JP2015514265A - 導電性パターン形成用基材およびこれを用いて形成された導電性パターン - Google Patents

Abstract

本発明は、粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材、前記粘着基材を用いた導電性パターンの製造方法、前記粘着基材を用いて製造された導電性パターン、前記導電性パターンを含む電子素子に関するものである。

Description

本出願は、２０１２年４月２０日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００４１２１２号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。

本発明は、導電性パターン形成用基材、前記基材を用いた導電性パターンの製造方法、前記基材を用いて製造された導電性パターン、前記導電性パターンを含む電子素子に関するものである。

タッチスクリーン、ディスプレイ、半導体などの電子素子には、電極のような導電性部品が用いられている。前記のような電子素子の高性能化が進むほど、前記導電性部品にはより微細な導電性パターンが要求されている。

しかし、高価な電子素子用基板に直接導電性パターンを形成する場合、導電性パターンの形成途中に誤りが発生したり、導電性パターンが形成された基板を電子素子の他の部品と付着させるために粘着剤とラミネーションする時に誤りが発生する場合、高価な電子素子用基板まで廃棄しなければならないため、費用が上昇する問題がある。

本発明は、導電性パターン形成用基材、前記基材を用いた導電性パターンの製造方法、前記基材を用いて製造された導電性パターン、前記導電性パターンを含む電子素子を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様は、粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を提供する。

本発明において、前記粘着基材は、粘着フィルムであり得る。前記粘着基材の構成は、電子素子のような最終製品で粘着基材が含まれるか否かによって選択されるとよい。最終製品に粘着基材が含まれない場合、前記粘着基材は、剥離力を有することが好ましい。具体的には、剥離力は、粘着基材の試験片を２．５Ｘ１２ｃｍ^２の大きさに製作し、物性測定器（ｔｅｘｔｕｒｅ ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて１８０゜剥離試験方法（ｐｅｅｌ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ）で評価する時、３，０００Ｎ以下、より好ましくは１５００Ｎであることが好ましい。最終製品に粘着基材が含まれる場合には、粘着力は高いほど良い。

本発明において、前記導電性パターンの前駆物質（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）パターンとは、焼成によって導電性を呈するようになる、導電性パターンの焼成前物質からなるパターンを意味する。ここで、前記導電性パターンの前駆物質パターンは、低温、例えば、１５０℃以下の温度で焼成する時、導電性を呈することができる材料を含むことが好ましい。これによって、粘着基材が耐熱性の弱い素材からなる場合にも、導電性パターンの形成に有利である。ここで、導電性は、比抵抗１００μΩ・ｃｍ以下を有することを意味し、比抵抗３０μΩ・ｃｍ以下、比抵抗２０μΩ・ｃｍ以下、または比抵抗１０μΩ・ｃｍ以下であることがより好ましい。

本発明のもう１つの実施態様は、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップを含む導電性パターン形成用粘着基材の製造方法を提供する。前記導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップは特に限定されないが、反転オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、インクジェット印刷法などが使用できる。

本発明のもう１つの実施態様は、粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を提供する。

本発明のもう１つの実施態様は、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップと、前記導電性パターンの前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含む導電性パターン形成用粘着基材の製造方法を提供する。

本発明のもう１つの実施態様は、
粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材の前記前駆物質パターンが具備された面を追加の基材上にラミネーションさせるステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材と前記追加の基材をラミネーションする前またはラミネーションした後に、前記前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含む導電性パターンの製造方法を提供する。

前記導電性パターンの製造方法において、前記追加の基材は、前記導電性パターンが最終的に適用される用途、例えば、電子素子の部品である基材であり得る。

前記導電性パターンの製造方法において、前記粘着基材が焼成過程で導電性パターンの表面に移動する粘着成分を含む場合、導電性の低下が発生する恐れがあるため、ラミネーション後に焼成することが好ましい。

本発明のもう１つの実施態様は、
粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材の前記導電性パターンが具備された面を追加の基材上にラミネーションさせるステップとを含む導電性パターンの製造方法を提供する。ここで、追加の基材は、前述した実施態様で言及した例示が適用可能である。

前記導電性パターン形成用粘着基材が前記追加の基材とラミネーションされた後に、前記粘着基材は除去されてもよいが、それ自体が前記導電性パターンと共に最終用途で１つの部品として使用できる。

本発明は、前述した導電性パターンの製造方法で形成された導電性パターンを提供する。

また、本発明は、前述した導電性パターンを含む電子素子を提供する。

本発明にかかる導電性パターン形成用粘着基材を使用する場合、導電性パターンの形成途中に誤りが発生する場合でも、前記粘着基材が電子素子などの最終用途で使用されるガラスやプラスチック基板のような部品より安価であるため、費用を節減することができる。

追加的に、前記粘着基材は、最終用途の部品として他の部品との付着に使用されることによって、従来のように、導電性パターンが形成された部品を電子素子の他の部品と付着させるために粘着剤とラミネーションする時、誤りが発生して、高価な部品を捨てるようなことを防止することができる。

また、最終用途で導電性パターンの直接形成が困難な基材を使用する場合、例えば、基材の極性や表面エネルギーが導電性パターン形成用組成物と合わない場合、基材が平らでなく曲面の場合、基材表面の粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）などの表面特性によって基材の表面に直接導電性パターンを形成しにくい場合でも、本発明により容易に導電性パターンを形成することができる。

追加的に、本発明において、前記導電性パターンを形成するための材料として高分子バインダーを含まないか高分子バインダーを最小限の量で含む組成物を使用する場合、印刷法、特にロールプリンティング印刷方法、特に反転オフセット印刷方法に適しており、優れた導電性を有する導電性パターンおよび微細な導電性パターンを実現することができ、基材との密着性に優れ、低温焼成によって導電性の実現が可能である。

本発明の一実施態様にかかる導電性パターン形成用粘着基材を例示したものである。 反転オフセット印刷方法の工程模式図を例示したものである。 実施例１で得られた導電性パターンの写真を示したものである。 従来技術にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。 本発明の実施態様にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。

以下、本発明についてより詳細に説明する。

本発明の一実施態様は、粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を提供する。図１に、本発明にかかる導電性パターン形成用粘着基材の一例を示した。図１による導電性パターン形成用粘着基材は、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンが具備された構造を有する。図１に示された前記導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンのパターン形態は例示したに過ぎず、本発明の範囲がこれによって限定されない。前記パターンの形態は、最終用途で要求される形態を有するように設計できる。

本発明において、前記粘着基材は、粘着フィルムであり得る。

本発明において、前記粘着基材が前記導電性パターンの使用される最終用途で除去されずに存在する場合、前記粘着基材は、可視光領域で透明であることが好ましい。例えば、前記粘着フィルムが除去されずに前記導電性パターンと共に最終用途の部品として残存する場合、前記粘着フィルムは、透明であることが好ましい。本明細書において、透明とは、光透過率が６０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上であることを意味する。

前記粘着基材の、導電性パターン形成用パターンが具備された面の反対面には、離型フィルムが具備されることが好ましい。

前記導電性パターンの前駆物質パターンは、高分子バインダーを含まないか最小に含む組成物によって製造されることが好ましい。これによって、製造される導電性パターンも、高分子バインダーを含まないか最小に含むことが好ましい。焼成温度が低い時、高分子バインダーが残っていれば、導電性低下の原因となる。また、前記粘着基材の成分が高分子バインダーと共に絡まる（ｅｎｔａｎｇｌｅｄ）場合が多く、粘着基材を以後剥離しなければならない場合に問題となり得る。

前記導電性パターンの前駆物質パターンは、導電性粒子および溶媒を含む導電性パターン形成用組成物で形成できる。前記溶媒は、２５℃で蒸気圧が３トル以下の第１溶媒と、２５℃で蒸気圧が３トル超過の第２溶媒とを含むことが好ましい。

前記導電性パターン形成用組成物は、必要に応じて界面活性剤をさらに含むことができる。また、前記導電性パターン形成用組成物は、有機金属をさらに含むことができる。これによって、界面活性剤または有機金属は、前記導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターン内に含まれていてよい。つまり、前記導電性パターンの前駆物質パターンは、界面活性剤および有機金属のうちの少なくとも１つをさらに含むことができる。

前記導電性パターン形成用組成物は、高分子バインダーまたは離型剤を含まないか最小に含むことが好ましい。焼成後、導電性を所望の範囲内に実現することができ、目的とする程度に微細なパターンを実現することができれば、前記導電性粒子の大きさは特に限定されない。ただし、前記導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンが具備された粘着基材を追加の基材上にラミネーションした後に、前記粘着基材を除去する場合には、前記導電性粒子は、過度に小さくないことが好ましい。前記導電性粒子が過度に小さければ、前記追加の基材との付着も強いが、前記粘着基材との付着も強く、前記粘着基材を最終的に除去しようとする場合にもこれを除去することが難しい。一実施態様によれば、前記導電性粒子の粒径は、２マイクロメートル以下であり得る。もう１つの実施態様によれば、前記導電性粒子の粒径は、１マイクロメートル以下、５〜５００ｎｍ、または４０〜４００ｎｍであり得る。

一つの具体的な実施態様において、前記導電性パターン形成用組成物は、金属粒子、２５℃で蒸気圧が３トル以下の第１溶媒、２５℃で蒸気圧が３トル超過の第２溶媒、および金属カルボン酸塩を含むことができる。前記導電性パターン形成用組成物は、実質的に高分子バインダーまたは離型剤を含まなくてよい。

前記導電性パターン形成用組成物は、後述する理由から、印刷方法、特にロールプリンティング印刷方法、なかでも、特にゴム材質の印刷ブランケットを用いる反転オフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）に適している。

参照として、反転オフセット印刷法は、ｉ）導電性パターン形成用組成物をローラに塗布するステップと、ｉｉ）形成しようとする導電性パターンに対応するパターンが陰刻で形成されたクリシェを前記ローラに接触させ、前記導電性パターンに対応する導電性パターン形成用組成物のパターンを前記ローラ上に形成するステップと、ｉｉｉ）前記ローラ上の導電性パターン形成用組成物のパターンを基材上に転写するステップとを含む。この時、ローラの外周部は、弾性を有するゴム材質の印刷ブランケットで構成される。このような反転オフセット印刷方法を図２に例示した。

通常の導電性パターン形成用組成物は、ローラにコーティングした後、膜が割れたりピンホールが発生せずに均一な膜を形成できるように高分子バインダーを添加する。しかし、高分子バインダーを添加すると、２００℃以下の低温で焼成する時、比抵抗が過度に高くなるため、低温で焼成をしても優れた導電性を示すことが必要な分野には使用しくいことがある。

一方、高分子バインダーを含まなければ、印刷後、膜にクラックやピンホールが発生したり、パターンの転写不良または直進性不良などの問題が発生することもある。この時、前記導電性パターン形成用組成物に金属カルボン酸塩を添加すると、金属カルボン酸塩は、次のような役割を果たすことができる。第一、金属カルボン酸塩は、焼成過程で金属に還元され、導電性の向上に寄与することができる。第二、金属カルボン酸塩は、導電性パターン形成用組成物の高分子バインダーを代替することで、導電性パターン形成用組成物のコーティング性を向上させ、パターンの転写性および直進性を改善することができる。

前記導電性パターン形成用組成物中、前記金属粒子、前記金属カルボン酸塩、および必要な場合に添加される界面活性剤以外の成分は、重量平均分子量が８００未満であることが好ましい。また、前記導電性パターン形成用組成物中、前記金属粒子および前記金属カルボン酸塩以外の成分は、常温で液体であることが好ましい。

前記金属カルボン酸塩は、適切な有機溶媒に溶解できれば、特別にアルキル基の鎖長、枝（ｂｒａｎｃｈｅｄ）の有無、置換基の有無などに制限されない。

前記金属カルボン酸塩の使用量は、金属粒子の含有量１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましい。前記金属カルボン酸塩が金属粒子の含有量１００重量部に対して０．１重量部未満で含まれる場合、前記金属カルボン酸塩がパターンの直進性を改善したり、導電性向上への寄与が微々たるものである。また、前記金属カルボン酸塩の含有量が金属粒子の含有量１００重量部に対して２０重量部以下であることが、金属粒子と金属カルボン酸とを均一に混合するのに有利で、このため、印刷後、安定かつ均一な塗膜を形成することが容易である。

前記金属カルボン酸塩の金属は、金属粒子の金属の種類と同一または異なっていてよいが、同一であることが好ましい。また、導電性を考慮して、銀が最も好ましい。前記金属カルボン酸塩の炭素数は、２〜１０であることが好ましい。

前記導電性パターン形成用組成物はまた、２つ以上の溶媒を含むことが好ましい。第１溶媒としては、２５℃で蒸気圧が３ｔｏｒｒ以下の比較的低い揮発性を示す溶媒が使用できる。前記第１溶媒は、印刷および焼成前まで導電性パターン形成用組成物の分散媒として作用することができる。第２溶媒として、２５℃で蒸気圧が３ｔｏｒｒを超える高い揮発性を示す溶媒が使用できる。前記第２溶媒は、導電性パターン形成用組成物が基材またはローラ上に塗布されるまでは、第１溶媒と共に導電性パターン形成用組成物の低い粘度およびローラに対する優れた塗布性を維持することができる。また、前記第２溶媒は、基材またはローラ上に塗布された後、揮発によって除去されて、導電性パターン形成用組成物の粘度を高め、基材またはローラ上でのパターンの形成および維持を円滑にすることができる成分である。

第１溶媒および第２溶媒の使用量は、用途、作業環境などを考慮して決定できる。導電性パターン形成用組成物塗膜が速やかに形成され、全体工程のタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）を減少させるためには、高揮発性溶媒である第２溶媒の使用量を増加させることが好ましく、導電性パターン形成用組成物塗膜の形成速度を遅延させて工程上の余裕を確保するためには、第２溶媒の使用量を減少させることが好ましい。好ましくは、全体溶媒の使用量に対して、第１溶媒は０．１〜６０重量％、第２溶媒は１〜８０重量％の範囲内で調節されるとよい。

第１溶媒として使用可能な低揮発性溶媒としては、ジメチルアセトアミド、ガンマブチロラクトン、ヒドロキシトルエン、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ブチルセロソルブ、グリセリン、フェノキシエタノール、ブチルカルビトール、メトキシプロポキシプロパノール、カルビトール、テルピネオール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチレングリコール、エチレングリコールなどがあり、これらを２種以上混合して使用することも可能であり、前述した例示に限定されるものではない。

揮発性が高い第２溶媒としては、ジメチルグリコール、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、１−クロロブタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンなどを使用することができ、これらを２種以上混合して使用することも可能であり、前述した例示に限定されるものではない。

また、高い揮発性を有する第２溶媒は、図２のステップｉ）で、ローラに対する優れた塗布性を有するように、表面張力が２６ｄｙｎ／ｃｍ未満であることが好ましい。同時に、第２溶媒は、図２のステップｉｉ）の前に相当部分揮発によって除去されるため、ステップｉｉ）およびステップｉｉｉ）では、低い揮発性を有する第１溶媒が主に残るようになる。前記ステップｉｉ）およびステップｉｉｉ）で、導電性パターン形成用組成物の離型力を高めるために、第１溶媒の表面張力は２６ｄｙｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。

一方、前記溶媒は、極性溶媒であることが好ましい。一般的に、溶媒の溶解度定数が高いほど、極性が高いため、前記溶媒は、溶解度定数が高いことが好ましい。

前記溶媒の総重量を基準として、前記溶媒は、溶解度定数が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上の溶媒を８０重量％以上含むことができる。この場合、導電性パターン形成用組成物によるローラの汚染を最小化することができる。

インク成分によるローラの汚染を最小化するためには、ローラの外周部の主成分である弾性ゴム材質の印刷ブランケットの内部にインク成分が吸収されることを最小化しなければならない。このためには、弾性ゴム材質の印刷ブランケットの溶解度定数と差が大きくなるほど、インク成分が印刷ブランケットの内部に吸収されないため、インク内溶媒の溶解度定数が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上であることが好ましい。本発明のように、２種以上の溶媒が混合された場合、溶媒の重量組成を基準とする溶解度定数の平均値が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上であることが好ましい。

前記導電性パターン形成用組成物内で導電性を付与する金属粒子は、微細パターンを実現するために、ナノスケールの平均粒径を有することが好ましい。例えば、線幅６マイクロメートル未満、線間隔３マイクロメートル未満の超微細パターンを実現するために、ナノスケール、好ましくは５〜４００ナノメートルの平均粒径を有するのが良い。

金属粒子としては、導電性が高いことが好ましい。例えば、比抵抗２０μΩ・ｃｍ以下、または比抵抗１０μΩ・ｃｍ以下、または比抵抗３μΩ・ｃｍ以下の金属粒子を使用することができる。具体例として、金属粒子は、導電性が高いという面で銀または銅粒子が好ましい。バルク銀の比抵抗は１．５９μΩ・ｃｍで、金属の中で最も低い比抵抗を有しており、その次に比抵抗が低い銅に比べて比抵抗が６５％水準に過ぎない。したがって、電極を形成するために、銀を粒子化して導電性パターン形成用組成物を製造し、これを印刷した時、銀粒子以外の他の添加物が多くても、焼成後、所望の導電性を実現することが、他の金属より相対的に容易である。特に、銀は、銅より比抵抗がより低く、別の不活性気体雰囲気や還元雰囲気を組成しなくても酸化されずに伝導性を実現することができるという点から、導電性パターン形成用組成物を製造するための金属粒子は、特に銀粒子を使用することが好ましい。
金属粒子の使用量範囲には特別な制限はないが、導電性パターン形成用組成物の全体重量を基準として、１０重量％〜５０重量％が好ましい。金属粒子の使用量が５０重量％以下であることが、導電性パターン形成用組成物の初期粘度を２０ｃｐｓ以下に調節するのに容易であり、導電性パターン形成用組成物の価格上昇を防止することができる。金属粒子の使用量が１０重量％以上であることが、導電性パターン形成用組成物内の伝導性という機能を実現するのに効率的である。前記導電性パターン形成用組成物の初期粘度は、１ｃｐｓ以上に調節されるとよい。

また、通常の導電性パターン形成用組成物のように高分子バインダーを使用する場合、金属粒子の使用量が１０重量％未満でも適切な高分子バインダーを使用すると、導電性パターン形成用組成物をローラにコーティングした後に、均一な膜を形成することが可能である。しかし、前述した実施態様のように、高分子バインダー成分を別途に添加しない場合、金属粒子を１０重量％以上に使用することが、コーティングされた導電性パターン形成用組成物がピンホールや割れなどの欠点（ｄｅｆｅｃｔ）がなく均一な膜を形成するのに有利である。

前述した導電性パターン形成用組成物は、低温で焼成しても優れた導電性を有することができるように、高分子バインダーを使用せず、代わりに金属カルボン酸塩を使用する。金属カルボン酸塩と金属粒子を共に使用する場合、焼成過程で金属カルボン酸塩が金属に還元されるにつれ、金属粒子間の空隙を埋めて、導電性が向上するという利点がある。

前記導電性パターン形成用組成物の初期粘度は、２０ｃｐｓ以下であることが好ましく、１０ｃｐｓ以下であることがより好ましい。初期粘度が前記範囲内であることが、コーティング性に有利である。

前記導電性パターン形成用組成物の初期表面エネルギーは、２４ｄｙｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、２１．１〜２３．９ｄｙｎ／ｃｍであることが好ましい。初期表面エネルギーが前記範囲内であることが、コーティング性に有利である。

前記導電性パターン形成用組成物は、界面活性剤を追加的に含むことができる。前記界面活性剤は、通常のレベリング剤、例えば、シリコーン系、フッ素系またはポリエーテル系界面活性剤を使用することができる。前記界面活性剤の含有量は、導電性パターン形成用組成物の全体重量を基準として、０．０１〜５重量％が好ましい。

前記導電性パターン形成用組成物は、前述した成分を混合し、必要な場合、フィルタで濾過して製造することができる。

前記導電性パターン形成用組成物を用いて、ロールプリンティング工程、なかでも反転オフセット工程を適用することによって、基板上により微細な導電性パターンを良好に形成することができる。特に、前記導電性パターン形成用組成物を反転オフセット工程に適用すると、前に適用されていたインクジェットプリンティング法などによっては形成できなかった微細な導電性パターン、例えば、数マイクロメートル〜数十マイクロメートル、具体的には、約３〜８０μｍ、または約３〜４０μｍの線幅および線間隔を有する導電性パターンを良好に形成することができる。特に、前記導電性パターン形成用組成物およびロールプリンティング工程を用いて、約３〜１０μｍの線幅および約３〜１０μｍの線間隔を有する微細な導電性パターンまで良好に形成することができる。

前述した高分子バインダーを含まない組成物を用いる場合、比較的低い温度である２００℃以下、１１０℃〜２００℃、または１３０℃〜２００℃で焼成しても優れた導電性を有する導電性パターンを形成することができる。したがって、前述した前記導電性パターン形成用組成物および導電性パターンの形成方法を適用することによって、低温でも優れた導電性を示す微細な導電性パターンを提供することができる。低温焼成が適用可能なため、前記粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンを形成することができ、フレキシブルディスプレイ素子および平板ディスプレイ素子の可視性の向上または大面積化などに大きく寄与することができる。

前記導電性パターン形成用組成物で形成された導電性パターンの前駆物質パターンを焼成する時、焼成時間は、組成物の成分および組成に応じて選択されるとよく、例えば、３分〜６０分間実施できる。

本発明のもう１つの実施態様は、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップを含む導電性パターン形成用粘着基材の製造方法を提供する。前記導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップは、反転オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、インクジェット印刷法などが使用できる。

本発明のもう１つの実施態様は、粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を提供する。これは、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップと、前記導電性パターンの前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含む方法によって製造できる。この実施態様は、粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンが具備される代わりに導電性パターンが具備されたことを除いては、前述した実施態様にかかる説明が適用可能である。

前記焼成は、熱焼成、マイクロ波オーブン焼成、ＩＲ焼成、レーザ焼成など、多様な方法が適用可能である。熱焼成は、例えば、１５０℃以下、１１０〜１５０℃で３分〜６０分間実施できる。

本発明のもう１つの実施態様は、
粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材の前記前駆物質パターンが具備された面をもう１つの基材上にラミネーションさせるステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材ともう１つの基材をラミネーションする前またはラミネーションした後に、前記前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含む導電性パターンの製造方法を提供する。

前記導電性パターンの製造方法において、前記もう１つの基材の種類は特に限定されず、前記導電性パターンが最終的に適用される用途に応じて決定され得、例えば、電子素子の部品である基材であり得る。前記もう１つの基材は、ガラス、プラスチック基板、またはプラスチックフィルムであり得る。本発明では、従来は導電性パターンを直接形成することができなかった基材上にも、粘着基材に先に導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンを形成することによって、導電性パターンを容易に形成することができる。

前記もう１つの基材は、最終的に適用される用途に必要な追加の構成要素を具備していてよい。例えば、前記もう１つの基材は、伝導性パターン、具体的には、透明伝導性酸化物パターンまたは金属パターンを具備することができる。この時、前記粘着基材は、導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンが具備された粘着基材の面が、前記もう１つの基材の伝導性パターンが具備された面に接するようにラミネーションされるとよい。

前記導電性パターンの製造方法において、前記粘着基材の成分に応じて粘着成分が焼成過程で導電性パターン上に移動する恐れがある場合、導電性の低下を防止するために、ラミネーション後に焼成することが好ましい。

本発明のもう１つの実施態様は、
粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンとを含む導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
前記導電性パターン形成用粘着基材の前記導電性パターンが具備された面をもう１つの基材上にラミネーションさせるステップとを含む導電性パターンの製造方法を提供する。ここで、もう１つの基材は、前述した実施態様で説明された例が適用可能である。

前記導電性パターン形成用粘着基材がもう１つの基材とラミネーションされ、導電性パターンが形成された後に、前記導電性パターン形成用粘着基材中の粘着基材は除去されてもよいが、それ自体が前記導電性パターンと共に最終用途で１つの部品として使用できる。例えば、前記粘着基材は、最終用途で他の部品と付着させるのに使用できる。しかし、前記粘着基材が最終用途に適していない場合には、これを除去することができる。例えば、前記粘着基材が粘着力や誘電率が最終用途に適していなければ、用途に符合する他の粘着層や他のフィルムに代替できる。前記導電性パターン形成用粘着基材に含まれる粘着基材が最終結果物に除去されずに残っている場合、前記粘着基材は、可視光領域で透明であることが好ましい。この場合、本発明にかかる方法で製造された導電性パターンがディスプレイなどに使用される時に有利である。

本発明は、前述した導電性パターンの製造方法で形成された導電性パターンを提供する。

本発明にかかる導電性パターンは、前述した導電性パターン形成用組成物を使用することによって、２００℃以下の低い温度で焼成された場合でも、２５μΩ・ｃｍ未満の低い比抵抗を有することができる。また、基材との付着力に優れ、３〜８０μｍ、約３〜４０μｍ、または約３〜１０μｍの線幅および線間隔を有することができる。また、比抵抗が低いため、線高さを不要に高めなくて済むため、素子の視認性を向上させ、薄型化に有利である。可能な線高さは、印刷の線幅および線間隔に応じて変化するが、１μｍ未満でも所望の導電性を実現することができる。本発明では、必要に応じて線高さを１００ｎｍ以上に調節することができる。

例えば、本発明にかかる導電性パターンは、比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以下、３０μΩ・ｃｍ以下、２０μΩ・ｃｍ以下、または１０μΩ・ｃｍ以下であり得る。本発明にかかる導電性パターンは、９０％以上の開口率を有することができ、１μｍ未満、５００ｎｍ以下、または２００ｎｍ以下の線高さを有しながらも、面抵抗が１００Ω／□以下、５０Ω／□以下、または１０Ω／□以下の透明導電性フィルムを提供することができる。

具体例として、前記導電性パターン形成用組成物を用いて実現可能な応用例の１つとして、タッチスクリーンなどに応用が可能な透明導電性フィルムがある。既存にタッチスクリーンに使用される透明導電性フィルムであるＩＴＯ／ＰＥＴフィルムの場合、面抵抗が５０〜３００Ω／□である。しかし、後述する本発明の一実施態様にかかる実施例１で提示された導電性パターン形成用組成物を基材に印刷して、１５０℃で３０分間焼成する場合、比抵抗が２０μΩ・ｃｍ以下であるため、２００ｎｍ未満の膜厚さでも開口率が９０％以上のパターンを使用して、透過度を高めながら、同時に面抵抗が約１０Ω／□以下の透明導電性フィルムを製造することができる。したがって、既存のＩＴＯフィルムなどの全面コーティングされた透明伝導性フィルムより高い導電性を有する透明伝導性フィルムの製造が可能で、タッチスクリーンパネルの大面積化に有利である。

もう１つの具体例として、前記導電性パターン形成用組成物を用いて実現可能な例としては、タッチスクリーンのベゼル電極、タッチ感知用電極パターン、またはこれらをすべて含むパターンである。前記導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンが具備された粘着基材をタッチスクリーンのベゼル電極の製造に使用する場合、前記導電性パターンの前駆物質パターンまたは導電性パターンが形成された粘着基材は、透明伝導性酸化物パターン、例えば、ＩＴＯパターンまたは金属パターンが具備された追加の基材にラミネーションされるとよい。ここで、透明伝導性酸化物パターンまたは金属パターンは、当該技術分野で知られているパターンが使用可能である。

導電性パターンの形態は、最終用途によって決めることができる。前記導電性パターンは、メッシュパターンのような規則的パターンであってもよく、不規則なパターンであってもよい。

また、本発明は、前述した導電性パターンを含む電子素子を提供する。前記電子素子の種類としては特に限定されず、タッチスクリーン、ディスプレイなどを含む。

以下、本発明をタッチスクリーンのベゼル電極の形成に適用した例を、図面を参照して説明するが、以下の説明は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれによって限定されるものではない。

図４は、従来技術にかかるタッチスクリーンのベゼル電極形成工程模式図を示したものである。図４によれば、ＩＴＯ電極が具備された透明基材のＩＴＯ電極上にベゼル電極を形成し、これを透明粘着（ＯＣＡ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）基材を用いて他の部品と付着させる。

図５から図１２は、本発明によりタッチスクリーンのベゼル電極を形成した工程模式図を例示したものである。

図５によれば、ＩＴＯ電極が具備された透明基材とベゼル電極の前駆物質パターンが具備された透明粘着（ＯＣＡ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）基材をラミネーションした後、前記前駆物質パターンを焼成した後、前記透明粘着基材を用いて部品を接着する。

図６によれば、透明粘着前駆物質パターンの焼成後、ベゼル電極の前駆物質パターンを形成していた透明粘着基材を除去し、新たな透明粘着基材をラミネーションしたことを除いては、図５と同じである。

図７は、２つの電極構造のうちのいずれか１つは、図５のように、本発明によりベゼル電極を形成し、残りの１つは、図４のように、従来技術によりベゼル電極を形成した例を示したものである。

図８は、前駆物質パターンの焼成後、ベゼル電極の前駆物質パターンを形成していた透明粘着基材を除去し、新たな透明粘着基材をラミネーションしたことを除いては、図７と同じである。

図９および図１０は、透明基材上に具備された電極がＩＴＯ電極の代わりに透明伝導性金属電極であることを除いては、それぞれ図５および図６と同じである。ここで、透明伝導性金属電極は、金属パターンからなるものであり得る。

図１１によれば、透明粘着基材上にベゼル電極の前駆物質パターンとタッチ感知用透明伝導性金属電極の前駆物質パターンを形成し、これを透明基材とラミネーションした後、前記前駆物質パターンを焼成し、前記透明粘着基材を用いて部品を接着する。

図１２によれば、前駆物質パターンの焼成後、前駆物質パターンを形成していた透明粘着基材を除去し、新たな透明粘着基材をラミネーションしたことを除いては、図１１と同じである。

図８から図１２には、金属パターンが形成された領域のみを表示し、金属パターンの形態を具体的に示していないが、当業者は、最終用途の目的に応じて当該技術分野で知られているパターンの形態およびサイズ、例えば、線幅、線間隔などを設計することができる。

以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれによって限定されるものではない。

実施例１
平均粒径１２０ｎｍの銀ナノ粒子３０ｇ、ネオデカン酸塩銀（Ａｇ−ネオデカノエート）１．７ｇ、界面活性剤０．６ｇ、第１溶媒としてテルピネオール（２５℃で蒸気圧０．０４２ｔｏｒｒ；表面張力３３．２ｍＮ／ｍ；溶解度定数９．８０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）４ｇと、プロピルセロソルブ（２５℃で蒸気圧０．９８ｔｏｒｒ；表面張力２６．３ｍＮ／ｍ；溶解度定数１０．８７（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）３６ｇ、第２溶媒としてエタノール（２５℃で蒸気圧５９．３ｔｏｒｒ；表面張力２２．１ｍＮ／ｍ；溶解度定数１２．９８（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）３３ｇを混合し、２４時間撹拌した後、１マイクロメートルのフィルタで濾過して導電性パターン形成用組成物を製造した。

前記導電性パターン形成用組成物をローラのポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）ブランケットに塗布した後、所望の導電性パターンが陰刻で形成されたクリシェ（ｃｌｉｃｈｅ）と前記ブランケットを接触させ、前記ローラ上に導電性パターン形成用組成物のパターンを形成した。以後、このようなローラを粘着フィルムに接触させ、粘着フィルム上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成した。この時使用した粘着フィルムは、粘着層の厚さ２５μｍであり、２．５Ｘ１２ｃｍ^２の大きさに製造し、物性測定器（ｔｅｘｔｕｒｅ ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて１８０゜剥離試験方法（ｐｅｅｌ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ）で評価した剥離力が３，０００Ｎであった。前記粘着フィルムの導電性パターンの前駆物質パターンが具備された面をＰＥＴ基材にラミネーションした。次に、ラミネーションされた基材を３０分間１３０℃で焼成し、前記粘着フィルムをＰＥＴ基材から剥離したら、ＰＥＴ基材に導電性パターンが得られた。得られた導電性パターンの光学顕微鏡写真を図３に示した。この時、得られた導電性パターン物質の比抵抗は２０μΩ・ｃｍであった。

比較例１
平均粒径１２０ｎｍの銀ナノ粒子３０ｇ、ネオデカン酸塩銀（Ａｇ−ネオデカノエート）１．７ｇ、界面活性剤０．６ｇ、第１溶媒としてテルピネオール（２５℃で蒸気圧０．０４２ｔｏｒｒ；表面張力３３．２ｍＮ／ｍ；溶解度定数９．８０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）７３ｇを混合し、２４時間撹拌した後、１マイクロメートルのフィルタで濾過して導電性パターン形成用組成物を製造した。

前記導電性パターン形成用組成物をローラのＰＤＭＳブランケットに塗布したが、１０分以上待機した後にも、所望の導電性パターンが陰刻で形成されたクリシェ（ｃｌｉｃｈｅ）と前記ブランケットを接触させた時、インク塗膜がクリシェの陽刻部とブランケットの両側に割れて、厚さが薄くなり、基材上に良好なパターンが形成されなかった。

比較例２
平均粒径８０ｎｍの銀ナノ粒子２５ｇ、第１溶媒としてテルピネオール（２５℃で蒸気圧０．０４２ｔｏｒｒ；表面張力３３．２ｍＮ／ｍ；溶解度定数９．８０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）４ｇとプロピルセロソルブ（２５℃で蒸気圧０．９８ｔｏｒｒ；表面張力２６．３ｍＮ／ｍ；溶解度定数１０．８７（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）３６ｇ、第２溶媒としてエタノール（２５℃で蒸気圧５９．３ｔｏｒｒ；表面張力２２．１ｍＮ／ｍ；溶解度定数１２．９８（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）３３ｇを混合し、２４時間撹拌した後、１マイクロメートルのフィルタで濾過して導電性パターン形成用組成物を製造した。

前記導電性パターン形成用組成物をローラのＰＤＭＳブランケットに塗布しようと試みたが、均一に塗布されずにディウェッティング（ｄｅｗｅｔｔｉｎｇ）され、インクが滴になって塗布できなかった。

Claims (29)

1. 粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンとを含むことを特徴とする導電性パターン形成用粘着基材。
2. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、焼成によって導電性を呈するようになる、焼成前物質からなるパターンであることを特徴とする請求項１に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
3. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、１５０℃以下の温度で焼成する時、導電性を呈することができる材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
4. 前記導電性パターンは、タッチスクリーンのベゼル電極パターン、タッチ感知用金属電極パターン、またはこれらをすべて含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
5. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、導電性粒子および溶媒を含む組成物によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
6. 前記導電性粒子の粒径は、２マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
7. 前記溶媒は、２５℃で蒸気圧が３トル以下の第１溶媒と、２５℃で蒸気圧が３トル超過の第２溶媒とを含むことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
8. 前記溶媒の総重量を基準として、前記溶媒は、溶解度定数が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上の溶媒を８０重量％以上含むことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
9. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、界面活性剤および有機金属のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
10. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、金属粒子、２５℃で蒸気圧が３トル以下の第１溶媒、２５℃で蒸気圧が３トル超過の第２溶媒、および金属カルボン酸塩を含む組成物によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
11. 前記導電性パターンの前駆物質パターンは、高分子バインダーまたは離型剤を含まないことを特徴とする請求項１０に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
12. 粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンとを含むことを特徴とする導電性パターン形成用粘着基材。
13. 前記導電性パターンは、タッチスクリーンのベゼル電極パターン、タッチ感知用金属電極パターン、またはこれらをすべて含むことを特徴とする請求項１２に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
14. 前記導電性パターンは、１５０℃以下の温度で焼成する時、導電性を呈することができる材料を含む組成物によって形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
15. 前記導電性パターンは、金属粒子、２５℃で蒸気圧が３トル以下の第１溶媒と２５℃で蒸気圧が３トル超過の第２溶媒とを含む溶媒、および金属カルボン酸塩を含む組成物によって形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
16. 前記溶媒の総重量を基準として、前記溶媒は、溶解度定数が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上の溶媒を８０重量％以上含むことを特徴とする請求項１５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
17. 前記組成物は、高分子バインダーまたは離型剤を含まないことを特徴とする請求項１５に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
18. 前記導電性パターンは、界面活性剤および有機金属のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の導電性パターン形成用粘着基材。
19. 粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の導電性パターン形成用粘着基材の製造方法。
20. 前記粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップは、反転オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、またはインクジェット印刷法によって行うことを特徴とする請求項１９に記載の導電性パターン形成用粘着基材の製造方法。
21. 粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップと、前記導電性パターンの前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする、請求項１２から１８のいずれか１項に記載の導電性パターン形成用粘着基材の製造方法。
22. 前記粘着基材上に導電性パターンの前駆物質パターンを形成するステップは、反転オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、またはインクジェット印刷法によって行うことを特徴とする請求項２１に記載の導電性パターン形成用粘着基材の製造方法。
23. 粘着基材と、前記粘着基材の一面に具備された導電性パターンの前駆物質パターンとを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
    前記導電性パターン形成用粘着基材の前記前駆物質パターンが具備された面を追加の基材上にラミネーションさせるステップと、
    前記導電性パターン形成用粘着基材と前記追加の基材をラミネーションする前またはラミネーションした後に、前記前駆物質パターンを焼成して導電性パターンを形成するステップとを含むことを特徴とする導電性パターンの製造方法。
24. 前記導電性パターン形成用粘着基材と前記追加の基材をラミネーション後に、前記粘着基材を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の導電性パターンの製造方法。
25. 粘着基材と、前記基材の一面に具備された導電性パターンとを含む、請求項１２から１８のいずれか１項に記載の導電性パターン形成用粘着基材を用意するステップと、
    前記導電性パターン形成用粘着基材の前記導電性パターンが具備された面を追加の基材上にラミネーションさせるステップとを含むことを特徴とする導電性パターンの製造方法。
26. 導電性パターン形成用粘着基材と前記追加の基材をラミネーション後に、前記粘着基材を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の導電性パターンの製造方法。
27. 請求項２３に記載の導電性パターンの製造方法で形成されたことを特徴とする導電性パターン。
28. 比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２７に記載の導電性パターン。
29. 請求項２７に記載の導電性パターンを含むことを特徴とする電子素子。