特許 6496784 導電シート及び該導電シートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6496784

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】導電シート及び該導電シートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 5/14 20060101AFI20190325BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20190325BHJP

   B32B 15/082 20060101ALI20190325BHJP

   H05K 1/09 20060101ALI20190325BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20190325BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   H01B5/14 A

   H01B13/00 503B

   B32B15/082 B

   H05K1/09 D

   H05K1/09 A

   G06F3/041 495

   G06F3/041 640

   G06F3/044 122

   G06F3/044 128

【請求項の数】17

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-153667(P2017-153667)

(22)【出願日】2017年8月8日

(65)【公開番号】特開2019-33007(P2019-33007A)

(43)【公開日】2019年2月28日

【審査請求日】2018年8月1日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度 国立研究開発法人科学技術振興機構 産学共同実用化開発事業 産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】509352945

【氏名又は名称】田中貴金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000268

【氏名又は名称】特許業務法人田中・岡崎アンドアソシエイツ

(72)【発明者】

【氏名】小林 瑠美

(72)【発明者】

【氏名】牧田 勇一

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 優輔

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 弘規

(72)【発明者】

【氏名】久保 仁志

(72)【発明者】

【氏名】石田 博文

(72)【発明者】

【氏名】榎本 貴男

【審査官】 澤村 茂実

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０４８６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００６１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１００４０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０２４６１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ ５／１４，１３／００

Ｈ０５Ｋ １／００−１／１８

Ｂ３２Ｂ １５／０８２

Ｇ０６Ｆ ３／０４１，３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、前記基板の片面側に形成された電極層とを有する導電シートであって、
前記電極層は、第１の電極層と第２の電極層とを含み、
前記基板上に、第１の電極層、第２の電極層がこの順で積層されており、
前記第１の電極層は、フッ素樹脂からなる第１の下地層と、前記第１の下地層表面に形成された第１の金属配線とからなり、
前記第２の電極層は、フッ素樹脂からなる第２の下地層と、前記第２の下地層表面に形成された第２の金属配線とからなり、
前記第１の下地層の厚さは、０．０１μｍ以上５μｍ以下であり、前記第２の下地層の厚さは、０．０４μｍ以上１μｍ以下であり、
更に、前記第１の金属配線の底面と第２の金属配線の底面との距離が、１．２μｍ以上４．５μｍ以下である導電シート。

【請求項2】

第１及び第２の下地層を構成するフッ素樹脂は、炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）を含み、フッ素含有単量体に基づく繰り返し単位であって、フッ素原子数と炭素原子数との比（Ｆ／Ｃ）が１．０以上である繰り返し単位を少なくとも１種有する重合体からなる樹脂である請求項１記載の導電シート。

【請求項3】

第１及び第２の下地層を構成するフッ素樹脂は、重合体を構成するフッ素含有単量体に基づく繰り返し単位に、更に、少なくとも１つの酸素原子（Ｏ）を含む請求項２記載の導電シート。

【請求項4】

第１及び第２の金属配線は、銀、金、白金、パラジウム、銅、ニッケルの少なくともいずれかよりなる請求項１〜請求項３のいずれかに記載の導電シート。

【請求項5】

第１の電極層と第２の電極層との間に、誘電体又は絶縁体からなる中間層を少なくとも１層含む請求項１〜請求項４のいずれかに記載の導電シート。

【請求項6】

中間層の厚さは、合計で１μｍ以上３μｍ以下である請求項５記載の導電シート。

【請求項7】

第２の電極層の表面に、少なくとも１層のコーティング層を含む請求項１〜請求項６のいずれかに記載の導電シート。

【請求項8】

コーティング層の厚さは、合計で１μｍ以上３μｍ以下である請求項７記載の導電シート。

【請求項9】

ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に基づく全光線透過率が８５％以上である請求項１〜請求項８のいずれかに記載の導電シート。

【請求項10】

請求項１〜請求項９のいずれかに記載の導電シートを備えるタッチパネル。

【請求項11】

請求項１〜請求項９のいずれかに記載の導電シートの製造方法であって、
基板の片面に、第１の電極層と第２の電極層とをこの順で形成する工程を含み、
前記第１及び第２の電極層を、下記の（ａ）〜（ｃ）の工程を含む方法で形成して導電シートを製造する方法。
（ａ）基板にフッ素樹脂を塗布して下地層を形成する工程。
（ｂ）前記下地層の金属配線を形成する部位に官能基を形成する工程。
（ｃ）アミン化合物からなる保護剤Ａ、及び、脂肪酸からなる保護剤Ｂにより保護された金属微粒子が溶媒に分散してなる金属インクを、前記基板表面に塗布し、前記金属微粒子を下地層に固定することで金属配線を形成する工程。

【請求項12】

フッ素樹脂からなる下地層表面に官能基を形成する工程は、下地層の金属配線を形成する部位に１ｍＪ／ｃｍ^２以上４０００ｍＪ／ｃｍ^２以下のエネルギーを印加するものである請求項１１記載の導電シートの製造方法。

【請求項13】

官能基として、カルボキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基の少なくともいずれかを形成する請求項１１又は請求項１２に記載の導電シートの製造方法。

【請求項14】

金属インクのアミン化合物からなる保護剤Ａは、炭素数４以上１２以下のアミン化合物の少なくとも１種からなり、脂肪酸からなる保護剤Ｂは、炭素数４以上２６以下の脂肪酸の少なくとも１種からなる請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の導電シートの製造方法。

【請求項15】

（ｃ）工程で金属粒子を下地層に固定後、基板を４０℃以上２５０℃以下に加熱することで金属粒子同士を結合し金属配線を形成する請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載の導電シートの製造方法。

【請求項16】

第１の電極層を形成後、第２の電極層を形成前に、少なくとも１層の中間層を形成する工程を含む請求項１１〜請求項１５のいずれかに記載の導電シートの製造方法。

【請求項17】

第２の電極層を形成後、少なくとも１層のコーティング層を形成する工程を含む請求項１１〜請求項１６のいずれかに記載の導電シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネル等を構成するための導電シートに関する。詳しくは、基板上に第１、第２の２系統の金属配線を備え、それら金属配線を有する電極層が基板の片面側に２層構造で形成された導電シートに関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＣ、タブレット、スマートフォン等の各種電子機器の入力装置として、従来からタッチパネルが使用されている。タッチパネルは、タッチ入力を検出する配線を透明基板上に形成した導電シートにより構成されている。この導電シートに関しては、これまでＩＴＯ等の透明電極が配線材料として適用されてきたが、近年のパネル大型化による配線長増大に対応するため、電気抵抗の低い銀や銅等の金属配線の適用が検討されている。金属は、本来は透明な材料ではないが、人間の可視領域を超えるミクロンオーダーの細線にすることで、透明電極と同等に透光性を発揮する。

【0003】

各種の基板に金属配線を形成する方法としては、従来からフォトリソグラフィ法が知られているが、本願出願人は、金属粒子を含む所定構成の金属インクを用いた金属配線の製造方法を提案している（特許文献１）。この金属配線の形成方法では、撥液性を有するフッ素樹脂を基板に塗布した後、金属配線を形成する部位に官能基（親水基）を形成する。そして、この基板に金属インクを塗布することで、インク中の金属粒子を官能基に結合させ、金属粒子を焼結させてバルク状に近い金属配線を形成する。この金属配線の形成法では、フッ素樹脂表面に官能基を形成する方法として、微細なパターニングが可能な紫外線等の光照射を採用しており、これにより、高精細な配線を効率的に製造できる。また、この方法では、金属粒子を比較的低温で焼結させて金属配線にすることができる。そのため、基板の熱損傷を懸念することもなく、透明で軽量な樹脂材料も使用することができる。

【0004】

ところで、タッチパネル用の導電シートの構成は、基板に電気的に絶縁された２系統（Ｘ方向、Ｙ方向）の配線が形成されているものが一般的である。これらの配線は、通常、交差して格子状のパターンを形成している。そして、このような２系統の配線を有する導電シートは、図７のように、１枚の基板の表面と裏面に、それぞれ配線を形成することが多い。このような導電シートでは、基板がそれぞれの配線を電気的に絶縁することとなる。例えば、特許文献２には、基板の一面に第１の電極を含む層を形成し、基板の他面に第２の電極を含む層を形成した導電シートを含むタッチパネルが記載されている。ここで、本願明細書においては、基板の表面と裏面に配線を形成する導電シートについて、「両面構造」と称することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−４８６０１号公報

【特許文献2】特開２０１０−３９５３７号公報

【特許文献3】特開２０１１−８２２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記した基板の両面に配線を形成する導電シートは、変形（曲げ）に対する耐久性に問題がある。近年、可撓性を有する折り曲げ可能なディスプレイ、タッチパネルが発表されている。このようなフレキシブルタイプのディスプレイ等では、指先によるタッチに加え、画面を曲げることによっても入力が可能となっているものがある。このときの曲げの方向は固定されることはなく、タッチパネルは繰返し曲げ変形を受けることになる。

【0007】

従来の両面構造の導電シートについて曲げ変形が加えられると、表側及び裏側の配線が追従して変形するが、このときの曲率（Ｒ）は表裏で相違し、曲げの表側の曲率が大きくなる。従って、表側・裏側において、配線が受ける変形率が相違する。そして、曲げの繰返しにより、配線の断面積減少による抵抗値増加や断線による絶縁が生じるおそれがある。また、配線の断線等は片面だけでなく両面で発生することがある。上記のとおり、曲げの方向は固定されることがないからである。このように両面構造の導電シートは、曲げ変形に対する配線の耐久性に問題が生じ得る。

【0008】

また、上記のとおり、導電シートにおける配線材料として、銀等の金属配線の適用が検討されているが、金属配線には光反射による視認性に係る問題がある。銀等の金属は光反射率が高いので、極細線であっても見る角度によって反射光によって配線パターンが識別されることがある。かかる金属配線の問題には、いくつかの対策が知られており、例えば、金属配線表面を反射性のない材質で被覆することが提案されている。例えば、特許文献３では、銀の配線をテルル塩酸溶液で処理することで、配線表面に一定厚さの黒化層が形成され、金属配線の反射の問題に対応が可能となることが記載されている。

【0009】

しかしながら、両面構造の導電シートは、上記のような金属配線に対する反射防止の処理を完全に行うことができない。透明基板を適用した両面構造の導電シートにおいて、使用者が観察できるのは、基板の一方の面の配線の外表面と、基板の他方の面と配線との界面である。そして、両面構造の導電シートに対しては、一方の面の配線外表面の反射防止は可能であるが、他方の面の金属配線の反射を防止することはできない。上記した反射防止処理は、金属配線の外表面に対して作用する処理であって、形成済の配線と基板との界面には作用しない。従って、両面構造の導電シートに対しては、不完全な処理しかできない。

【0010】

本発明は上記のような背景のもとになされたものであり、基板に第１、第２の２系統の金属配線を形成した導電シートについて、曲げや変形を受けても金属配線への影響が生じ難いものを開示する。また、金属配線に対して反射防止処理を行うに際して、双方の金属配線に有効に処理ができるものを提供する。そして、そのような導電シートの製造方法であって、高精細な金属配線を形成しつつ効率的に導電シートを製造できる方法も明らかにする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記した従来の両面構造の導電シートに対する問題は、基板の両面それぞれに配線を形成することにある。導電シートにとって、基板はシート全体の厚みを規定する最も厚い部材だからである。従って、曲げ変形時の配線が受ける変形率（曲率）の差をなくすためには、基板の片面に双方の配線を形成して２層構造にすることが考えられる。

【0012】

ここで、従来から知られている金属配線の形成方法としては、フォトリソグラフィ法があるが、この方法はレジストの塗布及び除去の工程が必要となる。レジストの除去工程は、レジストを溶液で溶解する処理であるので、１つの基板上に２層の金属配線を形成することは不可能である。そのため、フォトリソグラフィ法の適用を考慮する場合、図１のように、１つの基板に１つの金属配線を形成した導電シートを２枚積層すれば、形式上２層構造の金属配線を形成できる。このような構成であれば、それぞれの導電シートの金属配線に反射防止の処理ができるので、両面構造の問題点の一部は解決できる。尚、このように１つの基板に１つの金属配線有する導電シートを２枚積層する構造について、「積層構造」と称することがある。

【0013】

但し、かかる積層構造の導電シートは、曲げ変形における配線損傷の問題の解決にはならない。即ち、上層の基板を基準としてみれば、各金属配線の配置関係は、両面構造のそれと同じだからである。また、このような積層構造は、基板を２枚使用するので、導電シート全体の厚みを厚くする。更に、２枚の導電シートを製造する分、コストアップも懸念される。

【0014】

そこで、本発明者等は、更なる検討を行ったところ、上記した本願出願人による、所定のフッ素樹脂及び金属インクを適用した金属配線の形成方法（特許文献１）を応用することに想到した。そして、この方法で形成される金属配線を含む電極層を、基板の片面に複数積層させることで、好適な導電シートを得ることができるとして本発明に想到した。

【0015】

即ち、本発明は、基板と、前記基板の片面側に形成された電極層とを有する導電シートであって、前記電極層は、第１の電極層と第２の電極層とを含み、前記基板上に、第１の電極層、第２の電極層がこの順で積層されており、前記第１の電極層は、フッ素樹脂からなる第１の下地層と、前記第１の下地層表面に形成された第１の金属配線とからなり、前記第２の電極層は、フッ素樹脂からなる第２の下地層と、前記第２の下地層表面に形成された第２の金属配線とからなる、導電シートである。以下、本発明に係る導電シートについて、その構成を詳細に説明する。

【0016】

（Ｉ）本発明に係る導電シートの構成
上記のとおり、本発明は、基板と基板片面側に形成された電極層とからなる。そして、この電極層は、第１の電極層と第２の電極層とを積層させて構成される。本発明の導電シートにおける必要最小限の構造は、図２のようになる。以下、各構成について説明する。尚、本願明細書においては、本発明に係る導電シートの構造について、必要に応じて「片面２層構造」と称するときがある。

【0017】

（Ａ）基板
本発明の片面２層構造の導電シートに適用される基板は、特に限定する必要はなく、金属、セラミックからなる基板が適用でき、更に、樹脂、プラスチック製の基板も適用可能である。また、重量の制限がなければガラスを使用することも可能である。但し、基板は透明体からなるものが好ましい。本発明は、タッチパネル、ディスプレイ等の表示装置に好適に使用されるものだからである。

【0018】

（Ｂ）電極層
本発明に係る導電シートは、上記で説明した基板の片面に２層の電極層が形成されてなる。これら電極層の構成としては、基板に対して、第１の電極層、第２の電極層がこの順で積層されている。以下、各電極層の構成について説明する。

【0019】

（Ｂ−１）第１の電極層
第１の電極層は、基板表面上に形成され、フッ素樹脂からなる第１の下地層と、その表面上に形成される第１の金属配線とからなる。

【0020】

（Ｂ−１−１）第１の下地層
第１の下地層は、以下で詳細に説明するように、本発明の導電シートを製造する上で主要な役割を有する。このフッ素樹脂からなる第１の下地層においては、所望の配線パターンで所定の処理により官能基が形成され、そこに金属配線の前駆体である金属粒子が固定される。そして、固定された金属粒子が金属配線となる。この下地層を形成するフッ素樹脂には、配線パターン以外の部位に金属粒子が固定されないようにするための撥液性、及び、所定の処理により官能基を生成するための反応性が要求される。また、タッチパネル等への適用を考慮すると、透明性を有することが好ましい。

【0021】

本発明で下地層となるフッ素樹脂は、その構造式において、炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）を含む樹脂材料からなる。具体的には、フッ素含有単量体に基づく繰り返し単位であって、フッ素原子数と炭素原子数との比（Ｆ／Ｃ）が１．０以上である繰り返し単位を少なくとも１種有する重合体が好ましい。本発明のフッ素樹脂を構成する重合体の繰り返し単位について、フッ素原子数と炭素原子数との比（Ｆ／Ｃ）を１．０以上とするのは、下地層に金属配線形成の際に要求される撥液性を具備させるためである。このＦ／Ｃの数値は、１．５以上であるものがより好ましい。尚、Ｆ／Ｃの上限については、撥液性、入手容易性の理由からＦ／Ｃは２．０を上限とするのが好ましい。

【0022】

本発明におけるフッ素樹脂は、上記のフッ素含有単量体に基づく繰り返し単位を少なくとも１種を含むこが好ましい。この条件を具備すれば、本発明のフッ素樹脂は、Ｆ／Ｃが１．０未満のフッ素含有単量体に基づく繰り返し単位を含んでもよく、更に、フッ素原子を含まないフッ素非含有単量体に基づく繰り返し単位を含んでいても良い。また、フッ素樹脂は、フッ素含有単量体に基づく繰り返し単位の一部に、酸素、窒素、塩素等のヘテロ原子を含んでいてもよい。

【0023】

このような構成元素及びＦ／Ｃの条件を満足し得るフッ素樹脂の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソール共重合体（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、環状パーフルオロアルキル構造又は環状パーフルオロアルキルエーテル構造を有するフッ素樹脂等が挙げられる。

【0024】

また、撥液性を担保するためのフッ素の含有量に関する条件に加えて、他の特性を考慮して好適なフッ素樹脂を選択することも好ましい。例えば、基板に塗布する際の溶媒への可溶性を考慮して、主鎖に環状構造を有するパーフルオロ樹脂をフッ素樹脂とするのが好ましい。また、フッ素樹脂に透明性を要求するときには、非晶質のパーフルオロ樹脂を適用するのがより好ましい。

【0025】

そして、下地層となるフッ素樹脂として特に好ましいのは、重合体を構成するフッ素含有単量体に基づく繰り返し単位に、少なくとも１つの酸素原子（Ｏ）を含むフッ素樹脂である。かかるフッ素樹脂を特に好ましいとするのは、下地層表面に金属配線を形成する際、容易且つ好適に官能基を形成できるからである。尚、この繰返し単位中の酸素原子の数は、３を上限とするものが好ましい。

【0026】

これらの点を考慮したときに好ましいフッ素樹脂としては、パーフルオロブテニルビニルエーテル重合体（ＣＹＴＯＰ（登録商標）：旭硝子株式会社）、テトラフルオロエチレンーパーフルオロジオキソール共重合体（ＴＦＥ−ＰＤＤ）、テフロン（登録商標）ＡＦ：三井・デュポン フロロケミカル株式会社）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロアルコキシ重合体（アルゴフロン（登録商標）：ソルベイジャパン株式会社）等が挙げられる。

【0027】

以上説明したフッ素樹脂からなる、第１の下地層の厚さは、０．０１μｍ以上５μｍ以下とするのが好ましい。０．０１μｍ未満では発液性が発揮され難くなる。また、下地層の透明性を維持するためには５μｍ程度を上限とするのが好ましい。この第１の下地層の厚さとは、下地層と基板との界面から下地層の最表面までの厚さであり、平均値を採用するのが好ましい。

【0028】

本発明に係る導電シートについて、以上説明したフッ素樹脂からなる下地層は、各種の分析手段によりその存在が確認できる。分析手段としては、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）、ＥＰＭＡ（電子線プローブマイクロ分析）、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）等が適用できる。例えば、ＳＩＭＳにより、導電シート断面における下地層或いは下地層の表面を対象として、任意箇所において炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）の元素分析を行い、各元素の検出強度を測定して強度比（Ｆ／Ｃ）を算出し、フッ素樹脂の構成を推定することができる。このとき、フッ素の検出強度と炭素の検出強度との比（Ｆ／Ｃ）が１．０以上であるとき、上記した好適なフッ素樹脂（フッ素原子数と炭素原子数との比（Ｆ／Ｃ）が１．０以上である繰り返し単位を少なくとも１種有する重合体）と判定することができる。尚、このような分析では、複数箇所の分析を行って、強度比の平均値を採用するのが好ましい。

【0029】

（Ｂ−１−２）第１の金属配線
以上説明したフッ素樹脂からなる下地層の上に、第１の金属配線が形成されて第１の電極層となる。ここで、第１の金属配線は、その構成材料として銀、金、白金、パラジウム、銅、ニッケルの少なくともいずれかよりなるものが好ましい。これらの金属は、導電性に優れ配線材料として有用である。特に、導電線の観点から銀を適用するのが好ましい。

【0030】

第１の金属配線は、上記した金属のうち、１種の金属のみよりなるものの他、各金属が固溶した合金や各金属の混合体であっても良い。また、金属配線は、単層構造であっても良いが、多層構造を有するものでも良い。多層構造とするとき、同種金属で形成しても良いし、異種金属で形成しても良い。

【0031】

更に、第１の金属配線は、その表面上に反射防止のために他の金属、化合物を備えていても良い。この反射防止のための金属、化合物は、層を形成していても良いし、粒子状で分散していても良い。また、第１の金属配線は、その表面状態を安定化するためにチオール化合物、脂肪酸等の単分子膜が形成されていても良い。

【0032】

第１の金属配線の寸法（厚さ、線幅）は限定されることはない。また、配線パターンの形状も特に限定されることはない。尚、タッチパネル等の用途を考慮し、可視領域を超えたミクロンオーダーの細線が好ましことから、金属配線の幅は、０．５μｍ以上８.０μｍ以下のものが好ましい。また、金属配線の厚さは、０．１μｍ以上１．０μｍ以下とするのが好ましい。多層構造の金属配線を形成するときは、合計の厚さを前記範囲にするのが好ましい。金属配線の幅、厚さは、平均値により規定するのが好ましい。

【0033】

尚、本発明における金属配線は、上記した本願出願人による金属配線の形成方法（特許文献１）により形成されたものが好ましい。この方法では、金属粒子が溶媒に分散したインクを塗布後、金属粒子同士を焼結させることで金属配線が形成される。この金属配線は、金属の粒子を前駆体としつつも、焼結により空隙のない緻密なバルク状の薄膜からなる。このとき、金属配線を構成する金属（銀及び銅）の純度は、９９質量％以上である。

【0034】

（Ｂ−２）第２の電極層
本発明に係る導電シートの特徴は、上記第１の電極層の上に第２の電極層を積層し、片面２層構造を形成している点にある。この第２の電極層は、第２の電極層と同様の構成を有し、フッ素樹脂からなる第２の下地層と第２の金属配線とを含む。

【0035】

（Ｂ−２−１）第２の下地層
第２の電極層の第２の下地層となるフッ素樹脂の構成は、基本的に第１の下地層と同様である。即ち、炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）を含み、フッ素含有単量体に基づく繰り返し単位であって、フッ素原子数と炭素原子数との比（Ｆ／Ｃ）が１．０以上である繰り返し単位を少なくとも１種有する重合体が好ましい。また、このフッ素含有単量体に基づく繰り返し単位には、少なくとも１つの酸素原子（Ｏ）を含むものが好ましい。この第２の下地層に適用されるフッ素樹脂の好ましい具体例も、第１の下地層と同じである。

【0036】

尚、第２の下地層のフッ素樹脂は、第１の下地層と同じフッ素樹脂と同じであっても良い。また、上記の好ましい構成を具備するフッ素樹脂であれば、第２の下地層のフッ素樹脂は、第１の下地層とは相違するフッ素樹脂であっても良い。

【0037】

第２の下地層について、第１の下地層との関連で重要な事項として、その厚さが挙げられる。第２の下地層は、第１の下地層と同じ厚さとしても良いが、０．０４μｍ以上１μｍ以下とするのがより好ましい。つまり、第２の下地層の厚さの好適範囲は、第１の電極層の下地層の厚さの好適範囲よりも狭くなっている。

【0038】

上記のように、第２の下地層の厚さの下限値（０．０４μｍ）は、第１の下地層の厚さの下限値（０．０１μｍ）よりも厚いことが好ましい。これは、第２の下地層が薄すぎると、その上に形成される金属配線（第２の金属配線）が設計通りの線幅とならないときがある。具体的に説明すると、第２の金属配線形成の際には、第２の下地層表面に官能基形成のために露光処理を行うこととなる。このとき、第２の下地層が薄すぎると、露光処理のためのフォトマスクとの密着が不十分になることがあり、所望の線幅の露光パターンが形成されないことがある。その結果、全体的或いは部分的に、第２の配線の線幅が太くなることがある。また、このような金属配線の品質の問題に加えて、第２の下地層が薄すぎると、導電シートが曲げ変形を受けたときに下地層付近に破れが生じる可能性がある。以上のような理由により、第２の下地層厚さの下限値を設定している。

【0039】

一方、第２の下地層の厚さの上限値（１μｍ）は、第１の下地層の厚さの上限値（５μｍ）よりも薄いことが好ましい。これは、第２の下地層が過度に厚くなると、導電シート変形時の金属配線の変形率（曲率）の差異が大きくなり、導電シートの曲げ強度が確保し難くなるからである。また、第２の下地層が過度に厚いと、透明性確保にも支障が生じる。このように、本発明では、第１、第２の電極層を積層させているが、単純に積層させるのではなく、第２の下地層による影響を考慮した条件設定を行うことが好ましい。

【0040】

第２の下地層の厚さとは、第２の下地層と第１の金属配線との界面、若しくは、後述する中間層が適用される場合には第２の下地層と中間層との界面を起点とし、この起点から第２の下地層の最表面までの距離とする。この第２の下地層の厚さも、複数個所の平均値を採用するのが好ましい。

【0041】

（Ｂ−２−２）第２の金属配線
第２の金属配線についても、第１の金属の配線と同様の構成を適用することが好ましい。即ち、第２の金属配線は、銀、金、白金、パラジウム、銅、ニッケルの少なくともいずれかよりなるものが好ましい。第２の金属配線は、これらの１種の金属のみからなるものでも良いし、合金・混合体であっても良い。また、単層構造又は多層構造をとることができる。更に、金属配線の上に他の金属、化合物を備えていても良い。

【0042】

また、第２の金属配線の寸法、形状も限定されることはない。よって、第２の金属配線の幅についても、０．５μｍ以上８.０μｍ以下のものが好ましい。また、第２の金属配線の厚さとしては、０．１μｍ以上１．０μｍ以下とするのが好ましい。

【0043】

第２の金属配線は、第１の金属配線と同じ金属で構成されても良いが、異なる金属を適用しても良い。例えば、第１の金属配線で銀を適用しつつ、第２の金属配線で銅を適用しても良い。尚、金属配線のパターン形状も制約を受けないが、第１の金属配線と、第２の金属配線とが交差してメッシュパターンを形成するようにするのが一般的である。

【0044】

ここで、第１の電極層との関連における第２の電極層の好ましい形態としては、それらの層間距離を１．２μｍ以上４．５μｍ以下することが好ましい。この層間距離とは、第１の金属配線の底面と第２の金属配線の底面との距離である。このように第１の電極層と第２の電極層との層間距離を規定するのは、層間距離が小さすぎる場合、導電シートの静電容量が過大になる箇所が局所的に発生し、面内でセンサー感度の差異が生じて誤作動を起こす可能性があるからである。本件においては、片面２層構造を採用しつつ、第１、第２下地層としてフッ素樹脂からなる層が形成されている。それら各構成の影響を考慮しつつ、静電容量の面内の安定性確保のため、層間距離の下限値を上記のように設定した。

【0045】

一方、層間距離の上限値を上記のように設定したのは、層間距離が過大となると、曲げ変形による第２の金属配線の断線のおそれが生じる。また、導電シートの低背化に反するからである。

【0046】

（Ｂ−４）電極層の任意的構成
上記のとおり、本発明の電極層は、第１の電極層と第２の電極層の２層を基本的構成とする。但し、本発明では、これらに加え、任意的に他の構成の存在を許容する。具体的には、第１電極層と第２電極層との間における中間層と、第２電極層上のコーティング層が挙げられる。

【0047】

（Ｂ−４−１）中間層
本発明の導電シートは、第１の電極層と第２の電極層との間に、誘電体又は絶縁体からなる中間層を少なくとも１層含むことができる。この中間層は、第１の電極層の第１の金属配線について、マイグレーション防止、防湿・酸化防止、剥離防止等を目的として形成される。また、中間層の適用は、前記した各種機能と同時に、第２の電極層（第２の下地層）を形成する際の、平滑性を確保するために適用されることがある。また、第１の電極層の上に中間層を適用することで、第２の下地層を形成する面を平坦にして、下地層を均等に形成することができる。第２の下地層を平坦にするためには、第１の電極層の上に第２の下地層となるフッ素樹脂を厚塗りしても良い。但し、この場合、第２の下地層が過度に厚くなる可能性がある。また、本発明で下地層として好適とされるフッ素樹脂は高価なものが多い。中間層は、第２の下地層の平坦性を確保しつつ、導電シートの製造コストを調整する作用も有する。

【0048】

上記機能を発揮する中間層の材質としては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ケイ素樹脂等の樹脂が挙げられる。特に、マイグレーション防止のための中間層を適用することが好ましい。このマイグレーション防止剤の具体例として、ＤＵＲＡＳＵＲＦ（株式会社ハーベス製）、ＫＰ−９１１（信越化学工業株式会社製）、ＭＥＴＡＸ（カントーカセイ株式会社製）等の商品名のフッ素樹脂が挙げられる。また、メタンチオール、エタンチオール、チオフェノール、システイン、グルタチオン、デカンチオール、オクタデカンチオール、トリアジンチオール等の硫黄化合物を配合したマイグレーション防止剤も知られている。

【0049】

中間層は、上記のような多用な機能を有し、１種類の材料を単独で使用して複数の機能を発揮する場合がある。中間層は、単層で形成されていても良いが、複数種類を組み合わせて適用しても良い。中間層の厚さは、合計で１μｍ以上３μｍ以下とするのが好ましい。中間層が１μｍ未満であると、特に、導電シートを曲げ変形したときに、第１の金属配線と第２の金属配線が繋がるおそれがある。また、中間層の厚さは、層間距離（第１の金属配線の底面と第２の金属配線の底面との距離）に影響を与えるので、この点も考慮すると、中間層の厚さは１μｍ以上とするのが好ましい。

【0050】

一方、中間層の厚さが大きくなると、曲げ変形時の第２の金属配線の断線が懸念される。また、中間層は、適用する材料によっては塗布後に焼成処理が必要なものある。このとき、中間層の厚さが過剰であると焼成時の収縮量が大きくなってしまい、その下の第１電極層を変形させて断線を生じさせることがある。このことから、中間層の厚さは３μｍを上限とするのが好ましい。尚、中間層の厚さとは、中間層と第１の金属配線との界面と、中間層の最表面との間の距離とする。この厚さも複数個所の平均値を採用するのが好ましい。

【0051】

（Ｂ−４−２）コーティング層
本発明に係る導電シートの電極層は、上記した中間層に加えて、第２の電極層の表面上に、少なくとも１層のコーティング層を含むことができる。このコーティング層も、中間層と同様の機能を有し、第２の電極層の第２の金属配線について、マイグレーション防止、防湿・酸化防止、剥離防止等を目的として形成される。従って、中間層と同様の材料を適用することができる。また、コーティング層は、中間層とは相違し、導電シートの最表面に近いので、傷防止、他フィルムとの接着等のための比較的硬質のトップコートを適用することがある。トップコートの材質としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。

【0052】

コーティング層も単層で形成されていても良いし、複数種類を組み合わせて適用しても良い。コーティング層の厚さについては、その用途及び使用材料によって調整可能であるが、合計で１μｍ以上３μｍ以下とするのが好ましい。例えば、第２の電極層の傷防止のために前記範囲とすることが好ましい。尚、コーティング層の厚さとは、コーティング層と第２の金属配線との界面と、コーティング層の最表面との間の距離とする。この厚さも複数個所の平均値を採用するのが好ましい。

【0053】

以上説明した、中間層及びコーティング層を含む本発明の導電シート構成例を図３に示す。この図では、中間層及びコーティング層の厚さの意義について、それらの理解を補助するための説明も付加している。

【0054】

（ＩＩ）本発明に係る導電シートの特性と利用態様
以上説明した本発明に係る導電シートは、基材、電極層（第１、第２の下地層、金属配線、中間層、コーティング層）の各構成の材質、厚さを的確にすることで、透明性を有するものが好ましい。具体的な基準としては、第２の電極層側から入射したときのＪＩＳ Ｋ７３６１−１に基づく全光線透過率が８５％以上である。この透過率は、濁度計（曇り度計）を用いて、第２の電極層側から光を入射させて測定し、複数測定した平均値を採用するのが好ましい。

【0055】

以上説明した本発明に係る導電シートの特に好適な利用態様は、タッチパネルの構成部材である。例えば、本発明に係る導電シートに、カバーガラスや保護フィルムを貼り合せると共に、接続コネクタ（ＦＰＣコネクタ等）を接合し、更に、外部コントローラーＩＣに接続することで、タッチパネルを形成することができる。図４に、本発明に係る導電シートから、タッチパネルを構成する過程の一例を説明する。本発明の導電シートを含むタッチパネルは、曲げ変形による電極の損傷に対する耐性に優れ、また、各層の厚さを最適化することで薄型化にも対応できる。

【0056】

（ＩＩＩ）本発明に係る導電シートの製造方法
次に、本発明に係る導電シートの製造方法について説明する。これまで述べたように、本発明に係る導電シートは、上記した本願出願人による金属配線の形成方法（特許文献１）を応用して、基板の片面に第１、第２の電極層を順次積層することで製造される。即ち、本発明に係る導電シートの製造方法は、基板の片面に、第１の電極層と第２の電極層とをこの順で形成する工程を含み、第１及び第２の電極層を、下記の（ａ）〜（ｃ）の工程を含む方法で形成して導電シートを製造する方法である。

【0057】

（ａ）基板にフッ素樹脂を塗布して下地層を形成する工程。
（ｂ）前記下地層の金属配線を形成する部位に官能基を形成する工程。
（ｃ）アミン化合物からなる保護剤Ａ、及び、脂肪酸からなる保護剤Ｂにより保護された金属微粒子が溶媒に分散してなる金属インクを、前記基板表面に塗布し、前記金属微粒子を下地層に固定することで金属配線を形成する工程。

【0058】

ここで、本発明の方法に関し、（ａ）〜（ｃ）の第１、第２の電極層の形成工程について詳細に説明する。各電極層の形成にあたっては、まず、基板にフッ素樹脂を塗布して下地層を形成する（（ａ）工程）。基板及びフッ素樹脂の材質等については、上述のとおりである。

【0059】

フッ素樹脂の塗布の際、フッ素樹脂を適宜の溶媒に溶解させたものを塗布することで対応できる。塗布後は焼成することでフッ素樹脂からなる下地層が形成される。フッ素樹脂の塗布方法としては、ディッピング、スピンコート、ロールコーター等特に限定されない。フッ素樹脂を塗布した後は、適宜の後処理（乾燥処理、焼成処理）を行い、下地層を形成する。以上のフッ素樹脂の塗布は、少なくとも金属配線を形成する領域において行うこととし、必ずしも基板全面に塗布する必要はない。

【0060】

次に、下地層であるフッ素樹脂表面に官能基を形成する（（ｂ）工程）。この官能基とは、フッ素樹脂の共有結合を切断することで形成される官能基である。具体的には、カルボキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基が形成される。

【0061】

フッ素樹脂表面への官能基形成の処理方法としては、紫外線照射、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、エキシマレーザー照射による。これらの処理は、フッ素樹脂表面に光化学反応を生じさせて共有結合を切断するものであり、適度なエネルギーの印加処理であることが必要である。パターン形成部に対する印加エネルギー量は、１ｍＪ／ｃｍ^２以上４０００ｍＪ／ｃｍ^２以下を目安とするのが好ましい。例えば、紫外線照射による場合、波長が１０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の範囲の紫外線照射が好ましく、特に好ましくは、波長が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の紫外線を照射する。

【0062】

フッ素樹脂表面への紫外線照射等においては、一般にフォトマスク（レチクル）を使用した露光処理がなされる。本発明では露光方式に関しては、非接触の露光方式（プロキシミティ露光、プロジェクション露光）と接触の露光方式（コンタクト露光）のいずれも適用できる。プロキシミティ露光においては、マスクとフッ素樹脂表面との間隔は、１０μｍ以下とするのが好ましく、３μｍ以下とするのがより好ましい。

【0063】

以上のようにして、基板にフッ素樹脂からなる下地層を形成し、金属配線形成部に対する官能基形成処理を行った後、この基板を金属インクに接触させて金属配線を形成する（（ｃ）工程）。金属インクとは、所定の保護剤と結合状態にある金属粒子を溶剤に分散させて構成された金属粒子分散液である。本発明において金属配線の形成を適切に行うため、好適な金属インクの構成とは以下のようなものである。

【0064】

金属インクにおいて、分散する金属粒子は、上記のとおり、銀、金、白金、パラジウム、銅の少なくともいずれかの金属よりなる。金属粒子は、平均粒径が０．００５μｍ（５ｎｍ）以上０．１μｍ（１００ｎｍ以下）のものが好ましい。微細な配線パターンを形成するためには０．０３μｍ（３０ｎｍ）以下の粒径とすることが好ましい。一方、過度に微細な金属粒子は凝集し易く取り扱い性に劣ることとなる。

【0065】

金属インクで使用される保護剤とは、金属粒子の凝集・粗大化を抑制し、分散状態を安定させるための添加物である。金属粒子の凝集・粗大化は、分散液の保管や使用時の金属の沈殿の要因になるばかりでなく、基板に接合させた後の焼結特性に影響を及ぼすことから回避されなければならない。また、本発明においては、保護剤は、基板上のフッ素樹脂からなる下地層表面の官能基と置換することで金属を固定するためのマーカーとしての作用も有する。

【0066】

ここで、本発明で使用する金属インクの保護剤は、基本構造の相違する２系統の化合物を複合的に使用することが好ましい。具体的には、保護剤Ａと保護剤Ｂの２種の保護剤を使用することとし、保護剤Ａとしてアミンを、保護剤Ｂとして脂肪酸を適用するのが好ましい。

【0067】

保護剤Ａであるアミン化合物は、その炭素数の総和が４以上１２以下であるものが好ましい。これは、アミンの炭素数が金属粒子の安定性、パターン形成時の焼結特性に影響を及ぼすからである。

【0068】

また、アミン化合物中のアミノ基の数としては、アミノ基が１つである（モノ）アミンや、アミノ基を２つ有するジアミンを適用できる。また、アミノ基に結合する炭化水素基の数は、１つ又は２つが好ましく、すなわち、１級アミン（ＲＮＨ_２）、又は２級アミン（Ｒ_２ＮＨ）が好ましい。そして、保護剤としてジアミンを適用する場合、少なくとも１以上のアミノ基が１級アミン又は２級アミンのものが好ましい。アミノ基に結合する炭化水素基は、直鎖構造又は分枝構造を有する鎖式炭化水素の他、環状構造の炭化水素基であっても良い。また、一部に酸素を含んでいても良い。

【0069】

本発明で保護剤として適用されるアミン化合物の具体例としては、ブチルアミン（炭素数４）、１，４−ジアミノブタン（炭素数４）、３−メトキシプロピルアミン（炭素数４）、ペンチルアミン（炭素数５）、２，２−ジメチルプロピルアミン（炭素数５）、３−エトキシプロピルアミン（炭素数５）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン（炭素数５）、ヘキシルアミン（炭素数６）、ヘプチルアミン（炭素数７）、ベンジルアミン（炭素数７）、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−ジアミノプロパン（炭素数７）、オクチルアミン（炭素数８）、２−エチルヘキシルアミン（炭素数８）、ノニルアミン（炭素数９）、デシルアミン（炭素数１０）、ジアミノデカン（炭素数１０）、ウンデシルアミン（炭素数１１）、ドデシルアミン（炭素数１２）、ジアミノドデカン（炭素数１２）等が挙げられる。尚、保護剤Ａであるアミン化合物は、分散液中での金属粒子の分散性や低温焼結性を調節する目的で複数種のアミン化合物を混合・組合せて使用しても良い。また、炭素数の総和が４以上１２以下のアミン化合物を少なくとも１種含んでいればよく、そうであれば当該範囲外の炭素数のアミン化合物が存在していても良い。

【0070】

一方、保護剤Ｂとして適用される脂肪酸は、分散液中ではアミン化合物の補助的な保護剤として作用し金属粒子の安定性を高める。そして、脂肪酸の作用が明確に現れるのは、金属粒子を基板に塗布した後であり、脂肪酸を添加することで均一な膜厚の金属パターンを形成することができる。この作用は脂肪酸の無い金属粒子を塗布した場合と対比することで顕著に理解でき、脂肪酸の無い金属粒子では安定した金属パターンを形成することができない。

【0071】

脂肪酸は、好ましくは、炭素数４以上２６以下の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸が好ましい。好ましい脂肪酸としては、具体的には、ブタン酸（炭素数４）、ペンタン酸（炭素数５）、ヘキサン酸（炭素数６）、ヘプタン酸（炭素数７）、オクタン酸（炭素数８）、ノナン酸（炭素数９）、デカン酸（別名：カプリン酸、炭素数１０）、ウンデカン酸（別名：ウンデシル酸、炭素数１１）、ドデカンサン酸（別名：ラウリン酸、炭素数１２）、トリデカン酸（別名：トリデシル酸、炭素数１３）、テトラデカン酸（別名：ミリスチン酸、炭素数１４）、ペンタデカン酸（別名：ペンタデシル酸、炭素数１５）、ヘキサデカン酸（別名：パルミチン酸、炭素数１６）、ヘプタデカン酸（別名：マルガリン酸、炭素数１７）、オクタデカン酸（別名：ステアリン酸、炭素数１８）、ノナデカン酸（別名：ノナデシル酸、炭素数１９）、エイコサン酸（別名：アラキジン酸、炭素数２０）、ベヘン酸（別名：ドコサン酸、炭素数２２）、リグノセリン酸（別名：テトラコサン酸、炭素数２４）、ヘキサコサン酸（別名：セロチン酸、炭素数２６）等の飽和脂肪酸、パルミトレイン酸（炭素数１６）、オレイン酸（炭素数１８）、リノール酸（炭素数１８）、リノレン酸（炭素数１８）、アラキドン酸（炭素数２０）、エルカ酸（炭素数２２）、ネルボン酸（別名：ｃｉｓ−１５−テトラコセン酸、炭素数２４）等の不飽和脂肪酸が挙げられる。特に好ましいのは、オレイン酸、リノール酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ブタン酸、エルカ酸である。尚、以上説明した保護剤Ｂとなる脂肪酸に関しても、複数種のものを組合せて使用しても良い。また、炭素数が４以上２４以下の不飽和脂肪酸又は飽和脂肪酸を少なくとも１種含んでいればよく、そうであればそれ以外の脂肪酸が存在していても良い。

【0072】

上記した保護剤Ａ及び保護剤Ｂにより保護された金属粒子を、溶媒に分散することで金属インクが構成される。ここで適用可能な溶媒は、有機溶媒であり、例えば、アルコール、ベンゼン、トルエン、アルカン等である。これらを混合しても良い。好ましい溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等のアルカン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール等のアルコールであり、より好ましくは、これらの中から選択される１種又は２種以上のアルコールと１種又は２種以上のアルカンとの混合溶媒である。

【0073】

金属インク中の金属粒子の含有量は、液質量に対する金属質量で２０質量％以上６０質量％以下とするのが好ましい。金属粒子の含有量が２０％未満の場合は、パターン形成部に、十分な導電性を確保するための均一な膜厚の金属パターンを形成することができず、金属パターンの抵抗値が高くなる。金属粒子の含有量が６０％を超える場合は、金属粒子の凝集・肥大化により安定した金属パターンを形成することが困難となる。

【0074】

金属インクの保護剤の含有量は、金属インク中の金属の質量基準で規定することが好ましい。そして、保護剤Ａであるアミン化合物については、金属質量基準で０．０８ｍｍｏｌ／ｇ以上３．０ｍｍｏｌ／ｇ以下とするのが好ましい。また、保護剤Ｂである脂肪酸の含有量は、金属質量基準で０．００８ｍｍｏｌ／ｇ以上０．５ｍｍｏｌ／ｇ以下とするのが好ましい。金属インク中の保護剤の含有量は、上記好適範囲を超えても金属粒子の分散性には影響が生じないが、過剰な保護剤は、金属粒子の低温焼結性や形成される金属パターンの抵抗値に影響を及ぼすことから上記範囲にするのが好ましい。尚、上記の保護剤のモル数については、複数種のアミン化合物、脂肪酸を使用する場合には、それぞれ、合計モル数を適用する。

【0075】

金属配線の形成工程においては、以上で説明した金属インクを、露光等の処理を行った基板に塗布する。インクの塗布法は、ディッピング、スピンコート、ロールコーターが適用できるが、ブレード、スキージ、ヘラのような塗布部材を用いて、インクを滴下して塗り広げても良い。本発明は、予めパターン形成部に金属粒子を選択的に固定するための官能基が形成されており、一気に分散液を塗り広げることでパターン形成ができ効率的である。

【0076】

金属インクは、官能基が存在しないフッ素樹脂の素地面ではその撥液性により弾かれる。ブレード等の塗布部材を使用した場合、弾かれた分散液は基板表面から除去される。一方、官能基が形成されたパターン形成部では、金属粒子の保護剤と官能基との置換反応が生じ、第１金属粒子が基板に固定される。その後、分散液の溶剤が揮発すると共に、基板上の第１金属粒子同士が自己焼結して金属膜となり金属パターンが形成される。

【0077】

この自己焼結は室温であっても生じる現象であるので、金属パターン形成に際して基板の加熱は必須の工程ではない。但し、自己焼結後の金属パターンを焼成することで、金属膜中に残存する保護剤（アミン化合物、脂肪酸）を完全に除去することができ、これにより抵抗値の低減を図ることができる。この焼成処理は、４０℃以上２５０℃で行うことが好ましい。４０℃未満では保護剤の脱離や揮発に長時間を要するため好ましくない。また、２５０℃を超えると樹脂基板等について変形の要因となる。焼成時間は、３分以上１２０分以下が好ましい。尚、焼成工程は、大気雰囲気で行っても良いし、真空雰囲気でも良い。

【0078】

上記のような金属インクの塗布及び金属粒子の焼結・結合により、金属配線が形成され第１の電極層が形成される。

【0079】

第１の電極層を形成した後、上記と同様の（ａ）〜（ｃ）の工程を行うことで第２の電極層を形成することができる。

【0080】

ここで、第２の電極層形成に際しては、第１の金属配線の表面を処理する必要がある場合、例えば、金属配線の反射防止のため、金属配線表面の粗さ調整や化合物形成といった処理を行う場合、第２の電極層を形成する前に処理を行う。

【0081】

また、中間層を設定する場合も、第２の電極層を形成する前にその中間層を形成する。中間層は、上記のとおり、第１の金属配線のマイグレーション防止等を目的とした誘電体又は絶縁体であり、それぞれの材質に応じて塗布する。また、中間層は、第１の電極層表面を被覆して、第２の下地層の平坦化にも寄与することができる。

【0082】

必要に応じて第１の金属配線の表面処理や中間層の形成処理を行った後、上記（ａ）〜（ｃ）の工程により第２の電極層を形成する。ここでの、フッ素樹脂の塗布（（ａ）工程）、官能基形成処理（（ｂ）工程）、金属インクの塗布・焼結（（ｃ）工程）の内容は第２の電極層でも同じ条件が適用される。

【0083】

但し、第２の下地層に関しては、上記のとおり、第１の下地層よりも好適な厚さの範囲が限定的であるので、塗布量を調整することが好ましい。また、第２の下地層は平坦性が良好であることが好ましい。この点、中間層を適用・形成するとき、第２の下地層の平坦性は、中間層の厚さムラや表面状態の影響を受ける。そこで、中間層の表面を除電器（イオナイザー）で除電し、その後、第２の下地層となるフッ素樹脂を塗布することが好ましい。下地層のフッ素樹脂は、静電気を帯びやすいので、塗布面を除電することで均一な塗布層を形成することができる。この除電処理は、１ｓｅｃ以上１２０ｓｅｃ以下で行うことが好ましい。また、中間層を形成することなく、第２の下地層を厚めに塗布しても良いが、この場合、フッ素樹脂を塗布した後、一定時間（５ｓｅｃ以上）放置して、塗膜の均質化してから、その後の（ｂ）工程を行うことが好ましい。

【0084】

第２の下地層の形成（（ａ）工程）後の、第１の電極層と同様にして、官能基形成処理（（ｂ）工程）、金属インクの塗布・焼結（（ｃ）工程）を行うことで、第２の電極層が形成され、本発明に係る導電シートが製造される。尚、第２の電極層の形成後に、第２の金属配線の表面処理（反射防止処理等）、コーティング層の形成処理を適宜に行うことができる

【発明の効果】

【0085】

以上説明した本発明に係る導電シートは、基板の片面に２層の電極層を備えるものであり、従来の両面構造の導電シートに対して曲げに対する耐久性を有する。また、フッ素樹脂の下地層等の構成を適正にすることで、導電シートの薄型化にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【0086】

【図1】従来の導電シートを積層させた（積層構造）導電シートの構成を説明する図。

【図2】本発明に係る導電シートについて、最小限の構成（片面２層構造）を説明する図。

【図3】本発明に係る導電シートについて、中間層及びコーティング層を含めた表銃的な構成を説明する図。

【図4】本発明に係る導電シートを利用するタッチパネルの構成の一例を説明する図。

【図5】第1実施形態で製造した導電シート（片面２層構造）の外観を示す図。

【図6】比較例で製造した導電シート（両面構造）の外観を示す図。

【図7】従来の導電シートの構造（両面構造）を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0087】

第１実施形態：以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、透明基板にフッ素樹脂からなる下地層を形成し、銀インクを塗布して銀からなる金属配線を形成し片面２層構造の導電シートを製造した。

【0088】

［銀インクの製造］
本実施形態では、金属インクとして銀インクを使用した。この銀インクは、熱分解法により製造された銀粒子を溶媒に分散させたものである。この熱分解法は、シュウ酸銀（Ａｇ_２Ｃ_２０_４）等の熱分解性を有する銀化合物を出発原料とし、銀化合物と保護剤とを反応させて銀錯体を形成し、これを前駆体として加熱し分解することで銀粒子を得る方法である。

【0089】

銀粒子の製造では、まず、出発原料であるシュウ酸銀１．５１９ｇ（銀：１．０７９ｇ）にデカン０．６５１ｇを添加し湿らせた。そして、このシュウ酸銀に、保護剤となるアミン化合物と脂肪酸を添加した。具体的には、最初にＮ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン（０．７７８ｇ）を加えて暫く混練した後、更にヘキシルアミン（１．１５６ｇ）、ドデシルアミン（０．１７６ｇ）、オレイン酸（０．０４２ｇ）を加えて混練し、その後１１０℃で加熱攪拌した。加熱攪拌中、クリ‐ム色の銀錯体が徐々に褐色になりさらに黒色に変化した。この加熱・攪拌操作は、反応系からの気泡発生がなくなるまで行った。反応終了後、反応系を放冷し室温にした後、メタノールを加えて十分に攪拌し、遠心分離を行うことで、過剰の保護剤を除去し、銀微粒子を精製した。このメタノール添加と遠心分離による銀微粒子の精製を再び行い、沈殿物として銀微粒子を得た。

【0090】

そして、製造した銀微粒子に、オクタンとブタノールとの混合溶媒（オクタン：ブタノール＝４：１（体積比））を添加し、銀インクを得た。この銀インクの銀濃度は４０質量％とした。

【0091】

上記の金属インクを使用して片面２層構造の導電シートを製造した。図５は、本実施形態で製造した導電シートの外観を示す。この導電シートは、基板としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる透明樹脂基板（寸法：２１０ｍｍ×２９７ｍｍ、厚さ５０μｍ）を使用した。そして、基板上の１２．５ｍｍ×１６．３ｍｍの領域に第１の電極層を形成し、更に、第１の電極層の上の９．０ｍｍ×１６．３ｍｍの領域に第２の電極層を形成した。第１の電極層と第２の電極層との寸法（横幅）が相違するのは、各電極層の金属配線の抵抗値を測定するためである。

【0092】

［第１電極層の形成］
まず、樹脂基板の上第１の電極層を形成することとした。基板にフッ素樹脂として非晶質性パーフルオロブテニルエーテル重合体（ＣＹＴＯＰ（登録商標）：旭硝子（株）製）をスピンコート法（回転数２０００ｒｐｍ、２０ｓｅｃ）で塗布した後、５０℃で１０分、続いて８０℃で１０分加熱し、更にオーブンにて１４０℃で１０分加熱して焼成した。これにより０．０６μｍ（６０ｎｍ）のフッ素樹脂からなる下地層が形成された。

【0093】

次に、この下地層が形成された基板の表面に、櫛形の配線パターン（線幅２．０μｍ、線間隔３００μｍ）のフォトマスクを密着し（マスク−基板間距離０のコンタクト露光）、ここに紫外線（ＶＵＶ光）を照射した。ＶＵＶ光は、波長１７２ｎｍ、１１ｍＷ／ｃｍ^２で２０秒照射した。

【0094】

以上のようにして下地層表面に官能基を形成した基板に、上記した銀インクを塗布した。塗布は、基板とブレード（ガラス製）との接触部分に予め分散液を濡れ広がらせた後、ブレードを一方向に掃引した。ここでは、掃引速度を２ｍｍ／ｓｅｃとした。このブレードによる塗布により、基板の紫外線照射部（官能基形成部）のみにインクが付着しているのが確認された。そして、基板を１２０℃で熱風乾燥させて銀配線を形成した。銀配線の厚さは０．０４μｍ（４０ｎｍ）であり、線幅２．０μｍであった。

【0095】

以上のようにして第１電極層を形成した基板について、中間層としてアクリル樹脂（ＴＫＫ−１００１ＨＳＣ：日揮触媒化成株式会社製）を塗布した。アクリル樹脂は塗工後の膜厚で最大１μｍになるように調整した。膜厚を１μｍに設定したのは、第１電極層の金属配線の厚さを考慮しつつ、第２電極層の形成面を平滑にするためである。

【0096】

［第２電極層の形成］
上記のようにして中間層をコーティングした基板に、第２電極層を形成した。本実施形態では、中間層の上に第１の下地層と同じフッ素樹脂を塗布した。基板（中間層）の上の指定領域に、フッ素樹脂を塗布して下地層を形成した。フッ素樹脂の塗布方法は、第１の電極層と同様であり、下地層の厚さも０．０６μｍ（６０ｎｍ）とした。

【0097】

そして、第１の電極層を形成したときと同様に、櫛形の配線パターンのフォトマスクを密着し、ここに紫外線を照射した。更に、上記した銀インクを塗布した。塗布条件は、第１の電極層と同じとした、そして、基板を１２０℃で熱風乾燥させて銀配線（厚さ０．０４μｍ、線幅２．０μｍ）を形成した。

【0098】

比較例１：本実施形態に係る導電シートの比較例として、両面構造の導電シートを製造した。本実施形態と同じＰＥＴ基板を用意し、その両面に本実施形態と同様の工程で電極層を形成した。まず、一方の面の寸法：１３．５ｍｍ×１７．３ｍｍの領域にフッ素樹脂（ＣＹＴＯＰ（登録商標））をバーコーターで塗布・焼成し、０．０６μｍのフッ素樹脂の下地層を形成した。この下地層表面に、本実施形態と同様の櫛形の配線パターン（線幅２．０μｍ、線間隔３００μｍ）のフォトマスクを密着、露光した。その後、上記した銀インクを塗布し、基板を１２０℃で熱風乾燥させて銀極線（線幅２．０μｍ）を形成した。

【0099】

次に、基板の他方の面の寸法：１３．５ｍｍ×１７．３ｍｍの領域にフッ素樹脂を塗布して下地層を形成し、露光後、銀インクを塗布して第２の電極層を形成した。以上のようにして、基板の両面に電極層を有する両面構造の導電シートを製造した。この比較例の導電シートの構成を図６に示す。

【0100】

［曲げ試験］
上記で製造した本実施形態、比較例１の導電シートについて、曲げ試験を行い、変形に対する耐久性を検討した。曲げ試験に際し、製造した導電シートの第１の電極層の端から１０ｍｍの位置と反対側の端から１０ｍｍの位置、第２の電極層の基板の中心線から両側５ｍｍの位置に端子を接続することとした。曲げ試験では、まず、試験前の各電極層の金属配線の抵抗値をデジタルテスターで測定した。

【0101】

そして、シートの屈曲半径を２ｍｍとし、導電シートの基板の中央線に沿って曲げを行った。曲げ回数は、フィルムがＵ字に伸縮する曲げ加工を曲げ回数１回とカウントし、１０万回の曲げを行った。そして、この曲げ試験後の導電シートについて、各層の電極層の銀配線の抵抗値をデジタルテスターで測定した。この曲げ試験の結果を表１に示す。

【0102】

【表1】

【0103】

表１から、本実施形態の導電シートは、１０万回の曲げ試験を受けても第１、第２の金属配線に損傷が生じることはなかった。金属配線の抵抗値に増加はあるものの、通電に問題は生じなかった。一方、比較例においては、曲げ試験後、一方の面でオーバーロードとなり抵抗値測定ができなくなっていた。これは金属配線に断線が生じたものと考えられる。この対比から、両面構造の導電シートにおいては、曲げ変形による影響が大きいことが確認され、本実施形態の片面２層構造が変形に強いことが分かった。

【0104】

第２実施形態：ここでは、第１実施形態の導電シートに対して、配線の厚さ（膜厚）を変更して導電シートを製造し、曲げ試験を行った。使用した基板、フッ素樹脂（ＣＹＴＯＰ（登録商標））、金属インク（銀インク）、フォトマスクは第１実施形態と同様である。本実施形態では金属インクを重ね塗りすることで、金属配線の厚さを調整した。具体的には、第１、第２の金属配線それぞれの製造工程において、金属インクの塗布と熱風乾燥との組み合わせを１回の「塗布」として複数回の塗布により金属配線を形成した。本実施形態では、１回塗布（膜厚０．０４μｍ：第１実施形態）、２回塗布（膜厚０．０８μｍ）、５回塗布（膜厚０．２μｍ）、８回塗布（膜厚０．３２μｍ）。１６回塗布（膜厚０．６４μｍ）により金属配線を形成した。各実施例において、第１、第２の金属配線の厚さは同じくした。また、比較例である両面構造の導電シートについても、同様に複数の膜厚の金属配線を形成した。そして、第１実施形態同様、曲げ試験及び抵抗値の測定を行った。この結果を表２に示す。

【0105】

【表2】

【0106】

本実施形態及び比較例においては、いずれも、厚さが増大と配線の断面積が増大するので抵抗値の数値は低減した。比較例においては、厚さを０．０８μｍ以上とすることで、０．０４μｍのときに生じた断線は発生しない。しかしながら、比較例では、曲げ試験後の裏側の抵抗値の増大幅が極めて大きくなっている。これに対して、本実施形態の導電シートの場合、第１、第２の金属配線のいずれも安定した抵抗値を維持している。このように、金属配線の厚さを変化させても、本実施形態の片面２層構造が変形に強いことが確認された。

【0107】

第３実施形態：本実施形態では、金属配線の線幅を変更した導電シートを製造し、曲げ試験を行った。使用した基板、フッ素樹脂（ＣＹＴＯＰ（登録商標））、金属インク（銀インク）は、第１実施形態と同じであり、フォトマスクは線幅のみ変更したフォトマスクを使用して露光処理した後、金属インク（銀インク）で銀配線を形成した。具体的には、１μｍ、２μｍ（第１実施形態）、５μｍの線幅を有するフォトマスクを使用した。第１実施形態同様、片面２層構造と比較例である両面構造の導電シートを製造し、曲げ試験及び抵抗値の測定を行った。この結果を表３に示す。

【0108】

【表3】

【0109】

表３から、本実施形態、比較例の導電シートでも、曲げ試験後の金属配線の抵抗値は増加傾向にある。しかし、比較例の両面構造の一方の金属配線（第２電極層）は、抵抗値の増加幅が顕著だった。即ち、線幅１μｍのとき、本実施形態の第２電極層の抵抗値の増加幅は１．０５ｋΩであったが、比較例では６．３８ｋΩと著しい増加が見られた。また、この傾向は線幅が小さいときに顕著に見られた。線幅を変更しても、比較例の両面構造は曲げ変形に弱く、本願の片面２層構造が曲げ変形に強いことが分かった。

【0110】

第４実施形態：本実施形態では、第１の電極層、中間層、第２の電極層の構成（厚さ）を変更しつつ導電シートを製造した。導電シートの製造工程は、基本的に第１実施形態と同様にし、基板、金属インク等は同じものを使用した。各層の前駆体材料の塗布回数を変更して厚さを調整した。

【0111】

また、本実施形態では、第１、第２の下地層となるフッ素樹脂として、第１実施形態と同じフッ素樹脂（ＣＹＴＯＰ（登録商標））を使用したが、一部の実施例（Ｎｏ．９）で、他のフッ素樹脂（アルゴフロン（登録商標）ＡＤ４０）を使用した。但し、各下地層の形成条件は同様とした。

【0112】

本実施形態で製造した各種導電シートの評価では、第１及び第２金属配線が設計通りに形成されているかを判定した。各導電シートについて、
第１及び第２金属配線からランダムに１０点の測定ポイントを定め、測定ポイントにおける線幅を測定した。このとき、設計値である２．０μｍに対して、誤差が５０％以下である場合（線幅１．５〜２．５μｍ）を合格とした。そして、１０点の測定ポイントに対して、１０点で合格となったものを優良「◎」とし、８点で合格となったものを良「○」とした。また、合格が７点以下であったもの、若しくは、断線が１点でも観察されたものを不良「×」と判定した。この評価結果を表４に示す。

【0113】

【表4】

【0114】

表４から、本実施形態で製造した導電シートは、概ね良好な評価結果を示した。但し、第２の下地層が薄すぎる場合、金属配線の一部で不合格となる箇所が見られたことから（Ｎｏ．５）、第２の下地層の厚さは０．０４μｍ以上にすることが好ましいといえる（Ｎｏ．４）。尚、第１の下地層については、０．０２μｍの薄いものでも十分効果がある（ＮＯ．２）。

【0115】

また、中間層は必須の構成ではなく、中間層がなくても第２の下地層の厚さ調整で対応できる（Ｎｏ．６）。そして、中間層を設定する場合、その下にある第１の電極層の構成を考慮しつつ厚さを設定することができる（Ｎｏ．７）。但し、中間層の厚さを過度に厚くすると断線がみられ導電シートとして不適なものとなった（Ｎｏ．８）。中間層については、設定する場合には、その厚さを適切にする必要があることが確認された。また、中間層は必須の構成ではないが、本実施形態で使用したフッ素樹脂と中間層で使用したアクリル樹脂とを対比すると、中間層で使用したアクリル樹脂の方が低廉であることから、中間層の適用は有用であると考えられる。

【0116】

尚、本実施形態では、下地層にＣＹＴＯＰ（登録商標)を適用するＮｏ１の導電シートと、アルゴフロン（登録商標）ＡＤ４０を適用するＮｏ．９の導電シートについての検討を行った。ここで、ＣＹＴＯＰ（登録商標)は、その繰返し単位において、炭素原子数：６、フッ素原子数：１０、酸素原子数：３を有する。構造式上のフッ素原子数と炭素原子数の比率（Ｆ／Ｃ）は、１．７となる。また、アルゴフロン（登録商標）ＡＤ４０は、その繰返し単位において、炭素原子数：６、フッ素原子数：１０、酸素原子数：１を有する。構造式上のフッ素原子数と炭素原子数の比率（Ｆ／Ｃ）は、１．７となる。本実施形態では、いずれのフッ素樹脂を適用しても良好な結果を示すことが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0117】

以上説明したように、本発明に係る導電シートは、基板の片面に２系統の電極層を２層構造で形成したものである。本発明は、従来の両面構造の導電シートに対して曲げに対する耐久性を有すると共に、導電シートの薄型化にも対応可能である。本発明の導電シートは、極めて精細な金属配線を備えつつ、適宜に金属配線についての反射防止処理も可能である。よって、本発明は、基板の選択を適切にすることで好適な透明導電シートとすることも可能である。本発明は、タッチパネルの構成部材として有効に適用できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】