(57)【要約】【課題】水やアルカリを用いたパターニングを行わずにすべてドライエッチングで処理することができる静電容量センサーシートの製造方法を提供すること。【解決手段】ポリカーボネート樹脂により作製されたポリカーボネート基材１１に微小金属粒子を含む混合液を塗布する段階と、塗布された混合液を所定温度で加熱乾燥させて微小金属粒子をポリカーボネート基材１１に仮固定する段階と、仮固定された微小金属粒子を覆うように、硬化可能な光透過性樹脂を塗布する段階と、光透過性樹脂の硬化後、レーザーエッチングによって、微小金属粒子を除去して微小金属粒子よる電極１２のパターンを形成する段階と、ドライエッチングによって、光透過性樹脂の少なくとも一部を除去して電極１２から微小金属粒子を露出させる段階とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂により作製されたポリカーボネート基材に微小金属粒子を含む混合液を塗布する段階と、
塗布された前記混合液を所定温度で加熱乾燥させて前記微小金属粒子を前記ポリカーボネート基材に仮固定する段階と、
仮固定された前記微小金属粒子を覆うように、硬化可能な光透過性樹脂を塗布する段階と、
前記光透過性樹脂を硬化させた後、レーザーエッチングによって、前記微小金属粒子を除去して前記微小金属粒子よる電極のパターンを形成する段階と、
ドライエッチングによって、前記光透過性樹脂の少なくとも一部を除去して前記電極から前記微小金属粒子を露出させる段階と、
を少なくとも含むことを特徴とする静電容量センサーシートの製造方法。
【請求項２】
前記所定温度とは、１００℃〜１５０℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の静電容量センサーシートの製造方法。
【請求項３】
前記微小金属粒子が、金属ナノワイヤーであることを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量センサーシートの製造方法。
【請求項４】
前記金属ナノワイヤーが、銀ナノワイヤーであることを特徴とする請求項３に記載の静電容量センサーシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量センサーシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極を貼り付けたセンサー基材上に偏光体が設置され、センサー基材に液晶表示パネルを組み合わせた静電容量センサーシートが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の静電容量センサーシートは、偏光体が出射面側に位相差膜を有するために、出射面から出射する光に、位相差膜を透過する際に常光線と異常光線との間において位相のずれが生じる。このため、特許文献１に記載の静電容量センサーシートにおいて、出射面から出射される光は円偏光又は楕円偏光に変わる。円偏光又は楕円偏光の光は、偏光サングラスの偏光板を透過可能な成分の偏光を必ず含むため、特許文献１に記載の静電容量センサーシートは、使用者が偏光サングラスをかけて眺めた場合に、見る方向が異なっても表示面を見えやすくできる。
【０００３】
また、センサー基材と、センサー基材の上下に設けられた一対の電極パターンと、電極パターンを覆う表面部材とを有する静電容量センサーシートが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の静電容量センサーシートにおいて、センサー基材及び表面部材は、光学的に等方性の透光性材料である。特許文献２に記載の静電容量センサーシートにおいて、センサー基材及び表面部材は、光学的に等方性の透光性材料であるために、偏光サングラスを通して見た場合に画面のムラやくすみが見えることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８２４２４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０１８５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、静電容量センサーシートは、センサー基材として、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））を用いることが知られている。しかし、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、光学異方性であるために、センサー基材としてポリエチレンテレフタレート樹脂が採用された静電容量センサーシートを、偏光サングラスを通して見た際に干渉縞を生ずる場合がある。
【０００６】
このため、静電容量センサーシートのセンサー基材の材料として、光学等方性を有する材料を適用することが考えられる。光学等方性を有する材料としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ））、シクロオレフィンポリマー樹脂（ＣＯＰ）、シクロオレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等が挙げられる。
【０００７】
シクロオレフィンポリマー樹脂、シクロオレフィン・コポリマー、トリアセチルセルロースは、いずれも、印刷性、耐引き裂き性（脆弱性）が良好ではなく、コスト高であり、厚みが限定される等の問題点を有する。そのため、印刷性、耐引き裂き性の観点からは、センサー基材としてポリカーボネート樹脂を用いることが好適である。
【０００８】
ところが、ポリカーボネート樹脂は、吸湿性を有し、吸湿により加水分解が起こることが知られている。センサー基材にポリカーボネート樹脂を適用する場合、製造工程中で水やアルカリ溶液による洗浄が行われる場合があり、この場合に、センサー基材であるポリカーボネート樹脂が加水分解により白化する可能性がある。センサー基材の白化は、光透過性の低下や外観の悪化など、製品不良につながる。
【０００９】
また、一般的に、光透過性を有する静電容量センサーシートは、光透過性を有する電極や配線等がセンサー基材上に構成される。たとえば、光透過性を有する電極は、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）がセンサー基材上に蒸着されることによって製造できることが知られている。
【００１０】
また、酸化インジウムスズの透明導電膜は、パターニングの工程において水やアルカリ溶液などを用いるのが一般的である。たとえば、酸化インジウムスズの透明導電膜をパターニングする際に、ウェットエッチング処理をすることが知られているが、この場合、たとえばフォトリソグラフィ用レジスト除去のためのアルカリ洗浄を行う必要がある。
【００１１】
このため、水やアルカリ溶液を使用する製造方法では、ポリカーボネート樹脂製の基材に対して白化が起こる可能性があるという問題がある。
ポリカーボネート樹脂の白化を防止する目的で、吸湿防止コーティングを予め施すことも考えられるが、コーティングのためのコストがかかってしまう。
【００１２】
さらに、酸化インジウムスズの透明導電膜は、膜の全てが導電材であるために、エッチングを施した後に、生地の露出を生ずることがある。
しなしながら、ポリカーボネート樹脂に対してＩＴＯ等の金属酸化物の膜を蒸着しようとすると、蒸着過程における高温雰囲気が原因でポリカーボネート樹脂からガスが発生することがあり、ポリカーボネート樹脂に対して何の処理もせずに蒸着することは困難である。ガスの発生を防止するための処理としては、脱ガスや発ガス防止コーティングがある。しかしながら、ポリカーボネート樹脂に対してガスの発生を防止するための処理を施すためにコストがかかるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、ポリカーボネート製の基材が白化しにくい静電容量センサーシートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様は、ポリカーボネート樹脂により作製されたポリカーボネート基材に微小金属粒子を含む混合液を塗布する段階と、塗布された前記混合液を所定温度で加熱乾燥させて前記微小金属粒子を前記ポリカーボネート基材に仮固定する段階と、仮固定された前記微小金属粒子を覆うように、硬化可能な光透過性樹脂を塗布する段階と、前記光透過性樹脂を硬化させた後、レーザーエッチングによって、前記微小金属粒子を除去して前記微小金属粒子よる電極のパターンを形成する段階と、ドライエッチングによって、前記光透過性樹脂の少なくとも一部を除去して前記電極から前記微小金属粒子を露出させる段階と、を少なくとも含むことを特徴とする静電容量センサーシートの製造方法である。
【００１５】
なお、上記の静電容量センサーシートの製造方法において、前記所定温度とは、１００℃〜１５０℃の範囲であってもよい。
【００１６】
なお、上記の静電容量センサーシートの製造方法において、前記微小金属粒子が、金属ナノワイヤーであってもよい。
【００１７】
なお、上記の静電容量センサーシートの製造方法において、前記金属ナノワイヤーが、銀ナノワイヤーであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水やアルカリを用いたパターニングを行わずにすべてドライエッチングで処理することができ、ポリカーボネート製の基材が白化しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の静電容量センサーシートの製造方法を適用して作製した静電容量センサーシートの模式断面図である。
【図２】同製造方法のシーケンスを説明するフローチャートである。
【図３】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図４】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図５】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図６】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図７】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の静電容量センサーシートの製造方法を適用して作製した静電容量センサーシートの模式断面図である。
【図９】同製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る静電容量センサーシートの製造方法の第１実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の静電容量センサーシートの製造方法により製造した静電容量センサーシートの一例を示す模式断面図である。
図１に示すように、静電容量センサーシート１０は、ポリカーボネート基材１１、透明電極１２、配線１３、粘着剤層１４、表面部材１５を順に積層して備える。
【００２１】
ポリカーボネート基材１１は、光学等方性を有する光透過性部材である。ポリカーボネート基材１１は、２０ｎｍ以下の位相差（リタデーション値）を有するポリカーボネート樹脂を素材として押し出し成形により成形されたフィルムである。ポリカーボネート基材１１の厚さは、例えば、２５μｍ以上２００μｍ以下の範囲で適切な厚さに選択される。
【００２２】
透明電極１２は、本発明の「電極」の一例であって、微小金属粒子として銀を用いた金属ナノワイヤーである銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）により所定の回路パターン形状に形成された光透過性電極である。銀ナノワイヤーが分散された透明電極１２は、ｎｍレベルで制御した連鎖状の銀ナノワイヤーによって、低抵抗であり、全光線透過率が９０％以上となる点で、光透過性の電極構造として優れている。また、銀ナノワイヤーは、一般的な酸化インジウムスズ等の透明導電膜を蒸着する場合と比べて柔軟であり、酸化インジウムスズ等の金属酸化物の膜が曲げにより割れやすいことと比較して、曲げに強い特性を有する。なお、銀ナノワイヤーは、本発明の「微小金属粒子」、「金属ナノワイヤー」の一例である。
【００２３】
配線１３は、透明電極１２に一端が電気的に接続され、ポリカーボネート基材１１上を引き回されたパターン形状を有している。配線１３の材料としては、金属粒子を含有するペースト（銀ペースト等）や金属箔（銅箔等）等の公知の導体が適宜選択されるが、銀ペーストが特に好ましい。配線１３のポリカーボネート基材１１上における形状は、特に限定されない。
【００２４】
粘着剤層１４（以下、単にＯＣＡとも言う。）は、アクリル樹脂系や紫外線硬化型アクリル系の光透過性を有する高透明性接着剤転写テープであって、透明電極１２とポリカーボネート基材１１とを接合させる。
【００２５】
表面部材１５は、光透過性を有する材料を素材とした板状の部材である。表面部材１５は、例えば、ガラス板、ポリカーボネート樹脂製板、ポリメタクリル酸メチル樹脂板（ＰＭＭＡ）等である。本実施形態では、表面部材１５にガラスが採用される場合、表面部材１５のリタデーションは約３ｎｍ以下であることが好ましい。また、本実施形態で表面部材１５にポリカーボネート等の樹脂が採用される場合、表面部材１５のリタデーションは１．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００２６】
次に、静電容量センサーシート１０の作用について説明する。ここでは、不図示の液晶パネル（ＬＣＤ）と組み合わせた入力装置を、例えば、カーナビゲーションシステムにおける表示装置として使用する場合について説明する。
表示装置は、偏光サングラスをかけたままで使用者が見る場合、カーナビゲーションシステムが使用者に正対した位置に常にあることは少ない。また、表示装置は、運転席と助手席とのそれぞれから表示装置が見られる場合もあるため、様々な角度から使用者に見られることとなる。なお、静電容量センサーシート１０は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ノート型パソコン、発券機、自動販売機及び計測機器等にも搭載される場合がある。その場合、静電容量センサーシート１０は、偏光サングラス越しで使用される可能性がある。例えば、スマートフォンやタブレット端末などの電子機器には、縦長表示と横長表示とを切り替えて使用することができるものがある。このような電子機器は、偏光サングラス越しで表示がブラックアウト（真っ黒）となる角度がある。なお、ブラックアウトとは、全光線透過率が１０％以下の状態のことを言う。
【００２７】
表示装置において、静電容量センサーシート１０の透明電極１２の配線１３は、不図示の制御回路に電気的に接続される。液晶パネルの下方に配置された不図示のバックライト等からの光は、液晶パネルに到達し、液晶パネルを通過する光は、入射時に対して偏光方向が９０°傾いた状態で液晶パネルから出射される。液晶パネルから出射される光は、静電容量センサーシート１０に向けて出射される。入力装置の使用者は、液晶パネルの各画素によって形成される画像等を、入力装置を介して見ることができる。液晶パネルを通過した後に入力装置に到達する光は、直線偏光の光である。そして、入力装置に到達した光は、静電容量センサーシート１０に入射する。静電容量センサーシート１０を通過する光は、ポリカーボネート基材１１が、２０ｎｍ以下の位相差（リタデーション値）を有しているが、静電容量センサーシート１０を有する表示装置全体としての位相差が２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲に設定されることで、使用者の偏光サングラス越しにおいて干渉縞やブラックアウトが生じにくい。
【００２８】
次に、静電容量センサーシートの製造方法のシーケンスについて説明する。図２は、静電容量センサーシートのシーケンスを説明するフローチャートである。図３、４、５、６、７は、静電容量センサーシートの製造方法のそれぞれ一工程を示す模式断面図である。
【００２９】
図２に示すように、まず、ステップＳ１０１を行う。ステップＳ１０１では、ポリカーボネート基材１１上に、銀ナノワイヤー、水溶性ポリマー及び水系溶媒の混合液を一様に塗布する。ポリカーボネート基板１１上に、混合液を塗布することでステップＳ１０１を終了する。ステップＳ１０１の後にステップＳ１０２を行う。
【００３０】
ステップＳ１０２では、塗布された混合液を所定温度で加熱乾燥させる。このとき、所定温度とは、酸化インジウムスズ等の成膜温度よりも低い、１００℃〜１５０℃の範囲である。混合液の加熱乾燥後、銀ナノワイヤーは、水溶性ポリマーを介してポリカーボネート基材１１に仮固定される。ステップＳ１０２の後にステップＳ１０３を行う。混合液の加熱温度が１００℃以上であると、銀ナノワイヤーの混合液から溶媒を蒸発させることができる。混合液の加熱温度が１０５℃以下であると、ポリカーボネート基材１１の熱変形が生じにくい。
【００３１】
続いて、ステップＳ１０３では、仮固定された銀ナノワイヤーを覆うように、硬化可能な光透過性樹脂を塗布する。ステップＳ１０３において銀ナノワイヤーを覆う光透過性樹脂は、銀ナノワイヤーに対するオーバーコートとなる。ここで、光透過性樹脂の一例としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、溶媒蒸発乾燥性樹脂が挙げられる。このとき、図３に示すように、網目状の銀ナノワイヤーは、光透過性樹脂によってオーバーコートが施されるために、ポリカーボネート基材１１に本固定される。ステップＳ１０３の後にステップＳ１０４を行う。
【００３２】
次に、ステップＳ１０４では、光透過性樹脂の硬化後、レーザーエッチングによって、銀ナノワイヤーのうち電極のパターンとして残す部分以外の不要な一部分を除去する。銀ナノワイヤーにレーザー光が照射されると、銀ナノワイヤーは光透過性樹脂から除去され、光透過性樹脂には、銀ナノワイヤーがあった部分に孔が空いた状態となる。銀ナノワイヤーがあった部分に空いた孔は、銀ナノワイヤーによる網状構造に倣った形状であり、大気中の水蒸気等がポリカーボネート基材１１に接触しにくい迷路状となっている。
図４に示すように、銀ナノワイヤーは、レーザー光Ｌによって透明電極１２の形状にカットされる。ステップＳ１０４の後にステップＳ１０５を行う。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０５では、プラズマエッチングにより光透過性樹脂の一部だけ除去することにより、透明電極１２において銀ナノワイヤーを一部露出させる。このとき、図５に示すように、プラズマエッチングのためのエッチングガスＰによって、透明電極１２に配線１３への電気接続部分が形成される。ステップＳ１０５の後にステップＳ１０６を行う。
【００３４】
次に、ステップＳ１０６では、透明電極１２の銀ナノワイヤーの電気接続部分上に、スクリーン印刷によって銀インクを印刷することにより、透明電極１２に配線１３を接続させる。このとき、図６に示すように、配線１３は、透明電極１２に一端が電気的に接続される。ステップＳ１０６の後にステップＳ１０７を行う。
【００３５】
続いて、ステップＳ１０７では、透明電極１２の銀ナノワイヤーのパターン上に粘着剤層１４を接着する。このとき、図７に示すように、粘着剤層１４は、銀ナノワイヤーによる透明電極１２及び配線１３のパターン上に接着される。ステップＳ１０７の後にステップＳ１０８を行う。
【００３６】
次に、ステップＳ１０８では、最上層となる表面部材１５に対して、粘着剤層１４を接着する。これにより、図１に示す静電容量センサーシート１０が作製される。
【００３７】
以上説明したように、第１実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、レーザーエッチングとプラズマエッチングとのドライエッチングを用いることによって、水やアルカリが製造工程中にポリカーボネート基材１１に付着することがない。そのため、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、吸湿の問題や加水分解が製造工程中で起きにくいので、ポリカーボネート基材１１が白化しにくい。したがって、静電容量センサーシートの製造方法によれば、製品不良が起こりにくく、歩留りがよくなる。
【００３８】
また、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、塗工温度は、酸化インジウムスズ等の透明導電膜を蒸着する場合と比べて低い、１００℃〜１５０℃の範囲であるために、発ガスを抑えることができる。
【００３９】
そして、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、静電容量センサーシートに対して積層される他のフィルムを合わせた全体としての位相差を２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲に収めることができるので、偏光サングラスを介して見たときに、干渉縞やブラックアウトが生じにくい。
また、従来、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートによるフィルムは、リタデーションが数百ｎｍから数千ｎｍである光学異方性を有することが知られいるが、本実施形態では、リタデーションが２０ｎｍ以下であり光学等方性を有している。このため、本実施形態では、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートが基材として採用されている場合と比較して干渉縞が生じにくい。
【００４０】
そしてまた、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、微小金属粒子として、金属ナノワイヤーを用いているために、全光線透過率を高くすることができる。さらに、一般的な酸化インジウムスズ等の透明導電膜を蒸着する場合と比べて、曲げによる割れが起こりにくい。
【００４１】
さらに、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、金属ナノワイヤーとして、銀ナノワイヤーを用いているために、低抵抗にできる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８、９を参照しながら説明するが、第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。図８は、第２実施形態の静電容量センサーシートの製造方法を適用して作製した静電容量センサーシートの模式断面図である。
図８に示すように、静電容量センサーシート２０は、ポリカーボネート基材１１、透明電極１２、配線１３、粘着剤層１４を順に積層した第１層２１に、ポリカーボネート基材２２、透明電極２３、配線２４、粘着剤層２５、表面部材１５を順に積層した第２層２６をさらに備える。
【００４３】
図９は、第２実施形態の静電容量センサーシートの製造方法の一工程を示す模式断面図である。図９に示すように、第１層２１は、表面部材１５を除いて、図３、４、５、６、７と同様に作製される。第２層２６は、以下のように作製される。まず、ポリカーボネート基材２２上に、銀ナノワイヤー、水溶性ポリマー及び水系溶媒の混合液を一様に塗布すし、塗布された混合液を、酸化インジウムスズ等の成膜温度よりも低い、１００℃〜１５０℃の範囲で加熱する。混合液の加熱乾燥後、銀ナノワイヤーは、水溶性ポリマーを介してポリカーボネート基材２２に仮固定される。
【００４４】
次に、仮固定された銀ナノワイヤーを覆うように、光透過性樹脂を塗布することにより、銀ナノワイヤーをポリカーボネート基材２２に本固定し、光透過性樹脂の硬化後、レーザーエッチングによって、銀ナノワイヤーのうち不要な一部分を除去する。このとき、図４に示すように、銀ナノワイヤーは、レーザーエッチングにおけるレーザー光Ｌの照射によって透明電極２３の形状にカットされる。
【００４５】
続いて、プラズマエッチングにより光透過性樹脂の一部だけ除去することにより、透明電極２３において銀ナノワイヤーを一部露出させ、透明電極２３の銀ナノワイヤーの電気接続部分上に、スクリーン印刷によって銀インクを印刷することにより、透明電極１２に配線２４を接続させる。
【００４６】
次に、最上層となる表面部材１５に対して、粘着剤層２５を接着し、第１層２１の粘着剤層１４を第２層２６のポリカーボネート基材２２に接着することにより、図８に示した静電容量センサーシート２０が作製される。静電容量センサーシート２０は、第１層２１の透明電極１２と、第２層２６の透明電極２３とが、平面視で直交するマトリクス状の電極配置を有する。
【００４７】
第２実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、静電容量センサーシート２０は、第１層２１の透明電極１２と、第２層２６の透明電極２３とが、平面視で直交するマトリクス状の電極配置を有する。したがって、本実施形態の静電容量センサーシートの製造方法によれば、二次元平面上における任意の座標を検知可能なタッチパネルに適用できる。
【００４８】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２０  静電容量センサーシート
１１、２２  ポリカーボネート基材
１２、２３  透明電極
１３、２４  配線
１４、２５  粘着剤層
１５  表面部材
２１  第１層
２６  第２層
Ｌ  レーザー光
Ｐ  プラズマエッチングのためのエッチングガス
【図１】
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【図２】
2015015009.tif 000004
【図３】
2015015009.tif 000005
【図４】
2015015009.tif 000006
【図５】
2015015009.tif 000007
【図６】
2015015009.tif 000008
【図７】
2015015009.tif 000009
【図８】
2015015009.tif 000010
【図９】
2015015009.tif 000011