導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的基材的制造方法、在表面具有導電性 ...的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的基材的制造方法、在表面具有導電性圖案的結構體及該結構體的制造方法,其能夠降低導電性細線的可視性,能夠降低電阻值,能夠提高基材與導電性圖案的粘接性,能夠抑制在基材彎曲時電阻值的改變,還能夠附加耐高溫潮濕等耐久性,關于由線幅小于10μm的導電性細線(2)構成的圖案,細線的至少一部分是多層結構,該多層結構的特征在于,作為組成部分,包含第一層(21)和第二層(22),第一層(21)膜厚小于500nm,包含從導電性粒子、導電性填充物、導電性線選擇的一種或兩種以上的導電材料,第二層(22)厚于第一層(21),主要成分是金屬。
【專利說明】
導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的基材的制 造方法、在表面具有導電性圖案的結構體及該結構體的制造 方法
技術領域
[0001] 本發明涉及導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的基材的制造方法、 在表面具有導電性圖案的結構體及該結構體的制造方法,更具體而言,涉及由線寬小于1〇μ m的導電性細線構成的導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的基材的制造方 法、在表面具有導電性圖案的結構體及該結構體的制造方法。
【背景技術】
[0002] 印刷法適用于大面積化、連續生產(例如卷對卷(Roll to Roll))、具有大幅降低 生產成本的優點,近年來,嘗試著將其應用于諸如電子部件的制造等。
[0003] 在專利文獻1中,記載了通過噴墨裝置利用金屬微粒子墨來描繪電路圖案,接下來 對該基板進行熱處理或者光線處理,使所述電路圖案所含有的聚合物或者界面活性劑分解 揮發,形成期望膜厚的導體圖案,再對此進行金屬鍍膜處理。
[0004] 另外,專利文獻2記載了形成配線7μπι的Pd電路,在對此進行加壓處理后,實施鍍 銅。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:(日本)特開2002-134878號公報 [0008] 專利文獻2:(日本)特開2003-306792號公報
【發明內容】
[0009]發明所要解決的技術問題
[0010] 但是在專利文獻1、2的技術中,無法充分滿足下述(1)~(5)的要求。
[0011] (1)降低構成導電性圖案的導電性細線的可視性。
[0012] 例如,在將布置有導電性圖案的基材作為諸如顯示屏用透明電極使用時,需要降 低導電性細線的可視性。
[0013] (2)通過降低導電性細線的電阻值來降低導電性圖案的電阻值。
[0014]從降低可視性等方面考慮而使線寬小于ΙΟμπι的導電性細線,為了發揮足夠的導電 性,需要降低電阻值。
[0015] (3)提高基材與導電性圖案的粘接性。
[0016] 例如在制造柔性顯示屏時,需要提高基材與導電性圖案的粘接性,從而穩定地保 持導電性圖案。
[0017] (4)抑制在使帶導電性圖案的基材彎曲的情況下的電阻值的改變,以便進行柔性 化。
[0018] (5)賦予耐高溫潮濕等耐久性。
[0019] 因此,本發明的課題在于提供導電性圖案、帶導電性圖案的基材、帶導電性圖案的 基材的制造方法、在表面具有導電性圖案的結構體及該結構體的制造方法,其能夠降低導 電性細線的可視性,能夠降低電阻值,能夠提高基材與導電性圖案的粘接性,能夠抑制基材 彎曲時電阻值的改變,還能夠被賦予耐高溫潮濕等耐久性,
[0020] 另外,本發明的其它課題將通過以下的記載而變得明確。
[0021 ]用于解決技術問題的技術方案
[0022]所述技術問題由以下的各發明解決。
[0023] 1. 一種導電性圖案,其特征在于,
[0024]所述導電性圖案是由線寬小于10M1的導電性細線構成的圖案,
[0025] 所述導電性細線的至少一部分是多層結構,
[0026] 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導 電性填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚 比所述第一層厚,以金屬作為主要成分。
[0027] 2.如1所述的導電性圖案,其特征在于,
[0028] 所述第一層與所述第二層的膜密度不同。
[0029] 3.如1或2所述的導電性圖案,其特征在于,
[0030] 所述導電性細線的表面的算術平均粗糙度Ra在200nm以上且小于2000nm。
[0031 ] 4.如1~3中任一項所述的導電性圖案,其特征在于,
[0032]所述第一層以銀或銅作為主要成分,所述第二層以銅作為主要成分。
[0033] 5.如1~4中任一項所述的導電性圖案,其特征在于,
[0034]在所述第二層的與所述第一層相反的一側還具有第三層。
[0035] 6.-種帶導電性圖案的基材,其特征在于,
[0036] 在進行了表面處理的基材上設置有由線寬小于ΙΟμπι的導電性細線構成的圖案,
[0037] 所述導電性細線的至少一部分是多層結構,
[0038] 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導 電性填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚 比所述第一層厚,以金屬作為主要成分。
[0039] 7.如6所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于,
[0040] 所述表面處理是提高所述基材的表面能的處理。
[0041] 8.如6或7所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于,
[0042]所述表面處理是在所述基材的表面形成樹脂層的處理。
[0043] 9.如6~8中任一項所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于,
[0044] 在兩面進行了表面處理的所述基材的兩面上,設置有由線寬小于ΙΟμπι的所述導電 性細線構成的圖案。
[0045] 10. -種帶導電性圖案的基材的制造方法,所述帶導電性圖案的基材是權利要求6 ~9中任一項所述的帶導電性圖案的基材,所述制造方法的特征在于,
[0046] 在所述第一層的形成工序中包含印刷工序,該印刷工序包含在利用導電材料濃度 小于5%的墨形成線段后,對墨的乾燥工序進行控制,在所述線段的線寬方向兩端選擇性地 堆積導電材料的工序。
[0047] 11.根據10所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0048] 所述墨的表面張力小于50mN/m,且該墨相對于所述基材的接觸角處于10°~50°的 范圍。
[0049] 12.如10或11所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0050] 將噴墨法用于所述印刷工序中的所述線段的形成。
[0051] 13.如12所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0052]利用噴墨法對所述基材從多個方向進行多次印刷來形成所述線段。
[0053] 14.如10~13的任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0054]作為所述墨的乾燥工序,采用從干燥打印中的所述基材的工序、打印后加熱的工 序、打印后送風的工序,以及打印后照射光的工序中選擇的一項工序或者多項工序的組合。 [0055] 15.如10~14中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0056]作為選擇性地堆積所述導電材料的工序的后續工序,通過從加熱處理、化學處理、 光(照射)處理中選擇的處理進行低電阻化。
[0057] 16.如10~15中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0058] 作為所述第二層的形成工序,包含電化學工序。
[0059] 17.如16所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0060] 所述電化學工序是無電解鍍及電解鍍中的任一種或者兩種的組合。
[0061] 18.如10~17中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0062]在所述第二層之上形成第三層。
[0063] 19.如10~18中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于,
[0064] 以與所述導電性圖案的至少一部分接觸的方式形成集電線。
[0065] 20.-種結構體,其特征在于,
[0066] 所述結構體是在表面具有導電性圖案的結構體,
[0067] 所述導電性圖案是由線寬未滿ΙΟμπι的導電性細線構成的圖案,
[0068] 所述導電性細線的至少一部分是多層結構,
[0069] 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導 電性填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚 比所述第一層厚,以金屬作為主要成分。
[0070] 21. -種結構體的制造方法,制造權利要求20所述的結構體,其特征在于,
[0071]使用在表面處理過的表面上設有導電性圖案的帶導電性圖案的基材,
[0072] 將所述帶導電性圖案的基材貼合在結構體表面上,或者將導電性圖案部從所述帶 導電性圖案的基材轉印到結構體表面上,從而制造在表面具有導電性圖案的結構體,
[0073] 所述導電性圖案是由線寬小于ΙΟμπι的導電性細線構成的圖案,
[0074]所述導電性細線的至少一部分是多層結構,
[0075]作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導 電性填充物、導電性線中的選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜 厚比所述第一層厚,以金屬作為主要成分。
【附圖說明】
[0076]圖1是表示構成第一實施方式的導電性圖案的導電性細線的一個例子的剖視圖。 [0077]圖2是表示在第一層上設置第二層所引起的表面粗糙度的變化的一個例子的圖。
[0078] 圖3是說明在由包含導電材料的墨形成的線段的線寬方向兩端上使導電材料選擇 性地堆積的原理的圖。
[0079] 圖4是說明第一層的形成過程的一個例子的說明圖。
[0080] 圖5是說明第一層的形成過程的其它例子的說明圖。
[0081] 圖6是說明第一層的形成過程的另外其它例子的說明圖。
[0082] 圖7是表示集電線的形成例的圖。
[0083] 圖8是表示構成第二實施方式的導電性圖案的導電性細線的其它例子的剖視圖。
[0084] 圖9是表不在兩面上形成有導電性圖案的基材的一個例子的圖。
[0085] 圖10是表示用于制造帶導電性圖案的基材的制造裝置的一個例子的說明圖。
[0086] 圖11是說明第一層形成區域的基本結構的概要俯視圖。
[0087] 圖12是說明第一層形成區域中的第一層的形成過程的一個例子的圖。
[0088] 圖13是表示用于制造帶導電性圖案的基材的制造裝置的其它例子的說明圖。
[0089] 圖14是表不形成有導電性圖案的結構體的一個例子的說明圖。
[0090] 圖15是表示使用帶導電性圖案的基材在結構體表面上形成導電性圖案的方法的 例子的說明圖。
[0091] 圖16是說明實施例的圖。
[0092]圖17是說明實施例的圖。
[0093]圖18是說明實施例的試驗裝置的圖。
【具體實施方式】
[0094]以下,參照附圖來對用于實施本發明的實施方式進行說明。
[0095]圖1是表示構成第一實施方式的導電性圖案的導電性細線的一個例子的剖視圖。 [0096]在圖1中,1是基材,2是構成導電性圖案的導電性細線。
[0097] 導電性細線2的線寬小于ΙΟμπι。
[0098] 導電性細線2具有多層結構,在圖示的例子中,作為該多層結構的組成部分,有第 一層21和第二層22。
[0099] 第一層21包含從導電性粒子、導電性填充物、導電性線中選擇的導電材料,膜厚小 于500nm〇
[0100] 第二層22的膜厚比第一層21厚,將金屬作為主要成分。
[0101] 由上述具有特定的多層結構的導電性細線形成的導電性圖案能夠起到如下效果: 能夠降低導電性細線的可視性,能夠降低電阻值,能夠提高基材和導電性圖案的粘接性、能 夠抑制基材彎曲時電阻值的改變,還能夠被賦予耐高溫潮濕等耐久性。因此,例如具有適合 作為設置在諸如柔性基材上的透明電極膜等使用的優秀特性。
[0102] 導電性細線2的線寬小于ΙΟμL?,優選為3~8μηι的范圍。如果線寬處于3~8μηι的范 圍,就能夠更好地防止導電性細線2斷路,并且還能夠適當地降低可視性。優選使線寬處于3 Μ以上且小于7μπι的范圍,更優選小于5μπι。關于獲得如此細的線寬的優選方法的例子,后面 會具體描述。
[0103 ]導電性細線2的第一層21所含有的導電材料是從導電性粒子、導電性填充物、導電 性線中選擇一種或者兩種以上的組合即可,沒有特別的限定,但例如,優選粒徑小于l〇〇nm 的金屬納米粒子(例如,銀納米粒子、銅納米粒子等)或銀粉、銅粉等導電性填充物,或者銀 納米線、銅納米線等導電性納米線等。另外,可以使用導電性碳材料(例如石墨、碳納米管、 石墨稀等)。
[0104]第一層21的主要成分尤其優選銀、銅,相反地,鈀或白金因為另行需要還原工序 等,會使工序數增加,所以不優選。
[0105] 第一層21的膜厚只要小于500nm就沒有特別的限定,但更優選30nm~300nm的范 圍。
[0106] 在導電性細線2的第二層22中作為主要成分所含有的金屬雖然沒有特別的限定, 但優選從銀、銅、鎳等選擇一種或兩種以上的組合。尤其,第二層的主要成分優選銅。
[0107] 第二層22的膜厚只要比第一層厚,就沒有特別的限定,但優選600nm~5μπι的范圍。 需要說明的是,第二層22的膜厚是從第一層的表面測量的厚度。
[0108] 第一層21和第二層22的膜厚比率優選第二層22的膜厚是第一層21的膜厚的5倍以 上,更優選是10倍以上。
[0109] 優選地,第一層21的膜密度和第二層22的膜密度互不相同。
[0110] 尤其優選地,第二層22的膜密度高于第一層21的膜密度,此時,膜密度差優選lg/ cm3以上。
[0111] 例如,優選地,第一層21的膜密度處于5g/cm3~8g/cm3的范圍,第二層22的膜密度 處于6g/cm 3~9g/cm3的范圍。最優選地,在這些范圍內形成上述的膜密度差。
[0112] 膜密度能夠通過X線反射率法來測量。
[0113] 優選地,構成導電性圖案的導電性細線2的表面的表面粗糙度大,例如算術平均粗 糙度Ra優選在200nm以上且小于2000nm,更優選處于300nm~1200nm的范圍。算術平均粗糙 度Ra可利用高亮度非接觸三維表面形狀粗糙度儀WYKO NT9100來測量。由此,能夠獲得進一 步降低導電性細線2的可視性的效果。
[0114] 例如,從進一步降低導電性細線2的可視性的角度考慮,優選第二層22形成后的表 面粗糙度相對于第一層21的表面粗糙度變大。
[0115] 圖2是表示在第一層21設置第二層22所引起的表面粗糙度的變化的一個例子的 圖。圖2(a)是尚未設置第二層的第一層21表面的電子顯微鏡照片,圖2(b)是在第一層21設 置第二層22后的導電性細線2表面的電子顯微鏡照片。
[0116] 如圖所示,通過對第一層21設置第二層22,在表面形成凹凸,能夠提高表面粗糙 度。
[0117] 不特別地限定基材1,能夠將塑料、玻璃、金屬(例如銅、鎳、錯、鐵等,或者合金)、陶 瓷等單獨或者貼合使用。尤其從柔性化等角度出發,優選塑料,其中聚乙烯、聚丙烯、丙烯 酸、聚酯、聚酰胺等較為適合。尤其適合聚對苯二甲酸乙二醇酯(別稱PET)、聚對苯二甲酸丁 二醇酯(別稱PBT)等聚丙烯。
[0118] 基材1的形成導電性細線2的表面可以平滑,也可以是粗糙面。
[0119] 在粗糙面的情況下,優選地,最大高度Ry小于5mm,更優選處于0.3mm~2mm的范圍。 最大高度Ry可利用高亮度非接觸三維表面形狀粗糙度儀WYKO NT9100測量。
[0120] 粗糙面的具體表面狀態沒有特別的限定,但尤其優選使用凹凸有規則地周期性重 復的形狀、圓錐狀柱結構連續的形狀等具有光學上對特定波長控制反射、吸收的功能性的 粗糙面基材。如果在這樣的基材上形成了本發明的導電性圖案,就兼有導電功能和光學功 能,因而是優選的。
[0121] 優選地,基材1被預先進行表面處理。表面處理優選例如溶劑洗凈、界面活性劑水 溶液洗凈、UV臭氧洗凈、等離子處理、樹脂層形成等。
[0122] 在表面處理為形成樹脂層的情況下,可優選使用取代有羥基、羧基或者其鹽、磺酸 基或者其鹽、聚氧乙烯基等的樹脂,還可優選使用丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚 氣酯樹脂等。
[0123] 樹脂的重量平均分子量優選5000以上50萬以下。另外,樹脂也可具有交聯結構。 [0124]樹脂層的厚度優選50nm至5μηι的范圍。
[0125] 形成樹脂層的方法沒有特別的限定,但優選通過印刷法、噴墨法、浸漬法等形成。
[0126] 表面處理優選是提高基材1的表面能的處理。優選地,通過表面處理將基材1的表 面能提高到5mN/m以上。
[0127] 另外,作為表面處理的結果,優選使基材1的表面能在50mN/m以上。尤其,優選地將 基材1的表面能設定在50mN/m以上且小于70mN/m的范圍。
[0128] 表面處理可以在基材1整體上進行,也可在包含形成導電性細線的區域的部分局 部地進行。
[0129] 另外,例如,將在基材1上形成的導電性圖案部以后述的方式轉印到諸如結構體上 使用,在該情況下,優選地在基材1和導電性圖案部之間賦予適當的剝離性(以下,也稱作易 剝離性。),此時,作為對基材1賦予易剝離性的處理,優選地,設置硅酮樹脂層,在其上層作 為本發明的表面處理設置樹脂層等。該情況下的硅酮樹脂層優選膜厚在lOnm~ΙΟμπι的范 圍,可使用溶劑式、無溶劑式、乳膠式等硅酮樹脂。
[0130] 接下來,對用于制造以上說明的基材1上布置有導電性圖案的帶導電性圖案的基 材的制造方法進行說明。
[0131] 可對基材1預先實施上述表面處理。
[0132] 在基材1上形成第一層21時,例如優選采用印刷工序。印刷工序只要將導電材料作 為墨附加在基材1上,就沒有特別的限定。
[0133] 作為尤其優選的實施方式,印刷工序優選包含在利用導電材料濃度小于5%的墨 形成線段后,控制墨的乾燥工序,以使導電材料在線段的線寬方向兩端選擇性地堆積的工 序,以下對該點進行詳細說明。
[0134] 圖3是說明使導電材料在由含有導電材料的墨所形成的線段的線寬方向兩端選擇 性地堆積的原理的圖。
[0135] 在基材1上,在含有導電材料的液體所形成的線段(以下,有時稱為線狀液體。)20 乾燥的過程中,與線狀液體20的中央部相比,乾燥速度在邊緣部具有加快的傾向(圖3(a)), 所以在線狀液體20的邊緣部促進了導電材料的局部堆積(圖3(b))。由此,發生線狀液體20 的接觸線(邊緣部)的固定化,伴隨著之后的乾燥的線狀液體20在基材面方向的收縮受到抑 制。由于該效果,線狀液體20中的液體為了補充在邊緣部由于乾燥而失去的部分的液體,形 成從中央部朝邊緣部的對流(圖3(c))。由于該對流,線狀液體20中的導電材料被運送到線 寬方向兩端,促進了進一步的堆積。通過如此堆積的導電材料,形成了第一層21(圖3(d))。
[0136] 由導電材料的選擇性堆積而生成的第一層21與起初的線段相比能夠大幅減小線 寬,所以能夠更好地實現導電性圖案的細線化。
[0137] 用于印刷工序的墨的導電材料濃度小于5%,優選小于1 %。
[0138] 墨作為導電材料的溶劑乃至分散劑,可使用將水或有機溶劑等中的一種或者兩種 以上的組合,但優選使用含有水的水性墨。另外,優選地在墨中含有界面活性劑。
[0139] 不特別地限定有機溶劑,例如可例舉出:1,2-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁 二醇、1,4_ 丁二醇、丙二醇等醇類、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、三乙二醇 單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙基醚等醚類等。
[0140] 不特別地限定界面活性劑,可使用諸如硅類界面活性劑。硅類界面活性劑是將二 甲基聚硅氧烷的側鎖或者末端進行聚醚變性的物質,例如,市面上出售的信越化學工業制 的 KF-351A、KF-642或畢克化學制的 BYK347、BYK348 等。
[0141 ] 墨的表面張力小于50mN/m,更優選小于40mN/m。另外,優選地,墨相對于基材1的接 觸角處于10°~50°。表面張力可通過溶劑、界面活性劑等控制。接觸角的調整也可進行同樣 的控制,但也可通過基材1的表面能設定來進行控制。
[0142] 在利用墨在基材1上形成線段時,尤其優選使用噴墨法。噴墨頭的墨液滴排出機構 優選采用熱方式、壓力方式、連續方式等。通過噴墨法從噴墨頭的一個噴嘴排出一次液滴的 液滴量優選1P1~200p 1的范圍,更優選1 p 1~100p 1的范圍。
[0143] 在采用噴墨法的情況下,優選地對基材1從多個方向進行多次印刷。對于該實施方 式,參照圖4、圖5及圖6的各例進行說明。
[0144] 圖4是說明第一層21的形成過程的一個例子的說明圖。
[0145] 如圖4(a)所示,首先,使噴墨頭沿著基材1的長度方向掃描多次,形成沿著該長度 方向的條紋狀的第一層,接下來,如圖4(b)所示,進一步使噴墨頭沿著基材1的寬度方向對 該形成區域掃描多次,形成沿著該寬度方向的條紋狀的第一層。如此,能夠形成長度方向的 條紋和寬度方向的條紋交差的格子狀的第一層。
[0146] 圖5是說明第一層21的形成過程的其它例子的說明圖。
[0147] 如圖5(a)所示,首先,使噴墨頭從基材1的長度方向沿著以規定角度(在此是45°) 傾斜的方向掃描多次,形成沿著該方向的條紋狀的第一層,接下來,如圖5(b)所示,進一步 使噴墨頭從基材1的長度方向沿著以另外規定的角度(在此是-45°)傾斜的方向對該形成區 域掃描多次,形成沿著該方向的條紋狀的第一層。如此,能夠形成由從基材1的長度方向傾 斜的斜線構成的格子狀的第一層。
[0148] 圖6是說明第一層21的形成過程的其它的例子的說明圖。
[0149] 在該例子中,與圖4的例子相同地,使噴墨頭沿著基材1的長度方向掃描多次形成 第一層(圖6(a)),進一步使噴墨頭沿著寬度方向掃描多次形成第一層(圖6(b)),但通過射 出控制來自噴墨頭的墨,形成由波浪線構成的格子狀的第一層。
[0150] 例如,在使形成有導電性圖案的基材1與其它部件重疊而形成器件等情況下,在導 電性圖案與布置在其它部件上的圖案之間存在產生干涉條紋的情況,但例如,如圖5的例子 所示,通過使圖案從基材的長度方向(或者寬度方向)傾斜,或者如圖6的例子所示,通過使 構成圖案的線波浪化,能夠得到良好地防止干涉條紋產生的效果。
[0151] 不特別地限定附加在基材1上的墨的乾燥工序,例如,優選地,從干燥打印中的基 材1的工序、打印后加熱的工序、打印后送風的工序,以及打印后光照的工序中選擇一項工 序或將多項工序進行組合。
[0152] 尤其,優選干燥打印中的基材1,例如,優選地將基材1的溫度加熱到40°C~80°C。 在實施打印后加熱的工序的情況下,也優選在所述溫度范圍中將基材1加熱。
[0153] 優選地,打印后的乾燥工序在剛印完字后就進行。
[0154] 光照所使用的光只要是能夠促進墨的乾燥的光即可,沒有特別的限定,但優選紅 外線等。
[0155] 作為使導電材料選擇性地堆積的工序的后續處理,優選實施第一層21的低電阻化 處理。通過對第一層21實施例如從加熱處理、化學處理、光照處理中選擇的處理,能夠實現 低電阻化。
[0156] 不特別地限定加熱處理的溫度,但適合采用80 °C~300°C范圍的溫度。在基材1是 膜的情況下,優選采用80 °C~180 °C范圍的溫度。
[0157] 作為化學處理,例如優選地舉出除去導電材料中的有機物等的處理等,可使用以 酸性或者堿性的洗凈水溶液來洗凈的方法,以溶劑或者溶劑水溶液來洗凈的方法等。
[0158] 光照處理例如可采用快速燒成、IR照射。
[0159] 對第一層21可實施以上說明的處理中的一項或者將多項組合的低電阻化處理。
[0160] 這樣的低電阻化處理可在打印中進行。例如在利用噴墨法通過多次掃描來完成圖 案的情況下,可在其中途階段一次或者分成多次將低電阻化處理在中途插入。尤其如上所 述,在對基材從多個方向進行多次印刷的情況下,優選地在中途插入低電阻化處理。
[0161] 在形成第二層22時,優選使用電化學工序。電化學工序優選采用無電解鍍及電解 鍍中的任一種,或者將兩種組合使用。
[0162] 電解鍍是指,使用溶解有作為鍍膜想要析出的金屬離子的溶液,通過電解使金屬 在具有導電性的物體上析出的方法。在此,能夠利用第一層21作為具有導電性的物體,形成 第二層。
[0163] 無電解鍍是指,使用溶解有作為鍍膜想要析出的金屬離子的溶液,通過化學反應 使金屬在催化劑上析出的方法。在此,能夠利用第一層21作為催化劑,形成第二層。
[0164] 優選地,集電線形成為與導電性圖案的至少一部分連接(以下,有時稱作引出電極 或者引出配線。)。
[0165] 圖7是表示集電線的形成例子的圖。
[0166] 在該例子中,在基板1上設置有四個導電性圖案200。
[0167] 集電線3以包圍各導電性圖案200的方式設置在基板1上,與構成該導電性圖案200 的導電性細線2的一部分連接。
[0168] 集電線3還與配線4連接,該配線4延伸至基板1的端部。
[0169] 集電線3的線寬比構成導電性圖案200的導電性細線2的線寬粗,優選在15μπι以上, 更優選在50μηι以上,最優選在100μπι以上。不特別地限定線寬的上限,但優選小于5mm。在集 電線3中,與構成導電性圖案200的導電性細線2直接結合的部分的線寬優選15μπι以上且小 于 100μπι。
[0170] 在上述例子中,例舉了集電線3沿著整體呈方形的導電性圖案200的四邊設置的例 子,但例如也可以優選沿著對置的兩邊設置,或者沿著一邊設置。另外,不一定要沿著邊設 置,至少與構成導電性圖案200的導電性細線2的一部分連接即可。
[0171] 在通過電化學工序形成導電性細線2的第二層22時,優選地,在形成第二層22之 前,以與第一層21的至少一部分連接的方式形成集電線3。在該情況下,集電線3在第一層21 形成前形成也可,在第一層21形成后形成也可。因為能夠經由集電線3對第一層21穩定地通 電,所以能夠穩定地進行基于電化學工序、尤其是基于電解鍍的第二層22的形成。
[0172] 另外,集電線3在完成的產品中也能夠確保對導電性圖案200穩定地通電。
[0173] 圖8是表示第二實施方式的構成導電性圖案的導電性細線的其它例子的剖視圖。
[0174] 在第二實施方式中,作為構成導電性細線2的至少一部分的多層結構的組成部分, 除了上述的第一層21、第二層22之外,在第二層22的與第一層21相反的一側還具有第三層 23〇
[0175] 不特別地限定第三層23的材質,但從使第三層23起到保護導電性圖案的保護層的 功能的角度出發,優選Ni、Cr等耐腐食性金屬或者由有機膜構成。
[0176] 在制造第二實施方式的導電性圖案時,導電性細線2的第一層21及第二層22的形 成可使用作為第一實施方式的導電性圖案的制造方法所說明的方法,通過在第二層22之上 形成第三層23,能夠制造出第二實施方式的導電性圖案。
[0177] 不特別地限定形成第三層23的方法,但優選使用電化學工序。
[0178]在第三層23由耐腐食性金屬等金屬構成的情況下,作為電化學工序,優選使用無 電解鍍及電解鍍中的任一種或者將兩種組合使用。
[0179]另外,在第三層由有機膜等構成的情況下,優選使用從電沉積法、電解聚合法等選 擇的方法。此時,能夠將第一層21、第二層22作為電極利用,從而形成第三層23。
[0180] 在以上的說明中,舉了在基材1的一個面上形成導電性圖案的例子,但本發明并不 限于此。
[0181] 也優選在基材1的兩面上形成以上說明的導電性圖案。
[0182] 優選地,基材1的兩面各自在導電性圖案形成前,預先實施上述的表面處理。關于 表面處理,可在基材1的表面和背面上實施同一種表面處理,也可實施不同種表面處理。
[0183] 分別布置在基材1的表面和背面上的導電性圖案可以相同,也可以不同。另外,導 電性細線2的第一層21、第二層22的結構在表面和背面上可以相同,也可以不同。第二實施 方式的導電性圖案的第三層23的結構在表面和背面上可以相同,也可以不同。可以在一面 上形成第一實施方式的導電性圖案,在另一面上形成第二實施方式的導電性圖案。
[0184] 圖9是表不在兩面形成有導電性圖案的基材1的一個例子的圖,圖9(a)俯視表面, 圖9(b)俯視背面。
[0185] 如圖9(a)所示,在基材1的表面上設置有多個導電性圖案200。所述導電性圖案200 是由從基材1的長度方向傾斜的斜線所構成的導電性細線2的格子狀圖案。
[0186] 設置在表面上的所述導電性圖案200整體呈方形(長條狀),長邊沿著基材1的寬度 方向配置。
[0187] 另外,在所述導電性圖案200上以在四邊包圍該導電性圖案200的方式設置有集電 線3。
[0188] 另一方面,如圖9(b)所示,在基材1的背面設置有多個導電性圖案200。所述導電性 圖案200是由從基材1的長度方向傾斜的斜線所構成的導電性細線2的格子狀圖案。
[0189]設置在背面的所述導電性圖案200整體呈方形(長條狀),長邊沿著基材1的長度方 向配置。
[0190]另外,在所述導電性圖案200上以在四邊包圍該導電性圖案200的方式設置有集電 線3。
[0191] 設置在表面上的朝基材1的寬度方向延伸的長條狀導電性圖案200和設置在背面 上的朝基材1的長度方向延伸的長條狀的導電性圖案200隔著基材1立體交差,配置成格子 狀。這樣的圖案能夠作為靜電電容式觸摸傳感器中的X、Y圖案良好地應用于例如一枚由膜 構成的基材1上。可將表面的導電性圖案200和背面的導電性圖案200中的一方作為X圖案, 將另一方作為Υ圖案。
[0192] 接下來,例舉用于制造帶導電性圖案的基材的制造裝置的例子,對本發明進行更 詳細的說明。
[0193] 圖10是表示用于制造帶導電性圖案的基材的制造裝置的一個例子的說明圖。
[0194] 圖示的制造裝置通過卷對卷(roll to roll)方式在基材上形成導電性圖案。
[0195] 5是卷繞有基材的卷繞體,6是第一層形成區域,7是支承輥,8是乾燥區域,9是低電 阻化區域,10是第二層形成區域,11是第三層形成區域,12是卷繞形成有圖案的基材的卷繞 體。
[0196] 使從卷繞體5送出的帶狀的基材1在卷繞到卷繞體12上為止的搬送過程中,在基材 1上形成導電性圖案。在以下的說明中,有時將從卷繞體5朝向卷繞體12的方向稱作搬送方 向。
[0197] 從卷繞體5送出的帶狀的基材1被搬送到用于形成第一層21的第一層形成區域6。
[0198] 圖11是說明第一層形成區域6的基本結構的概要俯視圖。
[0199] 如圖11所示,在本例中,在第一層形成區域6上一并設置有用于形成第一層21的頭 陣列61和用于描繪引出配線3的噴墨頭62。頭陣列61構成為將多個噴墨頭配置成陣列狀。
[0200] 在第一層形成區域6中,首先,利用引出配線描繪用的噴墨頭62在基材1上形成引 出配線3。
[0201] 形成了引出配線3的基材1的區域被搬送到乾燥區域8,在這里被乾燥處理。
[0202] 之后,基材1的該區域向朝著卷繞體5的方向反向搬送一定距離,再次提供給第一 層形成區域6。
[0203] 然后,利用設置在第一層形成區域6上的用于形成第一層21的頭陣列61,在基材1 上形成第一層21。
[0204] 圖12是說明第一層形成區域6的第一層21的形成過程的一個例子的圖。
[0205] 如圖12(a)所示,在形成過程中的第一打印工序中,將基材1朝搬送方向搬送的同 時,使頭陣列61朝與搬送方向垂直的方向(圖中朝右的方向)掃描。如此,通過使基材1與頭 陣列61同時移動,能夠使頭陣列61相對于基材1在傾斜方向上相對移動。在該相對移動的過 程中,通過將含有導電材料的墨從頭陣列61向基材1上射出,能夠描繪出相對于基材1的搬 送方向以規定的角度傾斜的線段。例如,通過使基材1的搬送速度與頭陣列61的掃描速度相 同,能夠描繪出以45°傾斜的線段。通過調整頭陣列61的掃描速度以及(或者)基材1的搬送 速度,能夠將傾斜角設定成任意值。
[0206] 接下來,形成了線段的基材1的區域被搬送到乾燥區域8,在這里被乾燥處理。通過 控制該乾燥工序,能夠在線段的線寬方向兩端選擇性地堆積導電材料。
[0207] 之后,基材1的該區域向朝著卷繞體5的方向反向搬送一定距離,供于第一層形成 區域6中的第二打印工序。
[0208] 如圖12(b)所示,在第二打印工序中,在將基材1朝搬送方向搬送的同時,使頭陣列 61朝與搬送方向垂直的方向且朝與第一打印工序中的掃描方向相反的方向(圖中朝左的方 向)掃描。在該相對移動的過程中,通過將含有導電材料的墨從頭陣列61射出到基材1,能夠 描繪出相對于基材1的搬送方向朝與第一打印工序相反的方向以規定角度傾斜的線段。例 如,通過使基材1的搬送速度與頭陣列61的掃描速度相同,能夠掃描出以-45°傾斜的線段。 如此,如圖所示,能夠使在第一打印工序中形成的線段(傾斜角45°)和在第二打印工序中形 成的線段(傾斜角-45°)垂直相交。
[0209] 接下來,形成有線段的基材1的區域被搬送至乾燥區域8,在該處被乾燥處理。通過 控制該乾燥工序,對于在第二打印工序中形成的線段,也能夠使導電材料在線段的線寬方 向兩端選擇性地堆積。
[0210] 以該方式,能夠形成由斜線構成的格子狀的第一層21。
[0211] 形成有第一層21的基材1的區域被搬送到低電阻化區域9。
[0212] 在該例子中,在低電阻化區域9中設置有烤箱,通過將基材1在該烤箱中加熱,第一 層21的低電阻化處理得以實施。
[0213] 實施了低電阻化處理的基材1的區域被搬送到第二層形成區域10。
[0214] 在該例子中,第二層形成區域10設置有用于形成第二層22的電解鍍裝置。
[0215] 電解鍍裝置例如形成使基材1搭在多個搬送輥上搬送的搬送系統,將所述搬送輥 中的一個或者兩個以上作為外部電極浸泡在鍍槽內的鍍液(也稱作鍍浴、電解液等)中。在 鍍液中設置相反電極。
[0216] 利用電解鍍裝置從外部電極經由引出配線3向第一層21供電,在鍍液中進行電解 鍍,從而能夠形成第二層22。
[0217] 在第二層形成區域10中,優選地,設置有將電解鍍結束后的基材1的區域通過水等 洗凈液洗凈的洗凈裝置和干燥洗凈液的干燥裝置等。
[0218] 在該例子中,形成有第二層22的基材1的區域進一步被搬送到第三層形成區域11。 [0219]在第三層形成區域11中,設置有用于形成第三層23的電解鍍裝置。所述電解鍍裝 置的基本結構可引用在第二層形成區域10中說明的結構。
[0220] 在第三層形成區域11中,優選地,也設置將電解鍍結束后的基材1的區域通過水等 洗凈液洗凈的洗凈裝置和干燥洗凈液的干燥裝置等。
[0221] 以上述方式,能夠在基材1上形成導電性圖案。形成有導電性圖案的基材1的區域 能夠依次卷繞在卷繞體12上。
[0222] 圖13是表示用于制造帶導電性圖案的基材的制造裝置的其它例子的說明圖。圖 中,與圖10相同的附圖標記是相同結構,可引用在圖10中進行的說明。
[0223] 該例子所示的制造裝置能夠良好地用于在基材的兩面形成導電性圖案。
[0224] 首先,在上游側流水線A中,在從卷繞體13送出的帶狀基材1的一面(表面)上,與圖 10的例子相同地,通過在第一層形成區域6、乾燥區域8的處理形成第一層21。
[0225] 在一面(表面)上形成有第一層21的基材1被卷繞在卷繞體14上。
[0226] 卷繞結束后,用卷繞體14置換卷繞體13,并且以表背面相反的方式安裝,再次通過 在第一層形成區域6、乾燥區域8的處理,這回在基材1的另一面(背面)上形成第一層21。
[0227] 以該方式,將在基材1的兩面上形成第一層21的基材1卷繞在卷繞體14上。
[0228] 接下來,卷繞體14作為卷繞體15而被安裝在下游側流水線B上。
[0229] 在下游側流水線B中,與圖10的例子相同地,通過在低電阻化區域9、第二層形成區 域10及第三層形成區域11的處理,對從卷繞體15送出的帶狀的基材1進行第一層的低電阻 化、第二層22的形成及第三層23的形成,之后,結束了各處理的基材1被卷繞到卷繞體16上。
[0230] 由于在下游側流水線B上的各處理能夠分別容易地同時實施在基材1的兩面上,所 以容易將下游側流水線B上的卷對卷處理(roll to roll)-次完成。
[0231] 以上說明的形成導電性圖案的對象不限于二維片材狀的基材,也可優選地應用于 三維結構體(有時只稱作結構體)。
[0232] 結構體是指二維片材狀以外的對象,諸如長方體狀、球狀、圓柱狀、棱柱狀、將這些 組合而具有彎曲(曲面)的對象等,只要是包含三維形狀的對象就沒有特別的限定。
[0233] 圖14是說明形成有導電性圖案的結構體的一個例子的說明圖。
[0234] 在圖示的例子中,在結構體100的曲面上形成有導電性圖案200。
[0235] 不特別地限定結構體100的材質,優選由塑料、金屬、陶瓷、石材、紙漿、木材形成形 成的材質、橡膠、以及它們的復合材料等。
[0236] 導電性圖案200可設置在所述結構體100表面的整體或者一部分上。
[0237] 在結構體100的表面上,可在形成導電性圖案的特定的部位以可辨別該特定的部 位的方式顯示有圖像信息(未圖示)。在結構體表面的圖像信息上形成導電性圖案時,能夠 經由該導電性圖案看出該導電性圖案。圖像信息沒有特別的限定,但優選文字、符號、上色 圖案等。這些圖像信息例如在開關、鍵盤、觸摸面板、傳感器等用途中,能夠引導位置檢測等 功能。圖像信息無需總是顯示,可構成為例如能夠在特定條件下顯示。
[0238] 不特別地限定制造具有導電性圖案200的結構體100的方法,可以在結構體100的 表面上直接形成導電性圖案,但作為優選方法的一個例子,例如可舉出使用形成有導電性 圖案的基材(帶導電性圖案的基材)制造的方法。
[0239] 例如優選地,可采用將帶導電性圖案的基材貼合在結構體100表面上的方法,或 者,采用將導電性圖案200的一部分從帶導電性圖案的基材向結構體100表面轉印的方法, 由此制造出在表面上具有導電性圖案200的結構體100。
[0240] 圖15是表示利用帶導電性圖案的基材在結構體100表面上形成導電性圖案200的 方法的例子的說明圖。
[0241]在圖15(a)的例子中,使形成有導電性圖案200的基材1以導電性圖案200側朝向結 構體100側的方式經由粘結層17貼合在結構體100上。18是設置在基材1上的樹脂層,在基材 1上,導電性圖案200形成在樹脂層18的表面上。以該方式,將帶導電性圖案的基材貼合在結 構體100表面,能夠在結構體100表面上形成導電性圖案200。
[0242]另外,如圖15(b)的例子所示,還具有將基材1從圖15(a)的例子所示的導電性圖案 200剝離的工序,因此能夠向結構體100的表面轉印導電性圖案200。在該情況下,例如,通過 在基材1與樹脂層18之間預先實施使剝離容易進行的易剝離處理,能夠使剝離在基材1與樹 脂層18的界面上容易進行。
[0243] 本發明的導電性圖案的用途沒有特別的限定,可適合作為透明導電膜等來使用。
[0244] 本發明的帶導電性圖案的基材及結構體的用途沒有特別的限定,可用于各種電子 設備所具有的各種器件。從顯著地得到本發明效果的角度出發,例如,可作為液晶、等離子、 有機電致發光、電致發射等各種方式的顯示屏用透明電極使用,或者作為適合用于觸摸面 板、移動電話、電子紙、各種太陽能電池、各種電致發光調光元件等的透明電極來使用。
[0245] 更具體而言,本發明的帶導電性圖案的基材及結構體適合用作器件的透明電極。 作為器件沒有特別的限定,例如,優選觸摸面板傳感器等。另外,具備這些器件的電子設備 沒有特別的限定,例如優選智能手機、平板電腦終端等。
[0246] 實施例
[0247] 以下對本發明的實施例進行說明,但本發明不限于實施例。
[0248] <基材的調制>
[0249] 準備了下述基材1~4作為基材。需要說明的是,在基材1及2上沒有實施表面處理, 在基材3及4上實施了表面處理。
[0250]基材1:是市面上出售的光學用低熱收縮處理PET膜(厚度120μπι),表面能是50mN/ m〇
[0251] 基材2:是與基材1不同的市面上出售的光學用低熱收縮處理PET膜(厚度120μπι), 表面能是42mN/m。
[0252] 基材3:對基材1進行了表面處理,將表面能調整到60mN/m。
[0253] 基材4:對基材2進行了表面處理,將表面能調整到60mN/m。
[0254] <墨的調制>
[0255] 墨1(含有銀納米粒子的墨1)
[0256] 使作為固含量(銀納米粒子)的銀納米粒子分散物(阪東化學制SW1000)為 0.2wt%,使二甘醇單丁醚為20wt%,將剩余部分利用離子交換水調配至lOOwt%,并利用1μ m過濾器進行過濾。
[0257] 將得到的濾液作為墨1。作為導電性粒子的銀納米粒子的濃度在所述過濾前后沒 有實質上的變化,在墨1中為〇.2wt%。墨1的粘度是2.0mPa · s,表面張力是29mN/m。
[0258] 墨2 (含有銀納米粒子的墨2)
[0259] 使作為固含量(銀納米粒子)的銀納米粒子分散物(阪東化學制SW1000)為 0.2wt %,使1,3-丁二醇為25wt %,使界面活性劑(畢克化學公司制"BYK348")為0.5wt %,將 剩余部分利用離子交換水調配至1 〇〇wt %,并利用Ιμπι過濾器進行過濾。
[0260] 將得到的濾液作為墨2。作為導電性粒子的銀納米粒子的濃度在所述過濾前后沒 有實質上的變化,在墨2中為0.2wt%。墨2的粘度是3.5mPa · s,表面張力是31mN/m。
[0261]墨3(含有銅納米粒子的墨)
[0262] 使作為固含量(銅納米粒子)的銅納米粒子分散物為0.2wt%,使乙二醇為30wt%, 使界面活性劑(畢克化學公司制"BYK348")為0.5wt%,將剩余部分利用離子交換水調配至 100wt%,并將利用Ιμπι過濾器進行過濾。
[0263] 將得到的濾液作為墨3。作為導電性粒子的銅納米粒子的濃度在所述過濾前后沒 有實質上的變化,在墨3中為0.2wt%。墨3的粘度是4.0mPa · s,表面張力是32mN/m。
[0264] 墨4(含有銀粉的墨)
[0265] 使平均粒徑0.5μπι的銀粉為0. lwt%,使乙二醇為30wt%,使界面活性劑(畢克化學 公司制"BYK348")為0.5wt %,將剩余部分利用離子交換水調配至100wt %,并利用Ιμπι過濾 器進行過濾。
[0266] 將得到的濾液作為墨4。作為導電性粒子的銀粉粒子的濃度在所述過濾前后沒有 實質上的變化,在墨4中為O.lwt%。墨4的粘度是4.0mPa · s,表面張力是32mN/m。
[0267] 引出配線用的銀納米墨
[0268] 使作為固含量(銀納米粒子)的銀納米粒子分散物(阪東化學制SW1000)為15wt%, 使丙二醇為20%,將剩余部分利用離子交換水調配至100wt%,并利用Ιμπι過濾器進行過濾, 將得到的濾液作為引出配線用的銀納米墨。
[0269] (樣品 No.l)
[0270] 利用圖10所示的裝置,在寬度300mm的輥狀基材上以下述方式制作導電性圖案。
[0271] <集電線(引出配線)的形成>
[0272] 首先,利用一并設置在第一層形成區域6的引出配線用的噴墨頭,使用引出配線用 的銀納米墨來描繪引出配線。
[0273] 將附加在基材上的墨在乾燥區域8中進行五分鐘、70°C的送風乾燥。
[0274] <第一層的形成>
[0275] 在上述乾燥過后,在第一層形成區域6上形成第一層的圖案。
[0276] 圖11所示,在第一層形成區域6中,以與基材搬送方向垂直的方式配置有頭陣列 61〇
[0277] 在頭陣列61上配置有五個噴墨頭(柯尼卡美能達公司制"KM1024L"(壓電方式,液 滴量42pL),陣列整體的打印寬度被定為360mm。
[0278] 將基材朝基材搬送方向搬送的同時,使頭陣列61同時朝右方掃描,射出導電性墨 (上述墨1),形成由圖12(a)所示斜線構成的條紋(第一打印工序)。此時,選擇噴嘴使噴墨頭 的噴嘴間隔均等地成為280μπι,調整從選擇的噴嘴射出的墨排出量在基材上成為1 X 1 0- 來形成墨線,所述基材是基材溫度由搬送路下部的加熱器調整為70°C的基材。此時, 液滴排出頻率是4.5KHz。該線剛形成就進行乾燥,通過進一步控制乾燥條件,導電材料通過 乾燥選擇性地集聚在端部,其結果是,各墨線成為140μπι間隔的兩條平行線。
[0279] 接下來,在停止基材搬送并進行一定距離的反向搬送后,如圖12(b)所示,再次將 基材朝基材搬送方向搬送的同時,使頭陣列61從相反側朝左方掃描,同時與第一打印工序 相同地射出導電性墨,從而形成由與第一打印工序相反方向傾斜的斜線構成的條紋(第二 打印工序)。
[0280]接下來,在乾燥區域8中進行五分鐘、70°C的送風乾燥,形成第一層。最終,第一層 成為由斜線構成的格子狀圖案。
[0281 ]接下來,在低電阻化區域9中將第一層在120 °C的烤箱中加熱一小時。
[0282] 參照圖16及圖17對墨附加區域與第一層的形成圖案的關系進行說明。
[0283] 圖16是說明第一打印工序及第二打印工序的墨附加區域的圖。圖中斜線部分是墨 附加區域。如圖所示,在各打印工序中附加在基材上的導電性墨的線段在基材上潤濕鋪展 后的線寬是140μπι,將其以280μπι間距配置。
[0284] 另一方面,圖17是在線段的線寬方向兩端選擇性地堆積導電材料而最終形成的第 一層所構成的格子狀圖案。如圖所示,通過在線段的線寬方向兩端選擇性地堆積導電材料, 從一根線段生成兩根互相平行的線(平行線),從而形成線間隔140μπι的格子狀圖案。
[0285] 在本發明中,優選地,附加在基材上的導電性墨的線段潤濕鋪展后的線寬(該線寬 與從一根線段生成的兩根相互平行的線(平行線)間的間隔對應。)在1〇〇~400μπι。另外,附 加在基材上的導電性墨的線段的配置間距優選地設定在潤濕鋪展后的線寬的1.8~2.3倍 的范圍,更優選地設定在1.9~2.1倍的范圍。
[0286] <第二層的形成>
[0287] 接下來,將形成有第一層的基材的區域搬送到第二層形成區域10,利用電解鍍裝 置進行銅的電解鍍。
[0288] 在鍍銅時,從引出配線供電,在下述的鍍浴中進行電解鍍。將鍍膜用銅板連接到正 極,對引出配線部及第一層的細線部分的總面積以0.30A/dm 2的恒定電流通電,直到細線部 的膜厚成為目標膜厚的時間為止。
[0289] 線寬成為表1所示的值。在通電結束后,充分地進行水洗,并乾燥。
[0290] <鍍浴1>;電解鍍銅
[0291] 將五水硫酸銅60g、硫酸19g、1N鹽酸2g、光澤附加劑(美錄德公司制"ST901C")5g利 用離子交換水調配至l〇〇〇ml,以這種配方進行調制。
[0292]樣品No. 1的導電性圖案省略了第三層的形成。
[0293] <評價方法>
[0294] 對于得到的帶導電性圖案的基材,進行了以下的評價。
[0295] (1)可視性
[0296] 對于在縱橫20cm的整個區域上形成的導電性圖案,按照下述評價標準評價在一邊 改變著導電性圖案與眼睛之間的距離的情況下是否能夠識別形成導電性圖案的格子的線。
[0297] <評價標準>
[0298] 5:即使是5cm,也無法識別。
[0299] 4:若是10cm,無法識別。
[0300] 3:若是15cm,無法識別。
[0301] 2:若是20cm,無法識別。
[0302] 1:即使是25cm,也能夠識別。
[0303] (2)薄層電阻
[0304] 對構成導電性圖案的導電性細線部的薄層電阻利用四端子四探針法進行了測量。
[0305] 對于進行十次測量所測量出的平均值,按照下述評價標準進行評價。
[0306] <評價標準>
[0307] 5:小于1.0 Ω/口。
[0308] 4:1.0 Ω/□以上且小于5.0 Ω/口。
[0309] 3:5.0 Ω/□以上且小于 1〇.〇 Ω/口。
[0310] 2:10.0Ω/□以上且小于 50Ω/口。
[0311] 1:50Ω/□以上。
[0312] ⑶粘著性
[0313] 基于帶剝離法及交叉切割法進行評價。即,向帶導電性圖案的基材刻上25塊痕跡 (交叉切割),計量由于帶剝離而產生膜剝離的塊數。準備三枚帶導電性圖案的基材,將三次 試驗的計量值平均,并按照下述的評價標準進行評價。
[0314] <評價標準>
[0315] 5:產生膜剝離的塊數是0塊。
[0316] 4:產生膜剝離的塊數是1-2塊。
[0317] 3:產生膜剝離的塊數是3-5塊。
[0318] 2:產生膜剝離的塊數是6-10塊。
[0319] 1:產生膜剝離的塊數是11-25塊。
[0320] (4)耐彎曲性
[0321] 如圖18所示,以形成有導電性圖案的面作為表側將帶導電性圖案的基材搭在直徑 10_的圓柱上,在該狀態下,使基材往復運動而使之彎曲,測量彎曲前后的該導電性圖案的 電阻值的下降率,按照下述的評價標準根據測量值進行評價。需要說明的是,在對兩面具有 導電性圖案的基材實施該試驗的情況下,可將任一面作為表側搭在圓柱上進行同樣的往復 運動,對該面的導電性圖案測量電阻值的下降率。
[0322] <評價標準>
[0323] 5:小于 5 %
[0324] 4:小于 10%
[0325] 3:小于 20 %
[0326] 2:小于 21-50%
[0327] 1:50% 以上
[0328] (5)耐久性(高溫潮濕耐久性)
[0329] 在85°C、相對濕度85%的環境下將帶導電性圖案的基材保存500小時,再回到常溫 常壓環境下后測量電阻值的下降率,按照下述的評價標準根據測量值來進行評價。
[0330] <評價標準>
[0331] 5:小于 5 %
[0332] 4:小于 10%
[0333] 3:小于 20 %
[0334] 2:小于 21-50%
[0335] 1:50% 以上
[0336] 以上的評價結果在表1中表示。
[0337] (樣品 No .2)
[0338] 在實施例1中,將形成第一層的墨1(含有銀納米粒子的墨1)換成墨2(含有銀納米 粒子的墨2),進而將電解鍍條件的電流密度替換為0.50A/dm 2,使第一層及第二層的膜密度 成為表1的值,除此之外,與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0339] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0340] (樣品 No .3)
[0341] 在實施例1中,將形成第一層的墨1(含有銀納米粒子的墨1)換成墨3(含有銅納米 粒子的墨),將低電阻化區域9中的低電阻化處理替換成在還原氣體氛圍中180 °C下的加熱 處理,形成表1的層疊結構,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0342] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0343] (樣品 No .4)
[0344] 在實施例1中,將形成第一層的墨1(含有銀納米粒子的墨1)換成墨4(含有銀粉的 墨),將其通過柔性印刷法附加在基材上,形成表1的層疊結構。除此之外與實施例1相同地 獲得帶導電性圖案的基材。
[0345] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0346] (樣品 No .5)
[0347] 在實施例1中,除了以下述方法形成第二層以外,其余與實施例1相同地獲得帶導 電性圖案的基材。
[0348] <第二層的形成>
[0349] 對形成有第一層的基材,使用下述鍍浴2來進行電解鍍銀。
[0350] 在鍍膜時,從引出配線供電,在下述鍍浴中進行電解鍍銀。將鍍膜用銀板連接到正 極,對引出配線部及第一層的細線部分的總面積以0.30A/dm 2的恒定電流通電,直至細線部 的膜厚成為目標膜厚的時間為止。線寬成為在表1所示的值。通電結束后,充分進行水洗,并 乾燥。
[0351] <鍍浴2>;電解鍍銀
[0352] 將氰化銀35g、氰化鉀80g、炭酸鉀10g用離子交換水調配至1000ml,以這種配方進 行調制。
[0353] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0354] (樣品 No .6)
[0355] 在實施例1中,將基材3換成基材1,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案 的基材。
[0356] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0357] (樣品 No .7)
[0358] 在實施例1中,將基材3換成基材2,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案 的基材。
[0359] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0360] (樣品 No .8)
[0361] 在實施例1中,將基材3換成基材4,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案 的基材。
[0362] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0363] (樣品 No .9)
[0364] 在實施例1中,在第二層的與第一層相反的一側上再以下述方法形成第三層,形成 表1的層疊結構,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0365] <第三層的形成>
[0366] 在形成有第二層的基材上使用下述鍍浴2進行電解鍍鎳。
[0367] 在進行鍍膜時,從引出配線供電,在下述鍍浴3中進行電解鍍。將鍍膜用鎳板到正 極,對引出配線部及第一層的細線部分的總面積以〇.〇5A/dm 2的恒定電流通電,直至細線部 的膜厚成為表1所示的目標膜厚的時間為止。線寬成為表1所示的值。在通電結束后,充分進 行水洗,并乾燥。
[0368] <鍍浴3>;電解鍍鎳
[0369] 將硫酸鎳240g、氯化鎳45g、硼酸30g用離子交換水調配至1000ml,以這種配方進行 調制。
[0370] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0371] (樣品 No .10)
[0372] 在實施例1中,在第二層的與第一層相反的一側上再以下述方法形成第三層,形成 表1的層疊結構,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0373] <第三層的形成>
[0374] 在形成有第二層的基材上利用下述鍍浴4進行無電解鎳鍍。
[0375] 無電解鍍時間,一直持續到成為表1所示的規定膜厚為止。線寬成為表1所示的值。
[0376] <鍍浴4> ;無電解鍍鎳
[0377] 將硫酸鎳26g、檸檬酸鈉60g、次亞磷酸鈉21g、硫酸銨用離子交換水調配至1000ml, 以這種配方進行調制。鍍浴溫度定為90°C。
[0378] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0379] (樣品 No .11)
[0380] 在實施例1中,在第二層的與第一層相反的一側上再以下述方法形成第三層,形成 表1的層疊結構,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0381] <第三層的形成>
[0382] 對形成有第二層的基材,在電解液中采用通用方法進行電沉積涂裝,形成具有表1 所示的膜厚及線寬的有機膜所構成的第三層,所述電解液使用由碳黑和水溶性電沉積樹脂 形成的混合物。
[0383] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同的評價,其結果在表1中表示。 但是,因為樣品No.7在第三層使用有機膜,所以無法測量薄層電阻,而是測量了未設置有機 膜的端部間的端子間電阻。其結果是,可以確定與另行測量的樣品No. 1中的端部間的端子 間電阻實質上是相同的值。
[0384](樣品No. 12)※比較
[0385] 在實施例1中,調整墨排出量,使其在調整為40°C的基材上成為4X10_1(V/m,以此 形成墨線,從而形成表1的層疊結構,除此之外與實施例1相同地獲得帶導電性圖案的基材。
[0386] 對得到的帶導電性圖案的基材進行與實施例1相同評價的結果在表1中表示。
[0387] [表1]
[0388]
[0389] < 評價 >
[0390] 通過表1可知,對于本發明的樣品No. 1~11的導電性圖案及具備該導電性圖案的 基材(帶導電性圖案的基材),能夠降低導電性細線的可視性,降低電阻值,提高基材與導電 性圖案的粘接性(粘著性),抑制基材彎曲時電阻值的變動,還能夠賦予耐尚溫潮濕等耐久 性。
[0391] 通過樣品No. 1和樣品No. 2的對比可知,第二層的膜密度高于第一層的膜密度的樣 品No. 1在粘著性、耐彎曲性方面更優秀。
[0392] 使用銀粉的樣品No.4與使用銀納米墨的樣品No. 1相比,發明效果有些許不足,但 因為使用了銀,所以例如與利用了在低電阻化時需要還原處理的鈀等情況相比,能夠大幅 降低低電阻化處理的負擔(處理時間等)。
[0393] 通過樣品No. 1與樣品No.5的對比可知,第二層以銅作為主要成分的樣品No. 1在粘 著性、耐彎曲性方面更優秀。
[0394] 通過基材彼此不同的樣品No. 1、6、7及8的對比可知,通過使基材的表面能在50mN/ m以上,能夠進一步降低導電性細線的可視性,并能夠進一步提高粘著性、耐彎曲性。
[0395] 將設置有第三層的樣品No.9、10及11與未設置第三層的樣品No. 1相比可知,在耐 高溫潮濕方面更優秀。
[0396] 另一方面,可知導電性細線的線寬在ΙΟμπι以上的樣品No. 12(比較)無法充分地降 低導電性細線的可視性,另外在粘著性、耐彎曲性、耐高溫潮濕方面也存在不足。
[0397] 附圖標記說明
[0398] 1:基材
[0399] 2:導電性細線
[0400] 21:第一層
[0401] 22:第二層
[0402] 23:第三層
[0403] 3:集電線
[0404] 4:配線
【主權項】
1. 一種導電性圖案,其特征在于, 所述導電性圖案是由線寬小于IOym的導電性細線構成的圖案, 所述細線的至少一部分是多層結構, 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導電性 填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚比所 述第一層厚,以金屬作為主要成分。2. 如權利要求1所述的導電性圖案,其特征在于, 所述第一層與所述第二層的膜密度不同。3. 如權利要求1或2所述的導電性圖案,其特征在于, 所述導電性細線的表面的算術平均粗糙度Ra在200nm以上且小于2000nm。4. 如權利要求1~3中任一項所述的導電性圖案,其特征在于, 所述第一層以銀或銅作為主要成分,所述第二層以銅作為主要成分。5. 如權利要求1~4中任一項所述的導電性圖案,其特征在于, 在所述第二層的與所述第一層相反的一側還具有第三層。6. -種帶導電性圖案的基材,其特征在于, 在進行了表面處理的基材上設置有由線寬小于1〇μπι的導電性細線構成的圖案, 所述細線的至少一部分是多層結構, 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導電性 填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚比所 述第一層厚,以金屬作為主要成分。7. 如權利要求6所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于, 所述表面處理是提高所述基材的表面能的處理。8. 如權利要求6或7所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于, 所述表面處理是在所述基材的表面形成樹脂層的處理。9. 如權利要求6~8中任一項所述的帶導電性圖案的基材,其特征在于, 在兩面進行了表面處理的所述基材的兩面上,設置有由線寬小于IOym的所述導電性細 線構成的圖案。10. -種帶導電性圖案的基材的制造方法,所述帶導電性圖案的基材是權利要求6~9 中任一項所述的帶導電性圖案的基材,所述制造方法的特征在于, 在所述第一層的形成工序中包含印刷工序,該印刷工序包含在利用導電材料濃度小于 5%的墨形成線段后,對墨的乾燥工序進行控制,在所述線段的線寬方向兩端選擇性地堆積 導電材料的工序。11. 根據權利要求10所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 所述墨的表面張力小于50mN/m,且該墨相對于所述基材的接觸角處于10°~50°的范 圍。12. 如權利要求10或11所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 將噴墨法用于所述印刷工序中的所述線段的形成。13. 如權利要求12所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 利用噴墨法對所述基材從多個方向進行多次印刷來形成所述線段。14. 如權利要求10~13中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 作為所述墨的乾燥工序,采用從干燥打印中的所述基材的工序、打印后加熱的工序、打 印后送風的工序,以及打印后照射光的工序中選擇的一項工序或者多項工序的組合。15. 如權利要求10~14中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 作為選擇性地堆積所述導電材料的工序的后續工序,通過從加熱處理、化學處理、光 (照射)處理中選擇的處理進行低電阻化。16. 如權利要求10~15中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 作為所述第二層的形成工序,包含電化學工序。17. 如權利要求16所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 所述電化學工序是無電解鍍及電解鍍中的任一種或者兩種的組合。18. 如權利要求10~17中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 在所述第二層之上形成第三層。19. 如權利要求10~18中任一項所述的帶導電性圖案的基材的制造方法,其特征在于, 以與所述導電性圖案的至少一部分接觸的方式形成集電線。20. -種結構體,其特征在于, 所述結構體是在表面具有導電性圖案的結構體, 所述導電性圖案是由線寬未滿IOym的導電性細線構成的圖案, 所述細線的至少一部分是多層結構, 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導電性 填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚比所 述第一層厚,以金屬作為主要成分。21. -種結構體的制造方法,制造權利要求20所述的結構體,其特征在于, 使用在表面處理過的表面上設有導電性圖案的帶導電性圖案的基材, 將所述帶導電性圖案的基材貼合在結構體表面上,或者將導電性圖案部從所述帶導電 性圖案的基材轉印到結構體表面上,從而制造在表面具有導電性圖案的結構體, 所述導電性圖案是由線寬小于IOym的導電性細線構成的圖案, 所述細線的至少一部分是多層結構, 作為該多層結構的組成部分,包含第一層和第二層,第一層含有從導電性粒子、導電性 填充物、導電性線中選擇的一種或兩種以上導電材料,膜厚小于500nm;第二層的膜厚比所 述第一層厚,以金屬作為主要成分。
【文檔編號】H05K3/24GK105934802SQ201580005923
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月28日
【發明人】大屋秀信, 新妻直人, 山內正好
【申請人】柯尼卡美能達株式會社