JP2018094538A - Thin line pattern formation method and thin line pattern formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は細線パターン形成方法及び細線パターン形成装置に関し、より詳しくは、高い生産性を実現でき、細線パターンを良好に形成することができる細線パターン形成方法及び細線パターン形成装置に関する。 The present invention relates to a fine line pattern forming method and a fine line pattern forming apparatus, and more particularly to a fine line pattern forming method and a fine line pattern forming apparatus capable of realizing high productivity and forming a fine line pattern satisfactorily.
従来、機能性材料を含む細線パターンを形成する方法として、インクジェット法により機能性材料を含む液滴を基材に連続的に付与し、この液滴を乾燥させ、液滴中の固形分である機能性材料を堆積させて、液滴より微細なパターンを形成する方法が知られている(特許文献1)。この方法によれば、特別な工程を必要とせずに、液滴の直径以下の数μmのパターンを形成することができる。 Conventionally, as a method of forming a fine line pattern containing a functional material, droplets containing a functional material are continuously applied to a substrate by an ink jet method, and the droplets are dried to obtain a solid content in the droplets. A method is known in which a functional material is deposited to form a finer pattern than droplets (Patent Document 1). According to this method, it is possible to form a pattern of several μm below the diameter of the droplet without requiring a special process.
本出願人は、機能性材料として導電性材料を用いて、この導電性材料からなる細線パターン(「平行線パターン」ともいう。)を形成し、このライン状液体を乾燥させ、導電性材料をライン状液体の両側縁部に堆積させ、ライン状液体より微細な幅の透明電極を形成することを提案してきた(特許文献2、3)。 The present applicant uses a conductive material as a functional material, forms a thin line pattern (also referred to as “parallel line pattern”) made of the conductive material, dries the line liquid, It has been proposed to deposit a transparent electrode having a finer width than the line-shaped liquid by depositing it on both side edges of the line-shaped liquid (Patent Documents 2 and 3).
しかし、特許文献2、3の技術は、生産性の観点から更なる改善の余地があった。特に、ライン状液体を乾燥させる条件の決定が煩雑であった。乾燥条件の決定が容易化されれば、細線パターンの生産性を向上させることができる。 However, the techniques of Patent Documents 2 and 3 have room for further improvement from the viewpoint of productivity. In particular, the determination of the conditions for drying the line-shaped liquid has been complicated. If the determination of the drying conditions is facilitated, the productivity of the fine line pattern can be improved.
そこで本発明の課題は、高い生産性を実現でき、細線パターンを良好に形成することができる細線パターン形成方法及び細線パターン形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fine line pattern forming method and a fine line pattern forming apparatus capable of realizing high productivity and forming a fine line pattern satisfactorily.
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.
導電性材料を含む液滴をノズルから吐出してパターンを形成するインクジェットヘッドを用いて、該インクジェットヘッドと基材とを相対移動させ、前記導電性材料を含む液滴を合一させて前記基材上に線幅の一様なライン状液体を形成するライン状液体形成工程と、
前記基材を加温し、送風手段を用いて前記ライン状液体に送風して、該ライン状液体の蒸発を促進して乾燥させ、前記導電性材料を含む細線パターンを形成する細線パターン形成工程とを備え、
前記送風手段による送風の風速S(m/s)と、1本のライン状液体となる液滴のうち1つのノズルから吐出された液滴の液量L(pl)とは、以下の関係を満たすことを特徴とする細線パターン形成方法。
S≦0.0048L+1.5
2.
導電性材料を含む液滴をノズルから吐出してパターンを形成するインクジェットヘッドを用いて、該インクジェットヘッドと基材とを相対移動させ、前記導電性材料を含む液滴を合一させて前記基材上に線幅の一様なライン状液体を形成するライン状液体形成工程と、
前記基材を加温し、吸引手段を用いて前記ライン状液体側から吸引して、該ライン状液体の蒸発を促進して乾燥させ、前記導電性材料を含む細線パターンを形成する細線パターン形成工程とを備え、
前記吸引手段による吸引の風速S(m/s)と、1本のライン状液体となる液滴のうち1つのノズルから吐出された液滴の液量L(pl)とは、以下の関係を満たすことを特徴とする細線パターン形成方法。
S≦0.0048L+1.5
3.
前記送風手段又は前記吸引手段による置換風量V(m3/min)と、前記液滴の液量L(pl)とは、以下の関係を満たすことを特徴とする前記1又は2記載の細線パターン形成方法。
V≧0.0094L
4.
前記ライン状液体の形成から10msec乃至1000msec経過後に前記送風又は前記吸引を開始することを特徴とする前記1、2又は3記載の細線パターン形成方法。
5.
前記吸引手段による吸引の風速は、4m/sec以下であることを特徴とする前記2、3又は4記載の細線パターン形成方法。
6.
前記送風手段又は前記吸引手段を、前記ステージまでの距離が5mm乃至38mmであり、前記インクジェットヘッドまでの前記相対移動方向の距離が15mm乃至50mmである位置に配置することを特徴とする前記1〜5の何れかに記載の細線パターン形成方法。
7.
前記インクジェットヘッドと前記基材との相対移動は、前記インクジェットヘッドを移動操作することにより行うことを特徴とする前記1〜6の何れかに記載の細線パターン形成方法。
8.
前記インクジェットヘッドを第1の方向に移動操作するとともに、前記送風手段又は前記吸引手段を移動操作して前記インクジェットヘッドに追随させ、前記ライン状液体の形成及びこのライン状液体の乾燥を行う往路工程と、
前記インクジェットヘッドを前記第1の方向に対向する第2の方向に移動操作するととに、前記送風手段又は前記吸引手段を移動操作して前記インクジェットヘッドに追随させ、前記ライン状液体の形成及びこのライン状液体の乾燥を行う復路工程とを有することを特徴とする前記7記載の細線パターン形成方法。
9.
前記インクジェットヘッドを第1の方向に移動操作するとともに、前記送風手段又は前記吸引手段を移動操作して前記インクジェットヘッドに追随させ、前記ライン状液体の形成及びこのライン状液体の乾燥を行う往路工程と、
前記送風手段又は前記吸引手段を前記第1の方向に対向する第2の方向に移動操作し、前記往路工程で形成されたライン状液体の乾燥を行う復路工程とを有することを特徴とする前記7記載の細線パターン形成方法。
10.
導電性材料を含む液滴をノズルから吐出して前記導電性材料を含む液滴を合一させて基材上にライン状液体を形成するインクジェットヘッドと、
前記基材を加温する加温手段と、
前記基材上に形成された未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させて前記ライン状液体の蒸発を促進する送風手段又は吸引手段と、
前記インクジェットヘッド及び前記送風手段又は前記吸引手段と、前記基材とを相対移動操作する移動操作手段とを備え、
前記送風手段又は前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドが形成した未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させ得る位置に配置されており、前記インクジェットヘッドからの距離及び前記基材からの距離を調整する距離調整機構を有していることを特徴とする細線パターン形成装置。
11.
前記移動操作手段は、インクジェットヘッド及び前記送風手段又は前記吸引手段と、前記基材とを相対往復移動操作し、
前記送風手段又は前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドの前記基材に対する相対移動方向について、前記インクジェットヘッドの前方側に位置する前方送風部又は前方吸引部と、前記インクジェットヘッドの後方側に位置する後方送風部又は後方吸引部とを有し、前記インクジェットヘッドが前記ライン状液体を形成するときには、前記インクジェットヘッドの相対移動方向に応じて、前記前方送風部又は前方吸引部を停止させ、前記後方送風部又は後方吸引部のみを作動させることを特徴とする前記10記載の細線パターン形成装置。
1.
Using an inkjet head that forms a pattern by discharging droplets containing a conductive material from a nozzle, the inkjet head and the substrate are moved relative to each other, and the droplets containing the conductive material are combined to form the base. A line-shaped liquid forming step for forming a line-shaped liquid having a uniform line width on the material;
A fine line pattern forming step of heating the base material and blowing the linear liquid using a blowing means to promote evaporation of the linear liquid and drying to form a fine line pattern containing the conductive material And
The air velocity S (m / s) of the air blown by the air blowing means and the liquid amount L (pl) of the liquid droplets ejected from one nozzle among the liquid droplets forming one line-like liquid have the following relationship. A fine line pattern forming method characterized by satisfying.
S ≦ 0.0048L + 1.5
2.
Using an inkjet head that forms a pattern by discharging droplets containing a conductive material from a nozzle, the inkjet head and the substrate are moved relative to each other, and the droplets containing the conductive material are combined to form the base. A line-shaped liquid forming step for forming a line-shaped liquid having a uniform line width on the material;
Fine line pattern formation in which the substrate is heated and sucked from the line-shaped liquid side using a suction means to promote evaporation of the line-shaped liquid and dry to form a thin line pattern containing the conductive material A process,
The wind speed S (m / s) of suction by the suction means and the liquid amount L (pl) of the liquid droplets ejected from one nozzle among the liquid droplets forming one line-like liquid have the following relationship. A fine line pattern forming method characterized by satisfying.
S ≦ 0.0048L + 1.5
3.
3. The thin line pattern according to 1 or 2, wherein the replacement air volume V (m 3 / min) by the blowing means or the suction means and the liquid volume L (pl) of the droplet satisfy the following relationship: Forming method.
V ≧ 0.0094L
4).
4. The method for forming a fine line pattern according to 1, 2, or 3, wherein the air blowing or the suction is started after elapse of 10 msec to 1000 msec from the formation of the line liquid.
5.
5. The method for forming a fine line pattern according to 2, 3, or 4, wherein the wind speed of suction by the suction means is 4 m / sec or less.
6).
The air blowing means or the suction means is disposed at a position where the distance to the stage is 5 mm to 38 mm and the distance in the relative movement direction to the inkjet head is 15 mm to 50 mm. 6. The method for forming a fine line pattern according to any one of 5 above.
7).
7. The fine line pattern forming method according to any one of 1 to 6, wherein the relative movement between the inkjet head and the substrate is performed by moving the inkjet head.
8).
A forward path step of moving the ink jet head in the first direction and moving the air blowing means or the suction means to follow the ink jet head to form the line liquid and dry the line liquid. When,
When the ink jet head is moved in a second direction opposite to the first direction, the air blowing means or the suction means is moved to follow the ink jet head, thereby forming the line-shaped liquid and this 8. The thin line pattern forming method according to
9.
A forward path step of moving the ink jet head in the first direction and moving the air blowing means or the suction means to follow the ink jet head to form the line liquid and dry the line liquid. When,
A return path step of moving the blowing means or the suction means in a second direction opposite to the first direction to dry the line-shaped liquid formed in the forward path step. 8. The fine line pattern forming method according to 7.
10.
An ink jet head that discharges droplets containing a conductive material from a nozzle and unites the droplets containing the conductive material to form a line-shaped liquid on a substrate;
Heating means for heating the substrate;
A blowing means or a suction means for moving the air around the undried line-shaped liquid formed on the substrate to promote the evaporation of the line-shaped liquid;
The inkjet head and the blowing means or the suction means, and a movement operation means for performing a relative movement operation of the base material,
The air blowing means or the suction means is arranged at a position where the air around the undried line-shaped liquid formed by the ink jet head can be moved, and the distance from the ink jet head and the distance from the substrate are determined. A fine line pattern forming apparatus having a distance adjusting mechanism for adjustment.
11.
The movement operation means performs a reciprocal movement operation of the inkjet head and the air blowing means or the suction means and the base material,
The air blowing means or the suction means includes a front air blowing part or a front suction part located on the front side of the ink jet head and a rear side located on the rear side of the ink jet head in the relative movement direction of the ink jet head with respect to the base material When the inkjet head forms the line-shaped liquid, the front blowing unit or the front suction unit is stopped according to the relative movement direction of the inkjet head, and the rear blowing is performed. 11. The thin line pattern forming apparatus as described in 10 above, wherein only the part or the rear suction part is operated.
本発明によれば、高い生産性を実現でき、細線パターンを良好に形成することができる細線パターン形成方法及び細線パターン形成装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, high productivity can be implement | achieved and the fine line pattern formation method and fine line pattern formation apparatus which can form a fine line pattern favorably can be provided.
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔細線パターン形成装置〕
図1は、本発明の細線パターン形成装置の一例を概念的に説明する側面図であり、図2は、その平面図である。この細線パターン形成装置は、本発明の細線パターン形成方法を実行する装置である。
[Fine line pattern forming device]
FIG. 1 is a side view conceptually illustrating an example of the fine line pattern forming apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. This fine line pattern forming apparatus is an apparatus for executing the fine line pattern forming method of the present invention.
図1及び図2において、1は、基材であり、2は、基材1を搬送する移動操作手段となる移動操作装置であり、4は、ラインヘッドであり、3a,3bは、送風手段を構成する第1及び第2の送風部である。なお、第1及び第2の送風部3a,3bは、送風のみならず吸引も行うことができ、吸引を行うときには吸引手段を構成する。
1 and 2, 1 is a base material, 2 is a moving operation device serving as a moving operation means for conveying the
移動操作装置2は、ラインヘッド4及び各送風部3a,3bと、基材1とを相対移動操作するものであり、図示の例では、ラインヘッド4及び各送風部3a,3bを所定位置に保持するとともに、基材1を移動操作するベルト移動操作装置として構成されている。この移動操作装置2は、一対の搬送ローラ21、22と、これに掛け渡されたステージとなる搬送ベルト23を備えている。24は、搬送ローラ22を回転駆動するためのモーターである。
The movement operation device 2 performs relative movement operation of the
移動操作装置2は、後述するように、ラインヘッド4及び各送風部3a,3bと、基材1との双方を移動操作して相対移動操作するもの(いわゆる「スキャン方式」)であってもよい。
As will be described later, the moving operation device 2 is a device that operates both the
移動操作装置2は、図1及び図2に示すように、搬送ベルト23上に載置された基材1を、所定の順方向α及びこれに対向する逆方向βに沿って搬送するように構成されている。ここでは、基材1が、不図示のロール状体から繰り出される長尺状の基材である場合を示しているが、これに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the movement operation device 2 conveys the
基材1の搬送経路上には、第2の送風部3b、ラインヘッド4、第1の送風部3aが、順方向αに沿って設けられている。ラインヘッド4は、第2の送風部3bよりも順方向下流側に設けられ、第1の送風部3aは、ラインヘッド4よりも順方向下流側に設けられている。
On the conveyance path of the
ラインヘッド4は、搬送される基材1上に導電性材料を含む液滴を吐出して複数の液滴を合一させてライン状液体を形成する機能を有する。
The
ラインヘッド4は、複数のインクジェットヘッド410が、基材1の搬送方向α、βと交差する方向に配列されて構成されている。各インクジェットヘッド410は、基材1の搬送方向α、βと交差する方向に配列された複数のノズル(図中、不図示)を備えており、これらノズルから、導電性材料を含むインクを、基材1上に吐出可能に構成されている。
The
ラインヘッド4を構成するインクジェットヘッド410からの液滴吐出のための機構は、一般的に知られている機構を用いることができ、圧電素子の振動によりインク流路を変形させることによりインク液滴を吐出させるピエゾ方式、インク流路内に発熱体を設け、その発熱体を発熱させて気泡を発生させ、気泡によるインク流路内の圧力変化に応じてインク液滴を吐出させるサーマル方式、インク流路内のインクを帯電させてインクの静電吸引力によりインク液滴を吐出させる静電吸引方式等を好ましく例示できる。なお、本明細書では「インク」という表現を用いることがあるが、導電性材料などの機能性材料を含む液体を指すものである。
A generally known mechanism can be used as a mechanism for ejecting droplets from the
ラインヘッド4は、基材1上に形成しようとする目的のパターンの幅に相当する幅か、それ以上の幅に亘って、機能性材料を含む液滴を付与できるように構成されている。なお、ここでいう幅とは、基材1の搬送方向α、βと直交する方向の幅である。なお、1個のインクジェットヘッド410によって目的のパターンの幅に相当する幅に亘って機能性材料を含む液滴を付与できる場合には、ラインヘッド4ではなく、1個のインクジェットヘッド410のみを用いるようにしてもよい。
The
第1及び第2の送風部3a、3bは、ラインヘッド4により基材1上に形成された未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させてライン状液体の蒸発を促進する機能を有しており、ここでは、気体(例えば空気)を基材1の表面に向けて送風、又は、基材1の表面付近から吸引する複数の送風機31a、31bを組み合わせて構成されている。第1及び第2の送風部3a、3bは、気体を基材1の表面に向けて送風するときには送風手段を構成し、気体を基材1の表面付近から吸引する場合には吸引手段を構成する。
The 1st and
第1及び第2の送風部3a、3bは、ラインヘッド4が形成した未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させ得る位置に配置されている。第1及び第2の送風部3a、3bは、図1に示すように、ラインヘッド4からの距離P及び基材1が載置される搬送ベルト23からの距離Tを調整する図示しない距離調整機構を有している。
The 1st and
送風手段を構成する各送風部3a、3bは、ラインヘッド4の相対移動方向前方側(上流側)に位置する前方送風部と、ラインヘッド4の相対移動方向後方側(下流側)に位置する後方送風部となる。基材1がラインヘッド4に対して順方向αに移動してライン状液体が形成されるときには、前方送風部となる第2の送風部3bを停止させ、後方送風部となる第1の送風部3aのみを作動させる。基材1がラインヘッド4に対して逆方向βに移動してライン状液体が形成されるときには、前方送風部となる第1の送風部3aを停止させ、後方送風部となる第2の送風部3bのみを作動させる。
The
また、この細線パターン形成装置は、加温手段となる加温装置25を備えており、搬送ベルト23により搬送される基材1を加温するように構成されている。これにより、上述した第1の送風部3a又は第2の送風部3bにおいて、所定の乾燥条件を速やかに形成できるようにしている。図示の例では、加温装置25は、搬送ベルト23の下方に配置されたヒーターにより構成され、基材1を裏面から加温できるようにしている。
The thin line pattern forming apparatus includes a
本発明において「蒸発の促進」とは、インクジェットヘッドを用いた一般的な画像形成におけるインクの乾燥とは異なる。一般的な画像形成においては、記録媒体上のインクを早急に乾燥させることが好ましく、比較的強い送風(又は吸引)を行う。これに対して、本発明における送風(又は吸引)の目的は、基材の加温によるライン状液体の乾燥を補助して、乾燥過程を適切化し、良好な細線パターンを形成することであり、乾燥を早くすることは主目的ではない。そのため、本発明における送風(又は吸引)は、前記目的を達成できる程度に微弱な送風(又は吸引)である。 In the present invention, “evaporation promotion” is different from drying of ink in general image formation using an inkjet head. In general image formation, it is preferable to quickly dry the ink on the recording medium, and relatively strong air blowing (or suction) is performed. On the other hand, the purpose of blowing (or suction) in the present invention is to assist the drying of the line-shaped liquid by heating the base material, to optimize the drying process, and to form a good fine line pattern, Fast drying is not the main purpose. Therefore, the air blowing (or suction) in the present invention is air (or suction) that is weak enough to achieve the above object.
〔細線パターン形成方法〕
図3は、第1の送風部3aの機能を概念的に説明する平面図である。
[Fine line pattern forming method]
FIG. 3 is a plan view conceptually illustrating the function of the
ラインヘッド4は、図3に示すように、順方向αに搬送される基材1上に、導電性材料を含むインクを吐出して、複数の第1のライン状液体5を形成する(ライン状液体形成工程)。ライン状液体5は、導電性材料を含む線幅の一様なパターンである。
As shown in FIG. 3, the
本明細書において、「ライン状液体」とは、基材1上にライン状に付与された導電性材料を含むインクを意味する。ライン状液体の長さは、好ましくは当該ライン状液体の線幅の5倍以上、より好ましくは当該ライン状液体の線幅の10倍以上である。ライン状液体は、後に形成される互いに平行な一対の細線からなる細線パターンの前駆体である。ライン状液体5は、ラインヘッド4から基材1上に付与した複数の液滴を、該基材1上において互いに合一させることによって形成することができる。
In the present specification, the “line liquid” means an ink containing a conductive material applied in a line shape on the
加温装置25により基材1を加温した状態で、第1の送風部3aにより送風して、順方向αに搬送される基材1上のライン状液体5の蒸発を促進して乾燥させる(細線パターン形成工程)。この乾燥過程において、コーヒーステイン現象によるライン状液体5内部の液体の流動により、導電性材料がライン状液体5の縁に選択的に堆積されて、第1の方向Xに沿う導電性材料を含む第1の細線パターン6が形成される。各々の細線パターン6は、互いに平行な一対の細線(以下、線分という場合もある。)61、62により構成されている。加温装置25による基材1の加温は、ライン状液体形成工程及び細線パターン形成工程の両工程を通して常時行っておいてもよいし、細線パターン形成工程のみにおいて行ってもよい。
In a state where the
なお、本明細書において、「細線」というのは、その線幅が、少なくともライン状液体の線幅よりも細いことを意味し、好ましくは、線幅が10μm以下のものを指す。 In the present specification, “thin line” means that the line width is at least thinner than the line width of the line-like liquid, and preferably refers to a line width of 10 μm or less.
ここで、第1の送風部3aによる送風の風速S(m/s)と、1本のライン状液体5となる液滴のうち1つのノズルから吐出された液滴の液量L(pl)とは、以下の関係(以下「S条件」という。)を満たすことが好ましい。
S≦0.0048L+1.5
Here, the wind speed S (m / s) of the air blown by the
S ≦ 0.0048L + 1.5
図4は、送風部における風速の測定個所を示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing measurement points of wind speed in the blower.
ここで風速S(m/s)は、図4に示すように、第1の送風部3aの周縁部の複数箇所(例えば4箇所)に対向する基板1上の位置A、B、C、Dにおいて測定した風速の平均値である。第2の送風部3bについても同様である。
Here, as shown in FIG. 4, the wind speed S (m / s) is the positions A, B, C, and D on the
S条件は、液量L(pl)に応じて、第1の送風部3aの駆動状態(消費電力)を制御することにより満たすことができる。
The S condition can be satisfied by controlling the driving state (power consumption) of the
S条件が満たされる微弱な送風で乾燥させることにより、吐出されたライン状液体5からのコーヒーステイン現象による細線パターン6の形成を阻害せずに、蒸発した溶媒を拡散させて乾燥を促進でき、直線性の良い低抵抗の細線パターン6を形成することができる。
By drying with weak air that satisfies the S condition, drying can be promoted by diffusing the evaporated solvent without inhibiting the formation of the
図5は、第2の送風部3bの機能を概念的に説明する平面図である。
FIG. 5 is a plan view conceptually illustrating the function of the
ラインヘッド4は、図5に示すように、逆方向βに搬送される基材1上に、導電性材料を含むインクを吐出して、複数の第2のライン状液体7を形成する(ライン状液体形成工程)。このとき、第2のライン状液体7は、すでに形成されている第1の細線パターン6と交差して形成される。
As shown in FIG. 5, the
従って、第2の方向Yは、第1の方向Xと交差する方向に設定される。その交差角は、格別限定されないが、図示のように90°で交差して設定することが好ましい。 Therefore, the second direction Y is set to a direction that intersects the first direction X. The crossing angle is not particularly limited, but it is preferable to set the crossing angle at 90 ° as shown.
また、第1の方向X及び第2の方向Yは、共に、基材の搬送方向α、βに対して傾斜していることが好ましく、図示の例では、第1の方向X及び第2の方向Yは、基材の搬送方向α、βに対して、互いに逆方向に45°で傾斜している。 Moreover, it is preferable that both the first direction X and the second direction Y are inclined with respect to the substrate transport directions α and β. In the illustrated example, the first direction X and the second direction Y The direction Y is inclined at 45 ° in opposite directions with respect to the conveyance directions α and β of the base material.
加温装置25により基材1を加温した状態で、第2の送風部3bにより送風して、逆方向βに搬送される基材1上のライン状液体7の蒸発を促進して乾燥させる(細線パターン形成工程)。この乾燥過程において、コーヒーステイン現象によるライン状液体7内部の液体の流動により、導電性材料がライン状液体7の縁に選択的に堆積されて、第2の方向Yに沿う導電性材料を含む第2の細線パターン8が形成される。各々の細線パターン8は、互いに平行な一対の線分81、82により構成されている。
In a state where the
ラインヘッド4により形成された第2の細線パターン8は、すでに形成されている第1の細線パターン6と交差して形成される。このようにして、メッシュ状細線パターン9が形成される。
The second
以上のように、細線パターン形成装置は、基材1の搬送順方向αに沿って、第2の送風部3b、ラインヘッド4及び第1の送風部3aを備えることにより、基材1上に、第1の方向Xに沿う細線パターン6と第2の方向Yに沿う細線パターン8とが交差したメッシュ状細線パターン9を形成することができる。
As described above, the fine line pattern forming apparatus includes the second
第2の送風部3bについても、送風の風速S(m/s)と、液量L(pl)とは、前述のように、以下のS条件を満たすことが好ましい。
S≦0.0048L+1.5
As for the second
S ≦ 0.0048L + 1.5
S条件は、液量L(pl)に応じて、第2の送風部3bの駆動状態(消費電力)を制御することにより満たすことができる。
The S condition can be satisfied by controlling the driving state (power consumption) of the
また、第1及び第2の送風部3a,3bによる置換風量V(m3/min)と、液量L(pl)とは、以下の関係(以下、「V条件」という。)を満たすことが好ましい。
V≧0.0094L
Further, the replacement air volume V (m 3 / min) by the first and second
V ≧ 0.0094L
置換風量V(m3/min)は、風速S(m/s)に、複数の送風機31aの開口部面積(m2)を乗ずることにより算出される。第2の送風部3bについても同様である。
The replacement air volume V (m 3 / min) is calculated by multiplying the wind speed S (m / s) by the opening area (m 2 ) of the plurality of
V条件は、液量L(pl)に応じて、第1及び第2の送風部3a、3bの駆動状態(消費電力)を制御することにより満たすことができる。
The V condition can be satisfied by controlling the driving states (power consumption) of the first and second
本発明者は、第1及び第2の送風部3a,3bによる送風の風速S(m/s)、置換風量V(m3/min)及び液量L(pl)との関係(S条件及びV条件)について、以下の〔表1〕に示すように、例証を行った。
図6は、液量L(pl)を説明する平面図である。 FIG. 6 is a plan view for explaining the liquid amount L (pl).
液量L(pl)は、図6に示すように、1本のライン状液体5、7となる液滴のうち1つのノズル411から吐出された液滴(図6においては2滴)の液量をいう。ここで、ライン状液体5、7は、第1及び第2の方向X、Yのように、基材の搬送方向α、βに対して交差する方向(平行ではない方向)に形成される。
As shown in FIG. 6, the liquid amount L (pl) is a liquid (2 drops in FIG. 6) discharged from one
実施例1〜4及び比較例1〜3は、液量Lが630plである。実施例5及び比較例4は、液量Lが300plである。実施例6〜8及び比較例5は、液量Lが180plである。実施例9〜10及び比較例6は、液量Lが120plである。これら液量Lに応じて、それぞれのS条件及びV条件が定まる。 In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the liquid volume L is 630 pl. In Example 5 and Comparative Example 4, the liquid volume L is 300 pl. In Examples 6 to 8 and Comparative Example 5, the liquid amount L is 180 pl. In Examples 9 to 10 and Comparative Example 6, the liquid volume L is 120 pl. Each S condition and V condition are determined according to these liquid amounts L.
ここで風速S(m/s)は、図4に示すように、第1の送風部3aの周縁部の複数箇所(4箇所)に対向する基板1上の位置A、B、C、Dにおいて測定した風速の平均値である。第2の送風部3bについても同様である。置換風量V(m3/min)は、風速S(m/s)に、複数の送風機31aの開口部面積(m2)を乗ずることにより算出した。第2の送風部3bについても同様である。
Here, as shown in FIG. 4, the wind speed S (m / s) is at positions A, B, C, and D on the
実施例1〜10は、S条件を満たしている(○)。実施例1〜3、5〜7、9〜10は、V条件も満たしている(○)。実施例4、8は、V条件を満たしていない(×)。 Examples 1 to 10 satisfy the S condition (◯). Examples 1-3, 5-7, and 9-10 also satisfy V conditions ((circle)). Examples 4 and 8 do not satisfy the V condition (x).
比較例1〜6は、S条件を満たしておらず(×)、V条件を満たしている(○)。 Comparative Examples 1 to 6 do not satisfy the S condition (x) and satisfy the V condition (◯).
完成したメッシュ状細線パターンについて、実施例1〜10は、抵抗値について良好(○)であった。実施例1〜3、5〜7、9〜10は、透過率及び線直線性についても良好(○)であった。V条件を満たしていない実施例4、8は、透過率及び線直線性についてやや劣っていた(△)。 About the completed mesh-like thin wire | line pattern, Examples 1-10 were favorable ((circle)) about resistance value. Examples 1-3, 5-7, and 9-10 were favorable ((circle)) also about the transmittance | permeability and linearity. Examples 4 and 8 that did not satisfy the V condition were slightly inferior in transmittance and linearity (Δ).
S条件を満たしていない比較例1〜6は、透過率及び線直線性について不良(×)であった。S条件からの外れが大きい比較例1、4は、抵抗値についても不良(×)であった。比較例2〜3、5〜6は、抵抗値についてやや劣っていた(△)。 In Comparative Examples 1 to 6 that did not satisfy the S condition, the transmittance and linearity were poor (x). In Comparative Examples 1 and 4 having a large deviation from the S condition, the resistance value was also poor (x). Comparative Examples 2-3 and 5-6 were slightly inferior in resistance value (Δ).
〔細線パターン形成方法のおける他の条件〕
本発明の細線パターン形成方法においては、ライン状液体5、7の形成から、10msec乃至1000msec経過後に、送風を開始することが好ましい。ライン状液体5、7の形成から送風開始までを10msec未満にすると、ラインヘッド4からのインクの射出性能に影響があり、良好な射出が行えない虞がある。ライン状液体5、7の形成から送風開始までが1000msecを超えてしまうと、細線パターンの平行性が劣化するとともに、抵抗値が大きくなってしまう虞がある。
[Other conditions for fine line pattern formation method]
In the thin line pattern forming method of the present invention, it is preferable to start blowing air after 10 msec to 1000 msec have elapsed since the formation of the
本発明の細線パターン形成方法の実施にあたっては、送風手段の各送風部3a、3bは、基材1が載置される搬送ベルト23までの距離Tを5mm乃至38mmとし、ラインヘッド4までの相対移動方向(α、β)の距離Pを15mm乃至50mmとすることが好ましい。各送風部3a、3bの位置をこのように設定することにより、S条件及びV条件を満たすことが容易となり、細線パターンを良好に形成することができる。
In carrying out the thin line pattern forming method of the present invention, each of the
前述の各実施形態の細線パターン形成方法においては、吸引手段により、基板1上に形成されたライン状液体5、7側から吸引して、ライン状液体5、7の蒸発を促進して乾燥させるものとしてもよい。この場合にも、前述のように送風手段を用いた場合と同様の効果を得ることができる。吸引手段を用いる場合には、複数の送風機31a、31bにおける気体の移動方向を反転させて吸引機として使用し(例えばプロペラファンの場合には回転方向を反転させ)、第1及び第2の送風部3a、3bを第1及び第2の吸引部として動作させる。第1及び第2の吸引部は、吸引手段を構成する。後述する実施形態においても同様である。
In the thin line pattern forming method of each of the embodiments described above, suction is performed from the side of the line-shaped
吸引手段によりライン状液体5、7側から吸引する場合には、吸引手段による吸引の風速は、4m/sec以下であることが好ましい。ライン状液体5、7側から吸引することにより、加温装置により加温された温風を効率よく利用できるので、ライン状液体5、7の乾燥をより促進することができる。
When suction is performed from the side of the line-shaped
〔スキャン方式の細線パターン形成装置〕
本発明の細線パターン形成装置は、ラインヘッド4及び各送風部3a,3bと、基材1との双方を移動操作して相対移動操作するスキャン方式の細線パターン形成装置として構成することができる。
[Scan type fine line pattern forming device]
The fine line pattern forming apparatus of the present invention can be configured as a thin line pattern forming apparatus of a scanning method in which both the
図7は、スキャン方式の細線パターン形成装置の一例を概念的に説明する平面図である。 FIG. 7 is a plan view conceptually illustrating an example of a scanning thin line pattern forming apparatus.
この細線パターン形成装置は、図7に示すように、基材1を停止させた状態で、ラインヘッド4及び送風手段を順方向αに移動操作する往路工程において、第1のライン状液体5の形成(ライン状液体形成工程)及びこのライン状液体5の乾燥(細線パターン形成工程)を行い、第1の細線パターン6を形成する。この往路工程においては、ラインヘッド4に追随する後方送風部となる第2の送風部31bのみを作動させる。第1の細線パターン6の形成過程及び条件は、図3により前述した過程及び条件と同様である。
As shown in FIG. 7, the thin line pattern forming apparatus is configured to move the
図8は、図7に示す細線パターン形成装置における復路工程を説明する平面図である。 FIG. 8 is a plan view for explaining a return path process in the fine line pattern forming apparatus shown in FIG.
次に、この細線パターン形成装置は、図8に示すように、基材1を停止させた状態で、ラインヘッド4及び送風手段を逆方向βに移動操作する復路工程において、第2のライン状液体7の形成(ライン状液体形成工程)及びこのライン状液体7の乾燥(細線パターン形成工程)を行い、第2の細線パターン8を形成する。この復路工程においては、ラインヘッド4に追随する後方送風部となる第1の送風部31aのみを作動させる。第2の細線パターン8の形成過程及び条件は、図5により前述した過程及び条件と同様である。
Next, as shown in FIG. 8, the fine line pattern forming apparatus has a second line shape in a return path process in which the
ラインヘッド4により形成された第2の細線パターン8は、すでに形成されている第1の細線パターン6と交差して形成される。このようにして、メッシュ状細線パターン9が形成される。
The second
図9は、図7に示す細線パターン形成装置における基材移動後の工程を説明する平面図である。 FIG. 9 is a plan view for explaining a process after moving the base material in the fine line pattern forming apparatus shown in FIG.
次に、この細線パターン形成装置は、図9に示すように、ラインヘッド4の移動方向αβ(主走査方向)に直交する基材送り方向Zに、基材1を所定距離(ラインヘッド4の印字幅)だけ移動操作する。ラインヘッド4及び送風手段は、基材1に対して、基材送り方向Zに対向する副走査方向−Zに相対移動操作されたことになる。
Next, as shown in FIG. 9, the fine line pattern forming apparatus moves the
次に、この細線パターン形成装置は、前述と同様に、基材1を停止させた状態で、復路工程により第1の細線パターン6を形成し、往路工程により第2の細線パターン8を形成して、メッシュ状細線パターン9を形成する。
Next, this thin line pattern forming apparatus forms the first
このメッシュ状細線パターン9は、基材1を移動操作する前に形成したメッシュ状細線パターン9に側縁部において繋がり、連続したメッシュ状細線パターン9を構成する。このようにして、基材1の大きさに拘わらず、基材1の全面に亘って連続したメッシュ状細線パターン9を形成することができる。
The mesh-like fine line pattern 9 is connected to the mesh-like fine line pattern 9 formed before moving the
図10は、図7に示す細線パターン形成装置における復路工程の他の例を説明する平面図である。 FIG. 10 is a plan view for explaining another example of the return path step in the fine line pattern forming apparatus shown in FIG.
ラインヘッド4及び送風手段を順方向αに移動操作する往路工程のみで所望の細線パターンが形成できる場合、例えば、基材1上に第1の細線パターン6のみを形成する場合には、図10に示すように、往路工程の後、基材1を基材送り方向Zに所定距離(ラインヘッド4の印字幅)だけ移動操作する。そして、基材1を停止させた状態で、往路工程により第1の細線パターン6を形成する。この場合においても、往路工程においては、ラインヘッド4に追随する後方送風部となる第2の送風部31bのみを作動させ、復路工程においては、ラインヘッド4に追随する後方送風部となる第1の送風部31aのみを作動させる。
In the case where a desired fine line pattern can be formed only by the forward process of moving the
この細線パターン6は、基材1を移動操作する前に形成した細線パターン6に側縁部において繋がり、連続した細線パターン6を構成する。このようにして、基材1の大きさに拘わらず、基材1の全面に亘って連続した細線パターン6を形成することができる。
The
図11は、図7に示す細線パターン形成装置における復路工程のさらに他の例を説明する平面図である。 FIG. 11 is a plan view for explaining still another example of the return path process in the fine line pattern forming apparatus shown in FIG.
この細線パターン形成装置においては、ラインヘッド4及び送風手段を順方向αに移動操作する往路工程のみではライン状液体の乾燥が不十分となる場合には、図11に示すように、往路工程ではライン状液体の形成及び乾燥を行い、往路工程ではライン状液体の乾燥のみを行ってもよい。この場合には、往路工程においては、ラインヘッド4に追随する後方送風部となる第2の送風部31bのみを作動させ、復路工程においては、第1及び第2の送風部31a、31bの両方を作動させる。
In this thin line pattern forming apparatus, when the drying of the line-shaped liquid is insufficient only by the forward process in which the
このように、同一のライン状液体に対して往路工程及び復路工程の両方で送風を行うことにより、ライン状液体の乾燥を良好な条件で行い、細線パターンを良好に形成することができる。 Thus, by blowing air to the same line-shaped liquid in both the forward path process and the return path process, the line-shaped liquid can be dried under favorable conditions, and a fine line pattern can be formed satisfactorily.
〔コーヒーステイン現象〕
本発明においては、基材上に付与されたライン状液体を乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して細線パターンを形成し、導電性細線を形成することができる。これについて、図12を参照して説明する。
[Coffee stain phenomenon]
In the present invention, when the line-shaped liquid provided on the substrate is dried, a fine line pattern can be formed by utilizing the coffee stain phenomenon to form a conductive thin line. This will be described with reference to FIG.
まず、図12(a)に示すように、基材1上に、導電性材料を含むインクからなるライン状液体5を付与する。次いで、ライン状液体5を乾燥させる過程でライン状液体5の縁に導電材料を選択的に堆積させることによって、図12(b)に示すように、導電性細線61、62を形成することができる。この例では、ライン状液体5の長手方向に沿う両縁に導電材料を選択的に堆積させることによって、一対の導電性細線61、62を形成している。ライン状液体5の線幅を均一に形成することによって、一対の導電性細線61、62を互いに平行に形成することができる。
First, as shown in FIG. 12A, a line-
導電性細線61、62の線幅は、ライン状液体5の線幅よりも細く、例えば20μm以下、15μm以下、更には10μm以下とすることができる。導電性細線61、62の線幅の下限は格別限定されないが、安定な導電性を付与する等の観点では、例えば1μm以上とすることができる。
The line widths of the conductive
一又は複数の導電性細線61、62によって種々のパターンを形成することができる。このようなパターンとして、例えばストライプパターンやメッシュパターン等が挙げられる。以下に、図13を参照してメッシュパターン形成の第1態様について説明し、次いで、図14を参照してメッシュパターン形成の第2態様について説明する。
Various patterns can be formed by one or a plurality of conductive
〔メッシュパターン形成の第1態様〕
メッシュパターン形成の第1態様においては、まず、図13(a)に示すように、基材1上に、所定の間隔で並設された複数のライン状液体5を形成する。
[First Mode of Mesh Pattern Formation]
In the first mode of forming a mesh pattern, first, as shown in FIG. 13A, a plurality of line-shaped
次いで、図13(b)に示すように、ライン状液体5を乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して、各々のライン状液体5から一対の導電性細線61、62を形成する。
Next, as shown in FIG. 13B, a pair of conductive
次いで、図13(c)に示すように、先に形成された複数の導電性細線61、62と交差するように、所定の間隔で並設された複数のライン状液体7を形成する。
Next, as shown in FIG. 13C, a plurality of line-
次いで、図13(d)に示すように、ライン状液体7を乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して、各々のライン状液体から一対の導電性細線81、82を形成する。以上のようにしてメッシュパターンを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 13D, a pair of conductive
図13の例では、ライン状液体5、7及び導電性細線61、62、81、82を直線にしているが、これに限定されない。ライン状液体5、7及び導電性細線61、62、81、82の形状は、例えば波線又は折線等であってもよい。
In the example of FIG. 13, the line-
〔メッシュパターン形成の第2態様〕
メッシュパターン形成の第2態様においては、まず、図14(a)に示すように、基材1上に、基材1の長手方向(図中、上下方向)及び幅方向(図中、左右方向)に所定の間隔で並設された、複数の四角形を成すライン状液体5を形成する。
[Second Mode of Mesh Pattern Formation]
In the second mode of forming the mesh pattern, first, as shown in FIG. 14A, the longitudinal direction (vertical direction in the figure) and the width direction (horizontal direction in the figure) of the
次いで、図14(b)に示すように、ライン状液体5を乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して、各々のライン状液体5から、一対の導電性細線61、62からなる細線ユニットを形成する。かかる細線ユニットにおいて、導電性細線61、62は、一方(外側の導電性細線61)が他方(内側の導電性細線62)を内部に包含しており、同心状に形成されている。また、導電性細線61、62はそれぞれ、ライン状液体5の両縁(内周縁及び外周縁)の形状に対応して四角形を成している。
Next, as shown in FIG. 14B, a thin line unit composed of a pair of conductive
次いで、図14(c)に示すように、基材1上に、基材1の長手方向及び幅方向に所定の間隔で並設された、複数の四角形を成すライン状液体7を形成する。ここで、複数の四角形を成すライン状液体7は、先に形成された細線ユニットの間に挟まれる位置に形成される。ここでは、四角形を成すライン状液体7は、これに隣接する細線ユニットのうちの外側の導電性細線61と接触するが、内側の導電性細線62とは接触しないように配置されている。
Next, as shown in FIG. 14 (c), a line-shaped
次いで、図14(d)に示すように、ライン状液体7を乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して、各々のライン状液体7から、一対の導電性細線81、82からなる細線ユニットを更に形成する。
Next, as shown in FIG. 14 (d), a thin line unit composed of a pair of conductive
図14(d)に示すパターンにおいて、外側の導電性細線81は、隣接する外側の導電性細線61と互いに接続されている。一方、内側の導電性細線82は、他の内側の導電性細線62、及び、外側の導電性細線61と接続されていない。即ち、内側の導電性細線62、82は、孤立するように配置されている。
In the pattern shown in FIG. 14D, the outer conductive
図14(d)に示すパターンを、そのままメッシュパターンとして用いてもよい。また、図14(d)に示すパターンにおける内側の導電性細線62、82を除去し、外側の導電性細線61、81からなるメッシュパターン(図14(e))を形成してもよい。
The pattern shown in FIG. 14D may be used as a mesh pattern as it is. Further, the inner conductive
内側の導電性細線62、82を除去する方法は格別限定されず、例えば、レーザー光等のようなエネルギー線を照射する方法や、化学的にエッチング処理する方法等を用いることができる。
The method of removing the inner conductive
また、外側の導電性細線61、81に電解めっきを施す際に、内側の導電性細線62、82をめっき液によって除去する方法を用いてもよい。上述したように内側の導電性細線62、82は孤立するように配置されており、外側の導電性細線61、81に電解めっきを施すための通電経路から除外することができる。そのため、外側の導電性細線61、81に電解めっきを施している間(通電している間)に、電解めっきが施されない内側の導電性細線62、82を、めっき液によって溶解又は分解して除去することができる。
Further, when electrolytic plating is performed on the outer conductive
図14の例では、ライン状液体5、7及び導電性細線61、62、81、82を四角形にしているが、これに限定されない。ライン状液体5、7及び導電性細線61、62、81、82の形状として、例えば閉じられた幾何学図形が挙げられる。閉じられた幾何学図形としては、例えば三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形が挙げられる。また、閉じられた幾何学図形は、例えば円形、楕円形等のように曲線要素を含むことができる。
In the example of FIG. 14, the line-shaped
〔基材〕
基材1としては、例えば透明基材等が挙げられる。透明基材の透明の度合いは特に限定されず、その光透過率が数%〜数十%の何れでもよく、その分光透過率もどのようなものでもよい。これら光透過率及び分光透過率は用途、目的に応じて適宜定めることができる。
〔Base material〕
Examples of the
基材1の材質は格別限定されず、例えば、ガラス、合成樹脂材料、その他種々の材料を用いることができる。合成樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、セルロース系樹脂(ポリアセチルセルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等)、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−(ポリ)スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂等が挙げられる。これらの材質を用いれば、基材に良好な透明性を付与できる。
The material of the
基材1の形状は格別限定されず、例えば板状(板材)等とすることができる。板材とする場合、厚さ、大きさ(面積)及び形状は特に限定されず、透明導電膜の用途、目的に応じて適宜定めることができる。板材の厚さは格別限定されず、例えば1μm〜10cm程度、更には20μm〜300μm程度とすることができる。
The shape of the
また、基材には、表面エネルギーを変化させるための表面処理を施してもよい。更に、基材には、ハードコート層や反射防止層などを設けてもよい。 Further, the base material may be subjected to a surface treatment for changing the surface energy. Furthermore, you may provide a hard-coat layer, an antireflection layer, etc. in a base material.
〔インク〕
次に、上述したコーヒーステイン現象に好適に用いられるインクについて、詳しく説明する。インクに含有させる導電性材料は格別限定されず、例えば、導電性微粒子、導電性ポリマー等が挙げられる。
〔ink〕
Next, the ink suitably used for the above-described coffee stain phenomenon will be described in detail. The conductive material contained in the ink is not particularly limited, and examples thereof include conductive fine particles and a conductive polymer.
導電性微粒子として、例えば、金属微粒子、カーボン微粒子等が挙げられる。金属微粒子を構成する金属として、例えば、Au、Pt、Ag、Cu、Ni、Cr、Rh、Pd、Zn、Co、Mo、Ru、W、Os、Ir、Fe、Mn、Ge、Sn、Ga、In等が挙げられる。これらの中でも、Au、Ag、Cuが好ましく、Agが特に好ましい。金属微粒子の平均粒子径は、例えば1〜100nm、更には3〜50nmとすることができる。平均粒子径は、体積平均粒子径であり、マルバーン社製「ゼータサイザ1000HS」により測定することができる。カーボン微粒子としては、例えば、グラファイト微粒子、カーボンナノチューブ、フラーレン等が挙げられる。 Examples of the conductive fine particles include metal fine particles and carbon fine particles. Examples of the metal constituting the metal fine particle include Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga, In etc. are mentioned. Among these, Au, Ag, and Cu are preferable, and Ag is particularly preferable. The average particle diameter of the metal fine particles can be set to, for example, 1 to 100 nm, and further 3 to 50 nm. The average particle diameter is a volume average particle diameter, and can be measured by “Zeta Sizer 1000HS” manufactured by Malvern. Examples of the carbon fine particles include graphite fine particles, carbon nanotubes, fullerenes and the like.
導電性ポリマーとしては、格別限定されないが、π共役系導電性高分子を好ましく挙げることができる。π共役系導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン類やポリアニリン類等が挙げられる。π共役系導電性高分子は、例えばポリスチレンスルホン酸等のようなポリアニオンと共に用いてもよい。 Although it does not specifically limit as a conductive polymer, (pi) conjugated system conductive polymer can be mentioned preferably. Examples of the π-conjugated conductive polymer include polythiophenes and polyanilines. The π-conjugated conductive polymer may be used together with a polyanion such as polystyrene sulfonic acid.
インク中の導電性材料の濃度は、例えば5重量%以下とすることができ、更には0.01重量%以上1.0重量%以下とすることができる。これにより、コーヒーステイン現象が促進され、導電性細線を更に細くできる等の効果が得られる。 The concentration of the conductive material in the ink can be, for example, 5% by weight or less, and can be 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less. As a result, the coffee stain phenomenon is promoted, and effects such as further narrowing of the conductive thin wire can be obtained.
インクに用いられる溶媒は格別限定されず、水や有機溶剤から選択された一種又は複数種を含むことができる。有機溶剤としては、例えば、1,2−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール等のアルコール類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。 The solvent used for the ink is not particularly limited, and may include one or more selected from water and organic solvents. Examples of the organic solvent include 1,2-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, alcohols such as propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, Examples include ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether.
また、インクには界面活性剤等の他の成分を含有させることができる。界面活性剤は格別限定されず、例えばシリコン系界面活性剤等が挙げられる。インク中の界面活性剤の濃度は、例えば1重量%以下とすることができる。 The ink may contain other components such as a surfactant. The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include a silicon surfactant. The concentration of the surfactant in the ink can be, for example, 1% by weight or less.
〔後処理〕
基材1上に形成された導電性細線に後処理を施すことができる。後処理として、例えば、焼成処理、メッキ処理等が挙げられる。焼成処理を施した後、メッキ処理を施してもよい。
[Post-processing]
A post-treatment can be applied to the conductive fine wire formed on the
焼成処理としては、例えば、光照射処理、熱処理等が挙げられる。光照射処理には、例えば、ガンマ線、X線、紫外線、可視光、赤外線(IR)、マイクロ波、電波等を用いることができる。熱処理には、例えば、熱風、加熱ステージ、加熱プレス等を用いることができる。 Examples of the firing treatment include light irradiation treatment and heat treatment. For the light irradiation treatment, for example, gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared rays (IR), microwaves, radio waves, and the like can be used. For the heat treatment, for example, hot air, a heating stage, a heating press, or the like can be used.
メッキ処理としては、例えば、無電解メッキ、電解メッキ等が挙げられる。電解メッキでは、導電性細線の導電性を利用して、該導電性細線に選択的にメッキを施すことができる。導電性細線を複数回のメッキ処理に施してもよい。メッキ金属を異ならせた複数回のメッキ処理を施してもよい。複数回のメッキ処理によって、導電性細線上に複数の金属層を積層することができる。複数の金属層を積層する場合、導電性細線上に、銅からなる第1金属層、ニッケル又はクロムからなる第2金属層を順に積層することによって、銅による導電性向上の効果と、ニッケル又はクロムによる耐候性向上の効果及び色味を消す効果を得ることができる。また、電解メッキに用いるメッキ液に、例えば、過硫酸ナトリウム、塩化第二銅、過酸化水素等のような酸化剤を含有させてもよい。酸化剤の使用により、導電性細線の導電性を向上でき、且つメッキ太りが抑制される。この効果は、コーヒーステイン現象を利用して形成された導電性細線を対象とする場合に特に良好に発揮される。 Examples of the plating treatment include electroless plating and electrolytic plating. In the electrolytic plating, the conductive thin wire can be selectively plated using the conductivity of the conductive thin wire. The conductive thin wire may be subjected to a plurality of plating processes. A plurality of times of plating processes using different plating metals may be performed. A plurality of metal layers can be laminated on the conductive thin wire by a plurality of plating processes. When laminating a plurality of metal layers, by laminating the first metal layer made of copper and the second metal layer made of nickel or chromium in this order on the conductive fine wire, The effect of improving weather resistance by chromium and the effect of eliminating the color can be obtained. In addition, the plating solution used for electrolytic plating may contain an oxidizing agent such as sodium persulfate, cupric chloride, hydrogen peroxide, and the like. By using the oxidant, the conductivity of the conductive fine wire can be improved and the plating thickness can be suppressed. This effect is exhibited particularly well when a conductive thin wire formed using the coffee stain phenomenon is targeted.
〔用途〕
透明導電膜及び透明導電膜付き基材の用途は格別限定されず、例えば、種々の電子機器が備える種々のデバイス等に利用することができる。なお、ここでいう「透明」とは、透明導電膜を構成する導電性細線自体が透明であることを意味するものではなく、透明導電膜が全体として(例えば導電性細線が設けられていない領域を介して)光を透過可能であればよい。
[Use]
Applications of the transparent conductive film and the substrate with the transparent conductive film are not particularly limited, and can be used for various devices provided in various electronic devices, for example. Here, “transparent” does not mean that the conductive thin wire itself constituting the transparent conductive film is transparent, but the transparent conductive film as a whole (for example, a region where the conductive thin wire is not provided). As long as it can transmit light.
透明導電膜を構成する導電性細線は、例えば、電気回路を構成する電気配線等として用いることができる。 The conductive thin wire constituting the transparent conductive film can be used as, for example, electric wiring constituting an electric circuit.
また、例えば、透明導電膜を一つの透明電極(面状電極)として用いることができる。 透明電極は、例えば、液晶、プラズマ、有機エレクトロルミネッセンス、フィールドエミッション等の各種方式のディスプレイ用の透明電極として用いることができる。また、透明電極は、例えば、タッチパネル、携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子等の透明電極として用いることができる。特に、透明電極は、例えば、スマートフォン、タブレット端末等のような電子機器のタッチパネルセンサーに用いることができる。タッチパネルセンサーとして用いる場合は、透明電極を位置検出用電極(X電極及びY電極)として用いることができる。 For example, a transparent conductive film can be used as one transparent electrode (planar electrode). The transparent electrode can be used as a transparent electrode for various types of displays such as liquid crystal, plasma, organic electroluminescence, and field emission. Moreover, a transparent electrode can be used as transparent electrodes, such as a touch panel, a mobile phone, electronic paper, various solar cells, various electroluminescent light control elements, for example. In particular, the transparent electrode can be used for a touch panel sensor of an electronic device such as a smartphone or a tablet terminal. When used as a touch panel sensor, a transparent electrode can be used as a position detection electrode (X electrode and Y electrode).
1:基材
2:移動操作装置
3a:第1の送風部(吸引部)
3b:第2の送風部(吸引部)
4:ラインヘッド
410:インクジェットヘッド
5:第1のライン状液体
6:第1の細線パターン
61、62:細線
7:第2のライン状液体
8:第2の細線パターン
81、82:細線
9:メッシュ状細線パターン
1: Substrate 2: Moving
3b: 2nd ventilation part (suction part)
4: Line head 410: Inkjet head 5: First line-shaped liquid 6: First
Claims (11)
前記基材を加温し、送風手段を用いて前記ライン状液体に送風して、該ライン状液体の蒸発を促進して乾燥させ、前記導電性材料を含む細線パターンを形成する細線パターン形成工程とを備え、
前記送風手段による送風の風速S(m/s)と、1本のライン状液体となる液滴のうち1つのノズルから吐出された液滴の液量L(pl)とは、以下の関係を満たすことを特徴とする細線パターン形成方法。
S≦0.0048L+1.5 Using an inkjet head that forms a pattern by discharging droplets containing a conductive material from a nozzle, the inkjet head and the substrate are moved relative to each other, and the droplets containing the conductive material are combined to form the base. A line-shaped liquid forming step for forming a line-shaped liquid having a uniform line width on the material;
A fine line pattern forming step of heating the base material and blowing the linear liquid using a blowing means to promote evaporation of the linear liquid and drying to form a fine line pattern containing the conductive material And
The air velocity S (m / s) of the air blown by the air blowing means and the liquid amount L (pl) of the liquid droplets ejected from one nozzle among the liquid droplets forming one line-like liquid have the following relationship. A fine line pattern forming method characterized by satisfying.
S ≦ 0.0048L + 1.5
前記基材を加温し、吸引手段を用いて前記ライン状液体側から吸引して、該ライン状液体の蒸発を促進して乾燥させ、前記導電性材料を含む細線パターンを形成する細線パターン形成工程とを備え、
前記吸引手段による吸引の風速S(m/s)と、1本のライン状液体となる液滴のうち1つのノズルから吐出された液滴の液量L(pl)とは、以下の関係を満たすことを特徴とする細線パターン形成方法。
S≦0.0048L+1.5 Using an inkjet head that forms a pattern by discharging droplets containing a conductive material from a nozzle, the inkjet head and the substrate are moved relative to each other, and the droplets containing the conductive material are combined to form the base. A line-shaped liquid forming step for forming a line-shaped liquid having a uniform line width on the material;
Fine line pattern formation in which the substrate is heated and sucked from the line-shaped liquid side using a suction means to promote evaporation of the line-shaped liquid and dry to form a thin line pattern containing the conductive material A process,
The wind speed S (m / s) of suction by the suction means and the liquid amount L (pl) of the liquid droplets ejected from one nozzle among the liquid droplets forming one line-like liquid have the following relationship. A fine line pattern forming method characterized by satisfying.
S ≦ 0.0048L + 1.5
V≧0.0094L The thin line according to claim 1 or 2, wherein the replacement air volume V (m 3 / min) by the air blowing means or the suction means and the liquid volume L (pl) of the droplet satisfy the following relationship. Pattern forming method.
V ≧ 0.0094L
前記インクジェットヘッドを前記第1の方向に対向する第2の方向に移動操作するととに、前記送風手段又は前記吸引手段を移動操作して前記インクジェットヘッドに追随させ、前記ライン状液体の形成及びこのライン状液体の乾燥を行う復路工程とを有することを特徴とする請求項7記載の細線パターン形成方法。 A forward path step of moving the ink jet head in the first direction and moving the air blowing means or the suction means to follow the ink jet head to form the line liquid and dry the line liquid. When,
When the ink jet head is moved in a second direction opposite to the first direction, the air blowing means or the suction means is moved to follow the ink jet head, thereby forming the line-shaped liquid and this A thin line pattern forming method according to claim 7, further comprising a return path step of drying the line liquid.
前記送風手段又は前記吸引手段を前記第1の方向に対向する第2の方向に移動操作し、前記往路工程で形成されたライン状液体の乾燥を行う復路工程とを有することを特徴とする請求項7記載の細線パターン形成方法。 A forward path step of moving the ink jet head in the first direction and moving the air blowing means or the suction means to follow the ink jet head to form the line liquid and dry the line liquid. When,
A return path step of moving the blowing means or the suction means in a second direction opposite to the first direction to dry the line-shaped liquid formed in the forward path step. Item 8. The fine line pattern forming method according to Item 7.
前記基材を加温する加温手段と、
前記基材上に形成された未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させて前記ライン状液体の蒸発を促進する送風手段又は吸引手段と、
前記インクジェットヘッド及び前記送風手段又は前記吸引手段と、前記基材とを相対移動操作する移動操作手段とを備え、
前記送風手段又は前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドが形成した未乾燥のライン状液体の周囲の空気を移動させ得る位置に配置されており、前記インクジェットヘッドからの距離及び前記基材からの距離を調整する距離調整機構を有していることを特徴とする細線パターン形成装置。 An ink jet head that discharges droplets containing a conductive material from a nozzle and unites the droplets containing the conductive material to form a line-shaped liquid on a substrate;
Heating means for heating the substrate;
A blowing means or a suction means for moving the air around the undried line-shaped liquid formed on the substrate to promote the evaporation of the line-shaped liquid;
The inkjet head and the blowing means or the suction means, and a movement operation means for performing a relative movement operation of the base material,
The air blowing means or the suction means is arranged at a position where the air around the undried line-shaped liquid formed by the ink jet head can be moved, and the distance from the ink jet head and the distance from the substrate are determined. A fine line pattern forming apparatus having a distance adjusting mechanism for adjustment.
前記送風手段又は前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドの前記基材に対する相対移動方向について、前記インクジェットヘッドの前方側に位置する前方送風部又は前方吸引部と、前記インクジェットヘッドの後方側に位置する後方送風部又は後方吸引部とを有し、前記インクジェットヘッドが前記ライン状液体を形成するときには、前記インクジェットヘッドの相対移動方向に応じて、前記前方送風部又は前方吸引部を停止させ、前記後方送風部又は後方吸引部のみを作動させることを特徴とする請求項10記載の細線パターン形成装置。 The movement operation means performs a reciprocal movement operation of the inkjet head and the air blowing means or the suction means and the base material,
The air blowing means or the suction means includes a front air blowing part or a front suction part located on the front side of the ink jet head and a rear side located on the rear side of the ink jet head with respect to the relative movement direction of the ink jet head with respect to the substrate. When the inkjet head forms the line-shaped liquid, the front blowing unit or the front suction unit is stopped according to the relative movement direction of the inkjet head, and the rear blowing is performed. The thin line pattern forming apparatus according to claim 10, wherein only the part or the rear suction part is operated.
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