JP5833747B2 - 両面パターン化透明導電膜及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、透明導電膜及び製作技術に関し、より具体的には、両面パターン化透明導電膜及びその製造方法に関する。

透明導電膜は、良好な導電率及び可視光において高い透過率を有するシートである。現在、透明導電膜は、フラットパネル・ディスプレイ、光起電力素子、タッチパネル、及び電磁シールドなどの分野で広く使用されており、従って、非常に広い市場規模を有している。

ＩＴＯが、透明導電膜の市場の中心となっている。タッチスクリーン等の最も実用的な適用において、ＩＴＯは、使用前に透明導電膜をパターン化するために、露光、イメージング、エッチング及び洗浄工程を必要とすることが多い。これと比較すると、印刷方法又は銀塩法を用いて基板の指定された領域上に金属グリッドを直接形成することで、パターン化工程を省略することができ、従って、汚染が少なく低価格であるといった幾つかの利点がある。優れた性能を有するパターン化可撓性透明導電膜が、日本国の会社である大日本印刷、富士フィルム及びグンゼ、並びに独国の会社であるＰｏｌｙＩＣによる印刷方法を用いて得られている。中でも、ＰｏｌｙＩＣにより得られる膜は、１５μｍの図形解像度、０．４Ω／ｓｑ−１Ω／ｓｑの表面抵抗、及び８０％を超える光透過率を有する。

埋め込みパターン化金属グリッドに基づいた透明導電膜が開示され、ＰＥＴ基板を有する透明導電膜は、８７％を超える透過率を有し、ガラス基板を有する透明導電膜は、特に３μｍ未満の金属線の解像度を有するものでは、９０％を超える透過率及び１０Ω／ｓｑ未満の表面抵抗を有する。しかしながら、さらにコストを下げ、タッチモジュールをより薄くするために、多くのタッチスクリーン製造業者は、近年、両面パターン化透明導電膜の開発により注目している。

従来の埋め込みパターン化透明導電膜のトレンチは、インプリント技術によって形成される。従って、両面パターン化透明導電膜を製作するためには、大型のロールツーロール方式の両面位置合わせインプリント技術を開発することが不可欠であるが、これは今のところ十分に成熟していない。

従って、両面インプリントによって生じる位置合わせ問題を回避することができる、両面パターン化透明導電膜を提供することが望まれる。

本発明の１つの態様において、ロールツーロール方式のインプリント印刷工程が両面の位置合わせを必要とするという従来技術における技術問題を解決するために、両面パターン化透明導電膜及びその製造方法が提供される。

本発明の技術的解決法は、次の実施形態により達成される。

両面パターン化透明導電膜が、上面導電層と、下面導電層とを含む。上面導電層は、パターン化されたトレンチ・ネットワークであり、下面導電層は、全面トレンチ・ネットワークである。上面導電層のトレンチは導電材料で充填され、下面導電層のトレンチは導電材料で断続的に充填される。

さらに、トレンチ・ネットワークは、多角形トレンチを基本ユニットとして用いたトレンチの組み合わせであり、基本ユニットの形状は、正方形、矩形、円形、正六角形、正三角形、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

好ましい実施形態において、下面導電層のトレンチ内に断続的に充填される導電材料は、パターン化技術によって下面導電層のトレンチ内に断続的に出現する。

好ましい実施形態において、両面パターン化透明導電膜の上面導電層のトレンチ・ネットワークは、少なくとも２つのネットワーク密度を有する。

好ましい実施形態において、ネットワーク密度の少なくとも一方のネットワークは、９０％を超える相対透過率を有し、少なくとも一方のネットワークは８０％未満の相対透過率を有する。

好ましい実施形態において、両面パターン化透明導電膜の下面導電層のトレンチ・ネットワークの相対透過率は、９０％を超える。

両面パターン化透明導電膜を製造する方法は、
インプリント技術によって中間層の上面にパターン化トレンチ・ネットワークを定めるステップ１と、
インプリント技術によって中間層の下面に全面トレンチ・ネットワークを定めるステップ２と、
中間層の上面のトレンチ内及び下面のトレンチ内に導電材料を充填するステップ３と、
上面の位置合わせマークに従って、導電材料で充填された下面の非パターン化トレンチ・ネットワークをパターン化するステップ４と、
を含む。

好ましい実施形態において、インプリント技術は、高温インプリント又はＵＶインプリントである。

好ましい実施形態において、上面の位置合わせマークは、より大きいネットワーク密度を有する上面の区域であり、これは下面のトレンチ・ネットワークをパターン化するための位置合わせマークとして機能し、ネットワーク密度の少なくとも一方のネットワークは、９０％を超える相対透過率を有し、少なくとも一方のネットワークは、８０％未満の相対透過率を有する。

好ましい実施形態において、導電材料で充填された下面の非パターン化トレンチ・ネットワークをパターン化するステップは、ネガ型乾燥膜を下面に取り付けるステップと、上面の位置合わせマークを感光膜の位置合わせマークと位置合わせするステップと、ＵＶによってネガ型乾燥膜を露光させるステップと、ネガ型乾燥膜を現像液中で現像し、現像工程中露光した区域を保存し、露光していない区域を除去して、覆われた導電材料を露出させるステップと、両面透明導電膜を、導電材料のためのエッチング溶液中に浸漬して、露出した導電材料を除去するステップと、両面透明導電膜を除去剤中に浸漬してネガ型乾燥膜を除去し、導電層を露出させるステップとを含む。

好ましい実施形態において、導電材料は、スクレープ塗布又はインクジェット印刷によって充填される。

有利な効果
（１）本発明による両面パターン化透明導電膜は、高い解像度、透過率、独立して調整可能な表面抵抗、及び多くの他の利点を有するので、透明導電膜は、ＰＥＴのコストを節約することができる。

（２）本発明の製造方法によると、単一の可撓性基板の両面インプリントのために位置合わせは不要であり、従って、工程は単純かつ低コストであり、工業生産にとって有利である。

図面における構成要素は、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、代わりに、本発明の原理を明らかに示すことに重点が置かれている。本発明は、示される正確な配置及び手段に限定されることを意図しないことを理解すべきである。

本発明による両面パターン化透明導電膜の概略図である。 本発明による両面パターン化透明導電膜の下面のパターン化工程を示す概略図である。

本発明を図面と関連して以下にさらに説明する。しかしながら、当業者であれば、本発明から逸脱することなく、種々の変更及び修正を行い得ることを理解するであろう。

実施例１
図２（Ｆ）を参照すると、両面パターン化透明導電膜の実施形態が、上面導電層と、下面導電層とを含み、両面パターン化透明導電膜の上面導電層は、パターン化されたトレンチ・ネットワークであり、下面導電層は、全面トレンチ・ネットワークである。上面導電層のトレンチは、導電材料で充填され、下面導電層のトレンチは、導電材料で断続的に充填される。

両面パターン化透明導電膜の上面導電層のトレンチ・ネットワークは、２つのネットワーク密度を有し、一方のネットワークは９０％の相対透過率を有し、他方のネットワークは８０％の相対透過率を有する。両面パターン化透明導電膜の下面導電層のトレンチ・ネットワークの相対透過率は、９０％である。

図１（Ａ）を参照すると、ＵＶインプリント接着剤１２が、基板ＰＥＴ１１の２つの表面上に塗布される。基板ＰＥＴ１１の２つの表面は、粘着付与剤層で構成されるか、又は粘着付与剤で処理され、ＰＥＴ１１は１２５μｍの厚さを有する。ＵＶインプリント接着剤１２（Ｈ４５０ Ｔｅｘ）は、４μｍの厚さを有する。図１（Ｂ）を参照すると、インプリント技術によって、パターン化トレンチ・ネットワークが上面１２上に定められ、全面非パターン化トレンチ・ネットワークが、深さ２μｍ、幅２μｍのトレンチを有した状態で下面１２上に定められる。図１（Ｃ）を参照すると、スクレープ塗布によって、上面及び下面のトレンチ内にナノ銀インクが充填され、次いで焼結される。銀インクの固形分は３５％である。焼結温度は、１３５℃である。図１（Ｄ）を参照すると、上面の位置合わせマークに従って、下面のトレンチ・ネットワーク内の銀がパターン化される。

下面のパターン化技術は、当技術分野において非常に成熟した技術であり、詳細には説明しない。以下は例として説明する。

図２（Ａ）を参照すると、下面は導電材料で充填された全面トレンチ・ネットワークであり、上面は導電材料で充填されたパターン化トレンチ・ネットワークである。

図２（Ｂ）を参照すると、ネガ型乾燥膜２１（ＤｕＰｏｎｔ１５０５）が、下面に取り付けられる。図２（Ｃ）を参照すると、上面の位置合わせマークが、感光膜２３の位置合わせマークと位置合わせされ、次いで、ネガ型乾燥膜２１が紫外線光に露光される。図２（Ｄ）を参照すると、現像工程中、露光した区域は保存され、一方、露光していない区域は除去され、従って、ネガ型乾燥膜２１によって覆われた銀が露出される。現像剤は、１％の質量百分率を有するＮａ₂ＣＯ₃溶液である。図２（Ｅ）を参照すると、両面透明導電膜が銀エッチング溶液中に浸漬され、露出した銀を除去する。図２（Ｆ）を参照すると、両面透明導電膜が除去剤中に浸漬され、ネガ型乾燥膜を除去し、保護された銀を露出させる。除去剤は、２％の質量百分率を有するＮａ₂ＣＯ₃溶液である。

実施例１の両面透明導電膜の中間層は、上述の材料に限定されるものではなく、ガラス、石英、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等とすることができる。下面のパターン化技術は、上述の工程に限定されるものではなく、それが下面をパターン化できる限り、他の技術を実施することもできる。インプリント技術は、高温インプリント又はＵＶインプリントを含むことができる。導電材料は、スクレープ塗布又はインクジェット印刷によって充填することができる。本発明の導電材料は、銀に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、ポリマー導電材料等とすることができる。

本発明を構造的特徴及び／又は方法的行為に特有の語で説明したが、添付の特許請求の範囲で定められる本発明は、説明した特定の特徴又は行為に必ずしも限定されないことを理解すべきである。むしろ、特定の特徴及び行為は、請求される本発明を実施する例示的な形態として開示されたものである。

１１：ＰＥＴ
１２：ＵＶインプリント接着剤（上面導電層、下面導電層）
１３：導電材料
２１：ネガ型乾燥膜
２３：感光膜

Claims (5)

1. 両面パターン化透明導電膜を製造する方法であって、
   インプリント技術によって、中間層の上面にパターン化トレンチ・ネットワークを定めるステップ１と、
   インプリント技術によって、前記中間層の下面全面に非パターン化トレンチ・ネットワークを定めるステップ２と、
   前記中間層の前記上面の前記トレンチ内及び前記下面の前記トレンチ内に導電材料を充填するステップ３と、
   前記上面の位置合わせマークに従って、前記導電材料で充填された前記下面の前記非パターン化トレンチ・ネットワークをパターン化するステップ４と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記インプリント技術は、高温インプリント又はＵＶインプリントであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記上面の前記位置合わせマークは、より大きいネットワーク密度を有する前記上面の区域であり、これは前記下面の前記トレンチ・ネットワークをパターン化するための前記位置合わせマークとして機能し、前記ネットワーク密度の少なくとも一方のネットワークは、９０％を超える相対透過率を有し、少なくとも一方のネットワークは、８０％未満の相対透過率を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記導電材料で充填された前記下面の前記非パターン化トレンチ・ネットワークをパターン化するステップは、
   ネガ型乾燥膜を前記下面に取り付けるステップと、
   前記上面の前記位置合わせマークを感光膜の位置合わせマークと位置合わせするステップと、
   ＵＶによって前記ネガ型乾燥膜を露光させるステップと、
   前記ネガ型乾燥膜を現像剤中で現像し、前記現像工程中前記露光した区域を保存し、露光していない区域を除去し、前記覆われた導電材料を露出させるステップと、
   前記両面透明導電膜を、前記導電材料のためのエッチング溶液中に浸漬して、前記露出した導電材料を除去するステップと、
   前記両面透明導電膜を除去剤中に浸漬し、前記ネガ型乾燥膜を除去して、前記導電層を露出させるステップと、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. スクレープ塗布又はインクジェット印刷によって、前記導電材料を充填することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。

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