JP2021074707A - 導電粒子の分散方法、及び静電吸着装置 - Google Patents

導電粒子の分散方法、及び静電吸着装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 基材上に導電粒子を離間させて二次元的に配置することができる導電粒子の分散方法を提供すること。【解決手段】 導電粒子の分散方法は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部２を有する第一の電極４と、配置部２と対向する静電気拡散性又は導電性を有する吸着部５を有する第二の電極７と、を備える静電吸着装置１の第一の電極４と第二の電極７との間に電界を形成することにより、配置部２に配置された、媒介粒子に該媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子Ｐを、配置部２と吸着部５との間で往復運動させて、導電粒子を吸着部５に吸着させる工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、導電粒子の分散方法に関する。
基材上に粒子を二次元的に配列する方法として、球状粒子を分散した分散液に基板を浸漬させ、その基板を引き上げた後、分散媒を乾燥して除去するディップコート法や、移流集積法などが知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。
特開２００９−２２３１５４号公報
上記の方法は、粒子の自己集積現象を利用しており、粒子を最密充填配置するときや粒子膜を形成するときに好適な技術である。他方、異方導電性フィルムにおける導電粒子などのように、粒子が分散していることが望ましい場合もあり、粒子を離して二次元的に配置する技術も需要がある。
そこで、本発明は、基材上に導電粒子を離間させて二次元的に配置することができる導電粒子の分散方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部を有する第一の電極と、配置部と対向する静電気拡散性又は導電性を有する吸着部を有する第二の電極と、を備える静電吸着装置の第一の電極と第二の電極との間に電界を形成することにより、配置部に配置された、媒介粒子に該媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を、配置部と吸着部との間で往復運動させて導電粒子を吸着部に吸着させる工程と、を備える導電粒子の分散方法を提供する。
上記の方法によれば、配合粒子の往復運動、すなわち配合粒子が第二の電極と逆極性に帯電することで生じる静電引力による第二の電極への移動と、吸着部に接触した配合粒子が第二の電極と同極性に帯電することで生じる静電斥力による第一の電極への移動との繰り返しによって、粒径の大きい媒介粒子の表面に付着している粒径の小さい導電粒子を吸着部に吸着させることができる。なお、導電粒子が吸着する理由については、吸着部の粒子に働く自然吸着力及び静電斥力の大小関係が、体積の大きい媒介粒子においては静電斥力が大きくなり、体積の小さい導電粒子においては自然吸着力が大きくなることが一因であると本発明者らは推察する。また、上記の方法によれば、媒介粒子上の導電粒子の付着量を調整することで、吸着部における導電粒子の吸着密度を適度に低減することができ、吸着部に導電粒子を離間させて吸着させることができる。そして、吸着部を基材とする、或いは、吸着部の導電粒子を所定の基材に移すことで、基材上に導電粒子を離間させて二次元的に配置することができる。
媒介粒子の粒径は、導電粒子の粒径の１０〜１００倍であってもよい。この場合、配合粒子の凝集を抑制しつつ配合粒子を移動させやすくなる。
導電粒子の粒径は２〜２０μｍであってもよい。
吸着部は、配置部側に開口する開口パターンを有してもよい。
上記の導電粒子の分散方法は、吸着部に吸着した導電粒子を、吸着部と対向するように配置された絶縁性を有する第２の吸着部に静電吸着させる工程を更に備えることができる。この場合、粒子密度を調整すること、導電粒子同士の間隔をより揃えることが容易となる。また、絶縁性を有する第２の吸着部に導電粒子が吸着することによる電界の減少作用によって、第２の吸着部に所定量の導電粒子が吸着した時点で導電粒子の静電吸着を止めることもできる。
第２の吸着部は、配置部側に開口する開口パターンを有してもよい。
本発明の他の一側面は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部、を有する第一の電極と、配置部と対向し、配置部側に開口する開口パターンが設けられている静電気拡散性又は導電性を有する吸着部、を有する第二の電極と、を備える静電吸着装置を提供する。
このような静電吸着装置は、媒介粒子に該媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を用いることにより、導電粒子の分散装置として用いることができる。
本発明によれば、基材上に導電粒子を離間させて二次元的に配置することができる導電粒子の分散方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る導電粒子の分散方法で用いられる静電吸着装置の概略構成を示す図である。 図２の（ａ）は吸着部の一例を模式的に示す平面図であり、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。 吸着部の開口部に導電粒子が収容された状態を模式的に示す断面図である。 吸着部の別の開口パターンの一例を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る導電粒子の分散方法で用いられる配合粒子を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る導電粒子の分散方法を説明するための模式図である。 導電粒子の分散方法の他の実施形態を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る導電粒子の分散方法を説明するための模式図である。 実施例１で得られた吸着電極の拡大写真である。 実施例２で得られた吸着電極の拡大写真である。 実施例３で得られた吸着電極の拡大写真である。 実施例４で得られた吸着電極の拡大写真である。
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
なお、本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、本明細書では、便宜上、複数の導電粒子の集合も「導電粒子」と称する。媒介粒子や配合粒子についても同様である。
［導電粒子の分散方法］
本実施形態の導電粒子の分散方法は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部を有する第一の電極と、配置部と対向する静電気拡散性又は導電性を有する吸着部を有する第二の電極と、を備える静電吸着装置の第一の電極と第二の電極との間に電界を形成することにより、配置部に配置された、媒介粒子に該媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を、配置部と吸着部との間で往復運動させて導電粒子を吸着部に吸着させる工程と、を備える。
上記方法は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部を有する第一の電極と、配置部と対向する静電気拡散性又は導電性を有する吸着部を有する第二の電極と、を備える静電吸着装置の配置部に、媒介粒子に媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を配置する工程（以下、第１工程ともいう）と、第一の電極と第二の電極との間に電界を形成して、配置部と吸着部との間で配合粒子を往復運動させて導電粒子を吸着部に吸着させる工程（以下、第２工程ともいう）とを備えることができる。
静電気拡散性の配置部及び静電気拡散性の吸着部はそれぞれ、表面抵抗率が１０１３Ω以下であってもよく、１０６Ω以上であってもよい。導電性の配置部及び導電性の吸着部はそれぞれ、表面抵抗率が１０６Ω以下であってもよく、１０−３Ω以上であってもよい。
図１は、本実施形態に係る導電粒子の分散方法で用いられる静電吸着装置の概略構成を示す図である。静電吸着装置１は、粒子を配置する配置部２を有する下部電極（第一の電極）４と、配置部２よりも重力方向の上方側に配置され、配置部２と対向する吸着部５を有する上部電極（第二の電極）７と、下部電極４及び上部電極７に接続された電源８と、電源８に接続された制御部９とを備える。
静電吸着装置１においては、下部電極４が電極本体３と配置部２とから構成されており、上部電極７が電極本体６と吸着部５とから構成されている。下部電極は電極本体と配置部とが一体となっていてもよく、上部電極は電極本体と吸着部とが一体となっていてもよい。これらの場合、下部電極の上部電極と対向する側の表面を配置部とすることができ、上部電極の下部電極と対向する側の表面を吸着部とすることができる。
下部電極４を構成する電極本体３の材質としては、静電気拡散性又は導電性を有するものを用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を用いることができ、具体的には、金属、ガラス等が挙げられる。電極本体３の形状としては、特に限定されないが、例えば、平板状、ロール状などであってもよい。
配置部２の材質としては、静電気拡散性又は導電性を有するものを用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を用いることができ、具体的には、金属、ガラス、及び、導電性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の導電性樹脂などが挙げられる。配置部２の形状としては、粒子を配置できるものであれば特に限定されず、電極本体３の表面に形成された膜若しくはフィルムであってもよく、粒子を収容できる形状、例えば、底面及び側面を有し、吸着部方向に開口している形状であってもよい。図１に示される配置部は、より多くの粒子を収容することができる。
電極本体と配置部とが一体である下部電極としては、例えば、金属、ガラス等の表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料から構成されるものを用いることができる。
上部電極７を構成する電極本体６としては、静電気拡散性又は導電性を有するものを用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を用いることができ、具体的には、金属、ガラス等が挙げられる。電極本体６の形状としては、特に限定されないが、例えば、平板状、ロール状などであってもよい。
吸着部５の材質としては、静電気拡散性又は導電性を有するものを用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を用いることができ、具体的には、金属、ガラス、及び、導電性ＰＴＦＥ等の導電性樹脂などが挙げられる。吸着部５の形状としては、特に限定されず、電極本体６の表面に形成された膜若しくはフィルムであってもよい。
電極本体と吸着部とが一体である上部電極としては、例えば、金属、ガラス等の表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料から構成されるものを用いることができる。
吸着部５は、配置部側に開口する開口パターン（複数の開口部）が設けられていてもよい。このような吸着部５の形状としては、電極本体６の表面に形成された膜若しくはフィルムであってもよく、電極本体６とは分離可能なフィルムであってもよい。
図２の（ａ）は吸着部の一例を模式的に示す平面図であり、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。図２（ａ）に示す吸着部５は、所定のパターン（開口パターン）を有する複数の開口部（凹部）７２が設けられている。所定のパターン（開口パターン）は規則的な配置であってもよい。
吸着部５の開口部７２は、開口部７２の底部７２ａ側から吸着部５の表面５ａ側に向けて開口面積が拡大するテーパ状に形成されていることが好ましい。すなわち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、開口部７２の底部７２ａの幅（図２（ａ）及び図２（ｂ）における幅ａ）は、開口部７２の表面５ａにおける開口の幅（図２（ａ）及び図２（ｂ）における幅ｂ）よりも狭いことが好ましい。そして、開口部７２のサイズ（幅ａ、幅ｂ、容積、テーパ角度及び深さ等）は、収容する導電粒子のサイズに応じて設定すればよい。
例えば、開口の幅ｂは、導電粒子の粒径に対して、１．０〜１．５倍とすることができ、１．０５〜１．４５倍とすることができる。また、媒介粒子の粒径は、開口の幅ｂに対して、２．０〜１１０倍とすることができ、２．５〜１００倍とすることができる。
なお、開口部７２の形状は図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す形状以外の形状であってもよい。例えば、表面５ａにおける開口の形状は、図２（ａ）に示すような円形以外に、楕円形、三角形、四角形、多角形等であってよい。底部７２ａについても、平面以外の形状であってもよく、例えば、山型、谷型、微細な突起の集合体等であってよい。
図３は、吸着部の開口部に導電粒子が収容された状態を模式的に示す断面図である。開口部に収容されている導電粒子以外の粒子（余剰粒子）を除去すること、及び、収容された導電粒子を粘着性基材などに転写することを容易とする観点から、開口部７２に収容された導電粒子の吸着部とは反対側の頂点と、吸着部の表面５ａとの距離Ｘが、導電粒子の粒径ｄの−２０〜８０％となるように、好ましくは−１５〜６０％となるように開口部７２の形状を設定することができる。なお、Ｘがプラスの値である場合は、図３に示されるように、導電粒子が吸着部の表面５ａから突出している状態を意味し、Ｘがマイナスの値である場合は、導電粒子が吸着部の表面５ａから突出していない、換言すれば埋没している状態を意味する。
吸着部５を構成する材料としては、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチール等の金属等の無機材料、並びに、各種樹脂等の有機材料を使用することができる。吸着部の開口部７２は、フォトリソグラフ法、ナノインプリント等の公知の方法によって形成することができる。また、吸着部５は、単層であってもよく、基体層と開口部が設けられた開口部層との積層体のように複数の層から構成されていてもよい。吸着部５が積層体である場合、例えば、ＰＥＴ等の基体層上に、光硬化性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフ法、ナノインプリント等の方法によって形成された開口部層との備えるフィルムであってもよい。吸着部の静電気拡散性又は導電性は、構成する材料の種類や表面処理等によって調節することができる。
開口パターンは、目的とする配置で導電粒子を分散できるよう、適宜設定することができる。図２の（ａ）に示す吸着部５においては、丸孔の開口部が直列で格子状に設けられているが、例えば、図４に示すように、６０°千鳥にすることもできる。また、開口パターンは、開口部が整列して設けられていてもよく、ランダムに設けられているものであってもよい。
静電吸着装置１において、下部電極４と上部電極７とは所定の間隔を設けて配置されており、その電極間距離は０．５〜１００ｍｍとすることができ、１〜２０ｍｍであってもよく、２〜１５ｍｍであってもよい。
静電吸着装置１において下部電極４は移動可能であってもよく、この場合、配合粒子を連続的に供給することが容易となる。例えば、ベルト又は円柱状のローラーの表面に下部電極を設けることができる。
静電吸着装置１において上部電極７は移動可能であってもよく、この場合、導電粒子を吸着させる吸着部を連続的に供給することが容易となる。例えば、ベルト又は円柱状のローラーの表面に上部電極を設けることができる。
電源８は、下部電極及び上部電極の間に電界を形成できるものであればよく、例えば、公知の高圧電源を用いることができる。高圧電源は、直流電源であってもよく、交流電源であってもよい。
制御部９は、例えば、印加する電圧の調整、印加時間等の機能を有することができる。
＜第１工程＞
第１工程では、上述した静電吸着装置１の配置部２に、媒介粒子に媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を配置する（収容する）。図５は、配合粒子を示す模式図である。図５に示すように、配合粒子Ｐは、媒介粒子１０と、媒介粒子の表面に付着した導電粒子１２とから構成される。
媒介粒子１０としては、静電気拡散性又は導電性を有している粒子であればよく、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を含む粒子を用いることができる。例えば、カーボン粒子、はんだ等の金属粒子、ガラス粒子、静電気拡散性を有する無機粒子を用いることができる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
媒介粒子１０は、球状又は略球状であってもよく、表面に凹部、凸部、又は凹部及び凸部が設けられていてもよい。
媒介粒子１０の粒径は、配合粒子の凝集を抑制しつつ配合粒子を移動させやすくする観点から、３０〜５００μｍであってもよく、４０〜４００μｍであってもよく、５０〜３００μｍであってもよい。
本実施形態においては、平均粒径が上記範囲である媒介粒子を用いてもよい。なお、本明細書において粒子の平均粒径は、粒子１００個について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察により粒径の測定を行い、それらの平均値を取ることにより得られる。なお、粒子が突起を有するなどの球形ではない場合、粒子の粒径は、ＳＥＭの画像における粒子に外接する円の直径とする。
また、媒介粒子１０は、第２工程が行われる静電吸着装置の配置部に配置して、後述する所定の条件で電界を印加したときに、下部電極（第一の電極）及び上部電極（第二の電極）の間で往復運動することを確認する方法により選定してもよい。
導電粒子１２としては、導電性の材料を含み、導電材料として機能するものであればよく、例えば、金、銀、ニッケル、銅、ハンダ等の金属粒子、カーボン粒子、ガラス、セラミック、プラスチック等の非導電性粒子を金属等の導電物質で被覆した導電被覆粒子などが挙げられる。非導電性粒子を被覆する金属としては、金、銀、ニッケル、銅、ハンダ等が挙げられ、多層構造を有していてもよい。また、導電粒子は、導電粒子の外表面の少なくとも一部に絶縁性被覆（例えば、絶縁性微粒子など）が存在していてもよい。
導電粒子は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
導電粒子１２は、球状又は略球状であってもよく、導電粒子と導電粒子の外表面の少なくとも一部に設けられた複数の絶縁性微粒子とを備える複合粒子であってもよい。
導電粒子１２の粒径は、１〜４０μｍであってもよく、１．５〜３０μｍであってもよく、２〜２０μｍであってもよい。
本実施形態においては、平均粒径が上記範囲である導電粒子を用いてもよい。
配合粒子Ｐを構成する媒介粒子の粒径は、導電粒子を効率よく吸着部に吸着させる観点から、導電粒子の粒径の５〜２００倍であってもよく、１０〜１５０倍であってもよく、１０〜１００倍であってもよい。
配合粒子Ｐは、媒介粒子と導電粒子とを混合することにより調製することができる。混合方法は特に限定されないが、例えば、撹拌機等の公知の混合手段を用いてもよく、媒介粒子及び導電粒子を入れた容器を振とうしてもよい。混合は、粒子が損傷しない範囲で行うことが好ましい。
媒介粒子と導電粒子との配合割合は、媒介粒子の表面に導電粒子を充分に付着させるように適宜設定することができる。なお、導電粒子の配合量が多すぎると導電粒子の凝集が生じやすいため、導電粒子の凝集を抑制できる範囲で配合割合を設定することが好ましい。
＜第２工程＞
第２工程では、第一の電極及び第二の電極の間に電界を形成して、配置部と吸着部との間で配合粒子を往復運動させて、導電粒子を吸着部に吸着させる。
図６は、第２工程を説明するための図であり、図６の（ａ）は、下部電極（第一の電極）及び上部電極（第二の電極）の間に電界を印加したときの配合粒子の往復運動（上下運動）を示す。配置部で上部電極と逆極性に帯電している配合粒子は静電引力によって上昇する。上昇した配合粒子は吸着部に接触する。このとき、粒径の大きい媒介粒子の表面に付着している粒径の小さい導電粒子が吸着部に吸着する。吸着部に接触した配合粒子は、上部電極と同極性に帯電し、静電斥力と、本実施形態においては重力によって下降する。下降した配合粒子は配置部で上部電極と逆極性に帯電し、静電引力によって上昇する。これらの繰り返しによって、吸着部に導電粒子が吸着していく。また、導電粒子を媒介粒子の表面に付着させていることにより、導電粒子同士が凝集することを抑制でき、吸着部に吸着した導電粒子は粒子同士が離間して配置される。こうして、図６の（ｂ）に示すように、吸着部５に導電粒子１２が吸着した上部電極７、すなわち導電粒子付き電極２０が得られる。
印加する電界強度としては、０．１〜３０ｋＶ／ｃｍとすることができ、０．５〜３０ｋＶ／ｃｍであってもよく、１〜２０ｋＶ／ｃｍであってもよい。
電界の印加は、連続的であってもよく、断続的であってもよい。
電界の印加時間としては、吸着部に吸着させる導電粒子の量に応じて適宜設定することができる。
第２工程を経て得られる導電粒子付き電極２０は、そのまま導電粒子が離間して二次元的に配置された基材として用いてもよく、所定の基材上に導電粒子を移すために用いてもよい。
図７は、吸着部５が開口パターンを有する場合の第２工程を示す図である。この場合、上記と同様に第２工程を行うことのより、図７の（ｂ）に示すように、吸着部５の開口部７２に導電粒子１２が収容された上部電極７、すなわち導電粒子付き電極２０が得られる。
吸着部５が開口パターンを有する場合の本実施形態に係る分散方法は、吸着部に付着している、開口部に収容されている導電粒子以外の粒子（余剰粒子）を除去するための工程（以下、余剰粒子除去工程ともいう）を更に備えていてもよい。余剰粒子除去工程は、開口部に収容されている導電粒子を、所定の粘着性基材上に転写する前に行うことができる。この場合、吸着部から除去された粒子を回収してリサイクルしてもよく、余剰粒子のうちの少なくとも導電粒子を回収してリサイクルすることが好ましい。
余剰粒子を除去する方法としては、エアブロー、ブラシ、スキージ等の物理的に除去する手段、イオナイザー等の静電的に除去する手段が挙げられる。
本実施形態の導電粒子の分散方法においては、吸着部に吸着した導電粒子を、吸着部と対向するように配置された絶縁性を有する第２の吸着部に静電吸着させる工程（以下、第３工程ともいう）を更に備えることができる。
＜第３工程＞
図８は、第３工程を説明するための図であり、図８に示す静電吸着装置１’は、静電吸着装置１における下部電極４に代えて第２工程を経て得られる導電粒子付き電極２０を用い、上部電極７に代えて、導電粒子付き電極２０の吸着部５と対向するように配置された絶縁性の第２の吸着部２２を備える第三の電極２４を用いたこと以外は静電吸着装置１と同様の構成を有している。なお、図８中、８’及び９’はそれぞれ電源及び制御部である。
第三の電極２４は、電極本体２３と第２の吸着部２２とから構成されている。
第三の電極２４を構成する電極本体２３としては、静電気拡散性又は導電性を有するものを用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω以下の材料を用いることができ、具体的には、金属、ガラス等が挙げられる。電極本体２３の形状としては、特に限定されないが、例えば、平板状、ロール状などであってもよい。
第２の吸着部２２の材質としては、絶縁性材料を用いることができる。例えば、表面抵抗率が１０１３Ω超の材料を用いることができ、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂などが挙げられる。第２の吸着部２２の形状としては、特に限定されず、電極本体２３の表面に形成された膜若しくはフィルムであってもよく、電極本体２３とは分離可能なフィルムであってもよい。
静電吸着装置１’の導電粒子付き電極２０と第三の電極２４との間に電界を形成することにより、導電粒子付き電極２０の導電粒子は第三の電極２４の極性とは反対の極性に帯電した状態となり、静電引用によって上昇し、第２の吸着部である吸着部２２に吸着する。これにより、導電粒子１２が吸着した吸着部２２が得られる。
第３工程が設けられていることにより、粒子密度を調整すること、導電粒子同士の間隔をより揃えることが容易となる。
また、絶縁性の第２の吸着部に導電粒子が吸着することによる電界の減少作用によって、第２の吸着部に所定量の導電粒子が吸着した時点で導電粒子の静電吸着を止めることもでき、上記の効果が得られやすくなる。すなわち、導電粒子付き電極２０及び第三の電極２４の電極間の電界の強さは第２の吸着部に導電粒子が付着すればするほど小さくなることから、導電粒子付き電極の表面に導電粒子がなくなること以外に、電極間の電界を十分に小さくすることで導電粒子の飛翔を止めることもできる。この現象を利用し、例えば、導電粒子付き電極を移動可能にすることで十分な量の導電粒子を供給できるようにすれば、電界が十分弱くなるまで導電粒子を第三の電極の吸着部に吸着させることができる。このとき、導電粒子はすべて同じ極性に帯電していると考えられ、既に吸着している導電粒子と同じ場所に導電粒子が飛翔しても、静電反発力によって衝突をさけるように導電粒子が移動し、導電粒子が吸着していないところに吸着させることができる。よって、第３工程を設けることにより、特には、十分な数の導電粒子を吸着部に付着させつつ、粒子と粒子との間隔を略等間隔にすること、すなわち導電粒子密度と均一分散とを高水準で両立させることが期待できる。
第２の吸着部２２は、配置部側に開口する開口パターン（複数の開口部）が設けられていてもよい。このような吸着部２２の形状としては、電極本体２３の表面に形成された膜若しくはフィルムであってもよく、電極本体２３とは分離可能なフィルムであってもよい。
開口パターンを有する第２の吸着部２２は、絶縁性であることを除いて、上述した開口パターンを有する吸着部５と同様に設計することができる。
また、上述した余剰粒子除去工程を行うことができる。
静電吸着装置１’において第三の電極２４は移動可能であってもよく、この場合、導電粒子を吸着させる吸着部を連続的に供給することが容易となる。例えば、ベルト又は円柱状のローラーの表面に第三の電極を設けることができる。また、第２の吸着部が連続的に供給されるフィルムであってもよい。
上述した静電吸着装置では、第一の電極と第二の電極、及び導電粒子付き電極と第三の電極がそれぞれ重力方向に対して下側及び上側に配置されているが、本実施形態の導電粒子の分散方法においては、配合粒子又は導電粒子の移動方向が、水平であってもよく、重力方向に対して傾斜していてもよい。これらの場合においても、第一の電極、第二の電極及び第三の電極は上記と同様の構成とすることができる。更に、第１の工程、第２の工程及び第３の工程が連続的に実施されてもよい。
本実施形態の導電粒子の分散方法によれば、導電粒子を離間させて二次元的に配置することができるため、導電性材料等の各種電子材料への適用が可能である。
［静電吸着装置］
本実施形態の静電吸着装置は、粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部、を有する第一の電極と、配置部と対向し、配置部側に開口する開口パターンが設けられている絶縁性を有する吸着部、を有する第二の電極と、を備える。
本実施形態の静電吸着装置は、上述した導電粒子の分散方法に用いられる静電吸着装置と同様の構成を有することができる。
以下、実施例及び比較例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［配合粒子の調製］
（調製例１）
ガラス製の容器に、媒介粒子として平均粒径が１５０μｍであるカーボン粒子（日本カーボン（株）製、製品名「ＮＩＣＡ ｂｅａｄｓ ＩＣＢ−１５０２０」）６０質量部、及び導電粒子としてプラスチックのコア粒子の表面にＮｉめっきを施した平均粒径３μｍの導電被覆粒子１質量部を入れ、容器を振って混ぜ合わせることにより配合粒子１を得た。なお、得られた配合粒子１を走査型電子顕微鏡により観察して、媒介粒子の表面に導電粒子が付着していることを確認した。
（調製例２）
ガラス製の容器に、媒介粒子として平均粒径が３００μｍであるはんだ粒子（千住金属（株）製、製品名「ＥＣＯ ＳＯＬＤＥＲ ＢＡＬＬ」）６０質量部、及び導電粒子としてプラスチックのコア粒子の表面にＮｉめっきを施した平均粒径３μｍの導電被覆粒子１質量部を入れ、容器を振って混ぜ合わせることにより配合粒子２を得た。なお、得られた配合粒子２を走査型電子顕微鏡により観察して、媒介粒子の表面に導電粒子が付着していることを確認した。
（実施例１）
上述した実施形態に係る静電吸着装置１と同様の構成を有する装置を用意し、下部電極４として真鍮板を用い、上部電極７としてガラス板を用い、電極間距離を６ｍｍに設定した。
真鍮板（下部電極）の表面に配合粒子１を配置し、電極間に３．３ｋＶの電圧を印加して、配合粒子を上下運動させた。これにより、ガラス板の表面に導電粒子が離間して吸着した導電粒子付きガラス板を得た。
次に、静電吸着装置１’と同様の構成を有する装置を用意し、上記で得られた導電粒子付きガラス板を下部電極４とし、一方の主面をポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆した真鍮板を第三の電極２４とし、電極間距離を２ｍｍに設定した。電極間に６ｋＶの電圧を印加して、導電粒子をポリテトラフルオロエチレン樹脂の吸着部に静電吸着させた。導電粒子が付着した吸着部の拡大写真を図９に示す。（ａ）は顕微鏡倍率３００倍の写真、（ｂ）は顕微鏡倍率５００倍の写真を示す。
（実施例２）
静電吸着装置１と同様の構成を有する装置を用意し、下部電極４として真鍮板を用い、上部電極７としてガラス板を用い、電極間距離を６ｍｍに設定した。
真鍮板（下部電極）の表面に配合粒子２を配置し、電極間に３．５ｋＶの電圧を印加して、配合粒子を上下運動させた。これにより、ガラス板の表面に導電粒子が離間して吸着した導電粒子付きガラス板を得た。
次に、静電吸着装置１’と同様の構成を有する装置を用意し、上記で得られた導電粒子付きガラス板を下部電極４とし、一方の主面をポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆した真鍮板を第三の電極２４とし、電極間距離を２ｍｍに設定した。電極間に６ｋＶの電圧を印加して、導電粒子をポリテトラフルオロエチレン樹脂の吸着部に静電吸着させた。導電粒子が付着した吸着部の拡大写真を図１０に示す。（ａ）は顕微鏡倍率３００倍の写真、（ｂ）は顕微鏡倍率５００倍の写真を示す。
（実施例３）
静電吸着装置１と同様の構成を有する装置を用意し、下部電極４として真鍮板を用い、上部電極７として導電性ポリテトラフルオロエチレンで被覆した真鍮板を用い、電極間距離を７ｍｍに設定した。
真鍮板（下部電極）の表面に、配合粒子１を配置し、電極間に２．８ｋＶの電圧を印加して、配合粒子を上下運動させた。これにより、導電性ポリテトラフルオロエチレンの吸着部表面に導電粒子が離間して吸着した導電粒子付き真鍮板を得た。
次に、静電吸着装置１’と同様の構成を有する装置を用意し、上記で得られた導電粒子付き真鍮板を下部電極４とし、一方の主面をポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆した真鍮板を第三の電極２４とし、電極間距離を２ｍｍに設定した。電極間に６ｋＶの電圧を印加して、導電粒子をポリテトラフルオロエチレン樹脂の吸着部に静電吸着させた。導電粒子が付着した吸着部の拡大写真を図１１に示す。（ａ）は顕微鏡倍率３００倍の写真、（ｂ）は顕微鏡倍率５００倍の写真を示す。
（実施例４）
静電吸着装置１と同様の構成を有する装置を用意し、下部電極４として真鍮板を用い、上部電極７として導電性ポリテトラフルオロエチレンで被覆した真鍮板を用い、電極間距離を７ｍｍに設定した。
真鍮板（下部電極）の表面に配合粒子２を配置し、電極間に３．５ｋＶの電圧を印加して、配合粒子を上下運動させた。これにより、導電性ポリテトラフルオロエチレンの吸着部表面に導電粒子が離間して吸着した導電粒子付き真鍮板を得た。
次に、静電吸着装置１’と同様の構成を有する装置を用意し、上記で得られた導電粒子付き真鍮板を下部電極４とし、一方の主面をポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆した真鍮板を第三の電極２４とし、電極間距離を２ｍｍに設定した。電極間に６ｋＶの電圧を印加して、導電粒子をポリテトラフルオロエチレン樹脂の吸着部に静電吸着させた。導電粒子が付着した吸着部の拡大写真を図１２に示す。（ａ）は顕微鏡倍率３００倍の写真、（ｂ）は顕微鏡倍率５００倍の写真を示す。
１，１’…静電吸着装置、２…配置部、３…電極本体、４…下部電極（第一の電極）、５…吸着部、６…電極本体、７…上部電極（第二の電極）、８，８’…電源、９、９’…制御部、１０…媒介粒子、１２…導電粒子、２０…導電粒子付き電極、２２…第２の吸着部、２３…電極本体、２４…第三の電極、７２…開口部、Ｐ…配合粒子。

Claims (7)

  1. 粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部を有する第一の電極と、前記配置部と対向する静電気拡散性又は導電性を有する吸着部を有する第二の電極と、を備える静電吸着装置の第一の電極と第二の電極との間に電界を形成することにより、前記配置部に配置された、媒介粒子に該媒介粒子よりも粒径が小さい導電粒子を付着させた配合粒子を、前記配置部と前記吸着部との間で往復運動させて前記導電粒子を前記吸着部に吸着させる工程と、
    を備える、導電粒子の分散方法。
  2. 前記媒介粒子の粒径が、前記導電粒子の粒径の１０〜１００倍である、請求項１に記載の導電粒子の分散方法。
  3. 前記導電粒子の粒径が、２〜２０μｍである、請求項１又は２に記載の導電粒子の分散方法。
  4. 前記吸着部が、前記配置部側に開口する開口パターンを有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電粒子の分散方法。
  5. 前記吸着部に吸着した前記導電粒子を、前記吸着部と対向するように配置された絶縁性を有する第２の吸着部に静電吸着させる工程を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電粒子の分散方法。
  6. 前記第２の吸着部が、前記吸着部側に開口する開口パターンを有している、請求項５に記載の導電粒子の分散方法。
  7. 粒子を配置する静電気拡散性又は導電性を有する配置部、を有する第一の電極と、
    前記配置部と対向し、前記配置部側に開口する開口パターンが設けられている静電気拡散性又は導電性を有する吸着部、を有する第二の電極と、を備える、静電吸着装置。
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