JPWO2017056978A1 - Method for forming functional fine line pattern and functional fine line pattern - Google Patents
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Abstract
本発明は、機能性材料を含有するライン状液体から複数の機能性細線を形成する際、機能性細線の配置間隔を広くしても該機能性細線が視認されにくい機能性細線パターンの形成方法及び機能性細線パターンの提供を課題とし、その課題は、基材1上に、機能性材料を含有するライン状液体を互いに重ならないように複数並列するように付与し、次いで、ライン状液体の乾燥に伴い、ライン状液体の周縁部にそれぞれ機能性材料を選択的に堆積させることにより、2本一組の互いに平行な線分31を有する細線3をそれぞれ形成し、次いで、細線3の一部をそれぞれ除去し、細線3の残存部位によって機能性細線をそれぞれ形成する方法であって、機能性細線の配置間隔を300μm以上750μm未満としたとき、機能性細線の線幅を2μm以上7μm以下とし、配置間隔を750μm以上2.5mm以下としたとき、線幅を2μm以上5μm以下とすることで解決される。The present invention relates to a method for forming a functional fine line pattern in which, when forming a plurality of functional fine lines from a line-like liquid containing a functional material, the functional fine lines are hardly visible even when the arrangement interval of the functional fine lines is widened. And providing a functional fine line pattern, the problem is that a plurality of linear liquids containing functional materials are applied on the substrate 1 so as not to overlap each other, Along with drying, a functional material is selectively deposited on the peripheral portion of the line-shaped liquid to form two thin wires 3 each having a pair of parallel lines 31 and then one of the thin wires 3. This is a method in which the functional thin lines are formed by the remaining portions of the thin wires 3 by removing the respective portions, and when the spacing between the functional thin wires is 300 μm or more and less than 750 μm, the line width of the functional thin wires is 2 μm or more and 7 μm or less. age, When the location distance was 750μm or 2.5mm or less, it is solved by the line width and 2μm or 5μm or less.
Description
本発明は、機能性細線パターンの形成方法及び機能性細線パターンに関し、詳しくは、機能性材料を含有する複数のライン状液体から複数の機能性細線を形成する際、隣り合う機能性細線の配置間隔を、ライン状液体から形成される2本の平行な線分の配置間隔よりも広い間隔となるように容易に設定できると共に、機能性細線を視認しにくくできる機能性細線パターンの形成方法及び機能性細線パターンに関する。 The present invention relates to a method for forming a functional fine line pattern and a functional fine line pattern. More specifically, when forming a plurality of functional fine lines from a plurality of line-like liquids containing a functional material, the arrangement of adjacent functional fine lines is provided. A method for forming a functional fine line pattern in which the interval can be easily set so that the interval is wider than the arrangement interval of two parallel line segments formed from a line-shaped liquid, and the functional fine line is difficult to visually recognize, and It relates to a functional thin line pattern.
近年、タッチパネル、携帯電話、電子ペーパー、有機EL素子、太陽電池等の各種電気デバイスにおいて透明導電膜が多用されている。 In recent years, transparent conductive films have been widely used in various electric devices such as touch panels, mobile phones, electronic paper, organic EL elements, and solar cells.
従来の透明導電膜は、ITO(酸化インジウムスズ;Indium Tin Oxide)等の透明性を有する導電性材料を基材の全面に蒸着させた後、レーザー加工により不要な導電膜を除去し、除去せずに残存させた導電膜によって電極パターンを形成する(特許文献1、2)。
A conventional transparent conductive film is formed by depositing a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) on the entire surface of the substrate, and then removing the unnecessary conductive film by laser processing. An electrode pattern is formed by the conductive film left without being used (
しかし、これらの方法では、電極パターンを形成するために除去する不要な導電膜の面積が多くなるため、タクトタイムが長くなり、生産性の観点からは問題がある。 However, these methods have a problem from the viewpoint of productivity because the area of an unnecessary conductive film to be removed to form an electrode pattern increases, resulting in a long tact time.
本発明者は、透明導電膜(透明電極ともいう)を導電性細線の集合体によって形成することを試みている。具体的には、基材上に付与したライン状液体に含まれる導電性材料を該ライン状液体の両縁部に堆積させることによって導電性細線を形成する。 The inventor has attempted to form a transparent conductive film (also referred to as a transparent electrode) by an aggregate of conductive thin wires. Specifically, a conductive thin wire is formed by depositing a conductive material contained in a line-shaped liquid applied on a base material on both edges of the line-shaped liquid.
得られる導電性細線は、ライン状液体の線幅に比べて十分な細さを有するため、導電性材料自体が透明性を有しなくても遮光しにくく、透明導電膜に光透過性を付与できる。しかるに、導電性細線が、ライン状液体の線幅に対応するピッチで配置されるという制約により、光透過性の更なる向上に限界があり、透明導電膜の性能が制限されてしまう。 The resulting conductive thin wire is sufficiently thin compared to the line width of the line-like liquid, so even if the conductive material itself does not have transparency, it is difficult to block light and imparts light transparency to the transparent conductive film. it can. However, due to the restriction that the conductive thin wires are arranged at a pitch corresponding to the line width of the line-shaped liquid, there is a limit to the further improvement in light transmittance, and the performance of the transparent conductive film is limited.
本発明者らの研究によると、導電性細線を、ライン状液体の線幅に制約されない広幅のピッチで配置することによって、光透過性を更に向上して、透明導電膜の性能を更に引き出すことができることがわかった。例えばタッチパネル、携帯電話、電子ペーパー、有機EL素子等のように、透明導電膜の背面に画像表示素子を配置する電子機器においては、透明導電膜の光透過性の向上により、画像を表示する際の光量のロスを抑制できる。これにより、省エネルギー化を実現してバッテリーの消費を抑えることができる。また、例えば太陽電池であれば、透明導電膜の光透過性の向上により、発電効率を向上することが期待される。 According to the study by the present inventors, by arranging the conductive thin wires at a wide pitch that is not limited by the line width of the line-like liquid, the light transmittance is further improved and the performance of the transparent conductive film is further extracted. I found out that For example, in an electronic device in which an image display element is arranged on the back surface of a transparent conductive film such as a touch panel, a mobile phone, electronic paper, an organic EL element, etc., when displaying an image by improving the light transmittance of the transparent conductive film The loss of the amount of light can be suppressed. Thereby, energy saving can be realized and consumption of the battery can be suppressed. For example, in the case of a solar cell, it is expected that the power generation efficiency is improved by improving the light transmittance of the transparent conductive film.
しかし、導電性細線のピッチを広くしすぎると、導電性細線の各々が孤立して存在する状態になり、導電性細線間の光透過性を有する領域に対して光を透過し得ない導電性細線が目立ってしまい、かえって導電性細線が視認され易くなってしまう問題がある。 However, if the pitch of the conductive thin wires is too wide, each of the conductive thin wires will be in an isolated state, and the conductive property that cannot transmit light to the region having light transmission between the conductive thin wires. There is a problem that the fine line becomes conspicuous and the conductive fine line is easily visually recognized.
なお、特許文献3は、透明導電膜を開示しておらず、電気配線パターンの狭ピッチ化を図るものであるため、上記のような課題を解決するものではない。
Note that
そこで、本発明は、機能性材料を含有するライン状液体から複数の機能性細線を形成する際、隣り合う機能性細線同士の配置間隔を、ライン状液体から形成される細線が有する2本の平行な線分の配置間隔よりも広い間隔となるように容易に設定でき、しかも、機能性細線の配置間隔を広くしても該機能性細線が視認されにくい機能性細線パターンの形成方法及び機能性細線パターンを提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, when forming a plurality of functional fine lines from a line-shaped liquid containing a functional material, two fine lines formed from the line-shaped liquid have an arrangement interval between adjacent functional fine lines. Functional fine line pattern forming method and function that can be easily set to be wider than the arrangement interval of parallel line segments, and that the functional fine lines are not easily seen even if the arrangement interval of the functional fine lines is widened It is an object to provide a fine line pattern.
また、本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.
基材上に、機能性材料を含有するライン状液体を互いに重ならないように複数並列するように付与し、
次いで、前記ライン状液体の乾燥に伴い、該ライン状液体の周縁部にそれぞれ前記機能性材料を選択的に堆積させることにより、前記ライン状液体から2本一組の互いに平行な線分を有する細線をそれぞれ形成し、
次いで、前記細線の一部をそれぞれ除去し、該細線の残存部位によって機能性細線をそれぞれ形成することにより、複数の前記機能性細線の配置間隔が、前記ライン状液体から形成される前記細線が有する2本一組の互いに平行な前記線分の配置間隔よりも大きい機能性細線パターンを形成する方法であって、
前記機能性細線の配置間隔を300μm以上750μm未満としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上7μm以下とし、
前記機能性細線の配置間隔を750μm以上2.5mm以下としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上5μm以下とする機能性細線パターンの形成方法。
2.
前記基材に対する前記ライン状液体の接触角を10°以上30°以下とし、
前記ライン状液体を前記基材上に付与する際の1画素当たりの液滴量を300pl以下とし、
前記ライン状液体を形成するための前記機能性材料を含有する液体の固形分濃度を0.1%以上とする前記1記載の機能性細線パターンの形成方法。
3.
前記ライン状液体の乾燥は、前記基材の温度を60℃以上85℃以下とし、吸引風によって乾燥を行うものである前記1又は2記載の機能性細線パターンの形成方法。
4.
前記基材上に前記機能性細線を形成した後、大気下、80℃以上150℃以下で加熱処理することにより、該機能性細線の表面を酸化処理する前記1、2又は3記載の機能性細線パターンの形成方法。
5.
前記酸化処理後、電解質液で処理することにより、前記機能性細線の線幅を減じる前記4記載の機能性細線パターンの形成方法。
6.
前記機能性材料は導電性材料であり、
前記酸化処理後、前記機能性細線をメッキ処理する際に、電解質液であるメッキ液で処理することにより、該機能性細線の線幅を減じる前記5記載の機能性細線パターンの形成方法。
7.
前記メッキ処理は、銅メッキ処理である前記6記載の機能性細線パターンの形成方法。
8.
前記機能性材料は導電性材料であり、
前記酸化処理後、前記機能性細線を銅メッキ処理し、次いで、銅エッチング処理を施すことにより、該機能性細線の線幅を減じる前記4記載の機能性細線パターンの形成方法。
9.
前記酸化処理後、前記機能性細線をニッケルメッキ処理する前記5〜8の何れかに記載の機能性細線パターンの形成方法。
10.
基材上に、機能性材料を含む機能性細線が複数並列された機能性細線パターンであって、
前記機能性細線の配置間隔が300μm以上750μm未満であり、
前記機能性細線の線幅が2μm以上7μm以下である機能性細線パターン。
11.
基材上に、機能性材料を含む機能性細線が複数並列された機能性細線パターンであって、
前記機能性細線の配置間隔が750μm以上2.5mm以下であり、
前記機能性細線の線幅が2μm以上5μm以下である機能性細線パターン。1.
A plurality of line-shaped liquids containing functional materials are provided on the substrate so as not to overlap each other.
Next, as the line-shaped liquid is dried, the functional material is selectively deposited on the periphery of the line-shaped liquid, so that the line-shaped liquid has two pairs of parallel line segments. Each thin line is formed,
Next, by removing a part of each of the thin lines and forming functional thin lines by the remaining portions of the thin lines, the arrangement intervals of the plurality of functional thin lines are such that the thin lines formed from the line-shaped liquid A method of forming a functional fine line pattern that is larger than the arrangement interval of the two line segments that are parallel to each other.
When the arrangement interval of the functional thin wires is 300 μm or more and less than 750 μm, the line width of the functional thin wires is 2 μm or more and 7 μm or less,
A method for forming a functional fine line pattern, wherein when the arrangement interval of the functional fine lines is 750 μm or more and 2.5 mm or less, the line width of the functional fine lines is 2 μm or more and 5 μm or less.
2.
The contact angle of the linear liquid with respect to the substrate is 10 ° or more and 30 ° or less,
The amount of liquid droplets per pixel when applying the line-shaped liquid on the substrate is 300 pl or less,
2. The method for forming a functional fine line pattern according to 1 above, wherein a solid content concentration of the liquid containing the functional material for forming the linear liquid is 0.1% or more.
3.
3. The method for forming a functional thin line pattern according to 1 or 2, wherein the drying of the line-shaped liquid is performed by setting the temperature of the base material to 60 ° C. or more and 85 ° C. or less and drying with a suction air.
4).
The functionality according to the above 1, 2 or 3, wherein after forming the functional fine wire on the substrate, the surface of the functional fine wire is oxidized by heat treatment at 80 ° C or higher and 150 ° C or lower in the atmosphere. A method for forming a fine line pattern.
5).
5. The method for forming a functional fine line pattern according to 4, wherein a line width of the functional fine line is reduced by treatment with an electrolyte solution after the oxidation treatment.
6).
The functional material is a conductive material,
6. The method for forming a functional fine line pattern according to 5, wherein after the oxidation treatment, the functional fine wire is plated with a plating solution that is an electrolyte solution when the functional fine wire is plated.
7).
7. The method for forming a functional fine line pattern according to 6, wherein the plating process is a copper plating process.
8).
The functional material is a conductive material,
5. The method of forming a functional fine line pattern as described in 4 above, wherein after the oxidation treatment, the functional fine wire is subjected to copper plating treatment and then subjected to copper etching treatment to reduce the line width of the functional fine wire.
9.
9. The method for forming a functional fine wire pattern according to any one of 5 to 8, wherein the functional fine wire is subjected to nickel plating after the oxidation treatment.
10.
A functional fine line pattern in which a plurality of functional fine lines containing a functional material are arranged in parallel on a base material,
The arrangement interval of the functional thin wires is 300 μm or more and less than 750 μm,
A functional fine line pattern in which a line width of the functional fine line is 2 μm or more and 7 μm or less.
11.
A functional fine line pattern in which a plurality of functional fine lines containing a functional material are arranged in parallel on a base material,
The arrangement interval of the functional thin wires is 750 μm or more and 2.5 mm or less,
A functional fine line pattern in which a line width of the functional fine line is 2 μm or more and 5 μm or less.
本発明によれば、機能性材料を含有するライン状液体から複数の機能性細線を形成する際、隣り合う機能性細線同士の配置間隔を、ライン状液体から形成される細線が有する2本の平行な線分の配置間隔よりも広い間隔となるように容易に設定でき、しかも、機能性細線の配置間隔を広くしても該機能性細線が視認されにくい機能性細線パターンの形成方法及び機能性細線パターンを提供することができる。 According to the present invention, when forming a plurality of functional fine lines from a line-shaped liquid containing a functional material, the two fine lines formed from the line-shaped liquid have an interval between adjacent functional thin lines. Functional fine line pattern forming method and function that can be easily set to be wider than the arrangement interval of parallel line segments, and that the functional fine lines are not easily seen even if the arrangement interval of the functional fine lines is widened A thin line pattern can be provided.
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明に係る機能性細線パターンの形成方法の一実施形態を説明する平面図である。 1 to 4 are plan views for explaining an embodiment of a method for forming a functional fine line pattern according to the present invention.
まず、図1に示すように、基材1上に、機能性材料を含有するライン状液体2を複数並列するように付与する。複数のライン状液体2の付与は、ライン状液体2同士が互いに重ならないように行う。
First, as shown in FIG. 1, a plurality of line-shaped
本発明において、基材1は、格別限定されないが、例えば、ガラス、プラスチック(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、ポリエステル、ポリアミド等)、金属(銅、ニッケル、アルミ、鉄等や、あるいは合金)、セラミックス等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2以上の異なる材料を貼り合せた状態で用いてもよい。例えばタッチパネルセンサーの透明導電膜(透明電極)として用いる場合は、透明性を有するプラスチックが好ましく、ポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン等が好適である。
In the present invention, the
また、本発明において、ライン状液体2を形成するための液体(インク)に含有される機能性材料は、基材1に特定の機能を付与するための材料であれば格別限定されない。特定の機能を付与するとは、例えば、導電性材料を用いて基材1に導電性を付与することや、絶縁性材料を用いて基材1に絶縁性を付与すること等をいう。機能性材料としては、求められる機能に応じて、例えば導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、光学フィルター材料、誘電体材料等を使用することができる。機能性材料は、該機能性材料が付与される基材1の表面を構成する材料とは異なる材料であることが好ましい。
In the present invention, the functional material contained in the liquid (ink) for forming the line-shaped
本実施形態における各ライン状液体2は、図1中のY方向に沿って延びる直線状に形成され、それがY方向と直交するX方向に沿って一定の間隔で平行に並列するように基材1上に付与されている。ここでは4本のライン状液体2を等間隔で並列するように形成したものを示しているが、基材1上に付与されるライン状液体2の数は複数であればよく、格別限定されない。
Each
基材1上へライン状液体2を付与する方法としては、インクジェット法により塗布する方法が用いられる。インクジェット法によれば、基材1上に複数並列するライン状液体2を自由度高く形成することができる。
As a method for applying the line-shaped
インクジェット法によるライン状液体2は、基材1と図示しないインクジェットヘッドとをY方向に沿って相対移動させる過程で、図5に示すように、機能性材料を含む液体をインクジェットヘッドのノズルから連続して吐出させ、基材上に複数のドットdを着弾させることによって形成される。隣接するドットd、d同士をオーバーラップするように着弾させて基材上で合一させることにより、Y方向に延びる1本のライン状液体2が形成される。
As shown in FIG. 5, the line-
次いで、基材1上に並列した複数のライン状液体2を乾燥させる。このライン状液体2の乾燥に伴い、コーヒーステイン現象により、機能性材料を該ライン状液体2の周縁部21に選択的に堆積させる。すなわち、図6(a)に示すように基材1上に付与されたライン状液体2が乾燥すると、図6(b)に示す中央部22と比べて周縁部21において乾燥が速くなるため、まず周縁部21に機能性材料の局所的な堆積が起こる。この堆積した機能性材料によりライン状液体2の周縁部21が固定化された状態となり、それ以降の乾燥に伴うライン状液体2の幅方向の収縮が抑制される。ライン状液体2中では、図6(b)中の矢印で示すように、周縁部21で蒸発により失った分の液体を補う様に中央部22から周縁部21に向かう流動が形成される。この流動によって更なる機能性材料が周縁部21に運ばれて堆積する。
Next, the plurality of line-shaped
その結果、図6(c)に示すように、基材1上に、機能性材料を含む細線3が形成される。図2には、基材1上に形成された4本の細線3の集合体が示されている。1本のライン状液体2から形成された細線3は、該ライン状液体2の周縁部21の形状に沿った形状となる。このため、各ライン状液体2から形成される細線3は、図2に示すように、2本一組の互いに平行な直線からなる線分31、31をそれぞれ有している。これら線分31、31は、ライン状液体2の周縁部21のうちの長さ方向に沿う両縁部に堆積した機能性材料によって形成される。図2中のL1は、1本のライン状液体2から形成される2本一組の互いに平行な線分31、31のX方向に沿う配置間隔である。
As a result, as shown in FIG. 6C, the
ライン状液体2中の機能性材料を周縁部21に運ぶ流動の形成を促進することは好ましいことである。例えば、固形分濃度、基材1に対するライン状液体2の接触角、ライン状液体2の量、基材1の加熱温度、ライン状液体2の配置密度、または温度、湿度、気圧の環境因子等の条件を調整することにより、ライン状液体2の周縁部21を早期に固定化することができ、また、ライン状液体2の中央部22と周縁部21との蒸発量の差を大きくすることができる。これにより、機能性材料を周縁部21に運ぶ流動の形成を促進することができる。
It is preferable to promote the formation of a flow that carries the functional material in the line-shaped
次いで、図3に示すように、各ライン状液体2によって基材1上に形成された各細線3について、それぞれの一部を除去する。図3において破線で示した部位が除去された部位を示している。
Next, as shown in FIG. 3, a part of each
細線3の一部を除去する際、除去せずに残存させる細線3の残存部位が機能性細線として利用する部位となる。ここでは、各細線3について、2本一組の平行な線分31、31のうちの片側1本の直線からなる線分31のみを残存させるように、その他の部位を除去している。これにより、基材1上には4本の線分31が並んで残存する。
When a part of the
細線3の一部を除去する方法としては、細線3の一部を容易に選択的に除去できる点で、例えばレーザー光等のようなエネルギー線を照射する方法や、化学的にエッチング処理するケミカルエッチングによる方法が挙げられる。特にエネルギー線を照射する方法は、除去対象となる細線3の一部に対して選択的に照射することにより、ピンポイントの除去が可能であるため、除去工程にかかる時間を大幅に短縮することができ、タクトタイムの短縮が可能となるために好ましい。
As a method of removing a part of the
細線3の一部を除去することにより、基材1上には、図4に示すように、除去せず残存させた4本の線分31によって、複数の互いに平行な、機能性材料を含む4本の機能性細線4が等間隔で配置された機能性細線パターンが形成される。
By removing a part of the
この機能性細線パターンにおいて、隣り合う機能性細線4、4のX方向に沿う配置間隔L2は、図2に示す隣り合う線分31、31の配置間隔L1よりも大きくなる。この配置間隔L2は、基材1上に複数並列して付与されるライン状液体2の配置間隔によって決まる。従って、このライン状液体2の配置間隔を任意に設定することにより、機能性細線パターンを構成する互いに平行な機能性細線4、4の配置間隔L2を、1本のライン状液体2から形成される2本の線分31、31の配置間隔L1に限定されることなく、該配置間隔L1よりも広幅となるように容易に設定することができる。
In this functional fine line pattern, the arrangement interval L2 along the X direction of the adjacent functional
一般に、1本のライン状液体2から形成される細線3の2本一組の平行な線分31、31の配置間隔L1は、500μm程度が限界である。ライン状液体2が広幅になる程、乾燥時の周縁部21に向けた機能性材料の移動距離が長くなり、機能性材料が周縁部21に到達する前に乾燥してしまうことにより、周縁部21に機能性材料を安定して堆積させ難くなるためである。しかし、本発明によればライン状液体2を広幅にする必要はなく、機能性材料を含む機能性細線4を安定して形成することができる。
In general, the arrangement interval L1 between a pair of
しかも、除去対象となる部位は、各細線3の一部だけであるため、除去対象の面積は極めて小さくて済む。このため、機能性細線パターンを形成するためのタクトタイムを短縮でき、生産性の向上を図ることができる。
Moreover, since the part to be removed is only a part of each
図4に示す機能性細線パターンは、図3に示すように等間隔に並列された各ライン状液体2によって形成された細線3の左側の線分31のみを残存させることにより、配置間隔L2で等間隔に並列された4本の機能性細線4によって構成されている。
The functional thin line pattern shown in FIG. 4 has an arrangement interval L2 by leaving only the
ここで、機能性細線4の線幅は、コーヒーステイン現象により、ライン状液体2の幅よりも極めて細くなることから、例えば機能性細線4を透明の基材1上に形成した場合、機能性細線4を視認しづらくでき、透明性を確保し易くなる。また、不透明な基材1であっても、光の反射具合によって表面の機能性細線4が視認される場合があるが、この場合でも、機能性細線4は極めて細幅であることから視認しづらくできる。しかしながら、各機能性細線4の線幅を細くしすぎると、断線の不具合が発生するおそれがあることから、機能性細線4はある程度の太さが必要とされる。また、隣り合う機能性細線4、4の配置間隔L2を大きくしすぎると、機能性細線4の各々は基材1上に孤立して存在する状態に近くなり、かえって視認され易くなってしまう。
Here, since the line width of the functional
このため、本発明では、機能性細線4、4の配置間隔L2と各機能性細線4の線幅とに着目している。すなわち、本発明において、基材1上に複数並列するように形成される機能性細線4、4の配置間隔L2を300μm以上750μm未満としたときは、該機能性細線4の線幅を2μm以上7μm以下とし、機能性細線4、4の配置間隔L2を750μm以上2.5mm以下としたとき、該機能性細線4の線幅を2μm以上5μm以下となるように形成するものである。これにより、基材1上に、断線の不具合がなく且つ視認しにくい複数並列する機能性細線4からなる機能性細線パターンを形成することができる。
For this reason, in the present invention, attention is paid to the arrangement interval L2 of the functional
隣り合う機能性細線4、4の配置間隔L2が300μm未満では、細線3の2本一組の平行な線分31、31をそれぞれ機能性細線として利用する場合に対するメリットが得られにくくなる。また、配置間隔L2が2.5mm超では、機能性細線4の線幅を細くなるように調整しても、機能性細線4の各々を視認しづらくする効果が十分に得られなくなる。
If the arrangement interval L2 between the adjacent functional
また、機能性細線4の線幅が2μm未満では、機能性細線4が細くなりすぎ、機能性細線4に応力が掛かった際に断線が発生し易くなる。また、線幅が7μmを超えると、配置間隔L2にかかわらず機能性細線4が視認され易くなってくる。
Moreover, if the line width of the functional
機能性細線4、4の配置間隔L2は、基材1上に複数並列するように付与するライン状液体2の間隔を調整することによって設定される。また、機能性細線4の線幅は、上述した乾燥の際の条件調整によって設定されるが、機能性細線4の線幅は、より好ましくは、以下の何れか1つの条件または2つ以上の条件を併せて採用することにより、上記の範囲となるように調整することである。
The arrangement interval L2 between the functional
まず、第1の好ましい条件は、基材1に対するライン状液体2の接触角を10°以上30°以下とし、該ライン状液体2を基材1上に付与する際の1画素当たりの液滴量を300pl以下とし、ライン状液体2を形成するための機能性材料を含有する液体(インク)の固形分濃度を0.1%以上とすることである。上記の条件で基材1上にライン状液体2を付与し、それによって機能性細線4を形成することにより、該機能性細線4の線幅を上記の範囲、具体的には7μm以下又は5μm以下となるように容易に調整することができる。
First, the first preferable condition is that the contact angle of the
接触角が10°以上であることにより、インクが濡れすぎることを防止でき、インクの乾燥中に平行細線状に堆積した固形分が決壊することを防止でき、線の形成を更に安定化できる。更に、接触角が30°以下であることにより、基材上において液が弾かれすぎることを防止でき、所望の線(ライン状液体)を好適に形成することができる。一方、接触角が10°未満あるいは30°を超える場合は、液滴量や固形分濃度が上記の条件を満たしていても、上記の範囲の線幅を有する機能性細線4を形成し難くなる。より好ましくは、接触角を10°以上25°以下とすることである。接触角は、JIS R 3257に基づいて測定された値である。
When the contact angle is 10 ° or more, it is possible to prevent the ink from being too wet, to prevent the solid content accumulated in the form of parallel fine lines during drying of the ink from being broken, and to further stabilize the formation of the line. Furthermore, when the contact angle is 30 ° or less, it is possible to prevent the liquid from being excessively repelled on the base material, and it is possible to suitably form a desired line (line-shaped liquid). On the other hand, when the contact angle is less than 10 ° or exceeds 30 °, it is difficult to form the functional
1画素当たりの液滴量が300plを超えると、ライン状液体2が広幅になりすぎることにより、接触角や固形分濃度が上記の条件を満たしていても上記の範囲の線幅を有する機能性細線4を安定して形成することが難しくなる。より好ましくは、1画素当たりの液滴量を30pl以上200pl以下とすることである。
When the amount of droplets per pixel exceeds 300 pl, the line-
なお、画素とは、ライン状液体2を形成するためにインクジェットヘッドのノズルから吐出される液滴によって埋められる基材1上の領域の最小単位である。基材1上にライン状液体2を付与する際、1画素を300pl以下の1滴の液滴によって埋めるようにしてもよいし、合計して300pl以下となる複数の液滴によって埋めるようにしてもよい。
Note that a pixel is a minimum unit of a region on the
固形分濃度が0.1%以上であることにより、機能性材料が堆積した細線3を更に安定に形成することができる。一方、固形分濃度が0.1%未満では、接触角や液滴量が上記の条件を満たしていても、上記の範囲の線幅を有する機能性細線4を形成し難くなる。より好ましくは、固形分濃度を0.2%以上1%以下とすることである。
When the solid content concentration is 0.1% or more, the
次に、第2の好ましい条件は、ライン状液体2を乾燥する際に、基材1の温度を60℃以上85℃以下とし、吸引風によって乾燥を行うものであることである。
Next, the second preferable condition is that when the line-shaped
吸引風によって乾燥を行うことにより、ライン状液体2から蒸発した気体を該ライン状液体2上から速やかに除去することができ、ライン状液体2の中央部22(図6(b)参照)から周縁部21に機能性材料を運ぶ流動が促進される。その結果、周縁部21における機能性材料の充填密度が高くなり、得られる機能性細線4の線幅を小さくすることができる。しかし、基材1の温度が60℃未満では、吸引風によって乾燥を行っても、ライン状液体2の蒸発は不十分となり、機能性材料の周縁部21へ向けた流動を形成しにくい。このため、線幅が上記の範囲となる機能性細線4を形成し難くなる。また、85℃を超えると、かえってライン状液体2の蒸発が促進されすぎることにより、ライン状液体2の周縁部21と中央部22との乾燥差がなくなってしまい、やはり線幅が上記の範囲となる機能性細線4を形成し難くなる。より好ましい温度は、60℃以上70℃以下とすることである。
By drying with suction air, the gas evaporated from the line-shaped
更に、第3の好ましい条件は、基材1上に機能性細線4を形成した後、大気下、80℃以上150℃以下で加熱処理することにより、機能性細線4の表面を酸化処理することである。
Furthermore, the third preferable condition is that after the functional
この酸化処理は、いわば機能性細線4の線幅を減じるための前処理であり、この酸化処理によって、図7に示すように、機能性細線4の縁部41(図7中の網掛け部)が優先的に酸化される。これは、機能性細線4の中央部42に比べ、縁部41は体積当たりの表面積が大きいためである。酸化された機能性細線4の縁部41は、後処理によって容易に除去可能となり、機能性細線4の線幅を上記の範囲、具体的には7μm以下又は5μm以下となるように調整することが容易となる。酸化処理の時間によって、酸化される縁部41の処理幅を調整することができる。
This oxidation treatment is, so to speak, a pretreatment for reducing the line width of the functional
加熱温度が80℃未満では、酸化が充分進まない場合があり、また、150℃を超えると意図しない線の中心部も酸化されたり、下地基材が白化したりする場合がある。より好ましくは、100℃以上140℃以下の加熱温度で加熱処理することである。 If the heating temperature is less than 80 ° C., the oxidation may not proceed sufficiently, and if it exceeds 150 ° C., the center part of the unintended line may be oxidized or the base material may be whitened. More preferably, the heat treatment is performed at a heating temperature of 100 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
酸化処理の後、機能性細線4の線幅を減じるための具体的な方法としては、酸化処理された機能性細線4を電解質液で処理することにより、酸化された機能性細線4の縁部41を選択的に除去する方法が挙げられる。酸化処理された機能性細線4を有する基材1を電解質液中に浸漬することにより、機能性細線4の線幅を容易に除去することができる。
A specific method for reducing the line width of the functional
電解質液は格別限定されず、例えば硫酸銅水溶液等が挙げられるが、機能性材料が導電性材料である場合は、電解質液としてメッキ液を用いることが好ましい。機能性細線4に対するメッキ処理(例えば、銅メッキ処理)と同時に、酸化処理後の機能性細線4の線幅を減じる処理を行うことができる。すなわち、酸化処理後、機能性細線4をメッキ処理する際に、電解質液であるメッキ液で処理することにより、機能性細線4の線幅を減じることである。機能性材料として導電性材料を用いた機能性細線4をメッキ処理することにより、機能性細線4の膜厚を増加させて導電性能を強化することができ、電気抵抗の小さい配線を形成することができる。なお、導電性材料の詳細については後述する。
The electrolyte solution is not particularly limited, and examples thereof include an aqueous copper sulfate solution. When the functional material is a conductive material, it is preferable to use a plating solution as the electrolyte solution. Simultaneously with the plating treatment (for example, copper plating treatment) for the functional
酸化処理後の機能性細線4をメッキ液中に浸漬させてメッキ処理を行うと、比較的酸化が抑制されている中央部42は良好にメッキされるが、優先的に酸化された縁部41は、中央部42に比べて導電性が低下しているため、メッキが進行せず、電解質液であるメッキ液によって除去される。これにより、機能性細線4の線幅が低減する。メッキ処理の時間によって、機能性細線4に対するメッキ処理幅とメッキ液中に除去される縁部41の除去量を調整でき、メッキ処理によって最終的に得られる機能性細線4の線幅を調整することができる。
When the functional
また、機能性材料が導電性材料である場合、酸化処理後、機能性細線4を銅(Cu)メッキ処理し、次いで、銅エッチング処理を施すことにより、機能性細線4の線幅を減じることも好ましいことである。
Further, when the functional material is a conductive material, after the oxidation treatment, the functional
酸化処理後の機能性細線4を銅メッキ処理することにより、機能性細線4の膜厚が増加する。次いで、銅エッチング処理を施すと、機能性細線4の表面にメッキされた銅層が除去される。このとき、機能性細線4の縁部41は、中央部42に比べて導電性が低下しているため、銅メッキ処理時にメッキされにくく、且つ銅エッチング時にエッチングされ易い。このため、中央部42よりも縁部41が優先的に除去される。これにより、機能性細線4の線幅を減じることができる。
By performing copper plating on the functional
更に、酸化処理後の機能性細線4をニッケル(Ni)メッキ処理することも好ましいことである。ニッケルメッキ処理することにより、機能性細線4を低視認化することができる。ニッケルメッキ処理された表面は、銅に比べて低視認性を示す色となるためである。ニッケルメッキ処理は、機能性細線4上にニッケル単独の層を形成するものであってもよいし、機能性細線4上に上記した銅メッキ処理して銅層を形成した後に施すことにより、該銅層上にニッケル層を更に形成するものであってもよい。
Furthermore, it is also preferable that the functional
以上説明した実施形態では、基材1上の一方向に並列する複数の機能性細線4を形成した櫛歯状の機能性細線パターンとしたが、本発明に係る機能性細線パターンはこれに限らない。例えば基材1上に格子状の機能性細線パターンを形成するものであってもよい。
In the embodiment described above, a comb-like functional fine line pattern in which a plurality of functional
図8〜図11は、格子状の機能性細線パターンとする場合の形成方法の一例を説明する平面図である。図1〜図4と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。 8 to 11 are plan views for explaining an example of a forming method in the case of forming a lattice-like functional thin line pattern. Since the site | part of the same code | symbol as FIGS. 1-4 has shown the site | part of the same structure, those description uses the said description and abbreviate | omits here.
まず、図8に示すように、基材1上に、機能性材料を含有するライン状液体2Aを複数並列するように付与することにより、複数のライン状液体2Aを形成する。ここでは、基材1のY方向に対して斜め45°に傾斜するように複数のライン状液体2Aを形成している。
First, as shown in FIG. 8, a plurality of line-shaped
その後、上記した実施形態の場合と同様にライン状液体2Aの乾燥に伴い、コーヒーステイン現象により、各ライン状液体2Aの周縁部21にそれぞれ機能性材料を選択的に堆積させる。これにより、2本一組の互いに平行な線分31、31を有する複数並列する細線3Aの集合体が形成される。
Thereafter, as in the case of the above-described embodiment, with the drying of the line-shaped
次いで、図9に示すように、これら複数並列する細線3A上に、更に機能性材料を含有するライン状液体2Bを複数並列するように付与することにより、複数のライン状液体2Bを形成する。この複数のライン状液体2Bは、基材1のY方向に対して、細線3Aとは反対側の斜め45°に傾斜するように形成され、先に形成された細線3Aに対して交差している。
Next, as shown in FIG. 9, a plurality of line-shaped
その後、上記と同様にライン状液体2Bの乾燥に伴い、コーヒーステイン現象により、各ライン状液体2Bの周縁部21にそれぞれ機能性材料を選択的に堆積させる。これにより、図10に示すように、2本一組の互いに平行な線分31、31を有する複数並列する細線3Bの集合体が形成される。これによって形成される細線3Aと細線3Bは互いに直交している。
Thereafter, with the drying of the line-shaped
次いで、図11に示すように、基材1上の各細線3A、3Bについて、上記した実施形態の場合と同様にしてそれぞれの一部を除去する。図11中において破線で示した部位が除去された部位を示している。
Next, as shown in FIG. 11, a part of each
ここで、各細線3A、3Bの一部を除去する際、細線3A、3Bの残存部位(図11中の機能性細線4A、4B)が、これに交差する除去対象となる細線3A、3Bの一部(図11中の破線で示す部位)との交点Pで断線されないように除去する。その結果、除去せず残存させた複数の細線3A、3Bの部位によって、機能性細線4A、4B同士が交点で確実に交差する格子状の機能性細線パターンが形成される。
Here, when removing a part of each of the
これにより、機能性細線4A、4Aの配置間隔L12は、図10に示す細線3Aを構成する線分31、31の配置間隔L11よりも大きくなる。機能性細線4B、4Bの配置間隔も同様である。従って、本実施形態においても、上記と同様に、ライン状液体2A、2Bの配置間隔を任意に設定することにより、機能性細線4A、4A、4B、4Bのそれぞれの配置間隔を、1本のライン状液体2A、2Bから形成される2本の線分31、31の配置間隔よりも大きな間隔となるように、自由に設定することができると共に、機能性細線パターンを形成するためのタクトタイムを大幅に短縮でき、生産性の向上を図ることができる。
Thereby, the arrangement interval L12 of the functional
また、例えば機能性材料が導電性材料であり、機能性細線4A、4Bを配線として使用する場合、各機能性細線4A、4B同士の交点で確実に電気的接続された格子状パターンを形成することが可能である。
For example, when the functional material is a conductive material and the functional
かかる格子状の機能性細線パターンを形成する場合においても、各機能性細線4A、4A、4B、4Bの配置間隔L12と各機能性細線4A、4Bの線幅とを上記実施形態の場合と全く同様に規定することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in the case of forming such a lattice-like functional thin line pattern, the arrangement interval L12 of each functional
次に、導電性材料について説明する。導電性材料としては、例えば、導電性微粒子、導電性ポリマー等を好ましく例示できる。 Next, the conductive material will be described. Preferred examples of the conductive material include conductive fine particles and conductive polymers.
導電性微粒子としては格別限定されないが、Au、Pt、Ag、Cu、Ni、Cr、Rh、Pd、Zn、Co、Mo、Ru、W、Os、Ir、Fe、Mn、Ge、Sn、Ga、In等の微粒子を好ましく例示でき、中でも、Au、Ag、Cuのような金属微粒子を用いると、電気抵抗が低く、且つ腐食に強い細線を形成することができるので好ましい。コスト及び安定性の観点から、Agを含む金属微粒子が最も好ましい。これらの金属微粒子の平均粒子径は、好ましくは1〜100nmの範囲、より好ましくは3〜50nmの範囲である。平均粒子径は、体積平均粒子径であり、マルバーン社製ゼータサイザ1000HSにより測定することができる。 The conductive fine particles are not particularly limited, but Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga, Fine particles such as In can be preferably exemplified, and among them, it is preferable to use fine metal particles such as Au, Ag, and Cu because they can form thin wires having low electric resistance and strong against corrosion. From the viewpoint of cost and stability, metal fine particles containing Ag are most preferable. The average particle diameter of these metal fine particles is preferably in the range of 1 to 100 nm, more preferably in the range of 3 to 50 nm. The average particle diameter is a volume average particle diameter, and can be measured with a Zetasizer 1000HS manufactured by Malvern.
また、導電性微粒子として、カーボン微粒子を用いることも好ましい。カーボン微粒子としては、グラファイト微粒子、カーボンナノチューブ、フラーレン等を好ましく例示できる。 It is also preferable to use carbon fine particles as the conductive fine particles. Preferable examples of the carbon fine particles include graphite fine particles, carbon nanotubes, fullerenes and the like.
導電性ポリマーとしては格別限定されないが、π共役系導電性高分子を好ましく挙げることができる。π共役系導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリアズレン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類等の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。中でも、高い導電性が得られる点で、ポリチオフェン類やポリアニリン類が好ましく、ポリエチレンジオキシチオフェンであることが最も好ましい。 Although it does not specifically limit as a conductive polymer, (pi) conjugated system conductive polymer can be mentioned preferably. Examples of the π-conjugated conductive polymer include polythiophenes, polypyrroles, polyindoles, polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes, polyfurans, polyparaphenylenes, polyparaphenylene vinylenes, polyparaphenylene sulfide. Chain conductive polymers such as polyazenes, polyazulenes, polyisothianaphthenes, and polythiazyl compounds can be used. Among these, polythiophenes and polyanilines are preferable in that high conductivity is obtained, and polyethylenedioxythiophene is most preferable.
導電性ポリマーは、より好ましくは、上述したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとを含んでなることである。こうした導電性ポリマーは、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と、ポリアニオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造できる。 More preferably, the conductive polymer comprises the above-described π-conjugated conductive polymer and a polyanion. Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a polyanion.
導電性ポリマーは市販の材料も好ましく利用できる。例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマーが、H.C.Starck社からCLEVIOSシリーズとして、Aldrich社からPEDOT-PASS483095、560598として、Nagase Chemtex社からDenatronシリーズとして市販されている。また、ポリアニリンが、日産化学社からORMECONシリーズとして市販されている。 A commercially available material can also be preferably used for the conductive polymer. For example, conductive polymers consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid are commercially available from HCStarck as CLEVIOS series, from Aldrich as PEDOT-PASS483095, 560598, from Nagase Chemtex as Denatron series Has been. Polyaniline is commercially available from Nissan Chemical as the ORMECON series.
機能性材料を含有させる液体としては、例えば水や有機溶剤等の1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。有機溶剤は、格別限定されないが、例えば、1,2−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコールなどのアルコール類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類等を例示できる。 As the liquid containing the functional material, for example, one kind or a combination of two or more kinds such as water and an organic solvent can be used. The organic solvent is not particularly limited. For example, alcohols such as 1,2-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol, Examples include ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether.
また、機能性材料を含有させる液体は、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤など種々の添加剤を含んでもよい。界面活性剤を用いることで、例えば、インクジェットヘッドを用いて基材1上にライン状液体2を形成するような場合等に、表面張力等を調整して吐出の安定化を図ること等が可能になる。界面活性剤としては、格別限定されないが、シリコン系界面活性剤等を用いることができる。シリコン系界面活性剤とはジメチルポリシロキサンの側鎖又は末端をポリエーテル変性したものであり、例えば、信越化学工業製のKF-351A、KF-642やビッグケミー社製のBYK347、BYK348等が市販されている。界面活性剤の含有率は、ライン状液体2の全量に対して1重量%以下であることが好ましい。
Further, the liquid containing the functional material may contain various additives such as a surfactant as long as the effects of the present invention are not impaired. By using a surfactant, for example, when the line-
本発明において、機能性細線パターンは、例えば機能性細線4に導電性を持たせて電気配線とすることにより、種々の電気デバイスに用いることができる。電気デバイスとしては、例えば、液晶、プラズマ、有機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッション等の各種方式のディスプレイ用透明電極として、あるいは、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子等に用いられる透明電極として好適に用いることができる。スマートフォン、タブレット端末等のような電子機器のタッチパネルセンサーとして透明導電膜付き基材を用いることは特に好ましい。
In the present invention, the functional fine wire pattern can be used for various electric devices by, for example, providing the functional
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
まず、参考例1〜6によって、細線の配置間隔及び線幅が、光透過性及び細線の低視認性に与える影響について検証する。 First, according to Reference Examples 1 to 6, the influence of the arrangement interval and the line width of the thin lines on the light transmittance and the low visibility of the thin lines will be verified.
(参考例1)
基材としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50μm)を使用し、この基材上に、インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製ピエゾヘッド、標準液滴量30pl)を使用して、機能性材料として銀ナノ粒子を含有するインクをライン状に塗布することにより、等間隔に並列したライン状液体の集合体を形成した。
ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を2[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を60[pl]、インク中の固形分濃度を0.690[wt%]に設定した。
その後、ライン状液体の乾燥に伴い、各ライン状液体中の銀ナノ粒子を周縁部に堆積させ、互いに平行な2本一組の線分を有する細線の集合体A−1を形成した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は100μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も100μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は2[μm]であった。
以上のようにして、機能性細線パターンを得た。(Reference Example 1)
A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) is used as a base material, an ink jet head (piezo head manufactured by Konica Minolta, standard droplet volume 30 pl) is used on the base material, and silver is used as a functional material. By applying the ink containing the nanoparticles in a line shape, a collection of line liquids arranged in parallel at equal intervals was formed.
When forming the line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 2 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 60 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.690 [wt%]. Set.
Then, with drying of the line-shaped liquid, silver nanoparticles in each line-shaped liquid were deposited on the peripheral edge portion to form an aggregate A-1 of thin lines having a set of two line segments parallel to each other.
The arrangement interval of the two pairs of thin wires obtained was 100 μm. Here, the application | coating space | interval of the line-shaped liquid was adjusted so that the space | interval of adjacent thin wires might also be 100 micrometers. The line width of the obtained thin line was 2 [μm].
A functional fine line pattern was obtained as described above.
(参考例2)
参考例1において、ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を4[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を120[pl]、インク中の固形分濃度を0.345[wt%]に設定した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は140μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も140μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は4[μm]であった。(Reference Example 2)
In Reference Example 1, when forming a line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 4 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 120 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.345. [Wt%] was set.
The arrangement interval of the two pairs of thin wires obtained was 140 μm. Here, the application interval of the line-shaped liquid was adjusted so that the interval between adjacent thin wires was 140 μm. The line width of the obtained thin line was 4 [μm].
(参考例3)
参考例1において、ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を6[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を180[pl]、インク中の固形分濃度を0.23[wt%]に設定した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は170μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も170μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は5[μm]であった。(Reference Example 3)
In Reference Example 1, when forming a line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 6 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 180 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.23. [Wt%] was set.
The arrangement interval of the two pairs of thin lines obtained was 170 μm. Here, the application | coating space | interval of a line-shaped liquid was adjusted so that the space | interval of adjacent thin wires might also be 170 micrometers. Moreover, the line width of the obtained thin wire | line was 5 [micrometers].
(参考例4)
参考例1において、ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を10[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を300[pl]、インク中の固形分濃度を0.138[wt%]に設定した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は274μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も274μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は7[μm]であった。(Reference Example 4)
In Reference Example 1, when forming a line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 10 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 300 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.138. [Wt%] was set.
The arrangement interval between the two pairs of thin wires obtained was 274 μm. Here, the application interval of the line-shaped liquid was adjusted so that the interval between adjacent thin wires was also 274 μm. Further, the line width of the obtained thin line was 7 [μm].
(参考例5)
参考例1において、ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を30[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を900[pl]、インク中の固形分濃度を0.046[wt%]に設定した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は400μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も400μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は10[μm]であった。(Reference Example 5)
In Reference Example 1, when forming a line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 30 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 900 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.046. [Wt%] was set.
The arrangement interval of the pair of two thin wires obtained was 400 μm. Here, the application interval of the line-shaped liquid was adjusted so that the interval between adjacent fine lines was also 400 μm. The line width of the obtained thin line was 10 [μm].
(参考例6)
参考例1において、ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を80[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を2400[pl]、インク中の固形分濃度を0.017[wt%]に設定した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は650μmであった。ここでは、隣り合う細線同士の間隔も650μmとなるように、ライン状液体の付与間隔を調整した。また、得られた細線の線幅は15[μm]であった。(Reference Example 6)
In Reference Example 1, when forming a line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 80 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 2400 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.017. [Wt%] was set.
The arrangement interval between the two pairs of thin wires obtained was 650 μm. Here, the application | coating space | interval of the line-shaped liquid was adjusted so that the space | interval of adjacent thin wires might also be 650 micrometers. Further, the line width of the obtained thin line was 15 [μm].
<評価方法>
(1)光透過性
東京電色社製AUTOMATIC HAZEMETER(MODEL TC-H III DP)を用いて、機能性細線パターンの全光線透過率を測定した。なお、パターンのない基材(フィルム)を用いて補正を行い、作成したパターンの全光線透過率として測定した。測定値に基づいて、下記評価基準で光透過性を評価した。
[評価基準]
A:全光線透過率が92%以上である
B:全光線透過率が92%未満である<Evaluation method>
(1) Light transmittance The total light transmittance of the functional fine line pattern was measured using AUTOMATIC HAZEMETER (MODEL TC-H III DP) manufactured by Tokyo Denshoku. In addition, it corrected using the base material (film) without a pattern, and measured it as the total light transmittance of the created pattern. Based on the measured value, light transmittance was evaluated according to the following evaluation criteria.
[Evaluation criteria]
A: Total light transmittance is 92% or more B: Total light transmittance is less than 92%
(2)細線の低視認性
機能性細線パターンが形成された基材を、ライトテーブル上で50cm離れた位置から目視で観察した結果に基づいて、下記評価基準により低視認性を評価した。
[評価基準]
A:細線が視認できない
B:細線が視認できる
以上の結果を表1に示す。(2) Low visibility of fine lines Based on the result of visual observation of a substrate on which a functional fine line pattern was formed from a position 50 cm away on a light table, low visibility was evaluated according to the following evaluation criteria.
[Evaluation criteria]
A: A thin line cannot be visually recognized. B: A thin line can be visually recognized.
<評価>
表1に示すように、ライン状液体から2本の細線を形成する場合、細線の線幅を小さくして細線の低視認性を向上させようとすると、細線の配置間隔を大きくできず、光透過性が得られにくくなる。一方、細線の配置間隔を大きくして光透過性を向上しようとすると、細線の線幅を小さくできず、低視認性が得られ難くなる。そのため、光透過性と低視認性を両立する観点で、更なる改善の余地が見出される。<Evaluation>
As shown in Table 1, when two thin lines are formed from a line-shaped liquid, if the line width of the thin lines is reduced to improve the low visibility of the thin lines, the arrangement interval of the thin lines cannot be increased, and the light It becomes difficult to obtain permeability. On the other hand, if an attempt is made to increase the light transmission by increasing the arrangement interval of the thin lines, the line width of the thin lines cannot be reduced, and it becomes difficult to obtain low visibility. Therefore, room for further improvement is found from the viewpoint of achieving both light transmittance and low visibility.
(実施例1)
基材としてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50μm)を使用し、この基材上に、インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製ピエゾヘッド、標準液滴量30pl)を使用して、機能性材料として銀ナノ粒子を含有するインクをライン状に塗布することにより、等間隔に並列したライン状液体の集合体を形成した。
ライン状液体の形成に際して、1画素あたりの液滴付与数を2[dpd]、1画素あたりの液滴付与量を60[pl]、インク中の固形分濃度を0.690[wt%]に設定した。
その後、ライン状液体の乾燥に伴い、図14(a)に示すように、各ライン状液体中の銀ナノ粒子を周縁部に堆積させ、互いに平行な2本一組の線分を有する細線の集合体A−1を形成した。
得られた細線の2本一組の線分の配置間隔は100μmであった。また、得られた細線の線幅は2[μm]であった。
この集合体A−1に対し、ファイバーレーザー(波長1μm、スポット径30μm)を使用して、図14(b)に示すように、各細線の右側の線分のみにレーザー光を照射することにより、細線の一部を除去した。これにより、除去されずに残存する線分により、機能性細線の集合体B−1を形成した。Example 1
A polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) is used as a base material, an ink jet head (piezo head manufactured by Konica Minolta, standard droplet volume 30 pl) is used on the base material, and silver is used as a functional material. By applying the ink containing the nanoparticles in a line shape, a collection of line liquids arranged in parallel at equal intervals was formed.
When forming the line-shaped liquid, the number of applied droplets per pixel is 2 [dpd], the applied amount of droplets per pixel is 60 [pl], and the solid content concentration in the ink is 0.690 [wt%]. Set.
Thereafter, as the line-shaped liquid is dried, as shown in FIG. 14A, silver nanoparticles in each line-shaped liquid are deposited on the peripheral edge, and the fine lines having a set of two parallel line segments are formed. Aggregate A-1 was formed.
The arrangement interval of the two pairs of thin wires obtained was 100 μm. The line width of the obtained thin line was 2 [μm].
By using a fiber laser (
これにより得られた隣り合う機能性細線の配置間隔は650μmになり、複数の機能性細線の配置間隔が、ライン状液体から形成される細線の線分よりも大きな間隔となる機能性細線パターンを形成できた。 The functional thin line pattern in which the arrangement interval of the adjacent functional fine lines obtained by this is 650 μm, and the arrangement interval of the plurality of functional fine lines is larger than the line segment of the fine lines formed from the line-shaped liquid. I was able to form.
(実施例2)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が650μmになるように設定した。(Example 2)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to be 650 μm.
(実施例3)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が350μmになるように設定した。(Example 3)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 350 μm.
(実施例4)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が700μmになるように設定した。Example 4
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 700 μm.
(比較例1)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.052[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は1.5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が650μmになるように設定した。(Comparative Example 1)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.052 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 1.5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to be 650 μm.
(比較例2)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.276[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は8[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が650μmになるように設定した。(Comparative Example 2)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.276 [wt%] when forming the line liquid. The line width of the obtained thin line was 8 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to be 650 μm.
(実施例5)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が750μmになるように設定した。(Example 5)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 750 μm.
(実施例6)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が2000μmになるように設定した。(Example 6)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 2000 μm.
(実施例7)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.173[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が2500μmになるように設定した。(Example 7)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.173 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 2500 μm.
(比較例3)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.052[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は1.5[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が750μmになるように設定した。(Comparative Example 3)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.052 [wt%] when forming the line liquid. The obtained thin wire had a line width of 1.5 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 750 μm.
(比較例4)
実施例1において、ライン状液体の形成に際して、インク中の固形分濃度を0.207[wt%]に設定した。得られた細線の線幅は6[μm]であった。また、細線の一部を除去することによって、細線の残存部位の配置間隔が750μmになるように設定した。(Comparative Example 4)
In Example 1, the solid content concentration in the ink was set to 0.207 [wt%] when forming the line liquid. The line width of the obtained thin line was 6 [μm]. Further, by removing a part of the fine line, the arrangement interval of the remaining part of the fine line was set to 750 μm.
実施例及び比較例で得られた各機能性細線パターンについて、参考例と同様に評価した結果を表2に示す。 Table 2 shows the results of evaluation of the functional thin line patterns obtained in the examples and comparative examples in the same manner as in the reference examples.
<評価>
表2に示すように、(1)機能性細線の配置間隔を300μm以上750μm未満としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上7μm以下とすること、及び、(2)機能性細線の配置間隔を750μm以上2.5mm以下としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上5μm以下とすることにより、光透過性と低視認性を両立できることがわかる。<Evaluation>
As shown in Table 2, (1) when the arrangement interval of the functional thin lines is set to 300 μm or more and less than 750 μm, the line width of the functional thin lines is set to 2 μm or more and 7 μm or less; and (2) It can be seen that when the arrangement interval is set to 750 μm or more and 2.5 mm or less, the light transmission and low visibility can be achieved by setting the width of the functional thin wire to 2 μm or more and 5 μm or less.
比較例1、3については、光透過性と低視認性を両立できるが、乾燥時や後工程(めっき)時に応力により断線してしまい、導通故障(断線故障)を生じていた。 About the comparative examples 1 and 3, although light transmittance and low visibility can be made compatible, it disconnected by stress at the time of drying or a post process (plating), and the conduction failure (disconnection failure) had arisen.
1:基材
2、2A、2B:ライン状液体
21:周縁部
22:中央部
3、3A、3B:細線
31:線分
4、4A、4B:機能性細線
41:縁部
42:中央部
d:ドット1:
Claims (11)
次いで、前記ライン状液体の乾燥に伴い、該ライン状液体の周縁部にそれぞれ前記機能性材料を選択的に堆積させることにより、前記ライン状液体から2本一組の互いに平行な線分を有する細線をそれぞれ形成し、
次いで、前記細線の一部をそれぞれ除去し、該細線の残存部位によって機能性細線をそれぞれ形成することにより、複数の前記機能性細線の配置間隔が、前記ライン状液体から形成される前記細線が有する2本一組の互いに平行な前記線分の配置間隔よりも大きい機能性細線パターンを形成する方法であって、
前記機能性細線の配置間隔を300μm以上750μm未満としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上7μm以下とし、
前記機能性細線の配置間隔を750μm以上2.5mm以下としたとき、該機能性細線の線幅を2μm以上5μm以下とする機能性細線パターンの形成方法。A plurality of line-shaped liquids containing functional materials are provided on the substrate so as not to overlap each other.
Next, as the line-shaped liquid is dried, the functional material is selectively deposited on the periphery of the line-shaped liquid, so that the line-shaped liquid has two pairs of parallel line segments. Each thin line is formed,
Next, by removing a part of each of the thin lines and forming functional thin lines by the remaining portions of the thin lines, the arrangement intervals of the plurality of functional thin lines are such that the thin lines formed from the line-shaped liquid A method of forming a functional fine line pattern that is larger than the arrangement interval of the two line segments that are parallel to each other.
When the arrangement interval of the functional thin wires is 300 μm or more and less than 750 μm, the line width of the functional thin wires is 2 μm or more and 7 μm or less,
A method for forming a functional fine line pattern, wherein when the arrangement interval of the functional fine lines is 750 μm or more and 2.5 mm or less, the line width of the functional fine lines is 2 μm or more and 5 μm or less.
前記ライン状液体を前記基材上に付与する際の1画素当たりの液滴量を300pl以下とし、
前記ライン状液体を形成するための前記機能性材料を含有する液体の固形分濃度を0.1%以上とする請求項1記載の機能性細線パターンの形成方法。The contact angle of the linear liquid with respect to the substrate is 10 ° or more and 30 ° or less,
The amount of liquid droplets per pixel when applying the line-shaped liquid on the substrate is 300 pl or less,
The method for forming a functional fine line pattern according to claim 1, wherein the solid content concentration of the liquid containing the functional material for forming the linear liquid is 0.1% or more.
前記酸化処理後、前記機能性細線をメッキ処理する際に、電解質液であるメッキ液で処理することにより、該機能性細線の線幅を減じる請求項5記載の機能性細線パターンの形成方法。The functional material is a conductive material,
6. The method of forming a functional fine line pattern according to claim 5, wherein, after the oxidation treatment, when the functional fine line is plated, the functional fine line is reduced in width by treating with a plating solution that is an electrolyte solution.
前記酸化処理後、前記機能性細線を銅メッキ処理し、次いで、銅エッチング処理を施すことにより、該機能性細線の線幅を減じる請求項4記載の機能性細線パターンの形成方法。The functional material is a conductive material,
5. The method of forming a functional fine line pattern according to claim 4, wherein after the oxidation treatment, the functional fine line is subjected to copper plating treatment and then subjected to copper etching treatment to reduce a line width of the functional fine line.
前記機能性細線の配置間隔が300μm以上750μm未満であり、
前記機能性細線の線幅が2μm以上7μm以下である機能性細線パターン。A functional fine line pattern in which a plurality of functional fine lines containing a functional material are arranged in parallel on a base material,
The arrangement interval of the functional thin wires is 300 μm or more and less than 750 μm,
A functional fine line pattern in which a line width of the functional fine line is 2 μm or more and 7 μm or less.
前記機能性細線の配置間隔が750μm以上2.5mm以下であり、
前記機能性細線の線幅が2μm以上5μm以下である機能性細線パターン。A functional fine line pattern in which a plurality of functional fine lines containing a functional material are arranged in parallel on a base material,
The arrangement interval of the functional thin wires is 750 μm or more and 2.5 mm or less,
A functional fine line pattern in which a line width of the functional fine line is 2 μm or more and 5 μm or less.
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