JP2017189924A - Method for manufacturing laminate and method for manufacturing transparent conductive substrate - Google Patents

Method for manufacturing laminate and method for manufacturing transparent conductive substrate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transparent electrode substrate that includes a fine patterned electrode having high uniformity of wiring width and a low resistance on a transparent substrate.SOLUTION: A receptive release layer comprising solid particles, an organic resin and a polymerizing agent is formed on a surface of a release film; a patterned electrode is formed by screen printing using a conductive paste comprising a conductive powder on the receptive release layer; a transparent resin layer and a transparent substrate are formed thereon; the release film and the receptive release layer are removed; and then a transparent electrode is formed. By printing the patterned electrode on the receptive release layer, a conductive substrate having an embedded electrode having a good shape and no bleeding can be obtained.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、有機EL素子等に使用可能な透明導電性フィルムおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a transparent conductive film that can be used for an organic thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell, an organic EL element, and the like, and a method for producing the same.

有機薄膜太陽電池(OPV)、色素増感太陽電池(DSC)など光電変換素子の受光面側、有機EL素子(OLED)など発光素子の発光面側には透明電極が用いられている。有機薄膜太陽電池は、発電効率は低いものの、製造コストが低く、さらに軽量で、曲げることができるという利点のため、様々な分野での応用が期待されている。そのため、透明電極は、これらの利点を損なわないことが必要である。   Transparent electrodes are used on the light-receiving surface side of photoelectric conversion elements such as organic thin-film solar cells (OPV) and dye-sensitized solar cells (DSC), and on the light-emitting surface side of light-emitting elements such as organic EL elements (OLED). Organic thin-film solar cells are expected to be applied in various fields due to the advantages of low power generation efficiency, low manufacturing cost, light weight and bendability. Therefore, it is necessary for the transparent electrode not to impair these advantages.

有機薄膜太陽電池は、例えば図6に示すように、ホール輸送層101と活性層102と電子輸送層103との積層構造である機能層を、透明基材104上に形成された受光面である透明電極105と、その対向電極であるアルミニウム電極106で挟みこんだ構造を有している。また近年、ホール輸送層101と電子輸送層103の積層順が逆になった逆構造の有機薄膜太陽電池も開発されている。   For example, as shown in FIG. 6, the organic thin film solar cell is a light-receiving surface in which a functional layer having a stacked structure of a hole transport layer 101, an active layer 102, and an electron transport layer 103 is formed on a transparent substrate 104. It has a structure sandwiched between a transparent electrode 105 and an aluminum electrode 106 which is the counter electrode. In recent years, an organic thin film solar cell having an inverted structure in which the stacking order of the hole transport layer 101 and the electron transport layer 103 is reversed has been developed.

透明電極は、高い光透過率(80%以上)と低いシート抵抗(5Ω/□以下)が要求されるため、インジウム錫酸化物(ITO)が用いられることが多いが、透明電極の抵抗を下げるためには、ITOの膜厚を300〜400nmに設定する必要がある。しかし、高価なインジウムを使用するため、製造コストが高くなる上、ITO膜が硬いため可撓性が低下し、有機薄膜太陽電池の持つ利点が損なわれてしまうという問題がある。そのため、厚膜のITO膜に替えて、グリッド状(格子状)の金属製のパターン電極に集電電極として薄膜のITO膜を積層した電極が開発されている。   The transparent electrode requires high light transmittance (80% or more) and low sheet resistance (5Ω / □ or less), so indium tin oxide (ITO) is often used, but the resistance of the transparent electrode is lowered. Therefore, it is necessary to set the film thickness of ITO to 300 to 400 nm. However, since expensive indium is used, there is a problem that the manufacturing cost is increased and the ITO film is hard, so that the flexibility is lowered and the advantages of the organic thin film solar cell are impaired. Therefore, in place of the thick ITO film, an electrode in which a thin ITO film is laminated as a collecting electrode on a grid-like (lattice-like) metal pattern electrode has been developed.

有機薄膜太陽電池等で使用する透明電極の基材は、多くの場合可撓性のある透明基材に集電電極を形成することになる。この透明基材として廉価で可撓性のある材料は、PET等のように耐熱性が150℃程度のものが多い。そのため集電電極に形成するパターン電極は、150℃以下の低温プロセスで形成することが好ましい。低温での形成が可能であれば、透明基材として、幅広く材料の選択ができ、様々な用途に活用することが可能となるからである。   In many cases, a transparent electrode substrate used in an organic thin film solar cell or the like forms a collecting electrode on a flexible transparent substrate. Inexpensive and flexible materials for this transparent substrate are often those having a heat resistance of about 150 ° C. such as PET. Therefore, the pattern electrode formed on the current collecting electrode is preferably formed by a low temperature process of 150 ° C. or lower. This is because if it can be formed at a low temperature, a wide variety of materials can be selected as the transparent substrate, and it can be used for various applications.

また、有機薄膜太陽電池等の製品の製造コストを下げるためには、パターン電極も低コストにパターニングすることが重要であり、パターニング方法としては、スクリーン印刷を用いることができる。スクリーン印刷は、金属等の導電性粉末を含有する導電性ペースト(金属ペースト)を、スクリーン印刷版に描画された開口パターン部を介して、印刷対象物である透明基材上に付着させる印刷方法である。   In order to reduce the manufacturing cost of products such as organic thin-film solar cells, it is important to pattern the pattern electrodes at a low cost, and screen printing can be used as a patterning method. Screen printing is a printing method in which a conductive paste (metal paste) containing conductive powder such as metal is attached to a transparent substrate that is a printing object through an opening pattern portion drawn on a screen printing plate. It is.

しかしながら、パターン電極上に形成するITO膜は、通常PVD法により形成するため、グリッド状のパターン電極の段差部分において、ITO膜が途切れてしまい、連続したITO膜が形成されないことがある。そのため、グリッド状のパターン電極の段差を解消する方法が、特許文献1および特許文献2に開示されている。   However, since the ITO film formed on the pattern electrode is usually formed by the PVD method, the ITO film is interrupted at the step portion of the grid-like pattern electrode, and a continuous ITO film may not be formed. Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method for eliminating the level difference of the grid-shaped pattern electrode.

特表2013−524536号公報Special table 2013-524536 gazette 特開2013−102055号公報JP2013-102055A

近年、省エネルギーが推進される中、有機薄膜太陽電池の発電効率向上のため、フレキシブル(可撓性のある)基板において透明電極の光透過率の向上とシート抵抗の低減とを両立させる低温プロセス技術の開発が進められている。特に、フレキシブルかつ低価格の材料の多くは、上記の通り耐熱性に乏しく、配線抵抗低減の目的で500℃程度の高温熱処理(焼成)を行うことが困難であり、透明電極で使用される集電電極の細線化と低抵抗化との両立を、低温度プロセスで実現することが重要となる。   In recent years, energy conservation has been promoted. Low-temperature process technology that achieves both improvement of light transmittance of transparent electrode and reduction of sheet resistance in a flexible substrate to improve power generation efficiency of organic thin-film solar cells. Development is underway. In particular, many flexible and low-cost materials have poor heat resistance as described above, and it is difficult to perform high-temperature heat treatment (firing) at about 500 ° C. for the purpose of reducing wiring resistance. It is important to realize both the thinning of the electric electrode and the low resistance by a low temperature process.

特許文献1は、金属ナノ粒子を溶媒に分散させ、コーティングによりグリッド電極を形成することが記載されているものの、どの程度の幅の電極配線をどの程度の比抵抗(体積固有抵抗率)で実現できるのか、具体的にどのような条件で形成を行うのか不明である。   Although Patent Document 1 describes that a metal electrode is dispersed in a solvent and a grid electrode is formed by coating, an electrode wiring having a certain width and a specific resistance (volume resistivity) are realized. It is unclear whether it can be done or under what conditions.

特許文献2は、スクリーン印刷法を用いたパターン電極配線の具体的形成方法が開示されているものの、パターン電極(グリッド電極)の最小配線幅は50[μm]程度であり、さらなる微細な配線について低抵抗で再現性よく形成する技術までは開示されていない。   Although Patent Document 2 discloses a specific method of forming a pattern electrode wiring using a screen printing method, the minimum wiring width of the pattern electrode (grid electrode) is about 50 [μm], and further fine wiring No technology has been disclosed up to forming with low resistance and good reproducibility.

本発明はこれらの点を考慮してなされたものであり、アスペクト比を確保し、線幅を均一にすることで、50[μm]以下の微細な線幅においても低抵抗なパターン電極配線を備えた透明導電性基材、およびその透明導電性基材を、安価で、低温プロセスで製造できる製造方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in consideration of these points. By ensuring the aspect ratio and making the line width uniform, a pattern electrode wiring having a low resistance can be obtained even in a fine line width of 50 [μm] or less. It aims at providing the manufacturing method which can manufacture the transparent conductive base material provided, and the transparent conductive base material with a low-temperature process at low cost.

なお、本発明にかかる透明導電性基材は、例えば有機太陽電池等の光電変換装置や表示装置に有効に活用できるが、その用途は限定されるものではなく、他の幅広い用途への活用も可能である。また、本発明は、耐熱性の乏しい可撓性の透明基材上において、特にその優位性を見いだすことができるが、高耐熱な基材に対しても、本発明が適用できることは言うまでもない。   The transparent conductive substrate according to the present invention can be effectively used for, for example, a photoelectric conversion device such as an organic solar cell or a display device, but its use is not limited and can be used for a wide variety of other purposes. Is possible. In addition, the present invention can find particularly superiority on a flexible transparent substrate having poor heat resistance, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a substrate having high heat resistance.

本発明に係る透明導電性基材は、
板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面に
比抵抗が8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であり
配線幅が15〜50[μm]においてアスペクト比が0.15〜0.5である
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦であることを特徴とする。
The transparent conductive substrate according to the present invention is
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
The specific resistance is 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm] on the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate, and the aspect ratio is 0 when the wiring width is 15 to 50 μm. A printed pattern electrode that is 15-0.5;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the current collecting electrode is flat.

本発明に係る透明導電性基材は、
板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面に
比抵抗が8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であり
配線幅が15〜50[μm]において、裾引きのない椀型の断面形状である、
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦である
ことを特徴とする。
The transparent conductive substrate according to the present invention is
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
On the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate, the specific resistance is 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm], and the wiring width is 15 to 50 [μm]. A saddle-shaped cross-sectional shape,
Printed pattern electrodes;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the current collecting electrode is flat.

また、本発明に係る透明導電性基材のパターン電極の配線幅の均一性が、配線幅が15から50[μm]において、25%以下であることを特徴とする。   The uniformity of the wiring width of the pattern electrode of the transparent conductive substrate according to the present invention is 25% or less when the wiring width is 15 to 50 [μm].

さらに、本発明に係る透明導電性基材は、
前記パターン電極は、平均粒径が、0.1〜10[μm]の範囲内の粒状の導電性粉末、2〜20[μm]の範囲内のフレーク状の導電性粉末および熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷して形成された電極であることを特徴とする。なお、本発明に係る透明導電性基材は上記のような製造方法を使用せずに特定することは不可能又は困難であることは明らかである。
Furthermore, the transparent conductive substrate according to the present invention is:
The patterned electrode comprises a granular conductive powder having an average particle size in the range of 0.1 to 10 [μm], a flaky conductive powder in the range of 2 to 20 [μm], and a thermosetting resin. It is an electrode formed by screen printing the conductive paste contained. In addition, it is clear that it is impossible or difficult to specify the transparent conductive base material based on this invention, without using the above manufacturing methods.

また、上記導電性ペーストの導電性粉末と熱硬化性樹脂の比率が重量比率で90:10〜96:4であることを特徴とする。   In addition, the ratio of the conductive powder of the conductive paste and the thermosetting resin is 90:10 to 96: 4 by weight.

このような構成とすることで、50μm以下の線幅のパターン電極配線においても、低抵抗でかつ配線幅の均一性がよいパターン電極を低コストにスクリーン印刷法により形成することができ、それにより光透過率の低下を防止し、低いシート抵抗を実現できる透明電極を提供することができる。また、パターン電極を低温プロセスで形成することができるため、可撓性のある低価格な、耐熱性の劣るフィルムにもパターン形成が可能となり、フィルムの選択肢が増え、有機太陽電池等の様々な製品への応用が、低コストで可能となる。さらに、導電性ペーストの粒状およびフレーク状導電性粉末とエポキシ樹脂等の熱硬化性樹との重量比率を90:10〜96:4とすることにより、低抵抗なパターン電極をスクリーン印刷法により形成することができる。   By adopting such a configuration, a pattern electrode having a low resistance and a good uniformity of the wiring width can be formed at a low cost by a screen printing method even in a pattern electrode wiring having a line width of 50 μm or less. It is possible to provide a transparent electrode capable of preventing a decrease in light transmittance and realizing a low sheet resistance. In addition, since the pattern electrode can be formed by a low-temperature process, it is possible to form a pattern on a flexible, low-cost, inferior heat-resistant film, increasing the choice of film, and various types of organic solar cells, etc. Application to products is possible at low cost. Furthermore, by setting the weight ratio of the conductive paste particles and flaky conductive powder to the thermosetting resin such as epoxy resin to 90:10 to 96: 4, a low resistance pattern electrode is formed by screen printing. can do.

本発明に係る透明導電性基材の製造方法は、
離型フィルムの表面に固体粒子を含有する受容性リリース層を形成する工程と、
導電性ペーストを使用しパターン電極を印刷する工程と、
前記受容性リリース層および前記パターン電極の表面に透明樹脂層を形成する工程と、
前記透明樹脂層上に透明基材を積層する工程と、
前記離型フィルムおよび前記受容性リリース層を剥離する工程と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の表面に透明な集電電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
The method for producing a transparent conductive substrate according to the present invention includes:
Forming a receptive release layer containing solid particles on the surface of the release film;
A step of printing a pattern electrode using a conductive paste;
Forming a transparent resin layer on the surface of the receptive release layer and the pattern electrode;
Laminating a transparent substrate on the transparent resin layer;
Peeling the release film and the receptive release layer;
And forming a transparent current collecting electrode on the surface of the transparent resin layer and the pattern electrode.

前記固体粒子の平均粒径は、導電性粉末の平均粒径の10分の1から100分の1であることを特徴とする。   The average particle size of the solid particles is 1/10 to 1/100 of the average particle size of the conductive powder.

このような製造方法により、特に、PETのように高温熱処理を許容しない基材に対しても、低抵抗で、線幅が細くかつ配線幅均一性が良く滲みの無いパターン電極配線を、例えば150℃以下の低温プロセスで形成することができ、様々な製品へ適用できる透明導電性基板を製造する方法を提供できる。また、前記導電性ペーストは、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Pt(白金)、W(タングステン)、C(カーボン)等から選択される導電性粉末とし、前記固体粒子は、シリカ、アルミナ等の無機物粒子や高分子から形成された有機物粒子から選択され、両者の平均粒径を上記関係とすることで、導電性ペーストの溶媒をすばやく受容性リリース層が吸収し、良好な形状の比抵抗の低いパターン電極を形成できる。   With such a manufacturing method, a pattern electrode wiring having a low resistance, a narrow line width, good wiring width uniformity, and no bleeding is obtained, for example, even for a substrate that does not allow high temperature heat treatment such as PET. It is possible to provide a method for manufacturing a transparent conductive substrate that can be formed by a low-temperature process of less than or equal to ° C. and can be applied to various products. The conductive paste is a conductive powder selected from Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Pt (platinum), W (tungsten), C (carbon), and the like. The solid particles are selected from inorganic particles such as silica and alumina, and organic particles formed from a polymer, and the average particle diameter of both is the above relationship, so that the solvent of the conductive paste can be quickly received. The layer absorbs and a patterned electrode having a good shape and a low specific resistance can be formed.

本発明に係る透明導電基材の主要製造工程の断面図。Sectional drawing of the main manufacturing process of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 受容性リリース層表面状態の組成依存性を示す表面SEM像写真。The surface SEM image photograph which shows the composition dependence of a receptive release layer surface state. パターン電極の配線形状のリリース層有無依存性を示す表面写真。The surface photograph which shows the release layer existence dependence of the wiring shape of a pattern electrode. 本発明に係る透明導電基材の主要製造工程の断面図。Sectional drawing of the main manufacturing process of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 本発明に係る透明導電基材の断面図。Sectional drawing of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 有機薄膜太陽電池の構造断面図。Sectional drawing of an organic thin-film solar cell.

図1は、本発明にかかる一実施形態の透明導電基材の主要製造工程の断面を示す。
図1(a)に示すように、離型フィルム1、例えば厚さ50[μm]の環状ポリオレフィンやPETフィルム等のフレキシブル基材の表面に、受容性リリース層2をグラビアコーティング、ダイコーティングなどの塗布技術により、例えば1[μm]形成し、熱風、例えば50℃〜120℃、送風等により乾燥後、UV照射により硬化する。
FIG. 1 shows a cross section of a main manufacturing process of a transparent conductive substrate according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1 (a), a receptive release layer 2 is applied to the surface of a release film 1, for example, a flexible substrate such as a cyclic polyolefin having a thickness of 50 [μm] or PET film, such as gravure coating or die coating. For example, 1 [μm] is formed by a coating technique, dried by hot air, for example, 50 ° C. to 120 ° C., blown, or the like, and then cured by UV irradiation.

受容性リリース層2を形成するための材料は、アクリル系樹脂である多官能アクリルモノマー(TMPTA、DPHA、PETA等)と固体粒子、例えばシリカ、アルミナ等の無機物粒子や高分子、例えばポリスチレン等から形成された有機物粒子、を含有する。無機物粒子を用いる場合は、アクリル系樹脂と無機物粒子を接着させるためにポリメチルフェニルシラン(PMPS)を添加することが望ましい。この場合、PMPSが光重合開始剤としても働くが、光重合開始剤を別途添加してもよい。さらに後述する離型性を向上させるために、フッ素官能基を持ち、シラン若しくはアクリルと重合するシランカップリング剤(例えばFOTES)や界面活性剤、アクリルモノマーを添加しても良い。   The material for forming the receptive release layer 2 is a polyfunctional acrylic monomer (TMPTA, DPHA, PETA, etc.) that is an acrylic resin and solid particles such as inorganic particles such as silica and alumina, and polymers such as polystyrene. Containing formed organic particles. When using inorganic particles, it is desirable to add polymethylphenylsilane (PMPS) in order to adhere the acrylic resin and the inorganic particles. In this case, PMPS also works as a photopolymerization initiator, but a photopolymerization initiator may be added separately. Furthermore, in order to improve the releasability described later, a silane coupling agent (for example, FOTES) having a fluorine functional group and polymerized with silane or acrylic, a surfactant, or an acrylic monomer may be added.

また、PMPSとアクリルモノマーとの相容性を向上させるために、トルエンやPGMEA等の溶媒を添加しても良い。   Moreover, in order to improve the compatibility between PMPS and the acrylic monomer, a solvent such as toluene or PGMEA may be added.

上記方法により形成された受容性リリース層2は、固体粒子を主成分とする多孔質膜であり、後述する剥離工程に耐える機械強度を備える。   The receptive release layer 2 formed by the above method is a porous film containing solid particles as a main component, and has a mechanical strength that can withstand a peeling process described later.

光重合開始剤にポリメチルフェニルシランを使用する場合、添加する固体粒子は、好適にはシリカ粒子を用いることができる。ポリメチルフェニルシランは、硬化することでシリコン酸化物を形成するため、シリカ粒子とアクリル樹脂とを結合させる効果があるためである。シリカ粒子は、例えば市販の有機溶媒を用いたシリカ分散液である扶桑化学工業(株)製PL−1(平均粒径15nm)やPL−7(平均粒径70nm)を利用することができる。   When polymethylphenylsilane is used as a photopolymerization initiator, silica particles can be preferably used as the solid particles to be added. This is because polymethylphenylsilane is cured to form a silicon oxide and thus has an effect of bonding silica particles and an acrylic resin. As the silica particles, for example, PL-1 (average particle size 15 nm) or PL-7 (average particle size 70 nm) manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., which is a silica dispersion using a commercially available organic solvent, can be used.

固体粒子径は、上記具体例のように10ナノメートルオーダーのサイズが好適に用いられる。固体粒子の平均粒径は、導電性ペーストに含まれる導電性粉末(金属粉末等)の平均粒径より十分小さく、10分の1〜100分の1程度であることが好ましい。   As the solid particle diameter, a size of the order of 10 nanometers is preferably used as in the above specific example. The average particle size of the solid particles is preferably sufficiently smaller than the average particle size of the conductive powder (metal powder or the like) contained in the conductive paste and is about 1/10 to 1/100.

このような固体粒子と導電性粉末との平均粒径の関係とすることで、後述のように多孔質の受容性リリース層2に、導電性粉末は吸収されることなく、導電性ペーストに含有されている粘度の低い溶媒が毛細管現象により吸収されるからである。   By setting the relationship between the average particle size of such solid particles and conductive powder, the conductive powder is not absorbed in the porous receptive release layer 2 as described later, and is contained in the conductive paste. This is because the low-viscosity solvent that is used is absorbed by capillary action.

受容性リリース層2の固体粒子の充填率は、その材料に含有される固体粒子の大きさ、固体粒子の含有率に依存し、それに従い多孔質に形成される孔の大きさ、密度が確定する。   The filling rate of the solid particles of the receptive release layer 2 depends on the size of the solid particles contained in the material and the content of the solid particles, and the size and density of the pores formed in accordance with the size are determined accordingly. To do.

次に、図1(b)に示すように、受容性リリース層2上にスクリーン印刷法により、導電性粉末を分散させた導電性ペースト、例えば銀ペーストをスクリーン印刷し、熱処理により乾燥させ、パターン電極3を形成する。スクリーン印刷に用いる刷版は、例えばステンレス製のメッシュ上に、感光性の樹脂でパターン電極3に対応するパターン形状、例えば、グリッド状を形成したものを使用する。一例であるが、線径16[μm]、ピッチ51[μm](#500メッシュ)のステンレス製メッシュ上に、感光性の樹脂でパターン電極3に対応するパターン形状、例えばグリッド状を形成したものを使用する。   Next, as shown in FIG. 1 (b), a conductive paste in which conductive powder is dispersed, for example, a silver paste, is screen-printed on the receptive release layer 2 by a screen printing method, dried by heat treatment, and patterned. The electrode 3 is formed. As a printing plate used for screen printing, for example, a stainless steel mesh formed with a photosensitive resin and having a pattern shape corresponding to the pattern electrode 3, for example, a grid shape, is used. As an example, a pattern shape corresponding to the pattern electrode 3, such as a grid shape, is formed with a photosensitive resin on a stainless steel mesh having a wire diameter of 16 [μm] and a pitch of 51 [μm] (# 500 mesh). Is used.

なお、パターンはグリッド状に限定されず、ストライプ状、円弧状、ハニカム状やランダムパターン他、顧客用途に合わせた任意のパターンを用いることができる。   Note that the pattern is not limited to a grid shape, and other patterns such as a stripe shape, an arc shape, a honeycomb shape, and a random pattern can be used according to customer applications.

スクリーン印刷後の導電性ペーストの熱処理による乾燥条件は、例えば100℃〜300℃、30〜60分であり、高温、長時間ほど形成される導電性配線(パターン電極3)の比抵抗が低くなる傾向がある。しかし、150℃以上の熱処理を行う場合、これらの熱処理条件に対する耐熱のないフィルムや基板材料を使用することができない。そのため、より低温で乾燥が可能な導電性ペーストを使用することで、離型フィルム1として採用できるフィルムや基材の種類の選択肢が大幅に拡がることになる。   Drying conditions by heat treatment of the conductive paste after screen printing are, for example, 100 ° C. to 300 ° C., 30 to 60 minutes, and the specific resistance of the conductive wiring (pattern electrode 3) formed at a high temperature for a long time becomes low. Tend. However, when heat treatment at 150 ° C. or higher is performed, a film or substrate material that does not have heat resistance against these heat treatment conditions cannot be used. Therefore, by using a conductive paste that can be dried at a lower temperature, choices of types of films and base materials that can be adopted as the release film 1 are greatly expanded.

また、熱処理温度が高くなるほどに、パターン電極3と受容性リリース層2との密着性が強くなり、剥離特性が劣化するという問題が発生することがある。乾燥工程を、より低温かつ短時間化することで、昇温、降温時間を含めた熱処理工程の処理時間が短縮することにより、熱処理装置の処理能力が向上し、製造コストの削減が可能となる。   Moreover, the higher the heat treatment temperature, the stronger the adhesion between the pattern electrode 3 and the receptive release layer 2, and the problem that the peeling characteristics deteriorate may occur. By shortening the drying process at a lower temperature and in a shorter time, the processing time of the heat treatment process including the temperature rise / fall time is shortened, thereby improving the processing capability of the heat treatment apparatus and reducing the manufacturing cost. .

本発明に使用できる低抵抗の導電性ペーストは導電性粉末を高充填する必要があり(導電性粉末)/(導電性粉末+エポキシ樹脂成分)×100≧90[wt.%]とする必要が有る。このような高充填の組成物を得るためには、導電性粉末としては例えば、平均粒径0.1〜10[μm]サイズの球状粉末と、平均粒径が2〜20[μm]のサイズのフレーク状粉末との混合粉末であり、タップ密度5.0〜5.5[g/cc]で充填できる導電性粉末を使用する。導電性粉末(粒子)の材料の例としては、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Pt(白金)、W(タングステン)、C(カーボン)が挙げられる。   The low-resistance conductive paste that can be used in the present invention needs to be highly filled with conductive powder (conductive powder) / (conductive powder + epoxy resin component) × 100 ≧ 90 [wt. %]. In order to obtain such a highly filled composition, as the conductive powder, for example, a spherical powder having an average particle diameter of 0.1 to 10 [μm] and a size having an average particle diameter of 2 to 20 [μm] are used. A conductive powder that can be filled with a tap density of 5.0 to 5.5 [g / cc] is used. Examples of the material of the conductive powder (particles) include Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Pt (platinum), W (tungsten), and C (carbon). .

さらに樹脂は、異なる2種類の樹脂(例えば粘度の異なる液状エポキシ樹脂の組合せや、室温で固形のエポキシ樹脂と液状のエポキシ樹脂の組合せ等)、硬化剤および溶剤から構成され得る。   Furthermore, the resin can be composed of two different types of resins (for example, a combination of liquid epoxy resins having different viscosities, a combination of a solid epoxy resin and a liquid epoxy resin at room temperature), a curing agent, and a solvent.

導電性ペースト、例えば銀ペースト、に含有する導電性粉末のフレーク状粉末と球状粉末との配合及びタップ密度、ならびに異なる粘度のエポキシ系樹脂組成物および硬化剤の配合を最適化することにより、120℃、15分の熱処理条件においても、低い比抵抗のパターン電極3を形成することが可能となる。   By optimizing the blend and tap density of the flaky powder and the spherical powder of the conductive powder contained in the conductive paste, such as the silver paste, and the blend of the epoxy resin composition and the curing agent having different viscosities, 120 The pattern electrode 3 having a low specific resistance can be formed even under heat treatment conditions at 15 ° C. for 15 minutes.

低抵抗なパターン電極3を形成(印刷)するための特に好適な導電性ペーストは、例えば、平均粒径0.1〜10[μm]サイズの球状導電性粉末と、平均粒径が2〜20[μm]のサイズのフレーク状導電性粉末との混合粉末であり、そのタップ密度が5.0〜5.5[g/cc]である導電性粉末と、樹脂(熱硬化性樹脂)として、単独もしくは2種類以上のエポキシ樹脂を混合し、その混合物のエポキシ当量が130〜800であるところのエポキシ樹脂配合物を使用し、導電性粉末とエポキシ樹脂との配合比率[(導電性粉末)/(導電性粉末+エポキシ樹脂成分)×100]が90〜96[wt.%]である。ここで言う粉末の平均粒径は、マイクロトラック測定(マイクロトラック粒度分布測定装置)により測定し求めたものである。なお、粒径測定は、マイクロトラック測定に限らず、それと等価な粒径を測定できる方法を用いても良い。   A particularly suitable conductive paste for forming (printing) the low-resistance pattern electrode 3 is, for example, a spherical conductive powder having an average particle size of 0.1 to 10 [μm] and an average particle size of 2 to 20 As a mixed powder with a flaky conductive powder having a size of [μm], the conductive powder having a tap density of 5.0 to 5.5 [g / cc], and a resin (thermosetting resin), Using an epoxy resin blend in which the epoxy equivalent of the mixture is 130-800, or a mixture of two or more types of epoxy resins, the blending ratio of conductive powder and epoxy resin [(conductive powder) / (Conductive powder + epoxy resin component) × 100] is 90 to 96 [wt. %]. The average particle size of the powder referred to here is obtained by measurement by microtrack measurement (microtrack particle size distribution measuring device). The particle size measurement is not limited to the microtrack measurement, and a method capable of measuring the equivalent particle size may be used.

なお、フレーク状粉末とは、二次元的な広がりを有する形状であり、薄片状または鱗片状と言い換えることができ、部分的に凹凸があり変形が見られても、全体として見た場合に、平板または厚みの薄い直方体に近い形状の粉末であればよく、球状粉末とは、部分的に凹凸があり変形が見られても、全体として見た場合に、直方体よりは立方体に近い立体形状の粉末であればよい。また、樹脂、硬化剤、溶剤は、導電性ペーストに用いられている公知のものを利用することができる。   In addition, flake-shaped powder is a shape having a two-dimensional spread, it can be paraphrased in the form of flakes or scales, even when partially uneven and seen deformation, when viewed as a whole, It is sufficient that the powder has a shape close to a flat plate or thin rectangular parallelepiped, and a spherical powder has a three-dimensional shape that is closer to a cube than a rectangular parallelepiped when viewed as a whole, even if there are irregularities and deformation is seen partially. Any powder may be used. Moreover, the resin, the hardening | curing agent, and the solvent can utilize the well-known thing used for the electrically conductive paste.

さらに異なる2種類の樹脂の配合比率は、印刷されたパターン電極の機械的強度や、樹脂の硬化収縮による導電性粉末(金属粉末等)間の接触(電気抵抗)に影響を与える。そのため、これら2種の配合比率を最適化することにより、低温(100〜150℃)、短時間(15〜30分)での熱乾燥によっても後述のように低い比抵抗(体積固有抵抗率)を実現できる。
なお、比抵抗ρは、通常の方法により測定できる。すなわち、温度25℃において、矩形状のパターンの両端の抵抗値Rを測定し、幅Wと長さL、段差計により測定した膜厚Tにより、ρ=RWT/Lの関係式より算出できる。
Furthermore, the blending ratio of the two different types of resins affects the mechanical strength of the printed pattern electrode and the contact (electric resistance) between conductive powders (metal powders, etc.) due to curing shrinkage of the resin. Therefore, by optimizing the mixing ratio of these two kinds, low specific resistance (volume specific resistivity) as described later even by thermal drying at low temperature (100 to 150 ° C.) and short time (15 to 30 minutes) Can be realized.
In addition, specific resistance (rho) can be measured by a normal method. That is, the resistance value R at both ends of the rectangular pattern is measured at a temperature of 25 ° C., and the width W, the length L, and the film thickness T measured by the step meter can be calculated from the relational expression of ρ = RWT / L.

最適な導電性ペースト(銀ペースト)を硬化することにより形成した導電性配線の比抵抗は、表1に示す通り、8×10−6〜5×10−5[Ωcm]という低い値を実現することができる。表1において、ペースト例1〜6が上記導電性ペーストの条件を満たす導電性ペーストであり、他方比較例1はタップ密度が上記条件より低く、比較例2は上記条件より配合比率が低い導電性ペーストである。ペースト例1〜6は、比較例1、2より低い比抵抗を有し、その値は8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であることが理解できる。 As shown in Table 1, the specific resistance of the conductive wiring formed by curing the optimal conductive paste (silver paste) realizes a low value of 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm]. be able to. In Table 1, paste examples 1 to 6 are conductive pastes that satisfy the conditions for the conductive paste, while comparative example 1 has a lower tap density than the above conditions, and comparative example 2 has a lower blending ratio than the above conditions. It is a paste. The paste examples 1-6 have a specific resistance lower than the comparative examples 1 and 2, and it can be understood that the value is 8 * 10 < -6 > -5 * 10 < -5 > [ohmcm].

表1.比抵抗の導電性ペースト依存性

Figure 2017189924
Table 1. Dependence of resistivity on conductive paste

Figure 2017189924

添加する溶剤によって、導電性ペーストの粘度を調整できる。スクリーン印刷においては、導電性ペーストが刷版のメッシュの開口部を通過して受容性リリース層2に印刷される。導電性ペーストの粘度が高過ぎると、流動性が低下し刷版の開口部に、導電性ペーストが完全に入り込まず、またメッシュを構成するステンレス線により導電性ペーストが途切れるため、十分な流動性を確保できるだけの溶剤を添加する必要がある。   The viscosity of the conductive paste can be adjusted by the solvent to be added. In screen printing, the conductive paste is printed on the receptive release layer 2 through the openings in the plate mesh. If the viscosity of the conductive paste is too high, the fluidity decreases and the conductive paste does not completely enter the opening of the printing plate, and the conductive paste is interrupted by the stainless steel wire constituting the mesh. It is necessary to add as much solvent as possible.

しかし、流動性を高めると、被印刷体の表面で導電性ペーストが広がり、滲み現象が生じてしまい、細い線幅の制御が困難となり、出来上がった配線幅は不均一で、凹凸のある平面および断面形状となり、パターン電極配線の膜厚も減少する。   However, when the fluidity is increased, the conductive paste spreads on the surface of the substrate to be printed, and the bleeding phenomenon occurs, making it difficult to control the thin line width, and the resulting wiring width is uneven, uneven surface and A cross-sectional shape is obtained, and the film thickness of the pattern electrode wiring also decreases.

そのため、従来50[μm]以下、特に30[μm]以下の細い線幅の形成は困難であり、均一な線幅のパターンを形成することが困難で、局所的なくびれや膨らみ(へび玉形状)を繰り返す不均一な線幅の形状となり、設計通りの細線を形成することができなかった。すなわち、配線の両側面の境界線が平行な2つの直線とならず、印刷性能が低いことになる。また、くびれ部分では、線幅が狭くなり、膜厚も薄くなるため、パターン電極3の抵抗値が増大し、膨らみ部分ではパターン電極3の開口率を低下し、透明導電性基材の光透過率を低下することとなる。   Therefore, it has been difficult to form a thin line width of 50 [μm] or less, particularly 30 [μm] or less, and it is difficult to form a pattern with a uniform line width. ), The shape of the non-uniform line width was repeated, and a thin line as designed could not be formed. That is, the boundary lines on both side surfaces of the wiring do not become two parallel straight lines, and the printing performance is low. Further, since the line width becomes narrower and the film thickness becomes thinner at the constricted portion, the resistance value of the pattern electrode 3 increases, and at the swollen portion, the aperture ratio of the pattern electrode 3 decreases, and the transparent conductive base material transmits light. The rate will be reduced.

しかし、本発明においては、受容性リリース層2上で、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法によりパターン電極を形成することができるため、流動性を高めた導電性ペーストを使用することが可能となる。   However, in the present invention, since the pattern electrode can be formed on the receptive release layer 2 by the screen printing method using the conductive paste, it is possible to use the conductive paste with improved fluidity. Become.

図2に、導電性ペースト(銀ペースト)を用いてスクリーン印刷法により、(a)受容性リリース層2を形成しない離型フィルム上に形成したパターン電極と、(b)上記受容性リリース層2を備えた離型フィルム1上に形成したパターン電極の形状とを比較して示す。スクリーン印刷は、24[μm]幅の溝状の開口パターンを感光性樹脂により形成した刷版を用いて印刷し、刷版のメッシュは、線径16μm、ピッチ51[μm](#500メッシュ)のステンレス製メッシュを使用した。パターン電極の線幅は、受容性リリース層2を有しない場合34.4[μm]であったが、受容性リリース層2を有する離型フィルム上においては22.3[μm]と、ほぼ刷版の線幅と等しい値であり、設計通りの良好な形状のパターン電極を印刷できることを確認した。なお、線幅は、形成されたパターン電極の最大幅で定義している。   FIG. 2 shows, by screen printing using a conductive paste (silver paste), (a) a patterned electrode formed on a release film on which the receptive release layer 2 is not formed, and (b) the receptive release layer 2. It compares and shows the shape of the pattern electrode formed on the release film 1 provided with. Screen printing is performed using a printing plate in which a groove opening pattern having a width of 24 [μm] is formed of a photosensitive resin, and the mesh of the printing plate is a wire diameter of 16 μm and a pitch of 51 [μm] (# 500 mesh). A stainless steel mesh was used. The line width of the pattern electrode was 34.4 [μm] when the receptive release layer 2 was not provided, but 22.3 [μm] on the release film having the receptive release layer 2 was almost printed. The value was equal to the line width of the plate, and it was confirmed that a pattern electrode having a good shape as designed could be printed. The line width is defined by the maximum width of the formed pattern electrode.

また、離型フィルム1上に受容性リリース層2を有する場合には、明らかに配線パターン形状が良好になり、配線幅の不均一性を解消できることが理解できる。パターン配線幅の均一性を評価するための指標として、最大線幅と最小線幅との差を刷版線幅で除した値を用いた。50μm以下の線幅に対して従来パターン電極の値は50〜100[%]であったものが、本発明においては25[%]以下にまで減少し、大きく改善することが分かる。   Further, it can be understood that when the receptive release layer 2 is provided on the release film 1, the wiring pattern shape is clearly improved and the non-uniformity of the wiring width can be eliminated. As an index for evaluating the uniformity of the pattern wiring width, a value obtained by dividing the difference between the maximum line width and the minimum line width by the printing plate line width was used. It can be seen that the value of the conventional pattern electrode is 50 to 100 [%] for a line width of 50 [mu] m or less, but is reduced to 25 [%] or less in the present invention, which is greatly improved.

このように滲みが解消される理由は、以下のように考えられる。
受容性リリース層2中に含有する固体粒子の平均粒径を、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径より、十分小さい値、すなわち2桁小さい値とすることで、導電性ペーストの溶剤分のみが受容性リリース層2に吸い込まれる。その結果、受容性リリース層2に吸収されずに残った導電性ペースト(樹脂と導電性粉末)の弾性が大きくなり濡れ拡がらなくなるからである。
The reason why bleeding is eliminated in this way is considered as follows.
By setting the average particle size of the solid particles contained in the receptive release layer 2 to a value sufficiently smaller than the average particle size of the conductive powder contained in the conductive paste, that is, a value two orders of magnitude smaller, Only the solvent content is sucked into the receptive release layer 2. As a result, the elasticity of the conductive paste (resin and conductive powder) remaining without being absorbed in the receptive release layer 2 is increased and the wet paste does not spread.

そのため、配線端部のプロファイルにおいて、滲みの発生を防止できない場合、印刷された配線の側部(基板との境界から最大膜厚の点まで)断面は裾引きがある形状をなすが、滲みの発生を防止することにより印刷された配線では裾引きがない形状を実現できる。本実施形態によれば、狭いスクリーンメッシュを通過できる流動性を持ちながら、裾引きがない断面形状を有する電極配線を初めて形成することができる。   Therefore, if the occurrence of bleeding cannot be prevented in the profile of the wiring end, the cross section of the printed wiring side (from the boundary with the substrate to the point of the maximum film thickness) has a tail shape, By preventing the occurrence, the printed wiring can realize a shape without a tail. According to this embodiment, it is possible to form for the first time an electrode wiring having a fluidity that can pass through a narrow screen mesh and having a cross-sectional shape that does not skirt.

なお、本明細書において裾引きとは配線端部で基板に繋がる部分が緩やかな傾きで繋がる部分であり、裾引きがない形状とは、具体的には配線の最大厚みに対して20[%]に満たない厚みの領域(幅)が、線幅に対して20[%]以下であることを意味する。   In the present specification, the skirting is a portion where the portion connected to the substrate at the wiring end portion is connected with a gentle inclination, and the shape without the skirting is specifically 20 [% of the maximum thickness of the wiring. ] Means that the area (width) with a thickness less than] is 20% or less with respect to the line width.

また、上記のように裾引きは滲み現象によって生じるため、滲み部分とそれ以外の部分との境界部分において、配線断面のプロファイルが大きく変化し、曲率半径の符号が変化する点が生じる。   Further, as described above, since the skirting is caused by the bleeding phenomenon, the profile of the wiring cross section changes greatly at the boundary portion between the bleeding portion and the other portion, and the sign of the curvature radius changes.

このように受容性リリース層2上に形成されたパターン電極3の断面形状は椀型であり、配線幅が15〜50[μm]においてアスペクト比が0.15〜0.5であり、特に線幅15〜30[μm]におけるアスペクト比は0.15〜0.20であり、線幅30〜50[μm]におけるアスペクト比は0.20〜0.50である。そのため、従来の手法により形成されたパターン電極と比較し、厚いパターン電極を形成することができ、パターン電極3の抵抗を下げるとともに、光透過率を向上させることができる。
なお、椀型とは、後述の集電電極である透明樹脂とパターン電極との界面は直線であって、この界面に平行なパターン電極の幅は界面部分で最大で、界面から遠ざかるにしたがってなだらかに減少し、パターン電極と透明樹脂層の界面が尖った部分を有しない形状であり、この形状によって、有機薄膜太陽電池などの製品を曲げたときの応力集中を避け、界面の剥離、透明樹脂層やパターン電極の損傷を防止することができる。
Thus, the cross-sectional shape of the pattern electrode 3 formed on the receptive release layer 2 is a saddle shape, the aspect ratio is 0.15 to 0.5 when the wiring width is 15 to 50 [μm], The aspect ratio in a width of 15 to 30 [μm] is 0.15 to 0.20, and the aspect ratio in a line width of 30 to 50 [μm] is 0.20 to 0.50. Therefore, compared with the pattern electrode formed by the conventional method, a thick pattern electrode can be formed, the resistance of the pattern electrode 3 can be lowered, and the light transmittance can be improved.
Note that the saddle type is a straight line at the interface between the transparent electrode, which will be described later, and the pattern electrode, and the width of the pattern electrode parallel to this interface is the maximum at the interface part, and gradually increases as the distance from the interface increases. The shape of the pattern electrode and the transparent resin layer does not have a sharp point, and this shape avoids stress concentration when bending products such as organic thin-film solar cells. Damage to the layer and pattern electrode can be prevented.

このように、8×10−6〜5×10−5[Ωcm]の低い比抵抗を得られる導電性ペーストを用い、受容性リリース層2の採用により滲みを防止したプロセスにより形成されたパターン電極をもつ透明導電フィルムは、5[Ω/□]以下といった低い表面抵抗のものが得られる。 Thus, the pattern electrode formed by the process which used the electroconductive paste which can obtain the low specific resistance of 8 * 10 < -6 > -5 * 10 < -5 > [ohmcm], and prevented the bleeding by adoption of the receptive release layer 2 A transparent conductive film having a low surface resistance of 5 [Ω / □] or less can be obtained.

さらに本発明においては、受容性リリース層2は、最終的に除去する構成とするため、その光透過率に関する拘束を受けることなく、十分な溶媒吸収特性を有し、滲み防止効果のある材料を選択することができる。   Further, in the present invention, since the receptive release layer 2 is configured to be finally removed, a material having sufficient solvent absorption characteristics and having an effect of preventing bleeding without being restricted by the light transmittance. You can choose.

すなわち、受容性リリース層2が含有する固体粒子による乱反射が生じても、あるいは固体粒子そのものの光透過性が低くても、固体粒子は、受容性リリース層2とともにパターン電極3および透明樹脂層上から実質的に除去されるため、透明導電性基板の光透過性に影響を与えたり、透明電極との接触面積低下による抵抗増大を引き起こすレベルの固体粒子が残存することはない。なお固体粒子の除去の状況は、顕微鏡等の光学的手段により確認すればよく、TEM等の微量分析によってのみ検出される程度の固体粒子の残は、これらの特性に影響を与えることは無い。   That is, even if irregular reflection occurs due to the solid particles contained in the receptive release layer 2 or the light transmittance of the solid particles themselves is low, the solid particles are formed on the pattern electrode 3 and the transparent resin layer together with the receptive release layer 2. Therefore, solid particles of a level that does not affect the light transmittance of the transparent conductive substrate or cause an increase in resistance due to a decrease in contact area with the transparent electrode do not remain. The state of removal of the solid particles may be confirmed by optical means such as a microscope, and the remaining solid particles that are detected only by microanalysis such as TEM do not affect these characteristics.

図3は、受容性リリース層を形成する材料の組成物のシリカ粒子の含有率を変え、形成された受容性リリース層の表面のSEM像である。シリカ粒子の分散液は、扶桑化学工業(株)製のPL−1−Tol(シリカ粒子径 10〜15nm、濃度20[Wt%]、有機溶媒:トルエン、)を一例として用いた。PL−1−Tolの量2.5[g]に対して、図3(a)は、PMPS(ポリシラン)およびTMPTA(アクリル樹脂)を各100[mg]配合した材料(リリース層条件1)、図3(b)は、PMPS(ポリシラン)およびTMPTA(アクリル樹脂)を各150[mg]を配合した材料(リリース層条件2)により形成した受容性リリース層の表面SEM写真である。   FIG. 3 is an SEM image of the surface of the receptive release layer formed by changing the content of silica particles in the composition of the material forming the receptive release layer. As a dispersion of silica particles, PL-1-Tol (silica particle diameter: 10 to 15 nm, concentration: 20 [Wt%], organic solvent: toluene) manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. was used as an example. FIG. 3A shows a material (release layer condition 1) in which 100 [mg] each of PMPS (polysilane) and TMPTA (acrylic resin) is added to the amount of PL-1-Tol of 2.5 [g]. FIG. 3B is a surface SEM photograph of a receptive release layer formed of a material (release layer condition 2) in which 150 [mg] each of PMPS (polysilane) and TMPTA (acrylic resin) are blended.

明らかに両者の表面モフォロジーに差が見られ、シリカ粒子の含有率が多い図3(a)の方が、表面に観察される孔(ボイド)が多く、シリカ粒子の含有率が多くなるほど多孔質膜になることが理解できる。このようにボイドに起因した光散乱により白濁する傾向があるが、受容性リリース層2は除去されるため、その影響を懸念する必要は無い。   Clearly, there is a difference in the surface morphology between the two, and in FIG. 3 (a) where the content of silica particles is larger, the number of voids observed on the surface is larger, and the higher the content of silica particles, the more porous It can be understood that it becomes a film. Thus, although there exists a tendency which becomes cloudy by the light scattering resulting from a void, since the receptive release layer 2 is removed, it is not necessary to worry about the influence.

これらのリリース層条件1およびリリース層条件2により形成した受容性リリース層2上に、導電性ペーストを用いて細線のパターンを印刷し、その形状を比較した。その結果、リリース層条件1により形成した受容性リリース層2上の配線は、配線幅が均一でくびれや膨らみが無く、良好な配線形状を示すが、リリース層条件2により形成した受容性リリース層2上の配線は、配線幅が均一ではなく、くびれや膨らみが観察された。受容性リリース層2表面の孔の量が多い方が銀ペーストの溶媒を効率よく吸収するため、配線の線幅の均一性が向上するものと考えられる。なお、図2(b)に示す写真は、図3(a)の受容性リリース層を使用したものである。   On the receptive release layer 2 formed under these release layer conditions 1 and 2, a thin line pattern was printed using a conductive paste, and the shapes were compared. As a result, the wiring on the receptive release layer 2 formed under the release layer condition 1 has a uniform wiring width and no constriction or swelling, and exhibits a good wiring shape, but the receptive release layer formed according to the release layer condition 2 The wiring on No. 2 was not uniform in width, and constriction and swelling were observed. It is considered that the uniformity of the line width of the wiring is improved because the larger amount of holes on the surface of the receptive release layer 2 absorbs the solvent of the silver paste more efficiently. The photograph shown in FIG. 2 (b) is one using the receptive release layer of FIG. 3 (a).

上記例においては、PL−1−Tol量2.5[g]に対し、PMPSおよびTMPTAを各100[mg]配合した材料を受容性リリース層の形成に使用した場合に、良好な配線形状を得ることができたが、この配合量はシリカ粒子径にも依存する。シリカ粒子径の大きいシリカ分散液を用いた場合、PMPSおよびTMPTAの量は、増やすことができる。樹脂量を多くすることにより、受容性リリース層2の固体粒子間の結合が強くなり、剥離に対する機械的強度も向上する。シリカ粒子径およびそれに対応して、各樹脂の配合を最適化すれば良い。   In the above example, when a material containing 100 [mg] of PMPS and TMPTA is used for forming a receptive release layer for a PL-1-Tol amount of 2.5 [g], a good wiring shape is obtained. Although it could be obtained, the blending amount also depends on the silica particle diameter. When a silica dispersion having a large silica particle diameter is used, the amount of PMPS and TMPTA can be increased. By increasing the amount of resin, the bond between the solid particles of the receptive release layer 2 is strengthened, and the mechanical strength against peeling is also improved. What is necessary is just to optimize the compounding of each resin corresponding to a silica particle diameter and it.

また、離型特性を調整するため、フッ素添加剤を受容性リリース層2に含有させ、剥離強度の調整を行うことも可能である。フッ素添加剤として、例えばFOTESが挙げられるが、これに限定するものではない。   Further, in order to adjust the release characteristics, it is possible to adjust the peel strength by adding a fluorine additive to the receptive release layer 2. Examples of the fluorine additive include FOTES, but are not limited thereto.

受容性リリース層2は、後工程において剥離特性を有する必要があるが、導電性ペーストの組成の最適化により熱乾燥温度の低温で施すことが可能となるため、剥離特性の劣化を防止することができる。   The receptive release layer 2 needs to have a peeling property in a subsequent process, but can be applied at a low heat drying temperature by optimizing the composition of the conductive paste, thus preventing deterioration of the peeling property. Can do.

上記説明においては、耐熱性に乏しい離型フィルム1上に、導電性ペーストの低温乾燥でパターン電極を形成する例について説明したが、離型フィルム1の材質として、耐熱性のある材料、例えばガラスフィルムを使用し、高温(例えば150℃〜300℃)の熱処理温度で、導電性ペースト(例えば銀ペースト)を乾燥し、場合によってはさらに焼成(例えば400〜600℃)しても良い。受容性リリース層2の固体粒子として、耐熱性のあるシリカやアルミナを使用できるうえ、PMPS由来のシリカ成分が粒子を結合させるからである。   In the above description, the example in which the pattern electrode is formed on the release film 1 having poor heat resistance by low-temperature drying of the conductive paste has been described. However, the release film 1 is made of a heat-resistant material such as glass. Using a film, the conductive paste (eg, silver paste) may be dried at a high heat treatment temperature (eg, 150 ° C. to 300 ° C.), and may be further baked (eg, 400 to 600 ° C.) in some cases. This is because heat-resistant silica or alumina can be used as the solid particles of the receptive release layer 2 and the silica component derived from PMPS binds the particles.

導電性ペーストの導電性粉末に使用する導電性材料は、銀の他の金属、例えば銅、金、アルミニウム、白金、タングステンやカーボンを用いても良い。   As the conductive material used for the conductive powder of the conductive paste, other metals such as copper, gold, aluminum, platinum, tungsten, and carbon may be used.

次に、図1(c)に示すように、受容性リリース層2およびパターン電極3上にアクリル系の紫外線(UV)硬化樹脂をコーティングすることにより、透明樹脂層4を、例えば15[μm]形成する。透明樹脂層4は、アクリル系の他、エステル系、シリコーン系、エポキシ系などの透明な樹脂を用いることができる。また、膜厚は、パターン電極3より厚くすることにより、パターン電極3の表面を覆うことができる。パターン電極3は、受容性リリース層2との接触面以外は、透明樹脂層4により覆われる構造となるが、透明樹脂層4の流動性により、その表面は平坦(断面が直線状すなわち透明樹脂層との段差が無い形状)になる。   Next, as shown in FIG. 1 (c), the transparent resin layer 4 is, for example, 15 [μm] by coating the receptive release layer 2 and the pattern electrode 3 with an acrylic ultraviolet (UV) curable resin. Form. The transparent resin layer 4 can be made of an acrylic resin or a transparent resin such as an ester resin, a silicone resin, or an epoxy resin. Moreover, the surface of the pattern electrode 3 can be covered by making the film thickness thicker than the pattern electrode 3. The pattern electrode 3 has a structure covered with the transparent resin layer 4 except for the contact surface with the receptive release layer 2, but the surface of the pattern electrode 3 is flat (the cross section is linear, ie, transparent resin) due to the fluidity of the transparent resin layer 4. Shape without a step with the layer).

透明樹脂層4の形成に使用する樹脂は、UV硬化樹脂を用いるのが好ましい。透明樹脂層4は単一の層であってもよいし、複数の層から構成されていてもよい。   The resin used for forming the transparent resin layer 4 is preferably a UV curable resin. The transparent resin layer 4 may be a single layer or may be composed of a plurality of layers.

さらに、透明樹脂層4上に接着層を、コーティングまたは印刷により形成しても良い。   Further, an adhesive layer may be formed on the transparent resin layer 4 by coating or printing.

なお、透明樹脂層4は印刷により形成した場合、パターン電極3を印刷した領域の直上のみに透明樹脂層4を形成するため、材料コストが下がるという利点がある。   In addition, when the transparent resin layer 4 is formed by printing, since the transparent resin layer 4 is formed only immediately above the area where the pattern electrode 3 is printed, there is an advantage that the material cost is reduced.

次に、図1(d)に示すように、厚さ50から250μmのPETフィルムからなる基材5を積層(ラミネート)する。基材5は、PETの他、PEN、COP、PC(ポリカーボネート)、PMMA(アクリル)、PI(ポリイミド)、LCP(液晶ポリマー)などフレキシブル性に飛んだプラスチックフィルムや、200μm以下の可撓性のあるガラス基材(所謂ガラスフィルム)を用いることができる。上述のように、透明樹脂層4は流動性があるため、透明樹脂層4と基材5との界面は平坦である。   Next, as shown in FIG. 1D, a base material 5 made of a PET film having a thickness of 50 to 250 μm is laminated (laminated). The base material 5 is PET, PEN, COP, PC (polycarbonate), PMMA (acrylic), PI (polyimide), LCP (liquid crystal polymer) and other flexible plastic films, and a flexible film of 200 μm or less. A certain glass substrate (so-called glass film) can be used. As described above, since the transparent resin layer 4 has fluidity, the interface between the transparent resin layer 4 and the substrate 5 is flat.

また、基材5上に1〜10μmの耐摩耗層(ハードコート)、100〜150nmの反射防止層やガスバリア層を形成しても良い。これによって、透明電極基材の耐摩耗性や全光線透過率、ガスバリア性が向上する。また、透明基材2や該耐摩耗層、反射防止層は紫外線(UV)吸収剤を含むものであってもよい。   Moreover, you may form a 1-10 micrometers abrasion-resistant layer (hard coat), a 100-150 nm antireflection layer, and a gas barrier layer on the base material 5. FIG. This improves the abrasion resistance, total light transmittance, and gas barrier properties of the transparent electrode substrate. Further, the transparent substrate 2, the wear-resistant layer, and the antireflection layer may contain an ultraviolet (UV) absorber.

その後、透明樹脂層4の硬化処理を行う。透明樹脂層4としてUV硬化樹脂を用いる場合、紫外線(UV)を基材5側から透明樹脂層4に向かって照射する。基材5を形成後に透明樹脂層4を硬化させるため、硬化処理時の透明樹脂層4の収縮による変形の影響を軽減し、パターン電極3と透明樹脂層4との段差が生じにくくなる。   Thereafter, the transparent resin layer 4 is cured. When a UV curable resin is used as the transparent resin layer 4, ultraviolet rays (UV) are irradiated from the substrate 5 side toward the transparent resin layer 4. Since the transparent resin layer 4 is cured after the base material 5 is formed, the influence of deformation due to the shrinkage of the transparent resin layer 4 during the curing process is reduced, and a step between the pattern electrode 3 and the transparent resin layer 4 is less likely to occur.

次に、図4(a)に示すように、透明樹脂層4およびパターン電極3と、受容性リリース層2との界面において、離型フィルム1と受容性リリース層2とを剥離し、透明樹脂層4とパターン電極3を露出する。   Next, as shown in FIG. 4 (a), the release film 1 and the receptive release layer 2 are peeled off at the interface between the transparent resin layer 4 and the pattern electrode 3 and the receptive release layer 2 to obtain a transparent resin. The layer 4 and the pattern electrode 3 are exposed.

パターン電極3および透明樹脂層4の露出した表面は、面一となる。また、パターン電極3の露出した表面以外は、透明樹脂層4で囲まれている。そのため、パターン電極3は透明樹脂層4に埋め込まれた構成となる。   The exposed surfaces of the pattern electrode 3 and the transparent resin layer 4 are flush. Moreover, the surface other than the exposed surface of the pattern electrode 3 is surrounded by the transparent resin layer 4. Therefore, the pattern electrode 3 is embedded in the transparent resin layer 4.

受容性リリース層2は、上述のとおり剥離に対して十分な機械的強度を有し、剥離工程において破断を生じることは無い。また、剥離に必要な強度は、フッ素添加剤によって調整してもよい。   The receptive release layer 2 has sufficient mechanical strength against peeling as described above, and does not break in the peeling process. Moreover, you may adjust the intensity | strength required for peeling with a fluorine additive.

次に、図4(b)に示すように、透明樹脂層4およびパターン電極3の露出した表面に集電電極として透明導電膜6、例えばITO膜を形成する。透明導電膜6は、透明で導電性があればよく、ITO系膜の他、ZnO系、SnO2系、TiO2系、導電性高分子(PEDOT/PSS)、メタルナノワイヤー(MNW)、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン等や、これらの組合せた材料を用いることができる。透明導電膜6は、単一の層でも複数の層から構成されていても良い。   Next, as shown in FIG. 4B, a transparent conductive film 6, for example, an ITO film is formed as a collecting electrode on the exposed surfaces of the transparent resin layer 4 and the pattern electrode 3. The transparent conductive film 6 only needs to be transparent and conductive. In addition to the ITO-based film, the ZnO-based, SnO2-based, TiO2-based, conductive polymer (PEDOT / PSS), metal nanowire (MNW), carbon nanotube ( CNT), graphene, and the like, or a combination thereof can be used. The transparent conductive film 6 may be composed of a single layer or a plurality of layers.

透明導電膜6のITOの膜厚は、薄すぎると抵抗が高くなり、厚すぎると製造コストが増大し、また可撓性を損なうため、10〜150nmであることが好ましく、10〜30nmであることがさらに好ましい。   If the ITO film thickness of the transparent conductive film 6 is too thin, the resistance will be high, and if it is too thick, the manufacturing cost will increase and the flexibility will be impaired, so it is preferably 10 to 150 nm, and preferably 10 to 30 nm. More preferably.

図5は、透明樹脂層4を印刷法により形成した場合の図4(b)の工程の段階での透明導電性基材の断面構造図である。印刷で透明樹脂層4をパターン電極2形成領域上のみに形成しているため、基材5上に部分的に透明樹脂層4が形成されている。最終製品、例えば有機太陽電池等の受光面や有機EL素子の発光面等に本導電性基材を転写する場合、パターン電極2と透明樹脂層4が積層されている領域を使用する。
そのため、透明導電性膜6を蒸着等により全面に形成した場合、パターン電極2と透明樹脂層4が積層されている領域と、それ以外の領域との境界で段差が生じるが、実使用において問題は無い。
FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of the transparent conductive substrate at the stage of the process of FIG. 4B when the transparent resin layer 4 is formed by a printing method. Since the transparent resin layer 4 is formed only on the pattern electrode 2 formation region by printing, the transparent resin layer 4 is partially formed on the substrate 5. When the conductive substrate is transferred to a final product, for example, a light-receiving surface of an organic solar cell or a light-emitting surface of an organic EL element, a region where the pattern electrode 2 and the transparent resin layer 4 are laminated is used.
Therefore, when the transparent conductive film 6 is formed on the entire surface by vapor deposition or the like, there is a step at the boundary between the region where the pattern electrode 2 and the transparent resin layer 4 are laminated and the other region, but there is a problem in actual use. There is no.

1 離型フィルム
2 受容性リリース層
3 パターン電極
4 透明樹脂
5 基材
6 透明導電膜
101 ホール輸送層
102 活性層
103 電子輸送層
104 透明基材
105 透明電極
106 アルミニウム電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Release film 2 Receptive release layer 3 Pattern electrode 4 Transparent resin 5 Base material 6 Transparent electrically conductive film 101 Hole transport layer 102 Active layer 103 Electron transport layer 104 Transparent base material 105 Transparent electrode 106 Aluminum electrode

本発明は、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、有機EL素子等に使用可能な透明導電性フィルムおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a transparent conductive film that can be used for an organic thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell, an organic EL element, and the like, and a method for producing the same.

有機薄膜太陽電池(OPV)、色素増感太陽電池(DSC)など光電変換素子の受光面側、有機EL素子(OLED)など発光素子の発光面側には透明電極が用いられている。有機薄膜太陽電池は、発電効率は低いものの、製造コストが低く、さらに軽量で、曲げることができるという利点のため、様々な分野での応用が期待されている。そのため、透明電極は、これらの利点を損なわないことが必要である。   Transparent electrodes are used on the light-receiving surface side of photoelectric conversion elements such as organic thin-film solar cells (OPV) and dye-sensitized solar cells (DSC), and on the light-emitting surface side of light-emitting elements such as organic EL elements (OLED). Organic thin-film solar cells are expected to be applied in various fields due to the advantages of low power generation efficiency, low manufacturing cost, light weight and bendability. Therefore, it is necessary for the transparent electrode not to impair these advantages.

有機薄膜太陽電池は、例えば図6に示すように、ホール輸送層101と活性層102と電子輸送層103との積層構造である機能層を、透明基材104上に形成された受光面である透明電極105と、その対向電極であるアルミニウム電極106で挟みこんだ構造を有している。また近年、ホール輸送層101と電子輸送層103の積層順が逆になった逆構造の有機薄膜太陽電池も開発されている。   For example, as shown in FIG. 6, the organic thin film solar cell is a light-receiving surface in which a functional layer having a stacked structure of a hole transport layer 101, an active layer 102, and an electron transport layer 103 is formed on a transparent substrate 104. It has a structure sandwiched between a transparent electrode 105 and an aluminum electrode 106 which is the counter electrode. In recent years, an organic thin film solar cell having an inverted structure in which the stacking order of the hole transport layer 101 and the electron transport layer 103 is reversed has been developed.

透明電極は、高い光透過率(80%以上)と低いシート抵抗(5Ω/□以下)が要求されるため、インジウム錫酸化物(ITO)が用いられることが多いが、透明電極の抵抗を下げるためには、ITOの膜厚を300〜400nmに設定する必要がある。しかし、高価なインジウムを使用するため、製造コストが高くなる上、ITO膜が硬いため可撓性が低下し、有機薄膜太陽電池の持つ利点が損なわれてしまうという問題がある。そのため、厚膜のITO膜に替えて、グリッド状(格子状)の金属製のパターン電極に集電電極として薄膜のITO膜を積層した電極が開発されている。   The transparent electrode requires high light transmittance (80% or more) and low sheet resistance (5Ω / □ or less), so indium tin oxide (ITO) is often used, but the resistance of the transparent electrode is lowered. Therefore, it is necessary to set the film thickness of ITO to 300 to 400 nm. However, since expensive indium is used, there is a problem that the manufacturing cost is increased and the ITO film is hard, so that the flexibility is lowered and the advantages of the organic thin film solar cell are impaired. Therefore, in place of the thick ITO film, an electrode in which a thin ITO film is laminated as a collecting electrode on a grid-like (lattice-like) metal pattern electrode has been developed.

有機薄膜太陽電池等で使用する透明電極の基材は、多くの場合可撓性のある透明基材に集電電極を形成することになる。この透明基材として廉価で可撓性のある材料は、PET等のように耐熱性が150℃程度のものが多い。そのため集電電極に形成するパターン電極は、150℃以下の低温プロセスで形成することが好ましい。低温での形成が可能であれば、透明基材として、幅広く材料の選択ができ、様々な用途に活用することが可能となるからである。   In many cases, a transparent electrode substrate used in an organic thin film solar cell or the like forms a collecting electrode on a flexible transparent substrate. Inexpensive and flexible materials for this transparent substrate are often those having a heat resistance of about 150 ° C. such as PET. Therefore, the pattern electrode formed on the current collecting electrode is preferably formed by a low temperature process of 150 ° C. or lower. This is because if it can be formed at a low temperature, a wide variety of materials can be selected as the transparent substrate, and it can be used for various applications.

また、有機薄膜太陽電池等の製品の製造コストを下げるためには、パターン電極も低コストにパターニングすることが重要であり、パターニング方法としては、スクリーン印刷を用いることができる。スクリーン印刷は、金属等の導電性粉末を含有する導電性ペースト(金属ペースト)を、スクリーン印刷版に描画された開口パターン部を介して、印刷対象物である透明基材上に付着させる印刷方法である。   In order to reduce the manufacturing cost of products such as organic thin-film solar cells, it is important to pattern the pattern electrodes at a low cost, and screen printing can be used as a patterning method. Screen printing is a printing method in which a conductive paste (metal paste) containing conductive powder such as metal is attached to a transparent substrate that is a printing object through an opening pattern portion drawn on a screen printing plate. It is.

しかしながら、パターン電極上に形成するITO膜は、通常PVD法により形成するため、グリッド状のパターン電極の段差部分において、ITO膜が途切れてしまい、連続したITO膜が形成されないことがある。そのため、グリッド状のパターン電極の段差を解消する方法が、特許文献1および特許文献2に開示されている。   However, since the ITO film formed on the pattern electrode is usually formed by the PVD method, the ITO film is interrupted at the step portion of the grid-like pattern electrode, and a continuous ITO film may not be formed. Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method for eliminating the level difference of the grid-shaped pattern electrode.

特表2013−524536号公報Special table 2013-524536 gazette 特開2013−102055号公報JP2013-102055A

近年、省エネルギーが推進される中、有機薄膜太陽電池の発電効率向上のため、フレキシブル(可撓性のある)基板において透明電極の光透過率の向上とシート抵抗の低減とを両立させる低温プロセス技術の開発が進められている。特に、フレキシブルかつ低価格の材料の多くは、上記の通り耐熱性に乏しく、配線抵抗低減の目的で500℃程度の高温熱処理(焼成)を行うことが困難であり、透明電極で使用される集電電極の細線化と低抵抗化との両立を、低温度プロセスで実現することが重要となる。   In recent years, energy conservation has been promoted. Low-temperature process technology that achieves both improvement of light transmittance of transparent electrode and reduction of sheet resistance in a flexible substrate to improve power generation efficiency of organic thin-film solar cells. Development is underway. In particular, many flexible and low-cost materials have poor heat resistance as described above, and it is difficult to perform high-temperature heat treatment (firing) at about 500 ° C. for the purpose of reducing wiring resistance. It is important to realize both the thinning of the electric electrode and the low resistance by a low temperature process.

特許文献1は、金属ナノ粒子を溶媒に分散させ、コーティングによりグリッド電極を形成することが記載されているものの、どの程度の幅の電極配線をどの程度の比抵抗(体積固有抵抗率)で実現できるのか、具体的にどのような条件で形成を行うのか不明である。   Although Patent Document 1 describes that a metal electrode is dispersed in a solvent and a grid electrode is formed by coating, an electrode wiring having a certain width and a specific resistance (volume resistivity) are realized. It is unclear whether it can be done or under what conditions.

特許文献2は、スクリーン印刷法を用いたパターン電極配線の具体的形成方法が開示されているものの、パターン電極(グリッド電極)の最小配線幅は50[μm]程度であり、さらなる微細な配線について低抵抗で再現性よく形成する技術までは開示されていない。   Although Patent Document 2 discloses a specific method of forming a pattern electrode wiring using a screen printing method, the minimum wiring width of the pattern electrode (grid electrode) is about 50 [μm], and further fine wiring No technology has been disclosed up to forming with low resistance and good reproducibility.

本発明はこれらの点を考慮してなされたものであり、アスペクト比を確保し、線幅を均一にすることで、50[μm]以下、特に30[μm]の微細な線幅においても低抵抗なパターン電極配線を備えた透明導電性基材、およびその透明導電性基材を、安価で、低温プロセスで製造できる製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in consideration of these points. By ensuring the aspect ratio and making the line width uniform, the present invention is low even at a fine line width of 50 [μm] or less , particularly 30 [μm]. It aims at providing the manufacturing method which can manufacture a transparent conductive base material provided with the resistive pattern electrode wiring, and the transparent conductive base material with a low-temperature process cheaply.

なお、本発明にかかる透明導電性基材は、例えば有機太陽電池等の光電変換装置や表示装置に有効に活用できるが、その用途は限定されるものではなく、他の幅広い用途への活用も可能である。また、本発明は、耐熱性の乏しい可撓性の透明基材上において、特にその優位性を見いだすことができるが、高耐熱な基材に対しても、本発明が適用できることは言うまでもない。   The transparent conductive substrate according to the present invention can be effectively used for, for example, a photoelectric conversion device such as an organic solar cell or a display device, but its use is not limited and can be used for a wide variety of other purposes. Is possible. In addition, the present invention can find particularly superiority on a flexible transparent substrate having poor heat resistance, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a substrate having high heat resistance.

本発明に係る積層体の製造方法の一態様は、離型フィルムの表面に固体粒子を含有する受容性リリース層を形成する工程と、導電性ペーストを使用しパターン電極を印刷する工程と、One aspect of the method for producing a laminate according to the present invention includes a step of forming a receptive release layer containing solid particles on the surface of a release film, a step of printing a pattern electrode using a conductive paste,
前記受容性リリース層および前記パターン電極の表面に透明樹脂層を形成する工程と、Forming a transparent resin layer on the surface of the receptive release layer and the pattern electrode;
前記透明樹脂層上に透明基材を積層する工程とを含むことを特徴とする。And laminating a transparent substrate on the transparent resin layer.

上記製造方法において、  In the above manufacturing method,
固体粒子は、無機物粒子、高分子、有機物粒子から選択される少なくともいずれか1つで構成されていてもよい。例えば、前記固体粒子は、シリカ、アルミナ、ポリスチレンから選択される少なくともいずれか1つで構成されていてもよい。The solid particles may be composed of at least one selected from inorganic particles, polymers, and organic particles. For example, the solid particles may be composed of at least one selected from silica, alumina, and polystyrene.

上記製造方法において、  In the above manufacturing method,
受容性リリース層を形成する工程は、アクリル系樹脂と、無機物粒子で構成される前記固体粒子と、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)とを添加する工程を含むようにしてもよい。また、前記受容性リリース層を形成する工程は、光重合開始剤を添加する工程を更に含んでいてもよい。The step of forming the receptive release layer may include a step of adding acrylic resin, the solid particles composed of inorganic particles, and polymethylphenylsilane (PMPS). The step of forming the receptive release layer may further include a step of adding a photopolymerization initiator.

上記製造方法において、  In the above manufacturing method,
受容性リリース層を形成する工程は、溶媒を添加する工程を更に含んでいてもよい。The step of forming the receptive release layer may further include the step of adding a solvent.

上記製造方法において、  In the above manufacturing method,
受容性リリース層を形成する工程は、フッ素官能基を持つシランカップリング剤を添加する工程を更に含んでいてもよい。前記シランカップリング剤は、例えばFOTESなどであってもよい。The step of forming the receptive release layer may further include a step of adding a silane coupling agent having a fluorine functional group. The silane coupling agent may be, for example, FOTES.

上記製造方法において、In the above manufacturing method,
前記パターン電極を印刷する工程は、導電性粉末を分散させた導電性ペーストをスクリーン印刷する工程と、乾燥工程とを含んでいてもよい。また、この乾燥工程は、熱処理による乾燥工程であって、その条件は、100℃〜300℃、30〜60分であるように構成してもよいし、より耐熱性の低い基板に対しては、100℃〜150℃、30〜60分であるように構成してもよい。この場合、前記導電性粉末は、タップ密度5.0〜5.55[g/cc]で充填できる導電性粉末であるように構成してもよい。また、前記導電性粉末は、平均粒径0.1〜10[μm]サイズの球状粉末と、平均粒径が2〜20[μm]サイズのフレーク状粉末の混合粉末であるように構成してもよい。前記導電性粉末の材料は、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Pt(白金)、W(タングステン)及びC(カーボン)から選択されるいずれか1つを含むように構成してもよい。The step of printing the pattern electrode may include a step of screen printing a conductive paste in which conductive powder is dispersed and a drying step. Moreover, this drying process is a drying process by heat treatment, and the conditions may be configured to be 100 ° C. to 300 ° C., 30 to 60 minutes, or for a substrate having lower heat resistance. You may comprise so that it may be 100 to 150 degreeC and 30 to 60 minutes. In this case, the conductive powder may be configured to be a conductive powder that can be filled with a tap density of 5.0 to 5.55 [g / cc]. The conductive powder is configured to be a mixed powder of a spherical powder having an average particle size of 0.1 to 10 [μm] and a flaky powder having an average particle size of 2 to 20 [μm]. Also good. The material of the conductive powder is any one selected from Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Pt (platinum), W (tungsten), and C (carbon). You may comprise so that it may contain.

本発明に係る透明導電性基材の製造方法の一態様は、上記積層体の製造方法により得られた積層体を準備する工程と、One aspect of a method for producing a transparent conductive substrate according to the present invention is a step of preparing a laminate obtained by the method for producing a laminate,
前記受容性リリース層および前記パターン電極の表面に透明樹脂層を形成する工程と、Forming a transparent resin layer on the surface of the receptive release layer and the pattern electrode;
前記透明樹脂層上に透明基材を積層する工程と  Laminating a transparent substrate on the transparent resin layer;
前記離型フィルムおよび前記受容性リリース層を剥離する工程と、  Peeling the release film and the receptive release layer;
前記透明樹脂層および前記パターン電極の表面に透明な集電電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。  And forming a transparent current collecting electrode on the surface of the transparent resin layer and the pattern electrode.

このような製造方法により、特に、PETのように高温熱処理を許容しない基材に対しても、低抵抗で、線幅が細くかつ配線幅均一性が良く滲みの無いパターン電極配線を、例えば150℃以下の低温プロセスで形成することができ、様々な製品へ適用できる透明導電性基板を製造する方法を提供できる。また、前記導電性ペーストは、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Pt(白金)、W(タングステン)、C(カーボン)等から選択される導電性粉末とし、前記固体粒子は、シリカ、アルミナ等の無機物粒子や高分子から形成された有機物粒子から選択され、両者の平均粒径を上記関係とすることで、導電性ペーストの溶媒をすばやく受容性リリース層が吸収し、良好な形状の比抵抗の低いパターン電極を形成できる。   With such a manufacturing method, a pattern electrode wiring having a low resistance, a narrow line width, good wiring width uniformity, and no bleeding is obtained, for example, even for a substrate that does not allow high temperature heat treatment such as PET. It is possible to provide a method for manufacturing a transparent conductive substrate that can be formed by a low-temperature process of less than or equal to ° C. and can be applied to various products. The conductive paste is a conductive powder selected from Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Pt (platinum), W (tungsten), C (carbon), and the like. The solid particles are selected from inorganic particles such as silica and alumina, and organic particles formed from a polymer, and the average particle diameter of both is the above relationship, so that the solvent of the conductive paste can be quickly received. The layer absorbs and a patterned electrode having a good shape and a low specific resistance can be formed.

上記製造方法により得られる透明導電性基材の一態様は、
板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面
配線幅が15〜30[μm]においてアスペクト比が0.15〜0.5である
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦であることを特徴とする。
One aspect of the transparent conductive substrate obtained by the above production method is:
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
A printed pattern electrode having a wiring width of 15 to 30 [μm] and an aspect ratio of 0.15 to 0.5 on the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the current collecting electrode is flat.

上記製造方法により得られる透明導電性基材の一態様は、
板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面に
配線幅が15〜30[μm]において、裾引きのない椀型の断面形状である、
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦である
ことを特徴とする。
One aspect of the transparent conductive substrate obtained by the above production method is:
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
On the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate, the wiring width is 15 to 30 [μm], and has a saddle-shaped cross-sectional shape without skirting.
Printed pattern electrodes;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the current collecting electrode is flat.

上記製造方法において、前記固体粒子の平均粒径は、導電性粉末の平均粒径の10分の1から100分の1であることが好ましいIn the above production method, the average particle diameter of the solid particles is preferably 1/10 to 1/100 of the average particle diameter of the conductive powder.

上記製造方法により得られる透明導電性基材によれば、パターン電極の比抵抗を8×10According to the transparent conductive substrate obtained by the above manufacturing method, the specific resistance of the pattern electrode is 8 × 10 8. −6-6 〜5×10~ 5x10 −5-5 [Ωcm]を実現することができる。[Ωcm] can be realized.

また、上記製造方法により得られる透明導電性基材によれば、パターン電極の配線幅の均一性が、配線幅が15から30[μm]において、25%以下を実現することができる。 Further, according to the transparent conductive substrate obtained by the above manufacturing method, the uniformity of the line width of the pattern electrodes, the wiring width is in the 15 30 [μm], it is possible to realize a 25% or less.

さらに、上記製造方法により得られる透明導電性基材によれば、パターン電極平均粒径が、0.1〜10[μm]の範囲内の粒状の導電性粉末、2〜20[μm]の範囲内のフレーク状の導電性粉末および熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷して形成された電極で構成することができる。なお、本発明に係る透明導電性基材は上記のような製造方法を使用せずに特定することは不可能又は困難であることは明らかである。 Furthermore, according to the transparent conductive base material obtained by the said manufacturing method , the average particle diameter of a pattern electrode is a granular conductive powder in the range of 0.1-10 [micrometers], 2-20 [micrometers]. It can be composed of an electrode formed by screen printing a conductive paste containing a flaky conductive powder and a thermosetting resin within the range. In addition, it is clear that it is impossible or difficult to specify the transparent conductive base material based on this invention, without using the above manufacturing methods.

また、上記導電性ペーストの導電性粉末と熱硬化性樹脂の比率が重量比率で90:10〜96:4であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the ratio of the electroconductive powder of the said electroconductive paste and thermosetting resin is 90: 10-96: 4 by weight ratio .

このような構成とすることで、50μm以下、特に30μm以下の線幅のパターン電極配線においても、低抵抗でかつ配線幅の均一性がよいパターン電極を低コストにスクリーン印刷法により形成することができ、それにより光透過率の低下を防止し、低いシート抵抗を実現できる透明電極を提供することができる。また、パターン電極を低温プロセスで形成することができるため、可撓性のある低価格な、耐熱性の劣るフィルムにもパターン形成が可能となり、フィルムの選択肢が増え、有機太陽電池等の様々な製品への応用が、低コストで可能となる。さらに、導電性ペーストの粒状およびフレーク状導電性粉末とエポキシ樹脂等の熱硬化性樹との重量比率を90:10〜96:4とすることにより、低抵抗なパターン電極をスクリーン印刷法により形成することができる。 With such a configuration, a pattern electrode having a low resistance and a good uniformity in the wiring width can be formed at low cost by a screen printing method even in a pattern electrode wiring having a line width of 50 μm or less , particularly 30 μm or less. Thus, it is possible to provide a transparent electrode that can prevent a decrease in light transmittance and realize a low sheet resistance. In addition, since the pattern electrode can be formed by a low-temperature process, it is possible to form a pattern on a flexible, low-cost, inferior heat-resistant film, increasing the choice of film, and various types of organic solar cells, etc. Application to products is possible at low cost. Furthermore, by setting the weight ratio of the conductive paste particles and flaky conductive powder to the thermosetting resin such as epoxy resin to 90:10 to 96: 4, a low resistance pattern electrode is formed by screen printing. can do.

本発明に係る透明導電基材の主要製造工程の断面図。Sectional drawing of the main manufacturing process of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 受容性リリース層表面状態の組成依存性を示す表面SEM像写真。The surface SEM image photograph which shows the composition dependence of a receptive release layer surface state. パターン電極の配線形状のリリース層有無依存性を示す表面写真。The surface photograph which shows the release layer existence dependence of the wiring shape of a pattern electrode. 本発明に係る透明導電基材の主要製造工程の断面図。Sectional drawing of the main manufacturing process of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 本発明に係る透明導電基材の断面図。Sectional drawing of the transparent conductive base material which concerns on this invention. 有機薄膜太陽電池の構造断面図。Sectional drawing of an organic thin-film solar cell.

図1は、本発明にかかる一実施形態の透明導電基材の主要製造工程の断面を示す。
図1(a)に示すように、離型フィルム1、例えば厚さ50[μm]の環状ポリオレフィンやPETフィルム等のフレキシブル基材の表面に、受容性リリース層2をグラビアコーティング、ダイコーティングなどの塗布技術により、例えば1[μm]形成し、熱風、例えば50℃〜120℃、送風等により乾燥後、UV照射により硬化する。
FIG. 1 shows a cross section of a main manufacturing process of a transparent conductive substrate according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1 (a), a receptive release layer 2 is applied to the surface of a release film 1, for example, a flexible substrate such as a cyclic polyolefin having a thickness of 50 [μm] or PET film, such as gravure coating or die coating. For example, 1 [μm] is formed by a coating technique, dried by hot air, for example, 50 ° C. to 120 ° C., blown, or the like, and then cured by UV irradiation.

受容性リリース層2を形成するための材料は、アクリル系樹脂である多官能アクリルモノマー(TMPTA、DPHA、PETA等)と固体粒子、例えばシリカ、アルミナ等の無機物粒子や高分子、例えばポリスチレン等から形成された有機物粒子、を含有する。無機物粒子を用いる場合は、アクリル系樹脂と無機物粒子を接着させるためにポリメチルフェニルシラン(PMPS)を添加することが望ましい。この場合、PMPSが光重合開始剤としても働くが、光重合開始剤を別途添加してもよい。さらに後述する離型性を向上させるために、フッ素官能基を持ち、シラン若しくはアクリルと重合するシランカップリング剤(例えばFOTES)や界面活性剤、アクリルモノマーを添加しても良い。   The material for forming the receptive release layer 2 is a polyfunctional acrylic monomer (TMPTA, DPHA, PETA, etc.) that is an acrylic resin and solid particles such as inorganic particles such as silica and alumina, and polymers such as polystyrene. Containing formed organic particles. When using inorganic particles, it is desirable to add polymethylphenylsilane (PMPS) in order to adhere the acrylic resin and the inorganic particles. In this case, PMPS also works as a photopolymerization initiator, but a photopolymerization initiator may be added separately. Furthermore, in order to improve the releasability described later, a silane coupling agent (for example, FOTES) having a fluorine functional group and polymerized with silane or acrylic, a surfactant, or an acrylic monomer may be added.

また、PMPSとアクリルモノマーとの相容性を向上させるために、トルエンやPGMEA等の溶媒を添加しても良い。   Moreover, in order to improve the compatibility between PMPS and the acrylic monomer, a solvent such as toluene or PGMEA may be added.

上記方法により形成された受容性リリース層2は、固体粒子を主成分とする多孔質膜であり、後述する剥離工程に耐える機械強度を備える。   The receptive release layer 2 formed by the above method is a porous film containing solid particles as a main component, and has a mechanical strength that can withstand a peeling process described later.

光重合開始剤にポリメチルフェニルシランを使用する場合、添加する固体粒子は、好適にはシリカ粒子を用いることができる。ポリメチルフェニルシランは、硬化することでシリコン酸化物を形成するため、シリカ粒子とアクリル樹脂とを結合させる効果があるためである。シリカ粒子は、例えば市販の有機溶媒を用いたシリカ分散液である扶桑化学工業(株)製PL−1(平均粒径15nm)やPL−7(平均粒径70nm)を利用することができる。   When polymethylphenylsilane is used as a photopolymerization initiator, silica particles can be preferably used as the solid particles to be added. This is because polymethylphenylsilane is cured to form a silicon oxide and thus has an effect of bonding silica particles and an acrylic resin. As the silica particles, for example, PL-1 (average particle size 15 nm) or PL-7 (average particle size 70 nm) manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., which is a silica dispersion using a commercially available organic solvent, can be used.

固体粒子径は、上記具体例のように10ナノメートルオーダーのサイズが好適に用いられる。固体粒子の平均粒径は、導電性ペーストに含まれる導電性粉末(金属粉末等)の平均粒径より十分小さく、10分の1〜100分の1程度であることが好ましい。   As the solid particle diameter, a size of the order of 10 nanometers is preferably used as in the above specific example. The average particle size of the solid particles is preferably sufficiently smaller than the average particle size of the conductive powder (metal powder or the like) contained in the conductive paste and is about 1/10 to 1/100.

このような固体粒子と導電性粉末との平均粒径の関係とすることで、後述のように多孔質の受容性リリース層2に、導電性粉末は吸収されることなく、導電性ペーストに含有されている粘度の低い溶媒が毛細管現象により吸収されるからである。   By setting the relationship between the average particle size of such solid particles and conductive powder, the conductive powder is not absorbed in the porous receptive release layer 2 as described later, and is contained in the conductive paste. This is because the low-viscosity solvent that is used is absorbed by capillary action.

受容性リリース層2の固体粒子の充填率は、その材料に含有される固体粒子の大きさ、固体粒子の含有率に依存し、それに従い多孔質に形成される孔の大きさ、密度が確定する。   The filling rate of the solid particles of the receptive release layer 2 depends on the size of the solid particles contained in the material and the content of the solid particles, and the size and density of the pores formed in accordance with the size are determined accordingly. To do.

次に、図1(b)に示すように、受容性リリース層2上にスクリーン印刷法により、導電性粉末を分散させた導電性ペースト、例えば銀ペーストをスクリーン印刷し、熱処理により乾燥させ、パターン電極3を形成する。スクリーン印刷に用いる刷版は、例えばステンレス製のメッシュ上に、感光性の樹脂でパターン電極3に対応するパターン形状、例えば、グリッド状を形成したものを使用する。一例であるが、線径16[μm]、ピッチ51[μm](#500メッシュ)のステンレス製メッシュ上に、感光性の樹脂でパターン電極3に対応するパターン形状、例えばグリッド状を形成したものを使用する。   Next, as shown in FIG. 1 (b), a conductive paste in which conductive powder is dispersed, for example, a silver paste, is screen-printed on the receptive release layer 2 by a screen printing method, dried by heat treatment, and patterned. The electrode 3 is formed. As a printing plate used for screen printing, for example, a stainless steel mesh formed with a photosensitive resin and having a pattern shape corresponding to the pattern electrode 3, for example, a grid shape, is used. As an example, a pattern shape corresponding to the pattern electrode 3, such as a grid shape, is formed with a photosensitive resin on a stainless steel mesh having a wire diameter of 16 [μm] and a pitch of 51 [μm] (# 500 mesh). Is used.

なお、パターンはグリッド状に限定されず、ストライプ状、円弧状、ハニカム状やランダムパターン他、顧客用途に合わせた任意のパターンを用いることができる。   Note that the pattern is not limited to a grid shape, and other patterns such as a stripe shape, an arc shape, a honeycomb shape, and a random pattern can be used according to customer applications.

スクリーン印刷後の導電性ペーストの熱処理による乾燥条件は、例えば100℃〜300℃、30〜60分であり、高温、長時間ほど形成される導電性配線(パターン電極3)の比抵抗が低くなる傾向がある。しかし、150℃以上の熱処理を行う場合、これらの熱処理条件に対する耐熱のないフィルムや基板材料を使用することができない。そのため、より低温で乾燥が可能な導電性ペーストを使用することで、離型フィルム1として採用できるフィルムや基材の種類の選択肢が大幅に拡がることになる。   Drying conditions by heat treatment of the conductive paste after screen printing are, for example, 100 ° C. to 300 ° C., 30 to 60 minutes, and the specific resistance of the conductive wiring (pattern electrode 3) formed at a high temperature for a long time becomes low. Tend. However, when heat treatment at 150 ° C. or higher is performed, a film or substrate material that does not have heat resistance against these heat treatment conditions cannot be used. Therefore, by using a conductive paste that can be dried at a lower temperature, choices of types of films and base materials that can be adopted as the release film 1 are greatly expanded.

また、熱処理温度が高くなるほどに、パターン電極3と受容性リリース層2との密着性が強くなり、剥離特性が劣化するという問題が発生することがある。乾燥工程を、より低温かつ短時間化することで、昇温、降温時間を含めた熱処理工程の処理時間が短縮することにより、熱処理装置の処理能力が向上し、製造コストの削減が可能となる。   Moreover, the higher the heat treatment temperature, the stronger the adhesion between the pattern electrode 3 and the receptive release layer 2, and the problem that the peeling characteristics deteriorate may occur. By shortening the drying process at a lower temperature and in a shorter time, the processing time of the heat treatment process including the temperature rise / fall time is shortened, thereby improving the processing capability of the heat treatment apparatus and reducing the manufacturing cost. .

本発明に使用できる低抵抗の導電性ペーストは導電性粉末を高充填する必要があり(導電性粉末)/(導電性粉末+エポキシ樹脂成分)×100≧90[wt.%]とする必要が有る。このような高充填の組成物を得るためには、導電性粉末としては例えば、平均粒径0.1〜10[μm]サイズの球状粉末と、平均粒径が2〜20[μm]のサイズのフレーク状粉末との混合粉末であり、タップ密度5.0〜5.5[g/cc]で充填できる導電性粉末を使用する。導電性粉末(粒子)の材料の例としては、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Pt(白金)、W(タングステン)、C(カーボン)が挙げられる。   The low-resistance conductive paste that can be used in the present invention needs to be highly filled with conductive powder (conductive powder) / (conductive powder + epoxy resin component) × 100 ≧ 90 [wt. %]. In order to obtain such a highly filled composition, as the conductive powder, for example, a spherical powder having an average particle diameter of 0.1 to 10 [μm] and a size having an average particle diameter of 2 to 20 [μm] are used. A conductive powder that can be filled with a tap density of 5.0 to 5.5 [g / cc] is used. Examples of the material of the conductive powder (particles) include Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Pt (platinum), W (tungsten), and C (carbon). .

さらに樹脂は、異なる2種類の樹脂(例えば粘度の異なる液状エポキシ樹脂の組合せや、室温で固形のエポキシ樹脂と液状のエポキシ樹脂の組合せ等)、硬化剤および溶剤から構成され得る。   Furthermore, the resin can be composed of two different types of resins (for example, a combination of liquid epoxy resins having different viscosities, a combination of a solid epoxy resin and a liquid epoxy resin at room temperature), a curing agent, and a solvent.

導電性ペースト、例えば銀ペースト、に含有する導電性粉末のフレーク状粉末と球状粉末との配合及びタップ密度、ならびに異なる粘度のエポキシ系樹脂組成物および硬化剤の配合を最適化することにより、120℃、15分の熱処理条件においても、低い比抵抗のパターン電極3を形成することが可能となる。   By optimizing the blend and tap density of the flaky powder and the spherical powder of the conductive powder contained in the conductive paste, such as the silver paste, and the blend of the epoxy resin composition and the curing agent having different viscosities, 120 The pattern electrode 3 having a low specific resistance can be formed even under heat treatment conditions at 15 ° C. for 15 minutes.

低抵抗なパターン電極3を形成(印刷)するための特に好適な導電性ペーストは、例えば、平均粒径0.1〜10[μm]サイズの球状導電性粉末と、平均粒径が2〜20[μm]のサイズのフレーク状導電性粉末との混合粉末であり、そのタップ密度が5.0〜5.5[g/cc]である導電性粉末と、樹脂(熱硬化性樹脂)として、単独もしくは2種類以上のエポキシ樹脂を混合し、その混合物のエポキシ当量が130〜800であるところのエポキシ樹脂配合物を使用し、導電性粉末とエポキシ樹脂との配合比率[(導電性粉末)/(導電性粉末+エポキシ樹脂成分)×100]が90〜96[wt.%]である。ここで言う粉末の平均粒径は、マイクロトラック測定(マイクロトラック粒度分布測定装置)により測定し求めたものである。なお、粒径測定は、マイクロトラック測定に限らず、それと等価な粒径を測定できる方法を用いても良い。   A particularly suitable conductive paste for forming (printing) the low-resistance pattern electrode 3 is, for example, a spherical conductive powder having an average particle size of 0.1 to 10 [μm] and an average particle size of 2 to 20 As a mixed powder with a flaky conductive powder having a size of [μm], the conductive powder having a tap density of 5.0 to 5.5 [g / cc], and a resin (thermosetting resin), Using an epoxy resin blend in which the epoxy equivalent of the mixture is 130-800, or a mixture of two or more types of epoxy resins, the blending ratio of conductive powder and epoxy resin [(conductive powder) / (Conductive powder + epoxy resin component) × 100] is 90 to 96 [wt. %]. The average particle size of the powder referred to here is obtained by measurement by microtrack measurement (microtrack particle size distribution measuring device). The particle size measurement is not limited to the microtrack measurement, and a method capable of measuring the equivalent particle size may be used.

なお、フレーク状粉末とは、二次元的な広がりを有する形状であり、薄片状または鱗片状と言い換えることができ、部分的に凹凸があり変形が見られても、全体として見た場合に、平板または厚みの薄い直方体に近い形状の粉末であればよく、球状粉末とは、部分的に凹凸があり変形が見られても、全体として見た場合に、直方体よりは立方体に近い立体形状の粉末であればよい。また、樹脂、硬化剤、溶剤は、導電性ペーストに用いられている公知のものを利用することができる。   In addition, flake-shaped powder is a shape having a two-dimensional spread, it can be paraphrased in the form of flakes or scales, even when partially uneven and seen deformation, when viewed as a whole, It is sufficient that the powder has a shape close to a flat plate or thin rectangular parallelepiped, and a spherical powder has a three-dimensional shape that is closer to a cube than a rectangular parallelepiped when viewed as a whole, even if there are irregularities and deformation is seen partially. Any powder may be used. Moreover, the resin, the hardening | curing agent, and the solvent can utilize the well-known thing used for the electrically conductive paste.

さらに異なる2種類の樹脂の配合比率は、印刷されたパターン電極の機械的強度や、樹脂の硬化収縮による導電性粉末(金属粉末等)間の接触(電気抵抗)に影響を与える。そのため、これら2種の配合比率を最適化することにより、低温(100〜150℃)、短時間(15〜30分)での熱乾燥によっても後述のように低い比抵抗(体積固有抵抗率)を実現できる。
なお、比抵抗ρは、通常の方法により測定できる。すなわち、温度25℃において、矩形状のパターンの両端の抵抗値Rを測定し、幅Wと長さL、段差計により測定した膜厚Tにより、ρ=RWT/Lの関係式より算出できる。
Furthermore, the blending ratio of the two different types of resins affects the mechanical strength of the printed pattern electrode and the contact (electric resistance) between conductive powders (metal powders, etc.) due to curing shrinkage of the resin. Therefore, by optimizing the mixing ratio of these two kinds, low specific resistance (volume specific resistivity) as described later even by thermal drying at low temperature (100 to 150 ° C.) and short time (15 to 30 minutes) Can be realized.
In addition, specific resistance (rho) can be measured by a normal method. That is, the resistance value R at both ends of the rectangular pattern is measured at a temperature of 25 ° C., and the width W, the length L, and the film thickness T measured by the step meter can be calculated from the relational expression of ρ = RWT / L.

最適な導電性ペースト(銀ペースト)を硬化することにより形成した導電性配線の比抵抗は、表1に示す通り、8×10−6〜5×10−5[Ωcm]という低い値を実現することができる。表1において、ペースト例1〜6が上記導電性ペーストの条件を満たす導電性ペーストであり、他方比較例1はタップ密度が上記条件より低く、比較例2は上記条件より配合比率が低い導電性ペーストである。ペースト例1〜6は、比較例1、2より低い比抵抗を有し、その値は8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であることが理解できる。 As shown in Table 1, the specific resistance of the conductive wiring formed by curing the optimal conductive paste (silver paste) realizes a low value of 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm]. be able to. In Table 1, paste examples 1 to 6 are conductive pastes that satisfy the conditions for the conductive paste, while comparative example 1 has a lower tap density than the above conditions, and comparative example 2 has a lower blending ratio than the above conditions. It is a paste. The paste examples 1-6 have a specific resistance lower than the comparative examples 1 and 2, and it can be understood that the value is 8 * 10 < -6 > -5 * 10 < -5 > [ohmcm].

表1.比抵抗の導電性ペースト依存性

Figure 2017189924
Table 1. Dependence of resistivity on conductive paste
Figure 2017189924

添加する溶剤によって、導電性ペーストの粘度を調整できる。スクリーン印刷においては、導電性ペーストが刷版のメッシュの開口部を通過して受容性リリース層2に印刷される。導電性ペーストの粘度が高過ぎると、流動性が低下し刷版の開口部に、導電性ペーストが完全に入り込まず、またメッシュを構成するステンレス線により導電性ペーストが途切れるため、十分な流動性を確保できるだけの溶剤を添加する必要がある。   The viscosity of the conductive paste can be adjusted by the solvent to be added. In screen printing, the conductive paste is printed on the receptive release layer 2 through the openings in the plate mesh. If the viscosity of the conductive paste is too high, the fluidity decreases and the conductive paste does not completely enter the opening of the printing plate, and the conductive paste is interrupted by the stainless steel wire constituting the mesh. It is necessary to add as much solvent as possible.

しかし、流動性を高めると、被印刷体の表面で導電性ペーストが広がり、滲み現象が生じてしまい、細い線幅の制御が困難となり、出来上がった配線幅は不均一で、凹凸のある平面および断面形状となり、パターン電極配線の膜厚も減少する。   However, when the fluidity is increased, the conductive paste spreads on the surface of the substrate to be printed, and the bleeding phenomenon occurs, making it difficult to control the thin line width, and the resulting wiring width is uneven, uneven surface and A cross-sectional shape is obtained, and the film thickness of the pattern electrode wiring also decreases.

そのため、従来50[μm]以下、特に30[μm]以下の細い線幅の形成は困難であり、均一な線幅のパターンを形成することが困難で、局所的なくびれや膨らみ(へび玉形状)を繰り返す不均一な線幅の形状となり、設計通りの細線を形成することができなかった。すなわち、配線の両側面の境界線が平行な2つの直線とならず、印刷性能が低いことになる。また、くびれ部分では、線幅が狭くなり、膜厚も薄くなるため、パターン電極3の抵抗値が増大し、膨らみ部分ではパターン電極3の開口率を低下し、透明導電性基材の光透過率を低下することとなる。   Therefore, it has been difficult to form a thin line width of 50 [μm] or less, particularly 30 [μm] or less, and it is difficult to form a pattern with a uniform line width. ), The shape of the non-uniform line width was repeated, and a thin line as designed could not be formed. That is, the boundary lines on both side surfaces of the wiring do not become two parallel straight lines, and the printing performance is low. Further, since the line width becomes narrower and the film thickness becomes thinner at the constricted portion, the resistance value of the pattern electrode 3 increases, and at the swollen portion, the aperture ratio of the pattern electrode 3 decreases, and the transparent conductive base material transmits light. The rate will be reduced.

しかし、本発明においては、受容性リリース層2上で、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法によりパターン電極を形成することができるため、流動性を高めた導電性ペーストを使用することが可能となる。   However, in the present invention, since the pattern electrode can be formed on the receptive release layer 2 by the screen printing method using the conductive paste, it is possible to use the conductive paste with improved fluidity. Become.

図2に、導電性ペースト(銀ペースト)を用いてスクリーン印刷法により、(a)受容性リリース層2を形成しない離型フィルム上に形成したパターン電極と、(b)上記受容性リリース層2を備えた離型フィルム1上に形成したパターン電極の形状とを比較して示す。スクリーン印刷は、24[μm]幅の溝状の開口パターンを感光性樹脂により形成した刷版を用いて印刷し、刷版のメッシュは、線径16μm、ピッチ51[μm](#500メッシュ)のステンレス製メッシュを使用した。パターン電極の線幅は、受容性リリース層2を有しない場合34.4[μm]であったが、受容性リリース層2を有する離型フィルム上においては22.3[μm]と、ほぼ刷版の線幅と等しい値であり、設計通りの良好な形状のパターン電極を印刷できることを確認した。なお、線幅は、形成されたパターン電極の最大幅で定義している。   FIG. 2 shows, by screen printing using a conductive paste (silver paste), (a) a patterned electrode formed on a release film on which the receptive release layer 2 is not formed, and (b) the receptive release layer 2. It compares and shows the shape of the pattern electrode formed on the release film 1 provided with. Screen printing is performed using a printing plate in which a groove opening pattern having a width of 24 [μm] is formed of a photosensitive resin, and the mesh of the printing plate is a wire diameter of 16 μm and a pitch of 51 [μm] (# 500 mesh). A stainless steel mesh was used. The line width of the pattern electrode was 34.4 [μm] when the receptive release layer 2 was not provided, but 22.3 [μm] on the release film having the receptive release layer 2 was almost printed. The value was equal to the line width of the plate, and it was confirmed that a pattern electrode having a good shape as designed could be printed. The line width is defined by the maximum width of the formed pattern electrode.

また、離型フィルム1上に受容性リリース層2を有する場合には、明らかに配線パターン形状が良好になり、配線幅の不均一性を解消できることが理解できる。パターン配線幅の均一性を評価するための指標として、最大線幅と最小線幅との差を刷版線幅で除した値を用いた。50μm以下の線幅に対して従来パターン電極の値は50〜100[%]であったものが、本発明においては25[%]以下にまで減少し、大きく改善することが分かる。   Further, it can be understood that when the receptive release layer 2 is provided on the release film 1, the wiring pattern shape is clearly improved and the non-uniformity of the wiring width can be eliminated. As an index for evaluating the uniformity of the pattern wiring width, a value obtained by dividing the difference between the maximum line width and the minimum line width by the printing plate line width was used. It can be seen that the value of the conventional pattern electrode is 50 to 100 [%] for a line width of 50 [mu] m or less, but is reduced to 25 [%] or less in the present invention, which is greatly improved.

このように滲みが解消される理由は、以下のように考えられる。
受容性リリース層2中に含有する固体粒子の平均粒径を、導電性ペーストに含まれる導電性粉末の平均粒径より、十分小さい値、すなわち2桁小さい値とすることで、導電性ペーストの溶剤分のみが受容性リリース層2に吸い込まれる。その結果、受容性リリース層2に吸収されずに残った導電性ペースト(樹脂と導電性粉末)の弾性が大きくなり濡れ拡がらなくなるからである。
The reason why bleeding is eliminated in this way is considered as follows.
By setting the average particle size of the solid particles contained in the receptive release layer 2 to a value sufficiently smaller than the average particle size of the conductive powder contained in the conductive paste, that is, a value two orders of magnitude smaller, Only the solvent content is sucked into the receptive release layer 2. As a result, the elasticity of the conductive paste (resin and conductive powder) remaining without being absorbed in the receptive release layer 2 is increased and the wet paste does not spread.

そのため、配線端部のプロファイルにおいて、滲みの発生を防止できない場合、印刷された配線の側部(基板との境界から最大膜厚の点まで)断面は裾引きがある形状をなすが、滲みの発生を防止することにより印刷された配線では裾引きがない形状を実現できる。本実施形態によれば、狭いスクリーンメッシュを通過できる流動性を持ちながら、裾引きがない断面形状を有する電極配線を初めて形成することができる。   Therefore, if the occurrence of bleeding cannot be prevented in the profile of the wiring end, the cross section of the printed wiring side (from the boundary with the substrate to the point of the maximum film thickness) has a tail shape, By preventing the occurrence, the printed wiring can realize a shape without a tail. According to this embodiment, it is possible to form for the first time an electrode wiring having a fluidity that can pass through a narrow screen mesh and having a cross-sectional shape that does not skirt.

なお、本明細書において裾引きとは配線端部で基板に繋がる部分が緩やかな傾きで繋がる部分であり、裾引きがない形状とは、具体的には配線の最大厚みに対して20[%]に満たない厚みの領域(幅)が、線幅に対して20[%]以下であることを意味する。   In the present specification, the skirting is a portion where the portion connected to the substrate at the wiring end portion is connected with a gentle inclination, and the shape without the skirting is specifically 20 [% of the maximum thickness of the wiring. ] Means that the area (width) with a thickness less than] is 20% or less with respect to the line width.

また、上記のように裾引きは滲み現象によって生じるため、滲み部分とそれ以外の部分との境界部分において、配線断面のプロファイルが大きく変化し、曲率半径の符号が変化する点が生じる。   Further, as described above, since the skirting is caused by the bleeding phenomenon, the profile of the wiring cross section changes greatly at the boundary portion between the bleeding portion and the other portion, and the sign of the curvature radius changes.

このように受容性リリース層2上に形成されたパターン電極3の断面形状は椀型であり、配線幅が15〜50[μm]においてアスペクト比が0.15〜0.5であり、特に線幅15〜30[μm]におけるアスペクト比は0.15〜0.20であり、線幅30〜50[μm]におけるアスペクト比は0.20〜0.50である。そのため、従来の手法により形成されたパターン電極と比較し、厚いパターン電極を形成することができ、パターン電極3の抵抗を下げるとともに、光透過率を向上させることができる。
なお、椀型とは、後述の集電電極である透明樹脂とパターン電極との界面は直線であって、この界面に平行なパターン電極の幅は界面部分で最大で、界面から遠ざかるにしたがってなだらかに減少し、パターン電極と透明樹脂層の界面が尖った部分を有しない形状であり、この形状によって、有機薄膜太陽電池などの製品を曲げたときの応力集中を避け、界面の剥離、透明樹脂層やパターン電極の損傷を防止することができる。
Thus, the cross-sectional shape of the pattern electrode 3 formed on the receptive release layer 2 is a saddle shape, the aspect ratio is 0.15 to 0.5 when the wiring width is 15 to 50 [μm], The aspect ratio in a width of 15 to 30 [μm] is 0.15 to 0.20, and the aspect ratio in a line width of 30 to 50 [μm] is 0.20 to 0.50. Therefore, compared with the pattern electrode formed by the conventional method, a thick pattern electrode can be formed, the resistance of the pattern electrode 3 can be lowered, and the light transmittance can be improved.
Note that the saddle type is a straight line at the interface between the transparent electrode, which will be described later, and the pattern electrode, and the width of the pattern electrode parallel to this interface is the maximum at the interface part, and gradually increases as the distance from the interface increases. The shape of the pattern electrode and the transparent resin layer does not have a sharp point, and this shape avoids stress concentration when bending products such as organic thin-film solar cells. Damage to the layer and pattern electrode can be prevented.

このように、8×10−6〜5×10−5[Ωcm]の低い比抵抗を得られる導電性ペーストを用い、受容性リリース層2の採用により滲みを防止したプロセスにより形成されたパターン電極をもつ透明導電フィルムは、5[Ω/□]以下といった低い表面抵抗のものが得られる。 Thus, the pattern electrode formed by the process which used the electroconductive paste which can obtain the low specific resistance of 8 * 10 < -6 > -5 * 10 < -5 > [ohmcm], and prevented the bleeding by adoption of the receptive release layer 2 A transparent conductive film having a low surface resistance of 5 [Ω / □] or less can be obtained.

さらに本発明においては、受容性リリース層2は、最終的に除去する構成とするため、その光透過率に関する拘束を受けることなく、十分な溶媒吸収特性を有し、滲み防止効果のある材料を選択することができる。   Further, in the present invention, since the receptive release layer 2 is configured to be finally removed, a material having sufficient solvent absorption characteristics and having an effect of preventing bleeding without being restricted by the light transmittance. You can choose.

すなわち、受容性リリース層2が含有する固体粒子による乱反射が生じても、あるいは固体粒子そのものの光透過性が低くても、固体粒子は、受容性リリース層2とともにパターン電極3および透明樹脂層上から実質的に除去されるため、透明導電性基板の光透過性に影響を与えたり、透明電極との接触面積低下による抵抗増大を引き起こすレベルの固体粒子が残存することはない。なお固体粒子の除去の状況は、顕微鏡等の光学的手段により確認すればよく、TEM等の微量分析によってのみ検出される程度の固体粒子の残は、これらの特性に影響を与えることは無い。   That is, even if irregular reflection occurs due to the solid particles contained in the receptive release layer 2 or the light transmittance of the solid particles themselves is low, the solid particles are formed on the pattern electrode 3 and the transparent resin layer together with the receptive release layer 2. Therefore, solid particles of a level that does not affect the light transmittance of the transparent conductive substrate or cause an increase in resistance due to a decrease in contact area with the transparent electrode do not remain. The state of removal of the solid particles may be confirmed by optical means such as a microscope, and the remaining solid particles that are detected only by microanalysis such as TEM do not affect these characteristics.

図3は、受容性リリース層を形成する材料の組成物のシリカ粒子の含有率を変え、形成された受容性リリース層の表面のSEM像である。シリカ粒子の分散液は、扶桑化学工業(株)製のPL−1−Tol(シリカ粒子径 10〜15nm、濃度20[Wt%]、有機溶媒:トルエン、)を一例として用いた。PL−1−Tolの量2.5[g]に対して、図3(a)は、PMPS(ポリシラン)およびTMPTA(アクリル樹脂)を各100[mg]配合した材料(リリース層条件1)、図3(b)は、PMPS(ポリシラン)およびTMPTA(アクリル樹脂)を各150[mg]を配合した材料(リリース層条件2)により形成した受容性リリース層の表面SEM写真である。   FIG. 3 is an SEM image of the surface of the receptive release layer formed by changing the content of silica particles in the composition of the material forming the receptive release layer. As a dispersion of silica particles, PL-1-Tol (silica particle diameter: 10 to 15 nm, concentration: 20 [Wt%], organic solvent: toluene) manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. was used as an example. FIG. 3A shows a material (release layer condition 1) in which 100 [mg] each of PMPS (polysilane) and TMPTA (acrylic resin) is added to the amount of PL-1-Tol of 2.5 [g]. FIG. 3B is a surface SEM photograph of a receptive release layer formed of a material (release layer condition 2) in which 150 [mg] each of PMPS (polysilane) and TMPTA (acrylic resin) are blended.

明らかに両者の表面モフォロジーに差が見られ、シリカ粒子の含有率が多い図3(a)の方が、表面に観察される孔(ボイド)が多く、シリカ粒子の含有率が多くなるほど多孔質膜になることが理解できる。このようにボイドに起因した光散乱により白濁する傾向があるが、受容性リリース層2は除去されるため、その影響を懸念する必要は無い。   Clearly, there is a difference in the surface morphology between the two, and in FIG. 3 (a) where the content of silica particles is larger, the number of voids observed on the surface is larger, and the higher the content of silica particles, the more porous It can be understood that it becomes a film. Thus, although there exists a tendency which becomes cloudy by the light scattering resulting from a void, since the receptive release layer 2 is removed, it is not necessary to worry about the influence.

これらのリリース層条件1およびリリース層条件2により形成した受容性リリース層2上に、導電性ペーストを用いて細線のパターンを印刷し、その形状を比較した。その結果、リリース層条件1により形成した受容性リリース層2上の配線は、配線幅が均一でくびれや膨らみが無く、良好な配線形状を示すが、リリース層条件2により形成した受容性リリース層2上の配線は、配線幅が均一ではなく、くびれや膨らみが観察された。受容性リリース層2表面の孔の量が多い方が銀ペーストの溶媒を効率よく吸収するため、配線の線幅の均一性が向上するものと考えられる。なお、図2(b)に示す写真は、図3(a)の受容性リリース層を使用したものである。   On the receptive release layer 2 formed under these release layer conditions 1 and 2, a thin line pattern was printed using a conductive paste, and the shapes were compared. As a result, the wiring on the receptive release layer 2 formed under the release layer condition 1 has a uniform wiring width and no constriction or swelling, and exhibits a good wiring shape, but the receptive release layer formed according to the release layer condition 2 The wiring on No. 2 was not uniform in width, and constriction and swelling were observed. It is considered that the uniformity of the line width of the wiring is improved because the larger amount of holes on the surface of the receptive release layer 2 absorbs the solvent of the silver paste more efficiently. The photograph shown in FIG. 2 (b) is one using the receptive release layer of FIG. 3 (a).

上記例においては、PL−1−Tol量2.5[g]に対し、PMPSおよびTMPTAを各100[mg]配合した材料を受容性リリース層の形成に使用した場合に、良好な配線形状を得ることができたが、この配合量はシリカ粒子径にも依存する。シリカ粒子径の大きいシリカ分散液を用いた場合、PMPSおよびTMPTAの量は、増やすことができる。樹脂量を多くすることにより、受容性リリース層2の固体粒子間の結合が強くなり、剥離に対する機械的強度も向上する。シリカ粒子径およびそれに対応して、各樹脂の配合を最適化すれば良い。   In the above example, when a material containing 100 [mg] of PMPS and TMPTA is used for forming a receptive release layer for a PL-1-Tol amount of 2.5 [g], a good wiring shape is obtained. Although it could be obtained, the blending amount also depends on the silica particle diameter. When a silica dispersion having a large silica particle diameter is used, the amount of PMPS and TMPTA can be increased. By increasing the amount of resin, the bond between the solid particles of the receptive release layer 2 is strengthened, and the mechanical strength against peeling is also improved. What is necessary is just to optimize the compounding of each resin corresponding to a silica particle diameter and it.

また、離型特性を調整するため、フッ素添加剤を受容性リリース層2に含有させ、剥離強度の調整を行うことも可能である。フッ素添加剤として、例えばFOTESが挙げられるが、これに限定するものではない。   Further, in order to adjust the release characteristics, it is possible to adjust the peel strength by adding a fluorine additive to the receptive release layer 2. Examples of the fluorine additive include FOTES, but are not limited thereto.

受容性リリース層2は、後工程において剥離特性を有する必要があるが、導電性ペーストの組成の最適化により熱乾燥温度の低温で施すことが可能となるため、剥離特性の劣化を防止することができる。   The receptive release layer 2 needs to have a peeling property in a subsequent process, but can be applied at a low heat drying temperature by optimizing the composition of the conductive paste, thus preventing deterioration of the peeling property. Can do.

上記説明においては、耐熱性に乏しい離型フィルム1上に、導電性ペーストの低温乾燥でパターン電極を形成する例について説明したが、離型フィルム1の材質として、耐熱性のある材料、例えばガラスフィルムを使用し、高温(例えば150℃〜300℃)の熱処理温度で、導電性ペースト(例えば銀ペースト)を乾燥し、場合によってはさらに焼成(例えば400〜600℃)しても良い。受容性リリース層2の固体粒子として、耐熱性のあるシリカやアルミナを使用できるうえ、PMPS由来のシリカ成分が粒子を結合させるからである。   In the above description, the example in which the pattern electrode is formed on the release film 1 having poor heat resistance by low-temperature drying of the conductive paste has been described. However, the release film 1 is made of a heat-resistant material such as glass. Using a film, the conductive paste (eg, silver paste) may be dried at a high heat treatment temperature (eg, 150 ° C. to 300 ° C.), and may be further baked (eg, 400 to 600 ° C.) in some cases. This is because heat-resistant silica or alumina can be used as the solid particles of the receptive release layer 2 and the silica component derived from PMPS binds the particles.

導電性ペーストの導電性粉末に使用する導電性材料は、銀の他の金属、例えば銅、金、アルミニウム、白金、タングステンやカーボンを用いても良い。   As the conductive material used for the conductive powder of the conductive paste, other metals such as copper, gold, aluminum, platinum, tungsten, and carbon may be used.

次に、図1(c)に示すように、受容性リリース層2およびパターン電極3上にアクリル系の紫外線(UV)硬化樹脂をコーティングすることにより、透明樹脂層4を、例えば15[μm]形成する。透明樹脂層4は、アクリル系の他、エステル系、シリコーン系、エポキシ系などの透明な樹脂を用いることができる。また、膜厚は、パターン電極3より厚くすることにより、パターン電極3の表面を覆うことができる。パターン電極3は、受容性リリース層2との接触面以外は、透明樹脂層4により覆われる構造となるが、透明樹脂層4の流動性により、その表面は平坦(断面が直線状すなわち透明樹脂層との段差が無い形状)になる。   Next, as shown in FIG. 1 (c), the transparent resin layer 4 is, for example, 15 [μm] by coating the receptive release layer 2 and the pattern electrode 3 with an acrylic ultraviolet (UV) curable resin. Form. The transparent resin layer 4 can be made of an acrylic resin or a transparent resin such as an ester resin, a silicone resin, or an epoxy resin. Moreover, the surface of the pattern electrode 3 can be covered by making the film thickness thicker than the pattern electrode 3. The pattern electrode 3 has a structure covered with the transparent resin layer 4 except for the contact surface with the receptive release layer 2, but the surface of the pattern electrode 3 is flat (the cross section is linear, ie, transparent resin) due to the fluidity of the transparent resin layer 4. Shape without a step with the layer).

透明樹脂層4の形成に使用する樹脂は、UV硬化樹脂を用いるのが好ましい。透明樹脂層4は単一の層であってもよいし、複数の層から構成されていてもよい。   The resin used for forming the transparent resin layer 4 is preferably a UV curable resin. The transparent resin layer 4 may be a single layer or may be composed of a plurality of layers.

さらに、透明樹脂層4上に接着層を、コーティングまたは印刷により形成しても良い。   Further, an adhesive layer may be formed on the transparent resin layer 4 by coating or printing.

なお、透明樹脂層4は印刷により形成した場合、パターン電極3を印刷した領域の直上のみに透明樹脂層4を形成するため、材料コストが下がるという利点がある。   In addition, when the transparent resin layer 4 is formed by printing, since the transparent resin layer 4 is formed only immediately above the area where the pattern electrode 3 is printed, there is an advantage that the material cost is reduced.

次に、図1(d)に示すように、厚さ50から250μmのPETフィルムからなる基材5を積層(ラミネート)する。基材5は、PETの他、PEN、COP、PC(ポリカーボネート)、PMMA(アクリル)、PI(ポリイミド)、LCP(液晶ポリマー)などフレキシブル性に飛んだプラスチックフィルムや、200μm以下の可撓性のあるガラス基材(所謂ガラスフィルム)を用いることができる。上述のように、透明樹脂層4は流動性があるため、透明樹脂層4と基材5との界面は平坦である。   Next, as shown in FIG. 1D, a base material 5 made of a PET film having a thickness of 50 to 250 μm is laminated (laminated). The base material 5 is PET, PEN, COP, PC (polycarbonate), PMMA (acrylic), PI (polyimide), LCP (liquid crystal polymer) and other flexible plastic films, and a flexible film of 200 μm or less. A certain glass substrate (so-called glass film) can be used. As described above, since the transparent resin layer 4 has fluidity, the interface between the transparent resin layer 4 and the substrate 5 is flat.

また、基材5上に1〜10μmの耐摩耗層(ハードコート)、100〜150nmの反射防止層やガスバリア層を形成しても良い。これによって、透明電極基材の耐摩耗性や全光線透過率、ガスバリア性が向上する。また、透明基材2や該耐摩耗層、反射防止層は紫外線(UV)吸収剤を含むものであってもよい。   Moreover, you may form a 1-10 micrometers abrasion-resistant layer (hard coat), a 100-150 nm antireflection layer, and a gas barrier layer on the base material 5. FIG. This improves the abrasion resistance, total light transmittance, and gas barrier properties of the transparent electrode substrate. Further, the transparent substrate 2, the wear-resistant layer, and the antireflection layer may contain an ultraviolet (UV) absorber.

その後、透明樹脂層4の硬化処理を行う。透明樹脂層4としてUV硬化樹脂を用いる場合、紫外線(UV)を基材5側から透明樹脂層4に向かって照射する。基材5を形成後に透明樹脂層4を硬化させるため、硬化処理時の透明樹脂層4の収縮による変形の影響を軽減し、パターン電極3と透明樹脂層4との段差が生じにくくなる。   Thereafter, the transparent resin layer 4 is cured. When a UV curable resin is used as the transparent resin layer 4, ultraviolet rays (UV) are irradiated from the substrate 5 side toward the transparent resin layer 4. Since the transparent resin layer 4 is cured after the base material 5 is formed, the influence of deformation due to the shrinkage of the transparent resin layer 4 during the curing process is reduced, and a step between the pattern electrode 3 and the transparent resin layer 4 is less likely to occur.

次に、図4(a)に示すように、透明樹脂層4およびパターン電極3と、受容性リリース層2との界面において、離型フィルム1と受容性リリース層2とを剥離し、透明樹脂層4とパターン電極3を露出する。   Next, as shown in FIG. 4 (a), the release film 1 and the receptive release layer 2 are peeled off at the interface between the transparent resin layer 4 and the pattern electrode 3 and the receptive release layer 2 to obtain a transparent resin. The layer 4 and the pattern electrode 3 are exposed.

パターン電極3および透明樹脂層4の露出した表面は、面一となる。また、パターン電極3の露出した表面以外は、透明樹脂層4で囲まれている。そのため、パターン電極3は透明樹脂層4に埋め込まれた構成となる。   The exposed surfaces of the pattern electrode 3 and the transparent resin layer 4 are flush. Moreover, the surface other than the exposed surface of the pattern electrode 3 is surrounded by the transparent resin layer 4. Therefore, the pattern electrode 3 is embedded in the transparent resin layer 4.

受容性リリース層2は、上述のとおり剥離に対して十分な機械的強度を有し、剥離工程において破断を生じることは無い。また、剥離に必要な強度は、フッ素添加剤によって調整してもよい。   The receptive release layer 2 has sufficient mechanical strength against peeling as described above, and does not break in the peeling process. Moreover, you may adjust the intensity | strength required for peeling with a fluorine additive.

次に、図4(b)に示すように、透明樹脂層4およびパターン電極3の露出した表面に集電電極として透明導電膜6、例えばITO膜を形成する。透明導電膜6は、透明で導電性があればよく、ITO系膜の他、ZnO系、SnO2系、TiO2系、導電性高分子(PEDOT/PSS)、メタルナノワイヤー(MNW)、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン等や、これらの組合せた材料を用いることができる。透明導電膜6は、単一の層でも複数の層から構成されていても良い。   Next, as shown in FIG. 4B, a transparent conductive film 6, for example, an ITO film is formed as a collecting electrode on the exposed surfaces of the transparent resin layer 4 and the pattern electrode 3. The transparent conductive film 6 only needs to be transparent and conductive. In addition to the ITO-based film, the ZnO-based, SnO2-based, TiO2-based, conductive polymer (PEDOT / PSS), metal nanowire (MNW), carbon nanotube ( CNT), graphene, and the like, or a combination thereof can be used. The transparent conductive film 6 may be composed of a single layer or a plurality of layers.

透明導電膜6のITOの膜厚は、薄すぎると抵抗が高くなり、厚すぎると製造コストが増大し、また可撓性を損なうため、10〜150nmであることが好ましく、10〜30nmであることがさらに好ましい。   If the ITO film thickness of the transparent conductive film 6 is too thin, the resistance will be high, and if it is too thick, the manufacturing cost will increase and the flexibility will be impaired, so it is preferably 10 to 150 nm, and preferably 10 to 30 nm. More preferably.

図5は、透明樹脂層4を印刷法により形成した場合の図4(b)の工程の段階での透明導電性基材の断面構造図である。印刷で透明樹脂層4をパターン電極2形成領域上のみに形成しているため、基材5上に部分的に透明樹脂層4が形成されている。最終製品、例えば有機太陽電池等の受光面や有機EL素子の発光面等に本導電性基材を転写する場合、パターン電極2と透明樹脂層4が積層されている領域を使用する。
そのため、透明導電性膜6を蒸着等により全面に形成した場合、パターン電極2と透明樹脂層4が積層されている領域と、それ以外の領域との境界で段差が生じるが、実使用において問題は無い。
FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of the transparent conductive substrate at the stage of the process of FIG. 4B when the transparent resin layer 4 is formed by a printing method. Since the transparent resin layer 4 is formed only on the pattern electrode 2 formation region by printing, the transparent resin layer 4 is partially formed on the substrate 5. When the conductive substrate is transferred to a final product, for example, a light-receiving surface of an organic solar cell or a light-emitting surface of an organic EL element, a region where the pattern electrode 2 and the transparent resin layer 4 are laminated is used.
Therefore, when the transparent conductive film 6 is formed on the entire surface by vapor deposition or the like, there is a step at the boundary between the region where the pattern electrode 2 and the transparent resin layer 4 are laminated and the other region, but there is a problem in actual use. There is no.

1 離型フィルム
2 受容性リリース層
3 パターン電極
4 透明樹脂
5 基材
6 透明導電膜
101 ホール輸送層
102 活性層
103 電子輸送層
104 透明基材
105 透明電極
106 アルミニウム電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Release film 2 Receptive release layer 3 Pattern electrode 4 Transparent resin 5 Base material 6 Transparent electrically conductive film 101 Hole transport layer 102 Active layer 103 Electron transport layer 104 Transparent base material 105 Transparent electrode 106 Aluminum electrode

Claims (7)

板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面に
比抵抗が8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であり
配線幅が15〜50[μm]においてアスペクト比が0.15〜0.5である
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦である
ことを特徴とする透明導電性基材。
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
The specific resistance is 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm] on the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate, and the aspect ratio is 0 when the wiring width is 15 to 50 μm. A printed pattern electrode that is 15-0.5;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the said current collection electrode is flat. The transparent conductive base material characterized by the above-mentioned.
板状の透明基材と、
前記透明基材の片側に形成された透明樹脂層と、
前記透明樹脂層の前記透明基材とは反対側の面に
比抵抗が8×10−6〜5×10−5[Ωcm]であり
配線幅が15〜50[μm]において、裾引きのない椀型の断面形状である、
印刷されたパターン電極と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の直上に形成された透明な集電電極とを有し、
前記集電電極の表面が平坦である
ことを特徴とする透明導電性基材。
A plate-shaped transparent substrate;
A transparent resin layer formed on one side of the transparent substrate;
On the surface of the transparent resin layer opposite to the transparent substrate, the specific resistance is 8 × 10 −6 to 5 × 10 −5 [Ωcm], and the wiring width is 15 to 50 [μm]. A saddle-shaped cross-sectional shape,
Printed pattern electrodes;
A transparent current collecting electrode formed directly on the transparent resin layer and the pattern electrode;
The surface of the said current collection electrode is flat. The transparent conductive base material characterized by the above-mentioned.
前記パターン電極の配線幅の均一性は、配線幅が15から50[μm]において、25%以下であることを特徴とする請求項1または2記載の透明導電性基材。   3. The transparent conductive substrate according to claim 1, wherein the uniformity of the wiring width of the pattern electrode is 25% or less when the wiring width is 15 to 50 μm. 4. 前記パターン電極は、平均粒径が、0.1〜10[μm]の範囲内の粒状の導電性粉末、2〜20[μm]の範囲内のフレーク状の導電性粉末および熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷して形成された電極であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の透明導電性基材。   The patterned electrode comprises a granular conductive powder having an average particle size in the range of 0.1 to 10 [μm], a flaky conductive powder in the range of 2 to 20 [μm], and a thermosetting resin. The transparent conductive substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the transparent conductive substrate is an electrode formed by screen printing a conductive paste contained therein. 前記導電性ペーストの前記導電性粉末と前記熱硬化性樹の比率が重量比率で90:10〜96:4であることを特徴とする請求項4記載の透明導電性基材。   The transparent conductive substrate according to claim 4, wherein a ratio of the conductive powder of the conductive paste to the thermosetting tree is 90:10 to 96: 4 by weight. 離型フィルムの表面に固体粒子を含有する受容性リリース層を形成する工程と、
導電性ペーストを使用しパターン電極を印刷する工程と、
前記受容性リリース層および前記パターン電極の表面に透明樹脂層を形成する工程と、
前記透明樹脂層上に透明基材を積層する工程と、
前記離型フィルムおよび前記受容性リリース層を剥離する工程と、
前記透明樹脂層および前記パターン電極の表面に透明な集電電極を形成する工程とを含むことを特徴とする透明導電性基材の製造方法。
Forming a receptive release layer containing solid particles on the surface of the release film;
A step of printing a pattern electrode using a conductive paste;
Forming a transparent resin layer on the surface of the receptive release layer and the pattern electrode;
Laminating a transparent substrate on the transparent resin layer;
Peeling the release film and the receptive release layer;
Forming a transparent current collecting electrode on the surface of the transparent resin layer and the patterned electrode, and a method for producing a transparent conductive substrate.
前記固体粒子の平均粒径は、導電性粉末の平均粒径の10分の1から100分の1であることを特徴とする請求項6記載の透明導電性基材の製造方法。   The method for producing a transparent conductive substrate according to claim 6, wherein the average particle diameter of the solid particles is 1/10 to 1/100 of the average particle diameter of the conductive powder.
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