JP6314404B2 - 導電性メッシュシートの製造方法及びフォトマスク - Google Patents

Description

本発明は、透明基材と当該透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法、および導電性メッシュの製造方法に用いられるフォトマスクに関する。

従来、透明基材と当該透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートが、広く種々の分野にて使用されてきた。このような導電性メッシュシートの広く知られた用途として、特許文献１及び２に開示された電磁波遮蔽材（電磁波遮蔽シート）、タッチパネルセンサ、発熱体を例示することができる。このような用途において、導電性メッシュは、透明基材上で開口領域を画成するメッシュパターンを形成し、その材料特性、例えば導電性や熱伝導性に起因した種々の機能を発揮することを期待されている。

このような導電性メッシュは、開口領域を画成する接続要素と、接続要素間の破断部とを有するものがあり、近年導電性メッシュとして微細化されたものが求められている。

特開２００４−１９２０９３号公報 特開２００６−３４４１６３号公報

上述のように導電性メッシュの形状は、近年微細化したものが求められているが、この場合接続要素間の破断部も微細化が求められている。

一般に導電性メッシュは導電性金属膜上にレジストパターンを形成し、レジストパターンを介してエッチングを施すことにより形成されるが、接続要素間の破断部の長さを短くするためにはこの破断部に対応してレジストパターンを除いておく必要がある。

他方、レジストパターンを形成する際の露光作用においては、解像限界の問題から小さな破断部に対応してレジストパターンを除いておくことはむずかしい、という問題がある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、接続要素と、接続要素間の破断部とを有するとともに、微細形状をもつ導電性メッシュを精度良く作製することができる導電性メッシュシートの製造方法および導電性メッシュシートの製造方法に用いるフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明は、透明基材と、透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法において、透明基材を準備する工程と、透明基材上に導電性金属膜を形成する工程と、導電性金属膜上にレジストパターンを設ける工程と、レジストパターン上からエッチング液を用いて、導電性金属膜をエッチングすることにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する工程とを備え、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分と、接続要素部分に連結され破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は接続要素部分に対して両側から切欠きを設けて形成されていることを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法である。

本発明は、接続要素の線幅をｗとし、接続要素間の破断部の長さをＬとしたとき、
０．１ ＜Ｌ／ｗ＜ １
となることを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法である。

本発明は、接続要素の線幅ｗとし、各切欠きの内側へ向う深さをａとしたとき、
０．０５ ＜ａ／ｗ＜ ０．４５
となることを特徴とする導電性メッシュの製造方法である。

本発明は、透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分と、接続要素部分に連結され破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は接続要素部分に対して両側から切欠きを設けて形成され、フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分および破断部分に対応する開口が形成されたマスク部分を有することを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分と、接続要素部分に連結され破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は接続要素部分に対して両側から切欠きを設けて形成され、フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分および破断部分に対応する形状をもつマスク部分を有することを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、接続要素の線幅をｗとし、接続要素間の破断部の長さをＬとしたとき、
０．１ ＜Ｌ／ｗ＜ １
となることを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、接続要素の線幅をｗとし、各切欠きの内側へ向う深さをａとしたとき、
０．０５ ＜ａ／ｗ＜ ０．４５
となることを特徴とするフォトマスクである。

以上のように本発明によれば、微細形状をもつ導電性メッシュを精度良く作製することができる。

図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、導電性メッシュシートの製造方法を示す平面図。 図２（ａ）〜（ｆ）は、導電性メッシュシートの製造方法を示す断面図。 図３は、導電性メッシュシートを示す斜視図。 図４（ａ）（ｂ）は、フォトマスクを示す図。 図５は、レジストパターンの破断部に対応する部分を除去した状態を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する写真以外の図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において、「シート」、「板」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、導電性フィルムシートのシート面、導電性フィルムシートに含まれる透明基材のシート面は、互いに平行となっている。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

＜＜＜導電性メッシュシート＞＞＞
図３に示すように、導電性メッシュシート１０は、透明基材２０と、透明基材２０上に設けられた導電性メッシュ１５と、を有している。

このような導電性メッシュシート１０を導電性メッシュ１５の側から観察した場合、導電性メッシュ１５は、その構成材料に依存した金属色で観察される。

以下、導電性メッシュシート１０の構成要素である透明基材２０及び導電性メッシュ１５について順に説明していく。

なお、本件明細書において、「透明」とは、可視光透過率が（数値）％以上あることを意味している。また、本明細書で言及する可視光透過率は、測定対象となる部位をなすようになる材料を東洋紡績製ＰＥＴフィルム（品番:コスモシャインＡ４３００、厚さ１００μｍ)の上に膜厚１μｍで成膜し、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

＜＜透明基材＞＞
透明基材２０としては、既知の透明基材を適宜選択して用いることができ、特に限定されない。透明基材２０に用いられる材料としては、例えば、透明樹脂や透明無機材料を例示することができる。透明樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマ一等を挙げることができる。一方、透明無機材料としては、例えばソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、ＰＬＺＴ等のセラミックス、石英、蛍石等を例示することができる。

透明基材２０の厚みは、導電性メッシュシート１０の用途に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常２０〜５０００μｍであり、透明基材２０は、ロールの形で供給されるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよい。

透明基材２０の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有していてもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。

＜＜導電性メッシュ＞＞
次に、導電性メッシュ１５について説明する。導電性メッシュ１５は、透明基材２０上に設けられている。図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、透明基材２０上にパターニングされている。とりわけ、図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、透明基材２０上において、開口領域１５ｃを画成するメッシュパターンを形成している。すなわち、導電性メッシュ１５は、分岐点１５ｄから延び出す多数の接続要素１５ａによって形成されている。そして、各開口領域１５ｃは、三以上の接続要素１５ａで取り囲まれることによって、画成されている。なお、図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、正方配列となるメッシュパターンを形成している。

ただし、金属層１５によってなされるパターンは、図２に示された例に限定されることはなく、積層材１０の用途に応じて適宜設定される。例えば、金属層１５が、不規則なメッシュパターンを形成するようにしてもよいし、或いは、メッシュ以外のパターンを形成するようにしてもよいし、或いは、ベタで設けられる、すなわち隙間無く面状の領域に設けられるようにしてもよい。

さらにまた、導電性メッシュ１５は、接続要素１５ａ間に形成された破断部１５ｂによって複数の領域に区画されている。

すなわち、所望の接続要素１５ａが破断部１５ｂにより破断されて、接続要素１５ａ間に破断部１５ｂが形成されて接続要素１５ａ間に導通が破断部１５ｂにより破断される。

なお、接続要素１５ａの幅をｗ、接続要素１５ａ間の破断部１５ｂの長さをＬとした場合、これらｗおよびＬは後述のように極めて小さな値となっており、このことにより微細構造の導電性メッシュ１５を形成することができる。

このような導電性メッシュ１５は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法（ドライプロセス）を用いて、導電性メッシュ１５となる金属材料１５Ａを、透明基材２０上に付着させることにより形成され得る。

導電性メッシュ１５の成膜厚は、（数値）ｎｍ以上（数値）ｎｍ以下とすることができる。

導電性メッシュ１５をなすようになる金属材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、及び、これらの合金の一以上を用いることができる。

＜＜導電性メッシュシートの製造方法＞＞
次に導電性メッシュシートの製造方法について図１（ａ）〜（ｅ）および図２（ａ）〜（ｇ）により述べる。

この場合、導電性メッシュ１５のパターニングは、フォトリソグラフィ技術を用いて、次のように実施され得る。まず、図２（ａ）に示すように、透明基材２０を準備する。

次に、導電性メッシュ１５となる導電性の金属膜１５Ａを、透明基材２０上に形成する。金属膜１５Ａの成膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法(ドライプロセス)等の種々の方法を採用することができる。とりわけ真空蒸着法によれば、後述するように導電性メッシュシート１０をタッチパネルセンサや電磁波遮蔽材としての用いた場合に好適な厚みの金属膜１５Ａを、比較的に短時間で安価に製造することができる。また、別の方法として、スパッタリングと他の方法、例えばスパッタリングと電界めっきとを含む複数工程にて、金属膜１５Ａを成膜することも有効である。スパッタリングによれば、密着性に優れた下地層を形成することができ、且つ、その後の電界メッキによって、金属膜１５Ａの厚みを比較的迅速に所望の厚みまで増加させることができる。

その後、フォトリソグラフィ技術を用いて、透明基材２０上の金属膜１５Ａを所望のパターンにてパターニングする。具体的には、まず、金属膜１５Ａ上にレジスト膜３０Ａを設ける。レジスト膜の成膜は、例えば、ドライフィルムレジストの積層により行うことができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜３０Ａ上方にフォトマスク３５を配置した状態にて、レジスト膜３０Ａをパターン露光する。その後、図２（ｃ）に示すように、露光されたレジスト膜３０Ａを現像することにより、レジスト膜３０Ａをパターニングしてなるレジストパターン３０が金属膜１５Ａ上に得られる。

ところで、金属膜１５Ａ上に形成されたレジストパターン３０は、導電性メッシュの１５の接続要素１５ａに対応する接続要素部分３０ａと、破断部１５ｂに対応する破断部分３０ｂとを有する。この場合、後述するエッチング工程においてエッチング液はレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで金属膜１５Ａをエッチングするため、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａは平面視において接続要素１５ａよりわずかに大きくなっている。またレジストパターン３０の破断部分３０ｂは、接続要素部分３０ａに対して両側から切欠き３０ｃを設けることにより形成されており、破断部分３０ｂは接続要素部分３０ａに対して細幅になっているが、破断部分３０ｂにおいて、レジスト膜３０Ａは一部分残ることになる。

また金属膜１５Ａ上にレジストパターン３０を形成するためのフォトマスク３５は、ネガ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する第１開口３５Ａと、破断部分３０ｂに対応する第２開口３５Ｂとを有するマスク部分３５Ｃからなっている（図４（ａ）参照）。

但し、ポジ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、フォトマスク３５はレジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する形状３５Ｄと破断部分３０ｂに対応する形状３５Ｅをもつマスク部分３５Ｃからなっている（図４（ｂ）参照）。

次に、図２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、パターニングされたレジストパターン３０をマスクとして、金属膜１５Ａをエッチング液によりエッチングする。これにより、金属膜１５Ａから導電性メッシュ１５が形成される。このようにして、透明基材２０上に、導電性メッシュ１５が、所望のパターンで形成される。その後、導電性メッシュ１５上のレジストパターン３０を除去することによって、導電性メッシュシート１０が得られる。

次に金属膜１５Ａに対するエッチング工程について、図１（ａ）〜（ｅ）および図２（ａ）〜（ｇ）を用いてより詳細に説明する。

上述のようにエッチング工程において、エッチング液はレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで金属膜１５Ａをエッチングする。このためレジストパターン３０の接続要素部分３０ａは接続要素１５ａよりわずかに大きくなっており、かつ破断部分３０ｂは切欠き３０ｃを設けることにより形成され、レジスト膜３０Ａが一部分残っている。

また、本実施の形態によれば、導電性メッシュ１５は微細形状をもつため、導電性メッシュ１５の接続要素１５ａの線幅をｗ、接続要素１５ａ間の破断部１５ｂの長さをＬ、レジストパターン３０の破断部分３０ｂの切欠きの内側へ向う深さをａとした場合、
３μｍ ≦ｗ≦ ３０μｍ
１μｍ ≦Ｌ≦ １５μｍ
１μｍ ≦ａ≦ １４μｍ
となっている。

また、Ｌ／ｗ、ａ／ｗの値は
０．１ ＜Ｌ／ｗ＜ １
０．０５ ＜ａ／ｗ＜ ０．４５
となっている。

まず金属膜１５Ａ上に接続要素部分３０ａと破断部分３０ｂとを有するレジストパターン３０を設ける（図１（ａ）および図２（ｃ））。

この状態でレジストパターン３０をマスクとしてエッチング液Ｅにより金属膜１５Ａをエッチングする（図１（ｂ）および図２（ｄ））。このとき、エッチング液Ｅはレジストパターン３０から露出する金属膜１５Ａに達し、この金属膜１５Ａをエッチングする。

次にエッチング液Ｅはレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで、レジストパターン３０の下方の金属膜１５Ａをエッチングする（図１（ｃ）および図２（ｅ））。

その後エッチング液Ｅはレジストパターン３０の接続要素部分３０ａの下方に達して金属膜１５Ａをエッチングすることにより導電性メッシュ１５の接続要素１５ａを形成する。同時にエッチング液Ｅは破断部分３０ｂの下方に達し、金属膜１５Ａをエッチングすることにより導電性メッシュ１５の破断部１５ｂを形成する。（図１（ｄ）および図２（ｆ））。

このようにして導電性メッシュ１５を形成した後、導電性メッシュ１５上からレジストパターン３０が除去される。

上述のようにレジストパターン３０の接続要素部分３０ａによって導電性メッシュ１５の接続要素１５ａが形成され、破断部分３０ｂによって接続要素１５ａ間の破断部１５ｂが形成される。また導電性メッシュ１５が微細構造を有する場合、この微細構造をもつ導電性メッシュ１５に対応して微細構造をもつレジストパターン３０を形成する必要があるが、レジストパターン３０は露光時の解像限界によりその形状の微細化には限度がある。とりわけ導電性メッシュ１５の破断部１５ｂの形状を微細化した場合、これに合わせてレジストパターン３０の破断部１５ｂに対応する微細な部分３０ｅを除去することも考えられるが、レジストパターン３０から破断部１５ｂに対応する微細な部分３０ｅを除去することはレジストパターン３０の露光時の解像限界により事実上困難である（図５参照）。

本実施の形態によれば、導電性メッシュ１５のうちとりわけ微細構造をもつ破断部１５ｂをエッチングにより形成する場合、レジストパターン３０から破断部１５ｂに対応する微細な部分３０ｅを除去することなく、レジストパターン３０を細幅に残して形成された破断部分３０ｂにより破断部１５ｂをエッチングにより形成することができる。このため微細構造をもつ破断部１５ｂを有する導電性メッシュ１５を精度良く形成することができる。

１０ 導電性メッシュシート
１５ 導電性メッシュ
１５ａ 接続要素
１５ｂ 破断部
１５ｃ 開口領域
１５ｄ 分岐点
２０ 透明基材
３０ レジストパターン
３０ａ 接続要素部分
３０ｂ 破断部分
３０ｃ 切欠き
３０Ａ レジスト膜
３５ フォトマスク
３５Ａ 第１開口
３５Ｂ 第２開口
３５Ｃ マスク部分
３５Ｄ 形状
３５Ｅ 形状

Claims (7)

1. 透明基材と、透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法において、
   透明基材を準備する工程と、
   透明基材上に導電性金属膜を形成する工程と、
   導電性金属膜上にレジストパターンを設ける工程と、
   レジストパターン上からエッチング液を用いて、導電性金属膜をエッチングすることにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する工程とを備え、
   レジストパターンは接続要素に対応するとともに同一幅をもつ帯状に延びる接続要素部分と、接続要素部分に設けられ破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は帯状に延びる接続要素部分に対して両側から矩形状の切欠きを設けて形成されていることを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法。
2. 接続要素の線幅をｗとし、接続要素間の破断部の長さをＬとしたとき、
   ０．１ ＜Ｌ／ｗ＜ １
   となることを特徴とする請求項１記載の導電性メッシュシートの製造方法。
3. 接続要素の線幅をｗとし、各切欠きの内側へ向う深さをａとしたとき、
   ０．０５ ＜ａ／ｗ＜ ０．４５
   となることを特徴とする請求項１または２記載の導電性メッシュの製造方法。
4. 透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、
   レジストパターンは接続要素に対応するとともに同一幅をもつ帯状に延びる接続要素部分と、接続要素部分に設けられ破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は帯状に延びる接続要素部分に対して両側から矩形状の切欠きを設けて形成され、
   フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分および破断部分に対応する開口が形成されたマスク部分を有することを特徴とするフォトマスク。
5. 透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の破断部とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、
   レジストパターンは接続要素に対応するとともに同一幅をもつ帯状に延びる接続要素部分と、接続要素部分に設けられ破断部に対応する破断部分とを有し、破断部分は帯状に延びる接続要素部分に対して両側から矩形状の切欠きを設けて形成され、
   フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分および破断部分に対応する形状をもつマスク部分を有することを特徴とするフォトマスク。
6. 接続要素の線幅をｗとし、接続要素間の破断部の長さをＬとしたとき、
   ０．１ ＜Ｌ／ｗ＜ １
   となることを特徴とする請求項４または５記載のフォトマスク。
7. 接続要素の線幅をｗとし、各切欠きの内側へ向う深さをａとしたとき、
   ０．０５ ＜ａ／ｗ＜ ０．４５
   となることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか記載のフォトマスク。

Images