KR20180103070A - 흑화 도금액 및 도전성 기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하고, 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 흑화 도금액을 제공한다.

Description

흑화 도금액 및 도전성 기판 제조방법

본 발명은 흑화 도금액 및 도전성 기판 제조방법에 관한 것이다.

정전 용량식 터치 패널은, 패널 표면으로 근접하는 물체에 의해 발생되는 정전 용량의 변화를 검출함으로써, 패널 표면 상에서 근접하는 물체의 위치 정보를 전기 신호로 변환한다. 정전 용량식 터치 패널에 사용되는 도전성 기판은 디스플레이 표면에 설치되므로, 도전성 기판의 도전층 재료에는 반사율이 낮고 시인(視認)되기 어려울 것이 요구된다.

그러므로, 정전 용량식 터치 패널에 사용되는 도전층의 재료로는, 반사율이 낮고 시인되기 어려운 재료가 사용되며, 투명 기판 또는 투명 필름 상에 배선이 형성되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 고분자 필름 및 그 위에 기상(氣相) 성막법에 의해 형성된 금속 산화물로 이루어지는 투명 도전막을 포함하는 투명 도전성 필름이 개시되며, 금속 산화물로 이루어진 투명 도전막으로는 산화인듐-산화주석(ITO) 막을 사용하는 것이 개시되어 있다.

그런데, 근래에 터치 패널을 구비한 디스플레이의 대화면화가 진행되고 있고, 이에 대응하여 터치 패널용 투명 도전성 필름 등의 도전성 기판에 대해서도 대면적화가 요구되고 있다. 그러나, ITO는 전기 저항값이 높아서 도전성 기판의 대면적화에 대응할 수 없다는 문제가 있었다.

그리하여, 도전층의 재료로서 ITO 대신에 구리 등의 금속을 사용하는 것이 검토되어 있다. 다만, 금속은 금속 광택을 가지므로 반사에 의해 디스플레이의 시인성이 저하된다는 문제가 있었다. 그래서, 도전층의 표면에 흑색 재료로 구성되는 층을 건식법에 의해 형성시키는 흑화 처리를 한 도전성 기판이 검토되어 있다.

그러나, 건식법에 의해 도전층 표면에 충분한 흑화 처리를 하기 위해서는 시간이 소요되어 생산성이 낮았다.

그리하여, 본 발명의 발명자들은, 건식법에서 요구되는 진공 환경을 필요로 하지 않아 설비를 간략할 수 있으며 생산성이 우수하다는 점에서, 습식법에 의해 흑화 처리를 하는 것을 검토해 왔다. 구체적으로는, Ni 및 Zn을 주성분으로 함유하는 도금액을 사용하여 습식법에 의해 흑화층을 형성하는 것을 검토하여 왔다.

일본국 공개특개공보 특개2003-151358호

그러나, Ni 및 Zn을 주성분으로 함유하는 도금액을 사용하여 습식법, 즉, 습식 도금법에 의해 흑화층을 형성하는 흑화 처리를 한 경우에, 형성되는 흑화층은 도전층으로서 형성된 구리층에 비해 에칭액에 대한 반응성이 높은 경우가 있었다. 그리고, 원하는 배선 패턴을 갖는 도전성 기판을 제작하는 경우, 도전층인 구리층과 흑화층을 형성한 후 에칭에 의해 패턴화하게 되나, 에칭액에 대한 구리층과 흑화층의 반응성 차이로부터 흑화층을 원하는 형상으로 패턴화하기 어려운 경우가 있었다.

상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 일측면에서는, 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화할 수 있는 흑화층을 형성할 수 있는 흑화 도금액을 제공하는 것으로 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하고, 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 흑화 도금액을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화할 수 있는 흑화층을 형성할 수 있는 흑화 도금액을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 도전성 기판의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 실시형태에 따른 도전성 기판의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시형태에 따른 도전성 기판의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 실시형태에 따른 도전성 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판의 상면도이다.
도 4a는 도 3의 A-A`선에서의 단면도이다.
도 4b는 도 3의 A-A`선에서의 단면도이다.

이하에서 본 발명의 흑화 도금액, 도전성 기판의 일 실시형태에 대해 설명한다.

(흑화 도금액)

본 실시형태의 흑화 도금액은, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하고, 아연 이온 농도를 0.34g/l 이상으로, 구리 이온 농도를 0.20g/l 이상으로 할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어, Ni 및 Zn을 주성분으로 함유하는 도금액을 사용하여 습식법으로 형성된 흑화층은, 에칭액에 대한 반응성이 구리층보다 높아서 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화하기 어려웠다. 그리하여, 본 발명의 발명자들은, 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화할 수 있는 흑화층을 형성할 수 있는 흑화 도금액에 대해 면밀하게 검토하였다.

그리하여 흑화 도금액에 대해 검토를 진행하는 중에, 본 발명의 발명자들은, 흑화층을 니켈, 아연, 구리를 함유하는 층으로 함으로써, 흑화층의 에칭액에 대한 반응성을 억제할 수 있어서 구리층과 동시에 에칭하는 경우에도 원하는 형상으로 할 수 있음을 발견하였다.

구체적으로는, 니켈과 아연을 함유함으로써 구리층 표면에서의 광 반사를 억제할 수 있는 색의 흑화층으로 할 수 있다. 다만, 니켈과 아연만을 함유하는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이, 에칭액에 대한 반응성이 높아서 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화하기 어려웠다. 그리하여, 전술한 바와 같이, 구리를 더 함유하는 흑화층으로 함으로써, 흑화층의 에칭액에 대한 반응성을 억제하여 구리층과 함께 에칭하는 경우에도 구리층 및 흑화층을 원하는 형상으로 패턴화할 수 있음을 발견하였다. 한편, 여기에서 말하는 구리층과 흑화층을 동시에 에칭하는 경우의 원하는 형상이란, 예를 들어, 배선 폭이 10㎛ 이하인 배선을 포함하는 형상, 패턴을 의미한다.

그러므로, 본 실시형태의 흑화 도금액은 금속 성분으로서 니켈과 아연과 구리를 함유하는 층을 형성할 수 있는 도금액인 것이 바람직하며, 본 실시형태의 흑화 도금액은 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온을 함유할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 흑화 도금액은 착화제(錯化劑)로 기능하는 아미드 황산 및 암모니아를 함유할 수 있으며, 이들 성분을 함유함으로써 구리층 표면에서의 광 반사를 억제하는 데에 적합한 색의 흑화층으로 할 수 있다.

흑화 도금액 중 각 성분의 농도는 특별히 한정되지는 않으나, 아연 이온 농도는 0.34g/l 이상인 것이 바람직하며, 0.40g/l 이상이면 더 바람직하다.

이것은, 흑화 도금액 중 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상인 경우, 흑화층을, 구리층 표면에서의 광 반사를 억제하는 데에 특히 적합한 색으로 하여, 도전성 기판의 반사율을 억제할 수 있기 때문이다.

흑화 도금액 중 아연 이온 농도의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 3.0g/l 이하인 것이 바람직하며, 1.5g/l 이하이면 더 바람직하다.

또한, 흑화 도금액 중 구리 이온 농도는 0.20g/l 이상인 것이 바람직하며, 0.30g/l 이상이면 더 바람직하다. 이것은, 흑화 도금액 중 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 경우, 흑화층의 에칭액에 대한 반응성을 억제하여, 구리층과 함께 흑화층을 에칭하는 경우에도 원하는 형상으로 패턴화할 수 있기 때문이다.

흑화 도금액 중 구리 이온 농도의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 2.5g/l 이하인 것이 바람직하며, 1.5g/l 이하이면 더 바람직하다.

흑화 도금액 중 니켈 이온 농도에 대해서도 특별히 한정되지는 않으나, 2.0g/l 이상인 것이 바람직하며, 5.0g/l 이상이면 더 바람직하다. 이것은, 흑화 도금액 중 니켈 이온 농도를 2.0g/l 이상으로 함으로써, 흑화층을, 구리층 표면에서의 광 반사를 억제하는 데에 특히 적합한 색으로 하여, 도전성 기판의 반사율을 억제할 수 있기 때문이다.

흑화 도금액 중 니켈 이온 농도의 상한값에 대해서도 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 30.0g/l 이하인 것이 바람직하며, 20.0g/l 이하이면 더 바람직하다.

흑화 도금액을 조제할 때에 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온의 공급 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 염의 상태로 공급할 수 있다. 예를 들어, 설파민산염, 황산염 등을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 한편, 염의 종류는, 각 금속 원소에 대해 모두 같은 종류의 염일 수도 있고 다른 종류의 염을 동시에 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 황산니켈, 황산아연, 황산구리와 같이, 같은 종류의 염을 사용하여 흑화 도금액을 조제할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 황산 니켈, 황산 아연, 설파민산 구리와 같이, 다른 종류의 염을 동시에 사용하여 흑화 도금액을 조제할 수도 있다.

본 실시형태의 흑화 도금액은, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온 이외에, 아미드 황산과 암모니아를 함유할 수 있다. 본 실시형태의 흑화 도금액 중 아미드 황산 및 암모니아의 함유량에 대해서는 특별히 한정되지는 않으며, 형성하는 흑화층에 요구되는 반사율의 억제 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다.

예를 들어, 흑화 도금액 중 아미드 황산의 농도는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 1g/l 이상 50g/l 이하인 것이 바람직하며, 5g/l 이상 20g/l 이하이면 더 바람직하다.

또한, 암모니아는 본 실시형태의 흑화 도금액 내의 pH를 조정하는 작용도 가지고 있다. 즉, 본 실시형태의 흑화 도금액의 pH는 암모니아에 의해 조정할 수 있다.. 그리고, 본 실시형태의 흑화 도금액의 pH 범위는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 4.0 이상 6.5 이하인 것이 바람직하다.

이것은, 흑화 도금액의 pH를 4.0 이상으로 함으로써 광 반사를 크게 억제할 수 있는 색을 갖는 흑화층을 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 흑화 도금액의 pH를 6.5 이하로 함으로써, 흑화 도금액 성분의 일부가 석출되는 것, 당해 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성했을 때에 흑화층에 색 얼룩이 발생하는 것 등을 보다 확실하게 억제할 수 있어서 바람직하기 때문이다.

그러므로, 본 실시형태의 흑화 도금액의 pH가 상기 범위로 되도록, 흑화 도금액의 암모니아 함유량을 조정하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 흑화 도금액에 의하면, 구리층과 함께 에칭하는 경우에 원하는 형상으로 패턴화할 수 있는 흑화층을 형성할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 흑화 도금액은, 도전성 기판의 구리층 표면에서의 광 반사를 충분히 억제할 수 있는 흑화층을 형성할 때에 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 흑화 도금액을 사용함으로써 흑화층을 전해 도금법 등의 습식법에 의해 성막할 수 있으므로, 종래에 건식법으로 성막되었던 흑화층에 비해 양호한 생산성으로 흑화층을 형성할 수 있다.

(도전성 기판)

이어서, 본 실시형태의 흑화 도금액을 사용하여 형성한 흑화층을 포함하는 도전성 기판의 일 구성예에 대해 설명한다.

본 실시형태의 도전성 기판은, 투명 기재(基材)와, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 배치된 구리층과, 구리층 상에 흑화 도금액을 사용하여 형성된 흑화층을 포함할 수 있다.

한편, 본 실시형태에서의 도전성 기판이란, 구리층 등을 패턴화하기 전의, 투명 기재의 표면에 구리층 및 흑화층을 갖는 기판과, 구리층 등을 패턴화한 기판, 즉 배선 기판을 포함한다.

여기에서 우선, 도전성 기판에 포함되는 각 부재에 대해 이하에서 설명한다.

투명 기재로는 특별히 한정되지는 않으며, 바람직하게는, 가시광을 투과시키는 수지 기판(수지 필름), 유리 기판 등의 투명 기재를 사용할 수 있다.

가시광을 투과시키는 수지 기판의 재료로는, 바람직하게는, 예를 들어, 폴리아미드계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등의 수지를 사용할 수 있다. 특히, 보다 바람직하게는, 가시광을 투과시키는 수지 기판의 재료로서, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), COP(시클로올레핀 폴리머), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트 등을 사용할 수 있다.

투명 기재의 두께에 대해서는, 특별히 한정되지는 않으며, 도전성 기판으로 한 경우에 요구되는 강도, 정전 용량, 광 투과율 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 투명 기재의 두께로는, 예를 들어, 10㎛ 이상 200㎛ 이하로 할 수 있다. 특히, 터치 패널의 용도로 사용하는 경우, 투명 기재의 두께는 20㎛ 이상 120㎛ 이하인 것이 바람직하며, 20㎛ 이상 100㎛ 이하이면 더 바람직하다. 터치 패널의 용도로 사용하는 경우로 예를 들어, 특히 디스플레이 전체의 두께를 얇게 할 것이 요구되는 용도에서는, 투명 기재의 두께는 20㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

투명 기재의 전체 광선 투과율은 높은 것이 바람직한데, 예를 들어, 전체 광선 투과율은 30% 이상인 것이 바람직하며, 60% 이상이면 더 바람직하다. 투명 기재의 전체 광선 투과율이 상기 범위에 있음으로써, 예를 들어 터치 패널의 용도로 사용한 경우에 디스플레이의 시인성을 충분히 확보할 수 있다.

한편, 투명 기재의 전체 광선 투과율은 JIS K 7361-1에 규정된 방법에 의해 평가할 수 있다.

이어서, 구리층에 대해 설명한다.

투명 기재 상에 구리층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 광 투과율을 저감시키기 위해 투명 기재와 구리층 사이에 접착제를 배치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 구리층은 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 직접 형성되어 있음이 바람직하다. 한편, 후술하는 바와 같이, 투명 기재와 구리층 사이에 밀착층을 배치하는 경우에는, 구리층은 밀착층의 상면에 직접 형성되어 있음이 바람직하다.

투명 기재 등의 상면에 구리층을 직접 형성하기 위해, 구리층은 구리 박막층을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 구리층은 구리 박막층과 구리 도금층을 가질 수도 있다.

예를 들어, 투명 기재 상에 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하여 당해 구리 박막층을 구리층으로 할 수 있다. 이로써, 투명 기재 상에 접착제를 통하지 않고 직접 구리층을 형성할 수 있다. 한편, 건식 도금법으로는, 바람직하게는 예를 들어, 스퍼터링법, 증착법, 이온 플레이팅법 등을 사용할 수 있다.

또한, 구리층의 막두께를 두껍게 하는 경우에는, 구리 박막층을 급전층으로 하여 습식 도금법의 일종인 전기 도금법에 의해 구리 도금층을 형성하여, 구리 박막층과 구리 도금층을 갖는 구리층으로 할 수도 있다. 구리층이 구리 박막층과 구리 도금층을 가짐으로써, 이 경우에도 투명 기재 상에 접착제를 통하지 않고 직접 구리층을 형성할 수 있다.

구리층의 두께는 특별히 한정되지는 않으며, 구리층을 배선으로 이용하는 경우 당해 배선에 공급할 전류의 크기, 배선 폭 등에 따라 임의로 선택할 수 있다.

다만, 구리층이 두꺼우면, 배선 패턴을 형성하기 위해 에칭할 때에 에칭에 시간이 소요되므로 사이드 에칭이 발생하기 쉬워서 가는 선이 형성되기 어려워지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 그러므로, 구리층의 두께는 5㎛ 이하인 것이 바람직하며, 3㎛ 이하이면 더 바람직하다.

또한, 특히 도전성 기판의 저항값을 낮게 하여 충분히 전류를 공급할 수 있도록 한다는 관점에서, 예를 들어, 구리층은 두께가 50㎚ 이상인 것이 바람직하고, 60㎚ 이상이면 보다 바람직하며, 150㎚ 이상이면 더 바람직하다.

한편, 구리층이 전술한 바와 같이 구리 박막층과 구리 도금층을 가지는 경우에는, 구리 박막층의 두께와 구리 도금층의 두께의 합계가 상기 범위인 것이 바람직하다.

구리층이 구리 박막층으로 구성되는 경우 또는 구리 박막층과 구리 도금층을 가지는 경우의 어느 경우라도, 구리 박막층의 두께는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 50㎚ 이상 500㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

구리층은, 후술하는 바와 같이, 예를 들어 원하는 배선 패턴으로 패턴화함으로써 배선으로 사용할 수 있다. 그리고, 구리층은 종래의 투명 도전막으로 사용되었던 ITO보다 전기 저항값을 낮게 할 수 있으므로, 구리층을 구비함으로써 도전성 기판의 전기 저항값을 작게 할 수 있다.

이어서, 흑화층에 대해 설명한다.

흑화층은 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 성막할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 구리층을 형성한 후, 구리층의 상면에 전해 도금법 등의 습식법으로 형성할 수 있다.

흑화 도금액에 대해서는 앞서 설명하였으므로 여기에서는 설명을 생략한다.

흑화층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 30㎚ 이상인 것이 바람직하며, 50㎚ 이상이면 더 바람직하다. 이것은, 흑화층의 두께를 30㎚ 이상으로 함으로써 구리층 표면에서의 반사를 크게 억제할 수 있기 때문이다.

흑화층 두께의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 필요 이상으로 두껍게 하면 성막에 소요되는 시간, 배선을 형성할 때 에칭에 필요한 시간 등이 길어져서 비용 상승을 초래하게 된다. 그러므로, 흑화층의 두께는, 120㎚ 이하로 하는 것이 바람직하며, 90㎚ 이하로 하면 더 바람직하다.

한편, 앞서 설명한 흑화 도금액에 의해 흑화층을 성막하는 경우, 흑화층을 니켈, 아연, 구리를 함유하는 층으로 할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 흑화 도금액에 포함되는 각종 첨가 성분에서 유래하는 성분도 같이 함유할 수 있다.

또한, 도전성 기판은 전술한 투명 기재, 구리층, 흑화층 이외에 임의의 층을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 밀착층을 구비할 수 있다.

밀착층의 구성예에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 구리층은 투명 기재 상에 형성할 수 있으나, 투명 기재 상에 구리층을 직접 형성한 경우에는, 투명 기재와 구리층의 밀착성이 충분하지 않은 경우가 있다. 따라서, 투명 기재의 상면에 직접 구리층을 형성한 경우, 제조 과정 또는 사용시에 투명 기재로부터 구리층이 박리되는 경우가 있다.

그리하여, 본 실시형태의 도전성 기판에서는, 투명 기재와 구리층의 밀착성을 향상시키기 위해, 투명 기재 상에 밀착층을 배치할 수 있다. 즉, 투명 기재와 구리층의 사이에 밀착층을 가지는 도전성 기판으로 할 수도 있다.

투명 기재와 구리층의 사이에 밀착층을 배치함으로써, 투명 기재와 구리층의 밀착성을 향상시켜서 투명 기재로부터 구리층이 박리되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 밀착층은 흑화층으로도 기능시킬 수 있다. 그리하여, 구리층의 하면쪽, 즉, 투명 기재 쪽으로부터 들어오는 광에 대한 구리층의 광 반사를 억제하는 것도 가능해진다.

밀착층을 구성하는 재료는 특별히 한정되지는 않으며, 투명 기재와 구리층의 밀착력, 구리층 표면에 있어 요구되는 광 반사 억제의 정도, 그리고 도전성 기판을 사용하는 환경(예를 들어, 습도, 온도)에 대한 안정성의 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다.

밀착층은, 예를 들어, Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, Mn에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 밀착층은 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 더 포함할 수도 있다.

또한, 밀착층은 Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, Mn에서 선택되는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 금속 합금을 포함할 수도 있다. 이 경우에도, 밀착층은 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 더 포함할 수도 있다. 이 때, Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, Mn에서 선택되는 적어도 2종류 이상의 금속을 포함하는 금속 합금으로는, 바람직하게는, Cu-Ti-Fe 합금, Cu-Ni-Fe 합금, Ni-Cu 합금, Ni-Zn 합금, Ni-Ti 합금, Ni-W 합금, Ni-Cr 합금, Ni-Cu-Cr 합금 등을 사용할 수 있다.

밀착층의 성막 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 건식 도금법에 의해 성막하는 것이 바람직하다. 건식 도금법으로는, 바람직하게는 예를 들어, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 증착법 등을 사용할 수 있다. 밀착층을 건식법에 의해 성막하는 경우에, 막두께의 제어가 용이하다는 점에서 스퍼터링법을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 밀착층에는, 전술한 바와 같이 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 첨가할 수도 있는데, 이 경우에는 바람직하게는 추가적으로 반응성 스퍼터링법을 사용할 수 있다.

밀착층은 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 포함하는 경우에는, 밀착층을 성막할 때의 분위기 중에 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는1종류 이상의 원소를 함유하는 가스를 첨가하여 둠으로써, 밀착층 중에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 밀착층에 탄소를 첨가하는 경우에는 일산화탄소 가스 및/또는 이산화탄소 가스를, 산소를 첨가하는 경우에는 산소 가스를, 수소를 첨가하는 경우에는 수소 가스 및/또는 물을, 질소를 첨가하는 경우에는 질소 가스를, 건식 도금할 때의 분위기 중에 첨가하여 둘 수 있다.

탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 함유하는 가스는, 불활성 가스에 첨가하여 건식 도금시의 분위기 가스로 하는 것이 바람직하다. 불활성 가스로는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는 예를 들어, 아르곤을 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이 밀착층을 건식 도금법에 의해 성막함으로써, 투명 기재와 밀착층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 밀착층은, 예를 들어 금속을 주성분으로 포함할 수 있으므로, 구리층과의 밀착성도 높다. 따라서, 투명 기재와 구리층의 사이에 밀착층을 배치함으로써 구리층의 박리를 억제할 수 있다.

밀착층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 3㎚ 이상 50㎚ 이하로 하는 것이 바람직하며, 3㎚ 이상 35㎚ 이하이면 보다 바람직하며, 3㎚ 이상 33㎚ 이하이면 더 바람직하다.

밀착층에 대해서도 흑화층으로 기능시키는 경우, 즉, 구리층에서의 광 반사를 억제시키는 경우, 밀착층의 두께는 전술한 바와 같이 3㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

밀착층 두께의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 필요 이상으로 두껍게 하면, 성막에 소요되는 시간, 배선을 형성할 때 에칭에 필요한 시간 등이 길어져서 비용 상승을 초래하게 된다. 그러므로, 밀착층의 두께는, 전술한 바와 같이 50㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 35㎚ 이하로 하면 보다 바람직하며, 33㎚ 이하로 하면 더 바람직하다.

이어서, 도전성 기판의 구성예에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태의 도전성 기판은 투명 기재, 구리층, 흑화층을 가질 수 있다. 또한, 밀착층 등의 층을 임의로 구비할 수도 있다.

구체적인 구성예에 대해, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b를 이용하여 이하에서 설명한다. 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b는, 본 실시형태의 도전성 기판의 투명 기재, 구리층, 흑화층의 적층 방향에 평행한 면에서의 단면도의 예를 나타내고 있다.

본 실시형태의 도전성 기판은, 예를 들어, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 투명 기재 쪽으로부터 구리층, 흑화층의 순서로 적층된 구조를 가질 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어 도 1a에 나타낸 도전성 기판(10A)에서와 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측에 구리층(12), 흑화층(13)의 순서로 한 층씩 적층할 수 있다. 또한, 도 1b에 나타낸 도전성 기판(10B)에서와 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a)과 다른 한쪽면(다른쪽면, 11b) 측에 각각 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)의 순서로 한 층씩 적층할 수 있다.

또한, 임의의 층으로서, 예를 들어 밀착층을 더 구비한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 투명 기재 쪽으로부터 밀착층, 구리층, 흑화층의 순서로 형성된 구조로 할 수 있다.

구체적으로는 예를 들어, 도 2a에 나타낸 도전성 기판(20A)에서와 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측에 밀착층(14), 구리층(12), 흑화층(13)의 순서로 적층할 수 있다.

이 경우에도 투명 기재(11)의 양면에 밀착층, 구리층, 흑화층을 적층한 구성으로 할 수도 있다. 구체적으로는, 도 2b에 나타낸 도전성 기판(20B)에서와 같이, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a)과 다른쪽면(11b) 측에 각각 밀착층(14A,14B), 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)의 순서로 적층할 수 있다.

한편, 도 1b, 도 2b에서처럼 투명 기재의 양면에 구리층, 흑화층 등을 적층한 경우에서, 투명 기재(11)를 대칭면으로 하여 투명 기재(11)의 상하에 적층한 층이 대칭이 되도록 배치한 예를 나타내었으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2b에 있어서 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측의 구성을, 도 1b의 구성에서처럼 밀착층(14A)을 구비하지 않고서 구리층(12A), 흑화층(13A)의 순서로 적층한 형태로 하여, 투명 기재(11)의 상하에 적층한 층을 비대칭 구성으로 할 수도 있다.

그런데, 본 실시형태의 도전성 기판에서는, 투명 기재 상에 구리층, 흑화층을 구비함으로써, 구리층에 의한 광 반사를 억제하여 도전성 기판의 반사율을 억제할 수도 있다.

본 실시형태의 도전성 기판의 반사율 정도에 대해서는, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 터치 패널용 도전성 기판으로 사용한 경우의 디스플레이 시인성을 향상시키기 위해서는 반사율은 낮은 것이 좋다. 예를 들어, 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광의 평균 반사율은 40% 이하인 것이 바람직하고, 35% 이하이면 더 바람직하다.

반사율의 측정은, 도전성 기판의 흑화층에 광을 조사하여 측정할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 도 1a에서와 같이 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측에 구리층(12), 흑화층(13)의 순서로 적층한 경우, 흑화층(13)에 광을 조사하도록 흑화층(13)의 표면(A)에 대해 광을 조사하여 측정할 수 있다. 측정에 있어서는, 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광을, 예를 들어 1㎚의 파장 간격으로, 전술한 바와 같이 도전성 기판의 흑화층(13)에 대해 조사하여 측정한 값의 평균치를 당해 도전성 기판의 반사율로 할 수 있다.

본 실시형태의 도전성 기판은, 바람직하게는, 터치 패널용 도전성 기판으로 사용할 수 있다. 이 경우, 도전성 기판은 메쉬 형상 배선을 구비한 구성으로 할 수 있다.

메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판은, 이제까지 설명한 본 실시형태의 도전성 기판의 구리층 및 흑화층을 에칭함으로써 얻을 수 있다.

예를 들어, 2층의 배선에 의해 메쉬 형상 배선으로 할 수 있다. 구체적인 구성예를 도 3에 나타낸다. 도 3은 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판(30)을 구리층 등의 적층 방향 상면쪽에서 본 도면을 나타내는데, 배선 패턴을 알기 쉽도록, 투명 기재 및 구리층을 패턴화하여 형성된 배선(31A,31B) 이외의 층은 그 기재가 생략되어 있다. 또한, 투명 기재(11)를 투과하여 보이는 배선(31B)도 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 도전성 기판(30)은, 투명 기재(11), 도면상 Y축 방향에 평행한 복수 개의 배선(31A), X축 방향에 평행한 배선(31B)을 가진다. 한편, 배선(31A,31B)은 구리층을 에칭하여 형성되어 있고, 당해 배선(31A,31B)의 상면 또는 하면에는 미도시의 흑화층이 형성되어 있다. 또한, 흑화층은 배선(31A,31B)과 같은 형상으로 에칭되어 있다.

투명 기재(11)와 배선(31A,31B)의 배치는 특별히 한정되지는 않는다. 투명 기재(11)와 배선 배치의 구성예를 도 4a, 도 4b에 나타낸다. 도 4a, 도 4b는 도 3의 A-A`선에서의 단면도에 해당한다.

우선, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 투명 기재(11)의 상하면에 각각 배선(31A,31B)이 배치되어 있을 수도 있다. 한편, 도 4a에서는, 배선(31A)의 상면 및 배선(31B)의 하면에는, 배선과 같은 형상으로 에칭된 흑화층(32A,32B)이 배치되어 있다.

또한, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 투명 기재(11)를 사용하고, 한쪽의 투명 기재(11)를 사이에 두고 상하면에 배선(31A,31B)을 배치하며, 한쪽의 배선(31B)은 투명 기재(11)의 사이에 배치될 수도 있다. 이 경우에도, 배선(31A,31B)의 상면에는 배선과 같은 형상으로 에칭된 흑화층(32A,32B)이 배치되어 있다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이, 구리층, 흑화층 이외에 밀착층을 형성할 수도 있다. 그리하여, 도 4a, 도 4b의 어느 경우이든, 예를 들어, 배선(31A) 및/또는 배선(31B)과 투명 기재(11)의 사이에 밀착층을 형성할 수도 있다. 밀착층을 형성하는 경우, 밀착층도 배선(31A,31B)과 같은 형상으로 에칭되어 있는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4a에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판은, 예를 들어, 도 1b에서와 같이, 투명 부재(11)의 양면에 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)을 구비한 도전성 기판으로 형성할 수 있다.

도 1b의 도전성 기판을 사용하여 형성한 경우를 예로 들어 설명하면, 우선, 투명 기재(11)의 한쪽면(11a) 측의 구리층(12A), 흑화층(13A)을, 도 1b의 Y축 방향에 평행한 복수 개의 선상(線狀) 패턴이 X축 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되도록 에칭한다. 한편, 도 1b의 X축 방향은 각 층의 폭방향에 평행한 방향을 의미한다. 또한, 도 1b 의 Y축 방향은 도 1b에서 지면에 수직인 방향을 의미한다.

그리고, 투명 기재(11)의 다른쪽면(11b) 측의 구리층(12B), 흑화층(13B)을, 도 1b의 X축 방향에 평행한 복수 개의 선상 패턴이 소정 간격을 두고 Y축 방향을 따라 배치되도록 에칭한다.

이상의 조작에 의해, 도 3, 도 4a에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판을 형성할 수 있다. 한편, 투명 기재(11)의 양면 에칭을 동시에 실시할 수도 있다. 즉, 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)의 에칭은 동시에 할 수도 있다. 또한, 도 4a에서 배선(31A,31B)과 투명 기재(11)의 사이에 배선(31A,31B)과 같은 형상으로 패턴화된 밀착층을 더 포함하는 도전성 기판은, 도 2b에 나타낸 도전성 기판을 사용하여 마찬가지로 에칭함으로써 제작할 수 있다.

도 3에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판은, 도 1a 또는 도 2a에 나타낸 도전성 기판을 2개 사용함으로써 형성할 수도 있다. 도 1a의 도전성 기판을 2개 사용하여 형성한 경우를 예로 들어 설명하면, 도 1a에 나타낸 도전성 기판 2개에 대해 각각 구리층(12), 흑화층(13)을, X축 방향에 평행한 복수 개의 선상 패턴이 소정 간격을 두고 Y축 방향을 따라 배치되도록 에칭한다. 그리고, 상기 에칭 처리에 의해 각 도전성 기판에 형성된 선상 패턴이 서로 교차하도록 방향을 맞추어 2개의 도전성 기판을 붙여 맞춤으로써, 메쉬 형상 배선을 구비한 도전성 기판으로 할 수 있다. 2개의 도전성 기판을 붙여 맞출 때에 붙여 맞추는 면은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 구리층(12) 등이 적층된 도 1a에서의 표면(A)과, 구리층(12) 등이 적층되어 있지 않은 도 1a에서의 다른쪽 면(11b)을 붙여 맞추어 도 4b에 나타낸 구조가 되도록 할 수도 있다.

또한, 예를 들어, 투명 기재(11)에서 구리층(12) 등이 적층되어 있지 않은 도 1a에서의 다른쪽 면(11b) 끼리를 붙여 맞추어, 단면이 도 4a에 나타낸 구조로 되도록 할 수도 있다.

한편, 도 4a, 도 4b에서 배선(31A,31B)과 투명 기재(11)의 사이에 배선(31A,31B)과 같은 형상으로 패턴화된 밀착층을 더 포함하는 도전성 기판은, 도 1a에 나타낸 도전성 기판 대신에 도 2a에 나타낸 도전성 기판을 사용함으로써 제작할 수 있다.

도 3, 도 4a, 도 4b에 나타낸 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판에서의 배선 폭, 배선간 거리 등은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 배선에 흐르게 할 전류량 등에 따라 선택할 수 있다.

다만, 본 실시형태의 도전성 기판에 의하면, 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 형성된 흑화층을 가지며, 흑화층과 구리층을 동시에 에칭하여 패턴화시킨 경우에도 흑화층 및 구리층을 원하는 형상으로 패턴화할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 배선 폭이 10㎛ 이하인 배선을 형성할 수 있다. 그러므로, 본 실시형태의 도전성 기판은, 배선 폭이 10㎛ 이하인 배선을 포함하는 것이 바람직하다. 배선 폭의 하한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어 3㎛ 이상으로 할 수 있다.

또한, 도 3, 도 4a, 도 4b에서는, 직선 형상의 배선을 조합하여 메쉬 형상 배선(배선 패턴)을 형성한 예를 나타내고 있으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 배선 패턴을 구성하는 배선은 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 화상과의 사이에서 모아레(간섭 무늬)가 발생하지 않도록, 메쉬 형상의 배선 패턴을 구성하는 배선의 형상을, 각각 들쭉날쭉하게 굴곡된 선(지그재그 직선) 등의 각종 형상으로 할 수도 있다.

이와 같이 2층의 배선으로 구성되는 메쉬 형상 배선을 갖는 도전성 기판은, 바람직하게는, 예를 들어, 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널용 도전성 기판으로서 사용할 수 있다.

이상의 본 실시형태의 도전성 기판에 의하면, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 형성된 구리층 상에 흑화층을 적층시킨 구조를 가지고 있다. 그리고, 흑화층은 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 형성되어 있으므로, 앞서 설명한 바와 같이, 구리층과 흑화층을 에칭으로 패턴화할 때에 흑화층을 원하는 형상으로 용이하게 패턴화할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 도전성 기판에 포함되는 흑화층은, 구리층 표면에서의 광 반사를 충분히 억제하여 반사율을 억제시킨 도전성 기판으로 할 수 있다. 또한, 예를 들어, 터치 패널 등의 용도로 사용한 경우에, 디스플레이 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 흑화층을, 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 습식법으로 형성할 수 있으므로, 종래의 건식법을 사용하여 흑화층을 성막하는 경우에 비해 양호한 생산성으로 도전성 기판을 생산할 수 있다.

(도전성 기판 제조방법)

이어서, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다.

본 실시형태의 도전성 기판 제조방법은, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 구리층을 형성하는 구리층 형성 공정과, 구리층 상에 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성하는 흑화층 형성 공정을 포함할 수 있다.

한편, 흑화 도금액으로는, 앞서 설명한 흑화 도금액, 구체적으로는, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하며 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 흑화 도금액을 사용할 수 있다.

이하에서 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다.

한편, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에 의해, 앞서 설명한 도전성 기판을 필요에 따라 적절히 제조할 수 있다. 그러므로, 이하에서 설명한 점 이외에는, 앞서 설명한 도전성 기판의 경우와 마찬가지의 구성으로 할 수 있으므로, 설명을 일부 생략한다.

구리층 형성 공정에 제공하는 투명 기재는 미리 준비해 둘 수 있다. 사용하는 투명 기재의 종류는 특별히 한정되지는 않으나, 앞서 설명한 바와 같이, 바람직하게는, 가시광을 투과시키는 수지 기판(수지 필름), 유리 기판 등의 투명 기재를 사용할 수 있다. 투명 기재는 필요에 따라 미리 임의의 크기로 절단 등을 해 둘 수도 있다.

그리고, 구리층은, 앞서 설명한 바와 같이, 구리 박막층을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 구리층은 구리 박막층과 구리 도금층을 가질 수도 있다. 그리하여, 구리층 형성 공정은, 예를 들어, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하는 공정을 가질 수 있다. 또한, 구리층 형성 공정은, 건식 도금법에 의해 구리 박막층을 형성하는 공정과, 당해 구리 박막층을 급전층으로 하여 습식 도금법의 일종인 전기 도금법에 의해 구리 도금층을 형성하는 공정을 가질 수도 있다.

구리 박막층을 형성하는 공정에서 사용하는 건식 도금법으로는, 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법 또는 이온 플레이팅법 등을 사용할 수 있다. 한편, 증착법으로는, 바람직하게는, 진공 증착법을 사용할 수 있다. 구리 박막층을 형성하는 공정에서 사용하는 건식 도금법으로는, 특히 막두께를 제어하기 용이하다는 점에서 스퍼터링법을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

이어서, 구리 도금층을 형성하는 공정에 대해 설명한다. 습식 도금법에 의해 구리 도금층을 형성하는 공정에서의 조건, 즉, 전기 도금 처리 조건은, 특별히 한정되지는 않으며, 통상의 방법에 따른 제 조건을 채용하면 된다. 예를 들어, 구리 도금액을 넣은 도금조에, 구리 박막층을 형성한 기재를 공급하고, 전류 밀도, 기재의 반송 속도 등을 제어함으로써 구리 도금층을 형성할 수 있다.

이어서, 흑화층 형성 공정에 대해 설명한다.

흑화층 형성 공정에서는, 앞서 설명한 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하며 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성할 수 있다.

흑화층은 습식법에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 구리층을 급전층으로 사용하여, 앞서 설명한 흑화 도금액을 포함하는 도금조 내에서 전해 도금법으로 구리층 상에 흑화층을 형성할 수 있다. 이와 같이 구리층을 급전층으로 하여 전해 도금법으로 흑화층을 형성함으로써, 구리층에 있어 투명 기재에 대향하는 면의 반대쪽 면 전체면에 흑화층을 형성할 수 있다.

흑화 도금액에 대해서는 앞서 설명하였으므로 설명을 생략한다.

본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에서는, 전술한 공정에 더해 임의의 공정을 더 실시할 수도 있다.

예를 들어, 투명 기재와 구리층의 사이에 밀착층을 형성하는 경우, 투명 기재에 있어 구리층을 형성하는 면 상에 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 공정을 실시할 수 있다. 밀착층 형성 공정을 실시하는 경우, 구리층 형성 공정은 밀착층 형성 공정의 후에 실시할 수 있고, 구리층 형성 공정에서는, 본 공정에서 투명 기재 상에 밀착층을 형성한 기재에 구리 박막층을 형성할 수 있다.

밀착층 형성 공정에서, 밀착층의 성막 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 건식 도금법에 의해 성막하는 것이 바람직하다. 건식 도금법으로는, 바람직하게는 예를 들어, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 증착법 등을 사용할 수 있다. 밀착층을 건식법에 의해 성막하는 경우, 막 두께의 제어가 용이하다는 점에서 스퍼터링법을 사용하면 보다 바람직하다. 한편, 밀착층에는, 앞서 설명한 바와 같이, 탄소, 산소, 수소, 질소에서 선택되는 1종류 이상의 원소를 첨가할 수도 있는데, 이 경우에는 바람직하게는 추가적으로 반응성 스퍼터링법을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에서 얻어지는 도전성 기판은, 예를 들어, 터치 패널 등의 각종 용도로 사용할 수 있다. 그리고, 각종 용도로 사용하는 경우에는, 본 실시형태의 도전성 기판에 포함되는 구리층 및 흑화층이 패턴화되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 밀착층을 형성하는 경우에는, 밀착층에 대해서도 패턴화되어 있는 것이 바람직하다. 구리층, 흑화층, 그리고 경우에 따라서는 밀착층까지도, 예를 들어, 원하는 배선 패턴에 맞추어 패턴화할 수 있으며, 구리층, 흑화층, 그리고 경우에 따라서는 밀착층까지도 같은 형상으로 패턴화되어 있는 것이 바람직하다.

그리하여, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법은 구리층 및 흑화층을 패턴화하는 패터닝 공정을 포함할 수 있다. 또한, 밀착층을 형성하는 경우에는, 패터닝 공정을 밀착층, 구리층 및 흑화층을 패턴화하는 공정으로 할 수 있다.

패터닝 공정의 구체적인 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 임의의 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에서와 같이 투명 기재(11) 상에 구리층(12), 흑화층(13)이 적층된 도전성 기판(10A)의 경우, 우선 흑화층(13) 상의 표면(A)에 원하는 패턴을 갖는 레지스트를 배치하는 레지스트 배치 단계를 실시할 수 있다. 이어서, 흑화층(13) 상의 표면(A), 즉, 레지스트를 배치한 면 쪽에 에칭액을 공급하는 에칭 단계를 실시할 수 있다.

에칭 단계에서 사용하는 에칭액은 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에서 형성하는 흑화층은 구리층과 거의 같은 에칭액 반응성을 나타낸다. 그러므로, 에칭 단계에서 사용하는 에칭액은 특별히 한정되지는 않으며, 바람직하게는, 일반적으로 구리층 에칭에 사용되는 에칭액을 사용할 수 있다.

에칭액으로는, 바람직하게는, 예를 들어, 황산, 과산화수소(과산화수소수), 염산, 염화제이구리 및 염화제이철에서 선택된 1종류 이상을 포함하는 혼합 수용액을 사용할 수 있다. 에칭액 중 각 성분의 함유량은 특별히 한정되지는 않는다.

에칭액은 실온에서 사용할 수도 있으나, 반응성을 높이기 위해 온도를 높여 사용할 수도 있어서 예를 들어 40℃ 이상 50℃ 이하로 가열하여 사용할 수도 있다.

또한, 도 1b에서와 같이 투명 기재(11)의 한쪽면(11a)과 다른쪽면(11b)에 구리층(12A,12B), 흑화층(13A,13B)을 적층시킨 도전성 기판(10B)에 대해서도 패턴화하는 패터닝 공정을 실시할 수 있다. 이 경우 예를 들어, 흑화층(13A,13B) 상의 표면(A) 및 표면(B)에 원하는 패턴을 갖는 레지스트를 배치하는 레지스트 배치 단계를 실시할 수 있다. 이어서, 흑화층(13A,13B) 상의 표면(A) 및 표면(B), 즉, 레지스트를 배치한 면 쪽에 에칭액을 공급하는 에칭 단계를 실시할 수 있다.

에칭 단계에서 형성하는 패턴에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 나타낸 도전성 기판(10A)의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 구리층(12), 흑화층(13)에 대해 복수 개의 직선, 들쭉날쭉하게 굴곡된 선(지그재그 직선) 등을 포함하도록 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 도 1b에 나타낸 도전성 기판(10B)의 경우, 구리층(12A)과 구리층(12B)에서 메쉬 형상 배선이 되도록 패턴을 형성할 수 있다. 이 경우, 흑화층(13A)은 구리층(12A)과 같은 형상으로, 흑화층(13B)은 구리층(12B)과 같은 형상으로 되도록 각각 패턴화하는 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어, 패터닝 공정에서 전술한 도전성 기판(10A)에 대해 구리층(12) 등을 패턴화한 후, 패턴화된 2개 이상의 도전성 기판을 적층하는 적층 공정을 실시할 수도 있다. 적층할 때에는, 예를 들어 각 도전성 기판의 구리층 패턴이 교차하도록 적층함으로써, 메쉬 형상 배선을 구비한 적층 도전성 기판을 얻을 수도 있다.

적층된 2개 이상의 도전성 기판을 고정하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 접착제 등으로 고정할 수 있다.

이상의 본 실시형태 도전성 기판 제조방법에 의해 얻어지는 도전성 기판은, 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 형성된 구리층 상에 흑화층을 적층시킨 구조를 가지고 있다. 또한, 흑화층은 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 형성되므로, 앞서 설명한 바와 같이, 구리층과 흑화층을 에칭으로 패턴화할 때에 흑화층을 원하는 형상으로 패턴화할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 도전성 기판 제조방법에 의해 얻어지는 도전성 기판에 포함되는 흑화층은 구리층 표면에서의 광 반사를 충분히 억제하여 반사율을 억제시킨 도전성 기판으로 할 수 있다. 그리하여, 예를 들어 터치 패널 등의 용도로 사용한 경우에, 디스플레이의 시인성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 흑화층을, 앞서 설명한 흑화 도금액을 사용하여 습식법에 의해 형성할 수 있으므로, 종래의 건식법을 사용하여 흑화층을 성막하는 경우에 비해 양호한 생산성으로 도전성 기판을 생산할 수 있다.

실시예

이하에서 구체적인 실시예, 비교예를 들어 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(평가 방법)

우선, 얻어진 도전성 기판의 평가 방법에 대해 설명한다.

(1) 반사율

측정은, 자외 가시 분광 광도계((주)시마즈 제작소 제조, 형식: UV-2600)에 반사율 측정 유닛을 설치하여 실시하였다.

후술하는 바와 같이 각 실험예에서는 도 1a에 나타낸 구조를 갖는 도전성 기판을 제작하였다. 그리하여, 반사율 측정은, 도 1a에 나타낸 도전성 기판(10A)의 흑화층(13) 표면(A)에 대해, 입사각 5°, 수광각 5°로 하여 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광을 파장 1㎚ 간격으로 변화시켜 가며 조사하여 정반사율을 측정하고, 그 평균값을 당해 도전성 기판의 반사율(평균 반사율)로 하였다.

(2) 에칭 특성

우선, 이하의 실험예에서, 얻어진 도전성 기판의 흑화층 표면에 드라이 필름 레지스트(히타치카세이, RY3310)를 라미네이트법에 의해 접착하였다. 그리고, 포토마스크를 통해 자외선 노광을 실시하고, 1% 탄산나트륨 수용액에 의해 레지스트를 용해시켜 현상하였다. 이렇게 하여, 3.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하의 범위에서 0.5㎛씩 레지스트 폭이 다른 패턴을 가지는 샘플을 제작하였다. 즉, 레지스트 폭이 3.0㎛, 3.5㎛, 4.0㎛ ···· 9.5㎛, 10.0㎛로서 0.5㎛씩 다른 15종류의 선상(線狀) 패턴을 형성하였다.

이어서, 샘플을 황산 10중량%, 과산화수소 3중량%로 이루어지는 30℃의 에칭액에 40초간 침지시킨 후, 수산화나트륨 수용액으로 드라이 필름 레지스트를 박리, 제거하였다.

얻어진 샘플을 200배 현미경으로 관찰하여 도전성 기판에 잔존하는 금속 배선의 배선 폭의 최소값을 구하였다.

레지스트를 박리한 후 도전성 기판에 잔존하는 금속 배선의 배선 폭의 최소값이 작을수록, 구리층과 흑화층의 에칭액 반응성이 더욱 동일에 가까움을 의미하며, 잔존하는 금속 배선의 배선폭 최소값이 10㎛ 이하인 경우 합격이라고 할 수 있다. 그리고, 배선폭이 10㎛인 금속 배선이 형성되지 않은 경우에는 불합격이며, 표 2에서 “>10㎛”로 나타내고 있다.

(시료 제작 조건)

이하의 각 실험예에서는, 이하에 설명하는 조건으로 도전성 기판을 제작하여 전술한 평가 방법으로 평가하였다.

실험예1~실험예13이 실시예이고, 실험예14, 실험예15가 비교예이다.

[실험예 1]

(1) 흑화 도금액

실험예 1에서는, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 함유하는 흑화 도금액을 조제하였다. 한편, 흑화 도금액에는, 황산니켈 6수화물, 황산아연 7수화물, 황산구리 5수화물을 첨가함으로써 니켈 이온, 아연 이온, 구리 이온을 공급하였다.

그리하여, 흑화 도금층 중의 니켈 이온 농도가 9.9g/l, 아연 이온 농도가 1.09g/l, 구리 이온 농도가 0.20g/l, 아미드 황산 농도가 11g/l이 되도록 각 성분을 첨가, 조제하였다.

또한, 암모니아수를 흑화 도금액에 첨가하여 흑화 도금액의 pH를 6으로 조정하였다.

(2) 도전성 기판

(구리층 형성 공정)

길이 100m, 폭 500㎜, 두께 100㎛인 길다란 형상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 투명 기재의 한쪽면 상에 구리층을 성막하였다. 한편, 투명 기재로서 사용한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지제 투명 기재에 대해, JIS K 7361-1에 규정된 방법으로 전체 광선 투과율을 평가하였더니 97%이었다.

구리층 형성 공정에서는 구리 박막층 형성 공정과 구리 도금층 형성 공정을 실시하였다.

우선, 구리 박막층 형성 공정에 대해 설명한다.

구리 박막층 형성 공정에서는, 기재(基材)로서 전술한 투명 기재를 사용하며 투명 기재의 한쪽면 상에 구리 박막층을 형성하였다.

구리 박막층 형성 공정에서는, 우선 미리 60℃까지 가열함으로써 수분이 제거된 전술한 투명 기재를 스퍼터링 장치의 챔버 안에 설치하였다.

이어서, 챔버 안을 1×10^-3Pa까지 배기시킨 후 아르곤 가스를 도입하여 챔버 안 압력을 1.3Pa로 하였다.

스퍼터링 장치의 캐소드에 미리 세팅하여 둔 구리 타겟으로 전력을 공급하여, 투명 기재의 한쪽면 상에 구리 박막층을 두께 0.2㎛로 되도록 성막하였다.

이어서, 구리 도금층 형성 공정에서는 구리 도금층을 형성하였다. 구리 도금층은, 전기 도금법에 의해 구리 도금층의 두께가 0.3㎛로 되도록 성막하였다.

이상의 구리 박막층 형성 공정과 구리 도금층 형성 공정을 실시함으로써, 구리층으로서 두께가 0.5㎛인 구리층을 형성하였다.

구리층 형성 공정에서 제작된, 투명 기재 상에 두께 0.5㎛의 구리층이 형성된 기판을, 20g/l의 황산에 30초간 침지시키고 세정한 후에 이하의 흑화층 형성 공정을 실시하였다.

(흑화층 형성 공정)

흑화층 형성 공정에서는, 전술한 본 실험예의 흑화 도금액을 사용하여 전해 도금법에 의해 구리층의 한쪽면 상에 흑화층을 형성하였다. 한편, 흑화층 형성 공정에서는, 흑화 도금액의 온도가 40℃, 전류 밀도가 0.2A/dm², 도금 시간이 100초인 조건에서 전해 도금을 실시하여 흑화층을 형성하였다.

형성된 흑화층의 막두께는 70㎚이었다.

이상의 공정에 의해 얻어진 도전성 기판에 대해, 앞서 설명한 반사율 및 에칭 특성을 평가하였다. 결과를 표2, 표3에 나타낸다. 한편, 표 2가 에칭 특성의 평가 결과이며, 금속 배선이 잔존하는 최소 레지스트 폭을 나타내고 있다. 또한, 표 3은 반사율의 평가 결과를 나타내고 있다.

표 2, 표 3에서는, 표 1에 나타낸 실험예의 번호에 대응하는 개소에서 각 실험예의 결과를 나타내고 있다. 예를 들어, 표1에서 실험예1로 나타낸, 아연 이온 농도가 1.09g/l이며 구리 이온 농도가 0.20g/l로 되는 개소에서, 표2, 표3에서도 실험예 1의 결과를 나타내고 있다.

[실험예2~실험예15]

흑화 도금액을 조제할 때에 각 실험예에 대해, 흑화 도금액 내의 아연 이온 농도 및 구리 이온 농도를 표 1에 나타낸 값으로 되도록 변경한 점 이외에는, 실험예 1의 경우와 마찬가지로 하여 흑화 도금액을 조제하였다.

한편, 예를 들어 실험예 2의 경우에는 아연 이온 농도가 0.34g/l, 구리 이온 농도가 0.31g/l이다.

또한, 흑화층을 형성할 때에 각 실험예에서 제작된 흑화 도금액을 사용한 점 이외에는, 실험예 1과 마찬가지로 하여 도전성 기판을 제작, 평가하였다.

결과를 표2, 표3에 나타낸다.

표 2에 나타낸 결과로부터, 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하며 아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 실험예1~실험예13의 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성하고 에칭 후에 남은 금속 배선 패턴에 있어, 배선 폭의 최소값은 10㎛ 이하임을 확인할 수 있었다. 그리하여, 이들 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 성막한 경우, 구리층과 함께 에칭하였을 때에 원하는 형상으로 패턴화될 수 있는 흑화층을 형성할 수 있음이 확인되었다. 또한, 표3에 나타낸 결과로부터, 실험예1~실험예13의 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성한 도전성 기판은, 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광의 정반사율 평균값(반사율)도 40% 이하임을 확인할 수 있었다.

이에 대해, 비교예인 실험예 14,15에서는, 배선 폭이 10㎛인 금속 배선을 형성할 수 없음이 확인되었다. 따라서, 이들 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 성막하고 구리층과 함께 에칭한 경우, 흑화층을 원하는 형상으로 패턴화하기 어렵다는 점을 확인할 수 있었다. 또한, 실험예 15에서는 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 이하인 광의 정반사율 평균값(반사율)도 40%를 초과함을 확인할 수 있었다.

이상에서 흑화 도금액, 도전성 기판 제조방법을 실시형태 및 실시예 등으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예 등에 한정되지 않는다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 변경이 가능하다.

본 출원은 2016년 1월 29일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-016585호에 기초한 우선권을 주장하는 것으로서, 특원2016-016585호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims (3)

1. 니켈 이온과 아연 이온과 구리 이온과 아미드 황산과 암모니아를 포함하고,
   아연 이온 농도가 0.34g/l 이상, 구리 이온 농도가 0.20g/l 이상인 흑화 도금액.
2. 제1항에 있어서,
   pH가 4.0이상 6.5이하인 흑화 도금액.
3. 투명 기재의 적어도 한쪽면 상에 구리층을 형성하는 구리층 형성 공정과,
   상기 구리층 상에 제1항 또는 제2항에 기재된 흑화 도금액을 사용하여 흑화층을 형성하는 흑화층 형성 공정을 포함하는 도전성 기판 제조방법.

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