JP7381562B2 - 導電性積層体、タッチパネル、導電性積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1においては、基板上に黒化層および銅配線が配置されたタッチパネルセンサーが開示されている。
本発明者らは、黒化層と金属導電層との密着性の向上を目的として、黒化層および金属導電層の間に密着層を配置して、得られた金属細線上に有機膜をさらに配置して得られる導電性積層体の特性について検討を行ったところ、導電性積層体を高温環境下に静置すると、金属細線の断線が生じる場合があることを知見した。この金属細線の断線は、細線の幅に依存するものではなかった。
また、本発明は、タッチパネル、および、導電性積層体の製造方法を提供することも課題とする。
第1有機膜上に配置された金属細線と、
金属細線を覆うように配置された第2有機膜と、を含み、
金属細線が、第1有機膜側から、黒化層、密着層、および、金属導電層をこの順で含み、
第1有機膜および第2有機膜の含水率が3.00%未満である、導電性積層体。
(2) 含水率が1.00%未満である、(1)に記載の導電性積層体。
(3) 黒化層と密着層とが同一の金属原子を含む、(1)または(2)に記載の導電性積層体。
(4) 第1有機膜と第2有機膜とが同一の材料で構成されている、(1)~(3)のいずれかに記載の導電性積層体。
(5) 金属細線の線幅が第1有機膜側から第2有機膜側に向かって漸次小さくなる、(1)~(4)のいずれかに記載の導電性積層体。
(6) 金属細線と第2有機膜との間に、金属細線を覆うように、Si、Al、および、Tiからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含む無機膜が配置されている、(1)~(5)のいずれかに記載の導電性積層体。
(7) 無機膜が、SiO2、SiON、SiN、Al2O3、および、TiO2からなる群から選択される少なくとも1種を含む、(6)に記載の導電性積層体。
(8) 金属導電層が、Cu、Al、および、Agからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含む、(1)~(7)のいずれかに記載の導電性積層体。
(9) 黒化層が、Mo、Nb、Cr、Ti、および、Wからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含む、(1)~(8)のいずれかに記載の導電性積層体。
(10) さらに、第1有機膜の第2有機膜側とは反対側に支持体を含む、(1)~(9)のいずれかに記載の導電性積層体。
(11) 支持体がガラス基板である、(10)に記載の導電性積層体。
(12) (1)~(11)のいずれかに記載の導電性積層体を含む、タッチパネル。
(13) 第1有機膜を形成する工程と、
第1有機膜上に金属細線を形成する工程と、
金属細線を覆うように第2有機膜を形成する工程と、を有し、
金属細線が、第1有機膜側から、黒化層、密着層、および、金属導電層をこの順で含み、
第1有機膜および第2有機膜の含水率が3.00%未満である、導電性積層体の製造方法。
また、本発明によれば、タッチパネル、および、導電性積層体の製造方法を提供できる。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において「有機膜」(後述する第1有機膜~第3有機膜)とは、炭素原子を含む膜を意味し、炭素原子以外のヘテロ原子(例えば、ケイ素原子、窒素原子、酸素原子など)が含まれていてもよい。
本発明の導電性積層体の特徴点としては、含水率の低い有機膜を用いている点が挙げられる。本発明においては、密着層および金属導電層を含む金属細線を含水率の低い有機膜で囲むことにより、密着層と金属導電層との剥離が抑制され、断線が抑制されている。
以下に、本発明の導電性積層体の第1の実施態様について図面を参照して説明する。図1に、本発明の導電性積層体の第1の実施態様の断面図を示す。
導電性積層体10Aは、第1有機膜12と、金属細線14Aと、第2有機膜16とを含む。金属細線14Aは、第1有機膜12側から、黒化層20、密着層22、および、金属導電層24をこの順で含む。第1有機膜12上に配置された金属細線14Aは、第2有機膜16によって覆われている。つまり、金属細線14Aは、第1有機膜12および第2有機膜16によって囲まれている。なお、導電性積層体10Aをタッチパネルに適用する場合には、金属細線14A中の黒化層20が金属導電層24よりも視認側に配置されるように、導電性積層体10Aをタッチパネル中において配置することが好ましい。
以下、導電性積層体10Aに含まれる各部材について詳述する。
第1有機膜は、金属細線を支持する部材の一つである。
第1有機膜の含水率は、3.00%未満である。なかでも、導電性積層体を高温環境下に静置した際に、金属細線の断線がより抑制される点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。)で、1.00%未満が好ましく、0.40%以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、0.001%以上の場合が多い。
上記含水率の測定方法としては、温度25℃、湿度50%の環境下において測定対象物を24時間調湿し、カールフィッシャー法(150℃、気化法)によって含水率を測定する方法が挙げられる。
なお、本明細書において、「カールフィッシャー法(150℃、気化法)」とは、JIS K0113の記載に従い、カールフィッシャー水分計を用いて、気化温度150℃にて水分気化法で水分量を測定したことを意味する。
なお、(メタ)アクリル樹脂とは、アクリル樹脂およびメタアクリル樹脂の両方を含む文言である。
また、ケイ素含有樹脂とは、ケイ素原子を含む有機樹脂を意味する。ケイ素含有樹脂としては、例えば、有機基を有するポリシラザン、および、シルセスキオキサン構造を含む有機樹脂が挙げられる。
炭素環は、単環であってもよいし、複環であってもよい。
炭素環としては、ベンゼン環またはフルオレン環が好ましく、フルオレン環がより好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸の誘導体1種の単重合体であっても、(メタ)アクリル酸の誘導体2種以上の共重合体であっても、これらと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。
(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量Mwは、本発明の効果がより優れる点で、20,000以上が好ましく、25,000以上がより好ましく、600,000以下が好ましく、350,0000以下がより好ましい。
上記重量平均分子量(以下Mwと略記)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値とする。GPCの具体的な測定条件としては、以下の測定条件が挙げられる。
GPC装置:HLC-8320(東ソー社製)
カラム:TSK gel SuperHZM-H、TSK
gel SuperHZ4000、TSK
gel SuperHZ2000併用、(東ソー社製、4.6mmID(内径)×15.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
架橋構造を有する樹脂を形成する方法としては、多官能モノマーを硬化させて樹脂を得る方法が挙げられる。
多官能モノマーが有する重合性基の種類は特に制限されないが、ラジカル重合性基(例えば、(メタ)アクリロイル基)およびカチオン重合性基が挙げられる。
多官能モノマーが有する重合性基の数は特に制限されないが、2以上が好ましく、3~6がより好ましい。
金属細線は、黒化層、密着層、および、金属導電層を含む。以下、各層について詳述する。
黒化層は、光の反射を抑制し、金属細線の視認性を低下させるための層である。
黒化層を構成する材料は特に制限されず、公知の材料を適用できる。なかでも、黒化層は、Mo、Nb、Cr、Ti、W、Ni、Ta、V、Fe、Co、Cu、Sn、および、Mnからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことが好ましく、Mo、Nb、Cr、Ti、および、Wからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことがより好ましい。
黒化層は、上記金属の原子以外の他の原子(例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、および、水素原子)を含んでいてもよい。
黒化層は、上述した金属原子からなる金属単体、または、2種以上の金属原子からなる金属合金を含んでいてもよい。また、黒化層は、上述した金属原子の酸化物、窒化物、または、酸窒化物を含んでいてもよい。
密着層を構成する材料は特に制限されず、公知の材料を適用できる。なかでも、密着層は、Mo、Nb、Cr、Ti、W、Ni、Ta、V、Fe、Co、Cu、Sn、および、Mnからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことが好ましく、Mo、Nb、Cr、Ti、および、Wからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことがより好ましい。
密着層は、上記金属の原子以外の他の原子(例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、および、水素原子)を含んでいてもよい。
密着層は、上述した金属原子からなる金属単体、または、2種以上の金属原子からなる金属合金を含んでいてもよい。また、密着層は、上述した金属原子の酸化物、窒化物、または、酸窒化物を含んでいてもよい。
また、密着層と黒化層とは構成成分が同じであった場合でも、密度が異なることによって機能が異なる場合もある。なお、密着層および黒化層の密度は、形成される際の条件(例えば、スパッタリング法の条件)によって変化する場合がある。
金属導電層を構成する材料は特に制限されず、公知の材料を適用できる。なかでも、金属導電層は、Cu、Al、Ag、Pt、Ni、および、Pdからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことが好ましく、Cu、Al、および、Agからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことがより好ましい。
金属導電層は、上述した金属原子からなる金属単体、または、2種以上の金属原子からなる金属合金を含んでいてもよい。
例えば、金属細線は、金属導電層の密着層側とは反対側の表面上に、密着層および保護層を含んでいてもよい。
金属導電層と保護層との間に配置される密着層は、両者の密着を担保するための層である。密着層の構成としては、上述した黒化層と金属導電層との間に配置される密着層の構成が挙げられる。
保護層の構成としては、上述した黒化層と同様の構成が挙げられる。
テーパ状の断面形状を有する金属細線の傾斜面と、第1有機膜表面とのなす角度(図1中のθ1。以後、テーパ角度ともいう。)は特に制限されないが、60~80°が好ましい。
また、黒化層の第1有機膜側の線幅と、金属導電層の第1有機膜側の線幅とは異なっていてもよく、黒化層の第1有機膜側の線幅W1に対する、金属導電層の第1有機膜側の線幅W2の割合{(W2/W1)×100(%)}(図1参照)は、90~99.9%が好ましい。上記範囲内であれば、金属細線がより視認しづらくなる。
なお、上記金属細線の線幅とは金属細線のうち最も大きい線幅を意味し、図1のようにテーパ状の断面形状を有する金属細線の場合、黒化層の第1有機膜側の線幅が金属細線の線幅に該当する。
開口部の一辺の長さが上記範囲である場合には、導電性積層体の透明性がより良好となる。
また、金属細線を所定の位置に形成する方法に関しても、公知の方法が挙げられる。一例として、スパッタリング法によって第1有機膜の全面に黒化層、密着層、および、金属導電層を形成した後、金属導電層上にパターン化されたレジスト膜を形成して、レジスト膜の開口部の黒化層、密着層、および、金属導電層を除去することにより、所定の位置に金蔵細線を配置する方法が挙げられる。
なお、不要な層を除去する方法としては、ウェットエッチング(例えば、エッチング液を用いたエッチング)、および、ドライエッチングのいずれの方法でもよい。
第2有機膜は、上述した第1有機膜と共に、金属細線を支持する部材の一つである。
第2有機膜の構成は、上述した第1有機膜の構成と同じである。例えば、第2有機膜の含水率の範囲は、上述した第1有機膜の含水率の範囲と同じである。
第2有機膜の厚みは、金属細線を覆い、かつ、第2有機膜の表面が平滑になる点で、0.5~5.0μmが好ましく、1.0~3.0μmがより好ましい。
さらに、第2有機膜を構成する材料の好適態様は、第1有機膜を構成する材料の好適態様と同じである。
第2有機膜の形成方法は、上述した第1有機膜の形成方法と同じである。
なかでも、第1有機膜を形成する工程と、第1有機膜上に金属細線を形成する工程と、金属細線を覆うように第2有機膜を形成する工程とを有する方法により製造することが好ましい。
なお、各部材(第1有機膜、金属細線、第2有機膜)の具体的な製造方法は、上述した通りである。
例えば、第1有機膜と第2有機膜との間には、金属細線以外の他の導電部(例えば、金属細線からなるメッシュパターンの両端に配置された導電性端子部)が配置されていてもよい。
以下に、本発明の導電性積層体の第2の実施態様について図面を参照して説明する。図3に、本発明の導電性積層体の第2の実施態様の断面図を示す。
導電性積層体10Bは、第1有機膜12と、金属細線14Aと、無機膜26と、第2有機膜16とを含む。金属細線14Aは、第1有機膜12側から、黒化層20、密着層22、および、金属導電層24をこの順で含む。
導電性積層体10Bは、無機膜26の点を除いて、導電性積層体10Aと同様の構成を有するものであって、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
以下では、無機膜26について詳述する。
無機膜は、金属細線を覆うように第1有機膜と第2有機膜との間に配置される膜である。無機膜が配置されることにより、本発明の効果がより優れる。
無機膜を構成する材料は特に制限されず、Si、Al、および、Tiからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことが好ましい。
無機膜は、上記金属の原子以外の他の原子(例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、および、水素原子)を含んでいてもよい。
無機膜は、上述した金属原子の酸化物、窒化物、または、酸窒化物を含んでいてもよく、SiO2、SiON、SiN、Al2O3、および、TiO2からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
無機膜の形成方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられ、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学的気相成長法(CVD)、ならびに、めっき法およびゾルゲル法などの液相成長法が挙げられる。
以下に、本発明の導電性積層体の第3の実施態様について図面を参照して説明する。図4に、本発明の導電性積層体の第3の実施態様の断面図を示す。
導電性積層体10Cは、支持体28、第1有機膜12と、金属細線14Aと、第2有機膜16と、金属細線14Bと、無機膜26と、第3有機膜30とを含む。金属細線14Aおよび金属細線14Bは、第1有機膜12側から、黒化層20、密着層22、および、金属導電層24をこの順で含む。
なお、導電性積層体10Cをタッチパネルに適用する場合には、金属細線14A中の黒化層20が金属導電層24よりも視認側に配置されるように、導電性積層体10Cをタッチパネル中において配置することが好ましい。つまり、タッチパネル中において、支持体28が視認側に配置されることが好ましい。この場合、支持体28は、タッチパネルにおいてタッチ面を構成していてもよい。
導電性積層体10C中の第1有機膜12と、金属細線14Aと、第2有機膜16とは、導電性積層体10Aの第1有機膜12と、金属細線14Aと、第2有機膜16とにそれぞれ該当し、その説明を省略する。
以下では、導電性積層体10Cに含まれる支持体28、金属細線14B(以下、「第2金属細線」ともいう)、無機膜26、および、第3有機膜30について詳述する。
支持体は、他の部材を支持するための部材である。より具体的には、第1有機膜を形成する際の部材として機能する。
支持体の種類は特に制限されず、例えば、ガラス基板、および、樹脂基板が挙げられ、透明性および耐光性の点から、ガラス基板が好ましい。
なお、樹脂基板を構成する材料としては、熱可塑性樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、および、フルオレン環変性ポリエステル樹脂が挙げられる。
支持体の厚みは特に制限されず、25~500μmの場合が多い。
支持体の全光線透過率は、85~100%が好ましい。
第2金属細線は、第2有機膜と第3有機膜との間に配置される細線である。
第2金属細線の構成は、上述した第1実施態様で説明した金属細線の構成と同様である。
無機膜は、第2金属細線を覆うように第2有機膜と第3有機膜との間に配置される膜である。無機膜が配置されることにより、本発明の効果がより優れる。
無機膜の構成は、上述した第2実施形態で説明した無機膜の構成と同じである。
第3有機膜は、第2金属細線を覆うように配置される膜である。
第3有機膜の構成は、上述した第1実施形態で説明した第1有機膜の構成と同じである。例えば、第3有機膜の含水率の範囲は、上述した第1有機膜の含水率の範囲と同じである。
また、第3有機膜の厚みの好適範囲は、上述した第1有機膜の厚みの好適範囲と同じである。
さらに、第3有機膜を構成する材料の好適態様は、第1有機膜を構成する材料の好適態様と同じである。
第3有機膜の形成方法は、上述した第1有機膜の形成方法と同じである。
本発明の導電性積層体を有するタッチパネルの種類は特に制限されず、目的に応じて適宜選択でき、例えば、表面型静電容量方式タッチパネル、投影型静電容量方式タッチパネル、および、抵抗膜式タッチパネルが挙げられる。なお、タッチパネルとは、いわゆるタッチセンサおよびタッチパッドを含むものとする。
上記タッチパネルは、各種表示装置(液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置など)に適用される。
(支持体の準備)
10cm角のガラス基板(コーニング社製、イーグルXGガラス)の表面に対して、UV(紫外線)オゾン処理を5分間施した。その後、得られたガラス基板を、アズワン社製のクリーンエースを30質量%に希釈した水溶液に浸漬し、アイオン社製ベルクリンを用いてガラス基板の表面を擦り洗った。その後、得られたガラス基板を純水に浸漬し、上記同様にベルクリンを用いて、ガラス基板の表面を擦り洗った。その後、得られたガラス基板をエアブローし、200℃にて30分間で乾燥した。
トリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製)と光重合開始剤(ランベルティ社製ESACURE KTO46)とを95.5質量%:4.5質量%で混合した後、メチルエチルケトン中に固形分濃度10質量%となるよう溶解させて、有機膜形成用組成物を得た。
次に、テスター産業製自動塗布機PI1210にてアプリケーターバー(有効幅20mm)を用いて、上記で洗浄処理されたガラス基板上に有機膜形成用組成物を塗布して、その後120℃で3分間乾燥させて、塗膜を形成した。なお、塗工速度は100mm/secとした。
次に、日本電池社製メタルハライドランプMAL625NLを用いて、酸素濃度200体積ppm、温度80℃の条件下にて、塗膜に対してUV照射(600mJ/cm2)して硬化膜を得た。その後、真空下にて、80℃で12時間にわたって硬化膜を乾燥し、第1有機膜(厚み:1.5μm)を得た。
マグネトロンスパッタリング法にて、得られた第1有機膜上に膜厚10nmのMoNb膜(Mo含有量:80質量%、Nb含有量:20質量%)を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力7kW、成膜速度0.8nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、MoNb膜上に膜厚40nmのMoNb膜(Mo含有量:80質量%、Nb含有量:20質量%)を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力8kW、成膜速度0.6nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、MoNb膜上に膜厚200nmのCu膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力5kW、成膜速度0.4nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、Cu膜上に膜厚80nmのCuNi膜(Cu含有量:75質量%、Ni含有量:25質量%)を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力6kW、成膜速度0.8nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、CuNi膜上に膜厚100nmのMoNb膜(Mo含有量:80質量%、Nb含有量:20質量%)を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力4kW、成膜速度0.5nm/minであった。
なお、上記マグネトロンスパッタリング法においては、不活性ガスとしてアルゴンを用いた。
次に、形成された上記積層膜上に、東京応化製OAPを塗布した。次に、パターニング用レジストとして、東京応化製ノボラックOFPR800をさらに塗布した。上記塗布は、ミカサ社製スピンコータ1H-D7を用いた。上記塗布後に、90℃にて3分間乾燥し、膜厚1μmのレジスト膜を得た。
次に、メッシュフォトマスクを用い、ミカサ社製マスクアライナーMA-20(水銀光源)にて10秒間にわたって、レジスト膜を光照射した。その後、東京応化製NMD-W2.38%水溶液に5分間浸漬し、次に、純水に1分間浸漬し、120℃で3分間乾燥して、パターン状のレジスト膜を得た。
パターン状のレジスト膜を有するガラス基板を50℃に保温したエッチング液(東亞合成社製:塩化第二鉄液)に1分間浸漬し、次に、純水に5分間浸漬し、エアブローを行い、120℃で3分間乾燥し、図2に示すようなメッシュ状の金属細線を得た。
形成された金属細線は、MoNb膜(黒化層)、MoNb膜(密着層)、Cu膜(金属導電層)、CuNi膜(密着層)、および、MoNb膜(保護層)をこの順で含んでいた。また、金属細線は図1に示すようにテーパ状の断面形状を有し、金属細線の線幅(黒化層の第1有機膜側の線幅に該当)は4.0μmであり、テーパ角度θ1は70°であり、黒化層の第1有機膜側の線幅W1に対する、金属導電層の第1有機膜側の線幅W2の割合は97%であった。
また、図5に示すように、第1有機膜上には、上記メッシュ状の第1金属細線から形成されるメッシュパターン40と、メッシュパターン40を挟む2つの抵抗値測定用端子42とからなるユニット44を20個配置した。また、メッシュパターンのメッシュ状の開口部の一辺の長さは500μmであり、ひし形状の開口部の一つの角度(図2中の角度θ2)は65°であった。抵抗値用測定用端子42の大きさは2mm×1mmであり、各ユニット44の間隔は2mmであった。
金属細線が形成された第1有機膜上に、上記(第1有機膜形成)と同様の手順に従って、厚み2.5μmの第2有機膜を形成した。
第2有機膜上に、上記(第1金属細線)と同様の手順に従って、メッシュ状の第2金属細線を形成した。ただし、第1金属細線によって形成されるメッシュパターンの交点が、第2金属細線によって形成されるメッシュパターンの開口部に位置するように、メッシュ状の第2金属細線を形成した。
また、図6に示すように、第2有機膜上には、上記メッシュ状の第2金属細線から形成されるメッシュパターン40と、メッシュパターン40を挟む2つの抵抗値測定用端子42とからなるユニット44を20個配置した。抵抗値用測定用端子42の大きさは2mm×1mmであり、各ユニット44の間隔は2mmであった。なお、図5および図6とでは、ユニットの配列方向が異なっており、第2金属細線のユニットの配列方向と第1金属細線のユニットの配列方向は直交するようにした。
プラズマCVD法によって、第2金属細線が配置された第2有機膜上に厚み50nmのSiO2膜を形成した。
プラズマCVD法において、原料ガスとしては、シランガス、水素ガス、および、酸素ガスを用いた。シランガスの流量は100sccm、水素ガスの流量は1000sccm、酸素ガスの流量は200sccmとした。真空度は50Pa、基板温度は30℃、電極投入電力は6.5kW、成膜速度は10nm/minとした。
SiO2膜上に、上記(第1有機膜形成)と同様の手順に従って、厚み2.0μmの第2有機膜を形成した。
上記(第1金属細線形成)中の各層の製造条件を以下の(製造条件2)のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体2を得た。
導電性積層体2中の第1金属細線および第2金属細線は、Mo2N膜(黒化層)、Mo膜(密着層)、Al膜(金属導電層)、Mo膜(密着層)、および、Mo2N膜(保護層)をこの順で含んでいた。
マグネトロンスパッタリング法にて、得られた第1有機膜上に膜厚10nmのMo2N膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力10kW、成膜速度0.5nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、Mo2N膜上に膜厚40nmのMo膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力8kW、成膜速度0.6nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、Mo膜上に膜厚200nmのAl膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力6kW、成膜速度0.4nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、Al膜上に膜厚80nmのMo膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力4kW、成膜速度0.3nm/minであった。
次に、マグネトロンスパッタリング法にて、Mo膜上に膜厚100nmのMo2N膜を形成した。マグネトロンスパッタリング法の条件としては、磁界強度1000Gauss、基板温度30℃、真空度5.0×10-2Pa、電力7kW、成膜速度0.4nm/minであった。
なお、上記マグネトロンスパッタリング法においては、反応ガスとして窒素、不活性ガスとしてアルゴンを用いた。
トリメチロールプロパントリアクリレートの代わりに、表1に記載の材料を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体3~5を得た。
上記(第1有機膜形成)の手順を以下のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体6~7を得た。
なお、導電性積層体6~7においては、第1有機膜~第3有機膜のいずれも表1に記載の材料を用いて形成された。また、導電性積層体6~7の第1有機膜~第3有機膜の厚みは、導電性積層体1の第1有機膜~第3有機膜の厚みと同じであった。
BR113(三菱レイヨン社製)またはBR95(三菱レイヨン社製)をメチルエチルケトン中に固形分濃度10質量%となるよう溶解させて、有機膜形成用組成物を得た。
次に、テスター産業製自動塗布機PI1210にてアプリケーターバー(有効幅20mm)を用いて、上記で洗浄処理されたガラス基板上に有機膜形成用組成物を塗布して、その後、120℃で3分間乾燥させて、第1有機膜を形成した。なお、塗工速度は100mm/secとした。
上記(第1有機膜形成)の手順を以下のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体8を得た。
なお、導電性積層体8においては、第1有機膜~第3有機膜のいずれも表1に記載の材料を用いて形成された。導電性積層体8の第1有機膜~第3有機膜の厚みは、導電性積層体1の第1有機膜~第3有機膜の厚みと同じであった。
テスター産業製自動塗布機PI1210にてアプリケーターバー(有効幅20mm)を用いて、上記で洗浄処理されたガラス基板上にシルプラスHT100(新日鐵住金化学社製)を塗布して、その後、120℃で3分間乾燥させて、塗膜を形成した。なお、塗工速度は100mm/secとした。
次に、日本電池社製メタルハライドランプMAL625NLを用いて、酸素濃度200体積ppmの条件下にて、塗膜に対してUV照射(1000mJ/cm2)して硬化膜を得た。
上記(第1有機膜形成)の手順を以下のように変更し、金属細線の線幅(黒化層の第1有機膜側の線幅に該当)および金属導電層の厚みを表1のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体9~12を得た。
なお、導電性積層体9~12においては、第1有機膜~第3有機膜のいずれも表1に記載の材料を用いて形成された。導電性積層体9の第1有機膜~第3有機膜の厚みは、導電性積層体1の第1有機膜~第3有機膜の厚みと同じであった。
20質量%の無触媒のパーヒドロポリシラザンのジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120-20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)、および、5質量%(固形分)アミン触媒(N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン)を含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120-20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)を混合して、有機膜形成用組成物を調製した。なお、得られた有機膜形成用組成物中におけるアミン触媒の含有量は、全固形分に対して、1質量%であった。
次に、テスター産業製自動塗布機PI1210にてアプリケーターバー(有効幅20mm)を用いて、上記で洗浄処理されたガラス基板上に有機膜形成用組成物を塗布して、その後、120℃で3分間乾燥させて、塗膜を形成した。なお、塗工速度は100mm/secとした。
次に、日本電池社製メタルハライドランプMAL625NLを用いて、酸素濃度200体積ppm、温度100℃の条件下にて、塗膜に対してUV照射(5000mJ/cm2)して硬化膜を得た。その後、得られた硬化膜を80℃で、12時間乾燥させて、第1有機膜を得た。
上記(第1金属細線形成)中の各層の製造条件を上述した(製造条件2)のように変更した以外は、実施例9と同様の手順に従って、導電性積層体13を得た。
トリメチロールプロパントリアクリレートの代わりに、表1に記載のモノマーを用いたい以外は、実施例1と同様の手順に従って、導電性積層体C1~C3を得た。
なお、比較例3では、スチレンとA9300とを質量比1:1で混合した。
(含水率評価)
ガラス支持体上に、実施例1~13、および、比較例1~3の(第1有機膜形成)の手順に従って、それぞれ有機膜(厚み:1.5μm)を製造した。
得られた有機膜をガラス支持体から削り取り、温度25℃、湿度50%の環境下にて24時間静置して、得られた有機膜を用い、カールフィッシャー法(150℃、気化法)にて、有機膜の含水率を測定した。なお、装置は平沼産業製AQV-2100を使用した。
結果を表1にまとめて示す。
実施例および比較例の導電性積層体をそれぞれ100個作製した。
導電性積層体を50℃の環境下に1週間静置した後、各ユニット両端にある抵抗測定用端子部にそれぞれプローブを当て、抵抗値を抵抗測定機にて測定した。各導電性積層体中の合計40ユニットのうち、1ユニットでも断線していれば断線発生数としてカウントした。
試料100個測定したうち、断線発生した試料数が10個以上を1点、3~9個を2点、1~2個を3点、0個を4点とした。
TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製)
AD-TMP:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(新中村化学社製)
A-DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学社製)
EA-0250P:9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル社製)
BR-113:ダイヤナールBR-113(三菱レイヨン社製)
BR95:ダイヤナールBR-95(三菱レイヨン社製)
シルプラスHT100:シルプラスHT100(新日鐵住金化学社製)
ポリシラザン:パーヒドロポリシラザンのジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120-20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)およびアミン触媒(N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン)を含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120-20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)の混合液
A9300:エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート(新中村化学社製)
表1中の「金属細線」欄は、形成された金属細線が、MoNb膜(黒化層)、MoNb膜(密着層)、Cu膜(金属導電層)、CuNi膜(密着層)、および、MoNb膜(保護層)を含む場合を「A」、形成された金属細線が、Mo2N膜(黒化層)、Mo膜(密着層)、Al膜(金属導電層)、Mo膜(密着層)、および、Mo2N膜(保護層)を含む場合を「B」を表す。
表1中の「金属細線の線幅(μm)」は、金属細線の線幅(黒化層の第1有機膜側の線幅を表す。
表1中の「金属導電層厚み(nm)」は、金属細線中の金属導電層の厚みを表す。
なかでも、有機膜の含水率が1.00%未満の場合(特に、0.40%以下の場合)、より優れた効果を示すことが確認された。
12 第1有機膜
14A,14B 金属細線
16 第2有機膜
18 開口部
20 黒化層
22 密着層
24 金属導電層
26 無機膜
28 支持体
30 第3有機膜
40 メッシュパターン
42 抵抗値測定用端子
44 ユニット
Claims (12)
- 第1有機膜と、
前記第1有機膜上に配置された金属細線と、
前記金属細線を覆うように配置された第2有機膜と、を含み、
前記金属細線が、前記第1有機膜側から、黒化層、密着層、および、金属導電層をこの順で含み、
前記第1有機膜および前記第2有機膜の含水率が0.25%以上3.00%未満であり、
前記第2有機膜を構成する材料が、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、または、ケイ素含有樹脂である、導電性積層体。 - 前記含水率が1.00%未満である、請求項1に記載の導電性積層体。
- 前記黒化層と前記密着層とが同一の金属原子を含む、請求項1または2に記載の導電性積層体。
- 前記第1有機膜と前記第2有機膜とが同一の材料で構成されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記金属細線の線幅が第1有機膜側から第2有機膜側に向かって漸次小さくなる、請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記金属導電層が、Cu、Al、および、Agからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- 前記黒化層が、Mo、Nb、Cr、Ti、および、Wからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- さらに、前記第1有機膜の第2有機膜側とは反対側に支持体を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の導電性積層体。
- さらに、前記第2有機膜の前記第1有機膜とは反対側に配置された第2金属細線と、
さらに、前記第2金属細線を覆うように配置された第3有機膜と、を含み、
前記第2金属細線が、前記第1有機膜側から、黒化層、密着層、および、金属導電層をこの順で含み、
前記第3有機膜の含水率が3.00%未満である、請求項8に記載の導電性積層体。 - 前記支持体がガラス基板である、請求項8または9に記載の導電性積層体。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の導電性積層体を含む、タッチパネル。
- 第1有機膜を形成する工程と、
前記第1有機膜上に金属細線を形成する工程と、
前記金属細線を覆うように第2有機膜を形成する工程と、を有し、
前記金属細線が、前記第1有機膜側から、黒化層、密着層、および、金属導電層をこの順で含み、
前記第1有機膜および前記第2有機膜の含水率が0.25%以上3.00%未満であり、
前記第2有機膜を構成する材料が、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、または、ケイ素含有樹脂である、導電性積層体の製造方法。
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