WO2015019805A1 - 透光性導電部材およびそのパターニング方法 - Google Patents

透光性導電部材およびそのパターニング方法 Download PDF

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知行 山井
尾藤　三津雄
恭志 北村
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アルプス電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a translucent conductive member in which a conductive region and a non-conductive region are divided, and a patterning method thereof.
  • the translucent conductive member disposed in front of the display panel is used as an electrostatic touch panel or the like.
  • Patent Document 1 discloses a translucent conductive layer in which a network of conductive nanowires is embedded in a resin layer. Since this conductive layer is resistant to physical external forces such as bending stress, it is suitable for use in a translucent conductive member or the like having a resin film that can be bent and deformed as a base material.
  • patterning can be performed in which the conductive nanowires are dissolved by an etching process to partially form non-conductive regions.
  • etching process to partially form non-conductive regions.
  • optical characteristics such as light transmission characteristics between the conductive region where the conductive nanowire is left and the non-conductive region where the conductive nanowire is removed.
  • Patent Document 1 describes a step of chemically transforming a part of conductive nanowires into non-conductive nanowires or high resistivity nanowires.
  • an oxidizing agent is applied to the region to be made non-conductive to convert the silver nanowires into an insoluble metal salt to be made non-conductive.
  • a part of the nanowire is exposed on the surface of the conductive layer in order to ensure conductivity with a metal layer or the like formed thereon. Therefore, when an oxidizing agent is applied to the region to be made non-conductive, the nanowire exposed on the surface of the conductive layer becomes a metal oxide compound and remains as a cloudy substance, and the optical characteristics of the region to be made non-conductive deteriorate. is there.
  • Patent Document 1 exemplifies an oxidizing salt such as hypochlorite as an oxidizing agent and an organic oxidizing agent such as tetracyanoquinodimethane (TCNQ).
  • oxidizing salt such as hypochlorite
  • organic oxidizing agent such as tetracyanoquinodimethane (TCNQ)
  • TCNQ tetracyanoquinodimethane
  • these oxidants do not have adequate penetration into the overcoat layer, which is a resin layer in which the silver nanowire network is embedded, and precisely control the patterning to distinguish between conductive and non-conductive regions. It is difficult.
  • a lead layer or the like is formed of a metal layer such as copper or silver on a conductive layer including silver nanowires, a problem that the metal layer is easily damaged occurs.
  • the present invention solves the above-described conventional problems.
  • a part of a conductive layer is modified to a non-conductive region, the difference in optical characteristics between the conductive region and the non-conductive region can be reduced. It aims at providing a photoconductive member.
  • the present invention relates to a translucent conductive member in which a conductive layer in which silver nanowires are embedded in an overcoat layer is formed on the surface of a translucent substrate.
  • the conductive layer is divided into a conductive region and a non-conductive region having a surface resistivity higher than that of the conductive region, and at least a part of the silver nanowire embedded in the overcoat layer is in the non-conductive region.
  • silver iodide is not exposed from the surface of the overcoat layer, or the amount of silver iodide exposed on the surface of the overcoat layer in the nonconductive region
  • the amount of silver nanowires exposed on the surface of the overcoat layer in the region is smaller.
  • the translucent conductive member of the present invention has a surface resistivity higher than that of the conductive region without significantly changing the light transmittance with the conductive region by transforming silver nanowires in the non-conductive region into silver iodide. Can do. In the non-conductive region, there is little or no silver iodide present on the surface of the overcoat layer, so there is almost no cloudy silver iodide on the surface of the non-conductive layer. The haze of the conductive region is small and transparency can be maintained high.
  • the amount of nanowires exposed on the surface of the overcoat layer means the total per unit area of the mass of nanowires exposed on the surface. Or the area ratio which the nanowire exposed on the surface occupies within a unit area is meant.
  • the patterning method of the translucent light guide member of the present invention is as follows. Using a translucent laminate in which a conductive layer in which silver nanowires are embedded in an overcoat layer is formed on the surface of a translucent substrate, Covering a part of the conductive layer with a resist layer; Treating the surface of the conductive layer not covered with the resist layer with an iodine solution to iodide at least a portion of the silver nanowires; And a step of applying a thiosulfate solution to the surface of the conductive layer not covered with the resist layer to remove silver iodide exposed on the surface of the overcoat layer. .
  • the iodine solution is an iodine iodine iodide solution, and the iodine concentration in the solution is preferably 0.05 to 1.0% by mass, and the potassium iodide concentration is preferably 0.1 to 5.0% by mass. .
  • the thiosulfate solution is a sodium thiosulfate solution, and the concentration of sodium thiosulfate is preferably 1.0 to 25% by mass.
  • the iodide is exposed on the surface of the overcoat layer by providing a step of removing silver iodide after the treatment step of iodinating the silver nanowires.
  • Silver nanowires can be removed, the haze of the insulating layer is small, and transparency can be improved.
  • the iodine iodide salt solution easily penetrates into the overcoat layer and easily transforms silver nanowires in the conductive layer not covered with the resist layer into silver iodide. Patterning can be performed with high accuracy.
  • the thiosulfate solution does not easily penetrate into the acrylic overcoat layer and has little influence on the iodinated silver nanowires existing inside the overcoat layer in the non-conductive region. Therefore, silver nanowires with increased surface resistance can be left inside the overcoat layer even after the treatment to remove the silver iodide exposed on the surface of the overcoat layer by applying a thiosulfate solution. The difference in optical characteristics between the non-conductive region and the conductive region can be reduced. Also, the thiosulfate solution hardly penetrates into the overcoat layer, and there is little residual liquid inside the overcoat layer. Furthermore, the thiosulfate solution has a low oxidizing power, and it is formed as a lead layer on the surface of the conductive region. It becomes difficult to damage copper and silver.
  • silver nanowires in some regions are transformed into non-conductive or high-resistance silver iodide, so that the conductive regions and non-conductive regions are not removed without completely removing the silver nanowires.
  • the conductive region can be separated.
  • silver iodide is hardly exposed on the surface of the overcoat layer in the non-conductive region, it is possible to suppress the white turbidity or whitening of the metal compound remaining on the surface of the non-conductive region and to improve the light transmittance. Can be.
  • the difference in optical characteristics between the nonconductive region and the conductive region can be reduced.
  • the patterning for partitioning the conductive region and the non-conductive region is performed. It becomes easy to control. Moreover, the silver iodide exposed on the surface of the overcoat layer is removed with the thiosulfate solution, but the thiosulfate solution is difficult to penetrate into the overcoat layer, so that the liquid remains in the overcoat layer. In addition, the oxidizing power of the thiosulfate solution is low, and it is easy to prevent damage to the metal layer formed on the overcoat layer.
  • iodination treatment of silver nanowires using iodine solution and silver iodide removal treatment using thiosulfate solution are performed in different steps. For example, if processing is performed once using a mixed solution of an iodine solution and a thiosulfate solution, the silver nanowires in the overcoat layer are dissolved, and the optical characteristics of the non-conductive region are greatly changed. However, in the method of the present invention, by separating the two steps, the silver iodide on the surface of the overcoat layer can be removed with the silver nanowires iodinated remaining inside the overcoat layer. It is possible to reduce the difference in optical characteristics between the conductive region having the silver nanowire inside the overcoat layer and the non-conductive region.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a portable electronic device equipped with the translucent conductive member of the present invention,
  • the top view which shows the pattern of the conductive layer of a translucent conductive member, Expansion explanatory diagram of the pattern of the conductive layer,
  • the perspective view which shows the basic structure of a translucent conductive member,
  • Explanatory drawing which shows the patterning method of a translucent conductive member,
  • the electronic device 1 shown in FIG. 1 is a portable electronic device, and is used as an information communication terminal, a mobile phone, a portable game machine, a portable navigation device, or the like.
  • the electronic device 1 is configured by combining an input panel 6 and a display panel 5.
  • the display panel 5 is a color liquid crystal panel or an electrochromic display element having a backlight.
  • a back film 3 such as PET is bonded to the back of the input panel 6.
  • An ITO layer 4 is provided on the entire surface of the back film 3, and the ITO layer 4 is set to the ground potential.
  • a translucent cover panel 2 is attached in front of the input panel 6.
  • the input panel 6 is an electrostatic touch panel that can detect an input coordinate position by a capacitance change.
  • the input panel 6 is composed of a translucent conductive member 10 shown in FIG.
  • the translucency in this specification is not limited to pure transparency, and preferably includes, for example, a total light transmittance of 80% or more.
  • the translucent conductive member 10 shown in FIG. 4 has a translucent base film 11.
  • the base film 11 is a translucent film represented by a PET (polyethylene terephthalate) film, a PC (polycarbonate) film, a COP (cycloolefin polymer) film, and the like.
  • a translucent conductive layer 12 is formed on the surface 11 a of the base film 11.
  • the conductive layer 12 is configured by laminating a silver nanowire network 13 that is an aggregate of silver nanowires 13a on a surface 11a, and covering the surface with a translucent overcoat layer 14 such as acrylic.
  • the conductive layer 12 has a structure in which silver nanowires 13a are embedded in an overcoat layer 14 serving as a translucent resin layer. Further, as exaggeratedly shown in the cross-sectional view of FIG. 5, a part of the silver nanowire network 13 protrudes from the surface of the overcoat layer 14 and is exposed to form a metal layer formed on the conductive layer 12. The contact resistance with the conductive layer 12 can be reduced.
  • the thickness of the base film 11 is about 50 to 300 ⁇ m, and the thickness of the conductive layer 12 is about 100 nm.
  • the silver nanowire 13 a is transformed into a non-conductive region 25 in a partial region, and the non-transformed region becomes a conductive region 20.
  • the conductive region 20 is divided into a first electrode portion 21, a connection conductive portion 22, and a second electrode portion 23.
  • the first electrode portion 21 has a quadrangular shape or a rhombus shape, and is arranged in the Y direction.
  • the first electrode portion 21 and the first electrode portion 21 that are adjacent to each other in the Y direction are electrically connected by a connection conduction portion 22.
  • electrical_connection part 22 are formed continuously.
  • the second electrode portion 23 has the same shape and the same area as the first electrode portion 21. However, the first electrode part 21 and the second electrode part 23 may be formed with different shapes and different areas.
  • the second electrode portions 23 are formed independently of each other so as to sandwich the connection conducting portion 22, and each is linearly arranged in the X direction. A region between the first electrode portion 21 and the connection conducting portion 22 and the second electrode portion 23 is electrically separated through a non-conductive region 25.
  • an organic insulating layer extends between the connection conductive portion 22, the nonconductive region 25 on both sides thereof, and the second electrode portions 23 on both sides thereof. 31 is formed.
  • the organic insulating layer 31 is formed of an acrylic translucent organic insulating material such as a novolac resin.
  • Bridge wiring 32 is formed on the surface of the organic insulating layer 31, and the second electrode portions 23 arranged in the X direction are electrically connected by the bridge wiring 32.
  • the bridge wiring 32 is formed of a wiring material typified by Cu, Ni, Ag, Au, ITO or the like. Or it forms in a single layer with various alloy materials. Alternatively, a stacked conductive layer in which a plurality of conductive materials are stacked is formed. The bridge wiring 31 is formed thin and thin so that it is difficult to see.
  • the Y extraction electrode layer 35 is connected to the first electrode portion 21 connected in the Y direction.
  • a plurality of first land portions 36 are formed at the edge of the input panel 6, and each Y extraction electrode layer 35 is individually connected to the first land portion 36.
  • the second electrode layer 23 connected in the X direction by the bridge wiring 31 is connected to the X extraction electrode layer 37 for each row.
  • Each X lead electrode layer 37 is individually connected to the second land portion 38.
  • an electrostatic capacity is formed between the first electrode portion 21 and the second electrode portion 23, but when the finger is brought into contact with the surface of the cover panel 2, the first electrode portion 21 is formed.
  • a capacitance is formed between the second electrode portion 23 and the finger.
  • pulsed driving power By applying pulsed driving power to the first electrode unit 21 in order for each column and measuring the current values detected from all the second electrode units 23, a plurality of first electrodes It can be calculated which part 21 is closest to the finger.
  • pulse-like driving power is sequentially applied to the second electrode unit 23 for each column, and the current values detected from all the first electrode units 21 are measured, whereby a plurality of second power units are measured. It can be calculated which of the electrode parts 23 is closest to the finger.
  • the present invention is not limited to the case where the first electrode portion 21 and the second electrode portion 23 are formed on the same surface of the base film 11, and a film on which an electrode continuous in the X direction is formed It may be an input panel in which two films of films on which electrodes continuous in the Y direction are formed are stacked. Or the some independent electrode part may be provided and each electrode part and the land part 36 may be connected individually.
  • FIG. 5 (A) schematically shows a cross-sectional structure of the translucent conductive member 10 before patterning.
  • a conductive layer 12 is provided on the surface 11 a of the base film 11.
  • a silver nanowire network 13 is embedded in the overcoat layer 14. Although exaggerated in the figure, a part of the silver nanowire 13 a is exposed on the surface of the overcoat layer 14.
  • a positive type or negative type photoresist or film resist is formed on the conductive layer 12.
  • the photoresist is formed by various methods such as a spin coating method and a roll coating method so that the film thickness becomes about 1 ⁇ m to 5 ⁇ m. When a film resist is used, the film thickness is about 20 ⁇ m.
  • the photoresist is partially exposed.
  • the conductive layer exposed in the subsequent development process is developed with an alkaline solution such as TMAH, so that a partial resist layer 41 remains as shown in FIG.
  • the resist layer 41 is left in a portion that becomes the conductive region 20 that forms the first electrode portion 21, the coupling conductive portion 22, and the second electrode portion 23, and a photo of the portion that becomes the non-conductive region 25.
  • the resist is removed.
  • the iodine solution is an iodine iodide salt solution, for example, an iodine iodide iodide solution.
  • the iodine potassium iodide solution is a solution in which iodine is dissolved in the potassium iodide solution, and contains 0.05 to 1.0% by mass of iodine and about 0.1 to 5.0% by mass of potassium iodide. Aqueous solution is used.
  • the translucent conductive member 10 on which the resist layer 41 is formed is immersed in a potassium iodide iodide solution for about 0.5 to 10 minutes, so that the inside of the overcoat layer 14 is not covered with the resist layer 41.
  • the solution permeates into at least a portion of the silver nanowires 13a and is transformed into silver iodide.
  • the silver nanowires 13a are iodinated, so that the area resistivity of the conductive layer 12 in the region is increased, and a non-conductive region that substantially exhibits an electrical insulating function. 25.
  • the silver nanowires exposed on the surface of the overcoat layer 14 are iodinated and whitened or whitened in the region to be the non-conductive region 25.
  • a metal compound is produced.
  • a metal compound such as a white turbid or whitened silver iodide on the surface of the overcoat layer 14 is removed using a thiosulfate solution.
  • a thiosulfate solution a sodium thiosulfate solution having a concentration of 1.0 to 25% by mass is used.
  • the conductive layer 12 is divided into a conductive region 20 and a non-conductive region 25 as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the first electrode portion 21, the connecting conductive portion 22, and the third electrode portion 23 are formed by the conductive region 20.
  • the non-conductive region 25 becomes non-conductive because it contains silver iodide, or the area resistivity is significantly higher than that of the conductive region 20.
  • the silver nanowires iodinated remain inside the overcoat layer 14, so that the difference in optical characteristics with the conductive region 20 in which the silver nanowires exist is small. Therefore, there is no significant difference in the transmission characteristics of display light from the display panel 5 between the conductive region 20 and the non-conductive region 25.
  • silver iodide appearing on the surface of the overcoat layer 14 is removed.
  • the amount of silver iodide appearing on the surface of the overcoat layer 14 is significantly smaller than the amount of silver nanowires 13 a exposed on the surface of the overcoat layer 14 in the conductive region 20.
  • the iodination treatment of the silver nanowires 13a using an iodine solution and the removal treatment of a cloudy metal compound such as a silver iodide using a thiosulfate solution are performed in different steps. For example, if processing is performed once using a mixed solution of an iodine solution and a thiosulfate solution, the silver nanowires in the overcoat layer are dissolved, and the optical characteristics of the non-conductive region are greatly changed.
  • a metal compound such as silver iodide on the surface of the overcoat layer is removed in a state where the silver nanowires iodinated remain inside the overcoat layer. It is possible to reduce the difference in optical characteristics between the conductive region having silver nanowires therein and the non-conductive region.
  • a transparent conductive member 10 having a conductive layer 12 having a thickness of about 100 nm formed of a silver nanowire network 13 and an acrylic overcoat layer 14 is formed on the surface of a PET film.
  • the conductive region and the non-conductive region were patterned.
  • the silver nanowire In the iodination treatment of the silver nanowire, it was immersed for 120 seconds in an iodine iodide solution having an iodine concentration of 0.1% by mass and a potassium iodide concentration of 0.5% by mass. In the removal treatment of the metal compound such as silver iodide remaining on the surface of the overcoat layer 14, it was immersed in a sodium thiosulfate solution having a concentration of 10% by mass for 30 seconds.
  • Comparative example A comparative example using the same translucent conductive member 10 as in the example, etching a region having the same area as the non-conductive region shown in FIG. 6 with an aqua regia etchant, and dissolving the silver nanowires in the overcoat layer 14 It was.
  • Table 1 compares the optical characteristics of the example and the comparative example. Examples in Table 1 show the haze and total light transmittance of the conductive layer, that is, the conductive region before treatment, and the haze and total light transmittance of the non-conductive region that was treated with the iodine iodide solution and sodium thiosulfate. The rate is compared.
  • the comparative example in Table 1 compares the haze and total light transmittance of the conductive layer before the treatment without etching with the haze and total light transmittance of the region where the silver nanowire was etched with the aqua regia etchant.
  • the haze of the non-conductive region is lower than that of the conductive region, but it can be seen that the haze of the non-conductive region is much better than the haze of the region from which the silver nanowires are removed in the comparative example.
  • the optical contrast between the conductive region and the non-conductive region is as shown in FIG.

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Abstract

銀ナノワイヤを含む導電層を導電領域と非導電領域にパターニングでき、非導電領域の光学特性を良好にできる透光性導電部材およびそのパターニング方法を提供する。透光性の基材フィルム１１の表面に、オーバーコート層１４に銀ナノワイヤ１３ａが埋設された導電層１２が形成された透光性の積層材を使用し、レジスト層４１で覆われていない導電層１２の表面をヨウ素液で処理して、銀ナノワイヤ１３ａの少なくとも一部をヨウ化する工程と、レジスト層４１で覆われていない導電層１２の表面に、チオ硫酸塩溶液を与えて、オーバーコート層１４の表面に露出している銀ヨウ化物を除去する工程とを有する。白濁しまたは白色化した銀ヨウ化物を除去することで、非導電領域の光透過性を向上させることができる。

Description

透光性導電部材およびそのパターニング方法
　本発明は、導電領域と非導電領域とが区分された透光性導電部材およびそのパターニング方法に関する。
　表示パネルの前方に配置される透光性導電部材は、静電式タッチパネルなどとして使用されている。
　従来の透光性導電部材は、基材の表面に形成される透光性電極層がインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）で形成されていたが、この種の金属酸化物は曲げ応力などに弱い欠点がある。特許文献１には、樹脂層の内部に導電性ナノワイヤのネットワークが埋設された透光性の導電層が開示されている。この導電層は曲げ応力などの物理的な外力に強いため、曲げ変形可能な樹脂フィルムを基材とした透光性導電部材などに使用するのに適している。
　導電性ナノワイヤを含む導電層では、エッチング工程により導電性ナノワイヤを溶解させて部分的に非導電領域を形成するパターニングが可能である。しかし、パターニング後は、導電性ナノワイヤが残されている導電領域と、導電性ナノワイヤが除去された非導電領域とで光透過特性などの光学特性に顕著な差が発生する問題がある。
　そこで、特許文献１には導電性ナノワイヤの一部を非導電ナノワイヤまたは高い抵抗率のナノワイヤに化学的に形質転換させるステップが記載されている。このステップでは、非導電化すべき領域に酸化剤を与えて、銀ナノワイヤを不溶性金属塩に変換させて非導電性に改質させている。
特開２０１０－５０７１９９号公報
　導電性ナノワイヤのネットワークを含む導電層では、その上に形成される金属層などとの導電性を確保するために、ナノワイヤの一部を導電層の表面に露出させている。そのため、非導電化すべき領域に酸化剤を与えると、導電層の表面に露出しているナノワイヤが金属酸化化合物となって白濁物として残留し、非導電化すべき領域の光学特性が劣化する課題がある。
　また、特許文献１には、酸化剤として次亜塩素酸塩などの酸化塩や、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）などの有機酸化剤が例示されている。しかし、これら酸化剤は、銀ナノワイヤのネットワークが埋設されている樹脂層であるオーバーコート層への浸透度合いが適切ではなく、導電領域と非導電領域とを区別するためのパターニングを精密に制御することが難しい。また、銀ナノワイヤを含む導電層の上に銅や銀などの金属層でリード層などを形成すると、この金属層にダメージを与えやすい問題が生じる。
　本発明は上記従来の課題を解決するものであり、導電層の一部を非導電領域に改質させたときに、導電領域と非導電領域との光学特性の差を低減させることができる透光性導電部材を提供することを目的としている。
　また本発明は、導電層の一部を改質して導電領域と非導電領域とを区分させる処理を高精度に行うことができる透光性導電部材のパターニング方法を提供することを目的としている。
　本発明は、透光性の基材の表面に、オーバーコート層に銀ナノワイヤが埋設された導電層が形成されている透光性導電部材において、
　前記導電層が、導電領域と、前記導電領域よりも表面抵抗率の高い非導電領域とに区分され、前記非導電領域で、前記オーバーコート層に埋設されている銀ナノワイヤの少なくとも一部がヨウ化されており、
　前記非導電領域では、前記オーバーコート層の表面から銀ヨウ化物が露出していないか、または、前記非導電領域における前記オーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物の量が、前記導電領域において前記オーバーコート層の表面に露出している銀ナノワイヤの量よりも少ないことを特徴とするものである。
　本発明の透光性導電部材は、非導電領域の銀ナノワイヤを銀ヨウ化物に形質転換することで、導電領域と光透過率を大きく変化させることなく導電領域よりも表面抵抗率を高くすることができる。非導電領域ではオーバーコート層の表面に銀ヨウ化物が存在していないか、または存在していたとしてもわずかであるため、非導電層の表面の白濁した銀ヨウ化物がほとんど存在しなくなり、非導電領域のヘイズが小さく、透明性を高く維持できるようになる。
　なお、本明細書において、オーバーコート層の表面に露出しているナノワイヤの量とは、表面に露出しているナノワイヤの質量の単位面積当たりの総計を意味している。または、表面に露出しているナノワイヤが単位面積内で占める面積比を意味している。
　次に本発明の透光性導光部材のパターニング方法は、
　透光性の基材の表面に、オーバーコート層に銀ナノワイヤが埋設された導電層が形成された透光性の積層材を使用し、
　前記導電層の一部をレジスト層で覆う工程と、
　レジスト層で覆われていない導電層の表面をヨウ素液で処理して、銀ナノワイヤの少なくとも一部をヨウ化する工程と、
　レジスト層で覆われていない導電層の表面に、チオ硫酸塩溶液を与えて、オーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物を除去する工程と、を有することを特徴とするものである。
　前記ヨウ素液は、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液であり、溶液中のヨウ素の濃度が０．０５～１．０質量％、ヨウ化カリウムの濃度が０．１～５．０質量％であることが好ましい。
　また、チオ硫酸塩溶液は、チオ硫酸ナトリウム溶液であり、チオ硫酸ナトリウムの濃度が１．０～２５質量％であることが好ましい。
　本発明の透光性導電部材のパターニング方法は、銀ナノワイヤをヨウ化する処理工程の後に、銀ヨウ化物を除去する工程を設けることで、オーバーコート層の表面に露出しているヨウ化された銀ナノワイヤを除去することができ、絶縁層のヘイズが小さく、透明性を向上させることができる。
　ヨウ素ヨウ化塩溶液はオーバーコート層に浸透しやすく、レジスト層で覆われていない領域の導電層内の銀ナノワイヤを銀ヨウ化物に形質変換させやすいため、導電領域と非導電領域との境界を精度よくパターニングすることができる。
　チオ硫酸塩溶液は、アクリル系などのオーバーコート層に浸透しにくく、非導電領域のオーバーコート層の内部に存在するヨウ化した銀ナノワイヤに与える影響が少ない。そのため、チオ硫酸塩溶液を与えてオーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物を除去する処理を行った後でも、オーバーコート層の内部に表面抵抗を高くした銀ナノワイヤを残すことができ、非導電領域と導電領域とで光学特性の差を小さくできる。また、チオ硫酸塩溶液はオーバーコート層に浸透しにくくオーバーコート層の内部での液の残留が少なく、さらにチオ硫酸塩溶液は酸化力が低いこともあり、導電領域の表面にリード層として形成される銅や銀などにダメージを与えにくくなる。
　本発明の透光性導電部材は、一部の領域の銀ナノワイヤを非導電化または高抵抗の銀ヨウ化物に形質変換させているため、銀ナノワイヤを完全に除去することなく、導電領域と非導電領域とを区分することができる。また、非導電領域ではオーバーコート層の表面に銀ヨウ化物がほとんど露出していないため、非導電領域の表面に白濁化や白色化された金属化合物が残留するのを抑制でき光透過性を良好にできる。加えて、非導電領域のオーバーコート層の内部に銀ナノワイヤを残すことで、非導電領域と導電領域との光学特性差を小さくすることができる。
　本発明の透光性導電部材のパターニング方法は、オーバーコート層に浸透しやすいヨウ素液を使用して銀ナノワイヤを実質的に非導体化しているため、導電領域と非導電領域とを区画するパターニングを制御しやすくなる。また、チオ硫酸塩溶液で、オーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物を除去しているが、チオ硫酸塩溶液はオーバーコート層に浸透しにくいので、オーバーコート層への液の残留が少なく、さらにチオ硫酸塩溶液の酸化力が低いこともあり、オーバーコート層の上に形成される金属層などへダメージを与えるのを防止しやすい。
　本発明のパターニング方法は、ヨウ素液を使用した銀ナノワイヤのヨウ化処理と、チオ硫酸塩溶液を使用した銀ヨウ化物の除去処理とを異なる工程で行っている。例えば、ヨウ素液とチオ硫酸塩溶液との混合液を使用して一度で処理しようとすると、オーバーコート層内の銀ナノワイヤが溶解してしまい、非導電領域の光学特性が大きく変化してしまう。しかし本発明の方法では、前記２つの工程を分離させることで、オーバーコート層の内部にヨウ化された銀ナノワイヤを残留させた状態で、オーバーコート層の表面の銀ヨウ化物を除去することができ、オーバーコート層の内部に銀ナノワイヤを有する導電領域と非導電領域との光学特性の差を小さくすることが可能になる。
本発明の透光性導電部材を搭載した携帯用電子機器を示す分解斜視図、 透光性導電部材の導電層のパターンを示す平面図、 導電層のパターンの拡大説明図、 透光性導電部材の基本構造を示す斜視図、 透光性導電部材のパターニング方法を示す説明図、 実施例の説明図、
　図１に示す電子機器１は、携帯用電子機器であり、情報通信端末や携帯電話機あるいは携帯用ゲーム機や携帯用ナビゲーション装置などとして使用される。電子機器１は、入力パネル６と、表示パネル５とが組み合わされて構成されている。
　表示パネル５は、バックライトを有するカラー液晶パネルやエレクトロクロミック表示素子である。入力パネル６の背部にＰＥＴなどの背部フィルム３が接着されている。背部フィルム３の表面にＩＴＯ層４が全面的に設けられ、ＩＴＯ層４が接地電位に設定されている。入力パネル６の前方には、透光性のカバーパネル２が取り付けられている。
　入力パネル６は、静電容量変化によって入力座標位置を検出できる静電式タッチパネルである。入力パネル６は、図４に示す透光性導電部材１０から構成されている。本明細書での透光性とは、純粋な透明に限られず、例えば全光線透過率が８０％以上のものが好ましく含まれる。
　図４に示す透光性導電部材１０は、透光性の基材フィルム１１を有している。基材フィルム１１はＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルム、ＰＣ（ポリカーボネート）フィルム、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルムなどに代表される透光性のフィルムである。なお、フィルム以外の透光性板材を基材として使用してもよい。基材フィルム１１の表面１１ａに透光性の導電層１２が形成されている。導電層１２は、表面１１ａに銀ナノワイヤ１３ａの集合体である銀ナノワイヤネットワーク１３が積層され、その上からアクリル系などの透光性のオーバーコート層１４で覆われて構成されている。
　基材フィルム１１の表面１１ａに銀ナノワイヤネットワーク１３が配置されて、溶融状態のアクリル系樹脂が供給されてオーバーコート層１４が形成されるため、図５に断面構造を模式的に示しているように、導電層１２は透光性樹脂層となるオーバーコート層１４の内部に銀ナノワイヤ１３ａが埋設された構造となる。また、図５の断面図で誇張して示しているように、銀ナノワイヤネットワーク１３の一部がオーバーコート層１４の表面から突出し、露出して、導電層１２の上に形成される金属層と導電層１２との接触抵抗を低減できるようにしている。
　基材フィルム１１の厚さは５０～３００μｍ程度であり、導電層１２の厚さは１００ｎｍ程度である。
　透光性導電部材１０の導電層１２は、一部の領域で銀ナノワイヤ１３ａが形質変換されて非導電領域２５とされ、形質変換されていない領域が導電領域２０となる。
　図２と図３に示すように、導電領域２０は第１の電極部２１と連結導電部２２ならびに第２の電極部２３に区分される。
　図２に示すように、第１の電極部２１は、四角形状または菱形形状などであり、Ｙ方向に向けて配列している。Ｙ方向に隣り合う第１の電極部２１と第１の電極部２１は連結導通部２２で導通されている。第１の電極部２１と連結導通部２２は連続して形成されている。
　第２の電極部２３は、第１の電極部２１と同じ形状で同じ面積に形成されている。ただし、第１の電極部２１と第２の電極部２３が、異なる形状や、異なる面積で形成されることもある。第２の電極部２３は、連結導通部２２を挟むように互いに独立して形成されており、それぞれがＸ方向に向けて直線的に配列されている。第１の電極部２１ならびに連結導通部２２と、第２の電極部２３との間の領域は、非導電領域２５を介して電気的に分離されている。
　入力パネル６の表面では、図２と図３に示すように、連結導電部２２とその両側の非導電領域２５とさらにその両側の第２の電極部２３までの間に渡って、有機絶縁層３１が形成されている。有機絶縁層３１はノボラック樹脂などのアクリル系の透光性の有機絶縁材料などで形成されている。前記有機絶縁層３１の表面にブリッジ配線３２が形成され、ブリッジ配線３２によって、Ｘ方向に配列する第２の電極部２３どうしが導通している。
　ブリッジ配線３２は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ，ＩＴＯなどに代表される配線材料で形成される。あるいは、各種合金材によって単層に形成される。または、複数の導電性材料が積層された積層導電層で形成される。ブリッジ配線３１は、目視しにくいように細く且つ薄く形成される。
　図２に示すように、Ｙ方向に連結されている第１の電極部２１にＹ引出電極層３５が接続されている。図１に示すように、入力パネル６の縁部に複数の第１のランド部３６が形成されており、それぞれのＹ引出電極層３５が第１のランド部３６に個別に接続されている。ブリッジ配線３１でＸ方向に連結されている第２の電極層２３は、それぞれの横列ごとにＸ引出電極層３７に接続されている。それぞれのＸ引出電極層３７は、第２のランド部３８に個別に接続されている。
　入力パネル６は、第１の電極部２１と第２の電極部２３との間に静電容量が形成されているが、カバーパネル２の表面に指を接触させると、第１の電極部２１または第２の電極部２３と指との間に静電容量が形成される。
　第１の電極部２１に対して各列ごとに順番にパルス状の駆動電力を印加し、全ての第２の電極部２３から検出される電流値を計測することで、複数の第１の電極部２１のどれが指に最も接近しているかを算出できる。また、第２の電極部２３に対して各列ごとに順番にパルス状の駆動電力を印加し、全ての第１の電極部２１から検出される電流値を計測することで、複数の第２の電極部２３のどれが最も指に接近しているかを算出できる。
　また、本発明は、第１の電極部２１と第２の電極部２３とが基材フィルム１１の同一の表面に形成されたものに限られず、Ｘ方向に連続する電極が形成されたフィルムとＹ方向に連続する電極が形成されたフィルムの２枚のフィルムが重ねられた入力パネルであってもよい。あるいは、複数の独立した電極部が設けられ、それぞれの電極部とランド部３６とが個別に接続されているものであってもよい。
　次に、透光性導電部材１０の導電層１２を導電領域２０と非導電領域２５とにパターニングする方法を説明する。
　図５（Ａ）に、パターニング前の透光性導電部材１０の断面構造が模式的に示されている。基材フィルム１１の表面１１ａに導電層１２が設けられている。導電層１２は、オーバーコート層１４の内部に銀ナノワイヤネットワーク１３が埋設されている。図では誇張されているが、オーバーコート層１４の表面に、銀ナノワイヤ１３ａの一部が露出している。
　導電層１２の上にポジ型、あるいは、ネガ型のフォトレジスト、または、フィルムレジストを形成する。フォトレジストはスピンコート法、ロールコート法などの各種方法により膜厚が１μｍ～５μｍ前後となるように形成する。フィルムレジストを使用する場合は膜厚が２０μｍ前後のものが使用される。マスクと露光機を使用して、フォトレジストを部分的に露光する。その後の現像工程で露光された導電層をＴＭＡＨなどのアルカリ液で現像することで、図５（Ａ）に示すように部分的なレジスト層４１が残る。
　導電層１２のうち、第１の電極部２１と連結導電部２２と第２の電極部２３を形成する導電領域２０となる部分にレジスト層４１が残され、非導電領域２５となる部分のフォトレジストが除去される。
　次に、レジスト層４１に覆われていない導電層１２を非導電化するための処理が行われる。
　この処理にはヨウ素液が使用される。ヨウ素液はヨウ素ヨウ化塩溶液であり、例えばヨウ素ヨウ化カリウム溶液である。ヨウ素ヨウ化カリウム溶液は、ヨウ化カリウム溶液にヨウ素が溶解しているものであり、ヨウ素が０．０５～１．０質量％、ヨウ化カリウムが０．１～５．０質量％前後含まれた水溶液が使用される。
　レジスト層４１が形成された透光性導電部材１０が、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液に０．５～１０分程度浸漬されることで、レジスト層４１で覆われていない領域でオーバーコート層１４の内部に溶液が浸透し、少なくとも一部の銀ナノワイヤ１３ａがヨウ化されて銀ヨウ化物に形質変換される。
　レジスト層４１で覆われていない領域では、銀ナノワイヤ１３ａがヨウ化されることで、その領域の導電層１２の面積抵抗率が高くなり、実質的に電気的な絶縁機能を発揮する非導電領域２５となる。
　ただし、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液で非導電化処理が行われると、非導電領域２５となる領域において、オーバーコート層１４の表面に露出している銀ナノワイヤがヨウ化されて白濁しまたは白色化した金属化合物が生成される。
　そこで、次の工程では、チオ硫酸塩溶液を使用して、オーバーコート層１４の表面の白濁しまたは白色化した銀ヨウ化物などの金属化合物を除去する。チオ硫酸塩溶液としては濃度が１．０～２５質量％のチオ硫酸ナトリウム溶液が使用される。レジスト層４１で覆われた透光性導電部材を溶液に１０～６０秒程度浸漬させことで、オーバーコート層１４の表面に露出している銀ヨウ化物などの金属化合物が除去される。
　レジスト剥離液でレジスト層４１を除去すると、図５（Ｃ）に示すように、導電層１２が導電領域２０と非導電領域２５に区分される。図２と図３に示すように、導電領域２０によって、第１の電極部２１と連結導電部２２ならびに第３の電極部２３が形成される。
　非導電領域２５は、銀ヨウ化物を含んでいるために非導電性となりまたは導電領域２０よりも面積抵抗率が大幅に高くなる。非導電領域２５では、オーバーコート層１４の内部にヨウ化された銀ナノワイヤが残留しているため、内部に銀ナノワイヤが存在している導電領域２０との間で光学特性の差が小さくなる。そのため、導電領域２０と非導電領域２５との間で、表示パネル５からの表示光の透過特性に大きな差が生じることがなくなる。
　非導電領域２５では、オーバーコート層１４の表面に現れる銀ヨウ化物が除去されている。あるいは、オーバーコート層１４の表面に現れる銀ヨウ化物の量が、導電領域２０においてオーバーコート層１４の表面に露出している銀ナノワイヤ１３ａの量よりも大幅に少なくなっている。
　前記パターニング方法では、ヨウ素液を使用した銀ナノワイヤ１３ａのヨウ化処理と、チオ硫酸塩溶液を使用した銀ヨウ化物などの白濁した金属化合物の除去処理とを異なる工程で行っている。例えば、ヨウ素液とチオ硫酸塩溶液との混合液を使用して一度で処理しようとすると、オーバーコート層内の銀ナノワイヤが溶解してしまい、非導電領域の光学特性が大きく変化してしまう。しかし前記方法では、２つの処理工程を分離させることで、オーバーコート層の内部にヨウ化された銀ナノワイヤを残留させた状態で、オーバーコート層の表面の銀ヨウ化物などの金属化合物を除去することができ、内部に銀ナノワイヤを有する導電領域と非導電領域との光学特性の差を小さくすることが可能になる。
　（実施例）
　ＰＥＴフィルムの表面に、銀ナノワイヤネットワーク１３とアクリル系のオーバーコート層１４とから成る厚さが約１００ｎｍの導電層１２が形成された透光性導電部材１０を使用し、図６に示すように、導電領域と非導電領域をパターニングした。
　銀ナノワイヤのヨウ化処理では、ヨウ素の濃度が０．１質量％、ヨウ化カリウムの濃度が０．５質量％のヨウ素ヨウ化カリウム溶液に１２０秒間浸漬させた。オーバーコート層１４の表面に残る銀ヨウ化物などの金属化合物の除去処理では、濃度が１０質量％のチオ硫酸ナトリウム溶液に３０秒間浸漬させた。
　（比較例）
　実施例と同じ透光性導電部材１０を使用し、図６に示す非導電領域と同じ面積の領域を、王水系エッチャントでエッチングし、オーバーコート層１４内の銀ナノワイヤを溶解したものを比較例とした。
　以下の表１は、実施例と比較例の光学特性を比較している。
　表１の実施例は、処理前の導電層すなわち導電領域のヘイズならびに全光線透過率と、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液の処理とチオ硫酸ナトリウムの処理とを行った非導電領域のヘイズならびに全光線透過率とを比較している。
　表１の比較例は、エッチングを行っていない処理前の導電層のヘイズならびに全光線透過率と、銀ナノワイヤを王水エッチャントでエッチングした領域のヘイズならびに全光線透過率とを比較している。
　実施例では、導電領域と非導電領域とで全光線透過率に大きな差が生じていないことが判る。実施例では、非導電領域のヘイズが導電領域よりも低下してはいるが、非導電領域のヘイズは、比較例において銀ナノワイヤを除去した領域のヘイズよりも格段に優れていることが判る。
　なお、実施例において、導電領域と非導電領域との光学的なコントラストは図６に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
１　電子機器
５　表示パネル
６　入力パネル
１０　透光性導電部材
１１　基材フィルム
１１ａ　表面
１２　導電層
１３　銀ナノワイヤネットワーク
１３ａ　銀ナノワイヤ
１４　オーバーコート層
２０　導電領域
２１　第１の電極部
２２　連結導電部
２３　第２の電極部
２５　非導電領域
４１　レジスト層

Claims (6)

  1. 　透光性の基材の表面に、オーバーコート層に銀ナノワイヤが埋設された導電層が形成されている透光性導電部材において、
    　前記導電層が、導電領域と、前記導電領域よりも表面抵抗率の高い非導電領域とに区分され、前記非導電領域で、前記オーバーコート層に埋設されている銀ナノワイヤの少なくとも一部がヨウ化されており、
    　前記非導電領域では、前記オーバーコート層の表面から銀ヨウ化物が露出していないか、または、前記非導電領域における前記オーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物の量が、前記導電領域において前記オーバーコート層の表面に露出している銀ナノワイヤの量よりも少ないことを特徴とする透光性導電部材。
  2. 　透光性の基材の表面に、オーバーコート層に銀ナノワイヤが埋設された導電層が形成された透光性の積層材を使用し、
    　前記導電層の一部をレジスト層で覆う工程と、
    　レジスト層で覆われていない導電層の表面をヨウ素液で処理して、銀ナノワイヤの少なくとも一部をヨウ化する工程と、
    　レジスト層で覆われていない導電層の表面に、チオ硫酸塩溶液を与えて、オーバーコート層の表面に露出している銀ヨウ化物を除去する工程と、
    　を有することを特徴とする透光性導電部材のパターニング方法。
  3. 　前記ヨウ素液は、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液である請求項２記載の透光性導電部材のパターニング方法。
  4. 　ヨウ素ヨウ化カリウム溶液中のヨウ素の濃度が０．０５～１．０質量％、ヨウ化カリウムの濃度が０．１～５．０質量％である請求項３記載の透光性導電部材のパターニング方法。
  5. 　チオ硫酸塩溶液が、チオ硫酸ナトリウム溶液である請求項１ないし４のいずれかに記載の透光性導電部材のパターニング方法。
  6. 　チオ硫酸ナトリウムの濃度が１．０～２５質量％である請求項５記載の透光性導電部材のパターニング方法。
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