CN101084558A - 电子装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
制造在基材上设有含有导电性高分子的透明导电膜的电子装置的方法,所述透明导电膜具有第1区域及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,该方法具有在所述基材上形成含有所述导电性高分子的所述透明导电膜的成膜工序,以及对所述透明导电膜的一部分照射紫外线,将照射部分作为所述第2区域,将非照射部分作为第1区域的紫外线照射工序,所述紫外线照射工序中,所述紫外线包括在导电性高分子的吸收图谱中吸光度为背景吸收2倍以上的吸收所示的波长。
Description
技术区域
本发明涉及有机场致发光装置(有机EL装置)、触摸式面板等的电子装置、用于所述电子装置上的透明导电回路基板、以及电子装置的制造方法。
本申请相对于2004年12月27日提出申请的特愿2004-376275号、特愿2004-376276号、及特愿2004-376277号要求优先权,并在此援用其内容。
背景技术
迄今为止,使用设有由含有导电性高分子的透明导电膜形成的配线部的透明导电回路基板的电子装置被广泛应用(例如参照专利文献1)。
所述配线部,通常通过丝网印刷或喷墨印刷将在水中分散了导电性高分子的糊剂印刷在基板上,形成特定形状(例如线状)。
专利文献1:特开2002-222056号公报
发明内容
可是,使用导电性高分子形成配线部时,有时出现配线部的形状不完整的情况。这是由于所述糊剂的性状(粘度等)导致糊剂中混入气泡、或糊剂在基板上渗洇、或基板不沾糊剂,从而引起配线部的形状杂乱。
配线部的形状不完整时,配线部的电阻值不稳定。
虽然通过在涂抹的糊剂上反复涂抹糊剂可以使配线部的形状完整,但是这种情况下,配线部变厚,透明性下降。并且由于工序变多,出现不利于成本方面的问题。
鉴于所述情况形成本发明,目的在于提供使用导电性高分子的透明导电膜的导电性以及光透过率良好、且可低成本化的电子装置、用于所述电子装置的透明导电回路基板、及电子装置的制造方法。
本发明的第1方式涉及的电子装置的制造方法是,制造在基材上设有含有导电性高分子的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域的电子装置的方法;包括在所述基材上形成含有所述导电性高分子的所述透明导电膜的成膜工序,以及对所述透明导电膜的一部分进行紫外线照射,将照射部分作为所述第2区域、将非照射部分作为所述第1区域的紫外线照射工序;在所述紫外线照射工序中,所述紫外线包括在导电性高分子的吸收图谱中吸光度为背景吸收2倍以上所示的波长。
本发明的第2方式涉及的电子装置的制造方法是,在上述电子装置的制造方法中,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
本发明的第3方式涉及的电子装置,在基材上设有含有导电性高分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域。
本发明的第4方式涉及的电子装置,在上述电子装置中,所述第1区域是构成回路的配线部。
本发明的第5方式涉及的电子装置,在所述电子装置中,所述第2区域的电阻值是第1区域的电阻值的104倍以上。
本发明的第6方式涉及的透明导电回路基板,在基材上设有含有导电性分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,所述第1区域是构成回路的配线部。
本发明的第7方式涉及的电子装置的制造方法是,制造在基材上设有导电性高分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域的电子装置的方法;包括在所述基材上形成含有所述导电性高分子的所述透明导电膜的成膜工序,以及对所述透明导电膜的一部分进行紫外线照射,将照射部分作为所述第2区域、将非照射部分作为所述第1区域的紫外线照射工序。
本发明的第8方式涉及的电子装置的制造方法是,在上述电子装置的制造方法中,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
本发明的第9方式涉及的电子装置,在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域。
本发明的第10方式涉及的电子装置,在上述电子装置中,所述第1区域是构成回路的配线部。
本发明的第11方式涉及的电子装置,在上述的电子装置中,所述第2区域的电阻值为第1区域的电阻值的104倍以上。
本发明的第12方式涉及的透明导电回路基板,在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,所述第1区域是构成回路的配线部。
本发明的第13方式涉及的电子装置的制造方法是,制造在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜,所述透明导电膜具有第1区域以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域的电子装置的方法;包括在基材上形成含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜的成膜工序,以及对所述透明导电膜的一部分进行紫外线照射,将照射部分作为所述第2区域、将非照射部分作为所述第1区域的紫外线照射工序。
本发明的第14方式涉及的电子装置的制造方法是,在上述电子装置的制造方法中,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
根据本发明的第1及第2方式,紫外线照射工序中照射透明导电膜的紫外线,包括导电性高分子的吸收图谱中吸光度为背景吸收2倍以上所示的波长,所以能够有效地降低照射部的导电性。
因此,通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域及第2区域。从而可以提高生产效率,降低生产成本。
并且,由于通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域及第2区域,可以防止非照射部第1区域的导电性因紫外线而降低。
因此,能够形成导电性良好的第1区域。
通过紫外线照射形成第1区域及第2区域,所以与通过印刷形成配线部的现有技术相比,不会发生由于渗洇等导致配线部的不良形成的情况,能够形成正确形状的第1区域。
因此,能够使第1区域(配线部)的导电性良好。
进而,因为能够正确地形成第1区域的形状,所以能够不降低第1区域的导电性而形成薄的透明导电膜。
因此,能够提高透明导电膜的光透过性。
根据本发明的第3~第8方式,因为透明导电膜含有自由基聚合引发剂,导电性高分子对紫外线的反应性高,能够促进导电性降低的反应。
因此,通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域及第2区域。从而可以提高生产效率,减少生产成本。
并且,由于通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域及第2区域,可以防止非照射部第1区域因紫外线而劣化。
因此,能够使第1区域(配线部)的导电性良好。
通过自由基聚合引发剂能够提高导电性高分子对紫外线的反应性,所以即使在透明导电膜的深部,也能够促进导电性降低的反应。
因此,即使在形成厚透明导电膜的情况下,也能够形成正确形状(例如截面矩形)的第1区域。
进而,与通过印刷形成配线部的现有制品相比,不会发生由于渗洇等导致配线部的不良形成的情况,能够正确地形成第1区域的形状。
因此能够不降低第1区域的导电性而形成薄的透明导电膜。
因而能够提高透明导电膜的光透过性。
根据本发明的第9~第14方式,透明导电膜设有第1区域(低电阻值区域)与第2区域(高电阻值区域),所以与通过印刷形成配线部的现有制品相比,不会发生由于渗洇等导致配线部的不良形成的情况,能够形成正确形状的第1区域。因而能够使成为配线部的第1区域的导电性良好。
第1区域与第2区域都在透明导电膜内形成,所以构造简略。因此容易制造,可实现低成本化。
进而因为能够正确地形成第1区域的形状,所以能够不降低第1区域的导电性而形成薄的透明导电膜。
因此,能够提高透明导电膜的光透过性。
附图说明
【图1】是表示根据本发明的第1方式的电子装置的制造方法得到的透明导电回路基板的概略构成图。
【图2A】是说明如图1所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图2B】是说明如图1所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图2C】是说明如图1所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图3】是表示透明导电膜的紫外线吸收图谱的图。
【图4 】是表示能够在本发明的第2实施方式的电子装置上使用的透明导电回路基板的概略构成图。
【图5A】是说明如图4所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图5B 】是说明如图4所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图5C】是说明如图4所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图6】是表示能够在本发明的第3实施方式的电子装置所使用的透明导电回路基板的概略构成图。
【图7A】是说明如图6所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图7B】是说明如图6所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图7C】是说明如图6所示的透明导电回路基板的制造方法的工序图。
【图8】是表示紫外线照射引起透明导电膜的电阻值变化的图。
11...基材、12...透明导电膜、13...掩模、14...紫外线、110...导电基板、111...透明导电回路基板、120...配线部、121...第1区域、122...第2区域、131...非透过部、132...透过部、21...基材、22...透明导电膜、23...掩模、24...紫外线、210...导电基板、211...透明导电回路基板、220...配线部、221...第1区域、222...第2区域、231...非透过部、232...透过部、31...基材、32...透明导电膜、33...掩模、34...紫外线、310...导电基板、311...透明导电回路基板、320...配线部、321...第1区域、322...第2区域、331...非透过部、332...透过部
具体实施方式
第1实施方式
图1是表示根据本发明的第1实施方式的制造方法得到的透明导电回路基板的一例的一部分截面图。
透明导电回路基板111在基材11上设有含有导电性高分子的透明导电膜12。
基材11由透明材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,形成板状或膜状。
透明导电膜12由含有具有通过紫外线照射使电阻值上升性质的导电性高分子的材料形成。
透明导电膜12,具有第1区域121,以及与第1区域121相邻形成的第2区域122。
第1区域121是电阻值较低的低电阻区域。第1区域121的电阻值(表面电阻)可以例如在103Ω/□以下。
第1区域121成为构成透明导电回路的配线部120。
第1区域121的形状没有特别限定,但能够呈一定宽度的线状。
第2区域122是电阻值比第1区域121高的高电阻区域。
第2区域122的电阻值(表面电阻)优选为第1区域121的电阻值的104倍以上(优选105倍以上)。具体地,可以在108Ω/□以上。
通过使第2区域122的电阻值为第1区域121电阻值的104倍以上,能够提高相邻配线部120之间的绝缘性,并且使配线部120的导电性良好。
导电性高分子优选聚噻吩类导电性高分子。
作为聚噻吩类导电性高分子,例如,能够利用在具有式(1)所示的聚噻吩类高分子形成的主链的未经掺合的高分子中,掺合碘等卤素、或者其他的氧化剂,从而使所述高分子部分氧化,形成阳离子结构的物质。
在式(1)中,R1、R2基可以各自相互独立选择。该选择项可举出:氢原子;氟、氯、溴、碘等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基、丁基(正丁基)、戊基(正戊基)、己基、辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基等直链烷基;异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基等具有支链的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等直链或有支链的烷氧基;乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、油烯基等烯基,乙炔基、丙炔基、丁炔基等炔基;甲氧甲基、2-甲氧乙基、2-乙氧乙基、3-乙氧丙基等烷氧烷基;C2H5O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)、CH3O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)等聚醚基;氟甲基等、所述取代基的氟等卤素取代衍生物等。
导电性高分子优选主链上具有π-共轭键的物质。
聚噻吩类导电性高分子优选3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。特别优选在聚苯乙烯磺酸(PSS)中掺合PEDOT而成的PEDOT-PSS。
由PEDOT-PSS形成的导电膜能够例如按以下方法制作。
3,4-乙撑二氧噻吩单体中加入三(对甲苯磺酸)Fe(III)溶液、咪唑的1-丁醇溶液,涂抹于基材上,加热干燥后,在甲醇中淋洗,除去二(对甲苯磺酸)Fe(II)。
可以使用的聚噻吩类导电性高分子的市场销售品,可举出Starck-VTECH Ltd.制BaytronP、长濑产业株式会社制Denatron#5002LA、Agfa-Gevaert公司制OrgaconS300。
接着说明制造本发明的第1实施方式的透明导电回路基板111的方法。
如图2A所示,在基材11上对其整个面涂抹含有导电性高分子的原料液,从而形成基本上具有一定厚度的透明导电膜123,得到导电基板110(成膜工序)。
原料液的涂抹能够通过浸涂、旋涂、棒式涂布等进行。透明导电膜123也可以通过涂抹以外的方法形成。
图3表示能够在透明导电膜123中使用的导电性高分子的紫外线吸收图谱。如图所示,该导电性分子的吸光度在波长约240nm时为最大(极大),在500nm以上的范围内基本上为定值(背景吸收)。
如图2B所示,用紫外线14照射透明导电膜123。
这时,在透明导电膜123上设有具有非透过部131与透过部132的掩模13,经由掩模13用紫外线14照射(紫外线照射工序)。
紫外线14使用含有在所述吸收图谱中吸光度相对于背景吸收为2倍以上(优选2.5倍以上)吸收所示的波长的光线。
在图3的示例中,背景的吸光度是0.18,所以相当于背景吸收2倍的吸光度是0.36。相当于吸光度0.36以上的吸收所示的波长下限值λ1是225nm,上限值λ2是300nm。
即,紫外线14使用包含波长225~300nm的光线。而且,吸光度相对于背景吸收为2.5倍以上的吸收所表示的波长是230~280nm。
紫外线14的强度优选为100mW以上,照射时间优选为30秒以上。
如图2C所示,紫外线14通过透过部132而照射的部分(照射部)导电性降低、成为高电阻区域第2区域122。
紫外线14被非透过部131遮蔽的部分(非照射部),没有引起导电性下降,成为低电阻区域第1区域121。
紫外线14的照射方向与透明导电膜123基本上垂直的情况下,区域121、122截面呈略矩形。
通过以上操作,能够得到图1所示的透明导电回路基板111。
以上制造方法,在紫外线照射工序中照射透明导电膜123的紫外线14包括所述吸光度相对于背景吸收为2倍以上的吸收所表示的波长,所以能够有效地降低照射部的导电性。
因此,通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域121及第2区域122。从而能够提高生产效率,降低制造成本。
因为通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域121及第2区域122,所以能够防止非照射部第1区域121的导电性因紫外线14的照射而降低。从而能够优化配线部120的导电性。
紫外线照射引起透明导电膜12上形成第1区域121及第2区域122,所以与通过印刷形成配线部的现有技术相比,不会发生由于洇渗等导致配线部的不良形成的情况,并能够形成正确形状的第1区域121。
从而能够优化配线部120的导电性。而且能够容易形成宽度狭窄的配线部120。
进而,因为第1区域121的形状能够正确形成,所以能够不降低第1区域121的导电性而形成薄的透明导电膜12。
因此,能够提高透明导电膜12的光透过性。
紫外线14照射的部分中,透明导电膜123的导电性降低的原因不明,但是可能符合以下推测。
即,可以认为因为所述导电性高分子中,分子内的键能在紫外线的能量范围内,所以由于紫外线的照射引起该键发生自由基裂解,结果导电性降低。
所述导电性高分子优选紫外线极大吸收波长在380nm以下,更优选在330nm以下。
使用极大吸收波长在该范围内的导电性高分子,则满足所述条件的紫外线的波长比较短,所以直进性高,经由掩模照射时不会发生扩散。因此,能够形成正确形状(例如截面矩形)的配线部120。
导电性高分子的紫外线极大吸收波长优选在220nm以上。
使用紫外线极大吸收波长在该范围内的导电性高分子,则紫外线容易到达透明导电膜的深部。
本发明中,优选在紫外线照射工序之前,对透明导电膜123进行干燥硬化的硬化工序。
在所述工序中,温度条件可以选择例如50~130℃。处理时间优选1~10分钟。
通过硬化透明导电膜123,能够在紫外线照射工序中将掩模13与透明导电膜12相接。
从而,能够与非透过部131及透过部132的形状正确对应地形成区域121、122。
透明导电回路基板111适用的电子装置,可举出在透明导电回路基板111上设有发光元件(图示略)的有机EL装置等的显示装置。
因为能够使透明导电回路基板111的透明导电膜12的厚度均一,所以能够使透明导电膜12的光透过性均一。
因此,将透明导电回路基板111用于有机EL装置等显示装置时,能够提高显示特性。
作为电子装置的其他例子,可举出触摸式面板,其在透明导电回路基板111上分隔空间而设有导电层(图示略),通过来自上方的挤压,能够使导电层接触配线部120。
(实施例1-1~1-3)
在长度15cm、宽度15cm、厚度188μm的PET膜(TORAY公司制:LumirrorS10)形成的基材11上,通过浸涂形成由含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电墨(长濑产业株式会社:Denatron#5002LA)形成的透明导电膜123,得到导电基板110。透明导电膜123在80℃下干燥2分钟,硬化。
导电性高分子使用显示出图3所示紫外线吸收图谱的物质。
对于透明导电膜123,经由具有宽度为10mm的非透过部131的掩模13用紫外线14照射,得到具有宽度为10mm的第1区域121(配线部120)以及第2区域122的透明导电回路基板111。
紫外线14,用截止滤波器遮蔽特定波长以下的光进行照射。紫外线14的照射强度为500mW/cm2。
紫外线14照射部分的表面电阻经时测定的结果如表1所示。
第1区域121中的表面电阻都为800Ω/□。
(比较例1-1)
除了使用遮蔽波长不同的截止滤波器以外,与实施例1-1一样制作透明导电回路基板111。
紫外线14照射的部分的表面电阻经时测定的结果如表1所示。
第1区域121中的表面电阻为800Ω/□。
[表1]
实施例1-1 | 实施例1-2 | 实施例1-3 | 比较例1-1 | ||
由截止滤波器遮蔽的光的波长 | 220nm以下 | 260nm以下 | 290nm以下 | 330nm以下 | |
表面电阻(Ω/□) | 照射开始时 | 800 | 800 | 800 | 800 |
10分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 7.0×105 | 1.0×105 | |
15分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 5.0×106 | 1.0×106 | |
20分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ |
(″1.0×108↑Ω/□″是指测定界限值超过1.0×108Ω/□)
根据表1,使用波长超过220nm的紫外线的实施例1-1、使用波长超过260nm的紫外线的实施例1-2、及使用波长超过290nm的紫外线的实施例1-3中发现紫外线照射部分中电阻值在短时间内上升。
对此,使用波长超过330nm的紫外线的比较例1-1中,电阻值的上升需要比较长的时间。
由结果可知,通过吸光度是背景吸收2倍以上的吸收所示的波长(225~300nm)的紫外线的照射,能够在短时间内形成第1区域121及第2区域122。
第2实施方式
图4是本发明的第2实施方式的透明导电回路基板的一例所示的一部分截面图。
透明导电回路基板211在基材21上设有含有导电性高分子的透明导电膜22。
基材21由透明材料,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成板状或膜状。
透明导电膜22包括第1区域221,以及与第1区域221相邻而形成的第2区域222。
透明导电膜22由含有具有通过紫外线照射使电阻值上升性质的导电性高分子的材料形成。
第1区域221是电阻值较低的低电阻区域。第1区域221的电阻值(表面电阻)可以例如在103Ω/□以下。
第1区域221成为构成透明导电回路的配线部220。
第1区域221的形状没有特别限定,但能够呈一定宽度的线状。
第2区域222是电阻值比第1区域221高的高电阻区域。
第2区域222的电阻值(表面电阻)优选为第1区域221的电阻值的104倍以上(优选105倍以上)。具体地,可以在108Ω/□以上。
第2区域222的电阻值为第1区域221电阻值的104倍以上,则能够提高相邻配线部220之间的绝缘性,并且优化配线部220的导电性。
导电性高分子优选聚噻吩类导电性分子。
作为聚噻吩类导电性高分子,例如,能够利用在具有式(1)所示的聚噻吩类高分子形成的主链的未经掺合的高分子上,掺合碘等卤素、或者其他的氧化剂,从而使所述高分子部分氧化,形成阳离子结构的物质。
在式(1)中,R1、R2基可以相互独立选择。该选择项可举出,氢原子;氟、氯、溴、碘等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基、丁基(正丁基)、戊基(正戊基)、己基、辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基等直链烷基;异丙基、异丁基、sec-丁基、tert-丁基、异戊基、新戊基等具有支链的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基等直链或有支链的烷氧基;乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、油烯基等烯基,乙炔基、丙炔基、丁炔基等炔基;甲氧甲基、2-甲氧乙基、2-乙氧乙基、3-乙氧丙基等烷氧烷基;C2H5O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)、CH3O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)等聚醚基;氟甲基等、前述取代基的氟等卤素取代衍生物等。
导电性高分子优选主链上具有π-共轭键的物质。
聚噻吩类导电性高分子优选3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。特别优选用聚苯乙烯磺酸(PSS)掺合PEDOT而成的PEDOT-PSS。
由PEDOT-PSS形成的导电膜能够例如按以下方法制作。
3,4-乙撑二氧噻吩单体中加入三(对甲苯磺酸)Fe(III)溶液、咪唑的1-丁醇溶液,涂抹于基材上,加热干燥后,用甲醇冲洗,除去二(对甲苯磺酸)Fe(II)。
可以使用的聚噻吩类导电性高分子的市场销售品,可举出Starck-VTECH Ltd.制BaytronP、长濑产业株式会社制Denatron#5002LA、Agfa-Gevaert公司制OrgaconS300。
透明导电膜22中添加自由基聚合引发剂。
自由基聚合引发剂一般用于引发自由基聚合反应,具有利用光等的能量生成自由基,引发自由基聚合的功能。
自由基聚合引发剂可举出偶氮化合物、有机过氧化物、无机过氧化物。
偶氮化合物有偶氮酰胺类化合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、重氮氨基苯等。
有机过氧化物有过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二碳酸二异丙酯。
无机过氧化物有过硫酸盐、高氯酸盐。
其中特别优选水溶性高的偶氮酰胺类化合物。
自由基聚合引发剂的添加量优选0.1质量%以上。添加量在所述范围内能够提高由于紫外线导致透明导电膜2的导电性低下的反应速度。所述添加量更优选0.5质量%以上,进一步优选1质量%以上。
自由基聚合引发剂的添加量过多则可能难以引发所述导电性低下的反应,优选10质量%以下。
接着说明制造本发明的第2实施方式的透明导电回路基板211的方法。
如图5A所示,基材21上整面涂抹含有导电性高分子的原料液等,从而形成基本上具有一定厚度的透明导电膜223,得到导电基板210(成膜工序)。
原料液的涂抹能够通过浸涂、旋涂、棒式涂布等进行。透明导电膜223也可以通过涂抹以外的方法形成。
如图5B所示,用紫外线24照射透明导电膜223。
这时,在透明导电膜223上设置具有非透过部231与透过部232的掩模23,经由掩模23用紫外线24照射(紫外线照射工序)。
紫外线24的波长,例如是230~280nm。
紫外线24的强度优选在100mW以上,照射时间优选例如30秒以上。
如图5C所示,紫外线24通过透过部232而照射的部分(照射部)导电性降低,成为高电阻区域第2区域222。
因为透明导电膜22含有自由基聚合引发剂,导电性高分子对于紫外线的反应性高,能够促进导电性降低的反应。
因此,通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域221及第2区域222。从而能够提高生产效率,降低制造成本。
并且,通过短时间的紫外线照射能够形成第1区域221及第2区域222,所以能够防止非照射部第1区域221因紫外线而劣化。
从而,能够优化第1区域221(配线部220)的导电性。
紫外线24被非透过部231遮蔽的部分(非照射部),没有引起导电性下降,成为低电阻区域的第1区域221。
紫外线24的照射方向与透明导电膜23基本上垂直的情况下,区域221、222截面呈略矩形。
通过上述操作,能够得到图4所示的透明导电回路基板211。
所述透明导电回路基板211中,自由基聚合引发剂能够提高导电性高分子对紫外线的反应性,所以即使在透明导电膜22的深部,也能够促进导电性降低的反应。
因此,即使在形成厚的透明导电膜22情况下,能够形成正确形状(例如截面矩形)的第1区域221。
进而与通过印刷形成配线部的现有技术相比,不会发生由于洇渗等导致配线部的不良形成的情况,能够正确形成第1区域221的形状。
因此,能够不降低第1区域221的导电性而形成薄的透明导电膜22。
从而,能够提高透明导电膜22的光透过性。
所述制造方法中,紫外线24照射透明导电膜223的一部分,将照射部分作为第2区域222,将非照射部分作为第1区域221,所以能够通过简单的操作而形成第1区域221及第2区域222。
在所述成膜工序及紫外线照射工序中,采用干法工艺,所以能够提高成品率。并且能够减少废液的排放量,从环境保护的角度也是优选。
紫外线24照射的部分中,透明导电膜223的导电性降低的原因不明,但是可能符合以下推测。
即,可以认为因为所述导电性高分子中,分子内的键能在紫外线的能量范围内,所以紫外线的照射引起该键发生自由基裂解,结果导电性降低。
自由基聚合引发剂的使用能够促进导电性降低的反应的原因,可能符合以下推测。
即,可以认为通过紫外线照射由自由基聚合引发剂生成的自由基能够提高导电性高分子的导电性降低反应的速度。
本发明中,透明导电膜的数量优选多个。即,基材上设有2个以上的透明导电膜的透明导电回路基板也包括在本发明的范围内。
本发明中,自由基聚合引发剂的使用能够提高导电性高分子对紫外线的反应性,所以设置多个透明导电膜时,即使下层的透明导电膜也能形成正确形状的第1区域。
本发明中,优选在紫外线照射工序之前,进行对透明导电膜223干燥硬化的硬化工序。
在所述工序中,温度条件可以选择例如50~130℃。处理时间优选1~10分钟。
通过硬化透明导电膜223,能够在紫外线照射工序中将掩模23与透明导电膜22相接。
从而,能够与非透过部231及透过部232的形状正确对应地形成区域221、222。
透明导电回路基板211适用的电子装置,可举出在透明导电回路基板211上设有发光元件(图示略)的有机EL装置等的显示装置。
因为能够使透明导电回路基板211的透明导电膜22的厚度均一,所以能够使透明导电膜22的光透过性均一。
因此,将透明导电回路基板211用于有机EL装置等显示装置时,能够提高显示特性。
作为电子装置的其他例子,可举出触摸式面板,其在透明导电回路基板211上分隔空间而设置导电层(图示略),通过来自上方的挤压能够使导电层接触配线部220。
(试验例2-1~2-8)
含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电墨(长濑产业株式会社:Denatron#5002LA)中,加入自由基聚合引发剂(和光纯药工业株式会社制:V-086)配制成原料液。
在长度15cm、宽度15cm、厚度188μm的PET膜(TORAY公司制:LumirrorS10)形成基材1上,通过浸涂上述原料液而形成透明导电膜223,得到导电基板210。透明导电膜223在80℃下干燥2分钟,硬化。
对于透明导电膜223,经由具有宽度为10mm的非透过部231的铬掩模23用紫外线24照射,得到具有宽度为10mm的第1区域221(配线部220)以及第2区域222的透明导电回路基板211。紫外线24的照射强度为500mW/cm2。
紫外线24照射的部分的表面电阻经时测定的结果如表3及表4所示。
紫外线未照射的部分的表面电阻与照射开始时表面电阻值相同。
[表2]
试验例2-1 | 试验例2-2 | 试验例2-3 | 试验例2-4 | ||
透明导电膜的厚度(μm) | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | |
聚合引发剂添加量(质量%) | 1 | 0 | 0.1 | 0.5 | |
表面电阻(Ω/□) | 照射开始时 | 1200 | 700 | 760 | 900 |
5分钟后 | 3.0×106 | 1.0×103 | 7.0×103 | 2.0×105 | |
10分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×105 | 2.0×105 | 5.0×106 | |
15分钟后 | 1.0×108↑ | 3.0×106 | 8.0×106 | 8.0×106 |
(″1.0×108↑Ω/□″是指测定界限值超过1.0×108Ω/□)
[表3]
试验例2-5 | 试验例2-6 | 试验例2-7 | 试验例2-8 | ||
透明导电膜的厚度(μm) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
聚合引发剂添加量(质量%) | 1 | 0 | 0.1 | 0.5 | |
表面电阻(Ω/□) | 照射开始时 | 2800 | 2000 | 2100 | 2500 |
5分钟后 | 1.0×107 | 3.0×104 | 7.0×104 | 1.0×106 | |
10分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×106 | 8.0×106 | 1.0×108↑ | |
15分钟后 | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ | 1.0×108↑ |
(″1.0×108↑Ω/□″是指测定界限值超过1.0×108Ω/□)
根据表2及表3,通过添加自由基聚合引发剂,能够在短时间内提高电阻值。
根据表2,添加自由基聚合引发剂,即使在厚的透明导电膜的情况下,也能得到高的电阻值。
由结果可知,通过使用自由基聚合引发剂,能够在短时间内形成电阻值的比率高的第1区域221及第2区域222。
第3实施方式
图6是本发明的第3实施方式的透明导电回路基板的一例所示的一部分截面图。
透明导电回路基板311在基材31上设有含有导电性高分子的透明导电膜32。
基材31由透明材料,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成板状或膜状。
透明导电膜32由含有具有通过紫外线照射使电阻值上升性质的导电性高分子的材料形成。
透明导电膜32具有第1区域321以及与第1区域321相邻而形成的第2区域322。
第1区域321是电阻值较低的低电阻区域。第1区域321的电阻值(表面电阻)例如可以在103Ω/□以下。
第1区域321成为构成透明导电回路的配线部320。
第1区域321的形状没有特别限定,但能够呈一定宽度的线状。
第2区域322是电阻值比第1区域321高的高电阻区域。
第2区域322的电阻值(表面电阻)优选为第1区域321的电阻值的104倍以上(优选105倍以上)。具体地说,可以在108Ω/□以上。
第2区域322的电阻值为第1区域321电阻值的104倍以上,能够提高相邻配线部320之间的绝缘性,并且优化配线部320的导电性。
作为聚噻吩类导电性高分子,例如,能够利用在具有式(1)所示的聚噻吩类高分子形成的主链的未经掺合的高分子中,掺合碘等卤素、或者其他的氧化剂,从而使所述高分子部分氧化,形成阳离子结构的物质。
在式(1)中,R1、R2基可以相互独立选择。该选择项可举出,氢原子;氟、氯、溴、碘等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基、丁基(正丁基)、戊基(正戊基)、己基、辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基等直链烷基;异丙基、异丁基、sec-丁基、tert-丁基、异戊基、新戊基等具有支链的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基等直链或有支链的烷氧基;乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、油烯基等烯基,乙炔基、丙炔基、丁炔基等炔基;甲氧甲基、2-甲氧乙基、2-乙氧乙基、3-乙氧丙基等烷氧烷基;C2H5O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)、CH3O(CH2CH2O)mCH2CH2基(m为1以上的整数)等聚醚基;氟甲基等、所述取代基的氟等的卤素取代衍生物等。
导电性高分子优选主链上具有π-共轭键的物质。
聚噻吩类导电性高分子优选3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。特别优选在聚苯乙烯磺酸(PSS)中掺合PEDOT而成的PEDOT-PSS。
由PEDOT-PSS形成的导电膜能够例如按以下方法制作。
3,4-乙撑二氧噻吩单体中加入三(对甲苯磺酸)Fe(III)溶液、咪唑的1-丁醇溶液,将这个涂抹于基材上,加热干燥后,用甲醇冲洗,除去二(对甲苯磺酸)Fe(II)。
可以使用的聚噻吩类导电性高分子的市场销售品,可举出Starck-VTECH Ltd.制BaytronP、长濑产业株式会社制Denatron#5002LA、Agfa-Gevaert公司制OrgaconS300。
接着说明制造本发明的第3实施方式的透明导电回路基板311的方法。
如图7A所示,基材31上整面涂抹含有导电性高分子的原料液,形成大致具有一定厚度的透明导电膜323,得到导电基板310(成膜工序)。
原料液的涂抹能够通过浸涂、旋涂、棒式涂布等进行。透明导电膜323也可以通过涂抹以外的方法形成。
如图7B所示,用紫外线34照射透明导电膜323。
这时,在透明导电膜323上设置具有非透过部331与透过部332的掩模33,经由掩模33用紫外线34照射(紫外线照射工序)。
紫外线34的波长,例如是230~280nm。
紫外线的强度优选在100mW以上,照射时间优选1分钟以上。
如图7C所示,紫外线34通过透过部332而照射的部分(照射部),导电性降低,成为高电阻区域第2区域322。
紫外线34被非透过部331遮蔽的部分(非照射部),没有引起导电性下降,成为低电阻区域第1区域321。
图8是照射部与非照射部的表面电阻值的经时变化的一例的示图。如该图所示,非照射部中电阻变化小,而照射部中紫外线34的照射引起电阻值逐渐上升。
紫外线34的照射方向与透明导电膜323基本垂直的情况下,区域321、322截面呈略矩形。
通过上述操作,能够得到图6所示的透明导电回路基板311。
所述透明导电回路基板311,透明导电膜32设有成为配线部320的第1区域321(低电阻区域)及第2区域322(高电阻区域)。
因此,与通过印刷形成配线部的现有技术相比,不会发生由于洇渗等导致配线部的不良形成的情况,能够形成正确形状的第1区域321。
从而,能够优化配线部320的导电性。并且能够容易形成宽度狭窄的配线部320。
透明导电回路基板311,第1区域321与第2区域322都能够在透明导电膜32内形成,所以构造简略。因此容易制造,可能实现低成本化。
进而,因为能够正确形成第1区域321的形状,所以能够不降低第1区域321的导电性而形成薄的透明导电膜32。
从而,能够提高透明导电膜32的光透过性。
透明导电回路基板311中,第1区域321与第2区域322都在透明导电膜32内形成,所以其表面平坦。因此,与通过印刷形成配线部的现有制品相比,配线部320容易形成多层化。
所述制造方法中,紫外线34照射透明导电膜323的一部分,照射部分作为第2区域322,非照射部分作为第1区域321,所以能够通过简单操作形成第1区域321以及第2区域322。
所述成膜工序及紫外线照射工序中,采用干法工艺,所以能够提高成品率。并且能够减少废液的排放量,从环境保护的角度也是优选。
紫外线34照射的部分中,透明导电膜323的导电性降低的原因不明,但是可能符合以下推测。
即,可以认为因为所述导电性高分子中,分子内的键能在紫外线的能量范围内,所以紫外线的照射引起该键发生自由基裂解,结果导电性降低。
本发明中,优选在紫外线照射工序之前,进行对透明导电膜323干燥硬化的硬化工序。
在所述工序中,温度条件可以选择例如50~130℃。处理时间优选1~10分钟。
通过硬化透明导电膜323,能够在紫外线照射工序中将掩模33与透明导电膜32相接。
从而,能够与非透过部331及透过部332的形状正确对应地形成区域321、322。
透明导电回路基板311适用的电子装置,可举出在透明导电回路基板311上设有发光元件(图示略)的有机EL装置等的显示装置。
因为能够使透明导电回路基板311的透明导电膜32的厚度均一,所以能够使透明导电膜32的光透过性均一。
因此,将透明导电回路基板311用于有机EL装置等显示装置时,能够提高显示特性。
作为电子装置的其他例子,可举出触摸式面板,其在透明导电回路基板311上分隔空间而设有导电层(图示略),通过来自上方的挤压,能够使导电层接触配线部320。
(实施例3-1)
在长度15cm、宽度15cm、厚度188μm的PET膜(TORAY公司制:LumirrorS10)形成基材31上,通过浸涂形成由含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电墨(长濑产业株式会社:Denatron#5002LA)透明导电膜323,得到导电基板310。透明导电膜323在80℃下干燥2分钟,硬化。
透明导电膜323上,经由具有宽度为10mm的非透过部331的铬掩模33用紫外线34照射,得到具有宽度为10mm的第1区域321(配线部320)以及第2区域322的透明导电回路基板311。紫外线34的照射强度为500mW/cm2,照射时间为15分钟。
对所述透明导电回路基板311的外观、表面电阻、光透过率进行评价。评价结果如表1所示。
(比较例3-1)
使用含有聚噻吩类导电性高分子的糊剂,通过丝网印刷在基材上形成配线部,得到透明导电回路基板。其他条件以实施例3-1为准。
对所述透明导电回路基板的外观、表面电阻、光透过率进行评价。评价结果如表4所示。
[表4]
实施例3-1 | 比较例3-1 | |
基材 | PET膜 | PET膜 |
导电性物质 | 聚噻吩类导电性高分子 | 聚噻吩类导电性高分子 |
配线部形成法 | 紫外线照射 | 丝网印刷 |
配线部外观 | 连续 | 因气泡而不连续 |
表面电阻 | 800Ω/□ | 5×103Ω/□ |
光透过率 | 75% | 62% |
配线部的宽度 | 10mm | 10mm |
根据表4,在透明导电膜32上形成第1区域321以及第2区域322,第1区域321作为配线部320的实施例3-1中,与通过印刷法形成配线部的比较例3-1相比,发现不会发生配线部320形状不良的情况,得到良好的导电性。
并且,在实施例3-1中,即使光透过率方面也能够得到比比较例3-1更好的结果。
(实施例3-2)
与实施例3-1相同,制作导电基板310。
经由具有宽度为5mm的非透过部331与宽度为5mm的透过部332的铬掩模33用紫外线34照射,得到具有宽度为5mm的第1区域321(配线部320)以及宽度为5mm的第2区域322的透明导电回路基板311。紫外线34的照射强度为500mW/cm2,照射时间为15分钟。其他条件以实施例3-1为准。
对非照射部分第1区域321与照射部分第2区域322的外观、表面电阻、相邻配线部之间的绝缘性进行评价。评价结果如表2所示。
(比较例3-2~3-4)
除紫外线的照射时间为3分钟、5分钟、以及10分钟以外与实施例3-2一样制作透明导电回路基板。评价结果如表5所示。
[表5]
实施例3-2 | 比较例3-2 | 比较例3-3 | 比较例3-4 | |||||
基材 | PET膜 | PET膜 | PET膜 | PET膜 | ||||
导电性物质 | 聚噻吩类导电性高分子 | 聚噻吩类导电性高分子 | 聚噻吩类导电性高分子 | 聚噻吩类导电性高分子 | ||||
配线部形成法 | 紫外线照射 | 紫外线照射 | 紫外线照射 | 紫外线照射 | ||||
照射时间 | 15分钟 | 3分钟 | 5分钟 | 10分钟 | ||||
外观 | 照射部 | 非照射部 | 照射部 | 非照射部 | 照射部 | 非照射部 | 照射部 | 非照射部 |
表面电阻(Ω/□) | 1.0×108↑ | 800 | 1.0×104 | 800 | 1.0×106 | 800 | 1.0×107 | 800 |
宽度 | 5mm | 5mm | 5mm | 5mm | 5mm | 5mm | 5mm | 5mm |
配线部之间的绝缘性 | A | C | C | C |
(″1.0×108↑Ω/□″是指测定界限值超过1.0×108Ω/□,A=良好、C=不好)
根据表5,发现照射时间越长照射部的电阻值越高,15分钟照射能够得到使配线部之间具有充分绝缘性的透明导电回路基板。
本发明的电子装置的制造方法因为能够赋与透明导电膜优异的导电性,所以可以适用于有机EL装置、触摸式面板、集成电路等精密电子装置。
Claims (14)
1、电子装置的制造方法,其制造在基材上设有含有导电性高分子的透明导电膜的电子装置,所述透明导电膜具有第1区域及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,该方法的特征在于:
包括在所述基材上形成含有所述导电性高分子的所述透明导电膜的成膜工序,以及
对所述透明导电膜的一部分照射紫外线,将照射部分作为所述第2区域,将非照射部分作为第1区域的紫外线照射工序;
在所述紫外线照射工序中,所述紫外线包括导电性高分子的吸收图谱中吸光度为背景吸收2倍以上的吸收所示的波长。
2、如权利要求1所述的电子装置的制造方法,其特征在于,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
3、电子装置,其特征在于,在基材上设有含有导电性高分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜;
所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域。
4、如权利要求3所述的电子装置,其特征在于,所述第1区域是构成回路的配线部。
5、如权利要求3所述的电子装置,其特征在于,所述第2区域的电阻值为第1区域的电阻值的104倍以上。
6、透明导电回路基板,其特征在于,在基材上设有含有导电性高分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜;
所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,所述第1区域是构成回路的配线部。
7、电子装置的制造方法,其制造在基材上设有含有导电性高分子及自由基聚合引发剂的透明导电膜的电子装置,所述透明导电膜具有第1区域及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,该方法的特征在于:
包括在所述基材上形成含有所述导电性高分子的所述透明导电膜的成膜工序,以及
对所述透明导电膜的一部分照射紫外线,将照射部分作为所述第2区域,将非照射部分作为第1区域的紫外线照射工序。
8、如权利要求7所述的电子装置的制造方法,其特征在于,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
9、电子装置,其特征在于,在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜;
所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域。
10、如权利要求9所述的电子装置,其特征在于,所述第1区域是构成回路的配线部。
11、如权利要求9所述的电子装置,其特征在于,所述第2区域的电阻值为第1区域的电阻值的104倍以上。
12、透明导电回路基板,其特征在于,在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜;
所述透明导电膜具有第1区域,以及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,所述第1区域是构成回路的配线部。
13、电子装置的制造方法,其制造在基材上设有含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜的电子装置,所述透明导电膜具有第1区域及与所述第1区域相邻且电阻值比第1区域高的第2区域,该方法的特征在于:
包括在基材上形成含有聚噻吩类导电性高分子的透明导电膜的成膜工序,以及
对所述透明导电膜的一部分照射紫外线,将照射部分作为所述第2区域,将非照射部分作为第1区域的紫外线照射工序。
14、如权利要求13所述的电子装置的制造方法,其特征在于,在所述紫外线照射工序之前,设有干燥硬化所述透明导电膜的硬化工序。
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