JP3190416B2 - 透明導電性基板の製造方法 - Google Patents

透明導電性基板の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タッチパネル,液晶装
置又はエレクトロルミネセント表示素子等における透明
電極等として用いられる透明導電性基板の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に透明導電膜は、インジウム−錫酸
化物(ITO)や錫−アンチモン酸化物(ATO)等の
酸化物をスパッター法やCVD法によりガラス又はプラ
スチックフィルム上に成膜して得られるが、これらの方
法は高価な装置を必要とし、生産性が低く而も分止りが
悪いため安価に得ることは困難であり、又大面積の膜を
得るのに適していない。
【0003】そこで、従来これらの問題を解決するため
に、可視光の波長よりも粒径の小さい導電性超微粉を含
む透明導電インクを基板に印刷し硬化させて透明導電回
路を形成する印刷法が行われて来た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この透明導
電インクは、導電性超微粉をフイラーとし、熱可塑性樹
脂,熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂等のバインダー
を含んでいる。そして、この透明導電インクをガラスや
プラスチックフィルム上に印刷した後硬化(乾燥硬化,
熱硬化,紫外線硬化)させると、フイラーとしての導電
性超微粉がバインダーとしての樹脂により相互に接触し
た状態で固定されて、導電性塗膜となる。従って、バイ
ンダーとして用いられる樹脂の量が多過ぎても少な過ぎ
ても塗膜特性を悪くする。即ち、バインダー量が多過ぎ
ると、フイラー粒子間にバインダーが介在して粒子同志
の接触を妨害するため、塗膜の表面抵抗が増大する。逆
に、バインダー量が少なくなると、フイラー粒子の接触
は良好で塗膜の表面抵抗は低下して行くが、粒子間の隙
間を完全に埋めるだけの樹脂量が存在しないため粒子間
に空隙が生じ、この空隙が光の散乱因子となって塗膜の
光学特性である光の透過率が低下し、塗膜のヘーズ値
(くもりの度合)が増大すると同時に膜強度や密着力が
低下して行く。このような理由により、バインダーとし
て用いる樹脂量には最適値が存在するが、例えば、抵抗
を重視すれば塗膜のヘーズ値が増大して光学的には不十
分な膜となり、結局従来の印刷法では、塗膜の表面抵抗
と光学特性(光線透過率とヘーズ値)に対する要求を共
に満足させることは不可能であった。
【0005】また、ITO超微粒子を含むインクをガラ
ス等の基板に塗布した後500℃以上の高温で焼成する
ことにより透明導電膜を形成する方法も行われている。
この方法では、高温でITO超微粒子同志が緩やかに焼
結するために、常温で行う上記印刷法に較べて膜の表面
抵抗は著しく低下するが、基板としてポリエステル等の
プラスチックフィルムを用いることはできず、又ITO
超微粒子間に空隙が残るため透明導電膜の光学特性につ
いては印刷法と同様に問題があった。
【0006】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、表面抵抗が低く且つ光学特性の優れた透明導電
性基板の製造方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による透明導電性基板の製造方法は、基材上
に透明導電インクを印刷又は塗布して乾燥した後焼成し
て透明導電膜を形成し、次に該透明導電膜上に樹脂と溶
剤から成るオーバーコート液を塗布してオーバーコート
層を形成し、次に該オーバーコート層上に基板部材を貼
り合わせた後加熱処理し、その後オーバーコート層を硬
化させることにより基材と基板部材とを接着させ、最後
にその基材を剥離することにより基板部材上にオーバー
コート層と透明導電膜を転写するようにしたことを特徴
とする。
【0008】本発明により製造される透明導電性基板
は、可視光線を透過する基板部材と、該基板部材上に形
成された透明なオーバーコート層の表面上に焼成された
インジウム−錫化合物の超微粒子から成る透明導電膜層
とを有し、該透明導電膜層の表面抵抗が100Ω/□以
下となっている。
【0009】本発明によれば、基材としてガラス板が用
いられ、基板部材としてポリエステル(PET)やポリ
エーテルサルフオン等の可視光線を透過する物質が用い
られ、透明導電インクとしてインジウム−錫酸化物の超
微粒子を溶剤又は樹脂を溶解した溶剤に分散させた液が
用いられ、オーバーコート液として紫外線硬化性樹脂溶
液又は熱硬化性樹脂溶液が用いられ得、焼成は先づ大気
中400℃で次に不活性ガス雰囲気中400℃以上で行
われる。
【0010】
【作用】基材としてガラス板が用いられるため、得られ
る透明導電性基板表面の平滑度は、このガラス板表面の
平滑度となる。従来の印刷法では、2〜5μmの膜厚で
印刷するため、印刷された部分と基板表面との間で2〜
5μmの凹凸が生じるが、本発明方法によれば、この凹
凸を0.2μm以下に抑えることができる。
【0011】基材上への印刷にはスクリーン印刷法やグ
ラビア印刷法等が用いられ、又塗布にはワイヤーバーコ
ーティング法,ドクターブレードコーティング法,ロー
ルコーティング法等が用いられる。透明導電インクの粘
度はアクリル等の樹脂を添加することにより調節され
る。
【0012】基材上に透明導電インクを印刷又は塗布し
乾燥した後、大気中で約400℃に加熱してインク中の
樹脂及び少量残留している溶剤を酸化燃焼させ、更に不
活性ガス雰囲気中で400℃以上に加熱して、ITO超
微粒子間の焼結を促進させると同時にITOに酸素欠損
を導入して、導電膜の低抵抗化を行う。透明導電膜の特
性は、ITO膜の膜厚により決まるが、例えば550℃
の焼成では約1μmの膜厚で約30Ω/□程度の抵抗値
の膜が得られる。
【0013】このようにして、ガラス板上に低抵抗のI
TO透明導電膜を形成することができるが、形成された
ITO膜には粒子間に空隙が存在し光を散乱させるた
め、膜の光学特性にも問題があり、このままでは透明導
電膜として用いるのに不十分である。そこで、焼成した
ITO膜をオーバーコート液でオーバーコートした後、
透明なフィルム等から成る基板部材上に転写することに
より、これらの問題を解決した。オーバーコート液に
は、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を溶剤で希釈し
たものを用いるが、このオーバーコート液を塗布して溶
剤の乾燥を行うと、樹脂分がITO粒子間の間隙を埋め
て光の散乱が減少し、膜の光学特性が著しく向上する。
この状態ではオーバーコート液中の樹脂分は未だ硬化し
ていないので、これを可視光線に対し透明なプラスチッ
クフィルム等から成る基板部材と貼り合わせた後、樹脂
を紫外線又は熱により硬化させ、基材であるガラス板と
基板部材とを接着させる。貼り合わせは、スチールロー
ル又はゴムロール等を用い、2〜3kg/cmの線圧力で行
う。
【0014】このようにして基材と基板部材を接着した
後基材を基板部材から剥がすと、基材上のITO膜は基
板部材上に転写される。この場合、ITO膜が基材から
基板部材へ完全に転写されるようにするためには、基板
部材とオーバーコート層との間の密着力が大きいことが
必要で、基板部材としてプラスチックを用いる場合は、
コロナ放電処理,プライマー処理,短波長紫外線照射処
理等の密着力向上処理を行う必要がある。
【0015】上述のような密着向上処理を行っても、基
材としてのガラス板上に焼成されたITO導電膜はガラ
スとの密着力が高いため、基板部材へのITO導電膜の
転写は困難である。そこで本発明では基材と基板部材を
貼り合わせた後全体を加熱してからオーバーコート層を
硬化させる。一般にガラスよりも樹脂部分(プラスチッ
クの基板部材及びオーバーコート層)は、約10倍程度
熱膨張係数が大きいため、高温で硬化させた後常温まで
冷却すると、ガラス板と樹脂部分の間に膨張係数の差に
よる応力が生じ、この応力分だけガラス板とオーバーコ
ート層との間の密着力が低下して、転写が可能となるの
である。
【0016】基板部材に転写されたITO膜は、オーバ
ーコート層の存在により光学特性が著しく改善され、ま
た高温で焼成して形成されるため、従来の印刷法では得
られない100Ω/□程度の低抵抗の膜が得られる。
【0017】
【実施例】実施例1 基材としてのソーダライムガラス板(厚さ1mm)に、I
TO超微粉を溶剤に分散させた液(東北化工(株)製D
X─101)を、線径0.1mmのワイヤーバーで塗布し
て約80℃で乾燥した後、大気中550℃で30分続い
て窒素雰囲気下550℃で10分間焼成した。これに、
オーバーコート液(紫外線硬化性樹脂(広栄化学工業
(株)製コーエイハードM−101改11)60重量%
と、メチルエチルケトン40重量%から成る溶液)を、
ウエット膜厚50μmにオーバーコートした後、約12
0℃で10分間加熱して溶剤を揮発させた。これを、基
板部材としてのポリエステルフィルム(帝人(株)製プ
ライマー処理品,テトロンHP−7,厚さ100μm)
と貼り合わせた。貼り合わせは、スチールロールで2Kg
f/cm の線圧力を掛けて行った。貼り合わせ後、全体を
120℃に加熱してから直ちにメタルハライドランプで
照度150mW/cm2 を以て15秒間紫外線硬化を行
い、ポリエステルフィルム(基板部材)とソーダライム
ガラス板(基材)とを接着させた。冷却後ガラス板を剥
がしてITO導電膜をポリエステルフィルム上に転写
し、透明導電性基板を作成した。
【0018】実施例2 基材として、無アルカリガラス板(厚さ1mm)を用い、
実施例1と同様の方法でITO膜を成膜した後、空気中
650℃で30分続いて窒素雰囲気下650℃で10分
間焼成した。以後は実施例1と同様の方法で透明導電性
基板を得た。
【0019】実施例3 基材として無アルカリガラス(厚さ1mm)を用い、IT
O分散液(東北化工(株)製DX−101)を線径0.
15mmのワイヤーバーで塗布した後、約80℃で乾燥さ
せた。これを実施例2と同様の方法及び手順で処理し
て、透明導電性基板を得た。
【0020】比較例 基材としてソーダライムガラス板(厚さ1mm)を、基板
部材としてポリエステルフィルム(帝人(株)製プライ
マー処理品,テトロンHP−7,厚さ100μm)を夫
々用い、実施例1と同様の方法及び手順で基材と基板部
材を貼り合わせた後、オーバーコート層を120℃に加
熱せずに常温で紫外線硬化を行い、ITO膜の転写を行
うことにより、透明導電性基板を作成した。
【0021】尚、上記各実施例及び比較例において、紫
外線照射装置として、アイグラフイック(株)製のメタ
ルハライドランプM01−L212,照射器(コールド
ミラー型)UE011−201C,電源装置UBO1.
51−3A/BM─E2及び熱線カットフィルターを用
いた。
【0022】下記の表には、本発明方法によって得られ
た透明導電膜の表面抵抗及び光学特性が、転写前後で比
較して示されている。尚、これらの測定に際して、透明
導電膜の全光線透過率及びヘーズ値は、基板部材である
ポリエステルフィルム又は基材であるガラス板と一緒に
スガ試験機械(株)製の直読ヘーズコンピューターHG
M−ZDPにより、更に表面抵抗は、三菱油化(株)製
のローレスタMCP−T400により、夫々測定した。
【0023】
【0024】尚、上記実施例では、何れも基材としてガ
ラス板を用いたが、その代わりに、合成樹脂とは熱膨張
係数を異にする材料より成るローラーを用いても同様の
結果を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、従来の印刷
法では得られなかった20Ω/□程度の低い抵抗値と優
れた光学特性とを有する透明導電性基板を提供すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B32B 31/28 B32B 31/28 C03C 17/42 C03C 17/42 G02F 1/1343 G02F 1/1343 (56)参考文献 特開 昭61−143141(JP,A) 特開 昭59−204542(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 13/00 H01B 5/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材上に透明導電インクを印刷又は塗布
    して乾燥した後焼成して透明導電膜を形成し、次に該透
    明導電膜上に樹脂と溶剤から成るオーバーコート液を塗
    布してオーバーコート層を形成し、次に該オーバーコー
    ト層上に基板部材を貼り合わせた後加熱処理し、その後
    オーバーコート層を硬化させることにより上記基材と上
    記基板部材とを接着させ、最後に上記基材を剥離するこ
    とにより上記基板部材上に上記オーバーコート層と透明
    導電膜を転写するようにした透明導電性基板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 基材としてガラス板を用いた請求項1に
    記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 基板部材を、可視光線を透過する物質で
    構成した請求項1に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 透明導電インクとして、インジウム−錫
    酸化物の超微粒子を溶剤又は樹脂を溶解した溶剤に分散
    させた液を用いた請求項1に記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 オーバーコート液として、紫外線硬化性
    樹脂溶液又は熱硬化性樹脂溶液を用いた請求項1に記載
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 焼成を、先づ大気中400°Cの温度で
    行い、次に不活性ガス雰囲気中400°C以上の温度で
    行う請求項1に記載の製造方法。
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