JPWO2013176155A1 - Patterned conductive substrate manufacturing method, patterned conductive substrate and touch panel thereby - Google Patents

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Abstract

少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成された導電基材の最表層の一部にレジスト層を形成する工程と、前記導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分において前記導電層を前記無機酸化物層と共に除去することにより前記導電層をパターニングする工程を含むパターニングされた導電基材の製造方法。導電膜をパターニングする新規な方法であって、取り扱い性に優れ、既存の設備が適用可能である方法を提供する。A step of forming a resist layer on a part of the outermost layer of the conductive substrate in which at least the substrate, the inorganic oxide layer and the conductive layer are formed in this order; and contacting the conductive substrate with an aqueous solution containing fluoride ions, A method for producing a patterned conductive substrate, comprising a step of patterning the conductive layer by removing the conductive layer together with the inorganic oxide layer in a portion where a resist is not formed. Provided is a novel method for patterning a conductive film, which is excellent in handleability and applicable to existing equipment.

Description

本発明は、少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成され、最表層の一部にレジスト層を有する導電基材を、フッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分において前記導電層を前記無機酸化物層と共に除去するパターニングされた導電基材の製造方法、この製造方法によってパターニングされた導電基材および前記パターニングされた導電基材を用いたタッチパネルに関するものである。   In the present invention, at least a base material, an inorganic oxide layer and a conductive layer are formed in this order, and a resist is formed by bringing a conductive base material having a resist layer as a part of the outermost layer into contact with an aqueous solution containing fluoride ions. The present invention relates to a method for producing a patterned conductive substrate in which the conductive layer is removed together with the inorganic oxide layer in a portion that is not present, a conductive substrate patterned by this production method, and a touch panel using the patterned conductive substrate It is.

透明導電膜は、フラットパネルディスプレイやタッチパネルなどの電子表示機器に多く利用されている。透明導電材料は錫ドープ酸化インジウム(以下、ITO)に代表され、ITOの需要量および使用量は増え続けている。しかし、インジウムはレアメタルであることからインジウムを代替する、あるいはITO透明導電膜に特有の短所、たとえば折り曲げに弱い、真空製膜であるために低コスト化が困難であるなどの短所を補う新規な導電材料として、カーボンナノチューブ(以下、CNT)、導電性ポリマー、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、などの開発が盛んに行われている。これら新材料は、大気圧下で塗布できるタイプの材料であり、ITOも微粒子化した分散体を塗布する方式なども開発されており、新規な導電材料の開発への期待は大きい。   Transparent conductive films are widely used in electronic display devices such as flat panel displays and touch panels. The transparent conductive material is typified by tin-doped indium oxide (hereinafter referred to as ITO), and the demand and usage of ITO continue to increase. However, since indium is a rare metal, it replaces indium, or it is a novel that compensates for the disadvantages inherent in ITO transparent conductive films, such as weakness to bending and difficult to reduce costs due to vacuum film formation. As conductive materials, carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNT), conductive polymers, metal nanoparticles, metal nanowires, and the like have been actively developed. These new materials are of a type that can be applied under atmospheric pressure, and a method of applying a dispersion in which ITO is also made into fine particles has been developed. Therefore, there are high expectations for the development of new conductive materials.

新規な導電材料として、例えば、CNT、または銀ナノワイヤーを透明導電積層体としてタッチパネルに適用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、導電ポリマーを透明導電層として電子ペーパーに適用することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、ITO粉末をバインダー樹脂と共に用いることも提案されている(例えば、特許文献3参照)。 As a novel conductive material, for example, it has been proposed to apply CNT or silver nanowire as a transparent conductive laminate to a touch panel (for example, see Patent Document 1). Moreover, applying a conductive polymer to electronic paper as a transparent conductive layer is proposed (for example, refer patent document 2). It has also been proposed to use ITO powder together with a binder resin (see, for example, Patent Document 3).

一般的に導電膜は、ライン電極のようなパターンを形成して使用する製品が多い。一方、基材表面全面、すなわちパターニングなしで使用する製品も存在するが、その製品の種類は限られている。そのため、導電膜のパターニング方法は重要である。導電膜は表面抵抗の均一性が求められ、さらに透明導電膜の場合には光透過率の均一性も求められる。このことから、パターニングされた導電基材は、初めに導電材料を基材全面に均一形成した後に、不要な部分を除去してパターン形成することが必須となっている。   In general, many conductive films are used by forming a pattern like a line electrode. On the other hand, there are products that are used on the entire surface of the substrate, that is, without patterning, but the types of the products are limited. Therefore, the patterning method of the conductive film is important. The conductive film is required to have a uniform surface resistance. Further, in the case of a transparent conductive film, the light transmittance is also required to be uniform. For this reason, it is indispensable that the patterned conductive base material is formed by uniformly forming a conductive material on the entire surface of the base material and then removing unnecessary portions to form a pattern.

導電膜として適用可能なCNT膜をドライエッチングでパターニングする方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。既存のITO導電膜のエッチング性を向上させるエッチャントが提案されている(例えば、特許文献5参照)。   A method of patterning a CNT film applicable as a conductive film by dry etching has been proposed (see, for example, Patent Document 4). An etchant that improves the etching properties of an existing ITO conductive film has been proposed (see, for example, Patent Document 5).

また、細長い形状のCNT電極を形成する方法の1つとして、CNT膜をレジストを用いてエッチングしパターン形成する方法が提案されている(例えば、特許文献6参照)。
特開2011−167848号公報 特開2011−69993号公報 特開2005−078986号公報 特開2002−234000号公報 特開2008−270458号公報 米国特許第7285198号
Further, as one method for forming an elongated CNT electrode, a method of forming a pattern by etching a CNT film using a resist has been proposed (for example, see Patent Document 6).
JP 2011-167848 A JP 2011-69993 A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-078986 JP 2002-234000 A JP 2008-270458 A US Pat. No. 7,285,198

導電膜に用いられる素材は、ITOや金属薄膜に加えて、CNT、銀ナノワイヤー、導電性ポリマーなど多様化が進んでいるが、それらをウエットプロセスでパターニングするためには、エッチャントをその都度探索するか開発する必要があった。また、既存のITOや金属薄膜用のエッチャントは、強酸、混酸、酸化性または腐食性の大きな薬剤、強アルカリであることが多く、取り扱いや、取り扱い設備の設計に細心の注意が必要であった。   In addition to ITO and metal thin films, materials used for conductive films are diversifying, such as CNT, silver nanowires, and conductive polymers. In order to pattern them using a wet process, search for etchants each time. There was a need to develop or develop. Also, existing etchants for ITO and metal thin films are often strong acids, mixed acids, oxidizing or corrosive chemicals, and strong alkalis, and careful handling and handling equipment design was required. .

特許文献1〜3に記載の導電膜を、層構成によっては特許文献4に記載のドライエッチングプロセスを用いてパターニングすることは可能である。しかし、特許文献5に記載の一般的なITOのウエットエッチングプロセスを適用することはできず、新規導電膜を展開するにあたって、このエッチングプロセスの違いがコスト競争力の障壁となっていた。   The conductive film described in Patent Documents 1 to 3 can be patterned using the dry etching process described in Patent Document 4 depending on the layer configuration. However, the general ITO wet etching process described in Patent Document 5 cannot be applied, and the difference in the etching process becomes a barrier to cost competitiveness when developing a new conductive film.

また、特許文献5のエッチャントで用いられる塩化鉄は一般的な薬剤であるが、腐食性が大きく、エッチング設備や、その設備を設置している部屋や排気ダクトなどの付帯設備の耐腐食対策が必要になるなど、設備をコストアップさせる要因を含んでいた。特許文献6でも取り扱いが危険なフッ化水素酸が使用されていた。   In addition, iron chloride used in the etchant of Patent Document 5 is a general chemical, but it is highly corrosive and can be used as an anti-corrosion measure for etching equipment, ancillary equipment such as rooms where the equipment is installed, and exhaust ducts. This included factors that would increase the cost of the equipment, such as being necessary. Even in Patent Document 6, hydrofluoric acid, which is dangerous to handle, was used.

上記した従来技術の問題点に鑑み、本発明の課題は、導電膜をパターニングする新規な方法であって、取り扱い性に優れ、既存の設備が適用可能である方法を提供することである。   In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a novel method for patterning a conductive film, which is excellent in handleability and to which existing equipment can be applied.

上記課題を解決するため本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、
少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成された導電基材の最表層の一部にレジスト層を形成する工程と、前記導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分において前記導電層を前記無機酸化物層と共に除去することにより前記導電層をパターニングする工程を含むパターニングされた導電基材の製造方法、である。
本発明のパターニングされた導電基材は、次の構成を有する。すなわち、
導電層にカーボンナノチューブを含み、導電層除去部分は基材表面が露出している状態である、上記の製造方法によってパターニングされた導電基材、である。
本発明のタッチパネルは、次の構成を有する。すなわち、
前記のパターニングされた導電基材を用いたタッチパネル、である。
なお、本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、前記フッ化物イオンを含む水溶液が、アルカリ金属のフッ化物またはフッ化物のアンモニウム塩のいずれか1種以上の水溶液であることが好ましい。
本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、フッ化物イオンを含む水溶液のpHが1〜7であることが好ましい。
本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、前記無機酸化物層がシリカおよび/またはアルミナを含む層であることが好ましい。
本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、前記導電層にカーボンナノチューブを含むことが好ましい。
In order to solve the above-described problems, a method for producing a patterned conductive substrate of the present invention has the following configuration. That is,
A step of forming a resist layer on a part of the outermost layer of the conductive substrate in which at least the substrate, the inorganic oxide layer and the conductive layer are formed in this order; and contacting the conductive substrate with an aqueous solution containing fluoride ions, It is a manufacturing method of the patterned conductive base material including the process of patterning the said conductive layer by removing the said conductive layer with the said inorganic oxide layer in the part in which the resist is not formed.
The patterned conductive substrate of the present invention has the following configuration. That is,
The conductive layer contains carbon nanotubes, and the conductive layer removed portion is a conductive base material patterned by the above manufacturing method in which the base material surface is exposed.
The touch panel of the present invention has the following configuration. That is,
A touch panel using the patterned conductive substrate.
In the method for producing a patterned conductive substrate of the present invention, the aqueous solution containing fluoride ions is preferably an aqueous solution of at least one of alkali metal fluorides and fluoride ammonium salts.
In the method for producing a patterned conductive substrate of the present invention, the pH of the aqueous solution containing fluoride ions is preferably 1-7.
In the method for producing a patterned conductive substrate of the present invention, the inorganic oxide layer is preferably a layer containing silica and / or alumina.
In the method for producing a patterned conductive substrate according to the present invention, the conductive layer preferably contains carbon nanotubes.

本発明のパターニング方法は取り扱い性および耐腐食性に優れており、既存の設備を用いて導電膜を高解像度にパターニングすることができる。   The patterning method of the present invention is excellent in handleability and corrosion resistance, and the conductive film can be patterned with high resolution using existing equipment.

本発明における導電基材の層構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the layer structure of the electrically conductive base material in this invention. 本発明における導電層パターン形成方法の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the conductive layer pattern formation method in this invention.

本発明は、少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成され、最表層の一部にレジスト層を有する導電基材を、フッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分において前記導電層を前記無機酸化物層と共に除去するパターニングされた導電基材の製造方法である。特に、無機酸化物層を設けることによって、導電基材としての性能、積層プロセス性、パターニング性、パターニング後の導電特性や光学特性や物理的耐久特性の安定性など、様々な要求特性をバランス良く達成することができる。さらに、パターニング性に関しては、該導電基材がフッ化物イオンを含む水溶液に接した時に、特異的にエッチングおよびパターニングされることで、パターニングのプロセス安定性を得ることができる。   In the present invention, at least a base material, an inorganic oxide layer and a conductive layer are formed in this order, and a resist is formed by bringing a conductive base material having a resist layer as a part of the outermost layer into contact with an aqueous solution containing fluoride ions. This is a method for producing a patterned conductive substrate in which the conductive layer is removed together with the inorganic oxide layer in a portion that is not. In particular, by providing an inorganic oxide layer, various required characteristics such as the performance as a conductive substrate, lamination processability, patternability, conductive characteristics after patterning, stability of optical characteristics and physical durability characteristics, etc. are balanced. Can be achieved. Furthermore, with respect to patterning property, patterning process stability can be obtained by specifically etching and patterning when the conductive substrate is in contact with an aqueous solution containing fluoride ions.

本発明における基材は、ポリエチレンテレフタレート(以下、PET)、ポリエチレンナフタレート(以下、PEN)、ポリカーボネート(以下、PC)、ポリメチルメタクリレート(以下、PMMA)、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド(以下、PPS)、アラミド、ポリプロピレン(以下、PP)、ポリエチレン(以下、PE)、ポリ乳酸(以下、PLA)、ポリ塩化ビニル(以下、PVC)、脂環式アクリル樹脂、シクロオレフィン、トリアセチルセルロース、その他の高分子材料からなる基材を用いることができる。これら基材は厚み200μm以下のフィルムであっても、それ以上の厚みの厚膜基材であってもよい。また、基材として、金属基板、金属箔、ガラス基板、フレキシブルな薄膜シート状ガラス基材などを用いることができる。これらの基材表面は、酸化物層を形成しやすくするため、あるいは形成後の密着性を確保するために、グロー放電処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、UVオゾン処理、火炎処理、酸洗浄処理、アルカリ洗浄処理などの表面処理や、これらに加えて自己組織化単分子(SAM)層処理を行っても良く、別途、樹脂層を設けることもできる。   The substrate in the present invention includes polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET), polyethylene naphthalate (hereinafter referred to as PEN), polycarbonate (hereinafter referred to as PC), polymethyl methacrylate (hereinafter referred to as PMMA), polyimide, polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS), Aramid, polypropylene (hereinafter referred to as PP), polyethylene (hereinafter referred to as PE), polylactic acid (hereinafter referred to as PLA), polyvinyl chloride (hereinafter referred to as PVC), alicyclic acrylic resin, cycloolefin, triacetylcellulose, and other polymers A substrate made of a material can be used. These substrates may be a film having a thickness of 200 μm or less, or a thick film substrate having a thickness greater than that. Moreover, a metal substrate, metal foil, a glass substrate, a flexible thin film sheet-like glass base material etc. can be used as a base material. In order to facilitate the formation of an oxide layer on these substrate surfaces or to ensure adhesion after formation, glow discharge treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, UV ozone treatment, flame treatment, acid cleaning treatment Further, surface treatment such as alkali cleaning treatment, and in addition to these, self-assembled monomolecular (SAM) layer treatment may be performed, and a resin layer may be provided separately.

本発明における無機酸化物層を構成する無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなどが用いられ、ポリシロキサンも用いられる。あるいは、二酸化ケイ素を主成分としたガラス材料も用いられ、副成分として酸化ホウ素、酸化リン、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどを含んでもよい。無機酸化物層の形成は、スパッタ法や化学的気相成長(以下、CVD)法によるドライプロセスも適用できるが、無機系の酸化物やその前駆体と溶媒とを含む塗布液を基材の上に塗布し、乾燥・加熱によって無機酸化物層を形成するウエットプロセスがより好ましく用いられる。ウエットプロセスで形成する方法として、ゾル・ゲル法がある。金属アルコキシドを加水分解するなどして得られたゾルの分散液を塗布し、塗布膜形成後に脱水縮合して無機酸化物層を得ることができる。また、金属アルコキシドや、金属キレート化合物を、前述のゾルの分散液に混合してもよく、単体で用いてもよい。シリカ系の無機酸化物層を形成する際に用いられる原料として、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランなどのテトラアルコシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ペンチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のトリアルコキシシラン類、メチルトリアセチルオキシシラン、メチルトリフェノキシシランなどのオルガノアルコシシランが用いられる。これらの原料はアルコール、水、有機溶媒中に溶解・分散して用いられ、適宜酸触媒や塩基触媒などを混合して用いられる。さらに前述のシラン系材料を溶媒中に可溶な分子量の範囲で予め重合し、得られたポリシロキサンを、溶媒と酸と混合し、これを塗布・乾燥し、加熱によって加水分解・重合反応して形成させても良い。   As the inorganic oxide constituting the inorganic oxide layer in the present invention, silica, alumina, titania, zirconia and the like are used, and polysiloxane is also used. Alternatively, a glass material mainly composed of silicon dioxide is also used, and boron oxide, phosphorus oxide, sodium oxide, magnesium oxide, calcium oxide and the like may be included as subcomponents. For the formation of the inorganic oxide layer, a dry process such as sputtering or chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD) can also be applied. However, a coating solution containing an inorganic oxide or a precursor thereof and a solvent is applied to the substrate. A wet process is preferably used in which an inorganic oxide layer is formed by coating on top and drying and heating. There is a sol-gel method as a method of forming by a wet process. An inorganic oxide layer can be obtained by applying a sol dispersion obtained by hydrolyzing a metal alkoxide or the like, followed by dehydration condensation after forming a coating film. In addition, a metal alkoxide or a metal chelate compound may be mixed in the sol dispersion described above or used alone. Tetraalkoxy such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, and tetra-n-butoxysilane are used as raw materials for forming the silica-based inorganic oxide layer. Silanes, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane N-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-pentyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane , Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3 , 3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxy Propyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxyp Pyrtriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- ( Organalkoxys such as trialkoxysilanes such as (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, methyltriacetyloxysilane, methyltriphenoxysilane Silane is used. These raw materials are used by being dissolved or dispersed in alcohol, water, or an organic solvent, and are used by appropriately mixing an acid catalyst or a base catalyst. Furthermore, the above-mentioned silane-based material is polymerized in advance in a molecular weight range that is soluble in a solvent, and the resulting polysiloxane is mixed with a solvent and an acid, applied and dried, and then subjected to a hydrolysis and polymerization reaction by heating. May be formed.

さらに上記の無機酸化物層は、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、ジルコニア微粒子、ポリマー微粒子等を含有することも好ましい。これらの微粒子の粒子径は、数nmから数μmの範囲が好ましい。   Further, the inorganic oxide layer preferably contains silica fine particles, alumina fine particles, titania fine particles, zirconia fine particles, polymer fine particles and the like. The particle diameter of these fine particles is preferably in the range of several nm to several μm.

無機酸化物層の主成分となる組成や、微粒子の有無、微粒子が含まれる場合のその種類や含有量は、使用する導電基材の光学特性、導電特性、物理的特性、積層塗布時のプロセス性などを考慮して選ぶことができる。例えば、上に導電層を形成する際、その導電層の塗布液の溶媒が水系である場合、無機酸化物層中に親水性微粒子が含まれることで、導電性塗布液の濡れ性を向上させ、膜厚の均一化、ひいては導電性の均一化を図ることができる。このように微粒子は、無機酸化物層の特性を制御するのに有用である。   The composition that is the main component of the inorganic oxide layer, the presence or absence of fine particles, and the type and content of fine particles when they are included are determined by the optical properties, conductive properties, physical properties, and process during layer coating. It can be selected in consideration of sex. For example, when the conductive layer is formed on the conductive layer, when the solvent of the coating solution is aqueous, the inorganic oxide layer contains hydrophilic fine particles to improve the wettability of the conductive coating solution. Further, it is possible to make the film thickness uniform, and in turn, make the conductivity uniform. Thus, the fine particles are useful for controlling the properties of the inorganic oxide layer.

また、無機酸化物層中に微粒子が含まれることで、無機酸化物層の表面に凹凸を形成し、導電層塗布液中に含まれている分散剤などの絶縁性成分を選択的に吸着させることも可能となる。こうすることで導電性成分を表層に集めることができ、導電性分同士の接触抵抗を低減できることから、導電特性を向上させることができる。なお、このとき、得られる導電層の膜は塗布液中の組成よりも分散剤成分が減少することから導電層の分散媒への再溶解性が低減でき、導電層の上にウエットコーティングで積層する際に導電層の成分の溶出防止を図ることができる。   In addition, since the inorganic oxide layer contains fine particles, irregularities are formed on the surface of the inorganic oxide layer, and an insulating component such as a dispersant contained in the conductive layer coating liquid is selectively adsorbed. It is also possible. By carrying out like this, since an electroconductive component can be collected on a surface layer and the contact resistance of electroconductive parts can be reduced, an electroconductive characteristic can be improved. At this time, the conductive layer film obtained has a smaller amount of dispersant component than the composition in the coating solution, so that the re-solubility of the conductive layer in the dispersion medium can be reduced and laminated on the conductive layer by wet coating. In doing so, it is possible to prevent the elution of the components of the conductive layer.

無機酸化物の種類や、粒子の種類または含有量を変更することで、物理的耐久性も制御できる。微粒子含有量を多くしたり、ゾル・ゲルの加水分解条件を穏和にしたり、ポリシロキサンの硬化条件を穏和にして無機酸化物層の架橋密度を下げた場合には、基材にフレキシブルな材料を用いた場合に屈曲耐久性を向上させることができる。一方、微粒子添加量を減らし、硬化条件を高めることで表面の硬度を向上させることもできる。   Physical durability can also be controlled by changing the type of inorganic oxide and the type or content of particles. If the content of fine particles is increased, the sol-gel hydrolysis conditions are moderated, or the polysiloxane curing conditions are moderated to reduce the crosslink density of the inorganic oxide layer, a flexible material should be used for the substrate. When used, the bending durability can be improved. On the other hand, the hardness of the surface can be improved by reducing the amount of fine particles added and increasing the curing conditions.

無機酸化物層の厚みは、1nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜500nmであることがより好ましい。この範囲にあることで、光学特性、物理的強度の特性、パターニング性などをバランスよく向上させることができる。   The thickness of the inorganic oxide layer is preferably 1 nm to 10 μm, and more preferably 10 nm to 500 nm. By being in this range, optical characteristics, physical strength characteristics, patterning properties, and the like can be improved in a balanced manner.

無機酸化物層を塗布プロセスで形成する場合、ディップコーター、バーコーター、グラビアコーター、ダイコーター、スピンコーター、スクリーン印刷、インクジェット塗布など何れも好ましく用いることができる。また、スパッタ法やCVD法などのドライプロセスによって無機酸化物層を形成することもできる。   When the inorganic oxide layer is formed by a coating process, any of dip coater, bar coater, gravure coater, die coater, spin coater, screen printing, ink jet coating and the like can be preferably used. Alternatively, the inorganic oxide layer can be formed by a dry process such as a sputtering method or a CVD method.

本発明に用いられる導電層には、体積抵抗値が10−6〜10Ωcmの材料を用いることができる。一般に金属は10−6〜10−3Ωcm、半導体は10−3〜10Ωcmとして分類され、何れも用いることができる。また、導電層に導電性微粒子や導電性の繊維状体を用いる場合には、それらを分散するための分散剤と混合して用いたり、塗布膜を形成するためのバインダー樹脂と混合して用いることがある。その場合は、その混合体を導電層と言う。本発明に用いられる導電層の具体例としては、CNT、グラフェン、フラーレン、フラーレンウイスカー、カーボン微粒子、金属微粒子、金属ナノワイヤー、導電性ポリマー、金属薄膜、金属酸化物薄膜、金属酸化物微粒子、金属酸化物ナノワイヤーなどがある。中でも塗布によって導電層を形成できるものがより好ましく、CNT分散液、グラフェン分散液、金属コロイド分散液、金属ナノワイヤー分散液、導電性ポリマー、金属酸化物微粒子分散液などを用いて形成される導電層が好ましい。特に透明導電用途に用いる場合にはCNTが好ましい。CNTは、表面反射が小さい、屈曲性に優れている、環境変化に対する安定性が高い、微小繊維の緻密なネットワーク形成により微小パターンを形成しても信頼性が高いなどの点で特に好ましい。CNTには単層CNT、2層CNT、3〜5層の薄層CNT、多層CNTなどがあるが、2層CNTがより高い透過率とより高い導電性を両立できるのでこれを用いることが好ましい。For the conductive layer used in the present invention, a material having a volume resistivity of 10 −6 to 10 8 Ωcm can be used. Generally, metals are classified as 10 −6 to 10 −3 Ωcm, and semiconductors are classified as 10 −3 to 10 8 Ωcm, and any of them can be used. When conductive fine particles or conductive fibrous materials are used for the conductive layer, they are mixed with a dispersant for dispersing them or used with a binder resin for forming a coating film. Sometimes. In that case, the mixture is referred to as a conductive layer. Specific examples of the conductive layer used in the present invention include CNT, graphene, fullerene, fullerene whisker, carbon fine particle, metal fine particle, metal nanowire, conductive polymer, metal thin film, metal oxide thin film, metal oxide fine particle, metal There are oxide nanowires. Among them, those capable of forming a conductive layer by coating are more preferable, and conductive formed using a CNT dispersion, graphene dispersion, metal colloid dispersion, metal nanowire dispersion, conductive polymer, metal oxide fine particle dispersion, or the like. A layer is preferred. In particular, CNT is preferred when used for transparent conductive applications. CNTs are particularly preferable in that they have low surface reflection, excellent flexibility, high stability against environmental changes, and high reliability even when a micropattern is formed by forming a fine network of microfibers. There are single-walled CNTs, double-walled CNTs, thin-walled CNTs of 3-5 layers, multi-walled CNTs, etc., but it is preferable to use these because double-walled CNTs can achieve both higher transmittance and higher conductivity. .

本発明の導電層は、薄膜であることが好ましい。ここで薄膜とは厚み10μm以下の膜をいい、通常は厚み100nm以下とすることが多い。厚みは、必要とするシート抵抗や、光線透過率などに応じて決めることができる。例えばCNTを透明導電層として用いる場合は厚みは5〜50nmが好ましい。   The conductive layer of the present invention is preferably a thin film. Here, the thin film refers to a film having a thickness of 10 μm or less, and usually has a thickness of 100 nm or less. The thickness can be determined according to the required sheet resistance, light transmittance, and the like. For example, when CNT is used as the transparent conductive layer, the thickness is preferably 5 to 50 nm.

本発明における導電基材の最表層には保護層を設けることができる。保護層に用いられる材料は、導電層の下地層に用いられる無機酸化物や、通常のポリマーであってもよく、基材に求められる耐摩擦性、耐屈曲性、耐光性、硬度などの必要特性に応じて適宜選ぶことができる。保護層の厚みは10nm〜5μm程度であることが好ましいが、この限りではない。抵抗膜式タッチパネルのように導電層表面の接触抵抗を小さくする場合には保護層厚みは10〜100nmであることが好ましく、静電容量式タッチパネルや電磁シールドに用いる場合にはこれより厚く形成することができる。   A protective layer can be provided on the outermost layer of the conductive substrate in the present invention. The material used for the protective layer may be an inorganic oxide used for the base layer of the conductive layer, or a normal polymer, and needs the friction resistance, flex resistance, light resistance, hardness, etc. required for the substrate. It can be appropriately selected according to the characteristics. The thickness of the protective layer is preferably about 10 nm to 5 μm, but is not limited thereto. When the contact resistance on the surface of the conductive layer is reduced as in a resistive film type touch panel, the protective layer thickness is preferably 10 to 100 nm, and when used for a capacitive touch panel or electromagnetic shield, it is formed thicker than this. be able to.

図1に本発明における導電基材の一例を示す。基材101上に無機酸化物層102、導電層103および保護層104が設けられている。   FIG. 1 shows an example of a conductive substrate in the present invention. An inorganic oxide layer 102, a conductive layer 103, and a protective layer 104 are provided over the substrate 101.

次に、本発明のパターニングされた導電基材の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the patterned electrically conductive base material of this invention is demonstrated.

基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成された導電基材は、強酸水溶液や強アルカリ水溶液に接触することで導電層を無機酸化物層ごと除去することができる。このとき、最表層の上にパターニングされたレジスト層を設けておくことで、レジスト層が存在しない部分における導電層および無機酸化物層を選択的に除去し、パターニングすることが原理的には可能である。しかし、実際に最表層に設けたレジストのパターン通りに導電層および無機酸化物層を除去することは困難である。例えば強アルカリ水溶液に浸漬した場合には、レジストを設けた部分も含めて導電層が全面的に除去されてしまう傾向にある。無機酸化物は強アルカリ水溶液に侵されやすく、無機酸化物層の全体が基材から剥離しやすいため、レジストのパターン通りに選択除去することが難しい。また、強酸の水溶液に浸漬した場合は、おおよそのレジストパターン通りに導電層を除去することはできるが、除去不良や過剰除去が混在し、パターンの精密性に欠ける。無機酸化物層は強酸の浸透によって基材から剥離されるが、無機酸化物層の膜自体は分解されないため、レジストパターン形状に沿って引きちぎられるようにして選択除去される。そのため、パターン形状を精密に制御することが困難となる。   The conductive base material in which the base material, the inorganic oxide layer, and the conductive layer are formed in this order can be removed together with the inorganic oxide layer by contacting the strong acid aqueous solution or the strong alkaline aqueous solution. At this time, by providing a patterned resist layer on the outermost layer, it is possible in principle to selectively remove and pattern the conductive layer and inorganic oxide layer in the portion where the resist layer does not exist. It is. However, it is difficult to remove the conductive layer and the inorganic oxide layer according to the pattern of the resist actually provided on the outermost layer. For example, when immersed in a strong alkaline aqueous solution, the conductive layer tends to be completely removed including the portion where the resist is provided. Since the inorganic oxide is easily attacked by the strong alkaline aqueous solution and the entire inorganic oxide layer is easily peeled off from the substrate, it is difficult to selectively remove it according to the resist pattern. Further, when immersed in an aqueous solution of strong acid, the conductive layer can be removed according to an approximate resist pattern, but poor removal and excessive removal are mixed, resulting in poor pattern precision. The inorganic oxide layer is peeled off from the substrate by permeation of a strong acid, but the inorganic oxide layer itself is not decomposed and is therefore selectively removed by tearing along the resist pattern shape. Therefore, it becomes difficult to precisely control the pattern shape.

そこで、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、上記のような導電基材を、フッ化物イオンを含む水溶液に接触させることで、最表層に設けたレジストパターンの通りに導電層を除去できることを見出した。本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、このウエットエッチング方法を利用したものである。すなわち本発明のパターニングされた導電基材の製造方法は、少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成された導電基材の最表層の一部にレジスト層を形成する工程と、前記導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分の前記導電薄膜層を前記無機酸化物層と共に除去することにより前記導電層をパターニングする方法である。この方法では、フッ化物イオンを含む水溶液が、最表層から導電層の下地である無機酸化物層へ浸透し、無機酸化物層が基材から剥離することによって、導電層が無機酸化物層ごと除去されることでパターニングが行われる。フッ化物イオンを含む水溶液は、シリコン基板や石英ガラスの表面エッチングに用いられることが知られている。本発明者らは、フッ化物イオンを含む水溶液が導電層を透過してその下地層である無機酸化物層にまで浸透することを見出し、本発明に至ったものである。さらに本発明の方法では、レジスト残存部の下部への浸透によるサイドエッチングが無く、所望のパターンを得ることができるという効果も奏する。   Therefore, as a result of intensive studies, the inventors have found that the conductive layer can be removed according to the resist pattern provided on the outermost layer by bringing the conductive substrate as described above into contact with an aqueous solution containing fluoride ions. I found it. The method for producing a patterned conductive substrate according to the present invention utilizes this wet etching method. That is, the method for producing a patterned conductive substrate of the present invention includes a step of forming a resist layer on a part of the outermost layer of the conductive substrate in which at least the substrate, the inorganic oxide layer, and the conductive layer are formed in this order; It is a method of patterning the conductive layer by bringing the conductive base material into contact with an aqueous solution containing fluoride ions and removing the conductive thin film layer where the resist is not formed together with the inorganic oxide layer. In this method, the aqueous solution containing fluoride ions penetrates from the outermost layer into the inorganic oxide layer that is the base of the conductive layer, and the inorganic oxide layer is peeled off from the base material, so that the conductive layer is separated from the inorganic oxide layer. By being removed, patterning is performed. It is known that an aqueous solution containing fluoride ions is used for surface etching of a silicon substrate or quartz glass. The present inventors have found that an aqueous solution containing fluoride ions permeates the conductive layer and penetrates to the inorganic oxide layer which is the base layer, and have reached the present invention. Furthermore, the method of the present invention also has an effect that a desired pattern can be obtained without side etching due to penetration into the lower portion of the remaining resist portion.

図2は本発明における導電層のパターン形成方法の一例を示す工程図である。導電基材は基材101上に無機酸化物層102、導電層103および保護層104が設けられており、さらに最表層にレジスト105が設けられる。このレジスト105をパターニングした後、導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させる。これにより保護層104、導電層103および無機酸化物層102がいずれも基材101から剥離される。最後にレジスト105を剥離すれば、パターニングされた導電基材が得られる。   FIG. 2 is a process diagram showing an example of a conductive layer pattern forming method in the present invention. In the conductive substrate, an inorganic oxide layer 102, a conductive layer 103, and a protective layer 104 are provided on a substrate 101, and a resist 105 is provided on the outermost layer. After patterning the resist 105, the conductive substrate is brought into contact with an aqueous solution containing fluoride ions. Accordingly, the protective layer 104, the conductive layer 103, and the inorganic oxide layer 102 are all peeled from the base material 101. Finally, if the resist 105 is removed, a patterned conductive substrate is obtained.

フッ化物イオンを含む水溶液としては特に制限はないが、以下に例示する化合物の水溶液を挙げることができる。フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化カリウム(KF)等のアルカリ金属のフッ化物、AlF、BiF、CaF、CrF、MgF、PtF、RhF、ThF、UFなどのアルカリ金属以外の金属のフッ化物、フッ化水素ナトリウム(NaHF)、フッ化水素カリウム(KHF)、フッ化アンモニウム(NHF)、フッ化水素アンモニウム(NHHF)、N,N,N−トリメチルメタンフルオライド((CH)NF)、ベンジルトリメチルアンモニウムフルオライド(CCH(CH)NF)、テトラエチルアンモニウムフルオライド((C)NF)、テトラプロピルアンモニウムフルオライド、テトラブチルアンモニウムフルオライド、メチルトリエチルアンモニウムフルオライド、メチルトリブチルアンモニウムフルオライド、ジメチルジエチルアンモニウムフルオライド、ドデシルトリメチルアンモニウムフルオライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムフルオライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムフルオライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムフルオライド、ベンジルトリエチルアンモニウムフルオライド、ベンジルトリプロピルアンモニウムフルオライド、ベンジルトリブチルアンモニウムフルオライド、フェニルトリメチルアンモニウムフルオライド、フェニルトリエチルアンモニウムフルオライド、フェニルトリプロピルアンモニウムフルオライド、フェニルトリブチルアンモニウムフルオライド等のフッ化物のアンモニウム塩などである。また、バッファードフッ酸も用いることができる。なお、AlF、BiF、CaF、CrF、MgF、PtF、RhF、ThF、UFなどの水に難溶のフッ化物は、強酸とともに高温で溶解して用いることもできる。これらの水和物や、これらの2種以上を混合したものであってもよい。中でも、フッ化物のアンモニウム塩、もしくはアルカリ金属のフッ化物が好ましく、具体的には、フッ化アンモニウム、もしくはフッ化ナトリウム、フッ化カリウムが好ましく用いられる。これらは2種類以上混合しても良いが、1種類を単独で用いることがより好ましい。なお、フッ化水素酸を用いても本発明の製造方法を実施することはできるが、フッ化水素の水中の濃度が1質量%以下の場合に限って、厳しく管理された環境下でのみ用いることができる。フッ化水素の濃度が数質量%以上の水溶液を用いると、作業者がフッ化水素ガスに被爆する可能性が高まり、体内のカルシウムと反応することで低カルシウム血症を引き起こすなどの危険性が高まる。そのため、フッ化水素酸を用いる場合は専用のドラフトやチャンバーの内部で実施することが必要となり、取り扱い性に細心の注意が必要となる。Although there is no restriction | limiting in particular as aqueous solution containing a fluoride ion, The aqueous solution of the compound illustrated below can be mentioned. Alkali metal fluorides such as lithium fluoride (LiF), sodium fluoride (NaF), potassium fluoride (KF), AlF 3 , BiF 3 , CaF 2 , CrF 2 , MgF 2 , PtF 2 , RhF 2 , ThF 4 , fluorides of metals other than alkali metals such as UF 4 , sodium hydrogen fluoride (NaHF 2 ), potassium hydrogen fluoride (KHF 2 ), ammonium fluoride (NH 4 F), ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ), N, N, N-trimethylmethane fluoride ((CH 3 ) 4 NF), benzyltrimethylammonium fluoride (C 6 H 5 CH 2 (CH 3 ) 3 NF), tetraethylammonium fluoride ((C 2 H 5) 4 NF), tetrapropylammonium fluoride, tetrabutylammonium fluorous , Methyltriethylammonium fluoride, methyltributylammonium fluoride, dimethyldiethylammonium fluoride, dodecyltrimethylammonium fluoride, tetradecyltrimethylammonium fluoride, hexadecyltrimethylammonium fluoride, octadecyltrimethylammonium fluoride, benzyltriethylammonium fluoride Such as fluoride, ammonium salt of fluoride such as benzyltripropylammonium fluoride, benzyltributylammonium fluoride, phenyltrimethylammonium fluoride, phenyltriethylammonium fluoride, phenyltripropylammonium fluoride, phenyltributylammonium fluoride, etc. . Buffered hydrofluoric acid can also be used. In addition, hardly soluble fluorides such as AlF 3 , BiF 3 , CaF 2 , CrF 2 , MgF 2 , PtF 2 , RhF 2 , ThF 4 , UF 4, etc. can be dissolved and used at high temperatures together with strong acids. . These hydrates or a mixture of two or more of these may be used. Among these, an ammonium salt of fluoride or an alkali metal fluoride is preferable. Specifically, ammonium fluoride, sodium fluoride, or potassium fluoride is preferably used. Two or more of these may be mixed, but it is more preferable to use one alone. Although the production method of the present invention can be carried out using hydrofluoric acid, it is used only in a strictly controlled environment only when the concentration of hydrogen fluoride in water is 1% by mass or less. be able to. Using an aqueous solution with a hydrogen fluoride concentration of several percent by mass or more increases the possibility of workers being exposed to hydrogen fluoride gas and reacts with calcium in the body to cause hypocalcemia. Rise. For this reason, when hydrofluoric acid is used, it is necessary to carry out it within a dedicated draft or chamber, and careful handling is required for handling.

フッ化物イオンを含む水溶液は、他の酸または塩基を混合することでpHを制御しておくことが好ましい。これにより、導電膜を除去する際の工程安定性を向上させることができる。酸、塩基は公知のものを使用でき、酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、酢酸、リン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などが、塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、2−アミノエタノールなどが用いられる。もちろん、用いられる酸および塩基はこれらに限られない。フッ化物イオンを含む水溶液のpHは1〜7の範囲であることが好ましく、より好ましくはpH1〜6の範囲である。pHを1〜7の範囲にすることで、導電層を所望通りのパターンで、再現性よく安定して除去することができ、さらに、導電層の除去に必要なフッ化物イオンの濃度の低減や、処理時間の短縮化も図ることができる。   The aqueous solution containing fluoride ions is preferably controlled in pH by mixing other acid or base. Thereby, process stability at the time of removing a conductive film can be improved. Known acids and bases can be used. Examples of acids include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, oxalic acid, acetic acid, phosphoric acid, benzenesulfonic acid, and toluenesulfonic acid. Examples of bases include sodium hydroxide and potassium hydroxide. Sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, tetramethylammonium hydroxide, 2-aminoethanol and the like are used. Of course, the acid and base used are not limited to these. The pH of the aqueous solution containing fluoride ions is preferably in the range of 1-7, more preferably in the range of pH1-6. By setting the pH in the range of 1 to 7, the conductive layer can be stably removed in a desired pattern with good reproducibility, and the concentration of fluoride ions required for removing the conductive layer can be reduced. In addition, the processing time can be shortened.

フッ化物イオンを含む水溶液には、さらに、水に親和性のある有機溶媒や界面活性剤などを含んでもよい。導電基材への濡れ性制御、導電膜への浸透性の制御、エッチング槽の泡を抑制など、それぞれの目的にあわせて有機溶媒や界面活性剤を適宜選択することができる。   The aqueous solution containing fluoride ions may further contain an organic solvent having affinity for water, a surfactant, and the like. An organic solvent and a surfactant can be appropriately selected according to each purpose such as control of wettability to a conductive substrate, control of permeability to a conductive film, and suppression of bubbles in an etching tank.

フッ化物イオンを含む水溶液中のフッ化物イオンの濃度は、導電基材の導電層の種類、各層の厚み、パターニング設備のタクトタイムに合わせて決められ、1×10−5〜10モル/Lの範囲であることが好ましい。フッ化物イオンの水への溶解性や、導電層のパターニング性を考慮すると、0.0001〜0.1モル/Lがより好ましい。The concentration of fluoride ions in the aqueous solution containing fluoride ions is determined according to the type of the conductive layer of the conductive substrate, the thickness of each layer, and the tact time of the patterning equipment, and is 1 × 10 −5 to 10 mol / L. A range is preferable. In consideration of solubility of fluoride ions in water and patterning properties of the conductive layer, 0.0001 to 0.1 mol / L is more preferable.

フッ化物イオンを含む水溶液中に含まれる酸もしくはアルカリの濃度は、フッ化物イオンのモル濃度の1/1,000〜1,000倍であることが好ましく、より好ましくは1/10〜10倍である。モル濃度に換算すると、0.0001〜0.1モル/Lであることが好ましい。さらに好ましくは、アルカリよりも酸を用いた方が安定してパターニングすることができる。   The concentration of acid or alkali contained in the aqueous solution containing fluoride ions is preferably 1/1000 to 1,000 times, more preferably 1/10 to 10 times the molar concentration of fluoride ions. is there. In terms of molar concentration, it is preferably 0.0001 to 0.1 mol / L. More preferably, patterning can be performed more stably using an acid than an alkali.

導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させて導電層を除去する際、その水溶液の温度は25〜80℃であることが好ましい。この範囲以外でも使用することは可能であるが、室温より高めにヒーターで制御し、かつ水分の揮発を抑制するためには30〜60℃であることがより好ましい。   When the conductive substrate is removed by bringing the conductive substrate into contact with an aqueous solution containing fluoride ions, the temperature of the aqueous solution is preferably 25 to 80 ° C. Although it is possible to use it outside this range, it is more preferably 30 to 60 ° C. in order to control with a heater higher than room temperature and suppress moisture volatilization.

導電基材から導電層を除去する工程では、導電基材を上記水溶液に浸漬する方法、導電基材に上記水溶液をシャワーする方法、導電基材を上記水溶液による水流の中を通過させる方法、など何れの方法も用いることができる。導電基材を上記水溶液に接触した後は、一度水切りをした後、水洗をすることが好ましい。この水洗工程も、浸漬、シャワー、水流の中を通過する方法など何れも用いることができる。   In the step of removing the conductive layer from the conductive substrate, a method of immersing the conductive substrate in the aqueous solution, a method of showering the aqueous solution on the conductive substrate, a method of passing the conductive substrate through the water flow by the aqueous solution, etc. Either method can be used. After contacting the conductive substrate with the aqueous solution, it is preferable to drain the water once and then wash with water. For this washing step, any method such as dipping, showering or passing through a water stream can be used.

導電基材の最表層の一部に設けられるレジストとしては、スクリーン印刷レジストやフォトレジストを用いることができる。フォトレジストには、既にシート状に成形されたフォトレジストを基材に転写して使用するドライフィルムレジストや、レジスト溶液をスピンコーターなどで塗布して使用する塗布型のフォトレジストを用いることができる。これらのレジストは必要な精細度によって使い分けることができる。100μm以上の粗い精度であればスクリーン印刷レジストを、20μm以上の粗さの精度であればドライフィルムレジストを、20μm以下の細かい精度であれば塗布型のフォトレジストを用いることが好ましい。なお、フォトレジストを使用した場合には、露光した後にアルカリ水溶液による現像工程を行うが、この際にアルカリ水溶液にフッ化物イオンを溶解させておいて、フォトレジストの現像除去とともに、導電層を除去することも可能である。しかし、工程管理の観点から、フォトレジストの現像は通常のアルカリ水溶液で行い、導電層の除去はフッ化物イオンを含んだ水溶液で実施することがより好ましい。   As a resist provided in a part of the outermost layer of the conductive base material, a screen printing resist or a photoresist can be used. As the photoresist, a dry film resist that is used by transferring a photoresist already formed into a sheet shape onto a substrate, or a coating type photoresist that is used by applying a resist solution with a spin coater or the like can be used. . These resists can be used properly according to the required definition. It is preferable to use a screen printing resist if the accuracy is 100 μm or more, a dry film resist if the accuracy is 20 μm or more, and a coating type photoresist if the accuracy is 20 μm or less. When a photoresist is used, a development process using an alkaline aqueous solution is performed after exposure. At this time, fluoride ions are dissolved in the alkaline aqueous solution, and the conductive layer is removed along with the development and removal of the photoresist. It is also possible to do. However, from the viewpoint of process control, it is more preferable that the development of the photoresist is performed with a normal alkaline aqueous solution, and the conductive layer is removed with an aqueous solution containing fluoride ions.

前述の方法によってパターニングを行った導電基材の、導電層除去部分は、基材表面が露出していることが好ましい。ここで、「基材表面が露出している」とは、無機酸化物層がほぼ全て除去されており、基材表面が損傷を受けていない状態を指す。前述のウエットエッチング方法を用いることで、基材表面を簡便にきれいに露出させることができる。一方で、例えばレーザーエッチングを実施した場合、条件が過度であると基材表面にえぐれが発生し、逆に条件が弱いと導電層もしくは酸化物層が残存してしまい、基材表面をきれいに露出させることが難しい。また表面荒れによってヘイズ値が上昇するなどの問題も発生する。またレーザーエッチングでは、アブレーションされた導電層の屑または酸化物層の屑が、導電基材表面に飛散して異物欠点となりやすいため注意を要する。さらに、導電層の屑が導電層除去部分に飛散した場合、意図しない部分に導電性が生じてしまい、例えば後述するタッチパネル等の導電基材として用いた場合、誤動作の原因となる。
しかし、前述のウエットエッチング方法を用いればこれらの課題を解決することができる。なお、導電層除去後の再度露出した基材の表面は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡などを用いて確認することができ、透過率、反射率は分光光度計を、ヘイズ測定はヘイズメーターを、元素組成については、X線光電子分光法(XPS)を、官能基情報については顕微赤外分光分析などを用いて確認することができる。
The conductive layer removed portion of the conductive base material patterned by the above-described method is preferably exposed at the base material surface. Here, “the substrate surface is exposed” means that the inorganic oxide layer is almost completely removed and the substrate surface is not damaged. By using the wet etching method described above, the substrate surface can be easily and cleanly exposed. On the other hand, for example, when laser etching is performed, if the conditions are excessive, the surface of the base material is swollen, and conversely, if the conditions are weak, the conductive layer or the oxide layer remains and the base material surface is exposed cleanly. It is difficult to let In addition, problems such as an increase in haze value due to surface roughness also occur. In laser etching, care should be taken because the ablated conductive layer waste or oxide layer waste is likely to be scattered on the surface of the conductive base material to cause foreign matter defects. Furthermore, when the waste of the conductive layer is scattered in the conductive layer removal portion, conductivity is generated in an unintended portion, and for example, when used as a conductive base material such as a touch panel described later, it causes a malfunction.
However, these problems can be solved by using the above-described wet etching method. The surface of the exposed substrate after removing the conductive layer can be confirmed using an optical microscope, a laser microscope, an atomic force microscope, etc., and the transmittance and reflectance are measured with a spectrophotometer. The haze meter can be confirmed using elemental composition using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and functional group information using microscopic infrared spectroscopy.

以下に前述のウエットエッチング方法を用いたパターニング手順AとBの2例を示す。ただし本発明の方法はこれらに限られない。
[パターニング手順A]
(A−1)導電基材の最表層に塗布型フォトレジストをスピンコートし、乾燥させる。
(A−2)フォトマスクを介して導電層を除去したい箇所に紫外線を照射し、フォトレジストをアルカリ可溶化させる。
(A−3)アルカリ現像、水洗によってレジストパターンを形成する。
(A−4)上記水洗後、50〜120℃程度のオーブンまたはホットプレートで乾燥・加熱処理を行う。
(A−5)フッ化物イオンを含む水溶液に浸漬する。
(A−6)シャワー水洗によって導電層の不要部分を除去する。
(A−7)有機溶媒もしくは強アルカリ水溶液に浸漬して、導電層の上のフォトレジストを除去する。
(A−8)水洗、エアブロー、50〜120℃で乾燥する。
[パターニング手順B]
(B−1)導電基材の最表層にドライフィルムレジストをホットローラーの装着されたラミネーターを用いて、導電基材にラミネートする。
(B−2)フォトマスクを介して導電層を得たい箇所に紫外線を照射し、フォトレジストを光硬化する。
(B−3)アルカリ現像、水洗によってレジストパターンを形成する。
(B−4)フッ化物イオンを含む水溶液に浸漬する。
(B−5)シャワー水洗によって導電層の不要部分を除去する。
(B−6)有機溶媒もしくは強アルカリ水溶液に浸漬して、導電層の上のフォトレジストを除去する。
(B−7)水洗、エアブロー、50〜120℃で乾燥する。
Two examples of patterning procedures A and B using the wet etching method described above are shown below. However, the method of the present invention is not limited to these.
[Patterning procedure A]
(A-1) A coating type photoresist is spin-coated on the outermost layer of the conductive substrate and dried.
(A-2) Ultraviolet rays are irradiated to a portion where the conductive layer is to be removed through a photomask to solubilize the photoresist with alkali.
(A-3) A resist pattern is formed by alkali development and washing with water.
(A-4) After the water washing, drying and heat treatment are performed in an oven or hot plate at about 50 to 120 ° C.
(A-5) Immerse in an aqueous solution containing fluoride ions.
(A-6) Unnecessary portions of the conductive layer are removed by shower water washing.
(A-7) The photoresist on the conductive layer is removed by dipping in an organic solvent or a strong alkaline aqueous solution.
(A-8) Washing with water, air blowing, and drying at 50 to 120 ° C.
[Patterning procedure B]
(B-1) A dry film resist is laminated on the conductive substrate using a laminator equipped with a hot roller on the outermost layer of the conductive substrate.
(B-2) An ultraviolet ray is irradiated to the part which wants to obtain a conductive layer through a photomask, and a photoresist is photocured.
(B-3) A resist pattern is formed by alkali development and water washing.
(B-4) Immerse in an aqueous solution containing fluoride ions.
(B-5) Unnecessary portions of the conductive layer are removed by shower water washing.
(B-6) The photoresist on the conductive layer is removed by dipping in an organic solvent or a strong alkaline aqueous solution.
(B-7) Wash with water, air blow, and dry at 50-120 ° C.

なお、上記の(A−4)の乾燥・加熱処理は必要に応じて行う。アルカリ現像液の浸透によって導電層と無機酸化物層との密着性が低下している場合には、この処理を行うことで密着性を上げることでき、後の工程を安定して行うことができる。   In addition, said drying and heat processing of (A-4) are performed as needed. When the adhesion between the conductive layer and the inorganic oxide layer is reduced due to the permeation of the alkaline developer, the adhesion can be improved by performing this treatment, and the subsequent steps can be performed stably. .

本発明における導電層のパターン形状は、用途によって決められる。例えば長方形の導電基材の周囲のみを除去するパターンや、ライン電極を形成するパターンや、ライン電極とライン電極の間に疑似電極を残すパターンや、ライン電極に三角や菱形のパッドを設けるパターンなどがあるがこれらに限定されず様々なパターンを形成することができる。   The pattern shape of the conductive layer in the present invention is determined by the application. For example, a pattern that removes only the periphery of a rectangular conductive substrate, a pattern that forms a line electrode, a pattern that leaves a pseudo electrode between line electrodes, a pattern that provides a triangular or rhombus pad on the line electrode, etc. However, the present invention is not limited to these, and various patterns can be formed.

本発明における導電基材は、タッチパネル、電子ペーパー、光起電力素子、有機EL素子、液晶表示素子などの透明電極もしくはライン電極などに用いることができる。例えば、静電容量方式のタッチパネルでは2枚の導電基材を用いる。X電極の基材とY電極の基材を形成し、両者を貼合し、液晶ディスプレイなど画面の上層に積層して用いられる。また、パッシブ方式の電子ペーパーには少なくとも2枚の導電基材を用いる。   The conductive substrate in the present invention can be used for transparent electrodes or line electrodes of touch panels, electronic paper, photovoltaic elements, organic EL elements, liquid crystal display elements and the like. For example, in a capacitive touch panel, two conductive substrates are used. An X electrode base material and a Y electrode base material are formed, both are bonded, and used by being laminated on the upper layer of a screen such as a liquid crystal display. In addition, at least two conductive substrates are used for passive electronic paper.

以下、本発明を利用した導電膜パターン形成方法を実施例に基づき具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
(1)エッチャントのpH測定方法
エッチャントのpHは、pHテスター(ハンナインスツルメンツ(株)製、Checker/HI90103)を用いて、20℃で測定した。
(2)パターニング後のパターン形状の評価方法
パターン形成作業を行った基材の評価は、顕微鏡観察((株)キーエンス製、表面形状測定顕微鏡VF7500)を用いて、倍率250倍〜1,250倍で実施し、パターンの線幅を測定した。
[無機酸化物層1の作製例]
n−ブチルシリケート40gと、エタノール20gとを100mLポリ容器中に入れて30分間撹拌し、0.1N塩酸水溶液10gを添加して2時間撹拌を行い4℃で12時間静置し、ここにトルエンとイソプロピルアルコールとメチルエチルケトンの混合液で固形分濃度が0.1質量%となるように希釈し、溶液を調製した。この液をワイヤーバー#8を用いて導電層の上に塗布し、125℃乾燥機内で1分間乾燥させて脱水縮合し、ゾル・ゲル法を経由した、シリカを主体とする無機酸化物層1を形成した。
[無機酸化物層2の作製例]
ポリシリケート溶液((株)菱和製、メガアクア親水DMコート:DM―30―26G―N1)を、基材の上に適量滴下し、ワイヤーバー#8を用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、脱水縮合させ、シリカを主体とする無機酸化物層2を形成した。
[無機酸化物層3の作製例]
上記の無機酸化物層1の作製例に記載の溶液に、直径約40nmのアルミナ粒子を添加・分散し、この液を基材の上に適量滴下し、ワイヤーバー#8を用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、シリカを主体としてアルミナ粒子を含む無機酸化物層3を形成した。
[カーボンナノチューブ導電層1の作製例]
以下の操作によってCNTの導電層を作製した。
Hereinafter, the conductive film pattern forming method using the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(1) Method of measuring pH of etchant The pH of the etchant was measured at 20 ° C. using a pH tester (Checker / HI90103, manufactured by Hanna Instruments Inc.).
(2) Evaluation method of pattern shape after patterning The evaluation of the substrate on which the pattern forming operation was performed was performed using a microscope observation (manufactured by Keyence Co., Ltd., surface shape measuring microscope VF7500) with a magnification of 250 to 1,250 times. And the line width of the pattern was measured.
[Production Example of Inorganic Oxide Layer 1]
40 g of n-butyl silicate and 20 g of ethanol were placed in a 100 mL plastic container and stirred for 30 minutes, 10 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was added, stirred for 2 hours, and allowed to stand at 4 ° C. for 12 hours. The solution was prepared by diluting with a mixed solution of isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone so that the solid concentration was 0.1% by mass. This liquid is applied onto the conductive layer using a wire bar # 8, dried in a 125 ° C. dryer for 1 minute, dehydrated and condensed, and an inorganic oxide layer 1 mainly composed of silica via a sol-gel method. Formed.
[Production Example of Inorganic Oxide Layer 2]
A suitable amount of polysilicate solution (manufactured by Ryowa Co., Ltd., Mega Aqua Hydrophilic DM Coat: DM-30-26G-N1) is dropped on the base material, applied using wire bar # 8, and dried in an 80 ° C. dryer. The inorganic oxide layer 2 mainly composed of silica was formed by allowing the mixture to stand for 1 minute for dehydration condensation.
[Production Example of Inorganic Oxide Layer 3]
Alumina particles having a diameter of about 40 nm are added and dispersed in the solution described in the preparation example of the inorganic oxide layer 1, and an appropriate amount of this liquid is dropped on the base material, and applied using a wire bar # 8. It left still for 1 minute in a 80 degreeC drying machine, and formed the inorganic oxide layer 3 which contains an alumina particle which has a silica as a main component.
[Production Example of Carbon Nanotube Conductive Layer 1]
The conductive layer of CNT was produced by the following operation.

始めに、CNT合成用の触媒を調製した。約24.6gのクエン酸鉄(III)アンモニウム(和光純薬工業(株)製)をイオン交換水6.2kgに溶解し、この溶液に、酸化マグネシウム(岩谷化学工業(株)製、MJ−30)を約1,000g加え、撹拌機で60分間激しく撹拌し、得られた懸濁液を10Lのオートクレーブ容器中に導入した。この時、洗い込み液としてイオン交換水0.5kgを使用し、共にオートクレーブ容器中へ加えた。オートクレーブを密閉した状態で160℃に加熱し6時間保持した。その後オートクレーブ容器を放冷し、容器からスラリー状の白濁物質を取り出し、過剰の水分を吸引濾過により濾別し、濾取物中に少量含まれる水分を120℃の乾燥機中で乾燥した。得られた固形分を乳鉢で細粒化し、篩いを用いて、20〜32メッシュの範囲の粒径のものを回収し、CNT合成用の触媒を得た。なお、この触媒に含まれる鉄はEDX分析結果から0.39質量%であった。   First, a catalyst for CNT synthesis was prepared. About 24.6 g of iron (III) ammonium citrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 6.2 kg of ion-exchanged water, and magnesium oxide (manufactured by Iwatani Chemical Industry Co., Ltd., MJ-) was dissolved in this solution. About 1,000 g of 30) was added, vigorously stirred for 60 minutes with a stirrer, and the resulting suspension was introduced into a 10 L autoclave vessel. At this time, 0.5 kg of ion exchange water was used as a washing solution, and both were added to the autoclave container. The autoclave was sealed and heated to 160 ° C. and held for 6 hours. Thereafter, the autoclave container was allowed to cool, the slurry-like cloudy substance was taken out from the container, excess water was filtered off by suction filtration, and a small amount of water contained in the filtered product was dried in a 120 ° C. drier. The obtained solid was finely divided in a mortar, and a sieve having a particle size in the range of 20 to 32 mesh was collected using a sieve to obtain a catalyst for CNT synthesis. In addition, iron contained in this catalyst was 0.39 mass% from the EDX analysis result.

次にCNTを化学的気相成長法によって合成した。   CNTs were then synthesized by chemical vapor deposition.

前記の触媒132gを、鉛直方向に設置した円筒反応器の中央部の石英焼結板上に導入した。反応管内温度が約860℃になるまで、触媒体層を加熱しながら、反応器底部から反応器上部方向へ向けてマスフローコントローラーを用いて窒素ガスを16.5L/minで供給し、触媒体層を通過するように流通させた。その後、窒素ガスを供給しながら、さらにマスフローコントローラーを用いてメタンガスを0.78L/minで60分間導入して触媒体層を通過するように通気し、反応させた。この際の固体触媒体の質量をメタンの流量で割った接触時間(W/F)は、169min・g/L、メタンを含むガスの線速は6.55cm/secとした。メタンガスの導入を止め、窒素ガスを16.5L/min通気させながら、石英反応管を室温まで冷却し、石英焼結板上の触媒付きカーボンナノチューブ組成物を回収した。   The catalyst 132g was introduced onto a quartz sintered plate at the center of a cylindrical reactor installed in the vertical direction. While heating the catalyst layer until the temperature in the reaction tube reaches about 860 ° C., nitrogen gas is supplied from the bottom of the reactor toward the top of the reactor using a mass flow controller at 16.5 L / min. Circulated to pass through. Thereafter, while supplying nitrogen gas, methane gas was further introduced at 0.78 L / min for 60 minutes using a mass flow controller, and the gas was passed through the catalyst body layer for reaction. The contact time (W / F) obtained by dividing the mass of the solid catalyst body by the flow rate of methane at this time was 169 min · g / L, and the linear velocity of the gas containing methane was 6.55 cm / sec. While the introduction of methane gas was stopped and nitrogen gas was passed through 16.5 L / min, the quartz reaction tube was cooled to room temperature, and the catalyst-attached carbon nanotube composition on the quartz sintered plate was recovered.

次に触媒の除去を行った。触媒付きカーボンナノチューブ組成物115gを、4.8Nの塩酸水溶液2,000mL中に入れ、1時間撹拌することで触媒金属である鉄とその担体であるMgOを溶解した。得られた黒色懸濁液を濾過した後、濾取物を再度4.8Nの塩酸水溶液400mL中に入れて攪拌・濾取し、脱MgO処理を行った。この操作を3回繰り返し、触媒が除去されたカーボンナノチューブ組成物を得た。このカーボンナノチューブ組成物を約300倍の質量の濃硝酸(和光純薬工業(株)製、1級、Assay60〜61質量%)中に投入した。その後、約140℃のオイルバスで25時間攪拌しながら加熱還流した。加熱還流後、カーボンナノチューブ含有組成物を含む硝酸溶液をイオン交換水で3倍に希釈して吸引ろ過した。イオン交換水で濾取物の懸濁液が中性となるまで水洗後、水を含んだウェット状態のままのカーボンナノチューブ組成物を保存した。このカーボンナノチューブ組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、2層カーボンナノチューブの割合が90%であった。   Next, the catalyst was removed. 115 g of the catalyst-attached carbon nanotube composition was put in 2,000 mL of a 4.8N hydrochloric acid aqueous solution, and stirred for 1 hour to dissolve iron as a catalyst metal and MgO as its support. The obtained black suspension was filtered, and the filtered product was again put into 400 mL of a 4.8N hydrochloric acid aqueous solution, stirred and filtered, and subjected to de-MgO treatment. This operation was repeated three times to obtain a carbon nanotube composition from which the catalyst was removed. This carbon nanotube composition was put into concentrated nitric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., grade 1, Assay 60-61 mass%) having a mass of about 300 times. Thereafter, the mixture was heated to reflux with stirring in an oil bath at about 140 ° C. for 25 hours. After heating to reflux, a nitric acid solution containing the carbon nanotube-containing composition was diluted with ion-exchanged water three times and suction filtered. After washing with ion-exchanged water until the suspension of the filtered material became neutral, the carbon nanotube composition in a wet state containing water was stored. When this carbon nanotube composition was observed with a high-resolution transmission electron microscope, the ratio of double-walled carbon nanotubes was 90%.

次に、カーボンナノチューブ分散液を調製した。上記のウェット状態のカーボンナノチューブ含有組成物(乾燥質量換算で25mg)、カルボキシメチルセルロースナトリウム水溶液5g(ダイセルファインケム(株)製、ダイセル1140、重量平均分子量45万、濃度1質量%、固形分量換算で50mg)、ジルコニアビーズ6.7g(東レ(株)製、トレセラム、ビーズサイズ:0.8mm)を容器に加え、28質量%アンモニア水溶液(キシダ化学(株)製)を用いてpH10に調整した。この容器を振動ミルを用いて2時間振盪させ、カーボンナノチューブペーストを得た。このカーボンナノチューブペーストにイオン交換水を加えて、カーボンナノチューブの濃度が0.15質量%となるように希釈し、その希釈液10gに対して再度28質量%アンモニア水溶液を加えてpH10に調整した。その水溶液を氷冷して10℃以下に保持しながら、超音波ホモジナイザーを用いて、出力20Wで1.5分間の分散処理をした。得られた液を高速遠心分離機にて10,000Gで15分遠心処理し、カーボンナノチューブ分散液9gを得た。   Next, a carbon nanotube dispersion was prepared. Carbon nanotube-containing composition in the above wet state (25 mg in terms of dry mass), 5 g of sodium carboxymethylcellulose aqueous solution (Daicel Finechem Co., Ltd., Daicel 1140, weight average molecular weight 450,000, concentration 1% by mass, solid content 50 mg ), 6.7 g of zirconia beads (manufactured by Toray Industries, Inc., Treceram, bead size: 0.8 mm) was added to the container, and the pH was adjusted to 10 using a 28% by mass aqueous ammonia solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.). This container was shaken for 2 hours using a vibration mill to obtain a carbon nanotube paste. Ion exchange water was added to the carbon nanotube paste to dilute the carbon nanotube concentration to 0.15% by mass, and the aqueous solution was adjusted to pH 10 by adding 28% by mass aqueous ammonia again to 10 g of the diluted solution. The aqueous solution was ice-cooled and kept at 10 ° C. or lower, and dispersion treatment was performed for 1.5 minutes at an output of 20 W using an ultrasonic homogenizer. The obtained liquid was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes with a high-speed centrifuge to obtain 9 g of a carbon nanotube dispersion.

次にカーボンナノチューブ層を形成した。前記カーボンナノチューブ分散液にイオン交換水を添加して、0.04質量%に調整し、前記の無機酸化物層付き基材の上に滴下し、ワイヤーバー#8を用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、カーボンナノチューブ導電層1を形成した。
[酸化スズ導電層2の作製例]
酸化アンチモンドープ酸化スズの水分散液(三菱マテリアル電子化成(株)製、TDL−1、酸化アンチモンドープ酸化スズ濃度17質量%)を、前記の無機酸化物層付き基材の上に滴下し、ワイヤーバーを用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、アンチモンドープ酸化スズ導電層2を形成した。
[グラフェン導電層3の作製例]
グラフェンの水分散液(NanoIntegris社製、PureSheetsMONO、固形分濃度0.005質量%)を、前記の無機酸化物層付き基材の上に滴下し、ワイヤーバーを用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置し、これを10回繰り返してグラフェン導電層3を形成した。
[導電ポリマー導電層4の作製例]
導電性ポリマーであるPEDOT・PSSの水分散液(ナガセケムテックス(株)製、Denatron P-502S、固形分濃度3質量%)を、前記の無機酸化物層付き基材の上に滴下し、ワイヤーバーを用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、導電ポリマー導電層4を形成した。
[銀ナノコロイド導電層5の作製例]
銀ナノコロイドの水分散液(三菱マテリアル電子化成(株)製、A−1、銀ナノコロイド濃度10質量%)を、前記の無機酸化物層付き基材の上に滴下し、ワイヤーバーを用いて塗布し、80℃の乾燥機に1分間静置して、銀ナノコロイド導電層5を形成した。
[ゾル・ゲルシリカ保護層の作製例]
n−ブチルシリケート40gと、エタノール20gとを100mLポリ容器中に入れて30分間撹拌し、0.1N塩酸水溶液10gを添加して2時間撹拌を行い4℃で12時間静置し、ここにトルエンとイソプロピルアルコールとメチルエチルケトンの混合液で固形分濃度が0.1質量%となるように希釈し、保護層用溶液を調製した。この液をワイヤーバー#8を用いて導電層の上に塗布し、125℃乾燥機内で1分間乾燥させ、保護層を形成した。
[L/S解像度評価パターンの形状]
ライン幅(L)とスペース幅(S)が同じ直線ラインが平行に5〜10本並んだパターンを形成した。L/Sのスケールは、200μm/200μm、150μm/150μm、100μm/100μm、50μm/50μm、40μm/40μm、30μm/30μm、25μm/25μm、20μm/20μm、15μm/15μm、10μm/10μm、6μm/6μmとした。
[ドライフィルムレジストパターンの形成例]
無機酸化物層付き導電基材の表面に、ドライフィルムレジスト(旭化成イーマテリアルズ(株)製、SUNFORT/AQ209A)を載せ、105℃に温度設定したホットロールプレスを通過させ、ドライフィルムレジストをラミネートした。これを4cm角のサイズにカットし、前述のL/S解像度評価パターンのフォトマスクを介して80mJ/cm露光し、炭酸ナトリウム1質量%の水溶液に浸漬してレジストパターンを得た。なお、ドライフィルムレジストは光硬化タイプであるため、フォトマスクはパターン形成部分を露光し、現像除去部分は遮光する形状のものを使用した。
[塗布型ポジレジストパターンの形成例]
無機酸化物層付き導電基材を4cm角に切断し、この表面に、ポジ型フォトレジスト(ローム・アンド・ハース(株)製、LC100)を滴下し、スピンコーター(ミカサ(株)製、スピンコーター1H−D3)で1,000rpm・30秒の条件で塗布し、100℃に設定したホットプレート上に30分静置して乾燥させた。これを、前述の対抗電極パターン、もしくはL/S解像度評価パターンのフォトマスクを介して100mJ/cm露光し、テトラメチルアンモニウムハイドライド(以下、TMAH)2.38質量%の水溶液に浸漬してレジストパターンを得た。なお、ポジ型レジストは光可溶化タイプであるため、フォトマスクはパターン形成部分を遮光し、現像除去部分を露光する形状のものを使用した。
Next, a carbon nanotube layer was formed. Ion exchange water is added to the carbon nanotube dispersion to adjust to 0.04% by mass, dropped onto the substrate with the inorganic oxide layer, and coated using a wire bar # 8 at 80 ° C. The carbon nanotube conductive layer 1 was formed by allowing it to stand for 1 minute.
[Production Example of Tin Oxide Conductive Layer 2]
An aqueous dispersion of antimony oxide-doped tin oxide (manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd., TDL-1, antimony oxide-doped tin oxide concentration 17% by mass) is dropped on the substrate with the inorganic oxide layer, It apply | coated using the wire bar, and left still for 1 minute to 80 degreeC drying machine, and the antimony dope tin oxide electrically conductive layer 2 was formed.
[Production Example of Graphene Conductive Layer 3]
An aqueous dispersion of graphene (NanoIntegris, PureSheetsMONO, solid content concentration: 0.005% by mass) is dropped onto the substrate with the inorganic oxide layer, applied using a wire bar, and dried at 80 ° C. The graphene conductive layer 3 was formed by leaving it in the machine for 1 minute and repeating this 10 times.
[Preparation Example of Conductive Polymer Conductive Layer 4]
An aqueous dispersion of PEDOT / PSS, which is a conductive polymer (manufactured by Nagase Chemtex Co., Ltd., Denatron P-502S, solid content concentration 3% by mass) is dropped on the substrate with an inorganic oxide layer, It apply | coated using the wire bar and left still for 1 minute in a 80 degreeC drying machine, and the conductive polymer conductive layer 4 was formed.
[Production Example of Silver Nanocolloid Conductive Layer 5]
An aqueous dispersion of silver nanocolloid (manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd., A-1, silver nanocolloid concentration 10% by mass) is dropped onto the substrate with the inorganic oxide layer, and a wire bar is used. The silver nanocolloid conductive layer 5 was formed by leaving it to stand in a dryer at 80 ° C. for 1 minute.
[Example of preparation of sol-gel silica protective layer]
40 g of n-butyl silicate and 20 g of ethanol were placed in a 100 mL plastic container and stirred for 30 minutes, 10 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution was added, stirred for 2 hours, and allowed to stand at 4 ° C. for 12 hours. A protective layer solution was prepared by diluting with a mixed solution of isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone so that the solid concentration was 0.1% by mass. This liquid was applied onto the conductive layer using a wire bar # 8 and dried in a 125 ° C. dryer for 1 minute to form a protective layer.
[L / S resolution evaluation pattern shape]
A pattern in which 5 to 10 straight lines having the same line width (L) and space width (S) were arranged in parallel was formed. L / S scales are 200 μm / 200 μm, 150 μm / 150 μm, 100 μm / 100 μm, 50 μm / 50 μm, 40 μm / 40 μm, 30 μm / 30 μm, 25 μm / 25 μm, 20 μm / 20 μm, 15 μm / 15 μm, 10 μm / 10 μm, 6 μm / 6 μm. It was.
[Dry film resist pattern formation example]
A dry film resist (manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd., SUNFORT / AQ209A) is placed on the surface of the conductive substrate with an inorganic oxide layer, passed through a hot roll press set at 105 ° C., and the dry film resist is laminated. did. This was cut to a size of 4 cm square, exposed to 80 mJ / cm 2 through the photomask having the above-mentioned L / S resolution evaluation pattern, and immersed in an aqueous solution of 1% by mass of sodium carbonate to obtain a resist pattern. Since the dry film resist is a photo-curing type, a photomask having a shape that exposes the pattern forming portion and shields the development removed portion is used.
[Formation example of coating type positive resist pattern]
A conductive substrate with an inorganic oxide layer is cut into 4 cm square, and a positive photoresist (Rohm and Haas Co., Ltd., LC100) is dropped on this surface, and a spin coater (Mikasa Co., Ltd., Spin The coating was carried out with a coater 1H-D3) at 1,000 rpm for 30 seconds, and allowed to stand on a hot plate set at 100 ° C. for 30 minutes to dry. This is exposed to 100 mJ / cm 2 through the above-described counter electrode pattern or photomask having an L / S resolution evaluation pattern, and immersed in an aqueous solution of 2.38% by mass of tetramethylammonium hydride (hereinafter, TMAH) to form a resist. Got a pattern. Since the positive resist is a light solubilizing type, a photomask having a shape in which the pattern forming portion is shielded from light and the development removed portion is exposed is used.

[危険度レベルの評価]
エッチャントの取り扱い時における、人体への影響の危険度を、小さい危険度のレベルIから、大きい危険度のレベルIIIに分けて評価した。評価項目は、(1)pH1より大きくpH12より小さい範囲の内か外か、(2)酸性ガスもしくは塩基性のガスの揮発性の大小、(3)急性毒性の大小の3項目とした。これら3項目とも危険性の低い側にあるエッチャントを危険度レベルIとした。1項目だけが危険性の高い側にあるエッチャントを危険度レベルIIとした。2項目以上あてはまるエッチャントを危険性レベルIIIとした。本発明に好ましく用いられるエッチャントの危険度はレベルIとした。
(実施例1)
PETフィルム(東レ(株)製、U46、厚み125μm)の上に、ゾル・ゲル法を経由した、シリカを主体とする無機酸化物層1、カーボンナノチューブ導電層1をこの順に形成し、無機酸化物下地層付き導電基材を得た。この導電基材に、前述の[ドライフィルムレジストパターンの形成例]にしたがって、L/S解像度評価パターンに対応するレジストパターンを形成した。ここで導電基材をホットプレートの上に載せ、100℃3分の現像後乾燥を行った。次いで、硫酸が0.1質量%、フッ化アンモニウムが0.1質量%の濃度のエッチャントを調合した。このエッチャントのpHは2.5であった。40℃に加温したエッチャントの中に、導電基材を60秒浸漬し、純水に5秒間浸漬し、噴霧器を用いてシャワー水洗した。次いで、メチルセロソルブアセテート(以下、MCA)に60秒浸漬してレジストを剥離し、純水に浸漬して水洗した。
[Risk level assessment]
The risk of impact on the human body when handling an etchant was evaluated by dividing it from level I with a low level of risk to level III with a high level of risk. The evaluation items were three items: (1) whether it was larger or smaller than pH 1 and smaller than pH 12, (2) the volatility of acid gas or basic gas, and (3) the magnitude of acute toxicity. Etchants on the low risk side for all three items were assigned a risk level I. An etchant with only one item on the high risk side was assigned a risk level II. Etchants that apply to two or more items are designated as Danger Level III. The risk level of the etchant preferably used in the present invention was set to level I.
Example 1
An inorganic oxide layer 1 mainly composed of silica and a carbon nanotube conductive layer 1 are formed in this order on a PET film (Toray Industries, Inc., U46, thickness 125 μm) via a sol-gel method. A conductive substrate with an object underlayer was obtained. A resist pattern corresponding to the L / S resolution evaluation pattern was formed on this conductive substrate in accordance with the above-mentioned [Dry Film Resist Pattern Formation Example]. Here, the conductive substrate was placed on a hot plate and dried after development at 100 ° C. for 3 minutes. Next, an etchant having a concentration of 0.1% by mass of sulfuric acid and 0.1% by mass of ammonium fluoride was prepared. The pH of this etchant was 2.5. The conductive substrate was immersed in an etchant heated to 40 ° C. for 60 seconds, immersed in pure water for 5 seconds, and washed with shower water using a sprayer. Next, the resist was peeled off by immersing in methyl cellosolve acetate (hereinafter referred to as MCA) for 60 seconds, immersed in pure water and washed with water.

得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH2.5で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例2)
PETフィルム(東レ(株)製、U46、厚み125μm)の上に、無機酸化物層1、カーボンナノチューブ導電層1、無機酸化物層1を用いた保護層をこの順に形成し、無機酸化物下地層付き導電基材を得た。この導電基材に、前述の[ドライフィルムレジストパターンの形成例]にしたがって、L/S解像度評価パターンに対応するレジストパターンを形成した。ここで導電基材をホットプレートの上に載せ、100℃、3分の現像後乾燥を行った。次いで、硫酸が1質量%、フッ化アンモニウムが0.1質量%の濃度のエッチャントを調合した。このエッチャントのpHは1.8であった。40℃に加温したエッチャントの中に、導電基材を60秒浸漬し、純水に5秒間浸漬し、噴霧器を用いてシャワー水洗した。次いで、MCAに60秒浸漬してレジストを剥離し、純水に浸漬して水洗した。
When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 2.5, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 2)
A protective layer using an inorganic oxide layer 1, a carbon nanotube conductive layer 1, and an inorganic oxide layer 1 is formed in this order on a PET film (Toray Industries, Inc., U46, thickness 125 μm). A conductive substrate with a base layer was obtained. A resist pattern corresponding to the L / S resolution evaluation pattern was formed on this conductive substrate in accordance with the above-mentioned [Dry Film Resist Pattern Formation Example]. Here, the conductive substrate was placed on a hot plate and dried after development at 100 ° C. for 3 minutes. Next, an etchant having a concentration of 1% by mass of sulfuric acid and 0.1% by mass of ammonium fluoride was prepared. The pH of this etchant was 1.8. The conductive substrate was immersed in an etchant heated to 40 ° C. for 60 seconds, immersed in pure water for 5 seconds, and washed with shower water using a sprayer. Next, the resist was peeled off by immersing in MCA for 60 seconds, immersed in pure water and washed with water.

得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例3)
無機酸化物層をポリシリケート原料から形成した無機酸化物層2に変えた以外は、実施例2と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。導電層除去部分の表面形態を(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK9710で観察したところ、PETフィルム表面基材と同様の形態であり、無機酸化物層とPETフィルム表面の界面で剥離が生じていることがわかった。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例4)
フォトレジストを前述の塗布型ポジレジストに変えた以外は実施例3と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。導電層除去部分の表面形態を(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK9710で観察したところ、PETフィルム表面基材と同様の形態であり、無機酸化物層とPETフィルム表面の界面で剥離が生じていることがわかった。
(実施例5)
基材に厚み1.1mmのソーダライムガラスを用いたことと、保護層を設けなかったこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例6)
基材に厚み1.1mmのソーダライムガラスを用いた以外は、実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例7)
基材にポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)製、カプトン100V)を用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例8)
無機酸化物層を前述の無機酸化物層3に変えた以外は実施例3と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例9)
導電層をアンチモンドープ酸化スズ導電層2に変えたことと、保護層を設けなかったこと以外は実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例10)
導電層をグラフェン導電層3に変えたことと、保護層を設けなかったこと以外は実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例11)
導電層を導電ポリマー導電層4に変えたことと、保護層を設けなかったこと以外は実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例12)
導電層を銀ナノコロイド導電層5に変えたことと、保護層を設けなかったこと以外は実施例4と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例13)
硫酸が1質量%、フッ化ナトリウムが0.1質量%の濃度のエッチャントを調合し、このエッチャントを用いた以外は実施例4と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは1.8であった。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例14)
トルエンスルホン酸が1質量%、フッ化カリウムが0.1質量%の濃度のエッチャントを調合し、このエッチャントを用いた以外は実施例4と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは1.5であった。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=10μm/10μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.5で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例15)
フッ化アンモニウムが1質量%の濃度のエッチャントを調合し、このエッチャントを用いたことと、エッチャント液温を50℃、エッチング時間を180秒にしたこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは6.5であった。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=30μm/30μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH6.5で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例16)
炭酸ナトリウムが0.1質量%、フッ化アンモニウムが1質量%の濃度のエッチャントを調合し、このエッチャントを用いたことと、エッチャント液温を60℃、エッチング時間を180秒にしたこと以外は実施例4と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは11であった。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=40μm/40μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH11で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例17)
レジストの剥離にMCAではなくアセトンを使用したこと以外は実施例3と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(実施例18)
レジストの剥離にMCAではなく水酸化ナトリウムの1質量w%水溶液を使用したこと以外は、実施例3と同様の操作を行った。得られた導電パターンを顕微鏡観察したところ、L/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(比較例1)
無機酸化物層を設けなかったことと、保護層を設けなかったことと、エッチャント液温を50℃、エッチング時間を600秒にしたこと以外は実施例3と同様の操作を行った。導電層はエッチングされず、L/S解像度評価パターンを得ることができなかった。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(比較例2)
無機酸化物層を設けなかったことと、エッチャント液温を50℃、エッチング時間を600秒にしたこと以外は実施例3と同様の操作を行った。導電層はエッチングされず、L/S解像度評価パターンを得ることができなかった。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(比較例3)
無機酸化物層を設けなかったことと、エッチャントを60質量%硫酸に変えて、液温を50℃、エッチング時間を600秒にしたこと以外は実施例3と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは1であった。導電層はエッチングされず、L/S解像度評価パターンを得ることができなかった。また、硫酸が高濃度であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH1で範囲外となり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例4)
無機酸化物層を設けなかったことと、エッチャントを3質量%水酸化ナトリウムに変えて、液温を50℃、エッチング時間を600秒にしたこと以外は実施例3と同様の操作を行った。このエッチャントのpHは14であった。導電層は一部エッチングされたが、L/S解像度評価パターンを得ることができなかった。また、エッチャントが強いアルカリ性の水溶液であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH14で範囲外であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例5)
硫酸1質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、エッチング時間を90秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは1であった。導電層は一部エッチングされたが、L/S解像度評価パターンを得ることができなかった。エッチャントの危険度レベルは、pH1.8で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(比較例6)
硫酸60質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、エッチング時間を45秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは1であった。得られたL/S解像度評価パターンは、最も粗いL/S=200μm/200μmパターンにおいて、残膜と断線が混在していた。また、硫酸が高濃度であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH1で範囲外であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例7)
硫酸75質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、エッチング時間を45秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは1であった。得られたL/S解像度評価パターンは、剥離が著しく、最も粗いL/S=200μm/200μmパターンにおいても断線が認められた。また、硫酸が高濃度であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH1で範囲外であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例8)
炭酸ナトリウム1質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、液温を50℃、エッチング時間を180秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは11.9であった。得られたL/S解像度評価パターンは、剥離が著しく、最も粗いL/S=200μm/200μmパターンにおいても断線が認められた。エッチャントの危険度レベルは、pH11.9で範囲内であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIであった。
(比較例9)
TMAH2.4質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは13.8であった。得られたL/S解像度評価パターンは、剥離が著しく、最も粗いL/S=200μm/200μmパターンにおいても断線が認められた。また、エッチャントが強いアルカリ性水溶液であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH13.8で範囲外であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例10)
水酸化ナトリウム3質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、エッチング時間を30秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは14であった。エッチング後のシャワー水洗によって、導電層が全て剥離し、導電パターンを得ることができなかった。 また、エッチャントが強いアルカリ性水溶液であったため、取り扱いに細心の注意を要した。エッチャントの危険度レベルは、pH14で範囲外であり、揮発性は小さく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIであった。
(比較例11)
36質量%塩酸および40質量%第二塩化鉄の混合液を調合し、この液をエッチャントとして用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。この水溶液のpHは0.5であった。導電層の一部が僅かに除去されている程度であり、エッチング不良であった。また、エッチャントのpHが1未満であり、取り扱いに細心の注意を要し、かつ酸化性の大きい揮発性ガスが発生したため、周囲の設備が腐食された。エッチャントの危険度レベルは、pH0.5で範囲外であり、揮発性は大きく、急性毒性は小さいことから危険度レベルはIIIであった。
(比較例12)
フッ化水素10質量%の水溶液を調合し、この液をエッチャントとして用い、エッチング時間を15秒にした以外は実施例3と同様の操作を行った。得られたL/S解像度評価パターンは、L/S=20μm/20μmおよびこれより粗いパターンが良好に形成されていた。ただし、フッ化水素水溶液取り扱い時は、皮膚への付着や蒸気の吸入を完全に避けなければならないため、浸透性のない防護服、顔面シールド、および防毒マスクを着用し、フッ化水素酸取り扱い専用のドラフト作業台で作業を実施した。そのため、正確な作業の遂行が困難であった。エッチャントの危険度レベルは、pH3で範囲内であったが、揮発性は大きく、急性毒性が大きいことから危険度レベルはIIIであった。
When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 3)
The same operation as in Example 2 was performed except that the inorganic oxide layer was changed to the inorganic oxide layer 2 formed from the polysilicate raw material. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. When the surface form of the conductive layer removal portion was observed with a laser microscope VK9710 manufactured by Keyence Corporation, it was the same form as the PET film surface substrate, and peeling occurred at the interface between the inorganic oxide layer and the PET film surface. I understood. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
Example 4
The same operation as in Example 3 was performed except that the photoresist was changed to the above-described coating type positive resist. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I. When the surface form of the conductive layer removal portion was observed with a laser microscope VK9710 manufactured by Keyence Corporation, it was the same form as the PET film surface substrate, and peeling occurred at the interface between the inorganic oxide layer and the PET film surface. I understood.
(Example 5)
The same operation as in Example 4 was performed except that soda lime glass having a thickness of 1.1 mm was used as the base material and a protective layer was not provided. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 6)
The same operation as in Example 4 was performed except that soda lime glass having a thickness of 1.1 mm was used as the base material. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 7)
The same operation as in Example 3 was performed except that a polyimide film (manufactured by Toray DuPont, Kapton 100V) was used as the base material. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 8)
The same operation as in Example 3 was performed except that the inorganic oxide layer was changed to the inorganic oxide layer 3 described above. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
Example 9
The same operation as in Example 4 was performed except that the conductive layer was changed to the antimony-doped tin oxide conductive layer 2 and the protective layer was not provided. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 10)
The same operation as in Example 4 was performed except that the conductive layer was changed to the graphene conductive layer 3 and the protective layer was not provided. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 11)
The same operation as in Example 4 was performed except that the conductive layer was changed to the conductive polymer conductive layer 4 and the protective layer was not provided. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 12)
The same operation as in Example 4 was performed except that the conductive layer was changed to the silver nanocolloid conductive layer 5 and the protective layer was not provided. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 13)
An etchant having a concentration of 1% by mass of sulfuric acid and 0.1% by mass of sodium fluoride was prepared, and the same operation as in Example 4 was performed except that this etchant was used. The pH of this etchant was 1.8. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 14)
An etchant having a concentration of 1% by mass of toluenesulfonic acid and 0.1% by mass of potassium fluoride was prepared, and the same operation as in Example 4 was performed except that this etchant was used. The pH of this etchant was 1.5. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 10 μm / 10 μm and a coarser pattern was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.5, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 15)
The same operation as in Example 4 was performed except that an etchant having a concentration of 1% by mass of ammonium fluoride was prepared, this etchant was used, the etchant liquid temperature was 50 ° C., and the etching time was 180 seconds. It was. The pH of this etchant was 6.5. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 30 μm / 30 μm and a pattern coarser than this was well formed. The etchant risk level was in the range at pH 6.5, the volatility was low, and the acute toxicity was low, so the risk level was I.
(Example 16)
Prepared an etchant with a concentration of 0.1% by weight of sodium carbonate and 1% by weight of ammonium fluoride. This etchant was used except that the etchant temperature was 60 ° C. and the etching time was 180 seconds. The same operation as in Example 4 was performed. The pH of this etchant was 11. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 40 μm / 40 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 11, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 17)
The same operation as in Example 3 was performed except that acetone was used instead of MCA for stripping the resist. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Example 18)
The same operation as in Example 3 was performed except that a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was used instead of MCA for stripping the resist. When the obtained conductive pattern was observed with a microscope, the L / S resolution evaluation pattern was L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this was well formed. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 3 was performed except that the inorganic oxide layer was not provided, the protective layer was not provided, the etchant liquid temperature was 50 ° C., and the etching time was 600 seconds. The conductive layer was not etched, and an L / S resolution evaluation pattern could not be obtained. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 3 was performed except that the inorganic oxide layer was not provided, the etchant liquid temperature was 50 ° C., and the etching time was 600 seconds. The conductive layer was not etched, and an L / S resolution evaluation pattern could not be obtained. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 3 was performed, except that the inorganic oxide layer was not provided, the etchant was changed to 60% by mass sulfuric acid, the liquid temperature was 50 ° C., and the etching time was 600 seconds. The pH of this etchant was 1. The conductive layer was not etched, and an L / S resolution evaluation pattern could not be obtained. In addition, due to the high concentration of sulfuric acid, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 1, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 4)
The same operation as in Example 3 was performed, except that the inorganic oxide layer was not provided, the etchant was changed to 3% by mass sodium hydroxide, the liquid temperature was 50 ° C., and the etching time was 600 seconds. The pH of this etchant was 14. Although the conductive layer was partially etched, an L / S resolution evaluation pattern could not be obtained. In addition, since the etchant was a strong alkaline aqueous solution, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 14, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 5)
An operation similar to that of Example 3 was performed except that an aqueous solution of 1% by mass of sulfuric acid was prepared, this solution was used as an etchant, and the etching time was 90 seconds. The pH of this aqueous solution was 1. Although the conductive layer was partially etched, an L / S resolution evaluation pattern could not be obtained. The risk level of the etchant was in the range at pH 1.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was I.
(Comparative Example 6)
An aqueous solution of 60% by mass sulfuric acid was prepared, this solution was used as an etchant, and the same operation as in Example 3 was performed except that the etching time was 45 seconds. The pH of this aqueous solution was 1. In the obtained L / S resolution evaluation pattern, the remaining film and disconnection were mixed in the coarsest L / S = 200 μm / 200 μm pattern. In addition, due to the high concentration of sulfuric acid, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 1, the volatility was small and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 7)
An aqueous solution containing 75% by mass of sulfuric acid was prepared, this solution was used as an etchant, and the same operation as in Example 3 was performed except that the etching time was 45 seconds. The pH of this aqueous solution was 1. The obtained L / S resolution evaluation pattern was remarkably peeled, and disconnection was recognized even in the roughest L / S = 200 μm / 200 μm pattern. In addition, due to the high concentration of sulfuric acid, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 1, the volatility was small and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 8)
An aqueous solution containing 1% by mass of sodium carbonate was prepared, this solution was used as an etchant, and the same operation as in Example 3 was performed except that the solution temperature was 50 ° C. and the etching time was 180 seconds. The pH of this aqueous solution was 11.9. The obtained L / S resolution evaluation pattern was remarkably peeled, and disconnection was recognized even in the roughest L / S = 200 μm / 200 μm pattern. The risk level of the etchant was in the range at pH 11.9, the volatility was low, and the acute toxicity was low, so the risk level was I.
(Comparative Example 9)
The same operation as in Example 3 was performed except that a 2.4% by mass aqueous solution of TMAH was prepared and this solution was used as an etchant. The pH of this aqueous solution was 13.8. The obtained L / S resolution evaluation pattern was remarkably peeled, and disconnection was recognized even in the roughest L / S = 200 μm / 200 μm pattern. Also, since the etchant was a strong alkaline aqueous solution, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 13.8, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 10)
An aqueous solution containing 3% by mass of sodium hydroxide was prepared, this solution was used as an etchant, and the same operation as in Example 3 was performed except that the etching time was 30 seconds. The pH of this aqueous solution was 14. The conductive layer was completely peeled off by shower water washing after etching, and a conductive pattern could not be obtained. Also, since the etchant was a strong alkaline aqueous solution, careful handling was required. The risk level of the etchant was out of range at pH 14, the volatility was small, and the acute toxicity was small, so the risk level was II.
(Comparative Example 11)
A mixed liquid of 36% by mass hydrochloric acid and 40% by mass ferric chloride was prepared, and the same operation as in Example 3 was performed except that this liquid was used as an etchant. The pH of this aqueous solution was 0.5. Only a part of the conductive layer was removed, resulting in poor etching. Moreover, since the pH of the etchant was less than 1, careful handling was required, and volatile gas with high oxidizability was generated, so the surrounding equipment was corroded. The risk level of the etchant was out of range at pH 0.5, the volatility was high, and the acute toxicity was low, so the risk level was III.
(Comparative Example 12)
An aqueous solution containing 10% by mass of hydrogen fluoride was prepared, this solution was used as an etchant, and the same operation as in Example 3 was performed except that the etching time was set to 15 seconds. In the obtained L / S resolution evaluation pattern, L / S = 20 μm / 20 μm and a pattern coarser than this were well formed. However, when handling an aqueous hydrogen fluoride solution, it is necessary to completely avoid contact with the skin and inhalation of vapors. Therefore, wear non-permeable protective clothing, a face shield, and a gas mask. The work was carried out on the draft work table. Therefore, it was difficult to perform accurate work. The etchant risk level was in the range at pH 3, but the risk level was III due to its high volatility and high acute toxicity.

以下、表1〜2に実施例および比較例の作製条件および表3に評価結果を示す。
(比較例13)
PETフィルム(東レ(株)製、U46、厚み125μm)の上に、無機酸化物層2、カーボンナノチューブ導電層1、無機酸化物層1を用いた保護層をこの順に形成し、無機酸化物下地層付き導電基材を得た。この導電基材の導電面に、紫外線レーザーを用いたレーザーエッチング法で、導電性除去部分の幅が20μmの直線パターンを10本形成した。このスペースの導電層除去部分を(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK9710で観察したところ、PETフィルム表面がえぐられている状態が確認された。また、レーザーによって除去された導電層の屑が所々散見され、一部は導電層除去部分に存在していた。この直線パターンを介した導通を確認したところ40MΩ以上の絶縁状態と確認された直線パターン0本であった。
(実施例19)
実施例3の方法でX電極の基材とY電極の基材をパターンニングした。これら導電基材を貼り合せたパネルに、静電容量式タッチパネル用の駆動回路を取り付け、表面を指で押さえたところ、押さえた点を回路が認識し、静電容量式タッチパネルとして作動することが確認できた。
Hereinafter, Tables 1 and 2 show production conditions of Examples and Comparative Examples, and Table 3 shows evaluation results.
(Comparative Example 13)
A protective layer using an inorganic oxide layer 2, a carbon nanotube conductive layer 1, and an inorganic oxide layer 1 is formed in this order on a PET film (Toray Industries, Inc., U46, thickness 125 μm). A conductive substrate with a base layer was obtained. Ten linear patterns having a width of the conductive removal portion of 20 μm were formed on the conductive surface of the conductive substrate by a laser etching method using an ultraviolet laser. When the conductive layer-removed portion of this space was observed with a laser microscope VK9710 manufactured by Keyence Corporation, it was confirmed that the PET film surface was removed. Moreover, the waste of the conductive layer removed by the laser was scattered in some places, and some existed in the conductive layer removal part. When conduction through this linear pattern was confirmed, it was 0 linear patterns confirmed to be in an insulating state of 40 MΩ or more.
(Example 19)
The substrate for the X electrode and the substrate for the Y electrode were patterned by the method of Example 3. When a drive circuit for a capacitive touch panel is attached to a panel on which these conductive substrates are bonded and the surface is pressed with a finger, the circuit recognizes the pressed point and can operate as a capacitive touch panel. It could be confirmed.

Figure 2013176155
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Figure 2013176155
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Figure 2013176155
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101 基材
102 無機酸化物層
103 導電層
104 保護層
105 レジスト
101 Substrate 102 Inorganic oxide layer 103 Conductive layer 104 Protective layer 105 Resist

Claims (7)

少なくとも基材、無機酸化物層および導電層がこの順に形成された導電基材の最表層の一部にレジスト層を形成する工程と、前記導電基材をフッ化物イオンを含む水溶液に接触させ、レジストが形成されていない部分において前記導電層を前記無機酸化物層と共に除去することにより前記導電層をパターニングする工程を含むパターニングされた導電基材の製造方法。 A step of forming a resist layer on a part of the outermost layer of the conductive substrate in which at least the substrate, the inorganic oxide layer and the conductive layer are formed in this order; and contacting the conductive substrate with an aqueous solution containing fluoride ions, A method for producing a patterned conductive substrate, comprising a step of patterning the conductive layer by removing the conductive layer together with the inorganic oxide layer in a portion where a resist is not formed. 前記フッ化物イオンを含む水溶液が、アルカリ金属のフッ化物またはフッ化物のアンモニウム塩のいずれか1種以上の水溶液である請求項1に記載のパターニングされた導電基材の製造方法。 The method for producing a patterned conductive substrate according to claim 1, wherein the aqueous solution containing fluoride ions is an aqueous solution of at least one of an alkali metal fluoride and an ammonium salt of fluoride. フッ化物イオンを含む水溶液のpHが1〜7である請求項1または2に記載のパターニングされた導電基材の製造方法。 The method for producing a patterned conductive substrate according to claim 1 or 2, wherein the pH of the aqueous solution containing fluoride ions is 1 to 7. 前記無機酸化物層がシリカおよび/またはアルミナを含む層である請求項1〜3のいずれかに記載のパターニングされた導電基材の製造方法。 The method for producing a patterned conductive substrate according to claim 1, wherein the inorganic oxide layer is a layer containing silica and / or alumina. 前記導電層にカーボンナノチューブを含む請求項1〜4のいずれかに記載のパターニングされた導電基材の製造方法。 The method for producing a patterned conductive substrate according to claim 1, wherein the conductive layer contains carbon nanotubes. 導電層にカーボンナノチューブを含み、導電層除去部分は基材表面が露出している状態である、前記請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法によってパターニングされた導電基材。 The conductive base material patterned by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive layer contains carbon nanotubes, and the conductive layer removal portion is in a state where the surface of the base material is exposed. 請求項6記載のパターニングされた導電基材を用いたタッチパネル。 A touch panel using the patterned conductive substrate according to claim 6.
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