JP6445365B2 - 透視性電極、該透視性電極を用いてなるタッチパネル用位置検知電極、タッチパネル、及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
静電容量方式タッチパネルは、特定の電極パターンを形成し電極間の静電容量値の変化を検出して、指入力またはペン入力により押圧、接触、又は接近した位置を特定する構造となっている。この静電容量方式は、2面の電極をパターン化し、コントローラー(位置検知回路)にて押圧位置の静電容量変化を微弱な電流或いは電圧に変換して検出しようとするものである。従って、特に静電容量方式のタッチパネルに使用される電極としての導電性フィルムまたは導電性シートは、表面抵抗値が小さくかつ透明性が高いものが要求される。
これら特許文献1や特許文献2に記載の黒化層は、形成方法は特に限定されず、スパッタリング法やめっき法で形成されるとしてあるものの、具体的には、DCマグネトロンスパッタリング法による成膜が開示されており、この場合、成膜に時間がかかるという問題がある。
特許文献3においては、黒化層の好適な積層方法の例としては、メッキ処理とケミカルエッチング法が挙げられている。さらに、導電性金属部の一部を酸化処理若しくは硫化処理して黒色部を形成することができることも開示され、銅による導電性細線からなるパターンのセンサー電極アレイを、85℃の亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウムの水溶液に4分間浸漬(「酸化処理」)し、その後洗浄して、さらに還元剤として水素化ホウ素ナトリウムの水溶液に3分間浸漬(「還元処理」)して、洗浄する、2段階処理が提案されている。
しかしながら、この黒化処理方法においては、酸化処理が、85℃の亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウムの水溶液で行われるので、取り扱いに危険性を伴い、また処理時間も4分と長く、生産性が低い。
また、メッキ法においても、二段階処理を行っており、メッキ処理時間が長く要することや、二段階処理が煩雑であるなどの問題がある。
このような事情から、黒化処理においても、従来の電磁波シールド材等の黒化処理と比較してより厳しい条件が求められている。すなわち、パターンの幅がより狭く、厚みもより薄い導電層に黒化処理して黒化層を形成し、かつ、電極としての表面抵抗値も低い黒化処理されたタッチパネル用導電パターンを得るという課題があった。
この、フィルム(透明基材)の両面に電極パターンを設ける構造においては、
透明基材と導電材(銅層など)の貼合わせ面にも、外光の反射を防止するため黒化処理をする必要がある。このような積層体の具体例として、特許文献2には、黒化層1/金属層1/基材/黒化層2/金属層2をこの順で積層した積層体1が提案されており、2つの金属層が絶縁性の基材を挟んで配置されることで、表裏の黒化層、金属層、密着層のパターニングを一括で行うことができ、従来2枚の電極を貼り合せてなるタッチセンサーで問題となった貼り合わせのズレによるモアレ発生が防止できるとされている。
さらに、パターニングされた銅層の表面から多量の銅が溶解し、銅層の容積が減少する結果、得られる黒化処理後の電極の表面抵抗値が増大するという問題もあった。
さらに本発明者らは、該黒化層(以下、「第1黒化層」という。)が更にニッケル、コバルトおよび銀等の金属を含む場合には、それらの金属がスズと一緒に共析し、より黒い外観および導電性に優れる特性が得られることを、また、前記第1黒化層を有し、且つ、第1黒化層よりも先に形成された透明基材と銅層との間に存在する黒化層(以下、「第2黒化層」という。)に変褪色等の悪影響が生じていない透視性電極が得られることを見出し、本発明を完成させた。
(1)透明基材と、透明基材の少なくとも一方の面上にパターン状導電体を有する透視性電極であって、該パターン状導電体は、透明基材の面上に積層された銅層と銅層の少なくとも透明基材の反対の面に第1黒化層を備え、該第1黒化層が金属スズ、銅酸化物及び金属硫化物を含む化成皮膜であることを特徴とする透視性電極、
(2)前記該第1黒化層が、更にニッケル、コバルトおよび銀から選択される少なくとも1種の金属が含まれるものである前記(1)に記載の透視性電極。
(3)前記第1黒化層に含まれる金属硫化物が銅硫化物である前記(1)に記載の透視性電極、
(4)前記透明基材の両面上にパターン状導電体を有し、該パターン状導電体は、透明基材の視認側の面上に積層された銅層と、該銅層の透明基材と反対面及び両側面に形成された第1黒化層を備え、透明基材の視認側と反対の面上には、酸化銅(II)〔CuO〕及び窒化銅(CuN)の少なくともいずれかを含む第2黒化層と、銅層と、該銅層の透明基材側と反対面及び両側面に形成された第1黒化層を備える、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の透視性電極、
(5)前記第1黒化層中の金属スズの含有量が0.2〜30質量%である前記(1)〜(4)のいずれかに記載の透視性電極。
(6)前記第1黒化層中の金属硫化物の含有量が0.1〜40質量%である前記(1)〜(4)のいずれかに記載の透視性電極、
(7)前記第1黒化層の厚みΔtbが、50nm≦ Δtb≦ 250nm である前記(1)〜(6)のいずれかに記載の透視性電極、
(8)チタン、ニッケル、及びクロムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む密着層を、透明基材と銅層又は透明基材と第2黒化層の間に有する前記(1)〜(7)のいずれかに記載の透視性電極、
(9)前記(1)〜(8)のいずれかに記載の透視性電極を用いてなるタッチパネル用位置検知電極、
(10)前記(9)に記載のタッチパネル用位置検知電極を用いてなるタッチパネル、及び
(11)前記(10)に記載のタッチパネルを画像表示パネルの画像表示面上に配置してなる画像表示装置、
を提供するものである。
なお、以下、線条、メッシュ等の特定形状にパターン化されてなる形態を「層」、また、パターン化される前の全面にわたって形成されてなる形態を「膜」と呼称する。
図1は、本発明の透視性電極10の構成の一実施形態の例を示す模式図であり、第1黒化層2BLは、銅層2Cuの透明基材1と反対の面上のみに形成された図2(a)に示すいわゆる1面黒化層を有する形態の場合を示しているが、この形態に限定されるものではなく、図2(b)に示すように、透明基材1に予め第2黒化層2BL−2が形成された後に銅層2Cuが形成され、その上層に黒化層2BLaを形成した2面黒化層を有する形態としてもよいし、図2(c)に示すごとく、上層及び両側面に第1黒化層を黒化層2BLcとして形成した3面黒化層を有する形態であってもよい。さらに、図2(d)に示す如く、透明基材1に予め第2黒化層2BL−2が形成された銅層に第1黒化層を3面黒化層2BLcとして施して、いわゆる4面黒化層を有する形態であってもよい。
また、本発明の透視性電極は、例えば、図3に示すように透明基材1の両面にパターン状電極を設け、一方の面には3面黒化層、他方の面には4面黒化層を有する構成としてもよい。
このように、本発明の透視性電極は、銅層2Cuに対する黒化層形成の形態は特に限定されず、1面黒化層から4面黒化層のいずれの形態であってもよい。
なお、ここで、「N面黒化層」(Nは1、2、3、4の何れか)とは、パターン状導電体2、2’、2”の透明基材1表裏面の法線を含む断面(図1以下の各図面は、これに相当)において、銅層2Cuの周囲を構成する4角形の4辺のうちN辺が黒化層2BL、2BL−2等で被覆されている状態を言う。また、特に、第1黒化層が該断面4角形の1辺のみを被覆する形態を前記の通り1面黒化層2BLa(図2(a))、第1黒化層が該断面4角形の3辺を被覆する形態を前記の通り3面黒化層2BLc(図2(c))と呼称する。
これら透明基材の厚みは、20〜5000μm程度の範囲から、用途、要求性能、価格等に応じて適宜の厚みを選択する。
高い密着性が得られるという観点から、金属としては、ニッケルが好ましく、また、ニッケルの合金としては、ニッケル−クロム合金等が好ましい。
なお、透明基材1への密着膜の形成に先立って、透明基材面を、脱脂洗浄又はコロナ放電、グロー放電、フレーム(炎)、酸化剤等によって、物理的、化学的に前処理することが好ましい。
また1000nmを超える場合、かかる密着力向上効果は飽和し、余剰の密着層形成による材料費及び加工費の不必要な上昇を招く。
また、密着層には、銅層の幅より広幅に延びる延在部2eが存在することが、事後に貼り合わされる粘着剤層との密着性を向上させる観点から好ましい。
延在部2eは、図4に示すΔLが50〜1000nm、好ましくは100〜800nm、さらに、100〜500nmであることが特に好ましい。延在部ΔLが50〜1000nmであれば、粘着剤層との密着性が不足することなく、また、透視性電極の全光線透過率が低下してコントラストに悪影響を及ぼすこともない。
密着層は、透明基材に積層された密着膜のみを、前もってフォトエッチング法などの公知の方法でパターニングしてもよいが、密着膜に銅膜を積層した後に、銅膜および密着膜をパターニングして形成することが、延在部2eのΔLを制御する点で好ましい。
銅層(銅膜)の厚みは、タッチパネル用の透視性電極の場合には、0.1〜5μmが好ましく、0.5〜2μmであることが、軽量性、軽薄性、材料コストの観点からより好ましい。
本発明において、パターン状導電体2、2’、2”の平面視形状パターンは、使用目的等に応じて適宜パターンが選択される。
例えば、タッチパネルの位置検知電極に用いる場合は、タッチパネルの位置検知方式及び設計仕様に応じて、有効検知領域(activearea)内に所定の外輪郭線形状の電極パターンを配置してなる。該電極パターンとしては、有効検知領域を全面にわたって連続的に被覆する正方形、長方形等のパターン、検知領域内に細長い長方形を其の長辺を平行にして且つ互いに間隙を空けて多数配列した所謂ストライプパターン、或いは特定対角線方向に線分で連結された菱形等が挙げられる。そして、該電極パターンは銅層及び黒化層からなる不透明体の為、該電極パターンの外輪郭線形状内側は、更に、銅層及び黒化層が非形成の開口部を有する平行線群パターン、メッシュ状(網状乃至格子状)パターン等に区画されてなる。言葉を換えて言えば、パターン状導電体2、2’、2”の平面視パターンは、平行線群、メッシュ等の開口部を有する線状パターンの外輪郭形状がストライプ、長方形等とされた検知電極パターンから構成される。
該第1黒化層は、金属スズ、銅酸化物及び金属硫化物を含む化成皮膜であることを特徴としている。
第1黒化層2BLaを形成するには、銅膜(乃至これをメッシュ化した銅層)表面の外光反射による赤銅色の光沢が目視で視認されなくさせるに足りる銅酸化物及び金属硫化物を化成処理で形成しうる化合物からなる成分を含み、且つ、黒化層に必要な導電性を付加するに足りる金属スズを析出しうるスズ化合物からなる成分も含む黒化処理液の中から、加工適性、及び当該透視性電極の各種要求物性を満たす黒化層を形成できる黒化処理液を適宜選択すればよい。そのような黒化処理液とするための化合物として、例えば、Cu(NO3)2、CuSO4・5H2O等の銅化合物、SnSO4、SnCl2等のスズ化合物、及びチオ硫酸ナトリウム、チオ尿素、亜硫酸ナトリウム等の硫黄化合物が挙げられる。前記銅化合物、スズ化合物、及び硫黄化合物を、水を分散媒としてそれぞれ1種以上添加することによって黒化処理液とすることができる。また前記硫黄化合物は前記金属硫化物として銅硫化物を形成しうる。
なお、無電解めっきにおいて、銅に対する置換スズめっきでは、イオン化傾向において、銅が貴な金属、スズが卑な金属であるため銅によって、Snイオンを還元することはできないが、銅−チオ尿素錯体イオン等が生成可能なめっき液(黒化処理液)を使用することによってSnイオンの還元が可能となる。
本発明の透視性電極において、第1黒化層に含まれる金属硫化物は、黒色成分であって、黒化層の黒色外観に大きく寄与する。前記金属硫化物として銅硫化物が好ましい。より具体的には、銅層の表面には硫化銅、硫化銅(I)〔Cu2S〕および硫化銅(II)〔CuS〕などの他、適宜、許容不純物として、或いは黒色度や要求物性を調整する添加物として、各種元素を含んでいてもよい。例えば、CuS−Cu2S、NiS、SnS、Ag2S、CoS、Cu2S−NiS、CuS−NiS−SnS、CuS−CoS−Ag2S等の硫化物とすることができる。
さらに、第1黒化層に含まれる前記金属硫化物の含有量は、0.1〜40質量%であることが好ましく、1〜40質量%であることが特に好ましい。金属硫化物の含有量が0.1質量%以上であれば、第1黒化層の黒色外観と外光の反射を抑制する機能をより良好に発現できる。また、金属硫化物の含有量が40質量%以下であれば、相対的に金属成分が減少しやすくなることもなく、導電性が不充分となることがない。
これらの金属がスズ(Sn)と一緒に共析し、より黒い外観および導電性に優れる特性が得られる。
まず、黒化処理液に浸漬された未黒化パターン状導電体の銅層の表面で電気化学的な酸化還元が、(1)アノード側の酸化反応と(2)カソード側の還元反応から構成される。本発明に用いられる黒化処理においては、素材銅層がアノード、黒化処理液から析出したスズイオンが素材銅層の銅イオンと置換して金属スズとなり、これがカソードとなる。当該カソードは同時発生的に無数に発生するので、その対極となるアノードも周囲の銅表面上に無数に発生することになる。すなわち、ミクロのアノード、カソードが銅層の表面に無数に形成される。
そして、(1)アノード側の酸化反応と(2)カソード側の還元反応では以下の反応式で示される反応が生じるものと考えられる。
(1)アノード側の酸化反応
Cu →Cun+ +e- (i)〔n=1、2価:銅の溶解と銅イオンCun+の形成〕
Cu+TU →(CuTU)n++e- (ii) 〔TU=チオ尿素:硫黄化合物の一例として示す:銅−チオ尿素錯体イオン(CuTU)n+を形成する。〕
(2)カソード側の還元反応
M n+ + e- →M (iii) 〔M=Sn、Ni、Ag:金属置換反応〕
O 2+ e- →OH- (iv) 〔局部pH上昇〕
M n+ + OH →M(OH)n 又はMO (v) 〔M=Cu、Sn、Ni、Ag:金属水酸化物M(OH)n又は酸化物MOを析出〕
硫黄化合物の加水分解や還元反応でS2−が形成され、更に金属イオンと結合して金属硫化物MSを形成する。
TU +H2O +e- →S2- (vi)
S2- +M n+ →MS (vii)
この場合において、第2黒化層は、透明基材の所定の面に酸化銅(II)〔CuO〕及び窒化銅(CuN)の少なくともいずれかにより形成することが好ましく、例えばスパッタリング法やめっき法で形成することができる。
すなわち、従来の黒化処理においては、例えば、PET基材/第2黒化層(CuN又はCuO)/蒸着銅層(2μm)の構成において黒化処理液が銅層を通して第2黒化層に到達し、黒色CuN層が銅色に変化する現象(染み込みの褪色)があり、CuNが還元されてCuになるものと考えられる。
一方、本発明の透視性電極においては、CuN又はCuOより還元されやすい成分、例えば、チオ硫酸塩、高い価数の硫黄化合物が化成皮膜において優先的に還元されて黒色硫化物になることで、第2黒化層のCuN又はCuOの還元を抑えることができる。よって、第2黒化層の変褪色が抑制できるものと考えられる。
なお、厚みΔtbは、図1においてΔtbと示している部位の厚みであり、測定方法は後述する。
厚みΔtbが50nm以上であれば、銅層表面の赤色が影響することなく第1黒化層としての機能をより一層発現できる。また、厚みが250nm以下であれば、黒化処理において銅層の減容積が大きくなることがなく、導電性の低下や断線に繋がることがない。
本発明の第1黒化層の形成のための黒化処理は、前述のように、銅酸化物及び金属硫化物を形成しうる金属化合物からなる成分を含み、且つ、黒化層に必要な導電性を付加するに足りる量の金属スズを析出しうるスズ化合物からなる成分も含む黒化処理液の中から、加工適性、及び当該透視性電極の各種要求物性を満たす黒化層を化成皮膜として形成できる黒化処理液(水溶液)を適宜用いて行えばよい。
なお、本発明における化成皮膜は前記のように金属成分を含み、該金属成分は、本発明の化成皮膜を構成する一部である。
前記黒化処理液には必要に応じ、ニッケル塩、コバルト塩、及び銀塩からなる群より選択される1種以上を添加できる。また、無機酸や無機アルカリ成分の添加によるpH調整が可能である。
化成処理時における基材銅へのエッチングによる減容積低減のためには、黒化処理液中の塩素の含有量を減少させることが望ましい。
さらに、各成分を黒化処理液中で溶解安定化させるために、本発明の効果が得られる範囲内で、グルコン酸ナトリウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸二アンモニウムなどの有機酸塩や硝酸などを添加することもできる。
黒化処理液の温度は、20〜60℃が好ましく、さらに好ましくは30〜50℃である。黒化処理液の温度が、20℃より低いと黒化成分析出が悪くなって本発明の黒化層が得られないことがあり、また60℃より高いとスズが酸化して黒化処理の仕上げ色が不安定となることがある。
黒化処理液の接触時間は、10〜120秒間が好ましく、さらに好ましくは20〜60秒間である。10秒間より短いと黒化層が薄くなり、黒化外観が得られない場合があり、一方、120秒間より長いと、素材銅のエッチング量が増加し、抵抗が上昇したり、断線に繋がる場合がある。
(タッチパネル用位置検知電極)
本発明の透視性電極は、タッチパネル位置検知電極(センサー)として好ましく使用することができ、当該タッチパネル位置検知電極を含むタッチパネルは、携帯用小型端末、電子ペーパー、コンピュータディスプレイ、電子黒板、小型ゲーム機、現金自動支払機の表示面、乗車券自動販売機などの表示面等に装着されるタッチパネルとして好ましく使用することができる。なお、このような表示面の表示装置は、液晶表示装置(LCD)、プラズマ表示装置(PDP)、電場発光(EL)表示装置、陰極線管(CRT)表示装置、電気泳動表示装置等のいずれであってもよい。
本発明の透視性電極を積層してタッチパネルを構成するには接着剤を介して透視性電極同士或いは透視性電極とカバーガラス(タッチパネル及び画像表示パネルの表面を保護するガラス板)とを密着させ、固定する。
アクリル系粘着剤としては、例えば、水酸基含有モノマー0.1〜10質量%共重合してなる(メタ)アクリル系ポリマーが挙げられ、当該水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アクリル系粘着剤としては、共重合されるアルキル基を有するアクリル系モノマーが使用され、例えば、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、へプチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、本発明の透視性電極は、導電性でメッシュ等の線状パターに区画されて通常の視認条件下では視認不能或いは視認困難であり実質的に不可視性なので、タッチパネルセンサー以外の用途として、LCD、PDPなどの画像表示装置のディスプレイ前面、及び建築物や乗物の窓に貼付する電磁波シールド材として好ましく使用することができる。
さらに、本発明の透視性電極は、透明アンテナ用エレメントとして好ましく使用することができ、当該透明アンテナ用エレメントは、透視性と送受信機能の両機能を具備するため、各種の透明アンテナに利用できる。
当該透明アンテナは、透明性が要求される部位に取付けて好ましく使用することができる。特に携帯電話などモバイル通信機器のディスプレイ前面に取付けて地上波や衛星放送の受信に利用することができ、自動車、バス、トラック、鉄道車両、新交通システムの車両等の窓ガラスに取付けてGPS衛星の位置情報電波、テレビジョン、ラジオ、車輌無線等の電波の受信に使用でき、家屋並びに各種ビル、パーティションにおける窓ガラスに取付けて、地上波や衛星放送を受信するための建築物窓用透明アンテナ等として利用できる。
さらに、本発明の透視性電極は自動車等の車輌、建物、家電製品等の窓、或いは交通信号機の前面保護板(前面カバー)等の霜取り乃至防曇のために窓硝子板に設置される通電加熱用電極にも利用できる。
銅膜積層材A
透明基材1として、連続帯状で無着色透明な2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)11を用意し(図5(a))の表側とする面に、まず、スパッタリング法(DCマグネトロンスパッタリング法による。真空度:0.5Pa、ターゲット:ニッケル、ターゲット印加電圧:325V、導入ガス分率:アルゴン100%)にて厚み5nmのニッケル膜からなる密着膜12aを形成した(図5(b))。
次いで、抵抗加熱による真空蒸着法(真空度:3×10−3Pa)にて銅蒸着を行い、上記密着膜12aの上に厚み2μmの銅膜12Cuを形成した(図5(c))。
図3に示す透明基材の両面にパターン状導電体を形成するための銅膜を図6に示す手順で製造した。
透明基材1として、連続帯状で無着色透明な2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)21を用意し、図3の下側となる面に対応する銅膜積層材を作製するため、まず、スパッタリング法(DCマグネトロンスパッタリング法による。真空度:0.5Pa、ターゲット:ニッケル、ターゲット印加電圧325V、導入ガス分率:アルゴン100%)にて厚み5nmのニッケル膜からなる密着膜22aを形成した(図6(b2))。
次いで、第2黒化層(2BL−2)を形成するため、密着膜22aの下面側(図6(c2)では上面側)に下記の条件でDCマグネトロンスパッタ法にて、厚み40nmとなるように窒化銅からなる第2黒化膜(22BL−2)を成膜した(図6(c2))。
この際ニッケルターゲットに印加した電圧は500Vであり、ターゲットに対する電力密度は166.7kW/m2であった。スパッタリングガスとしては窒素100%ガスを用い、圧力が0.1Paとなるように流量を調整した。
次いで、第2黒化膜(22BL-2)の下面側に(図6(c2)では上面側)抵抗加熱による真空蒸着法(真空度:3×10−3Pa)にて銅蒸着を行い、厚み2μmの銅膜22Cuを形成した(図6(d2))。
銅膜積層材Bの構成は、上面側から、銅膜(22Cu−2)/密着層(22a)/透明基材21/密着膜(22a)/第2黒化膜(22BL−2)/銅膜(22Cu)である(図6(b3))。ここで、『A/B』はA層及びB層をこの順序で積層した積層体を現わすものとする。
得られた銅膜積層材Aについて、上記の密着膜12a/銅膜12Cu部分に対して、フォトリソグラフィー法を利用した腐食加工で、線条パターン状に加工し、透明基材1上に線条パターン状のニッケルからなる密着層2a及び銅層2Cuによる未黒化の線条パターン2が形成されたパターン状導電体を作製した(図5(g))。
まず、該積層体の銅膜12Cu表面の全体へ、カゼイン系の感光性ネガ型レジストからなる感光性のレジスト膜14(ドライレジストフィルム使用)をラミネートで貼合した(図5(d))。次のステーションへ間歇搬送し、ネガパターン版(フォトマスク)を用いて、水銀灯からの紫外線を照射して、該ネガパターンを該レジスト膜14上に密着露光した(図示略)。
該ネガパターン版は、透明硝子板表面に所定の電極パターンのネガ(陰画)の遮光パターンを形成したものからなる。該電極パターンは、開口部を間に介して長方形が平行配列する平行線群状ストライプターンで、各長方形の内部が正方格子状の導電線条パターンに区画されてなる。該正方格子を構成する導電線条パターンの線条の線幅5μm、線間隔(周期)500μmで50個の単位格子が長方形の短辺方向に平行配列されてなるパターン状導電体を含む。更に、各長方形領域の一端には取出回路パターンが接続されてなる形態とした。
次いで、ステーションを搬送しながら、水洗し、レジストパターン層4を剥離し、洗浄し、さらに60℃で乾燥して、該電極パターン状に残留してなるストライプ状(各長方形の輪郭内に正方格子の導電線条パターンが形成されてなる)に形成された延在部2eを有する密着層2a/銅層2Cuの積層体を透明基材1上に形成した透視性電極10を得た(図5(g)、密着層の延在部2eについては図4参照)。
図6(b3)に示すように、透明基材21の両面に銅膜22Cu−2及び22Cuを有する前記銅膜積層材Bを用い、前述の銅膜積層材Aの場合とは、上下面のパターンの位相を半ピッチずらした状態でネガパターンを該レジスト膜14上に密着露光した(図示略)他は、パターン状導電体1の製造と同様にして、銅層(2Cu−2)/密着層(2a)/透明基材層1/密着層(2a)/第2黒化層(2BL−2)/銅層(2Cu)を有する未黒化のパターン状導電体2(図6(g2)参照)を得た。
実施例1〜7
得られた両面に銅層を有する未黒化のパターン状導電体2について、黒化処理液A〜E(表1)を用いて、表2に示す所定の処理温度と処理時間で浸漬し、両面の銅層を同時に黒化処理した。
得られた透明基材の両面に黒化層を備えたパターン状導電体を有する透視性電極は、図6(h2)に示すように両面の銅層の3面および4面が黒化層で被覆され、外光反射を抑止でき、非視認性にも優れたものであった。後述する評価方法による評価結果を表2に示す。
得られた片面に銅層を有する未黒化のパターン状導電体1について、黒化処理液AおよびC(表1)を用いて、所定の処理温度と処理時間で浸漬して黒化処理した。評価結果を表2に示す。
得られた両面に銅層を有する未黒化のパターン状導電体2について、黒化処理液FおよびG(表1)を用いて、所定の処理温度と処理時間で浸漬して黒化処理した。評価結果を表2に示す。
(1)黒化層厚みΔtb
収束イオンビーム加工装置(FIB)、型式:FB2200(日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、Gaイオンビームを照射することで黒化処理を施した銅層の断面試料を加工した。断面のFIB−SIM像を撮影し(60°傾斜、16000倍)、黒化層の厚みを測定した。3面黒化処理断面試料の場合、厚みは平面および両側面の黒色層の厚み(各々3箇所の平均値)を測定し、それらの平均値とした。
目視およびデジタルマイクロスコープにより配線外観を観察した。各色味について、黒色を「◎」、黒灰色・青黒色を「○」、灰色を「△」、及び赤緑色を「×」
で表示した。
全光線反射率(Rt):40mm×40mmサイズの試料(ベタフィルム、全面銅膜)を用いて、日本電色工業株式会社製ヘイズメーターNDH2000で測定し、以下のRtの場合を、「◎」〜「×」とした。
Rt≦5%:◎、5%<Rt≦10%:○、10%<Rt≦15%:△、Rt>15%:×
透視性電極を用いて組み立てたタッチパネルを液晶表示装置の表示画面に貼り付け、液晶表示装置を駆動して白色を表示させた際に、線条が目立つかどうかを肉眼で確認した。5人が観察して、パターン導電体の存在を5人全員が視認しない場合は「◎」、4人が視認しない場合は「○」、3人が視認しない場合は「△」、2人以下が視認しない場合は「×」とした。
銅層断面のFIB−SIM像(集束イオンビームを用いた走査イオン顕微鏡像)を撮影し(60°傾斜、16000倍)、線幅と厚みを測定し、断面積を求めた。
黒化処理前後の断面積比(減容率[R]=(1−処理後の断面積/処理前の断面積)×100%)
で比較し、以下のRの場合を「◎」〜「X」とした。
R≦10%:◎、10%<R≦20%:○、20%<R≦50%:△、R>50%:×
表面抵抗率は、80mm×50mmサイズの試料(幅4μm×高さ2μm配線パターン、500P)の中央を四短針法による抵抗測定した(JIS−K7194準拠、測定装置Loresta HP(三菱化学(株)製))。
表面抵抗10≦Ω/□ :◎、
10Ω/□<表面抵抗≦50Ω/□ :○、
50Ω/□<表面抵抗≦100Ω/□ :△、
表面抵抗>100Ω/□ :×
XPS(X線光電子分光装置、日本電子株式会社製、JPS-9200)により、黒色皮膜中のスズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、酸素(O)、硫黄(S)等の組成分析および化学結合状態分析を行い、金属、銅酸化物、金属硫化物の含有量を定量した。
窒化銅(CuN)による第2黒化層の、黒化処理前後の色調の変化の有無及び程度を目視により観察した。
2、2’、2” パターン状導電体
2a、22a 密着層(ニッケル層)
2Cu、22Cu 銅層
2BL 黒化層(第1黒化層)
2BL−2 第2黒化層
2e 密着層延在部
2BLa 1面黒化層
2BLc 3面黒化層
4 レジスト層
5 粘着剤層
6 カバーガラス
7 画像表示板
10、10’、10” 透視性電極
12a、22a 密着膜
12Cu、22Cu 銅膜
14 レジスト膜
20 透視性電極
22BL−2 第2黒化膜
30 未黒化のパターン状導電体1
40 未黒化のパターン状導電体2
100 タッチパネル
1000、2000 画像表示装置
A 銅膜積層材A
B 銅膜積層材B
Claims (11)
- 透明基材と、透明基材の少なくとも一方の面上にパターン状導電体を有する透視性電極であって、
該パターン状導電体は、透明基材の面上に積層された銅層と銅層の少なくとも透明基材の反対の面に第1黒化層を備え、
該第1黒化層が金属スズ、銅酸化物および金属硫化物を含む化成皮膜である
ことを特徴とする透視性電極。 - 前記第1黒化層が、更にニッケル、コバルトおよび銀からなる群より選択される少なくとも1種の金属を含むことを特徴とする、請求項1に記載の透視性電極。
- 前記第1黒化層に含まれる金属硫化物が銅硫化物である請求項1に記載の透視性電極。
- 前記透明基材の両面上にパターン状導電体を有し、
該パターン状導電体は、透明基材の視認側の面上に積層された銅層と、該銅層の透明基材と反対面及び両側面に形成された第1黒化層を備える一方、
透明基材の視認側と反対の面上には、酸化銅(II)〔CuO〕及び窒化銅(CuN)の少なくともいずれかを含む第2黒化層と、銅層と、該銅層の透明基材側と反対面及び両側面に形成された第1黒化層を備える、請求項1〜3のいずれかに記載の透視性電極。 - 前記第1黒化層中の金属スズの含有量が0.2〜30質量%である請求項1〜4のいずれかに記載の透視性電極。
- 前記第1黒化層中の前記金属硫化物の含有量が、0.1〜40質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の透視性電極。
- 前記第1黒化層の厚みΔtbが、
50nm ≦Δtb ≦250nm
である請求項1〜6のいずれかに記載の透視性電極。 - チタン、ニッケル、及びクロムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含む密着層を、透明基材と銅層又は透明基材と第2黒化層の間に有する請求項1〜7のいずれかに記載の透視性電極。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の透視性電極を用いてなるタッチパネル用位置検知電極。
- 請求項9に記載のタッチパネル用位置検知電極を用いてなるタッチパネル。
- 請求項10に記載のタッチパネルを画像表示パネルの画像表示面上に配置してなる画像表示装置。
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