JP2024043061A - 導電性基材の製造方法、電子デバイスの製造方法、電磁波シールドフィルムの製造方法および面状発熱体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波により基材上に導電性層を設けて導電性基材を製造する際に、基材の損傷を抑えつつ、高い導電性を有する導電性層を得ること。【解決手段】基材の表面に、導電性粒子を含む導電性組成物を用いて塗膜を形成する塗膜形成工程と、塗膜に超音波を印加して導電性層とする超音波印加工程と、を含む、導電性基材の製造方法。この製造方法において、超音波は、基材の表面と平行な方向に振動する。また、超音波印加工程では、超音波振動するホーンが塗膜に接触した状態で、基材とホーンとを相対運動させながら、塗膜に超音波を印加する。【選択図】図２

Description

本発明は、導電性基材の製造方法、電子デバイスの製造方法、電磁波シールドフィルムの製造方法および面状発熱体の製造方法に関する。より具体的には、超音波を用いて導電性基材を製造する方法や、製造された導電性基材を用いて各種物品を製造する方法に関する。

金属に超音波を印加することにより、接合界面に存在する酸化皮膜や付着物を破壊・分散し、塑性変形により金属同士を密着させる技術（超音波金属接合）が知られている。この技術の応用として、金属微粒子に超音波を印加することにより、導電性層を形成すること、また、導電性層を備える導電性基材を製造する試みが知られている。

超音波により金属を接合する場合、基本的には金属を溶融させるための加熱を要しない。よって、例えば樹脂などの低耐熱性の基材の表面に、金属粒子を含む膜を形成し、その膜に超音波を印加することで、基材（樹脂）の溶融や変形を抑えつつ、導電性層を形成することが可能と考えられる。
このような導電性層の形成に関する先行技術として、特許文献１を挙げることができる。特許文献１には、（ｉ）合成樹脂からなる基材上に、金属微粒子及び樹脂バインダーを含有するインクを塗布するステップと、（ｉｉ）インクを硬化させ、基材と樹脂バインダーを密着させるステップと、（ｉｉｉ）硬化したインクの表面に超音波振動を与えながら圧力を加えることにより、金属微粒子どうしの接触面積を増加させるステップと、を備える導電性基材の製造方法が記載されている。
また、特許文献２には、配線パターンの形成用ペーストとして、有機樹脂と導体粒子とを主体とするペーストを用い、該ペーストを基板上に塗布して配線パターンを形成し、これを加熱硬化させ、該配線パターン上に、加圧力、又は加圧力とともに超音波エネルギー、又は超音波エネルギー及び熱エネルギーを作用させることにより、有機樹脂中の導体粒子の表面に形成されている有機樹脂皮膜を破壊し、導体粒子相互間を密に接合して互いに導通させることを特徴とする配線パターンの形成方法が記載されている。

特開２００８－０８６８９５号公報 特開平４－３１７３８９号公報

本発明者らは、特許文献１の記載やその他の従来技術を参考にしつつ、超音波により基材上に導電性層を設けることを試みた。しかし、超音波の印加により基材が損傷してしまう不具合が発生する場合があった。また、基材の損傷を抑えるために超音波の出力を弱めると、高い導電性を有する導電性層を形成できない場合があった。すなわち、基材の損傷を抑えることと、高い導電性を有する導電性層を形成することは、トレードオフの関係にあった。
ちなみに、基材が超音波で損傷を受けると、基材表面における導電性層に接する部分が物理的に変化して、結果的に、導電性層の密着性が低下するなどの不具合が発生することがある。また、基材が透明である場合には、基材が超音波で損傷を受けると、基材にヘイズが生じ、基材の透明性が悪くなることがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的の１つは、超音波により基材上に導電性層を設けて導電性基材を製造する際に、基材の損傷を抑えつつ、高い導電性を有する導電性層を得ることである。

本発明者らは、以下に提供される発明を完成させ、上記課題を解決した。

１．
基材の表面に、導電性粒子を含む導電性組成物を用いて塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜に超音波を印加して導電性層とする超音波印加工程と、
を含む、導電性基材の製造方法であって、
前記超音波は、前記基材の前記表面と平行な方向に振動する超音波であり、
前記超音波印加工程では、超音波振動するホーンが前記塗膜に接触した状態で、前記基材と前記ホーンとを相対運動させながら、前記塗膜に超音波を印加する、導電性基材の製造方法。
２．
１．に記載の導電性基材の製造方法であって、
前記基材は、樹脂および紙からなる群より選ばれる少なくともいずれかで構成されている、導電性基材の製造方法。
３．
１．または２．に記載の導電性基材の製造方法であって、
前記基材は、フィルム状またはシート状である、導電性基材の製造方法。
４．
１．～３．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記基材は、可撓性を有する、導電性基材の製造方法。
５．
１．～４．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記超音波印加工程は、前記基材を搬送しながら行う、導電性基材の製造方法。
６．
１．～５．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記ホーンは円形で、円の中心を軸として回転可能であり、前記軸は超音波振動子と連結しており、
前記超音波印加工程では、前記ホーンの円周部が前記塗膜に接触した状態で、前記基材の搬送速度にあわせて前記ホーンが回転する、導電性基材の製造方法。
７．
１．～６．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記塗膜形成工程は、前記導電性組成物を前記基材上に塗布する塗布工程と、前記基材上に塗布された前記導電性組成物を硬化させる硬化工程と、を含む、導電性基材の製造方法。
８．
１．～７．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記塗膜形成工程と前記超音波印加工程との間に、前記塗膜を押圧する押圧工程を含む、導電性基材の製造方法。
９．
８．に記載の導電性基材の製造方法であって、
前記押圧工程においては、前記塗膜を２～１５０ＭＰａの圧力で押圧する、導電性基材の製造方法。
１０．
８．または９．に記載の導電性基材の製造方法であって、
前記押圧工程においては、前記塗膜を加熱しながら押圧する、導電性基材の製造方法。
１１．
１．～１０．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記導電性粒子が、銅および銀からなる群より選ばれる少なくともいずれかの元素を含有する、導電性基材の製造方法。
１２．
１．～１１．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記基材が、ポリエステル系樹脂フィルム、または、ポリオレフィン系樹脂フィルムである、導電性基材の製造方法。
１３．
１．～１２．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法であって、
前記導電性層は、パターン構造を有する、導電性基材の製造方法。
１４．
１．～１３．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法。
１５．
１４．に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記電子デバイスが、ＲＦタグである、電子デバイスの製造方法。
１６．
１．～１３．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて電磁波シールドフィルムを製造する、電磁波シールドフィルムの製造方法。
１７．
１．～１３．のいずれか１つに記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて面状発熱体を製造する、面状発熱体の製造方法。

本発明によれば、超音波により基材上に導電性層を設けて導電性基材を製造する際に、基材の損傷が抑えられ、かつ、高い導電性を有する導電性層を得ることができる。

塗膜形成工程について説明するための図である。 超音波印加工程について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
煩雑さを避けるため、（ｉ）同一図面内に同一の構成要素が複数ある場合には、その１つのみに符号を付し、全てには符号を付さない場合や、（ｉｉ）特に図２以降において、図１と同様の構成要素に改めては符号を付さない場合がある。
すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応しない。

本明細書中、数値範囲の説明における「Ｘ～Ｙ」との表記は、特に断らない限り、Ｘ以上Ｙ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」を意味する。

＜導電性基材の製造方法＞
本実施形態の導電性基材の製造方法は、
基材の表面に、導電性粒子を含む導電性組成物を用いて塗膜を形成する塗膜形成工程と、
上記塗膜に超音波を印加して導電膜とする超音波印加工程と、
を含む。
以下、塗膜形成工程については図１を、超音波印加工程については図２を、それぞれ参照しながら、各工程について説明する。また、これら工程以外の任意工程についても説明する。

（塗膜形成工程（図１））
塗膜形成工程では、基材１の表面の少なくとも一部に、導電性粒子を含む導電性組成物を用いて塗膜３を形成する。

・基材１について
製造コストや、最終的に得られる導電性基材の最終用途を考慮し、基材１は、樹脂および紙からなる群より選ばれる少なくともいずれかで構成されていることが好ましい。より具体的には、基材１は、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂および紙からなる群より選択される少なくともいずれかであることが好ましい。ここで、紙は、コート紙（紙表面がコート剤でコーティングされた紙）であってもよいし、コート紙ではない通常の紙であってもよい。これらのほか、一般的な樹脂素材で構成された基材１を用いることができる。
超音波により金属を接合する場合、基本的には金属を溶融させるための加熱を要しない。よって、本実施形態においては、樹脂などの低耐熱性の基材も採用可能である。

量産適性の観点から、基材１は、フィルム状またはシート状であることが好ましい。後述の超音波印加工程を、基材１を搬送しながら行う場合に、基材１がフィルム状またはシート状であると、搬送がしやすいためである。

基材１は、好ましくは可撓性を有する。可撓性を有する基材１を採用することで、最終製品としてフレキシブル基材（ＦＰＣ）を製造することができる。念のため述べておくと、基材１は、可撓性を有しないリジッドな基材であってもよい。
特に好ましい基材１は、ポリエステル系樹脂フィルムおよびポリオレフィン系樹脂フィルムである。

・導電性組成物について
導電性組成物は、少なくとも導電性粒子を含む。
導電性粒子は、典型的には金属粒子である。好ましくは、導電性粒子は、銅および銀からなる群より選ばれる少なくともいずれかの元素を含有する。換言すると、導電性粒子としては、銅粒子、銀粒子などが好ましく用いられる。

より具体的には、導電性粒子は、銀を主成分とする粒子、および、銅を主成分とする粒子からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含むことが好ましい。ここで、「銀を主成分とする」との表現は、粒子中の全構成元素中の銀元素の比率が、好ましくは５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９５ｍｏｌ％以上であることをいう。同様に、「銅を主成分とする」との表現は、粒子中の全構成元素中の銅元素の比率が、好ましくは５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９５ｍｏｌ％以上であることをいう。
念のため述べておくと、所望の導電性が得られる限り、導電性粒子は、銀および銅以外の元素を含んでもよい。銀および銅以外の元素としては、金、アルミニウム、白金、パラジウム、イリジウム、タングステン、ニッケル、タンタル、鉛、亜鉛等を挙げることができる。

導電性粒子の粒径分布を調整することにより、最終的に得られる導電性層の導電性を一層高められる場合がある。
一例として、導電性粒子の、体積基準におけるメジアン径Ｄ_５０は、好ましくは１０ｎｍ～５０μｍ、より好ましくは５０ｎｍ～４０μｍ、さらに好ましくは１００ｎｍ～３０μｍである。適度に大きいメジアン径Ｄ_５０を有する導電性粒子を用いることで、単位体積あたりの導電性粒子間の粒界の数が少なくなるため、導電性が一層高まると考えられる。また、導電性粒子のメジアン径Ｄ_５０が大きすぎないことにより、導電性粒子間に大きな「すき間」が空くことが抑えられて、導電性が一層高まると考えられる。また、適度に大きいメジアン径Ｄ_５０を有する導電性粒子は、入手コストの面でも有利である。

本実施形態で使用可能な導電性粒子は、例えば、ＤＯＷＡエレクトロニクス社、福田金属箔粉工業社などから購入可能である。

超音波印加工程を経て得られる導電性層の導電性を一層高める観点から、導電性組成物中の導電性粒子の比率は大きいことが好ましい。具体的には、導電性組成物の全不揮発成分中の導電性粒子の比率は、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは８５質量％以上である。

導電性組成物は、導電性粒子を少なくとも含有するが、導電性粒子以外の成分を含んでいてもよい。

導電性組成物は、溶剤を含むことができる。導電性組成物が溶剤を含むことにより、導電性組成物の基材への塗布性が向上する。溶剤は、典型的には有機溶剤を含む。
溶剤の種類は特に限定されない。溶剤は、導電性組成物中の各成分を実質的に変質させないものであればよい。
溶剤の使用量は、導電性組成物の塗布方法などに応じて適宜調整すればよい。

導電性組成物は、基材１との密着性、塗布性、印刷性などの観点で、バインダーを含んでもよいし、含まなくてもよい。
バインダーを用いる場合、バインダーの種類は特に限定されないが、ポリビニルピロリドン、ポリエステル、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール、セルロース系樹脂（例えばエチルセルロースなど）、フェノール樹脂などを好ましく挙げることができる。
導電性層の導電性を維持する観点からは、導電性組成物の全不揮発成分中のバインダーの量は、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以下である。バインダーの量の下限は０であってもよい。ただし、バインダーを用いることにより密着性向上などの効果を積極的に得ようとする場合には、バインダーの量は、導電性組成物の全不揮発成分中、１質量％以上とすることが好ましく、２質量％以上とすることがより好ましく、３質量％以上とすることがさらに好ましいい。すなわち、諸性能のバランスの観点からは、バインダーの量は、導電性組成物の全不揮発成分中、好ましくは１～２５質量％、より好ましくは２～２０質量％、さらに好ましくは３～１５質量％である。

導電性組成物は、その他、従来のインク組成物や導電性ペーストにおける各種添加成分を含んでもよいし、含まなくてもよい。

・塗膜３を設ける方法（塗布工程）について
導電性組成物を基材１の表面に塗布して塗膜３を設ける方法は、特に限定されない。
導電性組成物は、基材１の表面の全体に塗布されてもよいし、基材１の表面の一部にのみ塗布されてもよい。前者の場合、ブレードコーター、エアナイフコーター、ドクターコーター、ロールコーター、バーコーター（ロッドコーター）、カーテンコーターなどの装置を用いて塗布を行うことができる。後者の場合、各種の印刷法、例えばスクリーン印刷法、グラビア印刷法、凸版印刷法、平板印刷法（オフセット印刷法）、インクジェット法など適用することができる。塗布の「パターン」を適切に設計することで、回路として働くことができる導電膜（回路パターン）や、電磁波シールド能を有するメッシュパターンなどの、パターン構造を備えた基材を製造することができる。導電性組成物を基材１の一面の一部にのみ塗布する場合、塗布の「パターン」は、最終的に得られる導電性層の用途に応じて適切に設計されることが好ましい。
所望の場所以外に導電性組成物が塗布されないように、例えば孔をくりぬいたフィルムを基材１の上に置き、その上から導電性組成物を塗布し、その後フィルムを除去するという工程を行ってもよい。

導電性層としたときの十分な導電性を得る観点と、塗布のしやすさの観点から、塗膜３の厚み（導電性組成物が溶剤を含む場合は乾燥厚み）は、好ましくは１～８０μｍ、より好ましくは２～４０μｍである。

導電性組成物が溶剤を含む場合には、溶剤を乾燥させるための加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理の条件は、溶剤が十分に乾燥する限り特に限定されないが、溶剤の十分な乾燥と、過度な加熱による導電性粒子の変質抑制の観点から、加熱処理の温度は好ましくは５０～１５０℃、より好ましくは８０～１２０℃である。加熱処理の時間は好ましくは１～６０分、より好ましくは３～３０分である。
溶剤を乾燥させるための加熱処理は、具体的には、塗膜３に対して熱風を当てることで行うことができる。もちろんこれ以外の方法で加熱処理を行ってもよい。

また、基材１上に塗布された導電性組成物を硬化させる硬化工程を行ってもよい。硬化工程は、特に、導電性組成物が熱硬化性を有するときに好ましく行われる。硬化工程は、基材１上に塗布された導電性組成物を、例えば５０～２００℃、好ましくは７０～１８０℃で、例えば１～６０分、より好ましくは３～３０分加熱することで行うことができる。基材１上に塗布された導電性組成物が適切に硬化することで、後掲の超音波印加工程で超音波が印加されて形成される導電性層の導電性を一層高めることができる。

（押圧工程（不図示））
本実施形態においては、塗膜形成工程と超音波印加工程との間に、塗膜３を押圧する押圧工程を行ってもよい。押圧工程を行うことで、塗膜３中の導電性粒子間のすき間がより小さくなるため、その後の超音波印加工程を経ることで導電性が特に良好な導電性層を得やすい。

押圧は、例えばロールプレス法により行うことができる。すなわち、塗膜３が設けられた基材１を、対向して回転する２本のロールの間に挟んで搬送することにより、塗膜３に圧力を加えることができる。また、押圧は平面プレス法により行ってもよい。
押圧工程を行う場合、塗膜３を、例えば２～１５０ＭＰａ、好ましくは５～１００ＭＰａの圧力で押圧する。

押圧工程においては、塗膜３を加熱しながら押圧してもよい。このようにすることで、塗膜３中の導電性粒子間のすき間が一層小さくなり、超音波印加工程後に得られる導電性層の導電性が一層高まると考えられる。この場合の加熱の温度は、基材１の耐熱性などを考慮して適宜設定すればよい。加熱の温度は、７０～１８０℃、より好ましくは８０～１５０℃である。

（超音波印加工程（図２））
超音波印加工程では、基材１における少なくとも塗膜３の部分に、超音波を印加する。これにより、塗膜３中の導電性粒子同士が接合する。そして、塗膜３は、導電性層となる。

超音波印加工程においては、超音波振動するホーン１０を塗膜３に接触させた状態で、基材１とホーン１０とを相対運動させながら、塗膜３に超音波を印加する。より具体的には、超音波印加工程は、基材１を搬送しながら行われる。
超音波を用いる従来の接合技術では、主として、超音波振動子（ホーン）を、接合対象に「単純に押し当てて」いた。しかし、従来のやり方は、量産や、大面積の導電性層の形成には不向きである。本実施形態においては、基材１とホーン１０とを相対運動させながら、塗膜３に超音波を印加するようにすることにより、量産や、大面積の導電性層の形成をしやすくしている。

基材１とホーン１０とを相対運動させやすくする、具体的には基材１を搬送しながら超音波を印加しやすくするため、ホーン１０は円形であり、円の中心を軸として回転可能であることが好ましい。このようなホーン１０を用いることで、円形のホーン１０の円周部を塗膜３に接触させつつ、基材１を搬送し、かつ、基材１の搬送速度にあわせてホーン１０を回転させる、というやり方で超音波印加工程を行うことができる。このようなやり方は、量産性や、大面積の導電性層の形成を考慮したときに好ましい。

ホーン１０における軸は、通常、超音波振動子２０と連結している。また、超音波振動子２０は、通常、超音波発振器（不図示）と連結している。ただし、装置の具体的構成は、ホーン１０が塗膜３に接触した状態で、基材１とホーン１０とが互いに相対運動しながら、塗膜３に超音波を可能である限り、特に限定されない。

ホーン１０に対する基材１の相対速度（基材１を搬送する場合には搬送速度に相当）や、超音波を印加する時間は、量産性、塗膜３に十分な超音波を印加するための時間、基材１の損傷抑制などを考慮し、適宜設定すればよい。あくまで一例であるが、相対速度（搬送速度）は、好ましくは１～１００ｍ／ｍｉｎ、より好ましくは２～５０ｍ／ｍｉｎである。また、超音波印加時間は、好ましくは０．０１ｍｓｅｃ～１ｓｅｃ、より好ましくは０．１ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃである。

また、超音波印加工程においては、超音波として、基材１の表面と平行な方向に振動する超音波を印加する。ここで「平行な方向」とは、厳密に平行な方向であってもよいが、基材１の損傷が抑えられ、導電性が良好な導電性層が得られる限り、必ずしも厳密に平行な方向でなくてもよい。ちなみに、もし基材１が曲面を有し、その曲面部分に塗膜３が形成され、その塗膜３の部分に超音波を印加する場合には、曲面におけるホーン１０が接している点の接平面と平行な方向に振動する超音波を印加する。

特許文献１の段落００１３には、超音波振動の振動方向は、硬化したインクに対して（すなわち、基材の表面に対して）垂直方向であることが好ましい旨が記載されている。しかし、本発明者らの予備的検討によれば、基材１の表面に対して垂直方向の超音波を印加すると、超音波の作用により基材１が損傷してしまう場合があった。
本発明者らは、基材１の表面に対して平行な方向に振動する超音波であれば、基材１を損傷させにくいことを見出した。そして、上述の「基材１とホーン１０とを相対運動させる」超音波印加工程において、超音波として、基材１の表面と平行な方向に振動する超音波を印加することとした。詳細は不明であるが、塗膜３の表面に平行な方向で振動する超音波が塗膜３に直接印加されることにより、振動エネルギーが下層の基材１に対してよりも塗膜３に伝わりやすいことが、基材１の損傷低減につながっていると考えられる。なお、このことは、塗膜３の厚みが基材１の厚みよりも小さい場合に特に顕著となると考えられる。
一方、塗膜３の表面に垂直な方向で振動する超音波を用いた場合には、塗膜３と基材１とがほぼ同様に振動してしまうため、基材１の損傷が起こりやすいと考えられる。

ちなみに、得られる導電性層の導電性向上の観点からは、超音波の振動方向は、基材１の表面に対して垂直な方向が良いようにも思われる。基材１の表面に対して垂直な方向の超音波は、導電性粒子を「押し込む」方向に働くためである。しかし、本発明者らの検討の限り、基材１の表面に対して平行な超音波であっても、得られる導電性層の導電性は良好である。

超音波は基材１の表面に対して平行な方向に振動する超音波であればよい。ただし、特に、図２に示すような、基材１をホーン１０に対して相対運動させることを考慮すると、超音波の振動方向は、基材１の表面に対して平行な方向であって、かつ、基材１がホーン１０に対して運動する方向（基材１の搬送方向）と垂直な方向であることが好ましい。これは、主として、ホーン１０が回転体である場合、ホーン１０の回転軸を搬送方向と垂直にする必要があるという装置上の制約に基づく。超音波は、超音波振動子２０からホーン１０へ直線的に伝達するため、超音波の振動方向は搬送方向と垂直であることが好ましい。
ちなみに、ここでの「垂直な方向」とは、厳密に垂直な方向であってもよいが、必ずしも厳密に垂直な方向でなくてもよい。

超音波印加工程における超音波の周波数は、導電性粒子の接合性や、基材１の損傷を一層抑える観点などから適宜選択すればよい。超音波の周波数は、例えば１０～１００ｋＨｚ、好ましくは１２～５０ｋＨｚである。

＜導電性基材の用途＞
上記のようにして得られた導電性基材を用いて、電子デバイスを製造することができる。例えば、塗布工程において塗布の「パターン」を適切に設計することで、電気回路として働くことができる導電性層を備えた基材を製造し、この基材と他の電子素子とを組み合わせることで電子デバイスを製造することができる。

ここで、「電子デバイス」の例をいくつか記載するが、本実施形態の導電性基材の製造方法で得られた導電性基材を含む電子デバイスは、当然、これらのみに限定されない。
・センサー：例えば感圧センサー、バイタルセンサー等のセンサー中の、導電性部材／回路について、本実施形態の導電性基材の製造方法で得られた導電性基材を適用することができる。
・太陽電池：例えば太陽電池の集電配線について、本実施形態の導電性基材の製造方法で得られた導電性基材を適用することができる。
・メンブレンスイッチ：メンブレンスイッチとは、薄いシート状のスイッチでフィルムに回路と接点を印刷して貼り重ねたものである。これの回路や接点を形成するために、本実施形態の導電性基材の製造方法を適用することができる。
・タッチセンサー・タッチパネル：例えばタッチセンサー・タッチパネルにおける引き出し配線を形成するために、本実施形態の導電性基材の製造方法を適用することができる。また、タッチセンサー・タッチパネルにおける透明電極を形成するために、本実施形態の導電性基材の製造方法を適用することも考えられる。
・フレキシブル基材：従来は、まず可撓性フィルムの全面に金属膜をコーティングし、その後、薬剤を使って金属膜の不要な部分を取り除くことで回路を形成している。このような従来の方法の代わりに、本実施形態の導電性基材の製造方法で回路を形成することが考えられる。

特に、従来は導電ペーストを用いて回路を形成していた電子デバイスにおいて、回路形成を本実施形態の導電性基材の製造方法を利用することで、回路の導電性が向上し、電子デバイスの性能向上を期待することができる。

とりわけ好ましい電子デバイスとしては、ＲＦタグを挙げることができる。すなわち、ＲＦタグにおけるアンテナ部等の導電回路を製造するために、本実施形態の導電性基材の製造方法は好ましく用いられる。
ＲＦタグの具体的構造については、例えば特開２００３－３３２７１４号公報、特開２０２０－４６８３４号公報などを参考にすることができる。

電子デバイスとは別の応用として、本実施形態の導電性基材の製造方法により、電磁波シールドフィルムを製造することが考えられる。具体的には、塗布工程において、導電性組成物を塗布する際のパターンを、電磁波シールドフィルム特有のパターン（メッシュパターンなど）とすることで、電磁波シールドフィルムを製造することができる。

さらに別の応用として、本実施形態の導電性基材の製造方法により、面状発熱体を製造することが考えられる。面状発熱体とは、基材上に電気配線が設けられ、その配線に電流を流すことで発熱するもののことをいう。面状発熱体の具体例としては、例えば乗用車のリアガラスなど、防曇や防寒のための面状発熱体を挙げることができる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。念のため述べておくと、本発明は実施例のみに限定されない。

＜導電性組成物の調製＞
銅粒子（福田金属箔粉工業製、品番：ＥＦＣ－０９ＬＭＬ、メジアン径Ｄ_５０：１．３７μｍ）７０質量部と、ポリビニルブチラール系樹脂（積水化学工業社製「Ｓ－ＬＥＣ ＢＨ－Ａ」）１０質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート２０質量部とを、遊星式攪拌機を用いて攪拌した。これにより均一なペースト状の導電性組成物Ａを得た。

また、銀粒子（福田金属箔粉工業製、品番：Ａｇ－ＨＷＱ、グレード：１．５μｍ，メジアン径Ｄ_５０＝１．７０μｍ）７０質量部と、ポリビニルブチラール系樹脂（積水化学工業社製「Ｓ－ＬＥＣ ＢＨ－Ａ」）１０質量部と、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート２０質量部とを、遊星式攪拌機を用いて攪拌した。これにより均一なペースト状の導電性組成物Ｂを得た。

＜導電性基材の製造＞
（塗膜形成工程）
それぞれの導電性組成物を用いて、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルム上に、１５ｍｍ×５ｍｍの大きさの塗膜（ベタ膜）を形成した。具体的には、ＰＥＴフィルム上にセロテープ（登録商標）を貼って１５ｍｍ×５ｍｍの大きさの「くりぬき部」を設け、そのくりぬき部の上から導電性組成物を塗布した。その後、スキージーを用いて、塗膜の厚みをセロテープの厚みとほぼ同じとした。さらにその後、セロテープを剥がした。このときの塗膜の厚みは２０μｍ程度であった。
塗膜を形成したフィルムを、熱風循環式大気オーブンに入れ、１００℃で１５分間加熱した。これにより溶剤を乾燥させた。

（押圧工程）
塗膜形成工程で溶剤を乾燥させた後のフィルムを、荷重調節式のロールプレス機（テスター産業製、ロールプレス機（ＳＡ－６０２）で加圧・加熱処理した。ロール温度は１００℃、圧力は１０ＭＰａ、搬送速度は０．１ｍ／分に調整した。押圧工程後の塗膜の厚みは、１２μｍだった。

（超音波印加工程）
基材の表面と平行な方向に振動する超音波を印加する実施例においては、以下のような装置および手順で超音波を印加した。
・装置
超音波発振器としては、日本アビオニクス社製ＳＷ－Ｄ９００Ｓ－２０（周波数２０ｋＨｚ）または日本アビオニクス社製ＳＷ－Ｄ９００Ｓ－３９（周波数３９ｋＨｚ）を用いた。
ホーンとしては、ＳＵＳ（ステンレス）材質の、厚さ１２ｍｍ、直径１５０ｍｍの円板が、円板の中心に取り付けられた直径２０ｍｍの軸で振動子に接続されているものを用いた。
・超音波印加の具体的手順
概略としては図２に示すような装置を構成して、塗膜に超音波を印加した。
具体的には、ホーンの円板平面が地面に対して実質的に垂直にセットされ、円板外周の厚さ１２ｍｍの面が、フィルム上の塗膜に接し、フィルムの搬送にあわせてホーンが回転する装置を用いた。
ホーンからは、超音波振動子に接続されている軸方向に振動する超音波が発振された。すなわち、超音波の振動方向は、フィルム（基材）の表面と平行な方向であって、かつ、搬送方向に対して垂直な方向であった。周波数については後掲の表に記載のとおりとした。
フィルムの搬送速度は約５ｍ／ｍｉｎ、ホーンの回転速度は約４２ｒｐｍとした。搬送速度を２．５ｍ／ｍｉｎに下げた試験も行った。

実施例とは別に、基材の表面と垂直な方向に振動する超音波を印加する比較例においては、以下のような装置および手順で超音波を印加した。
・装置
超音波発振器としては、精電舎電子工業製ＪＩＩ４４０（周波数３９．５ｋＨｚ）を用いた。ホーンとしては、ＳＵＳ（ステンレス）材質の高さ２０ｍｍ、底面５ｍｍ×２０ｍｍのホーンを垂直方向に振動させる縦振動ユニットを用いた。
・超音波印加の具体的手順
ホーンの底面がフィルムの塗膜に接するようにして、１秒間、超音波を印加した。

＜評価＞
（基材の損傷）
基材が超音波で損傷を受けると、導電性層に接する基材表面が物理的に変化して、導電性層の基材への密着性が悪化する。よって、ここでは、導電性層の密着性を評価することで、基材の損傷の程度を評価した。
具体的には、超音波印加により形成された導電性層にセロテープ（登録商標）を貼り付けて、ゆっくりと引きはがした。そして、セロテープへの導電層の付着程度を以下基準で評価した。
全く剥がれなかった場合：とても良い
部分的に剥がれたが、一部は残った場合：良い
すべて剥がれた場合：悪い

また、基材表面における塗膜が形成されていない部分については、超音波による損傷でＰＥＴフィルムの透明性が悪くなる場合がある。よって、基材（ＰＥＴフィルム）表面において、塗膜は形成されていないが超音波は印加された部分を目視で観察し、以下の基準で評価した。
基材がほぼ透明であった場合：とても良い
やや白色になったが、透明性が維持されていた場合：良い
全く透明性が失われた場合：悪い

（導電性）
得られた導電性層について、４端子抵抗測定器で抵抗値を測定し、また、膜厚計で膜厚を測定した。測定された抵抗値および膜厚から、比抵抗を算出した。

評価結果を含む各種情報をまとめて下表に示す。表中、指数表記を記号「Ｅ」で表している。例えば２．０Ｅ－０３とは２．０×１０^－３を意味する。

実施例の結果が示すとおり、基材とホーンとを相対運動させながら、基材の表面と平行な方向に振動する超音波を塗膜に印加することで、基材の損傷を抑えることができた。具体的には、基材の損傷を抑えることにより、導電性層の基材に対する密着性を良好とすることができ、また、基材の透明性を維持することができた。これに対し、基材の表面と垂直な方向に振動する超音波を塗膜に印加した比較例では、基材の損傷を抑えることができなかった。
また、導電性組成物Ａを用いた実施例と比較例の対比、および、導電性組成物Ｂを用いた実施例と比較例の対比から、実施例においては、基材の損傷を抑えつつ、比較例よりも高導電性の（比抵抗が小さい）導電性層を備える導電性基材を製造することができたことが理解される。

１ 基材
３ 塗膜
１０ ホーン
２０ 超音波振動子

Claims (17)

1. 基材の表面に、導電性粒子を含む導電性組成物を用いて塗膜を形成する塗膜形成工程と、
   前記塗膜に超音波を印加して導電性層とする超音波印加工程と、
   を含む、導電性基材の製造方法であって、
   前記超音波は、前記基材の前記表面と平行な方向に振動する超音波であり、
   前記超音波印加工程では、超音波振動するホーンが前記塗膜に接触した状態で、前記基材と前記ホーンとを相対運動させながら、前記塗膜に超音波を印加する、導電性基材の製造方法。
2. 請求項１に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記基材は、樹脂および紙からなる群より選ばれる少なくともいずれかで構成されている、導電性基材の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記基材は、フィルム状またはシート状である、導電性基材の製造方法。
4. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記基材は、可撓性を有する、導電性基材の製造方法。
5. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記超音波印加工程は、前記基材を搬送しながら行う、導電性基材の製造方法。
6. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記ホーンは円形で、円の中心を軸として回転可能であり、前記軸は超音波振動子と連結しており、
   前記超音波印加工程では、前記ホーンの円周部が前記塗膜に接触した状態で、前記基材の搬送速度にあわせて前記ホーンが回転する、導電性基材の製造方法。
7. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記塗膜形成工程は、前記導電性組成物を前記基材上に塗布する塗布工程と、前記基材上に塗布された前記導電性組成物を硬化させる硬化工程と、を含む、導電性基材の製造方法。
8. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記塗膜形成工程と前記超音波印加工程との間に、前記塗膜を押圧する押圧工程を含む、導電性基材の製造方法。
9. 請求項８に記載の導電性基材の製造方法であって、
   前記押圧工程においては、前記塗膜を２～１５０ＭＰａの圧力で押圧する、導電性基材の製造方法。
10. 請求項８に記載の導電性基材の製造方法であって、
    前記押圧工程においては、前記塗膜を加熱しながら押圧する、導電性基材の製造方法。
11. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
    前記導電性粒子が、銅および銀からなる群より選ばれる少なくともいずれかの元素を含有する、導電性基材の製造方法。
12. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
    前記基材が、ポリエステル系樹脂フィルム、または、ポリオレフィン系樹脂フィルムである、導電性基材の製造方法。
13. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法であって、
    前記導電性層は、パターン構造を有する、導電性基材の製造方法。
14. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法。
15. 請求項１４に記載の電子デバイスの製造方法であって、
    前記電子デバイスが、ＲＦタグである、電子デバイスの製造方法。
16. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて電磁波シールドフィルムを製造する、電磁波シールドフィルムの製造方法。
17. 請求項１または２に記載の導電性基材の製造方法により得られた導電性基材を用いて面状発熱体を製造する、面状発熱体の製造方法。

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