JP5490032B2 - 導電パターン形成基板の製造方法及び導電パターン形成基板 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル、プラズマディスプレイの電磁波シールド等、画像表示装置の前面に設けられる導電パターン形成基板の製造方法及び導電パターン形成基板に関するものである。

タッチパネルにおいては、液晶ディスプレイ等の画像表示装置の前面に、電極シートとして、透明な絶縁基板の表面に透明導電膜を形成した導電パターン形成基板を有する入力装置が設置されている。
この種の導電パターン形成基板は、絶縁基板上に、透明導電膜が形成される画像表示領域（表示領域）と、配線ラインが形成される低抵抗配線パターン形成領域（配線領域）と、を備えている。前記画像表示領域は、タッチパネルの操作者から視認可能とされており、前記低抵抗配線パターン形成領域は、装飾パネル（枠）等に被覆され操作者からは視認不可とされている。

導電パターン形成基板の透明導電膜を構成する材料としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸に代表されるπ共役系導電性高分子（有機導電体）、又は、絶縁性の樹脂バインダ（透明基体）中に導電性の金属ナノワイヤ（金属極細繊維）を分散させ硬化してなるものなどが知られている。
また、透明導電膜には、広範囲に複数形成された導電性の導電部と、これら導電部同士を区画するように形成された絶縁性の絶縁部と、が設けられている。

導電パターン形成基板を製造するには、まず、絶縁基板上の前記表示領域及び前記配線領域に、導電性の基礎膜を形成する。次いで、この基礎膜にフォトリソグラフィによるプロセス（レジスト膜形成、エッチング処理、レジスト膜除去）を施して、該基礎膜のうち、前記表示領域の絶縁部に対応する部位と、前記配線領域と、を除去する。次いで、絶縁基板上の前記配線領域、及び、前記表示領域の導電部の一部（端部）に、ＡｇやＣｕ等の配線ラインを印刷又は蒸着により形成する（例えば、下記特許文献１、２を参照）。

特開２００８−８３４９７号公報 特開２０１０−２０３１５号公報

しかしながら、従来の導電パターン形成基板においては、下記の問題があった。
すなわち、基礎膜のうち、透明導電膜の絶縁部に対応する部位をフォトリソグラフィによるプロセスで除去した場合、該絶縁部と導電部との屈折率の違い等により、該透明導電膜の導電パターンが視認されてしまい、外観上好ましくなかった。

その一方で、透明基体内に金属極細繊維が分散された基礎膜を用い、該基礎膜にレーザ光を照射することにより、透明導電膜の絶縁部に対応する部位及び前記配線領域の金属極細繊維を切断（断線）して電気的に絶縁状態とし、透明導電膜の導電パターンを比較的目立たなくする手法（例えば、特開２０１０−４４９６８号公報を参照）が考えられるが、この場合、バインダ（透明基体）で固定された金属細線（金属極細繊維）の表面部分（露出部分）のみをレーザで除去するため、バインダ層の厚みを精密に制御しなければ絶縁化が困難であり、かつ、レーザ照射により金属細線を除去するために、照射領域が、非照射領域よりも透明な線状に見えてしまう問題があった。
例えば、特開２０１０−１４０８５９号公報には、導電性ナノファイバーがバインダ中で３次元状に絡み合った導電膜にレーザ照射を行うことで絶縁化する技術が開示されているが、３次元状に絡み合った導電経路を確実に絶縁化するには大きなエネルギを照射する必要があることから、バインダ層を除去又は変質させずに、照射部分と非照射部分の外観に変化が無いような照射条件を見出すことは困難である。
また、レーザ照射の集光スポットのサイズは数十μｍであり、導電領域を面状に絶縁化すること（前記基礎膜にレーザ光を照射して前記配線領域を絶縁化すること）は、レーザ加工に手間がかかり、作業性が悪くなる。
また従来のレーザ加工では、絶縁部に断線した金属極細繊維が残留しているため、絶縁性が十分に確保されるとは言えなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、配線領域の形成に手間がかからず製造が容易であり、表示領域においては導電パターンが視認されにくい高品位な透明導電膜を形成できるとともに、該透明導電膜の絶縁部の絶縁性が十分に確保され電気的な信頼性が向上する導電パターン形成基板の製造方法及び導電パターン形成基板を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、絶縁基板上に、透明導電膜が形成される表示領域と、配線ラインが形成される配線領域と、を備えた導電パターン形成基板の製造方法であって、前記透明導電膜には、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する金属からなり、導電性の２次元ネットワークを構成する網状部材が配置される導電部と、前記透明基体内の前記網状部材が除去されることにより形成された空隙が配置される絶縁部と、が設けられており、前記絶縁基板上の前記表示領域及び前記配線領域に、前記透明基体内に前記網状部材が配置される基礎膜を形成する工程と、前記基礎膜上の前記表示領域に対応する部位にマスク手段を形成して、前記基礎膜のうち前記配線領域に対応する部位をエッチングにより除去する工程と、前記基礎膜のうち前記表示領域に対応する部位にレーザ光を照射することにより、前記空隙を形成して、前記透明導電膜とする工程と、前記配線領域の前記絶縁基板上に、前記透明導電膜の導電部に電気的に接続する前記配線ラインを形成する工程と、を備え、前記基礎膜のうち前記表示領域に対応する部位にレーザ光を照射することにより、前記空隙を形成して、前記透明導電膜とする工程では、レーザ光として短パルスのパルス状レーザを照射して前記網状部材の金属極細繊維を蒸発させて除去することで、除去される金属極細繊維の相当位置に対応して、空隙を形成することを特徴とする。

また、本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法において、少なくとも前記透明導電膜上に、絶縁膜を形成する工程を備えたこととしてもよい。

また、本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法において、前記マスク手段として、レジスト膜を用いることとしてもよい。

また本発明は、絶縁基板上に、透明導電膜が形成される表示領域と、配線ラインが形成される配線領域と、を備えた導電パターン形成基板であって、前記透明導電膜には、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する金属からなり、導電性の２次元ネットワークを構成する網状部材が配置される導電部と、前記透明基体内の前記網状部材が除去されることにより形成された空隙が配置される絶縁部と、が設けられており、前記配線ラインは、前記絶縁基板上に導電性金属材料を印刷又は蒸着し形成されているとともに、前記透明導電膜の導電部に電気的に接続され、前記空隙は、前記透明導電膜の前記絶縁部に対応する部位に、レーザ光として短パルスのパルス状レーザを照射して前記網状部材の金属極細繊維を蒸発させて除去することで、除去される金属極細繊維の相当位置に対応して形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る導電パターン形成基板において、少なくとも前記透明導電膜上には、絶縁膜が形成されていることとしてもよい。

本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法及び導電パターン形成基板によれば、配線領域の形成に手間がかからず製造が容易であり、表示領域においては導電パターンが視認されにくい高品位な透明導電膜を形成できるとともに、該透明導電膜の絶縁部の絶縁性が十分に確保され電気的な信頼性が向上する。

本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の透明導電膜の導電部及びレーザ加工前の基礎膜の状態を説明する拡大写真である。 本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の透明導電膜の絶縁部を説明する拡大写真である。 本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法を説明する側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法を説明する側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の製造に用いられる製造装置と、レーザ光の照射方法の一例を説明する側面図である。 本発明の第２実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法を説明する側断面図である。 本発明の第２実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法を説明する側断面図である。 本発明の第３実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法を説明する側断面図である。 本発明に係る導電パターン形成基板の透明導電膜上に、保護膜を形成した状態を示す側断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法、及び、これにより作製される導電パターン形成基板１０について、図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態の導電パターン形成基板１０は、例えば、透明アンテナ、透明電磁波シールド、静電容量方式或いはメンブレン式の透明タッチパネルなどの透明入力装置のように、透明部分に配線パターンを形成する製品に適用することができる。また、この導電パターン形成基板１０は、自動車のハンドル等に付随する静電容量入力装置など、３次元成型品、或いは３次元の加飾成型品の表面に設けられる静電容量センサ等に必要な電極を形成する目的で用いることができる。
尚、本実施形態でいう「透明」とは、５０％以上の光線透過率を有するものを指す。そして、この導電パターン形成基板１０は、透明である。

本実施形態の導電パターン形成基板１０を例えばタッチパネル（入力装置）に用いる場合、このタッチパネルは、導電パターン形成基板１０が厚さ方向に積層するように一対設けられた入力部材と、導電パターン形成基板１０の後述する透明導電膜１２の導電部Ｃ及び配線ライン１４に電気的に接続され、入力信号を検出するインターフェース回路等の検出手段と、を備えて構成される。

図１に示されるように、導電パターン形成基板１０は、透明な絶縁基板１１上に、透明導電膜１２が形成される画像表示領域（表示領域）１３と、配線ライン１４が形成される低抵抗配線パターン形成領域（配線領域）１５と、を備えている。画像表示領域１３は、タッチパネルの操作者から視認可能となっており、低抵抗配線パターン形成領域１５は、装飾パネル（枠）等に覆われ操作者からは視認不可となっている。

絶縁基板１１としては、絶縁性を有するとともに、表面に透明導電膜１２を形成でき、かつ、後述するレーザ加工に対して、所定の照射条件において外観変化の生じにくいものを用いることが好ましい。具体的には、例えば、ガラス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を代表とするポリエステル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）などの絶縁性材料が挙げられる。また、絶縁基板１１の形状としては、用途により、板状のもの、可撓性を有するフィルム状のもの、立体的（３次元）に成型された成型品等を用いることができる。

この導電パターン形成基板１０を透明タッチパネルに使用する場合、絶縁基板１１には、ガラス板やＰＥＴフィルム等が用いられる。また、導電パターン形成基板１０を、自動車のハンドル等に付随する静電容量入力装置など、静電容量センサ等に必要な電極として使用する場合、絶縁基板１１には、ＡＢＳ樹脂などからなる成型品、或いはこれにフィルムのラミネートや転写などで加飾層を設けた加飾成型品等が用いられる。

例えば、本発明を、押圧により上下２枚の電極膜（透明導電膜）１２を接触導通させるメンブレン入力などの透明タッチパネルとして利用する場合、入力者側の絶縁基板１１としては、入力者側からの外力に対して可撓しやすいもの（例えば透明樹脂フィルム）を用いることが好ましく、入力者側とは反対の画像表示装置側の絶縁基板１１としては、ドットスペーサを介して導電パターン形成基板１０を支持しやすい所定以上（例えば入力者側の絶縁基板１１と同等以上）の硬度を有するものを用いることが好ましい。

また、図２に示すように、透明導電膜１２は、絶縁性を有する透明基体２内に導電性を有する金属からなる網状部材３を備えている。すなわち、透明導電膜１２は、透明基体２内に、厚さ方向に垂直な面方向に沿うように展開された無機物のネットワーク部材である網状部材３が保持されて形成されている。透明基体２は、液状の状態において後述する網状部材３の素線（繊維）間に充填（含浸）可能とされた、例えば、熱、紫外線、電子線、放射線等により硬化する性質の硬化性樹脂からなる。

また、網状部材３は、透明基体２内に分散されて互いに電気的に連結された複数の金属極細繊維４からなる。網状部材３は、例えば、絶縁基板１１上に金属極細繊維４を含むインク（液体）を塗布する過程を経て、該絶縁基板１１上に金属極細繊維４が分散配置されることにより形成される。そして、絶縁基板１１上に分散配置された金属極細繊維４同士の間に、液状の透明基体２（液状部材）を充填した後硬化させることで透明基体２が形成されているとともに、網状部材３は透明導電膜１２内に固定配置される。

詳しくは、これら金属極細繊維４同士は、絶縁基板１１の表面（透明導電膜１２が形成される面）の面方向に沿って互いに異なる向きに不規則に延在しているとともに、その少なくとも一部以上が互いに重なり合う（接触し合う）程度に密集して配置されており、このような配置によって互いに電気的に連結（接続）されている。

これにより、網状部材３は、絶縁基板１１の表面上において、導電性の２次元ネットワークを構成しており、透明導電膜１２の透明基体２内において網状部材３が配置された領域は、導電部Ｃとされている。また、網状部材３の金属極細繊維４は、その大部分が透明導電膜１２の表面（絶縁基板１１とは反対側を向く表面）下に配設されるが、透明基体２内に埋設される部分と、該透明基体２の表面から突出される部分とを有している。

具体的に、このような金属極細繊維４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や金属ナノチューブが挙げられる。本実施形態においては、金属極細繊維４として、銀を主成分とする金属ナノワイヤ（銀ナノワイヤ）が用いられている。金属極細繊維４は、例えばその直径が０．３〜１００ｎｍ程度、長さが１μｍ〜１００μｍ程度に形成されている。

尚、網状部材３として、前述した金属極細繊維４以外の金属極細繊維、すなわちシリコンナノワイヤやシリコンナノチューブ、金属酸化物ナノチューブ、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリル等の繊維状部材及びその金属被覆部材が用いられるとともに、これらが分散・連結されて構成されていても構わない。

また、透明導電膜１２の透明基体２内において、網状部材３の少なくとも一部が除去されることにより絶縁部Ｉが形成されている。すなわち、図３に示すように、透明基体２には、網状部材３の金属極細繊維４が除去されることにより空隙５が複数形成されており、これら空隙５が密集するように配置された領域が、絶縁部Ｉとされている。詳しくは、これら空隙５は、網状部材３の金属極細繊維４が配置される領域にレーザ光として短パルスのパルス状レーザを照射して、該金属極細繊維４を蒸発・除去することにより形成されている。尚、前記短パルスとは、パルス幅が３００ｎ秒以下に設定されることを指し、好ましくはパルス幅は７０ｎ秒以下に設定される。

このパルス状レーザとしては、例えばＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザを用いることができる。ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザを用いる場合、パルス幅が５〜３００ｎ秒程度の、加工機として一般に広く使用されているものが利用可能である。

これら空隙５は、透明基体２の表面（絶縁基板１１とは反対側を向く表面）の面方向に沿って互いに異なる向きに不規則に延在又は点在する長穴状（長丸穴状）又は穴状（丸穴状）をそれぞれなしており、前記表面に開口する部分を有して形成されている。詳しくは、空隙５は、蒸発・除去された金属極細繊維４の配置されていた位置に対応するように配置されているとともに、該金属極細繊維４の直径と略同等の直径（内径）を有し、該金属極細繊維４の長さ以下に形成されている。

より詳しくは、１つの金属極細繊維４が完全に蒸発・除去されるか、少なくとも一部が蒸発・除去されることにより、該金属極細繊維４をその延在する方向に分割するようにして、複数の空隙５が互いに間隔をあけて形成されている。すなわち、金属極細繊維４の相当位置に対応して、互いに離間する複数の空隙５が、全体として線状をなすように延在又は点在して形成されている。尚、１つの金属極細繊維４の相当位置に対応して、空隙５が線状をなすように１つだけ形成されていてもよい。

極細の導電繊維の２次元状ネットワーク（網状部材３）に短パルスのレーザ光を照射することで、ネットワークの少数箇所を破壊することにより効率良い絶縁化が可能であり、このようなレーザ光照射により、金属極細繊維４の相当位置に対応して、互いに離間する複数の空隙５が存在する絶縁部Ｉを形成することが可能になる。

絶縁部Ｉにおいては、これら空隙５が形成されることにより、導体である金属極細繊維４が除去されているとともに、前記導電性の２次元ネットワークである網状部材３が除去されて（消失して）いる。
このように、絶縁部Ｉにおいては、透明基体２から金属極細繊維４が除去されていることから、該透明基体２（透明導電膜１２）における導電部Ｃと絶縁部Ｉとでは、互いに化学的組成が異なっている。

それにも係わらず、金属極細繊維４に相当する空隙５が存在するため、光学的な特性がレーザ未照射の領域に対比して大きく変化することがなく、よって絶縁性と不可視性（非視認性）の２つの条件を満たすことが可能になる。

次に、本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法について、図４〜図６を用いて説明する。尚、図４及び図５は、図１のＸ−Ｘ断面における作製工程を示すものである。

（基礎膜形成工程）
図４（ａ）に示されるように、まず、絶縁基板１１上の画像表示領域１３及び低抵抗配線パターン形成領域１５に、透明基体２内に網状部材３が配置される基礎膜ａを形成する。基礎膜ａは、前述した図２に示される透明導電膜１２の導電部Ｃと同一の構成を有する導電性コーティング膜である。

（フォトリソグラフィ工程）
次いで、フォトリソグラフィによるプロセスを用いて、絶縁基板１１上の基礎膜ａのうち、低抵抗配線パターン形成領域１５に対応する部位を除去する。
詳しくは、まず、図４（ｂ）に示されるように、基礎膜ａ上の画像表示領域１３に対応する部位にマスク手段であるレジスト膜５０を形成する。
次いで、図４（ｃ）に示されるように、基礎膜ａのうち低抵抗配線パターン形成領域１５に対応する部位をエッチングにより除去した後、レジスト膜５０を除去する。尚、前記エッチングとしては、ウェットエッチング及びドライエッチングのいずれを用いても構わない。

（透明導電膜形成工程）
次いで、図５（ａ）に示されるように、基礎膜ａのうち画像表示領域１３に対応する部位にレーザ光Ｌを照射することにより、前記空隙５を形成するとともに絶縁部Ｉを形成して、該絶縁部Ｉと、該絶縁部Ｉ以外の部位である導電部Ｃと、を備えた透明導電膜１２とする。尚、図１においては、Ｘ−Ｘ断面における絶縁部Ｉの記載を省略しているが、実際には、図１の矩形状をなす導電部Ｃ内に、該導電部Ｃを分割（区画）するように、絶縁部Ｉが例えば線状に延びて形成されており、これにより、隣り合う導電部Ｃ同士は互いに電気的に絶縁されている。

ここで、レーザ光Ｌを照射する製造装置４０及びレーザ光Ｌの照射方法について、図６を参照して詳述する。
本実施形態では、画像表示領域１３の基礎膜ａに、短パルスのパルス状レーザであるレーザ光Ｌを所定のパターンで照射する方法を用いている。

図６に示されるように、本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造に用いられる製造装置４０は、レーザ光Ｌを発生させるレーザ光発生手段４１と、レーザ光Ｌを集光する集光手段である凸レンズ等の集光レンズ４２と、上面に基礎膜ａが形成された絶縁基板１１を載置するステージ４３と、を備えている。
そして、レーザ光発生手段４１から集光レンズ４２を介して基礎膜ａにレーザ光Ｌを照射して、該基礎膜ａに絶縁部Ｉを形成するとともに導電パターンを形成する。

この製造装置４０におけるレーザ光発生手段４１としては、波長２μｍ未満でパルス幅が２００ｎ秒未満のレーザ光（可視光または赤外線のレーザ光）を発生させるものが使用される。レーザ光Ｌのパルス幅が１〜２００ｎ秒のものを用いた場合、装置入手が容易であるとともに設備費用を低減でき、好ましい。

集光レンズ４２の焦点Ｆは、基礎膜ａから離れた位置に設定されている。詳しくは、集光レンズ４２は、基礎膜ａと集光レンズ４２との間にレーザ光Ｌの焦点Ｆが位置するように配置される。すなわち、本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法では、集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを、加工する基礎膜ａと集光レンズ４２との間に配置している。

集光レンズ４２としては、低い開口数（ＮＡ＜０．１）のものが好ましい。すなわち、集光レンズ４２の開口数がＮＡ＜０．１とされることにより、レーザ光Ｌの照射条件設定が容易となり、特にレーザ光Ｌの焦点Ｆが基礎膜ａと集光レンズ４２との間に位置することによる、該焦点Ｆにおける空気のプラズマ化に伴うエネルギ損失とレーザ光Ｌの拡散を防止することができる。

さらに、基礎膜ａが、例えば金属極細繊維４からなる網状部材３の繊維（素線）間に樹脂からなる透明基体２を充填（含浸）して形成されているとともに、透明樹脂フィルムからなる絶縁基板１１上に設けられている場合、前述の設定によって、基礎膜ａの透明基体２内に埋設された金属極細繊維４を透明基体２の表面から噴出させて確実に除去することができる。従って、所望の絶縁部Ｉの形状に対応して空隙５が確実に形成されることになり、例えば直線パターンのコーナ部など、従来では大きなＲに設定しなければ絶縁化できなかったパターンであっても、小さなＲ設定で（又はＲを付与せずに）絶縁化処理が確実かつ容易に実現できる。

また、ステージ４３は、水平方向に２次元的に移動可能に構成されている。ステージ４３は、少なくとも上面側が透明な部材または光線吸収性を有する部材で構成されていることが好ましい。
ステージ４３は、絶縁基板１１が透明でレーザ光Ｌの出力が１Ｗを超える場合、ナイロン系若しくはフッ素系の樹脂材料、又は、シリコーンゴム系の高分子材料を用いることが好ましい。

このような構成とされた製造装置４０を用いて、基礎膜ａにレーザ光Ｌを照射する方法は、下記のとおりである。
まず、ステージ４３の上面に、絶縁基板１１を、基礎膜ａが該絶縁基板１１の上側に配置されるように載置する。ここで、絶縁基板１１と基礎膜ａの透明基体２とは、互いに同一材料又は同一系統の樹脂材料からなるものを用いることが好ましい。詳しくは、例えば絶縁基板１１がポリエチレンテレフタレートフィルムの場合、透明基体２にはポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。

次いで、レーザ光発生手段４１よりレーザ光Ｌを出射させ、レーザ光Ｌを集光レンズ４２により集光する。その集光したレーザ光Ｌの、焦点Ｆを過ぎてスポット径が広がった部分を基礎膜ａに照射する。その際、ステージ４３を、レーザ光Ｌの照射が所定のパターンになるように移動させる。

基礎膜ａに照射するレーザ光Ｌのエネルギ密度及び単位面積あたりの照射エネルギは、レーザのパルス幅により異なる。
例えば、パルス幅が１〜１００ｎ秒のレーザ（ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザ）では、パルスエネルギ密度１×１０^１１〜１×１０^１３Ｗ／ｍ^２、単位面積あたりの照射エネルギは１×１０^４〜１×１０^６Ｊ／ｍ^２が好ましい。より好ましくは１×１０^５〜３×１０^５Ｊ／ｍ^２である。
エネルギ密度・照射エネルギが上記数値範囲よりも小さな値に設定された場合、絶縁部Ｉの絶縁が不十分になるおそれがある。また、上記数値範囲よりも大きな値に設定された場合、加工痕が目立つようになり、透明タッチパネルや透明電磁波シールドなどの用途では不適当となるおそれがある。

また、これらの値は、加工エリアにおけるレーザビームの出力値を、加工エリアの集光スポット面積で除することにより定義されており、簡便には、出力はレーザ発振機からの出力値に光学系の損失係数を掛けることで求められる。
また、スポット径面積Ｓは、下記式により定義される。
Ｓ＝Ｓ_０×Ｄ／ＦＬ
Ｓ_０：レンズで集光されるレーザのビーム面積
ＦＬ：レンズの焦点距離
Ｄ：基礎膜ａの表面（上面）と焦点との距離

尚、前述した焦点Ｆは、レンズ等の集光手段４２で、収差が十分に小さい場合を例に説明したが、例えば、焦点距離の短い球面レンズや、保護ガラスなどの収差が大きくなる要素が存在する場合には、前記焦点Ｆは、集光点のエネルギ密度が最も高くなる位置と定義される。

ここで、距離Ｄは、焦点距離ＦＬの０．２％〜３％の範囲内に設定される。好ましくは、距離Ｄは、焦点距離ＦＬの０．５％〜２％の範囲内に設定される。さらに望ましくは、距離Ｄは、焦点距離ＦＬの０．７％〜１．５％の範囲内に設定される。距離Ｄが上記数値範囲に設定されることにより、絶縁部Ｉにおける金属極細繊維４の除去（空隙５の形成）が確実に行えるとともに電気的に高い信頼性を有する絶縁パターン（導電パターン）を形成でき、かつ、絶縁基板１１の損傷に起因する加工痕を確実に防止できる。

また、精度の高い導電パターンを形成する点では、基礎膜ａ上にスポットの位置を移動させながらパルス状のレーザ光Ｌを断続的に複数回照射することで、隣り合うスポット位置同士に重複する部分を形成することが好ましい。具体的には、断続的に３〜５００回照射することが好ましく、２０〜２００回照射することがより好ましい。３回以上の照射であれば、より確実に絶縁化でき、５００回以下であれば、レーザ光Ｌが照射された透明基体２部分の溶解又は蒸発による除去を防止できる。

このように、基礎膜ａにレーザ光Ｌを照射することにより、透明基体２内の網状部材３の少なくとも一部が除去されてなる絶縁部Ｉを形成して、絶縁部Ｉと、透明基体２内に網状部材３が配置されてなる導電部Ｃと、を備えた導電パターンとする。すなわち、基礎膜ａにパターニングが施され、導電部Ｃと絶縁部Ｉとからなる導電パターンを備えた透明導電膜１２が形成されるのである。

尚、上記説明においては、ＸＹステージなどの移動式ステージ４３に基礎膜ａを有する絶縁基板１１を載せてパターニングを行うこととしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、基礎膜ａを有する絶縁基板１１を固定状態とし、集光系部材を相対的に移動させる方法、ガルバノミラー等を用いてレーザ光Ｌを走査しスキャンする方法、又は、上記したもの同士を組み合わせてパターニングを行うことが可能である。

基礎膜ａのうち、網状部材３を構成する無機導電体としては、銀、金、ニッケルなどの金属ナノワイヤが挙げられる。また、基礎膜ａのうち、透明基体２を構成する絶縁体としては、透明な熱可塑性樹脂（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）、熱や紫外線や電子線や放射線で硬化する透明な硬化性樹脂（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）が挙げられる。

（配線ライン形成工程）
画像表示領域１３に透明導電膜１２を形成した後は、図５（ｂ）に示されるように、低抵抗配線パターン形成領域１５の絶縁基板１１上に、透明導電膜１２の導電部Ｃに電気的に接続する前記配線ライン１４を形成する。詳しくは、配線ライン１４は、低抵抗配線パターン形成領域１５における絶縁基板１１上、及び、透明導電膜１２の導電部Ｃ上の一部（周縁端部）に、ペースト状のＡｇやＣｕからなる導電性金属材料を印刷又は蒸着し形成されている。

（保護膜形成工程）
次いで、図５（ｃ）に示されるように、少なくとも透明導電膜１２上に、絶縁性の保護膜（絶縁膜）１６を形成する。図示の例では、透明導電膜１２及び配線ライン１４を覆うように絶縁基板１１上の全体に、粘着材１７を介してＰＥＴフィルム１８が設けられて、カバーフィルムとしての保護膜１６が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る導電パターン形成基板１０の製造方法及びこれにより製造される導電パターン形成基板１０によれば、まず製造の初期段階で、絶縁基板１１上の全体（画像表示領域１３及び低抵抗配線パターン形成領域１５）に基礎膜ａを形成している。そして、この絶縁基板１１上において、操作者から視認されない低抵抗配線パターン形成領域１５については、フォトリソプロセスを用いて基礎膜ａを広範囲かつ迅速に除去するので、作業性がよい。

一方、絶縁基板１１上において、操作者から視認される画像表示領域１３については、レーザ光Ｌを照射することにより導電パターンを形成して、透明導電膜１２としている。詳しくは、透明導電膜１２の透明基体２において、導電性を有する網状部材３の配置領域が導電部Ｃとされ、網状部材３が除去されて形成された空隙５の配置領域が絶縁部Ｉとされている。すなわち、導電部Ｃにおいては、金属からなる網状部材３により導通が確保されており、絶縁部Ｉにおいては、網状部材３が除去されて形成された空隙５により電気的な絶縁状態が確実に得られるようになっている。

つまり、従来の透明導電膜では、透明基体２内に分散されて互いに電気的に連結された金属ナノワイヤ等からなる網状部材３が、導電部Ｃのみならず絶縁部Ｉにも残っていた（絶縁部Ｉに、分断された状態の網状部材３を積極的に残留させて、パターンが視認されにくいようにしていた）ことから、該絶縁部Ｉにおいて確実に絶縁を行うことは難しかった。
一方、本実施形態の構成によれば、絶縁部Ｉの網状部材３（金属極細繊維４）が空隙５に置き換わるように除去されていて、絶縁部Ｉと導電部Ｃとでは互いに化学的組成が異なっている。これにより、絶縁部Ｉが確実に絶縁されることから、透明導電膜１２における電気的特性（性能）が安定するとともに、製品（入力装置）としての信頼性が高められている。

さらに、絶縁部Ｉにおいては、網状部材３が除去されて該網状部材３（金属極細繊維４）に相当（対応）する形状の空隙５が形成されている。すなわち、このような空隙５が形成されていることによって、導電部Ｃと絶縁部Ｉとは、互いに色調や透明性が近似することになり、肉眼等によっては互いに判別（視認）されなくなっている。よって、絶縁部Ｉの幅を大きく形成しても導電パターン（配線パターン）が視認されるようなことがない。

また、網状部材３は、透明基体２内に分散されて互いに電気的に連結された金属極細繊維４からなるので、この網状部材３は、市販の金属ナノワイヤや金属ナノチューブ等の金属極細繊維４を用いて比較的容易に形成できる。

さらに、本実施形態のように、金属極細繊維４に銀を主成分としたものを用いた場合、該金属極細繊維４を比較的容易に入手して網状部材３として用いることができる。また、絶縁部Ｉの網状部材３（金属極細繊維４）をレーザ加工により除去する際に、市販の一般的なレーザ加工機で対応可能である。また、銀を主成分とする金属極細繊維４は、光線透過率が高く、かつ、表面抵抗率が低い無色透明の導電パターンを形成できることから、より好ましい。

具体的に、この導電パターン形成基板１０の製造方法によれば、レーザ光Ｌとして、例えばＹＡＧレーザやＹＶＯ_４レーザ等の一般的なパルス状レーザを用いて、精緻な導電パターンを有するとともに外観に優れた導電パターン形成基板１０を容易に製造できる。

また、基礎膜ａのレーザ加工においては、集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを、基礎膜ａから離れた位置に設けて、詳しくは、焦点Ｆを基礎膜ａと集光レンズ４２との間に設けてレーザ光Ｌを照射するので、絶縁基板１１に当たるレーザ光Ｌのスポット径は、基礎膜ａに当たるレーザ光Ｌのスポット径より大きくなる。これにより、基礎膜ａにおいてはレーザ光Ｌのエネルギ密度を確保して絶縁部Ｉを確実に形成しつつ、絶縁基板１１においてはレーザ光Ｌのエネルギ密度を低減させて、該絶縁基板１１の損傷を防止できる。

また、レーザ光Ｌを基礎膜ａ上に照射した照射スポットが、点状ではなく面状に形成されるため、基礎膜ａを加工しつつも絶縁基板１１に影響を与えないような照射エネルギ密度の制御が、従来の方法に比較して容易となる。さらに、基礎膜ａに対して線幅の太い絶縁パターンを一括して描画することが可能になり、所謂塗りつぶし加工が容易になるとともに、前記絶縁パターンの幅を大きく取ることができることから、絶縁部Ｉの絶縁性が向上する。

また、レーザ光Ｌを、基礎膜ａ上にスポットの位置を移動させながら断続的に複数回照射するとともに、隣り合うスポットの位置同士を重複させて絶縁部Ｉを形成するので、高精度で電気的特性に優れ、外観の良い導電パターンを備えた透明導電膜１２及び導電パターン形成基板１０が得られる。

また、基礎膜ａの透明基体２と絶縁基板１１とが、互いに同一材料又は同一系統の樹脂材料からなる場合には、下記の効果を奏する。すなわち、基礎膜ａの透明基体２におけるレーザ光Ｌの吸光度と、絶縁基板１１におけるレーザ光Ｌの吸光度とが互いに略同一となることから、基礎膜ａにおけるレーザ光Ｌのエネルギ密度を十分に確保しつつも、絶縁基板１１におけるレーザ光Ｌのエネルギ密度を低減でき、前述した効果が確実に得られることになる。また、絶縁基板１１上に基礎膜ａ（透明導電膜１２）が強固に接着しやすくなる。

また、網状部材３が、絶縁基板１１上に金属極細繊維４を含むインク（液体）を塗布する過程を経て、該絶縁基板１１上に金属極細繊維４が分散配置されることにより形成されている。また、このように絶縁基板１１上に分散配置された金属極細繊維４同士の間に、液状の透明基体２（液状部材）を充填した後硬化させることにより、網状部材３は透明基体２内に保持されるので、下記の効果を奏する。すなわち、絶縁基板１１上の基礎膜ａ内に、網状部材３を容易に設けることができるとともに、該網状部材３を構成する金属極細繊維４同士が電気的に確実に連結されて、導電部Ｃの電気的特性が安定する。また、網状部材３が透明基体２により安定して保持されるので、前述の電気的特性が長寿命化する。

また、配線ライン１４が、導電性金属材料を印刷又は蒸着し形成されているので、該配線ライン１４が透明導電膜１２の導電部Ｃと外部回路とを低抵抗に確実に接続して、電気的な信頼性が確保されている。また、配線ライン１４が目視で確認できるので、製造時の異常等について容易かつ早期に発見できる。

また、少なくとも透明導電膜１２上に、絶縁性の保護膜１６が形成されているので、該透明導電膜１２が外気、水分に接触するようなことがなく、この接触によるマイグレーションや劣化を確実に防止できる。本実施形態のように、保護膜１６を絶縁基板１１上の全域に設けた場合には、透明導電膜１２のみならず配線ライン１４のマイグレーションや劣化をも防止できより好ましい。

このように、本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法及びこれにより作製された導電パターン形成基板１０によれば、低抵抗配線パターン形成領域１５の形成に手間がかからず製造が容易であり、画像表示領域１３においては導電パターンが視認されにくく外観に優れた高品位な透明導電膜１２を形成できるとともに、該透明導電膜１２の絶縁部Ｉの絶縁性が十分に確保され、電気的な信頼性が向上するのである。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法について、図７及び図８を参照して説明する。尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の導電パターン形成基板の製造方法では、フォトリソグラフィ工程と透明導電膜形成工程との順序が、第１実施形態とは異なっている。尚、本実施形態により製造される導電パターン形成基板１０の構成については、前述した第１実施形態と同一である。
第２実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法は、下記のとおりである。

（基礎膜形成工程）
図７（ａ）に示されるように、まず、絶縁基板１１上の画像表示領域１３及び低抵抗配線パターン形成領域１５に、透明基体２内に網状部材３が配置される基礎膜ａを形成する。

（透明導電膜形成工程）
次いで、図７（ｂ）に示されるように、基礎膜ａのうち画像表示領域１３に対応する部位にレーザ光Ｌを照射することにより、前記空隙５を形成するとともに絶縁部Ｉを形成して、該絶縁部Ｉと、該絶縁部Ｉ以外の部位である導電部Ｃと、を備えた透明導電膜１２とする。尚、この状態で、透明導電膜１２は、低抵抗配線パターン形成領域１５にも形成されている。

（フォトリソグラフィ工程）
次いで、フォトリソプロセスを用いて、絶縁基板１１上の基礎膜ａ（透明導電膜１２）のうち、低抵抗配線パターン形成領域１５に対応する部位を除去する。
詳しくは、まず、図７（ｃ）に示されるように、基礎膜ａ上の画像表示領域１３に対応する部位にマスク手段であるレジスト膜５０を形成する。
次いで、図８（ａ）に示されるように、基礎膜ａのうち低抵抗配線パターン形成領域１５に対応する部位をエッチングにより除去した後、レジスト膜５０を除去する。

（配線ライン形成工程）
次いで、図８（ｂ）に示されるように、低抵抗配線パターン形成領域１５の絶縁基板１１上に、透明導電膜１２の導電部Ｃに電気的に接続するように前記配線ライン１４を形成する。

（保護膜形成工程）
次いで、図８（ｃ）に示されるように、少なくとも透明導電膜１２上に、絶縁性の保護膜１６を形成する。

本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法及びこれにより製造される導電パターン形成基板１０によれば、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法について、図９を参照して説明する。尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の導電パターン形成基板の製造方法では、配線ライン形成工程が、前述の実施形態とは異なっている。尚、本実施形態により製造される導電パターン形成基板１０の構成については、前述した第１、第２実施形態と同一であるが、後述するように、隣り合う配線ライン１４同士の配置ピッチをより小さく精緻に形成することが可能である。
第３実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法は、下記のとおりである。

基礎膜形成工程、フォトリソグラフィ工程及び透明導電膜形成工程を行う。これら工程については前述と同様であるので、その説明を省略する。
これらの工程により、図９（ａ）に示されるように、低抵抗配線パターン形成領域１５の基礎膜ａは除去され、画像表示領域１３の基礎膜ａが透明導電膜１２とされている。

（配線ライン形成工程）
次いで、図９（ｂ）に示されるように、低抵抗配線パターン形成領域１５の絶縁基板１１上に、透明導電膜１２の導電部Ｃに電気的に接続する配線膜ｂを形成する。配線膜ｂは、ペースト状のＡｇ、Ａｌ及びＣｕ等からなる導電性金属材料を印刷又は蒸着し形成され、所望の複数の配線ライン１４を含むように面状に形成される。

次いで、図９（ｃ）に示されるように、配線膜ｂにレーザ光Ｌ２を照射し、該配線膜ｂにおいて、隣り合う配線ライン１４同士の間に対応する部分を除去することにより、所望の配線ライン１４を形成する。

配線膜ｂに照射するレーザ光Ｌ２のエネルギ密度及び単位面積あたりの照射エネルギは、レーザのパルス幅により異なる。
例えば、パルス幅が１〜１００ｎ秒のレーザ（ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザ）では、パルスエネルギ密度１×１０^１０〜１×１０^１２Ｗ／ｍ^２、単位面積あたりの照射エネルギは１×１０^４〜１×１０^６Ｊ／ｍ^２が好ましい。

このように、低抵抗配線パターン形成領域１５における絶縁基板１１上、及び、透明導電膜１２の導電部Ｃ上の一部（周縁端部）に、前記導電性金属材料を印刷又は蒸着し、レーザ光Ｌ２を照射してなる所望の形状の配線ライン１４が形成される。

（保護膜形成工程）
次いで、図９（ｄ）に示されるように、少なくとも透明導電膜１２上に、絶縁性の保護膜１６を形成する。

本実施形態の導電パターン形成基板１０の製造方法及びこれにより製造される導電パターン形成基板１０によれば、前述した第１、第２実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態の場合には、隣り合う配線ライン１４同士の配置ピッチをより小さく設定できる。すなわち、例えば従来のように、Ａｇのスクリーン印刷のみにより配線ライン１４を形成した場合、隣り合う配線ライン１４同士の配置ピッチ（絶縁部分の間隔）は０．３〜０．４ｍｍ程度が下限であり、それ以下に間隔を狭めることは難しかった。一方、本実施形態によれば、例えば０．０５ｍｍ程度まで配置ピッチを狭めることができる。
従って、低抵抗配線パターン形成領域１５の占有面積を縮小することが可能である。或いは、透明導電膜１２の導電パターンがより細分化された場合であっても、増加した導電部Ｃに対応して、所定の前記占有面積内において配線ライン１４を容易に増やすことができ、対応が容易である。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前述の実施形態では、絶縁基板１１が透明であることとしたが、絶縁基板１１にある程度の透明性を有した着色が施されていても構わない。

また、網状部材３は、透明基体２内に分散されて互いに電気的に連結された複数の金属極細繊維４からなることとしたが、本発明の参考例では、これに限定されるものではない。すなわち、網状部材３は、例えば、導電性を有する金属膜をエッチング等により格子状に形成してなるワイヤグリッドであることとしてもよい。

また、導電パターン形成基板１０には、粘着、反射防止、ハードコート及びドットスペーサなどの機能層を任意で付加することとしてもよい。
特に、ＹＡＧレーザやＹＶＯ_４レーザの基本波など波長が１０００ｎｍ近辺のレーザを用いるとともに、上記機能層として、アクリル系高分子素材を使用する場合には、外観特性の観点から、レーザ照射後に機能層を設けることが好ましい。

また、前述の実施形態では、透明導電膜形成工程において、レーザ光Ｌの焦点Ｆを基礎膜ａと集光レンズ４２との間に配置することとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、レーザ光Ｌの照射によって、透明基体２内の網状部材３が除去されることにより空隙５が形成されればよいことから、この条件を満たすものであれば、例えば焦点Ｆを基礎膜ａ上に配置しても構わない。

また、前述の実施形態では、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザを用いて基礎膜ａにレーザ光Ｌを照射することとしたが、レーザ加工装置の種類は前述のものに限定されない。すなわち、レーザ光Ｌの照射によって前記空隙５を形成できるものであればよいことから、ＹＡＧレーザ及びＹＶＯ_４レーザ以外の周知のレーザ加工装置を用いても構わない。

また、前述の実施形態では、マスク手段としてレジスト膜５０を用いたが、それ以外の例えば金属膜等を用いても構わない。

また、少なくとも透明導電膜１２上を被覆する絶縁膜として、保護膜１６を用いることとしたが、絶縁膜は透明導電膜１２（及び配線ライン１４）と外部とを絶縁することができればよいことから、前述した透明導電膜１２を保護する目的に限定されない。すなわち、例えば、この絶縁膜上にさらに他の透明導電膜や絶縁基板を積層した構成であっても構わない。

また、保護膜（絶縁膜）１６は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、前述した基礎膜形成工程、透明導電膜形成工程、及び、保護膜形成工程をそれぞれ示しており、これらは前述したものと同一である。ここで、図１０（ｄ）に示される保護膜形成工程は、図１０（ｃ）の変形例であって、この図１０（ｄ）においては、前記保護膜１６の代わりに、絶縁性の保護膜（絶縁膜）１９を用いている。

図１０（ｄ）に示される導電パターン形成基板１０において、少なくとも透明導電膜１２上には、紫外線、熱、電子線、放射線等により硬化する性質の硬化性樹脂からなる保護膜１９、又は、ＳｉＯ_２からなる保護膜１９が形成されている。硬化性樹脂からなる保護膜１９は、透明導電膜１２上に、例えば塗工・硬化して形成できる。ＳｉＯ_２からなる保護膜１９は、透明導電膜１２上に、例えばスパッタリングして形成できる。保護膜１９が形成されていることにより、前述した保護膜１６と同様に、透明導電膜１２が外気、水分に接触するようなことがなく、この接触によるマイグレーションや劣化を確実に防止できる。
また、保護膜１６、１９をハードコート層としても構わない。

その他、本発明の前述の実施形態等で説明した構成要素を、適宜組み合わせても構わない。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前述の構成要素を周知の構成要素に置き換えることも可能である。

２ 透明基体
３ 網状部材
４ 金属極細繊維
５ 空隙
１０ 導電パターン形成基板
１１ 絶縁基板
１２ 透明導電膜
１３ 画像表示領域（表示領域）
１４ 配線ライン
１５ 低抵抗配線パターン形成領域（配線領域）
１６、１９ 保護膜（絶縁膜）
５０ レジスト膜（マスク手段）
ａ 基礎膜
Ｃ 導電部
Ｉ 絶縁部
Ｌ レーザ光

Claims (5)

1. 絶縁基板上に、透明導電膜が形成される表示領域と、配線ラインが形成される配線領域と、を備えた導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記透明導電膜には、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する金属からなり、導電性の２次元ネットワークを構成する網状部材が配置される導電部と、前記透明基体内の前記網状部材が除去されることにより形成された空隙が配置される絶縁部と、が設けられており、
   前記絶縁基板上の前記表示領域及び前記配線領域に、前記透明基体内に前記網状部材が配置される基礎膜を形成する工程と、
   前記基礎膜上の前記表示領域に対応する部位にマスク手段を形成して、前記基礎膜のうち前記配線領域に対応する部位をエッチングにより除去する工程と、
   前記基礎膜のうち前記表示領域に対応する部位にレーザ光を照射することにより、前記空隙を形成して、前記透明導電膜とする工程と、
   前記配線領域の前記絶縁基板上に、前記透明導電膜の導電部に電気的に接続する前記配線ラインを形成する工程と、を備え、
   前記基礎膜のうち前記表示領域に対応する部位にレーザ光を照射することにより、前記空隙を形成して、前記透明導電膜とする工程では、レーザ光として短パルスのパルス状レーザを照射して前記網状部材の金属極細繊維を蒸発させて除去することで、除去される金属極細繊維の相当位置に対応して、空隙を形成することを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
2. 請求項１に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   少なくとも前記透明導電膜上に、絶縁膜を形成する工程を備えたことを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記マスク手段として、レジスト膜を用いることを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
4. 絶縁基板上に、透明導電膜が形成される表示領域と、配線ラインが形成される配線領域と、を備えた導電パターン形成基板であって、
   前記透明導電膜には、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する金属からなり、導電性の２次元ネットワークを構成する網状部材が配置される導電部と、前記透明基体内の前記網状部材が除去されることにより形成された空隙が配置される絶縁部と、が設けられており、
   前記配線ラインは、前記絶縁基板上に導電性金属材料を印刷又は蒸着し形成されているとともに、前記透明導電膜の導電部に電気的に接続され、
   前記空隙は、前記透明導電膜の前記絶縁部に対応する部位に、レーザ光として短パルスのパルス状レーザを照射して前記網状部材の金属極細繊維を蒸発させて除去することで、除去される金属極細繊維の相当位置に対応して形成されていることを特徴とする導電パターン形成基板。
5. 請求項４に記載の導電パターン形成基板であって、
   少なくとも前記透明導電膜上には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする導電パターン形成基板。