とすることがより好ましい。
黒化層を成膜する際にチャンバー内に窒素を供給することにより、成膜した黒化層をエッチングしやすくなるが、供給割合が多くなりすぎると黒化層の黒色が薄くなり、黒化層としての性能が低下する恐れがある。また、窒素の供給割合が多くなりすぎると、ターゲットからのスパッタ速度が遅くなる恐れがある。このためスパッタリングの際にチャンバー内に供給するガス中の窒素の供給割合は３０体積％以上７０体積％以下とすることが好ましく、３５体積％以上４０体積％以下とすることがより好ましい。
窒素の供給割合を３０体積％以上とすることで、成膜した黒化層をよりエッチングし易くなり好ましい。
また、窒素の供給割合を７０体積％以下とすることによりニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットのスパッタ速度を確保でき、成膜した黒化層について、光の反射を十分に抑制できる色にできるため好ましい。さらにチャンバー内へ窒素の供給割合が４０体積％以下になるように供給した場合、スパッタ速度が特に向上するため、より好ましい。
なお、スパッタリングを行う際、チャンバー内に供給するガスは、酸素と窒素以外の残部については不活性ガスとすることが好ましい。酸素と窒素以外の残部については例えばアルゴンまたはヘリウムを供給することができる。
ここまで、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットを用いた酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層の成膜方法について説明したが、係る形態に限定されるものではない。例えば、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層は、ニッケル−タングステン合金のターゲットを用いて、チャンバー内に窒素と酸素とを供給しながらスパッタリング法により成膜することもできる。
ところで、黒化層は、反射率とエッチング性との両特性を備えていることが好ましい。すなわち、黒化層は低反射率であり、高いエッチング性を備えていることが好ましい。本発明の発明者らの検討によれば、反射率、及びエッチング性は、成膜した黒化層中の酸素と窒素との含有量に影響を受ける。そして、黒化層中の酸素と窒素との含有量は、スパッタリングする際のチャンバー内への気体の供給量に影響を受ける。
上述のようにニッケル−タングステン合金ターゲットを用いて黒化層を成膜する場合、均一で上記両特性を備えた黒化層を得るため、黒化層中の酸素と窒素との含有量を制御する場合、チャンバー内の窒素と酸素の比率を高精度に制御する必要がある。
これに対して、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットの場合、ターゲットに酸素が含まれている。このため、係るターゲットを用いて均一で上記両特性を備えた黒化層を得るため、黒化層中の酸素と窒素との含有量を制御する場合、スパッタリングする際のチャンバー内は、ほぼ窒素を制御すればよい。従って、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットを用いて黒化層を成膜する場合、比較的容易に黒化層中の酸素と窒素の比率を制御することができ、均一で、反射率と、エッチング性とに優れた黒化層を作製することができる。
このため、ここまで説明したように酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層である黒化層は、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットを用いて成膜することが好ましい。
ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットの組成は特に限定されないが、例えばタングステン酸化物を５重量％以上３０重量％以下の割合で含有することが好ましく、タングステン酸化物を１５重量％以上２５重量％以下の割合で含有することがより好ましい。これらの場合、例えば残部はニッケル酸化物により構成することができる。このため、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットは、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とからなるターゲットとすることもできる。ただし、これらの場合においても、ターゲットを作製する際に用いるバインダー等の不可避成分が含まれていることを排除するものではない。
なお、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットは、ニッケル酸化物と、タングステン酸化物との混合物を焼結することで製造することができる。しかし、タングステン酸化物の含有量が増加すると、該ターゲットの焼結性が低下する場合がある。すなわちターゲットとすることが困難になる場合がある。しかし、タングステン酸化物含有量が３０重量％以下の場合、焼結性が十分に高く、容易にターゲットとすることができるため好ましい。
また、本発明の発明者らの検討によると、ターゲット中のタングステン酸化物の含有量が増加するにつれて、透明基材や、銅層と、黒化層との密着性を向上させることができる。そして、ターゲット中のタングステン酸化物の含有量を５重量％以上とすることで、該ターゲットを用いて作製した黒化層と、透明基材または銅層との密着性を十分に高めることができるため好ましい。
成膜した黒化層中において、酸素、窒素、ニッケル及びタングステンはどのような形態で含まれていてもよい。ニッケルまたはタングステンが例えば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、窒化ニッケル（Ｎｉ３Ｎ）、酸化タングステン（ＷＯ３、ＷＯ２、Ｗ２Ｏ３）や窒化タングステン（Ｗ２Ｎ、ＷＮ）等の酸化物または窒化物を生成し、該化合物が黒化層に含まれていてもよい。
また、黒化層は例えば酸素および窒素を含有するニッケル−タングステン混合物のように、酸素、窒素、ニッケル及びタングステンを同時に含有する１種類の物質のみで構成される層であってもよい。また、例えば上述したニッケルの酸化物、ニッケルの窒化物、タングステンの酸化物、タングステンの窒化物から選択される１種類以上の物質を含有する層であってもよい。
特に、黒化層はＸ線回折により得られる回折パターンから同定される主相が窒化ニッケルであることが好ましい。
黒化層の厚さは特に限定されるものではないが、２０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上とすることがより好ましい。これは、黒化層が薄い場合には光の反射を十分に抑制することができない場合があるためである。これに対して黒化層の厚さを上記範囲とすることにより、銅層表面での光の反射をより確実に抑制できるため好ましい。
黒化層の厚さの上限値は特に限定されるものではないが、必要以上に厚くしても成膜に要する時間や、配線を形成する際のエッチングに要する時間が長くなり、コストの上昇を招くことになる。このため、黒化層の厚さは５０ｎｍ以下とすることが好ましく、４５ｎｍ以下とすることがより好ましい。
次に、本実施形態の導電性基板の構成例について説明する。
上述のように、本実施形態の導電性基板は透明基材と、銅層と、黒化層と、を備えている。この際、銅層と、黒化層と、を透明基材上に配置する際の積層の順番は特に限定されるものではない。また、銅層と、黒化層と、はそれぞれ複数層形成することもできる。
具体的な構成例について、図１、図２を用いて以下に説明する。図１、図２は、本実施形態の導電性基板の、透明基材、銅層、黒化層の積層方向と平行な面における断面図の例を示している。
例えば、図１（ａ）に示した導電性基板１０Ａのように、透明基材１１の一方の面１１ａ側に銅層１２と、黒化層１３と、を一層ずつその順に積層することができる。また、図１（ｂ）に示した導電性基板１０Ｂのように、透明基材１１の一方の面１１ａ側と、もう一方の面（他方の面）１１ｂ側と、にそれぞれ銅層１２Ａ、１２Ｂと、黒化層１３Ａ、１３Ｂと、を一層ずつその順に積層することができる。なお、銅層１２（１２Ａ、１２Ｂ）、及び、黒化層１３（１３Ａ、１３Ｂ）を積層する順は、図１（ａ）、（ｂ）の例に限定されず、透明基材１１側から黒化層１３（１３Ａ、１３Ｂ）、銅層１２（１２Ａ、１２Ｂ）の順に積層することもできる。
このように透明基材１１側から黒化層１３（１３Ａ、１３Ｂ）、銅層１２（１２Ａ、１２Ｂ）の順に積層することもできる。このように透明基材１１と銅層１２との間に黒化層１３を配置した場合、黒化層１３により透明基材１１と銅層１２との密着性を高めることができるため好ましい。なお、例えば後述する図２（ａ）に示した構造を有する場合についても、同様の理由から第１の黒化層１３１は透明基材１１と銅層１２との密着性を高めることができる。
また、例えば黒化層を透明基材１１の１つの面側に複数層設けた構成とすることもできる。例えば図２（ａ）に示した導電性基板２０Ａのように、透明基材１１の一方の面１１ａ側に、第１の黒化層１３１と、銅層１２と、第２の黒化層１３２と、をその順に積層することができる。
この場合も透明基材１１の両面に銅層、第１の黒化層、第２の黒化層を積層した構成とすることができる。具体的には図２（ｂ）に示した導電性基板２０Ｂのように、透明基材１１の一方の面１１ａ側と、もう一方の面（他方の面）１１ｂ側と、にそれぞれ第１の黒化層１３１Ａ、１３１Ｂと、銅層１２Ａ、１２Ｂと、第２の黒化層１３２Ａ、１３２Ｂと、をその順に積層できる。
なお、図１（ｂ）、図２（ｂ）において、透明基材の両面に銅層と、黒化層と、を積層した場合において、透明基材１１を対称面として透明基材１１の上下に積層した層が対称になるように配置した例を示したが、係る形態に限定されるものではない。例えば、図２（ｂ）において、透明基材１１の一方の面１１ａ側の構成を図１（ａ）の構成と同様に、銅層１２と、黒化層１３と、をその順に積層した形態とし、透明基材１１の上下に積層した層を非対称な構成としてもよい。
ここまで、本実施形態の導電性基板について説明してきたが、本実施形態の導電性基板においては、透明基材上に銅層と、銅層表面での光の反射を抑制できる黒化層と、を設けているため、銅層による光の反射を抑制することができる。
本実施形態の導電性基板の光の反射の程度については特に限定されるものではないが、例えば本実施形態の導電性基板は、波長５５０ｎｍの光の反射率は４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることが特に好ましい。これは波長５５０ｎｍの光の反射率が４０％以下の場合、例えばタッチパネル用の導電性基板として用いた場合でもディスプレイの視認性の低下をほとんど引き起こさないため好ましい。
反射率の測定は、黒化層に光を照射するようにして測定を行うことができる。すなわち、導電性基板に含まれる銅層及び黒化層のうち、黒化側から測定を行うことができる。
具体的には例えば図１（ａ）のように透明基材１１の一方の面１１ａに銅層１２、黒化層１３の順に積層した場合、黒化層１３に光を照射できるように、図中Ａで示した表面側から測定できる。
また、図１（ａ）の場合と銅層１２と黒化層１３との配置を換え、透明基材１１の一方の面１１ａに黒化層１３、銅層１２の順に積層した場合、透明基材１１を除いて黒化層１３が最表面に位置する側である、透明基材１１の面１１ｂ側から反射率を測定できる。
なお、後述のように導電性基板は銅層及び黒化層をエッチングすることにより配線を形成できるが、上記反射率は導電性基板のうち透明基材を除いた場合に最表面に配置されている黒化層の、光が入射する側の表面における反射率を示している。このため、エッチング処理前、または、エッチング処理を行った後であれば、黒化層が残存している部分での測定値が上記範囲を満たしていることが好ましい。
本実施形態の導電性基板は上述のように例えばタッチパネル用の導電性基板として好ましく用いることができる。この場合導電性基板にはメッシュ状の配線を備えた構成とすることができる。
メッシュ状の配線を備えた導電性基板は、ここまで説明した本実施形態の導電性基板の銅層及び黒化層をエッチングすることにより得ることができる。
例えば、二層の配線によりメッシュ状の配線とすることができる。具体的な構成例を図３に示す。図３はメッシュ状の配線を備えた導電性基板３０を銅層、黒化層の積層方向の上面側から見た図を示している。図３に示した導電性基板３０は、透明基材１１と、図中Ｘ軸方向に平行な複数の配線３１ＡとＹ軸方向に平行な配線３１Ｂとを有している。なお、配線３１Ａ、３１Ｂは銅層をエッチングして形成されており、該配線３１Ａ、３１Ｂの上面および／または下面には図示しない黒化層が形成されている。また、黒化層は配線３１Ａ、３１Ｂと同じ形状にエッチングされている。
透明基材１１と配線３１Ａ、３１Ｂとの配置は特に限定されない。透明基材１１と配線との配置の構成例を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）は図３のＡ−Ａ´線での断面図に当たる。
まず、図４（ａ）に示したように、透明基材１１の上下面にそれぞれ配線３１Ａ、３１Ｂが配置されていてもよい。なお、この場合、配線３１Ａ、３１Ｂの上面には、配線と同じ形状にエッチングされた黒化層３２Ａ、３２Ｂが配置される。
また、図４（ｂ）に示したように、１組の透明基材１１Ａ、１１Ｂを用い、一方の透明基材１１Ａを挟んで上下面に配線３１Ａ、３１Ｂを配置し、かつ、一方の配線３１Ｂは透明基材１１Ａ、１１Ｂ間に配置されてもよい。この場合も、配線３１Ａ、３１Ｂの上面には配線と同じ形状にエッチングされた黒化層３２Ａ、３２Ｂが配置されている。なお、既述のように、黒化層と、銅層との配置は限定されるものではない。このため、図４（ａ）、（ｂ）いずれの場合でも黒化層３２Ａ、３２Ｂと配線３１Ａ、３１Ｂの配置は上下を逆にすることもできる。また、例えば黒化層を複数層設けることもできる。
図３及び図４（ａ）に示したメッシュ状の配線を有する導電性基板は例えば、図１（ｂ）、図２（ｂ）のように透明基材１１の両面に銅層１２Ａ、１２Ｂと、黒化層１３Ａ、１３Ｂ（１３１Ａ、１３２Ａ、１３１Ｂ、１３２Ｂ）と、を備えた導電性基板から形成することができる。
図１（ｂ）の導電性基板を用いて形成した場合を例に説明すると、まず、透明基材１１の一方の面１１ａ側の銅層１２Ａ及び黒化層１３Ａを、図１（ｂ）中Ｘ軸方向に平行な複数の線状のパターンが所定の間隔をあけて配置されるようにエッチングを行う。図１（ｂ）中のＸ軸方向とは、図１（ｂ）中の各層の幅方向と平行な方向を意味している。
そして、透明基材１１のもう一方の面１１ｂ側の銅層１２Ｂ及び黒化層１３Ｂを図１（ｂ）中Ｙ軸方向と平行な複数の線状のパターンが所定の間隔をあけて配置されるようにエッチングを行う。なお、図１（ｂ）中のＹ軸方向は、紙面と垂直な方向を意味している。
以上の操作により図３、図４（ａ）に示したメッシュ状の配線を有する導電性基板を形成することができる。なお、透明基材１１の両面のエッチングは同時に行うこともできる。すなわち、銅層１２Ａ、１２Ｂ、黒化層１３Ａ、１３Ｂのエッチングは同時に行ってもよい。
図３に示したメッシュ状の配線を有する導電性基板は、図１（ａ）または図２（ａ）に示した導電性基板を２枚用いることにより形成することもできる。図１（ａ）の導電性基板を用いた場合を例に説明すると、図１（ａ）に示した導電性基板２枚についてそれぞれ、銅層１２及び黒化層１３を、Ｘ軸方向と平行な複数の線状のパターンが所定の間隔をあけて配置されるようにエッチングを行う。そして、上記エッチング処理により各導電性基板に形成した線状のパターンが互いに交差するように向きをあわせて２枚の導電性基板を貼り合せることによりメッシュ状の配線を備えた導電性基板とすることができる。２枚の導電性基板を貼り合せる際に貼り合せる面は特に限定されるものではなく、図４（ｂ）のように銅層１２等が積層された図１（ａ）における面Ａと、銅層１２等が積層されていない図１（ａ）における面１１ｂとを貼り合せてもよい。また、例えば透明基材１１の銅層１２等が積層されていない図１（ａ）における面１１ｂ同士を貼り合せて断面が図４（ａ）に示した構造となるように貼り合せてもよい。
なお、図３、図４に示したメッシュ状の配線を有する導電性基板における配線の幅や、配線間の距離は特に限定されるものではなく、例えば、配線に流す電流量等に応じて選択することができる。
また、図３、図４においては、直線形状の配線を組み合わせてメッシュ状の配線（配線パターン）を形成した例を示しているが、係る形態に限定されるものではなく、配線パターンを構成する配線は任意の形状とすることができる。例えばディスプレイの画像との間でモアレ（干渉縞）が発生しないようメッシュ状の配線パターンを構成する配線の形状をそれぞれ、ぎざぎざに屈曲した線（ジグザグ直線）等の各種形状にすることもできる。
このように２層の配線から構成されるメッシュ状の配線を有する導電性基板は、例えば投影型静電容量方式のタッチパネル用の導電性基板として好ましく用いることができる。
（導電性基板の製造方法）
次に本実施形態の導電性基板の製造方法の構成例について説明する。
本実施形態の導電性基板の製造方法は、以下の工程を有することができる。
透明基材を準備する透明基材準備工程。
透明基材の少なくとも一方の面側に銅層を形成する銅層形成工程。
透明基材の少なくとも一方の面側に黒化層を形成する黒化層形成工程。
そして、黒化層形成工程においては、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有し、タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて、窒素を含有する雰囲気中で前記黒化層を成膜することができる。
以下に本実施形態の導電性基板の製造方法について説明するが、以下に説明する点以外については上述の導電性基板の場合と同様の構成とすることができるため説明を省略する。
上述のように、本実施形態の導電性基板においては、銅層と、黒化層と、を透明基材上に配置する際の積層の順番は特に限定されるものではない。また、銅層と、黒化層と、はそれぞれ複数層形成することもできる。このため、上記銅層形成工程と、黒化層形成工程の順番や、実施する回数については特に限定されるものではなく、形成する導電性基板の構造に合わせて任意の回数、タイミングで実施することができる。
透明基材を準備する透明基材準備工程は、例えば可視光を透過する絶縁体フィルムや、ガラス基板等により構成された透明基材を準備する工程であり、具体的な操作は特に限定されるものではない。例えば後段の工程での各工程に供するため必要に応じて任意のサイズに切断等を行うことができる。
なお、可視光を透過する絶縁体フィルムとして特に好適に用いることができるフィルムについては既述のため、ここでは説明を省略する。
次に銅層形成工程について説明する。
銅層は既述のように、銅薄膜層を有することが好ましい。また、銅薄膜層と銅めっき層とを有することもできる。このため、銅層形成工程は、例えば乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程を有することができる。また、銅層形成工程は、乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程と、該銅薄膜層を給電層として、湿式めっき法により銅めっき層を形成する工程と、を有していても良い。
銅薄膜層の形成に用いる乾式めっき法としては、特に限定されるものではなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、又はイオンプレーティング法等を用いることができる。特に、銅薄膜層の形成に用いる乾式めっき法としては、膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。
巻取式スパッタリング装置を用いた場合を例に銅薄膜層を形成する工程を説明する。まず、銅ターゲットをスパッタリング用カソードに装着し、真空チャンバー内に基材、具体的には透明基材や、黒化層を形成した透明基材等をセットする。真空チャンバー内を真空排気後、Ａｒガスを導入して装置内を０．１３Ｐａ〜１.３Ｐａ程度に保持する。この状態で、巻出ロールから基材を例えば毎分１〜２０ｍ程度の速さで搬送しながら、カソードに接続したスパッタリング用直流電源より電力を供給し、スパッタリング放電を行い、基材上に所望の銅薄膜層を連続成膜することができる。
湿式めっき法により銅めっき層を形成する工程における条件、すなわち、電気めっき処理の条件は、特に限定されるものではなく、常法による諸条件を採用すればよい。例えば、銅めっき液を入れためっき槽に銅薄膜層を形成した基材を供給し、電流密度や、基材の搬送速度を制御することによって、銅めっき層を形成できる。
次に、黒化層形成工程について説明する。
黒化層形成工程も特に限定されるものではないが、既述のように、スパッタリング法により、黒化層を成膜する工程とすることができる。
この際、ターゲットとしてニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットを用いることができる。ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有するターゲットの組成は特に限定されないが、例えばタングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含有することが好ましく、タングステン酸化物を１５質量％以上２５質量％以下の割合で含有することがより好ましい。これらの場合、残部はニッケル酸化物により構成することができる。
また、黒化層形成工程において、黒化層をスパッタリング法により成膜する際、反応性ガスとして、チャンバー内に窒素と酸素、もしくは窒素のみを供給しながら成膜することができる。チャンバー内に供給する酸素と窒素の供給割合は特に限定されるものではないが、酸素を０体積以上２０体積％以下、窒素を３０体積％以上７０体積％以下の割合で含有するガスをチャンバー内に供給しながらスパッタリング法により成膜することが好ましい。
特に、黒化層を成膜する際のターゲットには酸素が含まれているため、黒化層を成膜する際のチャンバー内への酸素の供給割合は、０体積％以上１０体積％以下とすることがより好ましい。また、スパッタリングの際にチャンバー内に供給する窒素の供給割合は３５体積％以上４０体積％以下とすることがより好ましい。
なお、スパッタリングを行う際、チャンバー内に供給するガスは、酸素と窒素以外の残部については不活性ガスとすることが好ましい。酸素と窒素以外の残部については例えばアルゴンまたはヘリウムを供給することができる。
成膜した黒化層中において、酸素、窒素、ニッケル及びタングステンはどのような形態で含まれていてもよい。ニッケルまたはタングステンが例えば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、窒化ニッケル（Ｎｉ３Ｎ）、酸化タングステン（ＷＯ３、ＷＯ２、Ｗ２Ｏ３）や窒化タングステン（Ｗ２Ｎ、ＷＮ）等の酸化物または窒化物を生成し、該化合物が黒化層に含まれていてもよい。
また、黒化層は例えば酸素および窒素を含有するニッケル−タングステン混合物のように、酸素、窒素、ニッケル及びタングステンを同時に含有する１種類の物質のみで構成される層であってもよい。また、例えば上述したニッケルの酸化物、ニッケルの窒化物、タングステンの酸化物、タングステンの窒化物から選択される１種類以上の物質を含有する層であってもよい。
特に、黒化層はＸ線回折により得られる回折パターンから同定される主相が窒化ニッケルであることが好ましい。
そして、ここで説明した導電性基板の製造方法により得られる導電性基板は、既述の導電性基板と同様に、銅層は厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、銅層の厚さの上限値は特に限定されないが、３μｍ以下であることが好ましく、７００ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
また、ここで説明した導電性基板の製造方法により得られる導電性基板においても、黒化層の厚さは特に限定されるものではないが、例えば２０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上とすることがより好ましい。黒化層の厚さの上限値は特に限定されるものではないが、５０ｎｍ以下とすることが好ましく、４５ｎｍ以下とすることがより好ましい。
さらに、ここで説明した導電性基板の製造方法により得られる導電性基板は、波長５５０ｎｍの光の反射率は４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることが特に好ましい。
そして、ここで説明した導電性基板の製造方法により得られる導電性基板は、メッシュ状の配線を備えた導電性基板とすることができる。この場合、上述の工程に加えて、銅層と、黒化層と、をエッチングすることにより、配線を形成するエッチング工程をさらに有することができる。
係るエッチング工程は例えば、まず、エッチングにより除去する部分に対応した開口部を有するレジストを、導電性基板の最表面に形成する。図１（ａ）に示した導電性基板の場合、導電性基板に配置した黒化層１３の露出した面Ａ上にレジストを形成することができる。なお、エッチングにより除去する部分に対応した開口部を有するレジストの形成方法は特に限定されないが、例えばフォトリソグラフィー法により形成することができる。
次いで、レジスト上面からエッチング液を供給することにより、銅層１２、黒化層１３のエッチングを実施することができる。
なお、図１（ｂ）のように透明基材１１の両面に銅層、黒化層を配置した場合には、導電性基板の最表面Ａ及びＢにそれぞれ所定の形状の開口部を有するレジストを形成し、透明基材１１の両面に形成した銅層、黒化層を同時にエッチングしてもよい。
また、透明基材１１の両側に形成された銅層及び黒化層について、一方の側ずつエッチング処理を行うこともできる。すなわち、例えば、銅層１２Ａ及び黒化層１３Ａのエッチングを行った後に、銅層１２Ｂ及び黒化層１３Ｂのエッチングを行うこともできる。
黒化層は銅層と同様のエッチング液への反応性を示すことから、エッチング工程において用いるエッチング液は特に限定されるものではなく、一般的に銅層のエッチングに用いられるエッチング液を好ましく用いることができる。エッチング液としては例えば、塩化第二鉄と、塩酸と、の混合水溶液をより好ましく用いることができる。エッチング液中の塩化第二鉄と、塩酸との含有量は特に限定されるものではないが例えば、塩化第二鉄を５重量％以上５０重量％以下の割合で含むことが好ましく、１０重量％以上３０重量％以下の割合で含むことがより好ましい。また、エッチング液は例えば、塩酸を１重量％以上５０重量％以下の割合で含むことが好ましく、１重量％以上２０重量％以下の割合で含むことがより好ましい。なお、残部については水とすることができる。
エッチング液は室温で用いることもできるが、反応性を高めるため加温していること好ましく、例えば４０℃以上５０℃以下に加熱して用いることが好ましい。
上述したエッチング工程により得られるメッシュ状の配線の具体的な形態については、既述のとおりであるため、ここでは説明を省略する。
また、既述のように、図１（ａ）、図２（ａ）に示した透明基材１１の一方の面側に銅層、黒化層を有する導電性基板を２枚貼り合せてメッシュ状の配線を備えた導電性基板とする場合には、導電性基板を貼り合せる工程をさらに設けることができる。この際、２枚の導電性基板を貼り合せる方法は特に限定されるものではなく、例えば接着剤等を用いて接着することができる。
なお、メッシュ状の配線として図３、図４においては、直線形状にパターン化された配線を組み合わせた例を示したが、係る形態に限定されるものではない。配線パターンを構成する配線、すなわちパターン化された銅層の形状は任意の形状とすることができる。例えばディスプレイの画像との間でモアレ（干渉縞）が発生しないようメッシュ状の配線パターンを構成する配線の形状をそれぞれ、ぎざぎざに屈曲した線（ジグザグ直線）等の各種形状にすることもできる。
以上に本実施形態の導電性基板及び導電性基板の製造方法について説明した。係る導電性基板によれば、銅層と黒化層とがエッチング液に対してほぼ同じ反応性を示すことから、容易に所望の配線を形成することができる。また、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有する層は黒色であるため黒化層として機能し、銅層による光の反射を抑制することができ、例えばタッチパネル用の導電性基板とした場合に、視認性の低下を抑制することができる。
以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によって、なんら限定されるものではない。
まず、後述する各実施例、比較例において作製した試料の評価方法について説明する。
（評価方法）
（１）反射率
測定は、紫外可視光分光光度計（株式会社島津製作所製 型番：ＵＶ−２５５０）に反射率測定ユニットを設置して行った。
以下の実施例１〜６、比較例１、２では断面形状が、銅層１２と、黒化層１３との積層順を逆にした点以外は、図１（ａ）と同様の構造を有する導電性基板を作製した。すなわち、透明基材１１側から、黒化層１３、銅層１２の順に積層した導電性基板を作製した。そこで、作製した導電性基板のうち、透明基材１１を除いて黒化層１３が最表面側に位置する透明基材１１側から、黒化層１３に対して入射角５°、受光角５°として、波長５５０ｎｍの光を照射した際の反射率を測定した。
（２）溶解試験
各実施例、比較例において作製した導電性基板をエッチング液に浸漬して銅層及び黒化層の溶解試験を行った。エッチング液としては塩化第二鉄１０重量％と塩酸１０重量％と。残部が水からなる水溶液を用い、エッチング液の温度は室温（２５℃）とした。
上記エッチング液に１分間浸漬後、導電性基板をエッチング液から取り出し、銅層および、黒化層が完全に溶解し、透明基材のみとなっていた場合に○と評価した。エッチング液から取り出した際に、銅層または黒化層が残存していた場合には、同じエッチング液にさらに１分間浸漬し、エッチング液から取り出した際に銅層及び黒化層が完全に溶解し、透明基材のみとなっていた場合には△と評価した。２回目のエッチング液への浸漬後においても銅層または黒化層が残存していた場合には×と評価した。
（試料の作製条件）
以下に各実施例、比較例における導電性基板の製造条件を示す。
［実施例１］
銅層１２と、黒化層１３との積層順を逆にした点以外は、図１（ａ）に示した構造と同等の構造を有する導電性基板を作製した。すなわち、各層の積層順は透明基材１１側から黒化層１３、銅層１２の順となっている。
以下に具体的な導電性基板の作製手順を説明する。
まず、縦５ｃｍ、横５ｃｍ、厚さ０．０２ｍｍのポリエチレンテレフタラート樹脂（ＰＥＴ）製の透明基材を準備した（透明基材準備工程）。
透明基材の一方の面上に、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とからなるターゲットを用いて、酸素および窒素を含有する雰囲気中で黒化層を形成した（黒化層形成工程）。
黒化層形成工程はスパッタリング装置（芝浦メカトロニクス株式会社製 型式：ＣＦＳ−４ＥＳ−２）を用いて行った。また、ターゲットとして酸化タングステンを１０質量％含み、残部が酸化ニッケルからなるターゲットを用いた。
まず、チャンバー内に透明基材を、ターゲットと対向し、ターゲットと、透明基材との間距離が８５ｍｍになるように設置した。
次いで、チャンバー内に透明基材を設置後、チャンバー内を真空引きした。なお、スパッタリング前のチャンバーの到達真空度は１×１０−３Ｐａとした。
そして、透明基材を１５ｒｐｍで回転させながらスパッタリングを行った。
スパッタリングの間、チャンバー内には窒素とアルゴンとを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行った。なお、チャンバーには窒素３０体積％、酸素２０体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給し、スパッタリングを行った。また、スパッタリングにより黒化層の成膜を行う際、ＤＣ電源によってターゲットに電流０．４２Ａ、電圧４７６Ｖ（電力値約２００Ｗ）を印加した。
以上の手順、条件により厚さ３０ｎｍの黒化層を成膜した。
黒化層を成膜後、Ｘ線回折装置（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ 社製 型式：Ｄ８ ＤＩＳＣＯＶＥＲ μ−ＨＲ）により、黒化層の主相を確認した。結果を表１に示す。
次に、透明基材の一方の面上、ここでは黒化層の上面に銅層を形成した（銅層形成工程）。
銅層は、銅ターゲットを用いて、上記黒化層を成膜した基材に銅薄膜層の膜厚が２００ｎｍとなるようにスパッタリング法により成膜した。なお、銅薄膜層を成膜する際、チャンバーにはアルゴンを１００体積％供給し、基板回転速度を１５ｒｐｍとし、ＤＣ電源によりスパッタリングを行った。
以上の工程により得られた導電性基板について反射率と溶解試験を実施した。結果を表１に示す。
［実施例２］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素５０体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点以外は実施例１と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［実施例３］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素４０体積％、酸素５体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点と、ターゲットとして酸化タングステンを２０質量％含み、残部が酸化ニッケルからなるターゲットを用いた点以外は実施例１と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［実施例４］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素４０体積％、酸素２体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点と、黒化層の厚さを２０ｎｍとした点以外は実施例３と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［実施例５］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素７０体積％、酸素１０％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点とターゲットとして酸化タングステンを３０質量％含み、残部が酸化ニッケルからなるターゲットを用いた点以外は実施例１と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［実施例６］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素５０体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点以外は実施例５と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［比較例１］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素２０体積％、酸素３体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点とターゲットとして酸化タングステンを４０質量％含み、残部が酸化ニッケルからなるターゲットを用いた点以外は実施例１と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
［比較例２］
黒化層を成膜する際、チャンバー内に窒素５０体積％、酸素２０体積％、残部がアルゴンになるように各ガスを供給した点とターゲットとして酸化タングステンを４０質量％含み、残部が酸化ニッケルからなるターゲットを用いた点以外は実施例１と同様にして実施した。なお、チャンバー内にはガスを合計で１５ｓｃｃｍになるように供給しながら行っている。
結果を表１に示す。
Figure 2017002328
 表１に示した結果によると、実施例である実施例１〜実施例６については、波長５５０ｎｍの光の反射率は４０％以下であることが確認できた。また、溶解試験において評価が○または△となっており、銅層及び黒化層が同時に溶解することを確認できた。
これに対して、比較例１、２は波長５５０ｎｍの光の反射率は、実施例１〜実施例６と比較して低くなっているが、溶解試験において黒化層が溶解せずに残存した。
これは黒化層を成膜する際に用いたターゲットに含まれるタングステン酸化物の濃度が３０質量％を越えていたため、黒化層中にＮｉ３Ｎ以外にタングステン酸化物が存在し、エッチング液に対する反応性が低くなったためと考えられる。
１０Ａ、１０Ｂ、２０Ａ、２０Ｂ、３０ 導電性基板
１１、１１Ａ、１１Ｂ 透明基材
１２、１２Ａ、１２Ｂ 銅層
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３１、１３２、１３１Ａ、１３１Ｂ、１３２Ａ、１３２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ 黒化層
３１Ａ、３１Ｂ 配線

Claims (12)

  1. 透明基材と、
    前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された銅層と、
    前記透明基材の少なくとも一方の面側に形成された黒化層と、を備え、
    前記黒化層は、酸素、窒素、ニッケル、及びタングステンを含有し、
    前記黒化層は、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有し、前記タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて成膜された導電性基板。
  2. 前記黒化層はＸ線回折により得られる回折パターンから同定される主相が窒化ニッケルである請求項１に記載の導電性基板。
  3. 前記黒化層は、酸素を０体積％以上２０体積％以下、窒素３０体積％以上７０体積％以下の割合で含有するガスをチャンバー内に供給しながらスパッタリング法により成膜される請求項１または２に記載の導電性基板。
  4. 前記銅層は厚さが１００ｎｍ以上であり、
    前記黒化層は厚さが２０ｎｍ以上である請求項１乃至３いずれか一項に記載の導電性基板。
  5. 波長５５０ｎｍの光の反射率が４０％以下である請求項１乃至４いずれか一項に記載の導電性基板。
  6. メッシュ状の配線を備えた請求項１乃至５いずれか一項に記載の導電性基板。
  7. 透明基材を準備する透明基材準備工程と、
    前記透明基材の少なくとも一方の面側に銅層を形成する銅層形成工程と、
    前記透明基材の少なくとも一方の面側に黒化層を形成する黒化層形成工程とを有し、
    前記黒化層形成工程において、ニッケル酸化物とタングステン酸化物とを含有し、タングステン酸化物を５質量％以上３０質量％以下の割合で含んでいるターゲットを用いて、窒素を含有する雰囲気中で前記黒化層を成膜する導電性基板の製造方法。
  8. 前記黒化層はＸ線回折により得られる回折パターンから同定される主相が窒化ニッケルである請求項７に記載の導電性基板の製造方法。
  9. 前記黒化層形成工程では、酸素を０体積％以上２０体積％以下、窒素を３０体積％以上７０体積％以下の割合で含有するガスをチャンバー内に供給しながらスパッタリング法により、前記黒化層を成膜する請求項７または８に記載の導電性基板の製造方法。
  10. 前記銅層は厚さが１００ｎｍ以上であり、
    前記黒化層は厚さが２０ｎｍ以上である請求項７乃至９のいずれか一項に記載の導電性基板の製造方法。
  11. 得られる導電性基板の、波長５５０ｎｍの光の反射率が４０％以下である請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の導電性基板の製造方法。
  12. 前記銅層と、前記黒化層とをエッチングすることにより、配線を形成するエッチング工程をさらに有し、
    得られる導電性基板がメッシュ状の配線を備える請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の導電性基板の製造方法。
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