JP5951372B2 - タッチパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、透明フィルム基板10上に、下地層(絶縁性薄膜)21および透明電極層22を順に有する透明電極付き基板を示している。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、透明電極付き基板の製造方法に沿って説明する。本発明の製造方法では、透明フィルム基板上にハードコートなど透明誘電体層を備える透明フィルム基板10が用いられる(基板準備工程)。透明フィルム基板10にスパッタリング法により透明電極層が形成され(製膜工程)、その後、透明電極層が結晶化される(結晶化工程)。一般に、酸化インジウムを主成分とする非晶質の透明電極層を結晶化するためには、150℃程度の高温での加熱が必要である。
透明フィルム基板10を構成する透明フィルムは、少なくとも可視光領域で無色透明であり、透明電極層形成温度における耐熱性を有していれば、その材料は特に限定されない。透明フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフテレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。中でも、ポリエステル系樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましく用いられる。
透明フィルム基板10の透明誘電体層20上に、スパッタリング法により透明電極層22が形成される。スパッタ電源としては、DC,RF,MF電源等が使用できる。スパッタ製膜に用いられるターゲットとしては金属、金属酸化物等が用いられる。特に、酸化インジウムと酸化スズまたは酸化亜鉛を含有する酸化物ターゲットが好適に用いられる。酸化物ターゲットは、酸化インジウムを87.5重量%〜95.5重量%含有するものが好ましく、90重量%〜95重量%含有するものがより好ましい。また、酸化物ターゲットは、酸化インジウム以外に、酸化スズまたは酸化亜鉛を4.5重量%〜12.5重量%含有するものが好ましく、5重量%〜10重量%含有するものがより好ましい。
非晶質の透明電極層が形成された基板は、結晶化工程に供される。結晶化工程では、当該基板が80〜170℃に加熱される。
本発明の透明電極付き基板は、ディスプレイや発光素子、光電変換素子等の透明電極として用いることができ、タッチパネル用の透明電極として好適に用いられる。中でも、透明電極層が低抵抗であることから、静電容量方式タッチパネルに好ましく用いられる。
(透明フィルム基板の作製)
透明フィルムとして、ウレタン系樹脂からなるハードコート層が両面に形成された厚み188μmの2軸延伸PETフィルム(熱収縮開始温度85℃、150℃30分加熱時の熱収縮率0.6%)が用いられた。このPETフィルムの一方の面上に、スパッタリング法により、シリコン酸化物(SiO2)からなる膜厚40nmの透明誘電体層が形成された。シリコン酸化物の組成をX線光電子分光法(XPS)で分析した結果、Si:Oの比は1.0:2.0となった。
酸化インジウム・スズ(酸化スズ含量5重量%)をターゲットとして用い、酸素とアルゴンの混合ガスを装置内に導入しながら、酸素分圧10×10-3Pa、製膜室内圧力0.5Pa、基板温度0℃、パワー密度4W/cm2の条件で、3nm製膜の膜厚となるよう製膜し、続けて酸素分圧5×10-3Pa、製膜室内圧力0.5Pa、基板温度0℃、パワー密度4W/cm2の条件で、スパッタリングが行われた。得られたITO層の膜厚は25nmであった。
この透明電極付き基板を、150℃で1時間静置後の抵抗率は3.2×10-4Ω・cm、表面抵抗は128Ω/□、キャリア密度は6.3×1020/cm3であり、顕微鏡観察によってほぼ完全に結晶化されていることが確認された(結晶化度100%)。
結晶化済みの透明電極付き基板に、ポジ型フォトレジスト(品名:TSMR−8900 東京応化製)をスピンコート法により5μmの厚みで塗布した。これを90℃に設定したホットプレート上でプリベークし、トータル78mJの照射量となるように露光した。この後、0.5重量%濃度水酸化ナトリウム水溶液に浸漬することで現像を行った。純水でリンスを行った後、エッチング液(品名:ITO−02 関東化学製)を用いてITOのエッチングを行った。純水でリンスを行った後、2重量%濃度水酸化ナトリウム水溶液でレジストの剥離を行い、純水でリンスし、乾燥した。
付着力の評価には、上記条件で透明電極付き基板の全面をエッチングしたものを用いた。すなわち、上記パターニング工程の「エッチング」以降のみを実施したものを用いた。OCA(品名:8146−2 3M製)を挟んでラミネートした。
シリコン酸化物層の製膜条件を、実施例1より酸素過剰の状態で製膜し、XPS測定でSi:O比が1.0:2.2となるようにして40nmのシリコン酸化物層を形成した。その上に実施例1と同様にして透明電極層の形成〜付着力確認を実施した。結果、フィルムの剥離は発生しなかった。
シリコン酸化物層の製膜条件を実施例2と同様にし、その上に透明電極層(5%ドーピングITO)を酸素分圧5×10-3Pa、製膜室内圧力0.5Pa、基板温度0℃、パワー密度4W/cm2の条件で製膜した。ITOの膜厚は25nmとした。以降の付着力評価までは実施例1と同様に実施した。結果、フィルムの剥離は発生しなかった。
シリコン酸化物層の製膜条件を実施例1と同様に、さらにその上の透明電極層の製膜条件を実施例3と同様にして透明電極付き基板を形成した。付着力評価まで実施した結果、フィルムはOCAから剥離した。
21 透明誘電体層
22 透明電極層
31 導電性部(パターニング後)
32 非導電性部(パターニング後)
Claims (7)
- 透明フィルム基板上に、少なくとも一層の絶縁性薄膜と、導電性微粒子からなる透明電極層とが順に製膜された透明電極付き基板を備えたタッチパネルにおいて、
前記透明電極層はエッチングされていない導電性部と一部がエッチングされた非導電性部とからなるパターン形状を有しており、
前記非導電性部には前記絶縁性薄膜上に1平方マイクロメートルあたり2〜30個の導電性微粒子が残されていることを特徴とするタッチパネル。 - 前記絶縁性薄膜は、酸化ケイ素を主成分としたものである請求項1に記載のタッチパネル。
- 前記導電性微粒子は、前記透明フィルム基板に平行な面方向における長さの最大値が40〜200nmである請求項1又は2に記載のタッチパネル。
- 前記導電性微粒子が、単独または10個以下の集合体からなる多角形状のものである請求項1〜3のいずれかに記載のタッチパネル。
- 前記非導電性部における前記導電性微粒子を含まない線上で解析した算術平均表面粗さRa(I)が0.6〜0.9nmである請求項1〜4のいずれかに記載のタッチパネル。
- 前記非導電性部における前記導電性微粒子を含む線上で解析した算術平均表面粗さRa(S)が1.0〜2.4nmである請求項1〜5のいずれかに記載のタッチパネル。
- 透明フィルム基板上に少なくとも一層の絶縁性薄膜と透明電極層とをそれぞれスパッタリング法によって積層した透明電極付き基板を備えたタッチパネルの製造方法において、
前記透明電極層にエッチングにより導電性部と非導電性部とからなるパターン形状をする際、前記非導電性部に1平方マイクロメートルあたり2〜30個の導電性微粒子を残すことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
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