JP2017207906A - 静電容量方式タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチ位置の検出速度及び視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルを提供すること。【解決手段】Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルであって、前記Ｘ電極が、金属細線からなる第１の金属パターンと、前記第１の金属パターンに接する第２の透明導電膜とを含み、前記Ｙ電極が、金属細線からなる第２の金属パターンと、前期第２の金属パターンに接する第１の透明導電膜とを含み、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を備え、前記絶縁膜上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しない第３の透明導電膜を備える静電容量方式タッチパネル。【選択図】図７

Description

本発明は、静電容量方式タッチパネル及びその製造方法に関する。

タッチパネルは、タッチされた座標の位置を検出する装置であり、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン等に搭載されている。タッチ位置の検出方式は複数知られており、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式等がある。

近年、静電容量方式のタッチパネルの利用が進んでいる。静電容量方式タッチパネルでは、表示領域に、複数のＸ電極と、該Ｘ電極に直交するように配置された複数のＹ電極とを備える構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これらの電極のうち、電気信号を発信する複数の電極をドライブ電極といい、ドライブ電極からの電気信号を受信する複数の電極をセンス電極ということがある。Ｘ電極及びＹ電極には、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）等の透明電極材料が用いられる。

上記構成を備える静電容量方式タッチパネルでは、Ｘ電極とＹ電極との各交差部において信号の授受が行われる。例えば、導電体である指先がタッチ入力面に接触すると、Ｘ電極とＹ電極との間で伝達される信号の一部が指先に流れるため、電気信号の減衰が生じる。各交差部の信号を全て受信することにより、信号が減衰している交差部がタッチされている箇所だと判定できる。

タッチパネルの研究開発の代表的な取り組みとして、（１）タッチパネルの薄型化、（２）タッチ位置の検出速度の向上（信号伝達速度の向上）、などを挙げることができる。

これまでにも薄膜で表面抵抗率が小さい導電パターンを形成する技術が提案されている。例えば、特許文献２には、支持フィルムと、導電性繊維を含有する導電層と、感光性樹脂を含有する感光性樹脂層と、をこの順に備える感光性導電フィルムを用意し、基材上に上記導電層が密着するように上記導電層及び前記感光性樹脂層をラミネートするラミネート工程と、上記基材上の上記感光性樹脂層を露光及び現像することにより導電パターンを形成するパターニング工程と、を備える、導電パターンの形成方法が開示されている。

特許文献２記載の導電パターンの形成方法によれば、基材上に予め形成された透明導電材料からなる導電膜パターン同士を、導電性繊維を含有する導電層により簡便に接続することが可能であるため、基材の同一平面上にＸ電極及びＹ電極を形成することが可能である。これにより、タッチパネルの薄型化（例えば、厚さ数十μｍ程度）を実現することが可能と考えられる。

国際公開第２０１３／１１８８８３号 国際公開第２０１３／１５１０５２号

しかしながら、上記導電パターンであってもタッチ位置の検出速度の向上の観点からは、更なる改善の余地がある。

本発明の目的は、タッチパネルの薄さ、タッチ位置の検出速度及び表示領域の視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルを提供することである。本発明の目的はまた、タッチパネルの薄さ、タッチ位置の検出速度及び表示領域の視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルの製造方法を提供することである。

本発明は、Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルであって、前記Ｘ電極が、金属細線からなる第１の金属パターンと、前記第１の金属パターンに接する第２の透明導電膜とを含み、前記Ｙ電極が、金属細線からなる第２の金属パターンと、前記第２の金属パターンに接する第１の透明導電膜とを含み、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を備え、前記絶縁膜上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しない第３の透明導電膜を備える静電容量方式タッチパネルを提供する。

本発明の静電容量方式タッチパネルは、金属パターンが、検出速度に寄与する導電性に優れた経路となり、透明導電膜が隣接する金属パターン同士を接続するブリッジ経路となることで優れたタッチ検出速度を実現できる。また、透明導電膜が、金属パターンと広い領域で接続することで金属パターンと良好な接続性を得られる。さらに、所定の領域に絶縁膜および透明導電膜パターンが形成されることで表示領域の視認性を損なうことを回避できる。

前記第１及び第２の透明導電膜上に樹脂硬化層を更に備えてもよい。

前記金属細線が銅または銅を含む合金からなることが好ましい。

本発明はまた、Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルの製造方法であって、基材上に、金属細線からなる第１及び第２の金属パターンを設ける工程と、前記第１及び第２の金属パターン上の所定の箇所に、絶縁膜を設ける工程と、第１及び第２の透明導電膜を設ける工程と、を備える、静電容量方式タッチパネルの製造方法を提供する。

本発明の静電容量方式タッチパネルの製造方法によれば、タッチセンサを基材の片面に形成でき、タッチ位置の検出速度及び表示領域の視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルを提供することができる。

前記透明導電膜上に樹脂硬化層を更に備えてもよい。

本発明によれば、タッチセンサを基材の片面に形成でき、タッチ位置の検出速度及び視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルを提供することができる。本発明によればまた、タッチセンサを基材の片面に形成でき、タッチ位置の検出速度及び表示領域の視認性を高水準で両立することが可能な静電容量方式タッチパネルの製造方法を提供することができる。

静電容量方式タッチパネルの実施形態の効果を説明するための図である。 静電容量方式タッチパネルの従来構成１および従来構成２を構成する金属パターン部および絶縁膜を示す模式平面図である。 静電容量方式タッチパネルの従来構成１を示す模式平面図である。 静電容量方式タッチパネルの従来構成２を示す模式平面図である。 静電容量方式タッチパネルの従来構成２を示す模式断面図である。 静電容量方式タッチパネルの本実施の形態を構成する金属パターン部および絶縁膜を示す模式平面図である。 本実施の形態の静電容量方式タッチパネルの構成を示す模式平面図である。 静電容量方式タッチパネルの本実施の形態の第３の透明導電膜を形成する方法を説明するための断面模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。

本明細書における「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。同様に「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」又は「メタクリル」を意味し、「（メタ）アクリロイル」とは「アクリロイル」又は「メタクリロイル」を意味する。

本明細書における「Ａ又はＢ」とは、ＡとＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。また、例示材料は特に断らない限り単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る静電容量方式タッチパネルは、Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルであって、前記Ｘ電極が、金属細線からなる第１の金属パターンと、前記第１の金属パターンに接する第２の透明導電膜とを含み、前記Ｙ電極が、金属細線からなる第２の金属パターンと、前記第２の金属パターンに接する第１の透明導電膜とを含み、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を備え、前記絶縁膜上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しない第３の透明導電膜を備える。

図１は、金属細線、ＡｇＮＷ（銀ナノワイヤ）、本発明を含む金属細線とＡｇＮＷのハイブリッド構成の静電容量方式タッチパネルの特徴を説明するための図である。
金属細線はメタルメッシュとも呼ばれる。金属細線は、導電性に優れることから、タッチの検出速度が速い。そのため、高速検出が求められる大型のタッチパネルに向いている。しかし、そのプロセス上、基材の片面にＸ電極とＹ電極の２層を積層することが難しい。そのために、金属細線を用いた静電容量方式のタッチパネルの構成は、Ｘ電極を積層したフィルムと、Ｙ電極を積層したフィルムとを透明粘着樹脂で積層する構成が主流である。この構成は、さらにカバーガラスを張り合わせると、ガラス/フィルム/フィルムの順に並ぶため、ＧＦＦ構成と呼ばれる。ＧＦＦ構成のデメリットは、タッチパネルの厚みが出てしまうことである。
ＡｇＮＷは、フィルム基材の片面に２層積層することが可能である。この構成は、カバーガラスを張り合わせると、ガラス/フィルムの順に並ぶため、ＧＦ構成と呼ばれ、ＧＦＦ構成よりも薄い。デメリットはＡｇＮＷの導電性が金属細線に劣るため、タッチ位置の検出速度が遅いことである。
上記を鑑み、本発明者らは金属細線とＡｇＮＷのハイブリッド構成を３種（図１の従来構成１、従来構成２、本実施の構成）を提案した。従来構成１は、発明者らがはじめに提案した構成で、信頼性と視認性に問題があった。従来構成２は、従来構成１を踏まえて発明者らが改良した構成で、信頼性が向上したが、視認性の改善までは至らなかった。本実施の形態では、さらにパターン形状と製造方法を改良し、視認性を改善することができた。

従来構成１、従来構成２および本実施の形態はいずれも基材上に、静電容量変化を検出する複数のＸ電極及び複数のＹ電極を備えている。Ｘ電極とＹ電極のうち、電気信号を発信する電極をドライブ電極、電気信号を受信する電極をセンス電極と称する場合がある。
以下、図２〜図８を用いて、従来構成１、従来構成２および本実施の形態について、順を追って説明する。
図２は、従来構成１、従来構成２および本実施の形態に共通する、金属細線からなる金属パターンの模式平面図である。
基材２０上に形成された金属細線２１は、境界２２によって隔てられた金属パターンを形成し、金属パターンは図２中の矢印Ａの方向に連続的に形成されている第１の金属パターン２３と、第１の金属パターン２３を挟むように形成される第２の金属パターン２４との部分を有する。

図３は、従来構成１を構成する絶縁膜と透明導電膜を説明する模式平面図である。
透明導電膜３１は、矢印Ｂの方向に金属パターン２４同士を電気的に接続する。
よって、Ｘ電極は図２の矢印Ａの方向に連続的に形成される第１の金属パターン２３で構成され、Ｙ電極は金属パターン２４と、第２の金属パターン２４同士を図３の矢印Ｂの方向に電気的に接続する透明導電膜３１で構成されている。
尚、本明細書において、第１の金属パターン２３を単に金属パターン２３と、第２の金属パターン２４を単に金属パターン２４という場合もある

Ｘ電極とＹ電極とが交差する部分（交差部）には、絶縁膜３０が設けられている。より具体的には、絶縁膜３０は、第１の金属パターン２３と、透明導電膜３１とが交差する部分に設けられる。絶縁膜３０により、Ｘ電極とＹ電極との電気的な導通が抑制される。
尚、本明細書において、透明導電膜３１は、単に導電膜３１という場合もある。

Ｘ電極及びＹ電極には、静電容量方式タッチパネルとしての電気信号を制御するドライバ素子回路（図示せず）の制御回路に接続するための引き出し配線が接続されている。引き出し配線は、金属パターンを構成する金属細線２１と同じ材料で形成されてもよく、また金属パターンを構成する金属細線２１と一括して形成されてもよい。
上記の従来構成１に係る静電容量方式タッチパネルは、上記構成を備えることから、タッチ位置の高速検出が可能となっている。金属パターン２３、２４が検出速度に寄与する導電性に優れた経路の役割をなす。
一方、第２の金属パターン２４と導電膜３１の接続面積が小さいために、高温高湿の環境下や物理的な曲げなどの苛酷な使用環境では、接続が破壊される可能性があり、環境信頼性が低い。また、導電膜３１は、金属光沢を有することから、その形状が視認されやすい。

図４は、従来構成１を元に、本発明者らが上記信頼性を向上した従来構成２を構成する導電膜を説明する平面模式図である。
従来構成２は、従来構成１と比べると、金属パターンと絶縁膜の形状は同じで、導電膜の形状が異なる。
従来構成２における導電膜は、第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１からなる。上記第１の透明導電膜４０は、図３に示した従来構成１を構成する透明導電膜３１と同じく、矢印Ｂの方向に第２の金属パターン２４同士を電気的に接続する役割である。第１の透明導電膜４０は図３の従来構成１の透明導電膜３１よりも広範囲に第２の金属パターン２４と接続するため、高温高湿の環境下や物理的な曲げなどの苛酷な使用環境でも、従来構成１よりも接続が破壊されにくい。よって、従来構成２は従来構成１よりも信頼性に優れる。
さらに、第２の透明導電膜４１を設けることで、表示部の全体にわたって均一に導電膜が配置されるため、導電膜の有無の差を視認しにくくなる。
尚、本明細書において、第１透明導電膜４０を単に透明導電膜４０と、第２の透明導電膜４１を単に透明導電膜４１という場合もある。

図４のＩａ−Ｉｂ間の断面模式図を図５に示す。第１の金属パターン２３と第２の金属パターン２４のスペースは狭いほど視認性に優れ、５００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下が更に好ましい。一方、第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１のスペースも上記金属パターン２３と２４のスペースと同様に狭いほど視認性に優れるのだが、狭いとプロセス状の問題が発生する。透明導電膜と金属パターンの位置合わせにズレが生じると、第１の透明導電膜４０あるいは第２の透明導電膜４１のいずれか一方が、金属パターン２３と２４にまたがり、金属パターン２３と２４を接合してしまう可能性がある。上記第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１のスペースによる視認性低下を改善したのが本実施の形態である。

本実施の形態を構成する金属パターン部は、従来構成１および従来構成２と同じく図２の構成をとるため、本実施の形態の特徴となる絶縁膜と導電膜についてのみ説明する。
図６は、本実施の形態を構成する絶縁膜を説明する平面模式図である。Ｘ電極とＹ電極とが交差する部分（交差部）と、Ｘ電極とＹ電極が隣接する部分に絶縁膜が設けられている。より具体的には、絶縁膜６０は、金属パターン２３と、透明導電膜３１とが交差する部分に設けられ、Ｘ電極とＹ電極との電気的な導通が抑制される。また、絶縁膜６０は、金属パターン２３と２４の境界に設けられ、後述の図７において第３の透明導電膜７０を設けた際に、金属パターン２３と２４が電気的に接続されることを避けられる。

図７は、本実施の形態の説明する平面模式図であり、図８は図７のIIａ−IIｂ間の断面模式図である。第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１は従来構成２と同じであるが、さらに第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１の間に絶縁膜を設け、前記第１の透明導電膜４０と前記第２の透明導電膜４１に接しないように第３の透明導電膜７０を形成する。第３の透明導電膜７０により、第１の透明導電膜４０と第２の透明導電膜４１のスペースが埋まり、視認性より向上できる。

上記第３の透明導電膜は、基材２０とは反対側の面に更に樹脂硬化層を備えていても構わない。
図８（ａ）では、透明導電膜は一部を除去する方法ではパターン化されておらず、レーザーによって透明導電膜を不導体化されたもの又は焼切られたものとなっている。８０がこの透明導電膜を不導体化されたもの又は焼切られた部分を示す。図８（ｂ）は露光、現像によりパターン化された場合で、８１が除去された部分を示す。透明導電膜そのものが部分的に除去されるため、基材２０上に透明導電膜が存在する箇所と、透明導電膜が存在しない箇所とが存在することとなり、この差が視認されやすい。しかし、レーザーにより透明導電膜の不導体化を行う場合には、一部の導電性が遮断されているだけで、膜そのものは存在していることから、静電容量方式タッチパネルの視認性をより向上させる観点から好ましい。
第３の透明導電膜の幅が、４９μｍ以上であるのが好ましく、９９μｍ以上であるのがより好ましく、２９９μｍ以上であるのがさらに好ましい。４９μｍ以上であれば、タッチ感度を大きく確保できる。

第１及び第２の金属パターンの形状及び密度、並びに金属パターンを構成する金属細線の幅は、特に制限されるものではなく、タッチパネルの光透過率を損なわない限り、変更することができる。第１及び第２の金属パターンの形状としては、例えば、メッシュ状、樹状、ライン状、格子状等とすることができ、本実施形態においては、メッシュ状に形成されている。

本明細書において金属細線とは、金属からなる細線であって、断面の直径（細線が伸びる方向に直交する断面における基材表面に対して平行な径）が０．２５μｍ以上であるものを意味する。金属細線の素材自体は、そのままでは透過性が低く（可視光透過率の最小値が３０％未満）、表示部の視認性を著しく阻害し得るが、金属細線の幅を人の目に視認されにくくなる程度に小さくすることによって、可視光透過率の低下を回避することができる。

本実施形態においては、金属細線からなる金属パターンを備えることにより、ＩＴＯ、グラフェン等からなる透明導電膜と比較して、Ｘ電極及びＹ電極の電気抵抗率の上昇を抑制することができる。例えば、金属細線を採用することにより、ＩＴＯ等の透明電極材料からなる電極に比べて電気抵抗率を数十分の一に抑えることが可能である。

金属細線の断面の直径（細線が伸びる方向に直交する断面における基材表面に対して平行な径）は、導電性、又は耐久性に優れる観点から、０．３μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましく、１μｍ以上であることがさらに好ましい。金属細線の断面の直径は、視認性に優れる観点から、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、金属細線の断面の直径、長さは、光学顕微鏡により測定される値を示す。

金属細線の素材としては、主に銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）等を使用することができる。金属細線は、導電性に優れる点で、銀又は銅を含むことが好ましく、コストの点では銅が望ましい。

第１及び第２の導電膜４０、４１の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、ひし形、雪の結晶の形状等とすることができる。なお、本明細書において、膜とは、均質の膜でなくてもよく、膜の面方向に導電性が得られる物であれば、導電性繊維が絡み合った網目状の態様や、膜に感光性樹脂等が含浸したような態様であってもよい。
また、第１の透明導電膜、第２の透明導電膜、第３の透明導電膜は、透明で導電性を有すものであれば特に制限されないが、透明性及び導電性の観点からは、ＩＴＯ、導電性繊維を有する硬化性樹脂、導電性粒子を有する硬化性樹脂の群から選択されるものであることが好ましい。

前記導電性繊維とは、導電性を備える繊維であって、繊維断面の直径が１５０ｎｍ以下であるものを意味する。導電性繊維としては、膜として導電性を備える程度に集合させて絡ませた場合であっても膜の可視光に対する透過率に優れる（透明性を大きく損なわない）物が好ましい。導電性繊維の断面の直径は、視認性（透明性）に優れる観点から、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍで以下であることがより好ましい。導電性繊維の長さは、導電性に優れる観点から、２０μｍ以上であることが好ましい。ここで、導電性繊維の断面の直径、長さは、光学顕微鏡により測定される値を示す。

導電性繊維の素材としては、主に銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、等の金属繊維、カーボンナノチューブ等の炭素繊維、グラフェン等を含有する樹脂組成物、導電性高分子などを使用することができる。導電性繊維としては、上記の金属細線よりも電気抵抗率が低いものが好ましい。導電性繊維は、視認性（透明性）に優れる観点からは、銀繊維であることがより好ましい。

前記導電性粒子とは、導電性を備える粒子であって、平均粒子径が３０μｍ以下であるものを意味する。

導電性粒子としては、公知の導電性粒子を特に制限なく用いることができる。導電性粒子としては、グラフェン、銅（Ｃｕ）、ＩＴＯ等を用いることができる。

本実施形態においては、上記金属パターンの電気抵抗率Ｒ_１が、上記膜の電気抵抗率Ｒ_２よりも小さいことが望ましい。

絶縁膜６０は、Ｘ電極とＹ電極とが交差する部分における電気的な接続を遮断するための膜であればよく、例えば、感光性樹脂組成物の硬化膜からなる膜であってよい。
絶縁膜の幅は、５０μｍ以上であるのが好ましく、１００μｍ以上であるのがより好ましく、３００μｍ以上であるのがさらに好ましい。５０μｍ以上であれば、タッチ感度を大きく確保できる。

基材２０としては、透明で視認性に優れるものが好ましく、タッチパネル用に用いられる基材を使用することができる。このような基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、又はこれらのフィルムにハードコート処理を施したフィルム等の透明フィルム、アルミノケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、又はこれらのガラスに強化処理を施したガラス等の透明ガラスが好ましい。

本実施形態にかかる静電容量方式タッチパネルは、その他の構成を備えていてもよい。その他の構成としては、カバーガラス、ハードコート層、防錆膜などの保護膜等を挙げることができる。特に、基材２０とは反対側で、視認する面に円偏光板を備えると、金属パターンの反射が抑制されるため金属パターンを視認しづらく、視認性が向上する。金属パターンを構成する金属細線が、黒化処理された銅、あるいはＣｕＮなど黒化処理された銅の合金であれば、飛躍的に視認性が向上する。

［静電容量方式タッチパネルの製造方法］
本実施形態に係る静電容量方式タッチパネルの製造方法は、Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルの製造方法であって、基材上に金属細線からなる第１及び第２の金属パターンを設ける工程と、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜の上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しないように第３の透明導電膜を設ける工程と、を備える。

図２、６、７を参照しつつ、静電容量方式タッチパネルの製造方法について説明する。

まず、基材２０上に、後にＸ電極及びＹ電極を構成することとなる金属細線からなる第１及び第２の金属パターン２３、２４を形成する（金属パターン形成工程）。次に、電極ユニット同士がつながっている方（図２でいえば、第１の金属パターン２３）で後に交差部となる箇所と、第１と第２の金属パターン２３、２４の境界上に絶縁膜６０を設ける（図６参照）。その後、基材２０上に形成された第１と第２の金属パターン２３、２４上に、第１及び第２の透明導電膜４０、４１並びに第３の透明導電膜７０を設ける（透明導電膜形成工程）。以上の工程を経ることで本実施形態に係る静電容量方式タッチパネルを得ることができる（図７参照）。

本実施形態に係る静電容量方式タッチパネルの製造方法は、別の工程をさらに備えていてもよい。例えば、視認性向上を目的として、金属パターンの反射を抑制する黒化処理等の行程を備えていてもよい。

金属パターン形成工程において、金属細線からなる金属パターンを形成する方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、蒸着とフォトプロセスを利用する方法などが挙げられる。熱蒸着又はメッキ蒸着によって金属薄膜を基材の表面に均一に形成し、その表面にパターン形状のレジストを形成して、レジストのない箇所をエッチング液で除去することにより所望の金属パターンを形成することができる。また、別の形成手段として、基材にパターン形状にメッキ液を塗布して、金属パターンを形成する方法もある。さらに、別の形成手段として、基材に金属粒子含有組成物をパターン状に印刷する方法で金属パターンを形成してもよい。また、別の形成手段として、基材にローラなどでパターン状の窪みを形成し、窪みに金属粒子含有組成物を塗布して、金属パターンを形成する方法もある。

透明導電膜形成工程において、例えば、導電性繊維又は導電性粒子からなる膜を形成する方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、導電性繊維又は導電性粒子を含有する溶液を金属パターン上に塗布し、溶媒を除去する方法で膜を設ける方法、基材フィルム上に予め導電性繊維又は導電性粒子からなる膜を設けたシート（導電性シート）を別途用意し、これを金属パターン上に転写することにより膜を設ける方法などが挙げられる。

また、導電性繊維又は導電性粒子を含む感光性樹脂組成物を用いて、透明導電膜を設けてもよい。感光性樹脂組成物を使用して導電性繊維からなる膜を設ける場合、金属パターン上に導電性繊維を含む感光性樹脂組成物からなる感光層を設け、所定のパターンで露光・現像することで、透明導電膜を金属パターン上に形成することができる。所定のパターンで露光・現像に代えて、レーザー照射によるパターン化を行ってもよい。必要に応じて、その後、感光性樹脂組成物の硬化物層を除去してもよい。

感光層は、例えば、導電性繊維又は導電性粒子を含む感光性樹脂組成物の溶液を調製し、これを金属パターン上に塗布した後、溶媒を除去する方法で形成することができ、より好ましくは、支持フィルムと、導電性繊維又は導電性粒子を含む透明導電膜と、感光層とをこの順に備える感光性導電フィルムを別途用意し、導電層が金属パターンに接するように転写することにより形成することができる。

感光性導電フィルムを用いた場合の透明導電膜形成工程は、感光層の所定部分にフォトマスクを介して、活性光線を照射する工程（露光工程）と、その後感光層を現像する工程（現像工程）とからなる。

露光工程では、活性光線を照射することによって感光層が硬化され、この硬化物によって透明導電膜が基材上の金属パターンに固定されることで、金属パターンに接する透明導電膜が形成される。露光工程での露光方法としては、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線を画像状に照射する方法（マスク露光法）が挙げられる。活性光線の光源としては、公知の光源が用いられる。

活性光線の露光量は、使用する装置、感光性樹脂組成物の組成等によって異なるが、好ましくは５〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２であり、より好ましくは１０〜２００ｍＪ／ｃｍ^２である。光硬化性に優れる点では、１０ｍＪ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、解像性の点では２００ｍＪ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。１０００ｍＪ／ｃｍ^２以下とすることで、感光層の変色を抑制することができる。

現像工程では、感光層の未露光部（露光部以外の部分）が除去される。具体的には、ウェット現像により感光層の未露光部を除去する。これにより、所定のパターンを有する感光層の硬化物及び透明導電膜が残る。こうして、導電性繊維又は導電性粒子からなる所望の形状を有する透明導電膜が形成される。

現像液としては、アルカリ性水溶液等の安全、且つ安定であり、操作性が良好なものが用いられる。上記アルカリ性水溶液の塩基としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物（水酸化アルカリ）；リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の炭酸塩又は重炭酸塩（炭酸アルカリ）；リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等のホウ酸塩又はポリホウ酸塩；リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩；ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩などが用いられる。

現像に用いるアルカリ性水溶液としては、０．１〜５質量％炭酸ナトリウム水溶液、０．１〜５質量％炭酸カリウム水溶液、０．１〜５質量％水酸化ナトリウム水溶液、０．１〜５質量％四ホウ酸ナトリウム水溶液等が好ましい。また、現像に用いるアルカリ性水溶液のｐＨは９〜１１の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光層の現像性に合わせて調節してもよい。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。

本実施形態においては、水又はアルカリ水溶液と１種以上の有機溶剤とからなる水系現像液を用いることができる。ここで、アルカリ水溶液に含まれる塩基としては、上述の塩基以外に、ホウ砂、メタケイ酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ジアミノプロパノール−２、モルホリン等が挙げられる。

上記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、炭素数１〜４のアルコキシ基をもつアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。

水系現像液は、有機溶剤の濃度を２〜９０質量％とすることが好ましく、その温度は、感光層の現像性にあわせて調整することができる。さらに、水系現像液のｐＨは、感光層の現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、ｐＨ８〜１２とすることが好ましく、ｐＨ９〜１０とすることがより好ましい。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量添加することもできる。

有機溶剤系現像液としては、例えば、１，１，１−トリクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、引火防止のため、１〜２０質量％の範囲で水を添加することが好ましい。

現像の方式としては、ディップ方式、パドル方式、高圧スプレー方式、スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等が挙げられる。これらのうち、高圧スプレー方式を用いることが、解像度向上の観点から好ましい。

本実施形態の静電容量方式タッチパネルの製造方法においては、現像後に必要に応じて、６０〜２５０℃程度の加熱又は０．２〜１０Ｊ／ｃｍ^２程度の露光を行うことにより樹脂硬化膜パターンを更に硬化してもよい。

＜感光性導電フィルム＞
本実施形態に係る感光性導電フィルムは、支持フィルムと、導電性繊維又は導電性粒子を含む透明導電膜と、感光層とをこの順に備える。

感光性導電フィルムの支持フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルムが挙げられる。これらのうち、透明性、耐熱性等の観点からは、ポリエチレンテレフタレートフィルム及びポリプロピレンフィルムが好ましい。

感光性導電フィルムの感光層としては、感光性樹脂組成物から構成され、（Ａ）バインダーポリマーと、（Ｂ）光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤と、を含有することが好ましい。

（Ａ）バインダーポリマーとしては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、アミドエポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

（Ａ）バインダーポリマーは、例えば、重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。上記重合性単量体としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のα−位又は芳香族環において置換されている重合可能なスチレン誘導体；ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド；アクリロニトリル；ビニル−ｎ−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエーテル類；（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸アリールエステル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリル酸、α−ブロモアクリル酸、α−クロルアクリル酸、β−フリルアクリル酸、β−スチリルアクリル酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル、マレイン酸シクロヘキシル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸などが挙げられる。

上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸プロピルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸ペンチルエステル、（メタ）アクリル酸ヘキシルエステル、（メタ）アクリル酸ヘプチルエステル、（メタ）アクリル酸オクチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル、（メタ）アクリル酸ノニルエステル、（メタ）アクリル酸デシルエステル、（メタ）アクリル酸ウンデシルエステル、（メタ）アクリル酸ドデシルエステル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル等が挙げられる。

上記（メタ）アクリル酸アリールエステルとしては、（メタ）アクリル酸ベンジル等が挙げられる。

上記重合性単量体としては、その他には、２官能の（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。具体的には、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。

（Ａ）バインダーポリマーは、（ａ）（メタ）アクリル酸、及び（ｂ）（メタ）アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位を含有する共重合体が好ましい。

（Ａ）バインダーポリマーは、アルカリ現像性をより良好にする観点から、カルボキシル基を有することが好ましい。このようなバインダーポリマーを得るためのカルボキシル基を有する重合性単量体としては、上述したような（メタ）アクリル酸等が挙げられる。

（Ａ）バインダーポリマーが有するカルボキシル基の比率は、バインダーポリマーを得るために使用する全重合性単量体に対するカルボキシル基を有する重合性単量体の割合として、１０〜５０質量％であることが好ましく、１２〜４０質量％であることがより好ましく、１５〜３０質量％であることがさらに好ましく、１５〜２５質量％であることが特に好ましい。アルカリ現像性に優れる点では１０質量％以上であることが好ましく、アルカリ耐性に優れる点では、５０質量％以下であることが好ましい。

（Ａ）バインダーポリマーの重量平均分子量は、１０，０００〜２００，０００であることが好ましいが、解像度の見地から、１５，０００〜１５０，０００であることがより好ましく、３０，０００〜１５０，０００であることがさらに好ましく、３０，０００〜１００，０００であることが特に好ましい。本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）により測定され、標準ポリスチレンを用いて作成した検量線により換算された値である。

（Ｂ）光重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物を用いることができる。

エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物としては、一官能ビニルモノマー、二官能ビニルモノマー、少なくとも３つの重合可能なエチレン性不飽和結合を有する多官能ビニルモノマー等が挙げられる。

上記一官能ビニルモノマーとしては、例えば、上記（Ａ）成分の好適な例である共重合体の合成に用いられる上記重合性単量体が挙げられる。

上記二官能ビニルモノマーとしては、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡポリオキシエチレンジ（メタ）アクリレート（２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン）、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート；多価カルボン酸（無水フタル酸等）と水酸基及びエチレン性不飽和結合を有する物質（β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート等）とのエステル化物等が挙げられる。

上記少なくとも３つの重合可能なエチレン性不飽和結合を有する多官能ビニルモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物；トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート等のグリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物などが挙げられる。

（Ｃ）光重合開始剤としては、ラジカル硬化型の光重合開始剤であることが好ましい。
ラジカル硬化型の光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラメチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラエチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパノン−１等の芳香族ケトン；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）フェニル−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等のオキシムエステル化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９´−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、オキサゾール化合物などが挙げられる。また、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。

これらの中でも、形成する感光性樹脂層の透明性、及び薄膜としたときのパターン形成能から、オキシムエステル化合物又はホスフィンオキサイド化合物が好ましい。

上記（Ａ）バインダーポリマーの配合量は、（Ａ）バインダーポリマー及び（Ｂ）光重合性化合物の総量１００質量部に対して、４０〜８０質量部であることが好ましく、５０〜７０質量部であることがより好ましい。この配合量を４０質量部以上とすることにより、感光性樹脂組成物の塗膜性（塗工性）に優れ、樹脂が感光性導電フィルムの端部から染み出す現象（エッジフュージョンとも呼ばれる）をより抑制することができる。また、この配合量を８０質量部以下とすることにより、感光性樹脂層の露光に対する感度を向上させることができ、且つ充分な機械強度を得ることができる。

上記（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）バインダーポリマー及び（Ｂ）光重合性化合物の総量１００質量部に対して、２０〜６０質量部であることが好ましく、３０〜５０質量部であることがより好ましい。この配合量を２０質量部以上とすることにより、感光性樹脂層の露光に対する感度を向上させることができ、充分な機械強度を得ることができる。また、この配合量を６０質量部以下とすることで、感光性樹脂組成物の塗膜性（塗工性）に優れ、エッジフュージョンをより抑制することができる。

上記（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）バインダーポリマー及び（Ｂ）光重合性化合物の総量１００質量部に対して、０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．２〜１０質量部であることがより好ましい。この配合量を０．１質量部以上とすることにより、感光性樹脂層の露光に対する感度を向上させることができる。この配合量を２０質量部以下とすることにより、露光による感光性樹脂層の硬化をより均一に行うことができる。

感光層の厚さは、求められる特性等によっても異なるが、タッチパネルの薄型化の観点から、２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。また感光層の厚さは、導電性繊維、導電性粒子又は金属パターンの保護、防錆の観点から、０．５μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましい。感光層の厚さは、走査型電子顕微鏡写真によって測定される値を指す。

感光性導電フィルムの透明導電膜は、導電性繊維又は導電性粒子からなる膜であるが、導電性繊維からなる膜であることが好ましい。導電性繊維としては、金、銀、白金等の金属繊維、及びカーボンナノチューブ等の炭素繊維などが挙げられる。導電性に優れる観点からは、金繊維又は銀繊維を用いることが好ましく、形成される透明導電膜の導電性を容易に調整できる観点からは、銀繊維を用いることがより好ましい。

感光層は導電性繊維又は導電性粒子を含んでいてもよい。この場合、感光層中において導電性繊維又は導電性粒子は基材上の金属パターン側に局在していることが好ましく、感光層の面方向に導電性が得られる態様であることが好ましい。ただし、導電性繊維又は導電性粒子を含有する膜（導電膜）と、導電膜上に設けられた感光性樹脂層との境界は必ずしも明確になっていなくともよい。本明細書においては、導電膜は感光層の面方向に導電性が得られるものを意味し、導電膜に感光性樹脂層が混じり合った態様であってもよい。
例えば、導電膜中に感光性樹脂層を構成する組成物が含浸されていたり、感光性樹脂層を構成する組成物が導電膜の表面に存在していたりしてもよい。

導電膜は、導電性繊維同士が接触してなる網目構造を有することが好ましい。このような網目構造を有する導電膜は、感光性樹脂層の基材側表面に形成されていてもよいが、感光層の基材側表面においてその面方向に導電性が得られるのであれば、感光性樹脂層に含まれる形態で形成されていてもよい。

導電膜の厚さは、求められる導電性等によっても異なるが、１μｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜０．５μｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜０．１μｍであることがさらに好ましい。導電膜の厚さが１μｍ以下であると、４５０〜６５０ｎｍの波長域での光透過率が高く、パターン形成性にも優れ、特に透明電極の作製に好適なものとなる。
導電膜の厚さは、走査型電子顕微鏡写真によって測定される値を指す。

本実施形態において感光層を設ける工程において、感光層は感光性導電フィルムのように、別途支持フィルム上にフィルムとして製膜したものを用いることが好ましい。感光性導電フィルムを、金属パターンを有する基材上に積層することにより、ロールツーロールプロセスが容易に実現できる。これにより、溶剤乾燥工程が短縮できる等、製造工程の短縮及びコスト低減に大きく貢献することができる。

感光性導電フィルムを用いて静電容量方式タッチパネルを製造する場合には、支持フィルムと、導電性繊維又は導電性粒子からなる膜と、感光層と、を有する感光性導電フィルムを、上記第１及び上記第２の金属パターン上に、上記膜が接するようにラミネートすることにより、上記第１及び上記第２の金属パターン上に、導電性繊維又は導電性粒子からなる膜を設けてもよい。膜を設けた後に更にパターニング工程を設けてもよい。パターニングの手法については、上述したように露光・現像する方法やレーザーを使用した方法を用いることができる。露光・現像によりパターニングする場合には、上記第１及び第２の膜と同じパターンを有する樹脂硬化層を設けることができる。また、レーザーを使用してパターニングする場合には、感光層は転写に適した樹脂組成物であって、感光特性を有していないものであってもよい。

２０…基材、２１…金属細線、２２…金属パターンの境界、２３…第１の金属パターン、２４…第２の金属パターン、３０…絶縁膜、３１…透明導電膜、４０…第１の透明導電膜、４１…第２の透明導電膜、６０…絶縁膜、７０…第３の透明導電膜、８０…透明導電膜の除去部、８１…透明導電膜のレーザー加工部

Claims (9)

1. Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルであって、前記Ｘ電極が、金属細線からなる第１の金属パターンと、前記第１の金属パターンに接する第２の透明導電膜とを含み、前記Ｙ電極が、金属細線からなる第２の金属パターンと、前記第２の金属パターンに接する第１の透明導電膜とを含み、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を備え、前記絶縁膜上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しない第３の透明導電膜を備える静電容量方式タッチパネル。
2. 前記絶縁膜の幅が、５０μｍ以上である、請求項１に記載の静電容量方式タッチパネル。
3. 前記第３の透明導電膜の幅が、４９μｍ以上である、請求項１又は２に記載の静電容量方式タッチパネル。
4. 前記金属細線が、銅または銅を含む合金からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電容量方式タッチパネル。
5. 前記第１の透明導電膜、第２の透明導電膜、及び第３の透明導電膜が、ＩＴＯ、導電性繊維を有する硬化性樹脂、導電性粒子を有する硬化性樹脂の群から選択されるものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電容量方式タッチパネル。
6. 前記金属細線が、黒化処理された銅、あるいはＣｕＮなど黒化を施した銅の合金である請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電容量方式タッチパネル。
7. 前記金属配線の基材とは反対側に円偏光板を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の静電容量方式タッチパネル。
8. Ｘ電極とＹ電極とを備える静電容量方式タッチパネルの製造方法であって、基材上に金属細線からなる第１及び第２の金属パターンを設ける工程と、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの境界に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜の上に、前記第１の透明導電膜及び前記第２の透明導電膜と電気的に導通しないように第３の透明導電膜を設ける工程と、を備える、静電容量方式タッチパネルの製造方法。
9. 前記第３の透明導電膜上に樹脂硬化層を更に備える、請求項８に記載の静電容量方式タッチパネルの製造方法。

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