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WO2016208609A1 - 導電性基板 - Google Patents

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WO2016208609A1
WO2016208609A1 PCT/JP2016/068463 JP2016068463W WO2016208609A1 WO 2016208609 A1 WO2016208609 A1 WO 2016208609A1 JP 2016068463 W JP2016068463 W JP 2016068463W WO 2016208609 A1 WO2016208609 A1 WO 2016208609A1
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WO
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copper
conductive substrate
copper layer
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/068463
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English (en)
French (fr)
Inventor
芳英 西山
Original Assignee
住友金属鉱山株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友金属鉱山株式会社 filed Critical 住友金属鉱山株式会社
Priority to US15/575,954 priority Critical patent/US20180142369A1/en
Priority to CN201680032331.0A priority patent/CN107636209B/zh
Priority to JP2017524936A priority patent/JP6949409B2/ja
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    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches

Definitions

  • the present invention relates to a conductive substrate.
  • the capacitive touch panel converts information on the position of an adjacent object on the panel surface into an electrical signal by detecting a change in capacitance caused by the object adjacent to the panel surface. Since the conductive substrate used for the capacitive touch panel is installed on the surface of the display, the material of the conductive layer of the conductive substrate is required to have low reflectance and be difficult to be visually recognized.
  • Patent Document 1 discloses a transparent conductive film for a touch panel in which an ITO (indium tin oxide) film is formed as a transparent conductive film on a polymer film.
  • Patent Documents 2 and 3 it is considered to use a metal foil such as copper instead of the ITO film as the conductive layer.
  • metal foil such as copper has a metallic luster. For this reason, when a conductive substrate provided with a metal foil such as copper as a conductive layer is used for touch panel applications, light is reflected on the surface of the conductive layer, particularly the side surface, and depending on the thickness of the conductive layer, the display can be visually recognized. May be reduced. Since the thickness of the conductive layer is determined by the surface resistance value required for the conductive substrate and the material constituting the conductive layer, it has conventionally been difficult to sufficiently reduce the thickness of the conductive layer.
  • an object of one aspect of the present invention is to provide a conductive substrate that can sufficiently suppress the surface resistance even when the copper layer is thin.
  • a transparent substrate A copper layer formed on at least one surface of the transparent substrate;
  • the copper layer provides a conductive substrate having a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the thickness of the copper layer is 0.5 ⁇ m.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2A.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 3A. Sectional drawing of the electroconductive board
  • the conductive substrate of this embodiment can have a transparent base material and a copper layer formed on at least one surface of the transparent base material.
  • the copper layer can have a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the thickness of the copper layer is 0.5 ⁇ m.
  • the conductive substrate in this embodiment includes a substrate having a copper layer on the surface of a transparent base material before patterning the copper layer and the like, and a substrate obtained by patterning the copper layer, that is, a wiring substrate. . Since the conductive substrate after patterning the copper layer includes a region where the transparent base material is not covered with the copper layer or the like, the conductive substrate can transmit light and is a transparent conductive substrate.
  • the transparent substrate is not particularly limited, and a resin substrate (resin film) that transmits visible light, a glass substrate, or the like can be preferably used.
  • a resin such as a polyamide resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyethylene naphthalate resin, a cycloolefin resin, a polyimide resin, or a polycarbonate resin can be preferably used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • COP cycloolefin polymer
  • PEN polyethylene naphthalate
  • polyamide, polyimide, polycarbonate, and the like can be more preferably used as the material for the resin substrate that transmits visible light.
  • the thickness of the transparent base material is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the strength, capacitance, light transmittance, and the like required for a conductive substrate.
  • the thickness of the transparent substrate can be, for example, 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the transparent substrate is preferably 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the transparent substrate is preferably 20 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the total light transmittance of the transparent substrate is preferably higher.
  • the total light transmittance is preferably 30% or more, and more preferably 60% or more.
  • the visibility of the display can be sufficiently secured.
  • the total light transmittance of the transparent substrate can be evaluated by the method defined in JIS K 7361-1.
  • the transparent substrate can have a first main plane and a second main plane.
  • the main plane here refers to the plane part with the largest area among the surfaces contained in a transparent base material.
  • a 1st main plane and a 2nd main plane mean the surface arrange
  • the copper layer preferably has a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less, more preferably 0.05 ⁇ / ⁇ or less when the film thickness is 0.5 ⁇ m.
  • the conductive layer has a metallic luster. Therefore, when it is disposed on the display surface of a display such as a touch panel, depending on the thickness of the conductive layer, the conductive layer There is a possibility that the visibility of the display is lowered due to reflection of light on the surface of the layer, particularly on the side surface of the conductive layer.
  • the thickness of the conductive layer is selected depending on the surface resistance value required for the conductive substrate and the material constituting the conductive layer, a conventional metal foil having a large surface resistance value is used. In the case of the conductive layer used, it was difficult to reduce the thickness of the conductive layer.
  • the surface resistance is 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the film thickness is 0.5 ⁇ m, so that the surface can be obtained even when the copper layer is thin. It was possible to obtain a conductive substrate capable of sufficiently suppressing the resistance value.
  • the copper layer can function as a conductive layer.
  • the copper layer having a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the film thickness is 0.5 ⁇ m here does not limit the film thickness of the copper layer to 0.5 ⁇ m. This means that the surface resistance value is 0.07 ⁇ / ⁇ or less when a copper layer having a film thickness of 0.5 ⁇ m is formed under the same conditions as when forming a copper layer contained in a conductive substrate. .
  • the method for forming the copper layer on the transparent substrate is not particularly limited, it is preferable not to dispose an adhesive between the transparent substrate and the copper layer in order not to reduce the light transmittance. That is, the copper layer is preferably formed directly on at least one surface of the transparent substrate. In addition, when arrange
  • the copper layer can be formed as a copper layer by forming a copper thin film layer on a transparent substrate by a dry plating method, for example. Thereby, a copper layer can be directly formed on the transparent substrate without using an adhesive.
  • the dry plating method will be described in detail later.
  • a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, or the like can be preferably used.
  • the film thickness of a copper layer when making the film thickness of a copper layer further thick, it is set as the copper layer which has a copper thin film layer and a copper plating layer by forming a copper plating layer by a wet plating method by using a copper thin film layer as an electric power feeding layer You can also. Since the copper layer has the copper thin film layer and the copper plating layer, the copper layer can be directly formed on the transparent substrate without using an adhesive.
  • the copper layer can have a copper thin film layer.
  • the copper layer may have a copper thin film layer and a copper plating layer.
  • the copper layer preferably has a copper thin film layer and a copper plating layer.
  • the thickness of the copper layer is not particularly limited, and when the copper layer is used as a wiring, it can be arbitrarily selected according to the magnitude of the current supplied to the wiring, the wiring width, and the like.
  • the thickness of a copper layer is 5 micrometers or less, and it is more preferable that it is 3 micrometers or less.
  • the surface resistance value of the conductive substrate can be sufficiently reduced even if the copper layer is thin. And by reducing the thickness of the copper layer, the reflection of light on the surface of the copper layer, particularly the side surface, is suppressed, and even when used for applications such as a touch panel or the like that is placed on the display surface of the display, A reduction in visibility can be suppressed. For this reason, in the electroconductive board
  • the lower limit value of the thickness of the copper layer is not particularly limited, but for example, the copper layer has a thickness of 50 nm from the viewpoint of reducing the resistance value of the conductive substrate and supplying a sufficient current. It is preferably above, more preferably 60 nm or more, and even more preferably 150 nm or more.
  • a copper layer has a copper thin film layer and a copper plating layer as mentioned above, it is preferable that the sum total of the thickness of a copper thin film layer and the thickness of a copper plating layer is the said range.
  • the thickness of the copper thin film layer is not particularly limited in either case where the copper layer is constituted by a copper thin film layer or in the case where the copper thin film layer and the copper plating layer are constituted, for example, 50 nm
  • the thickness is preferably 500 nm or more.
  • the copper layer can be used as a wiring by patterning it into a desired wiring pattern, for example. And since a copper layer can make a surface resistance value lower than the ITO film
  • the method of forming the copper layer with a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the thickness of the copper layer is 0.5 ⁇ m is not particularly limited, but for example, the copper layer is a copper plating formed by a wet method It is preferable to form a copper plating layer using a single plating tank. That is, the copper layer preferably includes a copper plating layer (wet copper plating layer), and the copper plating layer is preferably a single plating layer.
  • the copper plating layer grows and grows gradually in the copper plating layer immediately after being formed. And the surface resistance value of a copper layer can be reduced especially by the crystal
  • the copper plating layer is formed by a wet method
  • two or more plating tanks are arranged in series along the substrate transport direction, and a copper plating film is formed and laminated in each plating tank.
  • a fine crystal layer may be formed between the copper plating films.
  • the growth of copper crystals proceeds in each copper plating film, but when a fine crystal layer is formed between the copper plating films, the crystal growth exceeds the copper plating film. It is thought that it is inhibited. For this reason, when a copper plating layer is formed using a multi-plating tank, the growth of copper crystals does not proceed sufficiently.
  • the copper plating layer is formed using a single plating tank as described above, the copper plating layer is composed of one layer, and the growth of copper crystals proceeds throughout the entire layer. After the film formation, the growth of copper crystals proceeds sufficiently, and the surface resistance value of the copper layer can be lowered. For this reason, the surface resistance value of a copper layer can be made especially low by forming a copper plating layer into a film using a single plating tank.
  • the copper layer includes a copper plating layer formed by electroplating, and a copper plating layer is formed.
  • a method of forming a film using an additive containing a diallyldimethylammonium chloride polymer as an additive may be mentioned. That is, it is preferable that a copper plating layer contains the component derived from the diallyldimethylammonium chloride polymer contained in the plating solution.
  • the plating solution is not particularly limited, and various copper plating solutions can be used.
  • the crystal growth of copper contained in the formed copper plating layer is promoted by adding diallyldimethylammonium chloride polymer as an additive to the copper plating solution. be able to.
  • the copper crystal growth in a copper plating layer is accelerated
  • the copper layer includes a copper plating layer formed by an electroplating method, the copper plating layer is formed using a single plating tank, and the copper plating solution More preferably, diallyldimethylammonium chloride polymer is used as an additive.
  • diallyldimethylammonium chloride polymer is used as an additive.
  • the addition amount is not particularly limited and can be arbitrarily selected.
  • it can add so that the addition amount of the diallyldimethylammonium chloride polymer in a copper plating solution may be 5 mg / L or more and 40 mg / L or less.
  • the molecular weight of the diallylammonium chloride polymer is preferably in the range of 3500-4500. This is because if the molecular weight is smaller than 3500, copper crystal growth does not progress so much in the copper layer to be deposited, and if it exceeds 4500, it may not contribute much to the growth of copper crystals.
  • the diallyldimethylammonium polymer may be a single polymer, it is particularly desirable to use a diallyldimethylammonium-SO 2 copolymer as the diallyldimethylammonium polymer to promote copper crystal growth. That is, the copper plating layer preferably contains a component derived from diallyldimethylammonium-SO 2 copolymer contained in the plating solution.
  • the conductive substrate of the present embodiment can be provided with an arbitrary layer other than the transparent base material and the copper layer.
  • a blackening layer or an adhesion layer can be provided. The blackening layer and the adhesion layer will be described below.
  • the blackening layer will be described.
  • the blackening layer can be provided on at least one surface of the transparent substrate. Specifically, for example, it can be formed on the outer surface side of the conductive substrate rather than the copper layer. By providing the blackened layer, the reflection of light on the surface of the copper layer provided with the blackened layer can be further suppressed.
  • the material of the blackening layer is not particularly limited, and any material that can suppress the reflection of light on the surface of the copper layer can be suitably used.
  • the blackening layer preferably contains at least one metal selected from, for example, Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn. Further, the blackening layer may further contain one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen.
  • the blackening layer can also include a metal alloy containing at least two metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn. . Also in this case, the blackening layer may further contain one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen.
  • a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn a Cu—Ti—Fe alloy is used as a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn.
  • a Cu—Ti—Fe alloy is used as a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn.
  • the method for forming the blackened layer is not particularly limited, and can be formed by any method, for example, by a dry method or a wet method.
  • the specific method is not particularly limited, but for example, a dry plating method such as a sputtering method, an ion plating method or a vapor deposition method can be preferably used.
  • a dry plating method such as a sputtering method, an ion plating method or a vapor deposition method
  • one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen can be added to the blackened layer, and in this case, the reactive sputtering method can be more preferably used.
  • a target containing a metal species constituting the blackened layer can be used as the target.
  • the blackened layer contains an alloy
  • a target may be used for each metal species contained in the blackened layer, and the alloy may be formed on the surface of the film-deposited body such as a substrate, and is included in the blackened layer in advance. It is also possible to use a target obtained by alloying a metal.
  • the blackened layer contains one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen
  • these are added to the atmosphere when the blackened layer is formed, so that the blackened layer Can be added inside.
  • carbon monoxide gas and / or carbon dioxide gas is used
  • oxygen, oxygen gas is used
  • hydrogen, hydrogen gas and / or water is used.
  • nitrogen gas can be added to the atmosphere during sputtering.
  • One or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen can be added to the blackening layer by adding these gases to the inert gas when forming the blackening layer.
  • Argon can be preferably used as the inert gas.
  • the blackened layer When the blackened layer is formed by a wet method, it can be formed by, for example, an electroplating method using a plating solution corresponding to the material of the blackened layer.
  • the thickness of the blackening layer is not particularly limited, but is preferably 15 nm or more, for example, and more preferably 25 nm or more. This is because, when the thickness of the blackened layer is thin, reflection of light on the surface of the copper layer may not be sufficiently suppressed. Therefore, the thickness of the blackened layer is set to 15 nm or more as described above. This is because it is preferable to configure so that reflection of light on the surface of the layer can be particularly suppressed.
  • the upper limit of the thickness of the blackening layer is not particularly limited, but even if it is thicker than necessary, the time required for film formation and the time required for etching when forming the wiring are increased, resulting in an increase in cost. Will be invited.
  • the thickness of the blackened layer is preferably 70 nm or less, and more preferably 50 nm or less.
  • the reflection of light on the surface of the copper layer can be further suppressed by arranging the blackened layer as described above. For this reason, when it uses for uses, such as a touchscreen, for example, it becomes possible to suppress especially the fall of the visibility of a display.
  • the copper layer can be formed on the transparent substrate, but when the copper layer is directly formed on the transparent substrate, the adhesion between the transparent substrate and the copper layer may not be sufficient. is there.
  • an adhesion layer can be disposed on the transparent substrate in order to improve the adhesion between the transparent substrate and the copper layer.
  • the adhesion layer between the transparent substrate and the copper layer By disposing the adhesion layer between the transparent substrate and the copper layer, the adhesion between the transparent substrate and the copper layer can be improved, and the copper layer can be prevented from peeling from the transparent substrate.
  • the adhesion layer can function as a blackening layer. For this reason, it becomes possible to also suppress reflection of the light of a copper layer by the light from the lower surface side of a copper layer, ie, the transparent base material side.
  • the material constituting the adhesion layer is not particularly limited.
  • the adhesion between the transparent substrate and the copper layer, the degree of suppression of light reflection on the required copper layer surface, and a conductive substrate are used. It can be arbitrarily selected according to the degree of stability to the environment (for example, humidity and temperature).
  • the adhesion layer preferably contains at least one metal selected from, for example, Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn.
  • the adhesion layer may further contain one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen.
  • the adhesion layer can also include a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn. Also in this case, the adhesion layer can further include one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen.
  • a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn a Cu—Ti—Fe alloy is used as a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn.
  • a Cu—Ti—Fe alloy is used as a metal alloy containing at least two kinds of metals selected from Ni, Zn, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, W, Cu, Sn, and Mn.
  • the method for forming the adhesion layer is not particularly limited, but it is preferable to form the film by a dry plating method.
  • a dry plating method for example, a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method, or the like can be preferably used.
  • a sputtering method it is more preferable to use a sputtering method because the film thickness can be easily controlled.
  • one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen can be added to the adhesion layer, and in this case, a reactive sputtering method can be more preferably used.
  • the adhesion layer contains one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen
  • one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen in the atmosphere when forming the adhesion layer Can be added to the adhesion layer.
  • carbon monoxide gas and / or carbon dioxide gas when adding oxygen, oxygen gas, when adding hydrogen, hydrogen gas and / or water
  • nitrogen gas can be added to the atmosphere when dry plating is performed.
  • a gas containing one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen is preferably added to an inert gas and used as an atmosphere gas during dry plating.
  • an inert gas For example, argon can be used preferably.
  • the adhesion layer By forming the adhesion layer by the dry plating method as described above, the adhesion between the transparent substrate and the adhesion layer can be enhanced. And since an adhesion layer can contain a metal as a main component, for example, its adhesiveness with a copper layer is also high. For this reason, peeling of a copper layer can be suppressed by arrange
  • the thickness of the adhesion layer is not particularly limited, but is preferably 3 nm to 50 nm, for example, more preferably 3 nm to 35 nm, and still more preferably 3 nm to 33 nm.
  • the thickness of the adhesion layer is preferably 3 nm or more as described above.
  • the upper limit value of the thickness of the adhesion layer is not particularly limited, but even if it is thicker than necessary, the time required for film formation and the time required for etching when forming the wiring are increased, resulting in an increase in cost. Will be invited.
  • the thickness of the adhesion layer is preferably 50 nm or less as described above, more preferably 35 nm or less, and further preferably 33 nm or less.
  • the conductive substrate of the present embodiment includes a transparent base material and a copper layer, and can be configured such that a copper layer is disposed on at least one surface of the transparent base material.
  • an adhesion layer, a copper layer, and a blackening layer may be laminated in that order on at least one surface of the transparent substrate. Note that only one of the adhesion layer and the blackening layer can be provided.
  • FIGS. 1A and 1B show an example in which an adhesion layer and a blackening layer are provided in addition to a copper layer in the conductive substrate of the present embodiment, and a transparent substrate, an adhesion layer, a copper layer, and a blackening layer are stacked.
  • the example of sectional drawing in the surface parallel to a direction is shown. As described above, either one or both of the adhesion layer and the blackening layer may be omitted.
  • the adhesion layer 12, the copper layer 13, and the blackening layer 14 are stacked one by one on the first main plane 11a side of the transparent substrate 11. Can be configured. Further, like the conductive substrate 10B shown in FIG. 1B, the adhesion layers 12A and 12B and the copper layer 13A are respectively formed on the first main plane 11a side and the second main plane 11b side of the transparent base material 11. 13B and the blackening layers 14A and 14B can be laminated one by one in that order.
  • the blackening layer 14 (14A, 14B) As shown in FIGS. 1A and 1B, by disposing the blackening layer 14 (14A, 14B) on the upper surface of the copper layer 13 (13A, 13B), the upper surface side of the copper layer 13 (13A, 13B) is viewed. Light reflection can be suppressed.
  • the adhesiveness of the transparent base material 11 and the copper layer 13 (13A, 13B) can be improved by providing the adhesion layer 12 (12A, 12B), and the copper layer 13 (13A, 13B) from the transparent base material 11 can be improved. ) Can be particularly suppressed. Further, by providing the adhesion layer 12 (12A, 12B), it is possible to suppress light reflection even on the surface of the copper layer 13 (13A, 13B) where the blackening layer 14 (14A, 14B) is not provided. It is preferable.
  • the conductive substrate of this embodiment has been described so far, the conductive substrate of this embodiment can also be used as a single conductive substrate, but a stacked conductive layer in which a plurality of conductive substrates of this embodiment are stacked.
  • the substrate can also be made.
  • the copper layer included in the conductive substrate can be patterned depending on the application. Moreover, when the blackening layer and / or the adhesion layer are provided, these layers can be patterned similarly to the copper layer.
  • the conductive substrate or the laminated conductive substrate preferably includes a mesh-like wiring.
  • a copper layer formed on the conductive substrate before lamination, or an adhesion provided arbitrarily A configuration example of the shape of the pattern of the layer and the blackening layer will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Note that the patterned copper layer can function as a wiring.
  • FIG. 2A shows the conductive substrate 20 on the upper surface side, that is, the main body of the transparent base material 11, of one of the two conductive substrates constituting the laminated conductive substrate provided with mesh-like wiring. It is the figure seen from the direction perpendicular
  • FIG. 2B shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2A.
  • the patterned adhesion layer 22, the copper layer 23, and the blackening layer 24 on the transparent base material 11 are the main planes 11 a and 11 b of the transparent base material 11.
  • the cross section in the parallel plane is the same shape.
  • the patterned blackened layer 24 has a plurality of linear patterns (blackened layer patterns 24A to 24G) shown in FIG. 2A, and the plurality of linearly shaped patterns are parallel to the Y axis in the figure. And it can arrange
  • the blackened layer patterns blackened layer patterns (blackened layer patterns 24A to 24G) are arranged so as to be parallel to one side of the transparent substrate 11. it can.
  • the patterned copper layer 23 and the adhesion layer 22 are also patterned in the same manner as the patterned blackening layer 24, and a plurality of linear patterns (copper layer pattern, adhesion layer pattern) are formed. And the plurality of such patterns can be spaced apart from each other in parallel. For this reason, the 1st main plane 11a of the transparent base material 11 will be exposed between patterns.
  • the pattern forming method of the patterned adhesion layer 22, the copper layer 23, and the blackening layer 24 shown in FIGS. 2A and 2B is not particularly limited.
  • a mask having a shape corresponding to the pattern to be formed is placed on the blackened layer and etched to form the pattern.
  • the etching solution to be used is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the material constituting the layer to be etched.
  • the etching solution can be changed for each layer, and the copper layer, the blackening layer, and the adhesion layer can be simultaneously etched with the same etching solution.
  • a mask can be disposed on the copper layer and patterned in the same manner.
  • a laminated conductive substrate can be formed by laminating two conductive substrates patterned copper layers.
  • an adhesion layer or a blackening layer is provided in addition to the copper layer, the adhesion layer and the blackening layer are preferably patterned.
  • the laminated conductive substrate will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • 3A shows a view of the laminated conductive substrate 30 as seen from the upper surface side, that is, the upper surface side along the lamination direction of the two conductive substrates
  • FIG. 3B shows a line BB ′ in FIG. 3A.
  • the laminated conductive substrate 30 is obtained by laminating a conductive substrate 201 and a conductive substrate 202 as shown in FIG. 3B. Note that both the conductive substrates 201 and 202 are patterned on the first main plane 111a (112a) of the transparent base 111 (112), the patterned adhesion layer 221 (222), the copper layer 231 (232), and black.
  • the layer 241 (242) is stacked.
  • the patterned adhesion layer 221 (222), copper layer 231 (232), and blackening layer 241 (242) of the conductive substrates 201 and 202 are all formed in a plurality of linear shapes as in the conductive substrate 20 described above. Patterned to have a pattern.
  • the first main plane 111a of the transparent base 111 of one conductive substrate 201 and the second main plane 112b of the transparent base 112 of the other conductive substrate 202 are laminated so as to face each other. .
  • one conductive substrate 201 is turned upside down, and the second main plane 111b of the transparent base 111 of the one conductive substrate 201 and the second main plane 111b of the other conductive substrate 202 are second. You may laminate
  • a patterned copper layer 231 of one conductive substrate 201 and a patterned copper layer 232 of the other conductive substrate 202 Can be stacked so that they intersect.
  • the patterned copper layer 231 of one conductive substrate 201 can be arranged so that the length direction of the pattern is parallel to the X-axis direction in the drawing.
  • the patterned copper layer 232 of the other conductive substrate 202 can be arranged so that the length direction of the pattern is parallel to the Y-axis direction in the drawing.
  • FIG. 3A is a view seen along the lamination direction of the laminated conductive substrate 30 as described above, and therefore, the patterned blackening layers 241 and 242 arranged on the uppermost portions of the respective conductive substrates 201 and 202 are shown. Show. Since the patterned copper layers 231 and 232 have the same pattern as the patterned blackened layers 241 and 242, the patterned copper layers 231 and 232 are also mesh-like like the patterned blackened layers 241 and 242. It becomes. Further, the patterned adhesion layers 221 and 222 can also have the same mesh shape as the patterned blackening layers 241 and 242.
  • the method for adhering the two conductive substrates laminated is not particularly limited, and can be adhered and fixed by, for example, an adhesive.
  • a laminated conductive substrate 30 having mesh-like wiring is obtained. be able to.
  • 3A and 3B show an example in which a mesh-like wiring (wiring pattern) is formed by combining linear wirings, but the present invention is not limited to such a configuration, and a wiring pattern is configured.
  • the wiring can have any shape.
  • the shape of the wiring constituting the mesh-like wiring pattern can be changed to various shapes such as jagged lines (zigzag straight lines) so that moire (interference fringes) does not occur between the images on the display.
  • the conductive substrate provided with mesh-like wiring also from the conductive substrate 10B in which the copper layers 13A and 13B are formed on the first main plane 11a and the second main plane 11b of the transparent base material 11. Can be formed.
  • the adhesion layer 12A, the copper layer 13A, and the blackening layer 14A laminated on the first main plane 11a side of the transparent substrate 11 are parallel to the Y-axis direction in FIG. 1B, that is, the direction perpendicular to the paper surface. Patterning into a plurality of linear patterns. Further, the adhesion layer 12B, the copper layer 13B, and the blackening layer 14B laminated on the second main plane 11b side of the transparent substrate 11 are patterned into a plurality of linear patterns parallel to the X-axis direction in FIG. 1B. To do. Patterning can be performed by, for example, etching as described above. As a result, like the conductive substrate 40 shown in FIG.
  • the patterned adhesion layer 42A, the patterned adhesion layer 42B, the patterned blackening layer 44A, and the patterned blackening layer 44B are similarly mesh-shaped. It becomes the shape of.
  • the copper layer can have a characteristic of a surface resistance value of 0.07 ⁇ / ⁇ or less when the film thickness is 0.5 ⁇ m. For this reason, when selecting the film thickness of the copper layer so that the surface resistance value of the conductive substrate is within a predetermined range, the film thickness of the copper layer can be reduced. That is, even when the thickness of the copper layer is reduced, the surface resistance value of the conductive substrate can be suppressed.
  • the copper layer can also be patterned to be a thin line. For this reason, even after patterning, reflection of light on the surface of the copper layer, particularly the side surface of the copper layer, can be suppressed.
  • Method for producing conductive substrate Next, a configuration example of the method for manufacturing the conductive substrate according to the present embodiment will be described.
  • the manufacturing method of the conductive substrate of this embodiment can have the following processes.
  • the copper layer whose surface resistance value in the case of a film thickness of 0.5 micrometer is 0.07 ohms / square or less can be used.
  • substrate can be suitably manufactured with the manufacturing method of the electroconductive board
  • the transparent base material used for the copper layer forming step can be prepared in advance (transparent base material preparing step).
  • a resin substrate (resin film) that transmits visible light, a glass substrate, or the like can be preferably used as described above.
  • the transparent base material can be cut into an arbitrary size in advance if necessary.
  • (Copper layer forming process) it is preferable that a copper layer has a copper thin film layer.
  • the copper layer can also have a copper thin film layer and a copper plating layer.
  • a copper layer formation process can have a process of forming a copper thin film layer, for example with a dry plating method.
  • the copper layer forming step may include a step of forming a copper thin film layer by a dry plating method and a step of forming a copper plating layer on the copper thin film layer.
  • the dry plating method used in the step of forming the copper thin film layer is not particularly limited, and for example, an evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or the like can be used.
  • a vapor deposition method a vacuum vapor deposition method can be used preferably.
  • the dry plating method used in the step of forming the copper thin film layer it is more preferable to use the sputtering method because the film thickness is particularly easy to control.
  • Conditions in the step of forming the copper plating layer by the wet plating method are not particularly limited, and various conditions may be arbitrarily adopted so that the surface resistance value falls within a predetermined range.
  • a copper plating layer can be formed by supplying a base material on which a copper thin film layer is formed in a plating tank containing a copper plating solution and controlling the current density and the conveyance speed of the base material.
  • the step of forming the copper plating layer it is preferable to form the copper plating layer by a wet method using a single plating tank.
  • the copper plating layer is preferably formed by electroplating, and a diallyldimethylammonium chloride polymer is preferably used as an additive for the copper plating solution.
  • the copper plating layer is formed by electroplating using a single plating tank, and a diallyldimethylammonium chloride polymer is used as an additive for the copper plating solution. .
  • the addition amount is not particularly limited and can be arbitrarily selected.
  • the addition amount of the diallyldimethylammonium chloride polymer in a copper plating solution may be 5 mg / L or more and 40 mg / L or less.
  • the molecular weight of the diallylammonium chloride polymer is preferably in the range of 3500-4500. This is because if the molecular weight is smaller than 3500, copper crystal growth does not progress so much in the copper layer to be deposited, and if it exceeds 4500, it may not contribute much to the growth of copper crystals.
  • diallyldimethylammonium polymer may be a single polymer, it is particularly desirable to use a diallyldimethylammonium-SO 2 copolymer as the diallyldimethylammonium polymer to promote copper crystal growth.
  • the conductive substrate can also have a blackening layer and / or an adhesion layer as described above. For this reason, it can also have a blackening layer formation process and / or an adhesion layer formation process. (Blackening layer forming process) The blackening layer forming process will be described.
  • the method for forming the blackened layer is not particularly limited, and can be formed by any method.
  • a dry plating method such as a sputtering method, an ion plating method or a vapor deposition method can be preferably used.
  • the sputtering method is more preferable because the film thickness can be easily controlled.
  • the blackened layer can be formed by a wet method such as an electroplating method. (Adhesion layer forming process) Next, the adhesion layer forming step will be described.
  • the copper layer forming step can be performed after the adhesion layer forming step.
  • the adhesion layer can be formed on the first main plane 11 a which is one main plane of the transparent substrate 11.
  • an adhesion layer can be formed on the first main plane 11a and the second main plane 11b of the transparent substrate 11.
  • the adhesion layer may be formed simultaneously on both main planes.
  • the adhesion layer may be formed on the other main plane.
  • the material constituting the adhesion layer is not particularly limited, the adhesion strength between the transparent substrate and the copper layer, the degree of suppression of light reflection on the copper layer surface, and the environment in which the conductive substrate is used ( For example, it can be arbitrarily selected according to the degree of stability with respect to humidity and temperature. Since materials that can be suitably used as the material constituting the adhesion layer have already been described, description thereof is omitted here.
  • the adhesion layer can be formed by a dry plating method.
  • a dry plating method for example, a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method, or the like can be preferably used.
  • a sputtering method it is more preferable to use a sputtering method because the film thickness can be easily controlled.
  • one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen can be added to the adhesion layer, and in this case, a reactive sputtering method can be more preferably used.
  • the adhesion layer contains one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen
  • one or more selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen in the atmosphere when forming the adhesion layer By adding a gas containing these elements, it can be added to the adhesion layer.
  • a gas containing these elements it can be added to the adhesion layer.
  • carbon monoxide gas and / or carbon dioxide gas when adding oxygen, oxygen gas, when adding hydrogen, hydrogen gas and / or water
  • nitrogen gas can be added to the atmosphere when dry plating is performed.
  • a gas containing one or more elements selected from carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen is preferably added to an inert gas and used as an atmosphere gas during dry plating.
  • an inert gas For example, argon can be used preferably.
  • a target containing a metal species constituting the adhesion layer can be used as the target.
  • the adhesion layer contains an alloy
  • a target may be used for each metal species contained in the adhesion layer, and the alloy may be formed on the surface of the film-formed body such as a transparent substrate.
  • An alloyed target can also be used.
  • the adhesion layer By forming the adhesion layer by dry plating as described above, the adhesion between the transparent substrate and the adhesion layer can be enhanced. And since an adhesion layer can contain a metal as a main component, for example, its adhesiveness with a copper layer is also high. For this reason, peeling of a copper layer can be suppressed by arrange
  • the conductive substrate obtained by the method for manufacturing a conductive substrate of the present embodiment can be used for various applications such as a touch panel. And when using for various uses, it is preferable that the copper layer contained in the electroconductive board
  • the blackening layer and the adhesion layer are also patterned.
  • the copper layer, and in some cases, the blackening layer and the adhesion layer can be patterned in accordance with, for example, a desired wiring pattern.
  • the copper layer, and in some cases, the blackening layer and the adhesion layer are patterned in the same shape. It is preferable.
  • substrate of this embodiment can have the patterning process which patterns a copper layer.
  • the patterning step can be a step of patterning the adhesion layer, the copper layer, and the blackening layer.
  • the specific procedure of the patterning step is not particularly limited, and can be performed by an arbitrary procedure.
  • a mask having a desired pattern is first arranged on the blackening layer 14.
  • a mask placement step can be performed.
  • an etching step of supplying an etching solution to the upper surface of the blackening layer 14, that is, the surface side where the mask is disposed can be performed.
  • the etching solution used in the etching step is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the material constituting the layer to be etched.
  • the etching solution can be changed for each layer, and the copper layer, and in some cases, the blackening layer and the adhesion layer can be simultaneously etched with the same etching solution.
  • a patterning process for patterning 10B can also be performed.
  • a mask placement step of placing a mask having a desired pattern on the blackening layers 14A and 14B can be performed.
  • an etching step of supplying an etching solution to the upper surfaces of the blackening layers 14A and 14B, that is, the surface side where the mask is disposed can be performed.
  • the pattern formed in the etching process is not particularly limited and can be an arbitrary shape.
  • the adhesion layer 12, the copper layer 13, and the blackening layer 14 include a plurality of straight lines, jagged lines (zigzag straight lines), and the like. A pattern can be formed.
  • a pattern can be formed by the copper layer 13A and the copper layer 13B so as to form a mesh-like wiring.
  • the adhesion layer 12A and the blackening layer 14A may be patterned to have the same shape as the copper layer 13A
  • the adhesion layer 12B and the blackening layer 14B may be patterned to have the same shape as the copper layer 13B. preferable.
  • a lamination step of laminating two or more patterned conductive substrates can be performed.
  • laminating for example, by laminating so that the pattern of the copper layer of each conductive substrate intersects, it is also possible to obtain a laminated conductive substrate provided with mesh-like wiring.
  • the method of fixing two or more laminated conductive substrates is not particularly limited, but can be fixed by, for example, an adhesive.
  • the copper layer has a characteristic that the surface resistance value when the film thickness is 0.5 ⁇ m is 0.07 ⁇ / ⁇ or less. be able to. For this reason, when selecting the film thickness of the copper layer so that the surface resistance value of the conductive substrate is within a predetermined range, the film thickness of the copper layer can be reduced. That is, even when the thickness of the copper layer is reduced, the surface resistance value of the conductive substrate can be suppressed.
  • the copper layer in addition to reducing the thickness of the copper layer as described above, the copper layer can also be patterned so as to be a fine line. For this reason, even after patterning, reflection of light on the surface of the copper layer, particularly the side surface of the copper layer, can be suppressed.
  • Example 1 (Preliminary test) First, as a preliminary test, a conductive substrate in which a copper layer including a copper thin film layer and a copper plating layer is formed on a transparent substrate, and the evaluation sample having a copper layer thickness of 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m The surface resistance value of the evaluation sample was evaluated. The procedure for preparing the evaluation sample will be described below.
  • a transparent substrate made of polyethylene terephthalate resin (PET) having a length of 500 mm ⁇ width of 500 mm and a thickness of 50 ⁇ m was prepared.
  • the transparent base material made of polyethylene terephthalate resin used as the transparent base material was evaluated to have a total light transmittance of 97% when evaluated by the method defined in JIS K 7361-1.
  • a copper thin film layer forming step and a copper plating layer forming step were performed.
  • the above-described polyethylene terephthalate resin transparent substrate was used as the substrate, and the copper thin film layer was formed on the transparent substrate under the following conditions.
  • the above-mentioned transparent base material which was previously heated to 60 ° C. to remove moisture, was placed in the chamber of a sputtering apparatus equipped with a copper target.
  • a copper plating layer was formed on the copper thin film layer.
  • the copper plating layer was formed by electroplating, and each evaluation sample was formed so that the thickness of the copper layer was 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m as shown in Table 1.
  • Example 1 In the preliminary test of Example 1, when a copper plating layer was formed, a single plating tank was used, and the plating solution was a copper plating solution added with diallyldimethylammonium chloride-SO 2 copolymer. did.
  • a copper plating solution prepared so that the concentrations of copper, sulfuric acid, and chlorine were 30 g / L of copper, 80 g / L of sulfuric acid, and 50 mg / L of chlorine was used.
  • the above-mentioned DDAC-SO 2 copolymer diallyldimethylammonium chloride-SO 2 copolymer is added as an additive to the copper plating solution used so as to be 20 mg / L.
  • the plating solution contains PEG (polyethylene glycol) as a polymer component at 650 mg / L and SPS (bis (3-sulfopropyl) disulfide) as a brightener component at 15 mg / L. So that it is added.
  • PEG polyethylene glycol
  • SPS bis (3-sulfopropyl) disulfide
  • the surface resistance value of the obtained evaluation sample was evaluated.
  • the surface resistance value was measured using a low resistivity meter (model number: Lorester EP MCP-T360, manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.). The measurement was performed by a four-probe method, and the measurement was performed with the probe in contact with the outermost layer of the evaluation sample, that is, in the case of the preliminary test, the copper layer.
  • a copper layer was formed on a transparent substrate in the same manner as in the preliminary test except that the thickness of the copper layer was 0.5 ⁇ m as described above. Description of manufacturing conditions at this time will be omitted.
  • a Ni—Cu layer containing oxygen was formed as a blackened layer on the copper layer by sputtering.
  • a Ni—Cu alloy layer containing oxygen was formed as a blackening layer by a sputtering apparatus equipped with a Ni-35 wt% Cu alloy target. The procedure for forming the blackened layer will be described below.
  • a laminated body in which a copper layer was laminated on a transparent substrate was set in a chamber of a sputtering apparatus.
  • a blackened layer is formed on the upper surface of the copper layer, that is, the surface opposite to the surface of the copper layer facing the transparent substrate, and the copper layer and the blackened layer are in that order on the transparent substrate.
  • a conductive substrate laminated in the above was obtained.
  • Example 2 (Preliminary test) Implemented except that 5 plating baths were used in the copper plating layer forming process, and the copper plating layer was formed so that the thickness of the copper layer was 0.2 ⁇ m to 0.5 ⁇ m as shown in Table 1. An evaluation sample was prepared in the same manner as the preliminary test of Example 1.
  • diallyldimethylammonium chloride-SO 2 copolymer was added to the copper plating solution used in the copper plating layer forming step.
  • the surface resistance value of the obtained evaluation sample was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the blackened layer was produced under the same conditions as in Example 1.
  • the surface resistance value of the obtained evaluation sample was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the blackened layer was produced under the same conditions as in Example 1.
  • the surface resistance value of the obtained evaluation sample was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the blackened layer was produced under the same conditions as in Example 1.

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Abstract

透明基材と、 前記透明基材の少なくとも一方の面上に形成された銅層とを有し、 前記銅層は、前記銅層の膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である導電性基板を提供する。

Description

導電性基板
 本発明は、導電性基板に関する。
 静電容量式タッチパネルは、パネル表面に近接する物体により引き起こされる静電容量の変化を検出することにより、パネル表面上での近接する物体の位置の情報を電気信号に変換する。静電容量式タッチパネルに用いられる導電性基板は、ディスプレイの表面に設置されるため、導電性基板の導電層の材料には反射率が低く、視認されにくいことが要求されている。
 そこで、静電容量式タッチパネルに用いられる導電層の材料としては、反射率が低く、視認されにくい材料が用いられ、透明基板または透明なフィルム上に配線が形成されている。例えば、特許文献1には、高分子フィルム上に透明導電膜としてITO(酸化インジウム-スズ)膜を形成したタッチパネル用の透明導電性フィルムが開示されている。
 近年タッチパネルを備えたディスプレイの大画面化が進んでおり、これに対応してタッチパネル用の透明導電性フィルム等の導電性基板についても大面積化が求められている。しかし、ITOは電気抵抗値が高く信号の劣化を生じるため、大型パネルには不向きという問題があった。
 このため、例えば特許文献2、3に開示されているように導電層としてITO膜にかえて銅等の金属箔を用いることが検討されている。
日本国特開2003-151358号公報 日本国特開2011-018194号公報 日本国特開2013-069261号公報
 しかしながら、銅等の金属箔は金属光沢を有する。このため、導電層として銅等の金属箔を備えた導電性基板をタッチパネルの用途に用いた場合、導電層の表面、特に側面で光を反射して、導電層の厚さによってはディスプレイの視認性が低下する恐れがある。そして、導電層の厚さは導電性基板に要求される表面抵抗値と、導電層を構成する材料とにより決まるため、従来は導電層の厚さを十分に薄くすることは困難であった。
 上記従来技術の問題に鑑み、本発明の一側面では、銅層の厚さが薄い場合でも表面抵抗値を十分に抑制できる導電性基板を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため本発明の一側面では、
 透明基材と、
 前記透明基材の少なくとも一方の面上に形成された銅層とを有し、
 前記銅層は、前記銅層の膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である導電性基板を提供する。
 本発明の一側面によれば、銅層の厚さが薄い場合でも表面抵抗値を十分に抑制できる導電性基板を提供することができる。
本発明の実施形態に係る導電性基板の断面図。 本発明の実施形態に係る導電性基板の断面図。 本発明の実施形態に係るパターニングした導電性基板の構成説明図。 図2AのA-A´線における断面図。 本発明の実施形態に係るメッシュ状の配線を備えた積層導電性基板の構成説明図。 図3AのB-B´線における断面図。 本発明の実施形態に係るメッシュ状の配線を備えた導電性基板の断面図。 実施例、比較例の予備試験における銅層の厚さと、表面抵抗値との関係図。
 以下、本発明の導電性基板の一実施形態について説明する。
 本実施形態の導電性基板は、透明基材と、透明基材の少なくとも一方の面上に形成された銅層とを有することができる。そして、銅層は、銅層の膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値を0.07Ω/□以下とすることができる。
 なお、本実施形態における導電性基板とは、銅層等をパターニングする前の、透明基材の表面に銅層を有する基板と、銅層等をパターニングした基板、すなわち、配線基板と、を含む。銅層をパターニングした後の導電性基板は透明基材が銅層等により覆われていない領域を含むため光を透過することができ、透明導電性基板となっている。
 ここでまず、導電性基板に含まれる部材について以下に説明する。
 透明基材としては特に限定されるものではなく、可視光を透過する樹脂基板(樹脂フィルム)や、ガラス基板等を好ましく用いることができる。
 可視光を透過する樹脂基板の材料としては例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の樹脂を好ましく用いることができる。特に、可視光を透過する樹脂基板の材料として、PET(ポリエチレンテレフタレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート等をより好ましく用いることができる。
 透明基材の厚さについては特に限定されず、導電性基板とした場合に要求される強度や静電容量、光の透過率等に応じて任意に選択することができる。透明基材の厚さとしては例えば10μm以上200μm以下とすることができる。特にタッチパネルの用途に用いる場合、透明基材の厚さは20μm以上120μm以下とすることが好ましく、20μm以上100μm以下とすることがより好ましい。タッチパネルの用途に用いる場合で、例えば特にディスプレイ全体の厚さを薄くすることが求められる用途においては、透明基材の厚さは20μm以上50μm以下であることが好ましい。
 透明基材の全光線透過率は高い方が好ましく、例えば全光線透過率は30%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。透明基材の全光線透過率が上記範囲であることにより、例えばタッチパネルの用途に用いた場合にディスプレイの視認性を十分に確保することができる。
 なお透明基材の全光線透過率はJIS K 7361-1に規定される方法により評価することができる。
 透明基材は第1の主平面と、第2の主平面とを有することができる。なお、ここでいう主平面とは透明基材に含まれる面のうち最も面積の大きい平面部を指している。そして、第1の主平面と、第2の主平面とは1つの透明基材の中で対向して配置された面を意味する。すなわち、第2の主平面は、第1の主平面の反対側に位置する面を意味する。
 次に、銅層について説明する。
 銅層は、膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下であることが好ましく、0.05Ω/□以下であることがより好ましい。
 既述のように導電性基板の導電層として金属箔を用いた場合、導電層は金属光沢を有するため、タッチパネル等、ディスプレイの表示面上に配置する場合、導電層の厚さによっては、導電層表面、特に導電層の側面での光の反射により、ディスプレイの視認性が低下する恐れがある。
 しかしながら、導電層の厚さは導電性基板に要求される表面抵抗値の大きさ等と、導電層を構成する材料とにより選択されることになるため、従来の表面抵抗値が大きい金属箔を用いた導電層の場合には、導電層の厚さを薄くすることが困難であった。
 そこで、本実施形態の導電性基板においては、膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である銅層を用いることで、銅層の厚さが薄い場合でも表面抵抗値を十分に抑制できる導電性基板とすることを可能とした。銅層は導電層として機能することができる。
 なお、ここでいう膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である銅層とは、銅層の膜厚を0.5μmに限定するものではない。導電性基板に含まれる銅層を成膜する際と同条件で膜厚が0.5μmの銅層を成膜した場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下であることを意味している。
 透明基材上に銅層を形成する方法は特に限定されないが、光の透過率を低減させないため、透明基材と銅層との間に接着剤を配置しないことが好ましい。すなわち銅層は、透明基材の少なくとも一方の面上に直接形成されていることが好ましい。なお、後述のように透明基材と銅層との間に密着層を配置する場合には、密着層の上面に直接形成されていることが好ましい。
 銅層は例えば透明基材上に、乾式めっき法により銅薄膜層を形成し該銅薄膜層を銅層とすることができる。これにより、透明基材上に接着剤を介さずに直接銅層を形成できる。なお、乾式めっき法としては後で詳述するが、例えばスパッタリング法や蒸着法、イオンプレーティング法等を好ましく用いることができる。
 また、銅層の膜厚をさらに厚くする場合には、銅薄膜層を給電層として湿式めっき法により銅めっき層を形成することにより、銅薄膜層と銅めっき層とを有する銅層とすることもできる。銅層が銅薄膜層と銅めっき層とを有することにより、この場合も透明基材上に接着剤を介さずに直接銅層を形成できる。
 上述の様に透明基材の上面に銅層を直接形成するため、銅層は銅薄膜層を有することができる。また、銅層は銅薄膜層と銅めっき層とを有していてもよい。ただし、銅層の表面抵抗値を特に低減する観点から、銅層は銅薄膜層と銅めっき層とを有していることが好ましい。
 銅層の厚さは特に限定されるものではなく、銅層を配線として用いた場合に、該配線に供給する電流の大きさや配線幅等に応じて任意に選択することができる。
 ただし、銅層が厚くなると、配線パターンを形成するためにエッチングを行う際にエッチングに時間を要するためサイドエッチが生じ易くなり、細線が形成しにくくなる等の問題を生じる場合がある。このため、銅層の厚さは5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましい。
 特に本実施形態の導電性基板においては、銅層の厚さが薄くても導電性基板の表面抵抗値を十分に小さくすることができる。そして、銅層の厚さを薄くすることにより、銅層表面、特に側面での光の反射を抑制し、タッチパネル等、ディスプレイの表示面等に配置する用途に用いた場合であってもディスプレイの視認性の低下を抑制することができる。このため、本実施形態の導電性基板においては銅層の厚さは1.0μm以下であることさらに好ましく、0.5μm以下であることが特に好ましい。
 また、銅層の厚さの下限値は特に限定されるものではないが、導電性基板の抵抗値を低くし、十分に電流を供給できるようにする観点から、例えば銅層は厚さが50nm以上であることが好ましく、60nm以上であることがより好ましく、150nm以上であることがさらに好ましい。
 なお、銅層が上述のように銅薄膜層と、銅めっき層を有する場合には、銅薄膜層の厚さと、銅めっき層の厚さとの合計が上記範囲であることが好ましい。
 銅層が銅薄膜層により構成される場合、または銅薄膜層と銅めっき層とにより構成される場合のいずれの場合でも、銅薄膜層の厚さは特に限定されるものではないが、例えば50nm以上500nm以下とすることが好ましい。
 銅層は後述するように例えば所望の配線パターンにパターニングすることにより配線として用いることができる。そして、銅層は従来透明導電膜として用いられていたITO膜よりも表面抵抗値を低くすることができるから、銅層を設けることにより導電性基板の表面抵抗値を小さくできる。
 銅層の膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値を0.07Ω/□以下とする銅層の成膜方法は特に限定されないが、例えば銅層は、湿式法で成膜された銅めっき層を含んでおり、銅めっき層を単一のめっき槽を用いて成膜することが好ましい。すなわち、銅層は銅めっき層(湿式銅めっき層)を含み、該銅めっき層が、単一のめっき層であることが好ましい。
 本発明の発明者らの検討によると、銅めっき層は、成膜された直後から、銅めっき層内で銅の結晶が徐々に成長して大きくなる。そして、銅めっき層内の銅の結晶サイズが大きくなることにより銅層の表面抵抗値を特に下げることができる。
 ところが、銅めっき層を湿式法により成膜する際、基材の搬送方向に沿って2以上の複数のめっき槽を直列に配列し、各めっき槽で銅めっき膜を成膜、積層して銅めっき層を形成した場合、銅めっき膜間に微細な結晶の層が形成される場合がある。そして、各銅めっき膜を成膜後、各銅めっき膜内では銅結晶の成長が進行するものの、銅めっき膜間に微細な結晶の層が形成されると、銅めっき膜を超えて結晶成長することが阻害されると考えられる。このため、多槽のめっき槽を用いて銅めっき層を成膜した場合、銅結晶の成長は十分に進行しない。
 これに対して、上述の様に銅めっき層を単一のめっき槽を用いて成膜した場合、銅めっき層は1つの層から構成され、層全体に渡って銅結晶の成長が進行するため、成膜後に銅結晶の成長が十分に進行し、銅層の表面抵抗値を下げることができる。このため、銅めっき層を単一のめっき槽を用いて成膜することで、銅層の表面抵抗値を特に低くすることができる。
 なお、銅めっき層を成膜する際の湿式法の成膜方法としては、電気めっき法、無電解めっき法のいずれの方法でもいいが、電気めっき法であることが好ましい。
 また、銅層の表面抵抗値を上述の所定の範囲とする銅層の他の成膜方法として、銅層が、電気めっき法により成膜された銅めっき層を含み、銅めっき層を成膜する際、添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を含む添加剤を用いて成膜する方法が挙げられる。すなわち、銅めっき層は、めっき液に含まれていたジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体由来の成分を含有することが好ましい。
 銅めっき層を湿式法の一種である電気めっき法により成膜する際、めっき液としては特に限定されるものではなく、各種銅めっき液を使用することができる。ただし、本発明の発明者らの検討によれば、銅めっき液に添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を添加することで、成膜された銅めっき層に含まれる銅の結晶成長を促進することができる。そして、銅めっき層内の銅の結晶成長が促進され銅の結晶サイズが大きくなることで、銅層の表面抵抗値を下げることができる。
 特に、本発明の発明者らの検討によれば、銅層が電気めっき法により成膜された銅めっき層を含んでおり、銅めっき層を単一のめっき槽を用い、かつ銅めっき液の添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を用いることがより好ましい。これは、単一のめっき槽を用いて銅めっき層を成膜する効果と、銅めっき液の添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を用いることとが相乗的に働き、銅めっき層内の銅の結晶を特に成長させることができるためである。そして、銅めっき層内の銅の結晶が成長することにより、銅めっき層、さらには導電性基板の表面抵抗値を下げることができる。
 銅めっき液に添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を添加する場合、その添加量は特に限定されるものではなく、任意に選択することができる。例えば銅めっき液中のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体の添加量が5mg/L以上40mg/L以下となるように添加することができる。
 ジアリルアンモニウムクロライド重合体の分子量としては3500~4500の範囲が望ましい。分子量が3500より小さいと成膜される銅層中に銅結晶成長があまり進行しない場合があり、4500を超えても、銅結晶の成長にあまり寄与しない場合があるためである。
 ジアリルジメチルアンモニウム重合体は単体の重合体でも良いが、ジアリルジメチルアンモニウム重合体として、ジアリルジメチルアンモニウム-SO共重合体を用いることが銅の結晶成長促進には特に望ましい。すなわち、銅めっき層は、めっき液に含まれていたジアリルジメチルアンモニウム-SO共重合体由来の成分を含有することが好ましい。
 本実施形態の導電性基板は、透明基材、及び銅層以外にも任意の層を設けることができる。例えば黒化層や、密着層を設けることができる。黒化層、密着層について以下に説明する。
 黒化層について説明する。
 黒化層は、透明基材の少なくとも一方の面上に設けることができる。具体的には例えば銅層よりも導電性基板の外表面側に形成することができる。黒化層を設けることで、銅層の黒化層を設けた面での光の反射をさらに抑制できる。
 黒化層の材料は特に限定されるものではなく、銅層表面における光の反射を抑制できる材料であれば好適に用いることができる。
 黒化層は例えば、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも1種以上の金属を含むことが好ましい。また、黒化層は、炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素をさらに含むこともできる。
 なお、黒化層は、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも2種以上の金属を含む金属合金を含むこともできる。この場合についても、黒化層は炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素をさらに含むこともできる。この際、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも2種以上の金属を含む金属合金としては、Cu-Ti-Fe合金や、Cu-Ni-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-Zn合金、Ni-Ti合金、Ni-W合金、Ni-Cr合金、Ni-Cu-Cr合金を好ましく用いることができる。
 黒化層の形成方法は特に限定されるものではなく、任意の方法により形成することができ、例えば乾式法、または湿式法により成膜することができる。
 黒化層を乾式法により成膜する場合、その具体的な方法は特に限定されるものではないが、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法や蒸着法等の乾式めっき法を好ましく用いることができる。黒化層を乾式法により成膜する場合、膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。なお、黒化層には上述のように炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を添加することもでき、この場合は反応性スパッタリング法をさらに好ましく用いることができる。
 反応性スパッタリング法により黒化層を成膜する場合、ターゲットとしては、黒化層を構成する金属種を含むターゲットを用いることができる。黒化層が合金を含む場合には、黒化層に含まれる金属種毎にターゲットを用い、基材等の被成膜体の表面で合金を形成してもよく、予め黒化層に含まれる金属を合金化したターゲットを用いることもできる。
 また、黒化層に炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素が含まれる場合、これらは黒化層を成膜する際の雰囲気中に添加しておくことにより、黒化層中に添加することができる。例えば、黒化層に炭素を添加する場合には一酸化炭素ガスおよび/または二酸化炭素ガスを、酸素を添加する場合には酸素ガスを、水素を添加する場合には水素ガスおよび/または水を、窒素を添加する場合には窒素ガスを、スパッタリングを行う際の雰囲気中に添加しておくことができる。黒化層を成膜する際の不活性ガス中にこれらのガスを添加することにより、炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を黒化層中に添加することができる。なお、不活性ガスとしてはアルゴンを好ましく用いることができる。
 黒化層を湿式法により成膜する場合には、黒化層の材料に応じためっき液を用い、例えば電気めっき法により成膜することができる。
 黒化層の厚さは特に限定されるものではないが、例えば15nm以上であることが好ましく、25nm以上であることがより好ましい。これは、黒化層の厚さが薄い場合には、銅層表面における光の反射を十分に抑制できない場合があるため、上述のように黒化層の厚さを15nm以上とすることにより銅層表面における光の反射を特に抑制できるように構成することが好ましいためである。
 黒化層の厚さの上限値は特に限定されるものではないが、必要以上に厚くしても成膜に要する時間や、配線を形成する際のエッチングに要する時間が長くなり、コストの上昇を招くことになる。このため、黒化層の厚さは70nm以下とすることが好ましく、50nm以下とすることがより好ましい。
 本実施形態の導電性基板においては、黒化層を配置することにより、上述のように銅層表面における光の反射をさらに抑制することができる。このため、例えばタッチパネル等の用途に用いた場合にディスプレイの視認性の低下を特に抑制することが可能になる。
 密着層の構成例について説明する。
 既述のように銅層は透明基材上に形成することができるが、透明基材上に銅層を直接形成した場合に、透明基材と銅層との密着性が十分ではない場合がある。
 そこで、本実施形態の導電性基板においては、透明基材と銅層との密着性を高めるため、透明基材上に密着層を配置することができる。
 透明基材と銅層との間に密着層を配置することにより、透明基材と銅層との密着性を高め、透明基材から銅層が剥離することを抑制できる。
 また、密着層は黒化層としても機能させることができる。このため、銅層の下面側、すなわち透明基材側からの光による銅層の光の反射も抑制することが可能になる。
 密着層を構成する材料は特に限定されるものではなく、透明基材及び銅層との密着力や、要求される銅層表面での光の反射の抑制の程度、また、導電性基板を使用する環境(例えば湿度や、温度)に対する安定性の程度等に応じて任意に選択することができる。
 密着層は例えば、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも1種以上の金属を含むことが好ましい。また、密着層は炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素をさらに含むこともできる。
 なお、密着層は、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも2種以上の金属を含む金属合金を含むこともできる。この場合についても、密着層は炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素をさらに含むこともできる。この際、Ni,Zn,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,W,Cu,Sn,Mnから選ばれる少なくとも2種以上の金属を含む金属合金としては、Cu-Ti-Fe合金や、Cu-Ni-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-Zn合金、Ni-Ti合金、Ni-W合金、Ni-Cr合金、Ni-Cu-Cr合金を好ましく用いることができる。
 密着層の成膜方法は特に限定されるものではないが、乾式めっき法により成膜することが好ましい。乾式めっき法としては例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法や蒸着法等を好ましく用いることができる。密着層を乾式法により成膜する場合、膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。なお、密着層には上述のように炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を添加することもでき、この場合は反応性スパッタリング法をさらに好ましく用いることができる。
 密着層が炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含む場合には、密着層を成膜する際の雰囲気中に炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含有するガスを添加しておくことにより、密着層中に添加することができる。例えば、密着層に炭素を添加する場合には一酸化炭素ガスおよび/または二酸化炭素ガスを、酸素を添加する場合には酸素ガスを、水素を添加する場合には水素ガスおよび/または水を、窒素を添加する場合には窒素ガスを、乾式めっきを行う際の雰囲気中に添加しておくことができる。
 炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含有するガスは、不活性ガスに添加し、乾式めっきの際の雰囲気ガスとすることが好ましい。不活性ガスとしては特に限定されないが、例えばアルゴンを好ましく用いることができる。
 密着層を上述のように乾式めっき法により成膜することにより、透明基材と密着層との密着性を高めることができる。そして、密着層は例えば金属を主成分として含むことができるため銅層との密着性も高い。このため、透明基材と銅層との間に密着層を配置することにより、銅層の剥離を抑制することができる。
 密着層の厚さは特に限定されるものではないが、例えば3nm以上50nm以下とすることが好ましく、3nm以上35nm以下とすることがより好ましく、3nm以上33nm以下とすることがさらに好ましい。
 密着層についても黒化層として機能させる場合、すなわち密着層により銅層における光の反射を抑制する場合、密着層の厚さを上述のように3nm以上とすることが好ましい。
 密着層の厚さの上限値は特に限定されるものではないが、必要以上に厚くしても成膜に要する時間や、配線を形成する際のエッチングに要する時間が長くなり、コストの上昇を招くことになる。このため、密着層の厚さは上述のように50nm以下とすることが好ましく、35nm以下とすることがより好ましく、33nm以下とすることがさらに好ましい。
 次に、導電性基板の構成例について説明する。
 本実施形態の導電性基板は透明基材と、銅層とを備え、透明基材の少なくとも一方の面上に、銅層を配置した構成とすることができる。
 また、上述の密着層や黒化層を配置する場合には、例えば透明基材の少なくとも一方の面上に、密着層、銅層、黒化層をその順に積層した構成とすることもできる。なお、密着層及び黒化層はいずれか一方のみを設けることもできる。
 具体的な構成例について、図1A、図1Bを用いて以下に説明する。図1A、図1Bは、本実施形態の導電性基板において、銅層以外に密着層、黒化層を設けた例を示しており、透明基材、密着層、銅層、黒化層の積層方向と平行な面における断面図の例を示している。なお、既述のように密着層、及び黒化層についてはいずれか一方または両方を設けないこともできる。
 例えば、図1Aに示した導電性基板10Aのように、透明基材11の第1の主平面11a側に密着層12と、銅層13と、黒化層14と、を一層ずつその順に積層した構成とすることができる。また、図1Bに示した導電性基板10Bのように、透明基材11の第1の主平面11a側と、第2の主平面11b側と、にそれぞれ密着層12A、12Bと、銅層13A、13Bと、黒化層14A、14Bとを一層ずつその順に積層することもできる。
 図1A、図1Bに示したように、銅層13(13A、13B)の上面に黒化層14(14A、14B)を配置することで、銅層13(13A、13B)の上面側からの光の反射を抑制することができる。
 また、密着層12(12A、12B)を設けることにより、透明基材11と銅層13(13A、13B)との密着性を高めることができ、透明基材11から銅層13(13A、13B)が剥離することを特に抑制することができる。また、密着層12(12A、12B)を設けることにより、銅層13(13A、13B)の黒化層14(14A、14B)を設けていない面についても光の反射を抑制することが可能になり好ましい。
 ここまで本実施形態の導電性基板について説明したが、本実施形態の導電性基板は、1枚の導電性基板として用いることもできるが、本実施形態の導電性基板を複数枚積層した積層導電性基板とすることもできる。
 本実施形態の導電性基板、及び導電性基板を積層した積層導電性基板については用途に応じて、導電性基板に含まれる銅層をパターニングすることができる。また、黒化層および/または密着層を設けている場合には、これらの層についても銅層と同様にパターニングすることができる。
 特にタッチパネルの用途に用いる場合、導電性基板、または、積層導電性基板はメッシュ状の配線を備えていることが好ましい。
 ここで、2枚の導電性基板を積層してメッシュ状の配線を備えた積層導電性基板を形成する場合を例に、積層前の導電性基板に形成する銅層や、任意に設けた密着層、及び黒化層のパターンの形状の構成例について図2A、図2Bを用いて説明する。なお、パターニングされた銅層は配線として機能することができる。
 図2Aは、メッシュ状の配線を備えた積層導電性基板を構成する2枚の導電性基板のうち、一方の導電性基板について、導電性基板20を上面側、すなわち、透明基材11の主平面と垂直な方向から見た図である。また、図2Bは、図2AのA-A´線における断面図を示している。
 図2A、図2Bに示すように導電性基板20において、透明基材11上のパターニングされた密着層22、銅層23、及び黒化層24は、透明基材11の主平面11a、11bと平行な面での断面が同じ形状となっている。例えばパターニングされた黒化層24は図2A中に示した直線形状の複数のパターン(黒化層パターン24A~24G)を有し、係る複数の直線形状のパターンは図中Y軸に平行に、かつ、図中X軸方向に互いに離隔して配置できる。この際、図2Aに示したように透明基材11が四角形状を有する場合、透明基材11の一辺と平行になるように、黒化層のパターン(黒化層パターン24A~24G)を配置できる。
 なお、上述のように、パターニングされた銅層23、及び密着層22もパターニングされた黒化層24と同様にパターニングされており、直線形状の複数のパターン(銅層パターン、密着層パターン)を有し、係る複数のパターンは互いに平行に離隔して配置できる。このため、パターン間では透明基材11の第1の主平面11aが露出することとなる。
 図2A、図2Bに示したパターニングされた密着層22、銅層23、及び黒化層24のパターン形成方法は特に限定されない。例えば、黒化層を形成後、黒化層上に、形成するパターンに対応した形状を有するマスクを配置し、エッチングすることでパターンを形成できる。用いるエッチング液は特に限定されるものではなく、エッチングする層を構成する材料に応じて任意に選択することができる。例えば、層毎にエッチング液を変えることもでき、また、同じエッチング液により同時に銅層、黒化層、密着層をエッチングすることもできる。なお、黒化層を設けない場合には銅層を形成後、銅層上にマスクを配置し、同様にしてパターニングすることができる。
 そして、銅層をパターニングした2枚の導電性基板を積層することにより積層導電性基板を形成することができる。なお、銅層以外に密着層や黒化層を設けた場合には密着層や黒化層についてもパターニングしていることが好ましい。積層導電性基板について、図3A、図3Bを用いて説明する。図3Aは、積層導電性基板30を上面側、すなわち、2枚の導電性基板の積層方向に沿った上面側から見た図を示しており、図3Bは、図3AのB-B´線における断面図を示している。
 積層導電性基板30は、図3Bに示すように導電性基板201と、導電性基板202と、を積層して得られたものである。なお、導電性基板201、202は共に、透明基材111(112)の第1の主平面111a(112a)上に、パターニングされた密着層221(222)、銅層231(232)、及び黒化層241(242)が積層されている。導電性基板201、202のパターニングされた密着層221(222)、銅層231(232)、及び黒化層241(242)は、いずれも上述した導電性基板20と同様に直線形状の複数のパターンを有するようにパターニングされている。
 そして、一方の導電性基板201の透明基材111の第1の主平面111aと、他方の導電性基板202の透明基材112の第2の主平面112bとが対向するように積層されている。
 なお、一方の導電性基板201の上下を逆にして、一方の導電性基板201の透明基材111の第2の主平面111bと、他方の導電性基板202の透明基材112の第2の主平面112bとが対向するように積層してもよい。この場合、後述する図4と同様の配置となる。
 2枚の導電性基板を積層する際、図3A、図3Bに示すように、一方の導電性基板201のパターニングされた銅層231と、他方の導電性基板202のパターニングされた銅層232と、が交差するように積層することができる。具体的には例えば、図3Aにおいて、一方の導電性基板201のパターニングされた銅層231はそのパターンの長さ方向が図中のX軸方向と平行になるように配置できる。そして、他方の導電性基板202のパターニングされた銅層232はそのパターンの長さ方向が図中のY軸方向と平行になるように配置することができる。
 なお、図3Aは上述のように積層導電性基板30の積層方向に沿って見た図のため、各導電性基板201、202の最上部に配置されたパターニングされた黒化層241、242を示している。パターニングされた銅層231、232もパターニングされた黒化層241、242と同じパターンとなっているため、パターニングされた銅層231、232もパターニングされた黒化層241、242と同様にメッシュ状となる。また、パターニングされた密着層221、222についてもパターニングされた黒化層241、242と同様のメッシュ状とすることができる。
 積層した2枚の導電性基板の接着方法は特に限定されるものではなく、例えば接着剤等により接着、固定することができる。
 以上に説明したように一方の導電性基板201と、他方の導電性基板202と、を積層することにより、図3Aに示したように、メッシュ状の配線を備えた積層導電性基板30とすることができる。
 なお、図3A、図3Bにおいては、直線形状の配線を組み合わせてメッシュ状の配線(配線パターン)を形成した例を示しているが、係る形態に限定されるものではなく、配線パターンを構成する配線は任意の形状とすることができる。例えばディスプレイの画像との間でモアレ(干渉縞)が発生しないようメッシュ状の配線パターンを構成する配線の形状をそれぞれ、ぎざぎざに屈曲した線(ジグザグ直線)等の各種形状にすることもできる。
 ここでは、2枚の導電性基板を積層することによりメッシュ状の配線を備えた積層導電性基板とする例を用いて説明したが、メッシュ状の配線を備えた(積層)導電性基板とする方法は係る形態に限定されるものではない。例えば図1Bに示した、透明基材11の第1の主平面11a、第2の主平面11bに銅層13A、13Bを形成した導電性基板10Bからもメッシュ状の配線を備えた導電性基板を形成できる。
 この場合、透明基材11の第1の主平面11a側に積層した密着層12A、銅層13A、黒化層14Aを、図1B中のY軸方向、すなわち、紙面と垂直な方向と平行な複数の直線形状のパターンにパターニングする。また、透明基材11の第2の主平面11b側に積層した、密着層12B、銅層13B、及び黒化層14Bを図1B中のX軸方向と平行な複数の直線形状のパターンにパターニングする。パターニングは上述のように例えばエッチングにより実施できる。これにより、図4に示した導電性基板40のように、透明基材11を挟んで、透明基材の第1の主平面11a側に形成したパターニングされた銅層43Aと、第2の主平面11b側に形成したパターニングされた銅層43Bと、によりメッシュ状の配線を備えた導電性基板とすることができる。また、図4の導電性基板40の場合、パターニングされた密着層42Aと、パターニングされた密着層42B、及びパターニングされた黒化層44Aと、パターニングされた黒化層44Bについても同様にメッシュ状の形状となる。
 以上に説明した(積層)導電性基板によれば、銅層について、膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下の特性を有することができる。このため、導電性基板の表面抵抗値を所定の範囲内とするように銅層の膜厚を選択する際に銅層の膜厚を薄くすることができる。すなわち、銅層の膜厚を薄くした場合でも導電性基板の表面抵抗値を抑制することが可能になる。
 また、上述の様に銅層は膜厚を薄くできることに加えて、銅層を細線となるようにパターニングすることもできる。このため、パターニングした後でも、銅層表面、特に銅層の側面での光の反射を抑制することができる。
(導電性基板の製造方法)
 次に本実施形態の導電性基板の製造方法の一構成例について説明する。
 本実施形態の導電性基板の製造方法は、以下の工程を有することができる。 
 透明基材の少なくとも一方の面上に銅層を形成する銅層形成工程。 
 そして、銅層形成工程において形成する銅層としては、膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である銅層を用いることができる。
 以下に本実施形態の導電性基板の製造方法について具体的に説明する。
 なお、本実施形態の導電性基板の製造方法により上述の導電性基板を好適に製造することができる。このため、以下に説明する点以外については上述の導電性基板の場合と同様の構成とすることができるため説明を省略する。
 銅層形成工程に供する透明基材は予め準備しておくことができる(透明基材準備工程)。用いる透明基材の種類は特に限定されるものではないが、既述のように可視光を透過する樹脂基板(樹脂フィルム)や、ガラス基板等を好ましく用いることができる。透明基材は必要に応じて予め任意のサイズに切断等行っておくこともできる。
(銅層形成工程)
 そして、銅層は既述のように、銅薄膜層を有することが好ましい。また、銅層は銅薄膜層と銅めっき層とを有することもできる。このため、銅層形成工程は、例えば乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程を有することができる。また、銅層形成工程は、乾式めっき法により銅薄膜層を形成する工程と、該銅薄膜層上に銅めっき層を形成する工程と、を有していてもよい。
 銅薄膜層を形成する工程で用いる乾式めっき法としては、特に限定されるものではなく、例えば、蒸着法、スパッタリング法、又はイオンプレーティング法等を用いることができる。なお、蒸着法としては真空蒸着法を好ましく用いることができる。銅薄膜層を形成する工程で用いる乾式めっき法としては、特に膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。
 次に銅めっき層を形成する工程について説明する。湿式めっき法により銅めっき層を形成する工程における条件は、特に限定されるものではなく、表面抵抗値が所定の範囲となるように任意に諸条件を採用すればよい。例えば、銅めっき液を入れためっき槽に銅薄膜層を形成した基材を供給し、電流密度や、基材の搬送速度を制御することによって、銅めっき層を形成できる。
 ただし、既述のように、銅めっき層を形成する工程においては、単一のめっき槽を用いて湿式法により銅めっき層を成膜することが好ましい。
 また、銅めっき層を形成する工程において、銅めっき層は電気めっき法により成膜することが好ましく、銅めっき液の添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を用いることが好ましい。
 特に銅めっき層を形成する工程において、単一のめっき槽を用いて電気めっき法により銅めっき層は成膜され、かつ銅めっき液の添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を用いることがより好ましい。
 なお、銅めっき液に添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を添加する場合、その添加量は特に限定されるものではなく、任意に選択することができる。例えば銅めっき液中のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体の添加量が5mg/L以上40mg/L以下となるように添加することができる。
 ジアリルアンモニウムクロライド重合体の分子量としては3500~4500の範囲が望ましい。分子量が3500より小さいと成膜される銅層中に銅結晶成長があまり進行しない場合があり、4500を超えても、銅結晶の成長にあまり寄与しない場合があるためである。
 ジアリルジメチルアンモニウム重合体は単体の重合体でも良いが、ジアリルジメチルアンモニウム重合体として、ジアリルジメチルアンモニウム-SO共重合体を用いることが銅の結晶成長促進には特に望ましい。
 導電性基板は既述のように黒化層および/または密着層を有することもできる。このため、黒化層形成工程および/または密着層形成工程をさらに有することもできる。
(黒化層形成工程)
 黒化層形成工程について説明する。
 黒化層形成工程において、黒化層を形成する方法は特に限定されるものではなく、任意の方法により形成することができる。
 黒化層形成工程において黒化層を形成する際、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法や蒸着法等の乾式めっき法を好ましく用いることができる。特に、膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。
 また、既述のように黒化層は電気めっき法等の湿式法により成膜することもできる。
(密着層形成工程)
 次に、密着層形成工程について説明する。
 密着層形成工程を実施する場合、銅層形成工程は、密着層形成工程の後に実施することができる。
 密着層は例えば図1Aにおいて、透明基材11の一方の主平面である第1の主平面11a上に形成することができる。また、図1Bに示した導電性基板10Bの場合、透明基材11の第1の主平面11aおよび第2の主平面11bに密着層を形成することもできる。透明基材11の第1の主平面11a及び第2の主平面11bの両方に密着層を形成する場合には、両主平面に同時に密着層を形成してもよい。また、いずれか一方の主平面に密着層を形成後に他方の主平面に密着層を形成してもよい。
 密着層を構成する材料は特に限定されるものではなく、透明基材及び銅層との密着力や、銅層表面での光の反射の抑制の程度、また、導電性基板を使用する環境(例えば湿度や、温度)に対する安定性の程度等に応じて任意に選択することができる。密着層を構成する材料として好適に用いることができる材料については既述のため、ここでは説明を省略する。
 密着層の成膜方法は特に限定されないが、例えば上述のように、乾式めっき法により成膜することができる。乾式めっき法としては例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法や蒸着法等を好ましく用いることができる。密着層を乾式法により成膜する場合、膜厚の制御が容易であることから、スパッタリング法を用いることがより好ましい。なお、密着層には上述のように炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素も添加することができ、この場合は反応性スパッタリング法をさらに好ましく用いることができる。
 なお、密着層が炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含む場合には、密着層を成膜する際の雰囲気中に炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含有するガスを添加しておくことにより、密着層中に添加することができる。例えば、密着層に炭素を添加する場合には一酸化炭素ガスおよび/または二酸化炭素ガスを、酸素を添加する場合には酸素ガスを、水素を添加する場合には水素ガスおよび/または水を、窒素を添加する場合には窒素ガスを、乾式めっきを行う際の雰囲気中に添加しておくことができる。
 炭素、酸素、水素、窒素から選ばれる1種以上の元素を含有するガスは、不活性ガスに添加し、乾式めっきの際の雰囲気ガスとすることが好ましい。不活性ガスとしては特に限定されないが、例えばアルゴンを好ましく用いることができる。
 反応性スパッタリング法により密着層を成膜する場合、ターゲットとしては、密着層を構成する金属種を含むターゲットを用いることができる。密着層が合金を含む場合には、密着層に含まれる金属種毎にターゲットを用い、透明基材等の被成膜体の表面で合金を形成してもよく、予め密着層に含まれる金属を合金化したターゲットを用いることもできる。
 密着層を上述のように乾式めっき法により成膜することにより、透明基材と密着層との密着性を高めることができる。そして、密着層は例えば金属を主成分として含むことができるため銅層との密着性も高い。このため、透明基材と銅層との間に密着層を配置することにより、銅層の剥離を抑制することができる。
(パターニング工程)
 本実施形態の導電性基板の製造方法で得られる導電性基板は例えばタッチパネル等の各種用途に用いることができる。そして、各種用途に用いる場合には、本実施形態の導電性基板に含まれる銅層がパターニングされていることが好ましい。なお、黒化層や密着層を設ける場合は、黒化層や密着層についてもパターニングされていることが好ましい。銅層、場合によってはさらに黒化層、密着層は、例えば所望の配線パターンにあわせてパターニングすることができ、銅層、場合によってはさらに黒化層、密着層は同じ形状にパターニングされていることが好ましい。
 このため、本実施形態の導電性基板の製造方法は、銅層をパターニングするパターニング工程を有することができる。なお、黒化層や、密着層を形成した場合には、パターニング工程は、密着層、銅層、及び黒化層をパターニングする工程とすることができる。
 パターニング工程の具体的手順は特に限定されるものではなく、任意の手順により実施することができる。例えば図1Aのように透明基材11上に密着層12、銅層13、黒化層14が積層された導電性基板10Aの場合、まず黒化層14上に所望のパターンを有するマスクを配置するマスク配置工程を実施することができる。次いで、黒化層14の上面、すなわち、マスクを配置した面側にエッチング液を供給するエッチング工程を実施できる。
 エッチング工程において用いるエッチング液は特に限定されるものではなく、エッチングを行う層を構成する材料に応じて任意に選択することができる。例えば、層毎にエッチング液を変えることもでき、また、同じエッチング液により同時に銅層、場合によってはさらに黒化層、密着層をエッチングすることもできる。
 また、図1Bのように透明基材11の第1の主平面11a、第2の主平面11bに密着層12A、12B、銅層13A、13B、黒化層14A、14Bを積層した導電性基板10Bについてもパターニングするパターニング工程を実施できる。この場合例えば黒化層14A、14B上に所望のパターンを有するマスクを配置するマスク配置工程を実施できる。次いで、黒化層14A、14Bの上面、すなわち、マスクを配置した面側にエッチング液を供給するエッチング工程を実施できる。
 エッチング工程で形成するパターンについては特に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。例えば図1Aに示した導電性基板10Aの場合、既述のように密着層12、銅層13、及び黒化層14を複数の直線や、ぎざぎざに屈曲した線(ジグザグ直線)等を含むようにパターンを形成することができる。
 また、図1Bに示した導電性基板10Bの場合、銅層13Aと、銅層13Bとでメッシュ状の配線となるようにパターンを形成することができる。この場合、密着層12A、及び黒化層14Aは、銅層13Aと同様の形状に、密着層12B、及び黒化層14Bは銅層13Bと同様の形状になるようにそれぞれパターニングを行うことが好ましい。
 また、例えばパターニング工程で上述の導電性基板10Aについて銅層13等をパターニングした後、パターニングした2枚以上の導電性基板を積層する積層工程を実施することもできる。積層する際、例えば各導電性基板の銅層のパターンが交差するように積層することにより、メッシュ状の配線を備えた積層導電性基板を得ることもできる。
 積層した2枚以上の導電性基板を固定する方法は特に限定されるものではないが、例えば接着剤等により固定することができる。
 以上に説明した本実施形態の導電性基板の製造方法において導電性基板を製造する際、銅層について、膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下の特性を有することができる。このため、導電性基板の表面抵抗値を所定の範囲内とするように銅層の膜厚を選択する際に銅層の膜厚を薄くすることができる。すなわち、銅層の膜厚を薄くした場合でも導電性基板の表面抵抗値を抑制することが可能になる。
 また、上述の様に銅層は膜厚を薄くできることに加えて、銅層を細線となるようにパターニングすることもできる。このため、パターニングした後でも、銅層表面、特に銅層の側面での光の反射を抑制することができる。
 以下に具体的な実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(予備試験)
 まず、予備試験として、透明基材上に、銅薄膜層及び銅めっき層を含む銅層を成膜した導電性基板であって、銅層の厚さが0.1μm~0.5μmの評価試料を作製し、評価試料の表面抵抗値の評価を行った。以下に評価試料の作製手順を説明する。
 縦500mm×横500mm、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)製の透明基材を準備した。なお、透明基材として用いたポリエチレンテレフタレート樹脂製の透明基材について、全光線透過率をJIS K 7361-1に規定された方法により評価を行ったところ97%であった。
 銅層形成工程では、銅薄膜層形成工程と、銅めっき層形成工程と、を実施した。
 まず、銅薄膜層形成工程について説明する。
 銅薄膜層形成工程では、基材として上述のポリエチレンテレフタレート樹脂製の透明基材を用い、以下の条件により透明基材上に銅薄膜層を形成した。
 予め60℃まで加熱して水分を除去した上述の透明基材を、銅のターゲットを装着したスパッタリング装置のチャンバー内に設置した。
 次に、チャンバー内を1×10-3Paまで排気した後、アルゴンガスを導入し、チャンバー内の圧力を1.3Paとした。
 そして係る雰囲気下でターゲットに電力を供給し、透明基材の一方の主平面上に銅薄膜層を厚さが50nmになるように成膜した。
 次に、銅めっき層形成工程においては、銅薄膜層上に銅めっき層を形成した。銅めっき層は電気めっき法により成膜を行い、各評価試料について、銅層の厚さが表1に示したように0.1μm~0.5μmになるように成膜した。
 実施例1の予備試験では、銅めっき層を成膜する際、単一のめっき槽を用い、めっき液には、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド-SO共重合体を添加した銅めっき液を用いて実施した。
 銅めっき層形成工程で用いためっき液としては、銅、硫酸、及び塩素についての濃度が、銅30g/L、硫酸80g/L、塩素50mg/Lとなるように調製した銅めっき液を用いた。用いた銅めっき液には、添加剤として上述のDDAC-SO共重合体(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド-SO共重合体)を20mg/Lとなるように添加している。また、めっき液にはDDAC-SO共重合体以外に、ポリマー成分としてPEG(ポリエチレングリコール)が650mg/L、ブライトナー成分としてSPS(ビス(3-スルホプロピル)ジスルフィド)が15mg/Lとなるように添加している。
 得られた評価試料について、表面抵抗値の評価を行った。
 表面抵抗値は、低抵抗率計(株式会社ダイアインスツルメンツ製 型番:ロレスターEP MCP-T360)を用いて測定した。測定は4探針法により行い、評価試料の最表面の層、すなわち本予備試験の場合は銅層に探針が接触するようにして測定を行った。
 評価結果を表1、及び図5に示す。
 表1、図5に示した結果によると、銅層の厚さが0.5μmの場合に表面抵抗値が0.07Ω/□以下になっていることを確認できた。
(導電性基板の作製)
 そこで、銅層の厚さを0.5μmとし、銅層上にさらに黒化層を形成した点以外は予備試験の場合と同様の条件で導電性基板を作製した。
 まず銅層形成工程として、上述の様に銅層の厚さを0.5μmとした点以外は予備試験の場合と同様にして透明基材上に銅層を形成した。この際の作製条件については説明を省略する。
 黒化層形成工程では、銅層上に、スパッタリング法により黒化層として酸素を含有するNi-Cu層を形成した。
 黒化層形成工程では、Ni-35重量%Cu合金のターゲットを装着したスパッタリング装置により、黒化層として酸素を含有するNi-Cu合金層を成膜した。以下に黒化層の成膜手順について説明する。
 まず、透明基材上に、銅層を積層した積層体をスパッタリング装置のチャンバー内にセットした。
 次にチャンバー内を1×10-3Paまで排気した後、アルゴンガスと酸素ガスとを導入し、チャンバー内の圧力を1.3Paとした。なお、この際チャンバー内の雰囲気は体積比で30%が酸素、残部がアルゴンとしている。
 そして係る雰囲気下でターゲットに電力を供給し、銅層上に厚さ30nmになるように黒化層を成膜した。
 以上の工程により、銅層の上面、すなわち、銅層の透明基材と対向する面と反対側の面に黒化層を形成し、透明基材上に、銅層、黒化層がその順で積層された導電性基板が得られた。
 得られた導電性基板について表面抵抗値を予備試験の場合と同様にして測定を行ったところ、0.037Ω/□になることが確認できた。これは予備試験で銅層の厚さが0.5μmの場合と同じ結果であるが、黒化層の厚さが30nmと非常に薄く、導電性基板の表面抵抗値にほとんど影響を与えないためである。
[実施例2]
(予備試験)
 銅めっき層形成工程において5槽のめっき槽を用い、銅層の厚さが表1に示したように0.2μm~0.5μmになるようにして銅めっき層を成膜した点以外は実施例1の予備試験と同様に評価試料を作製した。
 なお、銅めっき層形成工程に用いた銅めっき液には実施例1の場合と同様に、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド-SO共重合体を添加した。
 得られた評価試料について実施例1と同様にして、表面抵抗値の評価を行った。
 評価結果を表1、及び図5に示す。
 表1、図5に示した結果によると、銅層の厚さが0.5μmの場合に表面抵抗値が0.07Ω/□以下になっていることを確認できた。
(導電性基板の作製)
 そこで、銅層の厚さを0.5μmとし、銅層上にさらに黒化層を形成した点以外は予備試験の場合と同様の条件で導電性基板を作製した。
 黒化層については実施例1の場合と同様の条件で作製した。
 得られた導電性基板について表面抵抗値を予備試験の場合と同様にして測定を行ったところ、0.055Ω/□になることが確認できた。これは予備試験で銅層の厚さが0.5μmの場合と同じ結果であるが、黒化層の厚さが30nmと非常に薄く、導電性基板の表面抵抗値にほとんど影響を与えないためである。
[実施例3]
(予備試験)
 銅めっき層形成工程において銅めっき液への添加剤としてDDAC-SO共重合体にかえてヤヌスグリーンBを用い、銅層の厚さが表1に示したように0.2μm~0.5μmになるようにして銅めっき層を成膜した点以外は実施例1の予備試験と同様に評価試料を作製した。
 なお、銅めっき層形成工程で用いた銅めっき液としては実施例1で説明しためっき液に添加したDDAC-SO共重合体の代わりに、同じ濃度となるように添加したヤヌスグリーンBを用いており、DDAC-SO共重合体は含まれていない。また、銅めっき層形成工程において、単一のめっき槽を用いている。
 得られた評価試料について実施例1と同様にして、表面抵抗値の評価を行った。
 評価結果を表1、及び図5に示す。
 表1、図5に示した結果によると、銅層の厚さが0.5μmの場合に表面抵抗値が0.07Ω/□以下になっていることを確認できた。
(導電性基板の作製)
 そこで、銅層の厚さを0.5μmとし、銅層上にさらに黒化層を形成した点以外は予備試験の場合と同様の条件で導電性基板を作製した。
 黒化層については実施例1の場合と同様の条件で作製した。
 得られた導電性基板について表面抵抗値を予備試験の場合と同様にして測定を行ったところ、0.05Ω/□になることが確認できた。これは予備試験で銅層の厚さが0.5μmの場合と同じ結果であるが、黒化層の厚さが30nmと非常に薄く、導電性基板の表面抵抗値にほとんど影響を与えないためである。
[比較例1]
(予備試験)
 銅めっき層形成工程において銅めっき液への添加剤としてヤヌスグリーンBを用い、5槽のめっき槽を用い、銅層の厚さが表1に示したように0.2μm~0.5μmになるようにして銅めっき層を成膜した点以外は実施例1と同様に評価試料を作製した。
 なお、銅めっき層形成工程で用いた銅めっき液としては実施例1で説明しためっき液に添加したDDAC-SO共重合体の代わりに、同じ濃度となるように添加したヤヌスグリーンBを用いており、DDAC-SO共重合体は含まれていない。
 得られた評価試料について実施例1と同様にして、表面抵抗値の評価を行った。
 評価結果を表1、及び図5に示す。
 表1、図5に示した結果によると、銅層の厚さが0.5μmの場合に表面抵抗値が0.07Ω/□を超えていることを確認できた。
(導電性基板の作製)
 そこで、銅層の厚さを0.5μmとし、銅層上にさらに黒化層を形成した点以外は予備試験の場合と同様の条件で導電性基板を作製した。
 黒化層については実施例1の場合と同様の条件で作製した。
 得られた導電性基板について表面抵抗値を予備試験の場合と同様にして測定を行ったところ、0.072Ω/□と実施例1~実施例3と比較して大きくなることが確認できた。
 すなわち、比較例1で作製した導電性基板において、所望の表面抵抗値とするためには、実施例1~実施例3の場合よりも銅層の厚さを厚くする必要があることが確認できた。そして、銅層の厚さが厚くなることにより銅層表面、特に銅層の側面での反射が生じやすくなる。このため、例えばタッチパネル用に用いた場合、実施例1~実施例3の導電性基板と比較するとディスプレイの視認性が低下することが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 以上に導電性基板を、実施形態および実施例等で説明したが、本発明は上記実施形態および実施例等に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
 本出願は、2015年6月26日に日本国特許庁に出願された特願2015-129285号に基づく優先権を主張するものであり、特願2015-129285号の全内容を本国際出願に援用する。
10A、10B、20、201、202、40         導電性基板
11                            透明基材
13、13A、13B、23、231、232、43A、43B 銅層

Claims (4)

  1.  透明基材と、
     前記透明基材の少なくとも一方の面上に形成された銅層とを有し、
     前記銅層は、前記銅層の膜厚が0.5μmの場合の表面抵抗値が0.07Ω/□以下である導電性基板。
  2.  前記銅層は、湿式法で成膜された銅めっき層を含んでおり、
     前記銅めっき層は単一のめっき槽を用いて成膜される請求項1に記載の導電性基板。
  3.  前記銅層は、電気めっき法により成膜された銅めっき層を含んでおり、
     前記銅めっき層を成膜する際、添加剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体を用いる請求項1または2に記載の導電性基板。
  4.  前記ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体としてジアリルジメチルアンモニウムクロライド-SO共重合体を用いる請求項3に記載の導電性基板。
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