TWI619060B - 透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板 - Google Patents

透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種不需利用真空製程、濕式蝕刻法，而以簡易之工法進行之圖型辨識性高之靜電電容式觸控面板用之透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板。
利用導電性膏於透明薄膜之至少一主面上形成電極用拉繞電極(routing electrode)圖型，在電極圖型形成部中，以連接於電極用拉回電極圖型之方式，利用包含金屬奈米線或金屬奈米粒子之透明導電圖型形成用油墨印刷電極圖型並乾燥，對乾燥後之電極圖型在光照射部18中照射脈衝光，使透明導電圖型形成用油墨中所含之金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結。

Description

透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板
本發明係關於透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板。更詳言之，本發明係關於較好地適於靜電電容式觸控面板用之透明導電基板之製造方法、靜電電容式觸控面板用透明導電基板及靜電電容式觸控面板。
近年來，隨著行動電話、行動終端機或個人電腦等各種電子設備之高功能化或多樣化進展，而使用在其電子設備之表示面板前面安裝有光透過性之觸控面板，且可一邊通過該觸控面板辨識背面側之顯示面板之顯示，一邊以手指或觸控筆等按壓操作觸控面板之表面，進行電子設備之各種功能之切換操作者。
至於此種觸控面板已知有例如於透明基板上於X方向形成特定形狀之透明電極圖型，且於Y方向形 成同樣之透明電極圖型之靜電電容型觸控面板。
圖9及圖10係說明過去之觸控面板構造之圖，圖9係說明靜電電容型觸控面板之電極構成之部分平面圖，圖10係說明靜電電容型觸控面板之電極圖型部分之部分放大圖。
此靜電電容型觸控面板100係配置於例如電子設備之顯示裝置之顯示面上而使用者，且係使用在由透明材料所成之基板102上形成有透明電極圖型者。例如，已知有基板102係由具有可透性之玻璃板等之透明基板所成，於表面形成有由透明材料所成之X電極104，且在與該X電極104正交之方向形成有由同樣的透明材料所成之Y電極106者。另外，該靜電電容型觸控面板100係如圖9所示，X電極104連接於設置在基板102之左右側之拉回電極108、110上，Y電極106連接於在基板102之一側之例如上部側形成之拉回電極112側。該等X電極104及Y電極106分別以特定之電極圖型形成。該靜電電容型觸控面板100中，X電極104係例如以圖10之實線所示般形成，Y電極106係以圖10之虛線所示之形狀形成。另外，一X電極104與另一Y電極106自表面側觀看時，X電極連接區域104a及Y電極連接區域106a係交叉，且鄰接之X電極104及Y電極106之間自表面側觀看時，形成為設有一定小間隔d之形狀者一般為已知。
X、Y之電極圖型以不造成顯示器或衛星導航裝置等之視覺抓住障礙之方式，在上下一對之ITO膜之間 藉由介隔矽氧化膜之層合膜分別形成，而賦予光透過性(參照專利文獻1)。
於此種透明導電膜上形成導電圖型時，過去以來即大量被使用之ITO等金屬氧化物系材料之透明導電膜通常係使用對真空製程於基板上製膜之透明導電膜進行濕式蝕刻之方法(參照專利文獻2~4)。另外，近年來雖已提案使用奈米線之透明導電膜，但該情況亦同樣以濕式蝕刻法形成導電圖型(參照專利文獻5)。
因此，期望將包含銀奈米粒子之油墨組成物印刷於網上，利用如噴墨印刷、網版印刷、凹版印刷、柔版印刷之印刷法，使含銀奈米線之油墨組成物直接形成圖型。然而，進行印刷時需要黏結劑樹脂，為確保透明性，有必要減少銀奈米粒子、銀奈米線之使用量，故使用之黏結劑樹脂被覆銀奈米粒子、銀奈米線之表面，尤其是銀奈米線時會有喪失導電性之問題。且未使用黏結劑樹脂時，印刷時無法確保圖型，或剛印刷後即使可確保圖型，於使油墨組成物中所含溶劑乾燥時亦有圖型崩塌之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2008-310550號公報
[專利文獻2]特開2000-67762號公報
[專利文獻3]特開2003-57673號公報
[專利文獻4]日本專利第3393470號公報
[專利文獻5]特表2009-505358號公報
本發明之一目的係提供一種不需利用真空製程、濕式蝕刻法，而以簡易工法，製造圖型辨識性高之適於靜電電容式觸控面板用之透明導電基板之製造方法、透明導電基板及靜電電容式觸控面板。
為達成上述目的，本發明之一實施形態為一種透明導電基板之製造方法，其特徵為包含下列步驟：利用導電性膏於透明基板之至少一主面上藉由印刷形成電極用拉回電極圖型之步驟；利用包含金屬奈米線或金屬奈米粒子與形狀保持溶劑之透明導電圖型形成用油墨，印刷與上述電極用拉回電極圖型連接之電極圖型之電極印刷步驟；使上述電極圖型乾燥之電極乾燥步驟；及對上述乾燥後之電極圖型照射脈衝光，使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結之電極燒結步驟。
前述製造方法之特徵為於上述透明基板之一主面上形成第一電極用拉回電極圖型及第一電極圖型，且在上述透明基板之另一主面上形成第二電極用拉回電極圖型及第二電極圖型。
另外，前述製造方法之特徵為包含在上述透明基板之一主面上形成第一電極用拉回電極圖型及第一電極圖型而準備第一透明基板之步驟，及於上述透明基板之一主面上形成第二電極用拉回電極圖型及第二電極圖型而準備第二透明基板之步驟，且使上述第一透明基板與第二透明基板以使各電極圖型形成面對向之方式，隔著第三透明基板進行接合。
前述製造方法之特徵為上述形狀保持溶劑之分子量範圍為100~500，在25℃之黏度為1.0×103~2.0×106mPa．s。
又，前述製造方法之特徵為上述電極燒結步驟為脈衝光照射與加熱之組合。
又，前述製造方法之特徵為上述電極燒結步驟之後，具有貼附保護用透明薄膜之保護薄膜貼附步驟，或者印刷．硬化保護用透明上覆塗佈樹脂之步驟。
另外，前述製造方法之特徵為前述透明基板為透明薄膜，上述各步驟係以輥對輥實施。
另外，本發明之另一實施形態為一種透明導電基板，其特徵為以前述之製造方法所形成。
又，前述透明導電基板之特徵為具有第一電極圖型、第二電極圖型及透明絕緣層，且前述透明絕緣層介隔在前述第一電極圖型與第二電極圖型之間，前述第一電極圖型與第二電極圖型係以燒結金屬形成。
另外，前述透明導電基板之特徵為前述透明 絕緣層為透明薄膜，前述第一電極圖型形成於前述透明薄膜之第一主面上，前述第二電極圖型形成於前述透明薄膜之第二主面上。前述第一電極圖型及第二電極圖型進而以各保護用透明薄膜或保護用透明上覆塗佈樹脂予以被覆。
另外，前述透明導電基板之特徵為透明絕緣層為兩主面上具有透明接著劑層之第三透明薄膜，前述第一電極圖型形成於第一透明薄膜之一主面上，前述第二電極圖型形成於第二透明薄膜之一主面上，且以使前述第一電極圖型與第二電極圖型成對向之方式層合於前述第三透明薄膜上。
又，本發明之另一實施形態為一種靜電電容式觸控面板，其特徵為在電子設備之顯示面板之前面具備有前述透明導電基板。
依據本發明，可提供不需利用真空製程、濕式蝕刻法，而以簡易之工法，製造圖型辨識性高之適於靜電電容式觸控面板用之透明導電基板之製造方法及透明導電基板。
10‧‧‧透明薄膜基板
10a‧‧‧第1透明薄膜基板
10b‧‧‧第2透明薄膜基板
12‧‧‧基板輥
12a‧‧‧第1基板輥
12b‧‧‧第2基板輥
14‧‧‧X電極用拉回電極圖型形成部
16‧‧‧X電極圖型形成部
18‧‧‧光照射部
20‧‧‧X側保護薄膜貼附部
22,32,46‧‧‧保護薄膜輥
23,33,48‧‧‧保護用透明薄膜
24‧‧‧Y電極用拉回電極圖型形成部
26‧‧‧Y電極圖型形成部
28‧‧‧光照射部
30‧‧‧Y側保護薄膜貼附部
34‧‧‧捲取輥
36‧‧‧方向變更輥
38‧‧‧X電極圖型
40‧‧‧Y電極圖型
42,44,50,52‧‧‧接著劑層
100‧‧‧靜電電容型觸控面板
102‧‧‧基板
104‧‧‧X電極
104a‧‧‧X電極連接區域
106‧‧‧Y電極
106a‧‧‧Y電極連接區域
108,110,112‧‧‧拉回電極
圖1為顯示實施形態中之該透明導電基板之製造步驟之例的圖。
圖2為用於說明脈衝光之定義之圖。
圖3為用於說明使用金屬奈米粒子之網狀圖型之圖。
圖4為顯示以圖1所示之製造步驟製造之靜電電容式觸控面板用透明導電基板之構成例之圖。
圖5為顯示實施形態中該靜電電容式觸控面板用透明導電基板之製造步驟之另一例之圖。
圖6為顯示以圖5所示之製造步驟製造之靜電電容式觸控面板用透明導電基板之構成例之圖。
圖7為實施例中使用之透明導電基板之圖型(X電極圖型)之概略圖。
圖8為實施例中使用之透明導電基板之圖型(Y電極圖型)之概略圖。
圖9為說明過去之觸控面板構造之圖。
圖10為說明過去之觸控面板構造之圖。
以下，根據圖式說明用以實施本發明之形態(以下稱為實施形態)。又，本說明書中之透明導電基板之所謂「透明」意指可見光區域(400~800nm)之光線透過率為65%以上者。
(第1實施形態)
圖1為顯示實施形態中該靜電電容式觸控面板用之透明導電基板之製造步驟之例。圖1中，一面自基板輥12 拉出透明基板(透明薄膜基板)10，一面以X電極(相當於第一電極)用拉回電極圖型形成部14在透明薄膜基板10之一主面上形成X電極用拉回電極圖型。該X電極用拉回電極圖型為例如圖9所示之圖型。X電極用拉回電極圖型形成部14係使用習知之導電膏，以如網版印刷、凹版印刷、柔版印刷之印刷法形成X電極用拉回電極圖型，並經乾燥。此處，乾燥方法列舉為以烘箱之加熱、以脈衝光照射之加熱等。
於形成有上述X電極用拉回電極圖型之透明薄膜基板10之主面上，以X電極圖型形成部16形成X電極圖型。該X電極圖型係以連接於上述X電極用拉回電極圖型之方式形成。又，為了使X電極用拉回電極圖型與X電極圖型之位置對準，較好事先在X電極用拉回電極圖型形成部14中印刷適宜之位置對準標記。於X電極圖型形成部16，使用使金屬奈米線或金屬奈米粒子分散於包含以下之形狀保持材之分散介質中而成之透明導電圖型形成用油墨，可形成電極圖型。上述形狀保持材為包含分子量範圍在150~500之有機化合物且在25℃之黏度為1.0×103~2.0×106mPa．s之材料，此處，有機化合物在25℃為上述黏度範圍之液狀時可僅由上述有機化合物構成形狀保持材。另一方面，在25℃下之黏度高於上述黏度範圍時或在25℃為固體時可與適當之溶劑(能使有機化合物溶解之溶劑，舉例有後述之黏度調整溶劑等)預先混合(稀釋、溶解)而成為上述黏度範圍之液狀形狀保持材。
形狀保持材之黏度低於上述範圍時無法保持所印刷圖型之形狀，高於上述範圍時會有印刷時之拉絲性等不良影響。形狀保持材之25℃之黏度較好為5.0×104~1.0×106mPa．s之範圍。
又，使用之形狀保持材中所含之有機化合物之分子量較大時在燒結時形狀保持材無法有效地去除，無法降低電阻。因此分子量宜為500以下，較好為400以下，更好為300以下。
X電極圖型形成部16係使用上述透明導電圖型形成用油墨，利用如網版印刷、凹版印刷、柔版印刷之印刷法形成X電極用拉回電極圖型，且使用烘箱等予以乾燥。
X電極圖型形成部16中形成之X電極圖型係藉由光照射部18照射脈衝光而使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結。又，以燒結為目的之脈衝光照射之前，亦可藉由烘箱加熱或脈衝光照射而加熱X電極圖型且使溶劑乾燥。且，亦可同時實施藉由脈衝光照射之乾燥與燒結。脈衝光照射時之環境溫度並無特別限制，可在室溫進行，亦可在加熱環境下進行。
本說明書中之所謂「脈衝光」為光照射期間(照射時間)為短時間之光。重複複數次光照射時係如圖2所示，意指在第一光照射期間(on)與第二光照射期間(on)之間具有未照射光之期間(照射間隔(off))之光照射。圖2為以使脈衝光之光強度為一定之方式顯示，但亦可在1次 光照射期間(on)內使光強度變化。上述脈衝光係由具備氙閃光燈等之閃光燈的光源所照射。使用該種光源，對於上述透明薄膜基板10上形成之X電極圖型中之金屬奈米線或金屬奈米粒子照射脈衝光。n次重複照射時，係重複n次圖2中之1次循環(on+off)。又，重複照射時，在進行下一脈衝光照射時，較好自透明薄膜基板10側進行冷卻以可將基材冷卻至室溫附近。
又，上述脈衝光可使用1pm~1m之波長範圍之電磁波，較好使用10nm~1000μm之波長範圍之電磁波(自遠紫外線至遠紅外線)，更好使用100nm~2000nm之波長範圍之電磁波。此種電磁波之例列舉為γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、比微波更於長波長側之電波等。又，考慮朝熱能之轉換時，波長過短時對透明薄膜基板10、各電極圖型等之損傷較大而不佳。另外，波長太長時，無法有效地吸收並發熱故不佳。據此，波長範圍在前述波長中尤佳為自紫外線至紅外線之範圍，更好為100~2000nm之範圍之波長。
脈衝光之1次照射時間(on)亦依據光強度而定，但較好為20微秒至50毫秒之範圍。比20微秒短時，金屬奈米線或金屬奈米粒子之燒結未進行，使導電膜之性能提高效果變低。另外，比50毫秒長時，亦有因光劣化、熱劣化而對透明薄膜基板10造成不良影響之情況，且容易將金屬奈米線或金屬奈米粒子吹散。更好為40微秒至10毫秒。基於上述理由，本實施形態中不使用連續光 而使用脈衝光。脈衝光之照射以單發實施亦係效果，但亦可如上述般重複實施。重複實施時之照射間隔(off)為20微秒至5秒，更好為2000微秒至2秒之範圍。比20微秒短時，會變成接近連續光，於一次照射後並無放冷期間，故會有使基材加熱之溫度變高而劣化之可能性。另外，比5秒長時製程時間變長故考慮生產性時並不佳。
形成有X電極用拉回電極圖型及X電極圖型之透明薄膜基板10之表面藉由X側保護膜貼附部20，而貼合自保護膜輥22拉出之保護用透明薄膜23。另外，亦可代替貼附保護用透明薄膜23，而藉由印刷．硬化上覆塗佈樹脂而被覆X電極用拉回圖型及X電極圖型。
此處使用之上覆塗佈樹脂可使用將光聚合起始劑添加於多官能丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯等中而成之液狀樹脂組成物。
至於多官能丙烯酸酯列舉為例如二季戊四醇、五季戊四醇、二-三羥甲基丙烷、三羥甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,6-己烷二甲醇等多價醇與(甲基)丙烯酸之酯類。
環氧丙烯酸酯係例如藉由對環氧樹脂之環氧乙烷環上加成(甲基)丙烯酸而得之反應物。此處使用之環氧樹脂列舉為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂等。
胺基甲酸酯丙烯酸酯為例如於原料中使用(甲 基)丙烯酸羥基烷酯與聚異氰酸酯及視需要之多元醇反應而成者。(甲基)丙烯酸羥基烷酯之具體例列舉為(甲基)丙烯酸羥基甲酯、1,4-丁二醇之單(甲基)丙烯酸酯、環己烷二甲醇之單(甲基)丙烯酸酯。聚異氰酸酯之具體例列舉為異佛爾酮二異氰酸酯、TDI(甲苯二異氰酸酯)、MDI(亞甲基二苯基二異氰酸酯)、氫化MDI等。多元醇之具體例列舉為分子量500~1000左右之聚乙二醇、聚丙二醇、聚1,4-丁二醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇、兩末端羥基化之聚丁二烯、兩末端羥基化之聚異戊二烯等。又，前述聚酯多元醇為例如丁酸、如己二酸之二羧酸與1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、環己烷二甲醇等之聚酯。另外，聚碳酸酯二醇為碳酸與1,4-丁二醇、1,6-己二醇、環己烷二甲醇等之酯。
光聚合起始劑可使用自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑。自由基聚合起始劑列舉為例如苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、4’-異丙基-2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、4,4’-雙(二乙胺基)二苯甲酮、二苯甲酮、(鄰-苯甲醯基)苯甲酸甲酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰-乙氧羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰-苯甲醯基)肟、苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、苯偶因異丁基醚、苯偶因辛基醚、聯苯醯、苄基二甲基縮酮、苄基二乙基縮酮、丁二酮(diacetyl)等之羰基化合物，甲基蒽醌、氯蒽醌、氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮等蒽醌或噻噸酮衍 生物、二苯基二硫醚、二硫代胺基甲酸酯等硫化合物。
另外，作為陽離子光聚合起始劑列舉為路易斯酸之重氮鎓鹽、路易斯酸之錪鹽、路易斯酸之鋶鹽、路易斯酸之鏻鹽等。具體而言列舉為例如三苯基鋶六氟磷酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、二苯基錪六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟銻酸鹽、N,N-二乙基胺基苯基重氮鎓六氟磷酸鹽、對-甲氧基苯基重氮鎓氟磷酸鹽等。
以網版印刷、凹版印刷、柔版印刷等習知之印刷方法，將上覆塗佈樹脂印刷於X電極用拉回電極圖型及X電極圖型上後硬化而形成保護層。硬化係藉由前述脈衝光照射而可在短時間硬化。
接著，形成有上述X電極用拉回電極圖型及X電極圖型之透明薄膜基板10移動到Y電極(相當於第二電極)用拉回電極圖型形成部24之位置，在與形成有X電極用拉回電極圖型及X電極圖型之主面不同之面上，藉由Y電極用拉回電極圖型形成部24形成Y電極用拉回電極圖型。Y電極用拉回電極圖型為例如圖9所示之圖型。Y電極用拉回電極圖型形成部24係使用習知之導電膏，以如網版印刷、凹版印刷、柔版印刷之印刷法形成Y電極用拉回電極圖型，並經乾燥。
形成有上述Y電極用拉回電極圖型側之透明薄膜基板10之主面上，藉由Y電極圖型形成部26形成Y電極圖型。該Y電極圖型係以與上述Y電極用拉回電極圖型連接之方式形成。又，為進行Y電極用拉回電極圖型 與Y電極圖型之位置對準，較好Y電極用拉回電極圖型形成部24上預先印刷適於位置對準之標記。Y電極圖型形成部26係使用包含金屬奈米線或金屬奈米粒子與形狀保持溶劑之透明導電圖型形成用油墨，形成Y電極圖型。此處，形狀保持溶劑為具有上述分子量及黏度之溶劑。Y電極圖型形成部26係使用上述透明導電圖型形成用油墨，利用如網版印刷、凹版印刷、柔版印刷之印刷法形成Y電極用拉回電極圖型，並經乾燥。
Y電極圖型形成部26所形成之Y電極圖型係利用光照射部28照射脈衝光，使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結。又，亦可在照射脈衝光之前或同時以適當方法加熱Y電極圖型。
形成有Y電極用拉回電極圖型及Y電極圖型之透明薄膜基板10之表面，藉由Y側保護膜貼附部30，貼附自保護膜輥32拉出之保護用透明薄膜33。另外，亦可代替貼附保護用透明薄膜33，而藉由印刷．硬化上覆塗佈樹脂而被覆Y電極用拉回電極圖型及Y電極圖型。此處可使用之上覆塗佈樹脂為與可適用於前述X電極用拉回電極圖型及X電極圖型者相同者。
如上述，兩面形成有X及Y電極用拉回電極圖型與X及Y電極圖型之透明薄膜基板10捲繞在捲取輥34上，結束一連串之輥對輥之步驟。
又，X電極用拉回電極圖型形成部14與X電極圖型形成部16之順序，及Y電極用拉回電極圖型形成 部24與Y電極圖型形成部26之順序亦可相反。該情況下，上述位置對準之標記分別印刷在X電極圖型形成部16及Y電極圖型形成部26中。再者，於透明導電圖型形成用油墨中使用金屬奈米粒子時，與使用金屬奈米線之情況相較，可調配於油墨組成物中之含量較多，故可獲得高的導電性，因此使用金屬奈米粒子之透明導電圖型形成用油墨可用於電極圖型形成及電極用拉回電極圖型之形成二步驟中，亦可同時進行該二步驟。且，亦可在光照射部28之後(例如，Y側保護膜貼附部30之前)配置X側保護膜貼附部20。
又，圖1之例中，透明薄膜基板10與保護用透明薄膜23、33可利用適當數量之方向變更輥36而改變行進方向，但該等為說明用之例示，並不限於該等。可依據各構成要素之排列情況，決定適宜透明薄膜基板10與保護用透明薄膜23、33之行進方向。
上述形狀保持材中所含之有機化合物較好為含有羥基之化合物，較好為例如單糖類、多元醇、具有4級烷基及/或橋接之環骨架之烷基與羥基之化合物，列舉為例如二丙三醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯、木酮糖(xylulose)、核酮糖(ribulose)、冰片基環己醇、冰片基酚、異冰片基環己醇、異冰片基酚等。
上述列舉之化合物中以具有異冰片基與羥基者最佳。其理由為除了異冰片基所具有之複雜立體構造以 外，亦藉由羥基之氫鍵而對透明導電圖型形成用油墨賦予適度黏著性。又，其原因為具有異冰片基與羥基之化合物儘管揮發溫度不是那麼高，但由於具有高黏性，故可實現透明導電圖型形成用油墨之高黏度化。具有異冰片基與羥基之化合物列舉為異冰片基環己醇或異冰片基酚之任一者或其二者。上述列舉之化合物由於具有適度之黏著性，故對透明導電圖型形成用油墨賦予適度之黏著性。且，由於顯示作為油墨溶劑之適當沸點，故在印刷、乾燥結束後，藉由適當之加熱、光燒結等，可減低殘留物。油墨中之形狀保持材之含量相對於分散介質總質量較好為10~90質量%，更好為30~80質量%。形狀保持材之含量未達10質量%時，透明導電圖型形成用油墨無法具有適度黏度，而無法印刷。另外，形狀保持材之含量超過90質量%時，透明導電圖型形成用油墨之黏度變得太高，印刷時之拉絲性變嚴重，亦有無法印刷之情況。
另外，作為形狀保持材，雖期望其本身為上述黏度範圍之黏稠液體，但亦可以滿足上述黏度範圍之方式混合其他黏度調整溶劑而調製具有上述範圍之黏度之分散介質，並於分散介質中分散作為導電成分之金屬奈米線或金屬奈米粒子，作成透明導電圖型形成用油墨。
至於黏度調整溶劑之例列舉為水、醇、酮、酯、醚、烴系溶劑及芳香族系溶劑。就使油墨組成物中之各成分良好分散之觀點而言，較好為水、乙醇、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇(PGME)、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇 、二丙二醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、二丙酮醇、乙二醇單丁基醚、丙二醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁基醚、三丙二醇、三乙二醇單乙基醚、萜烯醇(terpineol)、二氫萜烯醇、二氫松油基單乙酸酯、甲基乙基酮、環己酮、乳酸乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、二丁基醚、辛酮、甲苯，最好為萜烯醇。該等溶劑可單獨使用，亦可混合兩種以上使用。
金屬奈米線及金屬奈米粒子為線徑粗細或粒子之外徑具有奈米等級之尺寸之金屬，金屬奈米線為具有線狀(包含中空之管狀)之導電性材料，金屬奈米粒子為具有粒狀形狀之導電性材料。性狀可為柔軟，亦可為剛直。金屬奈米線及金屬奈米粒子之金屬之至少一部分亦可包含金屬氧化物。
金屬之種類列舉為由金、銀、鉑、銅、鎳、鐵、鈷、鋅、釕、銠、鈀、鎘、鋨、銥所組成群組選出之至少一種及組合該等金屬而成之合金等。為獲得具有低表面電阻且高的全光線透過率之塗膜，較好至少包含金、銀及銅之任一種。該等金屬由於導電性高，故獲得特定之表面電阻時，可減少面內所佔之金屬密度，故可實現高的全光線透過率。
該等金屬中，更好包含金或銀之至少一種。 最適之樣態列舉為銀之奈米線。
透明導電圖型形成用油墨中之金屬奈米線之線徑粗細、長軸之長度及長寬比較好具有一定分佈。該分佈係使由本實施形態之透明導電圖形形成用油墨所得之塗膜成為全光線透過率高且表面電阻低之塗膜之方式選擇。具體而言，金屬奈米線之線徑粗細之平均較好為1nm以上500nm以下，更好為5nm以上200nm以下，又更好為5nm以上100nm以下，最好為10nm以上100nm以下。且，第1成分之長軸之長度平均較好為1μm以上100μm以下，更好為1μm以上50μm以下，又更好為2μm以上50μm以下，最好為5μm以上30μm以下。金屬奈米線之線徑粗細之平均及長軸長度之平均較好滿足上述範圍，同時長寬比之平均較好為10以上，更好為100以上，又更好為200以上。此處，長寬比係將第1成分之線徑平均大小近似為b，長軸之平均長度近似為a時，以a/b求得之值。a及b可使用掃描電子顯微鏡測定。藉由控制透明導電圖型形成用油墨中之上述金屬奈米線之濃度，使線彼此纏繞而確保導電性，可成為透明導電圖型。
含金屬奈米線之透明導電圖型形成用油墨中之金屬奈米線之含量，就各成分之良好分散性以及由透明導電圖型形成用油墨所得之塗膜之良好圖型形成性、高的導電性及良好光學特性之觀點而言，相對於透明導電圖型形成用油墨總質量，金屬奈米線為0.01~10質量%之量，更好為0.05~2質量%之量。金屬奈米線未達0.01質量%時 ，為了確保期望之導電性而有必要印刷非常厚的透明導電圖型，使印刷之難度變高，且乾燥時難以維持圖型。另外，超過10質量%時，為了確保期望之透明度有必要極薄的印刷，該系亦難以印刷。使用金屬奈米線時為確保透明性，與使用後述之金屬奈米粒子之情況相比，有必要減少調配量。
使用金屬奈米粒子時，較好使用球狀粒子。使用金屬奈米粒子時，為展現導電性有必要使粒子彼此接觸，但由於印刷成全面膜狀故無法透明。因此，使用金屬奈米粒子時，如圖3所示，將X電極104及其連接區域104a印刷成網狀而確保透明性。又，針對Y電極106及其連接區域106a亦相同。
該情況之網之線寬較好為10μm以下，其線間之間隔必須空出寬度之至少3倍，較好為10倍以上。用於印刷如此線寬低的網之奈米粒子之粒徑至少為3μm以下，較好為1μm以下，更好為500nm以下。此處，所謂粒徑係指以使用動態光散射法之粒度分佈測定裝置，具體而言係以日機裝股份有限公司製之Nanotrack粒度分佈測定裝置UPA-150測定，利用近似球求得粒徑之中值徑(D50)。
含金屬奈米粒子之透明導電圖型形成用油墨中相對於金屬奈米粒子100質量份，使用1~50質量份、更好3~20質量份之分散介質。相較於使用上述金屬奈米線時，由於金屬奈米粒子之調配量提高而獲得更低電阻之 膜，故即使將如上述之電極圖型印刷為細網狀亦可獲得與全面印刷包含金屬奈米線之透明導電圖型形成用油墨時相同之特性。
使用金屬奈米粒子時亦可於分散介質中使用黏結劑樹脂代替前述形狀保持材。黏結劑樹脂可使用如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯己內酯之聚-N-乙烯基化合物，如聚乙二醇、聚丙二醇、聚THF之聚烷二醇化合物，如聚胺基甲酸酯、纖維素化合物及其衍生物、環氧化合物、聚酯化合物、氯化聚烯烴、聚丙烯酸化合物之熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂。其中考慮黏結劑效果時，較好為聚乙烯吡咯烷酮。
透明導電圖型形成用油墨中亦可視需要含有還原劑等其他成分。使用銅等容易氧化之金屬或金屬氧化物時較好調配還原劑。還原劑亦可使用甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇、萜烯醇之醇化合物、乙二醇、丙二醇或丙三醇等多元醇、如甲酸、乙酸、草酸、琥珀酸之羧酸、如丙酮、甲基乙基酮、苯甲醛、辛基醛之羰基化合物、如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸苯酯之酯化合物、如己烷、辛烷、環己烷、甲苯、萘、十氫萘之烴化合物。其中，考慮還原劑之效率時，以乙二醇、丙二醇或丙三醇等多元醇、如甲酸、乙酸、草酸之羧酸較佳。另外，歸類為多元醇之分類之聚乙二醇、聚丙二醇由於亦發揮作為黏結劑樹脂之功能故較佳。
且，上述透明薄膜基板10可為堅硬、亦可為 易彎曲。另外，亦可經著色，但較好具有高的光線透過率與低的霧濁值。因此，作為透明薄膜基板10之材料列舉為例如無機玻璃、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚醚碸、丙烯腈、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、聚烯烴、聚氯化乙烯、脂環式烴等。更好為如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯之聚酯薄膜，聚碳酸酯膜，如聚甲基丙烯酸甲酯之丙烯醯基薄膜、使用脂環式原料之透明聚醯亞胺薄膜、無機玻璃。尤其考慮以輥對輥實施時，宜使用聚酯膜。
透明薄膜基板10之厚度，厚度太薄時，於塗佈步驟時之強度或乾燥時之尺寸安定性會產生問題，且較厚時無法進行輥對輥步驟，故宜為12μm~500μm，較好為25μm~188μm。為改善表面接著性，在不損及透明性之範圍內當然亦可實施易接著處理者或電暈處理、電漿處理。
另外，保護用透明薄膜23、33可使用將接著劑層塗佈於上述透明薄膜基板10之材料上而成者。
圖4係顯示以圖1所示之製造步驟製造之靜電電容式觸控面板用透明導電基板之構成例。圖4中，在透明薄膜基板10(相當於透明絕緣層)之不同主面上、在圖4之例為上下之主面上，形成X電極圖型38與Y電極圖型40。又，X電極用拉回電極圖型及Y電極用拉回電極圖型則省略記載。另外，形成有上述X電極圖型38及Y電極圖型40之透明薄膜基板10之表面係藉由接著劑層42、44分別貼附(接著)保護用透明薄膜23、33而予以被 覆。此處所謂保護用透明薄膜可應用例如PANAPROTECT(註冊商標)PX50T01A15(PANAC(股)製，單面上設置黏著層15μm之PET膜(厚度50μm))。
(第2實施形態)
圖5為顯示實施形態中該靜電電容式觸控面板用透明導電基板之製造步驟之另一例，與圖1相同之要素係加註相同符號。圖5之例中，一面自第一基板輥12a拉出第一透明薄膜基板10a，一面藉X電極(相當於第一電極)用拉回電極圖型形成部14，於第一透明薄膜基板10a之一主面上形成X電極用拉回電極圖型，並經乾燥。
形成有上述X電極用拉回電極圖型之側的第一透明薄膜基板10a之主面上，X電極圖型形成部16係使用上述透明導電圖型形成用油墨而形成X電極圖型。該X電極圖型係以連接於上述X電極用拉回電極圖型之方式形成。又，為了進行X電極用拉回電極圖型與X電極圖型之位置對準，X電極用拉回電極圖型形成部14較好事先印刷適當之位置對準標記。
X電極圖型形成部16中形成之X電極圖型係藉由光照射部18照射上述脈衝光，使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結。又，亦可在以燒結為目的之脈衝光照射之前使用脈衝光加熱X電極圖型，使溶劑乾燥。且，亦可利用脈衝光照射同時進行乾燥與燒結。脈衝光照射時之環境溫度並無特別限制，可在室溫下實施，亦可在加熱環境中 實施。
另外，一面自第二基板輥12b拉出第2透明薄膜基板10b，一面利用Y電極(相當於第二電極)用拉回電極圖型形成部24於第二透明薄膜基板10b之一主面上形成Y電極用拉回電極圖型並經乾燥。
形成有上述Y電極用拉回電極圖型之側之第二透明薄膜基板10b之主面上，Y電極圖型形成部26係使用上述透明導電圖型形成用油墨形成Y電極圖型。該Y電極圖型亦以連接於上述Y電極用拉回電極圖型之方式形成。又，為了進行Y電極用拉回電極圖型與Y電極圖型之位置對準，Y電極用拉回電極圖型形成部24較好事先印刷適合之位置對準標記。
Y電極圖型形成部26中形成之Y電極圖型係藉由光照射部28照射上述脈衝光，使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結。又，亦可在以燒結為目的之脈衝光照射之前使用脈衝光加熱Y電極圖型，使溶劑乾燥。另外，亦可利用脈衝光照射同時進行乾燥與燒結。
形成有Y電極用拉回電極圖型及Y電極圖型之第二透明薄膜基板10b之表面上，藉由Y側保護薄膜貼附部30貼附由保護膜輥46拉出之保護用透明薄膜48。
又，形成有X電極用拉回電極圖型及X電極圖型之第一透明薄膜基板10a之表面上，藉由X側保護薄膜貼合部20貼附保護用透明薄膜48。該情況下，保護用透明薄膜48係以與貼附在第二透明薄膜基板10b之面相 反側之面貼附於第一透明薄膜基板10a上。結果，隔著保護用透明薄膜48(相當於第三透明薄膜)之第一透明薄膜基板10a與第二透明薄膜基板10b成為X電極圖型與Y電極圖型成對向之方式配置(層合)之構成。
如上述，隔著保護用透明薄膜48配置之第一透明薄膜基板10a與第二透明薄膜基板10b捲繞於捲取輥34上，結束一連串之輥對輥之步驟。
圖6中例示以圖5所示之製造步驟製造之靜電電容式觸控面板用透明導電基板之另一構成例。在第一透明薄膜基板10a與第二透明薄膜基板10b之各單面，亦即於圖6之例係於第一透明薄膜基板10a之下面與第二透明薄膜基板10b之上面，分別形成X電極圖型38與Y電極圖型40。又，X電極用拉回電極圖型及Y電極用拉回電極圖型之記載則省略。另外，形成有上述X電極圖型38之第一透明薄膜基板10a之面及形成有Y電極圖型40之第二透明薄膜基板10b之面係藉由接著劑層50、52貼附上述保護用透明薄膜48，成為藉由第一透明薄膜基板10a與第二透明薄膜基板10b，以使X電極圖型38與Y電極圖型40成對向之方式夾持保護用透明薄膜48之構成。本實施形態中，具有接著劑層50、52之保護用透明薄膜48相當於透明絕緣層。
藉由於電子設備之顯示面板前面具備以上述第一及第二實施形態例示之透明導電基板而獲得靜電電容式觸控面板。
[實施例]
以下，具體說明本發明之實施例。又，以下之實施例係用於使本發明之容易理解者，本發明並不受該等實施例之限制。
參考例 1. 銀奈米線油墨之調製 〈銀奈米線之製作〉
將聚乙烯吡咯烷酮K-90(日本觸媒(股)公司製)(0.049g)、AgNO3(0.052g)及FeCl3(0.04mg)溶解於乙二醇(12.5ml)中，在150℃加熱反應1小時。以離心分離單離所得之析出物，且乾燥析出物獲得目的之銀奈米線。
上述乙二醇、AgNO3、FeCl3均為和光純藥工業股份有限公司製。
〈透明導電圖型形成用油墨之製作〉
將6倍容量之二丁基醚添加於上述在150℃加熱反應1小時之銀奈米線之反應液中經攪拌後，靜置使奈米線沉降。奈米線沉降後，以傾析分離上澄液，獲得含約20質量%之銀線且分散於二丁基醚中之銀奈米線之懸浮液。
對該銀奈米線懸浮液添加大致等容積之L-α-萜烯醇，充分分散後，添加L-α-萜烯醇之2.33倍容量之作為形狀保持材的TERUSOLVE MTPH(日本TERPENE化學(股)製，異冰片基環己醇)，使用Thinky(股)公司製之 ARV-310充分分散，獲得透明導電圖型形成用油墨。
由Tg-DTA之分析，銀奈米線之濃度為2質量%。Tg-DTA之分析係使用BRUKER AXS股份有限公司製之差動型超高溫熱天平TG-DTA galaxy(S)，以500℃加熱後之殘渣作為銀線之質量。
〈透明導電基板之製作〉 實施例1
以如下順序製作具有圖7、圖8所示之圖型之透明導電基板。又，圖7之圖型為將使25個菱形(正方形傾斜45°者)在連接區域於圖之橫方向進行連接之兩端，係以將菱形對半而成之三角形連接者，在圖之上下方向排列45列者，上下之列進並未電連接。且，圖8之圖型為45個菱形在連接區域中於圖之縱向(上下)方向連接之行之一端(圖8為下端)以將菱形對半而成之三角型連接者，於圖之橫向方向排列25行者，左右之行並未電連接。
首先使用銀膏CA-T30(購自大研化學製造銷售(股))將X電極之拉出圖型印刷於LUMIRROR(註冊商標)U48(Toray(股)製之雙軸延伸聚酯薄膜，厚度125μm)表面上，且在120℃乾燥。接著，使用含於參考例中調製之銀奈米線之透明導電圖型形成用油墨印刷圖7所示之X電極圖型，且在50℃乾燥30分鐘，在80℃乾燥30分鐘後，使用NovaCentrix公司製之PulseForge 3300，以600V-50μsec進行5次脈衝照射(照射間隔(off)為30秒)。隨後 ，貼附PANAPROTECT(註冊商標)PX50T01A15(購自PANAC(股)，單面上設置黏著層15μm之PET薄膜(厚度50μm))作為保護用透明薄膜。
接著，於前述LUMIRROR薄膜之背面，使用相同之油墨以相同條件及處理方法，印刷Y電極拉出圖型、圖8所示之Y電極圖型，且貼附保護用透明薄膜。又，Y電極圖型與上述X電極圖型之菱形不重疊，而配置於X電極圖型之菱形之間。
針對所製作之透明導電基板，以三和電氣計器製之數位多用途電錶PC500a測定電阻值之結果，圖7所示之X電極圖型之X軸方向(圖7之左右方向)之電阻值為4kΩ至6kΩ之範圍，圖8所示之Y電極圖型之Y軸方向(圖8之上下方向)為6kΩ至8kΩ，確認電極間(圖7為上下之圖型間，圖8為左右圖型間)之電阻為無限大(電極間無短路)。另外，使用日本分光股份有限公司製之紫外可見近紅外線分光光度計Jasco V-570，測定作為透明度尺度之可見光區域(400~800nm)之光線透過率為82%。
實施例2
以實施例1之方法，最初印刷．乾燥X電極之拉出圖型後，使用含銀奈米線之透明導電圖型形成用油墨進行X電極圖型之印刷．乾燥．光照射。隨後，於其上印刷十條化學(股)製之GA4100 RL-A厚盛MEJIUMU作為保護用透明上覆塗佈樹脂，且使用NovaCentrix公司製之 PulseForge3300，照射150V-500μsec之光並硬化。
接著，於前述LUMIRROR薄膜之背面，使用相同之油墨以相同條件及處理方法，印刷Y電極拉出圖型、圖8所示之Y電極圖型，且於其上印刷．硬化上述使用之保護用透明上覆塗佈樹脂。又，Y電極圖型與上述X電極圖型之菱形不重疊，而配置於X電極圖型之菱形之間。
針對所製作之透明導電基板，以三和電氣計器製造之數位多用途電錶PC500a測定電阻值之結果，圖7所示之X電極圖型之X軸方向(圖7之左右方向)之電阻值為4kΩ至6kΩ之範圍，圖8所示之Y電極圖型之Y軸方向(圖8之上下方向)為6kΩ至8kΩ，確認電極間(圖7為上下之圖型間，圖8為左右圖型間)之電阻為無限大(電極間無短路)。另外，使用日本分光股份有限公司製造之紫外可見近紅外線分光光度計Jasco V-570，測定作為透明度尺度之可見光區域(400~800nm)之光線透過率為85%。
如上述之本發明之透明導電基板及其製造方法可較好地使用於靜電電容式觸控面板，但除觸控開關、RFID天線以外，對於以印刷製造透明配線、透明電極之各種技術亦可適用。
10‧‧‧透明薄膜基板
12‧‧‧基板輥
14‧‧‧X電極用拉回電極圖型形成部
16‧‧‧X電極圖型形成部
18‧‧‧光照射部
20‧‧‧X側保護薄膜貼合部
22,32‧‧‧保護薄膜輥
23,33‧‧‧保護用透明薄膜
24‧‧‧Y電極用拉回電極圖型形成部
26‧‧‧Y電極圖型形成部
28‧‧‧光照射部
30‧‧‧Y側保護薄膜貼合部
34‧‧‧捲起輥
36‧‧‧方向改變輥

Claims (10)

  1. 一種透明導電基板之製造方法，其特徵為包含下列步驟：利用導電性膏於透明基板之至少一主面上藉由印刷形成電極用拉繞電極圖型之步驟，利用包含金屬奈米線或金屬奈米粒子與形狀保持溶劑之透明導電圖型形成用油墨，印刷與前述電極用拉回電極圖型連接之電極圖型之電極印刷步驟，使前述電極圖型乾燥之電極乾燥步驟，及對前述乾燥後之電極圖型照射脈衝光，使金屬奈米線或金屬奈米粒子燒結之電極燒結步驟。
  2. 如請求項1之透明導電基板之製造方法，其係於前述透明基板之一主面上形成第一電極用拉回電極圖型及第一電極圖型，且在前述透明基板之另一主面上形成第二電極用拉回電極圖型及第二電極圖型。
  3. 如請求項1之透明導電基板之製造方法，其包含在前述透明基板之一主面上形成第一電極用拉回電極圖型及第一電極圖型而準備第一透明基板之步驟，及於前述透明基板之一主面上形成第二電極用拉回電極圖型及第二電極圖型而準備第二透明基板之步驟，且使前述第一透明基板與第二透明基板以使各電極圖型形成面對向之方式，隔著第三透明基板進行接合。
  4. 如請求項1至3中任一項之透明導電基板之製造方法，其中前述形狀保持溶劑之分子量範圍為100~500， 在25℃之黏度為1.0×103~2.0×106mPa．s。
  5. 如請求項1至3中任一項之透明導電基板之製造方法，其中前述電極燒結步驟為脈衝光照射與加熱之組合。
  6. 如請求項1至3中任一項之透明導電基板之製造方法，其於前述電極燒結步驟之後，具有貼附保護用透明薄膜之保護薄膜貼附步驟，或者印刷．硬化保護用透明上覆塗佈樹脂之步驟。
  7. 如請求項1至3中任一項之透明導電基板之製造方法，其中前述透明基板為透明薄膜，前述各步驟係以輥對輥實施。
  8. 一種透明導電基板，其特徵為以如請求項1至7中任一項之透明導電基板之製造方法所形成。
  9. 一種透明導電基板，其係具有第一電極圖型、第二電極圖型及透明絕緣層，且前述透明絕緣層介隔在前述第一電極圖型與第二電極圖型之間，前述第一電極圖型與第二電極圖型係以燒結金屬形成之透明導電基板，其特徵為前述透明絕緣層為兩主面上具有透明接著劑層之第三透明薄膜，前述第一電極圖型形成於第一透明薄膜之一主面上，前述第二電極圖型形成於第二透明薄膜之一主面上，且以使前述第一電極圖型與第二電極圖型成對向之方式層合於前述第三透明薄膜上。
  10. 一種靜電電容式觸控面板，其特徵為在電子設備之顯示面板之前面具備有如請求項9之透明導電基板。
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