JP5648993B2 - 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層（透明導電膜）を形成した導電性基板を有する入力装置が設置されている。
入力装置の導電性基板の透明導電層を構成する材料としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や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）が広く知られている。

ところで、タッチパネル用入力装置に使用される導電性基板においては、回路パターンやアンテナアレイパターンを形成することがある。
パターンの形成方法としては、例えば、特許文献１には、透明基材の表面の全面に、塗工により透明導電層を形成した後、ＣＯ_２レーザやＱスイッチを利用したパルス幅１００ｎ秒程度のＹＡＧレーザを照射して、絶縁にする部分の透明導電層をアブレーションにより除去する方法が開示されている。
特許文献２、３には、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等の印刷により透明基材の表面に導電部を所定のパターンで形成する方法が開示されている。
特許文献４には、透明基材の表面の全面に、塗工により透明導電層を形成した後、プラズマエッチングにより、絶縁にする部分の透明導電層を除去する方法が開示されている。
特許文献５には、バインダ（樹脂）中に金属ナノワイヤ（金属極細繊維）を分散させ硬化してなる透明導電膜に、レーザを照射して絶縁化し、導電パターンを形成する技術が開示されている。尚、透明導電膜から外部へ突出した金属ナノワイヤはレーザで除去することとしている。
特許文献６には、タッチパネル用ＩＴＯ蒸着基板に対して紫外線レーザを使用し、ビーム径とレンズの焦点距離を制御し、集光エリア内の加工幅を制御することで１０μｍ程度の微細なアブレーションにより微細パターンを形成する技術が開示されている。

特開２００４−１１８３８１号公報 特開２００５−５２７０４８号公報 特開２００８−３０００６３号公報 特開２００９−２６６３９号公報 特開２０１０−４４９６８号公報 特開２００８−９１１１６号公報

ところで、透明導電層にレーザ光を照射して、絶縁部を形成するとともに導電パターンを形成する場合、該透明導電層を支持する絶縁基板に対するレーザ光のエネルギ密度も比較的高くなって、絶縁基板が損傷するおそれがあった。絶縁基板が損傷すると、導電パターンが視認されてしまうことから、外観上好ましくない。
そこで、例えばレーザ光のエネルギ密度を低減させて透明導電層に照射することが考えられるが、この場合、絶縁部の絶縁性が十分に確保できないおそれがある。

また、特許文献６においては、加工に高次高調波を利用した紫外線レーザを使用する必要があり、また、アブレーション領域の幅を制御する目的で、レーザビーム径やズームレンズ焦点距離を調整するため、市販の一般的なレーザ加工機では対応が難しいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、導電パターンが視認されにくく、かつ、安定した電気的特性を有する導電パターン形成基板を、一般のレーザ加工機を用いて容易に製造でき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する。

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、及び、前記絶縁基板の少なくとも一方の面に設けられ、導電性を有する無機物のネットワーク部材を含む透明導電層を備えた導電性基板に、集光手段を介してレーザ光を照射することにより、前記透明導電層に絶縁部を形成する導電パターン形成基板の製造方法であって、前記透明導電層は、絶縁性を有する透明基体内に前記ネットワーク部材が保持されて形成されており、前記透明導電層から離れた位置に前記集光手段の焦点を設けて、前記レーザ光を照射することにより、前記ネットワーク部材の少なくとも一部を除去することで、前記絶縁部を形成し、前記絶縁部を形成するときに、前記レーザ光を照射して前記ネットワーク部材を前記透明基体から蒸発させて除去することで、除去される前記ネットワーク部材の相当位置に対応して前記透明基体に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、前記レーザ光は、パルス状レーザであることとしてもよい。

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、前記導電パターン形成基板は、透明であることとしてもよい。

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、前記ネットワーク部材は、前記絶縁基板上に金属極細繊維を含む液体を塗布する過程を経て、該絶縁基板上に前記金属極細繊維が分散配置されることにより形成され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、前記透明基体は、前記絶縁基板上に分散配置された前記金属極細繊維の間に液状部材を充填した後硬化させることで形成され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、前記絶縁基板と前記透明基体とが、互いに同一材料又は同一系統の樹脂材料からなることとしてもよい。

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、前記焦点は、前記集光手段と前記透明導電層との間に設けられることとしてもよい。

また、本発明は、絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも一方の面に設けられ、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する無機物のネットワーク部材を含む透明導電層と、を備えた導電パターン形成基板であって、前記透明導電層には、該透明導電層から離れた位置に焦点が設けられた集光手段を介してレーザ光が照射されたことにより、前記ネットワーク部材の少なくとも一部が除去されてなる絶縁部が形成されており、前記絶縁部は、前記レーザ光を照射して前記ネットワーク部材を前記透明基体から蒸発させて除去することで、除去される前記ネットワーク部材の相当位置に対応して前記透明基体に形成された空隙を備えることを特徴とする。

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、導電パターンが視認されにくく、かつ、安定した電気的特性を有する導電パターン形成基板を、一般のレーザ加工機を用いて容易に製造できる。

本発明の一実施形態に係る導電パターン形成基板を用いた入力装置を簡略化して示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る導電パターン形成基板の透明導電層の網状部材（導電部）及びレーザ加工前の透明導電層を説明する拡大写真である。 図２の透明導電層にレーザ光を照射して、網状部材が除去されることにより形成された空隙（絶縁部）を説明する拡大写真である。 本発明の導電パターン形成基板の製造方法の一実施形態を説明する側面図である。 図４の導電パターン形成基板の製造方法の変形例を説明する側面図である。 導電性基板（導電パターン形成基板）の変形例（銀蒸着により透明導電層のネットワーク部材を形成したもの）であり、透明導電層の導電部及びレーザ加工前の透明導電層を説明する拡大写真である。 図６の導電性基板の透明導電層に、レーザ光を照射した照射領域（絶縁部）と、レーザ光を照射していない未照射領域（導電部）とを説明する拡大写真である。 本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法を用いて入力装置を製造する実施例（製造例）を説明する側面図である。 本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法を用いて入力装置を製造する実施例（製造例）を説明する側面図である。 本発明に係る導電パターン形成基板の製造方法を用いて入力装置を製造する実施例（製造例）を説明する斜視図である。

本発明の導電パターン形成基板の製造方法により作製される導電パターン形成基板は、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。

図１は、本発明の一実施形態に係る導電パターン形成基板の製造方法により作製した導電パターン形成基板１０を用いた入力装置１を示している。
入力装置１は、入力者側に配置された導電パターン形成基板１０と、この導電パターン形成基板１０に対向するように画像表示装置側に配置された導電パターン形成基板２０と、これらの間に設けられた透明なドットスペーサ３０とを備えた抵抗膜式タッチパネルである。

導電パターン形成基板１０は、透明な絶縁基板１１と、絶縁基板１１において少なくとも画像表示装置側を向く面に設けられた透明導電層１２と、を備えている。
導電パターン形成基板２０は、透明な絶縁基板２１と、絶縁基板２１において少なくとも入力者側を向く面に設けられた透明導電層２２と、を備えている。

絶縁基板１１、２１としては、絶縁性を有するとともに、表面に透明導電層１２、２２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、２１の形状としては、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。

この入力装置１を透明タッチパネルに使用する場合、絶縁基板１１、２１には、ガラス板やＰＥＴフィルム等が用いられる。また、入力装置１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、２１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（透明導電層）１２、２２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、画像表示装置側の絶縁基板２１としては、ドットスペーサ３０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、一対の導電パターン形成基板１０、２０の透明導電層１２、２２同士は、互いに接近した状態とされつつもドットスペーサ３０により間隔をあけられて対向配置されている。そして、導電パターン形成基板１０が入力者側から画像表示装置側へ向けて押圧された際に、該導電パターン形成基板１０の絶縁基板１１及び透明導電層１２が撓むとともに、該透明導電層１２が導電パターン形成基板２０の透明導電層２２に接触可能とされている。この接触により、電気的信号が生じるように構成されている。

また、図２に示すように、透明導電層１２、２２は、絶縁性を有する透明基体２内に導電性を有する無機物のネットワーク部材を含んでいる。すなわち、透明導電層１２、２２は、透明基体２内に前記ネットワーク部材が保持されて形成されている。詳しくは、透明導電層１２、２２は、前記ネットワーク部材として、導電性を有する金属からなる網状部材３を備えている。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（２１）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（２１）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（２１）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は透明導電層１２（２２）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、２１の表面（透明導電層１２、２２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（ネットワーク部材）は、絶縁基板１１、２１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、透明導電層１２、２２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、基本的には透明導電層１２、２２の表面（絶縁基板１１、２１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てもよい。

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、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、透明導電層１２、２２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２００ｎ秒以下に設定されることを指すが、好ましくはパルス幅は２０ｎ秒以下に設定され、さらに好ましくはパルス幅は１ｐ秒以下に設定される。

このパルス状レーザとしては、例えばパルス幅１ｐ秒未満の極短パルスレーザである、所謂フェムト秒レーザを用いることができる。また、パルス状レーザとして、フェムト秒レーザ以外のＹＡＧレーザ又はＹＶＯ_４レーザを用いてもよい。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（露出された面）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。

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（透明導電層１２、２２）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。

次に、本実施形態の導電パターン形成基板を製造する製造装置及び製造方法について説明する。
本実施形態で説明する導電パターン形成基板の製造方法では、絶縁基板１１（２１）の一方の面に形成された前記ネットワーク部材を含む透明導電層（導電パターン形成前の透明導電層）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。
尚、以下の説明において、レーザ加工前における絶縁基板１１（２１）と該絶縁基板１１（２１）の一方の面に形成された透明導電層ａとを有する積層体のことを、導電性基板Ａという。

まず、本実施形態の導電パターン形成基板の製造方法で使用する製造装置４０について説明する。図４に示すように、この製造装置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、導電性基板Ａが載置されるステージ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を介して透明導電層ａにレーザ光Ｌを照射して、該透明導電層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１ｐ秒未満の所謂フェムト秒レーザを用いた場合、加工により形成される絶縁部Ｉが視認されず好ましいが、それ以外の例えばパルス幅１〜２００ｎ秒のものであっても、条件設定次第でフェムト秒レーザに近い視認性、すなわち絶縁部Ｉが視認されないものを得ることができ、装置入手の容易さの点から望ましい。

集光レンズ４２の焦点Ｆは、透明導電層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、透明導電層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の製造方法では、集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを、透明導電層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が透明導電層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、透明導電層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（２１）上に設けられている場合、前述の設定によって、透明導電層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なっている。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（２１）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。

次に、前述した製造装置４０を用いた導電パターン形成基板の製造方法について説明する。
まず、ステージ４３の上面に導電性基板Ａを、透明導電層ａが絶縁基板１１（２１）より上に配置されるように載置する。ここで、導電性基板Ａとしては、絶縁基板１１（２１）と透明導電層ａの透明基体２とが、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（２１）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。
尚、本実施形態における導電性基板Ａ（導電パターン形成基板１０、２０）は、透明である。

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透明導電層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。

透明導電層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。
パルス幅が１ｐ秒未満のレーザ（例えばフェムト秒レーザ）では、エネルギ密度１×１０^１６〜７×１０^１７Ｗ／ｍ^２、単位面積あたりの照射エネルギは１×１０^５〜１×１０^６Ｊ／ｍ^２が好ましい。
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、エネルギ密度１×１０^１７〜７×１０^１８Ｗ／ｍ^２、単位面積あたりの照射エネルギは１×１０^６〜１×１０^７Ｊ／ｍ^２が好ましい。
すなわち、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。

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：透明導電層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（２１）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、透明導電層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、透明導電層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、透明導電層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層１２（２２）が形成されるとともに、導電性基板Ａが、導電パターン形成基板１０（２０）とされる。

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に導電性基板Ａ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、導電性基板Ａ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。

上記製造方法に使用される導電性基板Ａは、以下に示すものである。
導電性基板Ａの透明導電層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、透明導電層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。

また、図５は本実施形態の変形例であり、図示の例では、導電性基板Ａにおける絶縁基板１１（２１）の上下両面に、透明導電層ａが一対設けられている。この場合、集光レンズ４２として焦点距離ＦＬが５０ｍｍ以上で開口数が０．２未満のものを使用すると、レーザ光Ｌの広がりを小さくできる。そのため、レンズの位置調整が容易になるとともに、絶縁基板１１（２１）の両面におけるスポット径の差が小さくなり、両方の透明導電層ａに当たるエネルギ密度が略同等になるため、両面の透明導電層ａに同一の絶縁パターンを一括して形成させることができる。
また、絶縁基板１１（２１）の両面に形成された透明導電層ａのうち、片面側の透明導電層ａのみを絶縁化する場合には、集光レンズ４２として開口数が０．５より大きいものを使用することとしてもよい。

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（２０）の製造方法によれば、集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを、透明導電層ａから離れた位置に設けて、詳しくは、焦点Ｆを透明導電層ａと集光レンズ４２との間に設けて、導電性基板Ａにレーザ光Ｌを照射するので、絶縁基板１１（２１）に当たるレーザ光Ｌのスポット径は、透明導電層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、透明導電層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（２１）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（２１）の損傷を防止できる。

また、レーザ光Ｌを透明導電層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、透明導電層ａを加工しつつも絶縁基板１１（２１）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、透明導電層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、この導電パターン形成基板１０（２０）は、導電性を有する無機物（無機導電体）のネットワーク部材である網状部材３からなる導電部Ｃと、絶縁部Ｉとによって導電パターンが形成されているので、例えば有機導電体等からなる導電部Ｃ（導電パターン）を備えた導電パターン形成基板に対比して、光（紫外線）等による変質が生じにくく、長期に亘り安定した電気的特性を得ることができる。

そして、この導電パターン形成基板１０（２０）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（２０）を容易に製造できる。

このように、本実施形態に係る導電パターン形成基板１０（２０）の製造方法によれば、導電パターンが視認されにくく外観に優れ、かつ、安定した電気的特性を有する導電パターン形成基板１０（２０）を、一般のレーザ加工機を用いて容易に製造できるのである。

より詳しくは、このように作製された導電パターン形成基板１０（２０）においては、透明導電層１２（２２）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。

従来の透明導電層では、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にも残っていることから、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、該絶縁部Ｉが確実に絶縁されることから、透明導電層１２（２２）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１）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。

また、レーザ加工機（製造装置）４０として、パルス幅１ｐ秒未満の極短パルスレーザ（フェムト秒レーザ）を用いた場合には、レーザ加工後の導電パターン形成基板１０（２０）における導電パターン（絶縁パターン）を確実に目立たなくすることができるので、より望ましい。

このように、本実施形態で説明した透明導電層１２（２２）及びこれを用いた導電パターン形成基板１０（２０）によれば、導電パターンが視認されにくく、かつ、導電パターンにおける導電部Ｃが低抵抗とされつつも絶縁部Ｉでは確実に絶縁されて、安定した電気的性能を得ることができるのである。

また、本実施形態の導電パターン形成基板の製造方法では、導電性基板Ａにおける透明導電層ａの透明基体２と絶縁基板１１（２１）とが、互いに同一材料又は同一系統の樹脂材料からなることとしたので、下記の効果を奏する。すなわち、透明導電層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（２１）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、透明導電層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（２１）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（２１）上に透明導電層ａ（透明導電層１２（２２））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（２１）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（２１）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（２１）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（２１）上の透明導電層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、レーザ光Ｌを、透明導電層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及び導電パターン形成基板１０（２０）が得られる。

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、２１がともに透明であることとしたが、これら絶縁基板１１、２１のいずれか又は両方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、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、導電性を有する無機物のネットワーク部材として、前述の網状部材３の代わりに、例えば、膜状部材等からなるネットワーク部材を用いてもよい。具体的には、後述する実施例（製造例２）に示すようなネットワーク部材が採用可能である。

また、導電パターン形成基板１０、２０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。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

[製造例１]銀ナノワイヤ導電フィルム（導電パターン形成基板）の作製（本発明の実施例）
厚さ１００μｍの透明なポリエステル（ＰＥＴ）フィルム（絶縁基板１１、２１）に、Ｃａｍｂｒｉｏｓ社のＯｈｍ（商品名）インク（金属極細繊維４を含む混合液）を塗布乾燥後、紫外線硬化性のポリエステル樹脂インク（透明基体２）を上塗りして、乾燥・紫外線処理を施すことにより、ＰＥＴフィルム上に線径５０ｎｍ程度、長さ１５μｍ程度の銀繊維（金属極細繊維４）からなる導電性の２次元ネットワーク（網状部材３）を有する耐摩擦性の透明導電層ａを形成した（図２）。

この銀ナノワイヤ導電フィルム（導電性基板１０、２０）の透明導電層ａの表面抵抗は、２３０Ω／□、光線透過率は９５％であった。
次いで、この銀ナノワイヤ導電フィルムを、長さ２１０ｍｍ、幅１４８ｍｍの長方形に切断加工し、銀ナノワイヤ導電フィルム試験片とした。

[実施例１]
波長７５０ｎｍ、出力１０ｍＷ、パルス幅１３０ｆ秒、繰り返し周波数１ｋＨｚ、ビーム径５ｍｍのフェムト秒レーザ（製造装置４０）を用い、焦点距離ＦＬ＝１００ｍｍの集光レンズ４２とガルバノミラーを使用して、試験片を厚さ５ｍｍのガラス板上に、前記透明導電層がガラス板とは反対側を向くように載置し、該試験片における前記透明導電層の表面から集光レンズ４２側に向かって１．５ｍｍ離間した位置に集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆが設定されるように調整した後、集光点を１ｍｍ／秒で試験片の幅方向に横断させるように移動して、直線描画（絶縁パターンの形成）を行った。

[実施例２]
波長１０６４ｎｍ、出力１２Ｗ、パルス幅２０ｎ秒、繰り返し周波数１００ｋＨｚ、ビーム径６．７ｍｍのＹＶＯ_４レーザ（製造装置４０）を用い、焦点距離ＦＬ＝３００ｍｍの集光レンズ４２とガルバノミラーを使用して、試験片を厚さ５ｍｍのジュラコン（ポリプラスチックス株式会社・登録商標）板上に、前記透明導電層がジュラコン（登録商標）板とは反対側を向くように載置し、該試験片における前記透明導電層の表面から集光レンズ４２側に向かって３ｍｍ離間した位置に集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆが設定されるように調整した後、集光点を１００ｍｍ／秒で試験片の幅方向に横断させるように移動して、直線描画を行った。

[実施例３]
集光点の移動速度を３００ｍｍ／秒とした以外は実施例２と同様の条件として、同一箇所に繰り返し５回の直線描画を行った。

[比較例１]
集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを、前記透明導電層の表面上とした以外は実施例１と同様の条件として、直線描画を行った。

[比較例２]
集光点の移動速度を３００ｍｍ／秒とし、集光レンズ４２（レーザ光Ｌ）の焦点Ｆを前記透明導電層の表面上とした以外は実施例２と同様の条件として、直線描画を行った。

上記実験により得られた導電パターン形成基板について、テスタを用い、レーザ光Ｌを照射した部分を間に挟んで電気抵抗値を測定した。また、導電パターンの視認性（加工痕）を目視により評価した。評価結果を表１に示す。
尚、評価の基準（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、下記の通りとした。
Ａ：優良。電気抵抗値が１０ＭΩを超えて絶縁が確実になされており、かつ、導電パターンが全く視認できないもの。
Ｂ：良。電気抵抗値が１０ＭΩを超えて絶縁が確実になされており、かつ、導電パターンが殆んど視認できないもの（タッチパネルに組み上げた際に、実質的に加工痕が視認できないもの）。
Ｃ：可。電気抵抗値が１０ＭΩを超えて絶縁が確実になされているが、導電パターンが視認できるもの（タッチパネルに組み上げた際に、製品として用いることができる程度のレベル）。
Ｄ：不可。電気抵抗値が１０ＭΩ以下であり絶縁化が不十分のもの、又は、目視で確認できる程度に焼き焦げや穴あきが形成されたもの。すなわち、製品として使用できないもの。

表１に示す通り、製造例１を用いた実施例１〜３では、照射領域の透明性や色調等の変化は光学顕微鏡では確認できなかった（評価Ａ又はＢ）。そして、電子顕微鏡で照射領域を観察した際に、透明基体２から銀ナノワイヤのみが蒸発して空隙５が形成されていることが確認できた（図３）。特に実施例１では、評価Ａとなり、照射領域の変化が全く見受けられず、良好な結果が得られた。
一方、製造例１を用いた比較例１、２において照射領域を観察したところ、透明導電層自体がアブレーションによりＰＥＴフィルム上から除去されていることが確認された。そして、評価はＣとなり、導電パターンが視認された。

[製造例２]銀蒸着導電フィルム（導電パターン形成基板）の作製（本発明の実施例）
厚さ１００μｍの透明なＰＥＴフィルムの片面にシリコーンアクリルのハードコート層を設けたものを用意し、このハードコート層とは反対の面に、マグネトロンスパッタ装置により厚さ６０ｎｍの酸化亜鉛膜を形成した。次いで、その酸化亜鉛膜の表面に、マグネトロンスパッタ装置を用いて、厚さ２７ｎｍの銀膜を形成した。さらに、この銀膜の表面に、上記酸化亜鉛膜と同様にして、厚さ６０ｎｍの酸化亜鉛膜を形成した（図６）。これにより、ＰＥＴフィルム上に酸化亜鉛膜及び銀膜からなる導電性の２次元ネットワーク（膜状部材からなるネットワーク部材）を有する透明導電層が形成された。詳しくは、図６に示すように、銀蒸着層（銀膜）は、複数の粒状体が密集して連結されつつも、若干の隙間を設けるようにして形成されている。

この銀蒸着導電フィルムの透明導電層の表面抵抗は、９５Ω／□、光線透過率は８５％であった。
次いで、この銀蒸着導電フィルムを、長さ２１０ｍｍ、幅１４８ｍｍの長方形に切断加工し、銀蒸着導電フィルム試験片とした。
そして、前記試験片に、前述の実施例２、３及び比較例２の条件で直線描画を行ったところ、下記結果となった。

製造例２を用いた実施例２、３では、評価Ａ及びＢは得られなかったが評価Ｃがともに得られ、製品として用いることができるレベルであった。そして、照射領域（図７に符号ＬＩで示す照射エリア）において、ＰＥＴフィルムの表面の銀蒸着層が広範囲に除去されており、導電性を有する未照射領域（図７に符号ＵＩで示す未照射エリア）とは逆に、絶縁性が確保されていることが確認された。
一方、製造例２を用いた比較例２においては、目視で焼け焦げが確認され、製品として使用できない状態であった（評価Ｄ）。

[製造例３] タッチパネル（入力装置）の作製（本発明の実施例）
次に、本発明の導電パターン形成基板１０（２０）を用いたメンブレン式タッチパネル（配線基板）の製造例について説明する。

まず、導電性基板Ａの透明導電層ａ上に、スクリーン印刷で市販の銀ペーストを帯状に印刷し、コネクタパターンを形成した。そして、図８及び図１０に示すように、比較例１の条件で、透明導電層ａ上に目印としての「＋」マークを、５ｍｍピッチ、長さ１ｍｍのものを６個一列として、２５ｍｍ間隔を空けて２列マーキングし、入力エリアの目印とした。

次いで、図９及び図１０に示すように、「＋」マークを基点に、実施例１の照射条件で長さ３５ｍｍの線（レーザ光Ｌ）を６本照射し、入力エリア内の配線パターンとした。
次いで「＋」マークを基点に、比較例１の条件でコネクタパターンを横断する形で絶縁パターンを形成し、２５ｍｍ角の入力エリアを持つタッチパネル用配線基板を得た。尚、このタッチパネル用配線基板は一対用意し、テスタで確認したところ、これらタッチパネル用配線基板は、入力エリア端部における配線パターン間が絶縁状態であった。

次いで、スクリーン印刷を用いて、これらタッチパネル用配線基板のうち一枚に、「＋」マークを目印に直径３０μｍ、高さ８μｍのアクリル系樹脂からなるドットスペーサ３０を、１ｍｍピッチで複数形成した（図１参照）。

次いで、ドットスペーサ３０を形成したタッチパネル用配線基板と、ドットスペーサ３０を形成していないタッチパネル用配線基板とをそれぞれ所定の形状に切り出し、互いの透明導電層１２（２２）同士を対向配置するようにして、市販の両面粘着テープを用いて四辺を貼り合わせ、透明なメンブレン式タッチパネル（入力装置１）とした（図１参照）。

[評価]
このように製造されたタッチパネル１は、ドットスペーサ３０、配線パターンとも目に付かず、また、キーマトリクスとして機能することが確認された。

[製造例４]タッチパネルの作製（比較例）
予めドットスペーサ３０を印刷した導電性基板Ａに、製造例３と同様の条件でパターニングを行ったところ、ドットスペーサ３０が黒く変色したものが目視で確認された。

２ 透明基体
３ 網状部材（導電性を有する無機物のネットワーク部材）
４ 金属極細繊維
１０、２０ 導電パターン形成基板
１１、２１ 絶縁基板
１２、２２ 透明導電層
４２ 集光レンズ（集光手段）
Ａ 導電性基板（導電パターン形成前の導電パターン形成基板）
ａ 透明導電層（導電パターン形成前の透明導電層）
Ｃ 導電部
Ｆ 焦点
Ｉ 絶縁部
Ｌ レーザ光

Claims (8)

1. 絶縁基板、及び、前記絶縁基板の少なくとも一方の面に設けられ、導電性を有する無機物のネットワーク部材を含む透明導電層を備えた導電性基板に、集光手段を介してレーザ光を照射することにより、前記透明導電層に絶縁部を形成する導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記透明導電層は、絶縁性を有する透明基体内に前記ネットワーク部材が保持されて形成されており、
   前記透明導電層から離れた位置に前記集光手段の焦点を設けて、前記レーザ光を照射することにより、前記ネットワーク部材の少なくとも一部を除去することで、前記絶縁部を形成し、
   前記絶縁部を形成するときに、前記レーザ光を照射して前記ネットワーク部材を前記透明基体から蒸発させて除去することで、除去される前記ネットワーク部材の相当位置に対応して前記透明基体に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、
   前記レーザ光は、パルス状レーザである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、
   前記導電パターン形成基板は、透明であ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. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記ネットワーク部材は、前記絶縁基板上に金属極細繊維を含む液体を塗布する過程を経て、該絶縁基板上に前記金属極細繊維が分散配置されることにより形成されたことを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
5. 請求項４に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記透明基体は、前記絶縁基板上に分散配置された前記金属極細繊維の間に液状部材を充填した後硬化させることで形成されたことを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記絶縁基板と前記透明基体とが、互いに同一材料又は同一系統の樹脂材料からなることを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の導電パターン形成基板の製造方法であって、
   前記焦点は、前記集光手段と前記透明導電層との間に設けられることを特徴とする導電パターン形成基板の製造方法。
8. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の少なくとも一方の面に設けられ、絶縁性を有する透明基体内に導電性を有する無機物のネットワーク部材を含む透明導電層と、を備えた導電パターン形成基板であって、
   前記透明導電層には、該透明導電層から離れた位置に焦点が設けられた集光手段を介してレーザ光が照射されたことにより、前記ネットワーク部材の少なくとも一部が除去されてなる絶縁部が形成されており、
   前記絶縁部は、前記レーザ光を照射して前記ネットワーク部材を前記透明基体から蒸発させて除去することで、除去される前記ネットワーク部材の相当位置に対応して前記透明基体に形成された空隙を備えることを特徴とする導電パターン形成基板。