JP5944588B2 - 透明導電膜の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性ナノワイヤを含むナノワイヤインクを使用した透明導電膜の形成方法に関する。

表示パネルの前方に配置される透光性導電部材は、静電式タッチパネルなどとして使用されている。

従来の透光性導電部材は、基材の表面に形成される透光性電極層がインジウム・ズズ酸化物（ＩＴＯ）で形成されていたが、この種の金属酸化物は外力に対して脆く、曲げ応力などに弱い欠点がある。そこで、樹脂層の内部に導電性ナノワイヤのネットワークが形成された透光性の導電膜が提案されている（特許文献１、２）。この透明導電膜は曲げ応力などの物理的な外力に強いため、曲げ変形可能な樹脂フィルムを基材とした透光性導電部材などに使用するのに適している。

内部に導電性ナノワイヤを含んだ透明導電膜の形成は、従来、印刷によって行われていた。例えば、特許文献１に記載の印刷方法では、導電性ナノワイヤを含んだインクをブランケットを介して基板に転写するオフセット印刷が行なわれている。

米国公開特許２０１２−００９７０５９号公報 特開２０１２−１８１８１６号公報

透明導電膜の形成方法として、例えばスクリーン印刷を行う場合では、静止している基板に対して、印刷方向（マシンディレクション）に沿ってスキージを移動させることによってナノワイヤインク液膜を形成していくため、液膜中のナノワイヤが印刷方向に沿って揃いやすい。また、特許文献１に記載の印刷方法のようなオフセット印刷によって透明導電膜を形成する場合でも、静止しているスリットダイから回転しているブランケットロールへインクを供給する工程において、ブランケットロールの回転方向の力が作用することによってインク中のナノワイヤの向きが揃いやすい。

このような方法で形成された透明導電膜においては、ナノワイヤの向きが揃うことによって、印刷方向には電気抵抗が低く、印刷方向と垂直な方向には電気抵抗が高くなりやすく、抵抗値について異方性を持った導電膜が形成されてしまう問題があった。

そこで本発明は、基板上へのナノワイヤインク液膜の形成過程においてナノワイヤの向きを揃えることなく、これにより、抵抗値の異方性の発生を抑えることのできる透明導電膜の形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板の表面に、導電性のナノワイヤを含む透明導電膜を所定のパターンで形成する方法において、
ナノワイヤが分散しているナノワイヤインクに版面を略水平にして浸した印刷版を、前記ナノワイヤインクの外へ垂直に引き上げることによって、前記ナノワイヤインクを、前記印刷版の版面上に、前記版面と平行な向きに異方性を生じさせる力を与えずに設置して、所定のパターンのナノワイヤインク液膜を形成する液膜形成工程と、
前記版面上に形成した前記ナノワイヤインク液膜を、基板上に転写する転写工程とを有することを特徴としている。

本明細書での透明導電膜とは、基板上に転写されたナノワイヤインク液膜をその後の乾燥等の処理によって固定させた膜である。異方性とは、ナノワイヤインク液膜の物理的性質、特に電気抵抗が、版面及び被転写面に平行な方向のうちの互いに直交する方向で異なることである。

本発明の透明導電膜の形成方法は、液膜形成工程において、ナノワイヤインク液膜が、含まれるナノワイヤの延びる向きが揃わないように形成され、転写工程において、ナノワイヤインク液膜は、含まれるナノワイヤの延びる向きが揃わないように転写される。ナノワイヤの延びる向きが揃わないため異方性の発生を抑えることができる。

印刷版を垂直に引き上げてナノワイヤインク液膜を形成すると、版面に平行な方向に向けてナノワイヤインク液膜に対して外力を加えることがないため、インク中のナノワイヤが版面に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

本発明の透明導電膜の形成方法において、転写工程は、版面に垂直な方向に沿って基板と印刷版を互いに押しつけることによって行うことが好ましい。

版面に垂直な方向に沿って基板と印刷版を互いに押しつけて転写すると、ナノワイヤインク液膜中のナノワイヤが基板の被転写面に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

本発明の透明導電膜の形成方法は、転写工程が、版面上に形成したナノワイヤインク液膜をブランケットに転写する工程と、ブランケットに転写したナノワイヤインク液膜を基板上に転写する工程とを含むことが好ましい。

ここで、前記転写工程において、ブランケットの表面の速度と基板の進行速度の相対速度がゼロであることが好ましい。

相対速度をゼロにすることで、ナノワイヤインク液膜中のナノワイヤが基板の被転写面に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

本発明の透明導電膜の形成方法は、印刷版は、外周面に版面を備えたロール状であり、前記転写工程において、印刷版の表面の回転速度と基板の進行速度の相対速度はゼロであることが好ましい。

相対速度をゼロにすることで、ナノワイヤインク液膜中のナノワイヤが基板の被転写面に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

本発明の透明導電膜の形成方法では、印刷版は、ナノワイヤインク液膜を形成する部分とそれ以外の部分でナノワイヤインクに対する親和性が異なることが好ましい。

ナノワイヤインクに対する親和性とは、主にナノワイヤインクに用いる溶媒に対する性質であって、例えば溶媒に水を用いた場合は、親水性を高めることによって親和性を高め、撥水性又は親油性を高めることによって親和性を低下させる。

本発明によると、基板上へのナノワイヤインク液膜の形成過程においてナノワイヤの向きを揃えることがなく、これにより、異方性の発生を抑えることのできる透明導電膜の形成方法を提供することができる。

第１実施形態におけるナノワイヤインク液膜のパターンを示す平面図である。 第１実施形態に係る透明導電膜の形成方法の各工程を示す図である。 （Ａ）は、第１実施形態に係る透明導電膜の形成方法によって形成した透明導電膜中のナノワイヤの状態を拡大して示す図であり、（Ｂ）は、従来の方法によって形成した透明導電膜中のナノワイヤの状態を拡大して示す図である。 第２実施形態に係る透明導電膜の形成方法において、ナノワイヤインクに印刷版を浸漬した状態を示す断面図である。 第２実施形態におけるインク槽から引き上げた印刷版からブランケットへナノワイヤインク液膜を転写する工程を示す側面図である。 第２実施形態におけるブランケットから圧胴上の基板上にナノワイヤインク液膜を転写する工程を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る透明導電膜の形成方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかる透明導電膜の形成方法は、（１）ナノワイヤインクに印刷版を浸漬した後に引き上げることによって、印刷版の版面上に、所定のパターンで導電性のナノワイヤインク液膜を形成する液膜形成工程と、（２）印刷版上に形成されたナノワイヤインク液膜に基板を押しつけてナノワイヤインク液膜を転写させることによって、液膜形成工程において版面上に形成したナノワイヤインク液膜を基板上に転写する転写工程とを含む。

上記液膜形成工程においては、版面に平行な方向において異方性を生じないように、ナノワイヤインク液膜を形成し、転写工程において、基板の被転写面に平行な方向において異方性を生じないように、ナノワイヤインク液膜を転写するものである。ナノワイヤインク液膜の転写後は、ナノワイヤインク、基板、及び、作製する透明導電膜や静電タッチパネルその他の電子部品の仕様などに合わせて、オーバーコート、加熱、乾燥等の処理を行って固定して透明導電膜を完成させる。

以下に、使用する材料、各工程などについて詳細に説明する。
図１を参照して、静電式タッチパネルとしての入力パネルにおけるナノワイヤインク液膜のパターン（以下、ナノワイヤパターンと呼ぶことがある）の例を説明する。図１は、第１実施形態におけるナノワイヤインク液膜のパターンを示す平面図である。このパターンは、透明導電膜のパターンに対応する。

図１に示すように、導電領域２０は第１の電極部２１と連結導電部２２ならびに第２の電極部２３に区分される。導電領域２０は、本実施形態に係る形成方法で形成したナノワイヤパターンである。

図１に示すように、第１の電極部２１は、四角形状または菱形形状であり、Ｙ方向に配列されている。Ｙ方向に隣り合う第１の電極部２１と第１の電極部２１は連結導通部２２で互いに導通されている。第１の電極部２１と連結導通部２２は連続して形成されている。

第２の電極部２３は、第１の電極部２１と同じ形状で同じ面積に形成されており、Ｘ方向に配列されている。Ｘ方向に隣り合う第２の電極部２３は、連結導通部２２を挟むように互いに独立して形成されている。第１の電極部２１ならびに連結導通部２２と、第２の電極部２３とは、その間の領域である非導電領域２５を介して電気的に分離されている。

入力パネル６の表面では、図１に示すように、連結導電部２２とその両側の非導電領域２５とさらにその両側の第２の電極部２３，２３に渡って、有機絶縁層３１が形成されている。有機絶縁層３１はノボラック樹脂などのアクリル系の透光性の有機絶縁材料で形成されている。前記有機絶縁層３１の表面にブリッジ配線３２が形成され、ブリッジ配線３２によって、Ｘ方向に配列する第２の電極部２３どうしが導通している。

ブリッジ配線３２は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ，ＩＴＯなどに代表される配線材料で形成される。あるいは、各種合金材によって単層に形成される。または、複数の導電性材料が積層された積層導電層で形成される。ブリッジ配線３２は、目視しにくいように細く且つ薄く形成される。

図１に示すように、Ｙ方向に連結されている第１の電極部２１にＹ引出電極層３５が接続されている。このＹ引出電極層３５は、入力パネル６のＹ方向の縁部に設けた複数の第１のランド部（不図示）にそれぞれ接続されている。ブリッジ配線３２でＸ方向に連結されている第２の電極部２３は、それぞれの横列ごとにＸ引出電極層３７に接続されている。それぞれのＸ引出電極層３７は、入力パネル６のＸ方向の縁部に設けた複数の第２のランド部（不図示）に個別に接続されている。

入力パネル６は、第１の電極部２１と第２の電極部２３との間に静電容量が形成されているが、カバーパネル（図示省略）の表面に指を接触させると、第１の電極部２１または第２の電極部２３と指との間に静電容量が形成される。

第１の電極部２１に対して列ごとに順番にパルス状の駆動電力を印加し、全ての第２の電極部２３から検出される電流値を計測することで、複数の第１の電極部２１のどれが指に最も接近しているかを算出できる。また、第２の電極部２３に対して列ごとに順番にパルス状の駆動電力を印加し、全ての第１の電極部２１から検出される電流値を計測することで、複数の第２の電極部２３のどれが最も指に接近しているかを算出できる。

次に、使用する材料について説明する。
ナノワイヤパターンを形成する基板は、例えば、透明性を有する無機基板或いはプラスチック基板である。基板の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、シート、基板などを用いることができる。

無機基板の材料としては、例えば、石英、サファイア、ガラスなどが挙げられる。プラスチック基板の材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などがあげられる。プラスチック基板の厚さは、生産性の観点から３８〜５００μｍであることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。

基板は、ナノワイヤインク液膜との密着性を高めるため、転写工程の前に密着性改善処理を施すことが好ましい。密着性改善処理としては、例えば、水や薬品を使った洗浄、及び／又は、密着性を高める密着剤の付与がある。この処理は、基板表面における、ナノワイヤインク液膜の溶媒に対する親和性を高めるものである。また、研磨等により、基板の表面の面粗度を所定の範囲まで高めておくことも好ましい。

ナノワイヤパターンを形成するナノワイヤインクは、ナノワイヤ、分散剤、バインダを含む。

導電性のナノワイヤは、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎより選択される１種類以上で構成されるナノワイヤであることが好ましい。ナノワイヤの平均短軸径は、好ましく１ｎｍよりも大きく５００ｎｍ以下、また、平均長軸長は、好ましくは１μｍよりも大きく１０００μｍ以下である。平均短軸径が１ｎｍよりも小さい場合、ワイヤの導電率が劣化して塗布後に導電層として機能しにくい。また、平均短軸径が５００ｎｍよりも大きい場合、全光線透過率が劣化してしまう。平均長軸長が１μｍよりも短い場合、ワイヤ同士がつながりにくく、塗布後に導電層として機能しにくい。また、平均長軸長が１０００μｍよりも長い場合、全光線透過率が劣化してしまう。或いは、塗料化した際のナノワイヤの分散性が劣化する傾向にある。

ナノワイヤインク中でのナノワイヤの分散性向上のため、ナノワイヤは、ＰＶＰ、ポリエチレンイミンなどのアミノ基含有化合物で表面処理されていても良い。塗膜化した際に導電性が劣化しない程度の添加量にすることが好ましい。その他、スルホ基(スルホン酸塩含む)、スルホニル基、スルホンアミド基、カルボン酸基(カルボン酸塩含む)、アミド基、リン酸基(リン酸塩、リン酸エステル含む)、フォスフィノ基、シラノール基、エポキシ基、イソシアネート基、シアノ基、ビニル基、チオール基、カルビノール基などの官能基を有する化合物で金属に吸着可能なものを分散剤として用いても良い。

ナノワイヤインクの分散剤としては、例えば、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなど）、アノン（例えば、シクロヘキサノン、シクロペンタノン）、アミド（ＤＭＦ）、スルフィド（ＤＭＳＯ）から選択される少なくとも１種類以上を用いる。

基板上や印刷版の版面上でのインクの乾燥ムラやクラックを抑えるため、高沸点溶媒をさらに添加して、溶剤の蒸発速度をコントロールすることもできる。例えば、ブチルセロソルブ、ジアセトンアルコール、ブチルトリグリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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メチルエーテルジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールイソプロピルエーテル、トリプロピレングリコールイソプロピルエーテル、メチルグリコールが挙げられる。これらの溶媒は単独で用いられてもよく、また、複数を組み合わせてもよい。

ナノワイヤインクに適用可能なバインダ材料としては、既知の透明な天然高分子樹脂または合成高分子樹脂から広く選択して使用することができる。例えば、透明な熱可塑性樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、フッ化ビニリデン、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース）や、熱・光・電子線・放射線で硬化する透明硬化性樹脂（例えば、メラミンアクリレート、ウレタンアクリレート、イソシアネート、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル変性シリケートなどのシリコン樹脂）を使用することができる。さらに添加剤としては、界面活性剤、粘度調整剤、分散剤、硬化促進触媒、可塑剤、酸化防止剤や硫化防止剤などの安定剤などが挙げられる。

つづいて各工程について説明する。図２は、第１実施形態に係る透明導電膜の形成方法の各工程を示す図である。図２（Ａ）は、ナノワイヤインク４１に印刷版５０を浸漬した状態を示す断面図、図２（Ｂ）はインク槽４０から印刷版５０を引き上げた状態を示す側面図、図２（Ｃ）は引き上げた印刷版５０に対して基板７０を押しつけた状態を示す側面図である。

第１実施形態における透明導電膜の形成方法では、図２に示すように、ナノワイヤインク４１を入れたインク槽４０、非画線部５１ｂに対して画線部５１ａが突起した版面５１を備えた印刷版５０、印刷版５０をインク槽４０に対して上下方向に出し入れ可能とする昇降部材６０を用いる。

インク槽４０は、収容したナノワイヤインク４１の温度を調整可能な温度調整機能を備えた保温性の高いケースである。

昇降部材６０は、例えば外部に設けた駆動機構によって、印刷版５０を水平に保持した状態で上下する部材であり、その表面がナノワイヤインクに対して親和性がないことが好ましい。

ナノワイヤインク４１は、液膜形成工程及び転写工程において、画線部５１ａ上にナノワイヤインク液膜が維持されるという点、基板７０への転写性などを考慮すると、濃度が０．０５〜２．０ｗｔ％の範囲、表面張力が２０〜７３ｍＮ／ｍの範囲であることが好ましい。

印刷版５０は、凸版の印刷版であり、エッチングなどの手段によって、非画線部５１ｂよりも画線部５１ａが突出するような版面５１の形状が形成されている。版面５１においては、画線部５１ａはナノワイヤインクに対して親和性を高くし、非画線部５１ｂは親和性を低くするように処理してあり、これにより、印刷版５０をナノワイヤインク４１に浸漬して引き上げることで画線部５１ａにナノワイヤインク液膜が形成され、非画線部５１ｂにはナノワイヤインク液膜が形成されにくくなる。したがって、印刷版５０から基板７０へ転写されるナノワイヤパターンは画線部５１ａの形状を正確に移したものにすることができる。

印刷版５０は、図２に示すような平板形状のほか、液膜形成工程の後、転写工程終了までにナノワイヤインク液膜を保持できればローラ形状であってもよい。この場合、基板７０をローラ形状の圧胴の外周面に配置して、ローラ状の印刷版の回転速度と圧胴の回転速度の相対速度をゼロとして、印刷版からナノワイヤインク液膜を転写する。

（１）液膜形成工程
液膜形成工程においては、まず、昇降部材６０によって、水平に保たれた印刷版５０をインク槽４０のナノワイヤインク４１内に浸漬する（図２（Ａ））。ナノワイヤインク４１は常温に維持されており、ナノワイヤインク ４１中のナノワイヤは適宜分散されて異方性を持たない状態となっている。印刷版５０の浸漬後所定時間経過後、昇降部材６０を上方向（図２のＵ方向：重力方向である垂直方向）に移動させることによって、印刷版５０をナノワイヤインク４１内からインク槽４０の外部へ引き上げると、画線部５１ａ上にはナノワイヤインク液膜５２が所定量形成された状態となる（図２（Ｂ））。

ここで、印刷版５０の浸漬時間及び引き上げ速度は、ナノワイヤインク４１の粘度・表面張力などの物性、形成する透明導電膜の膜厚、ナノワイヤインク４１と画線部５１ａの親和性等に基づいて定める。

このように印刷版５０を引き上げることによってナノワイヤインク液膜を形成すると、版面５１に平行な方向において、ナノワイヤインク液膜に外力を加えることがないため、インク中のナノワイヤが版面５１に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

（２）転写工程
転写工程は常温下で行われ、液膜形成工程においてナノワイヤインク液膜が形成された印刷版５０を昇降部材６０によって水平に固定保持した状態で、下向き（図２のＤ方向）に所定の圧力で基板７０を印刷版５０に押しつけ、所定時間経過後に基板７０を上方に引き上げることによって、画線部５１ａ上のナノワイヤインク液膜５２を基板７０に転写する（図２（Ｃ））。これにより、基板７０の下面である被転写面７１に所定パターンのナノワイヤインク液膜が形成される。

ここで、基板７０を印刷版５０に押しつける圧力と時間、及び引き上げる速度は、ナノワイヤインク液膜５２（ナノワイヤインク４１）の粘度・表面張力などの物性、基板７０の表面張力等に基づいて定める。例えば、ナノワイヤインクとして銀ナノワイヤ、基板７０としてＰＥＴフィルムを用いた場合、基板７０に加える圧力は８０ｋＰａ、基板７０を印刷版５０に押しつける時間は１０秒、基板７０を引き上げる速度は１５ｍｍ／秒である。

なお、転写工程において、印刷版５０は、昇降部材６０に保持させるのではなく、昇降部材６０とは別個の台上に固定させていてもよい。

また、基板７０を印刷版５０に押しつけるのではなく、基板７０を固定して印刷版５０を上昇させて基板７０に対して上向きに加圧してもよいし、基板７０と印刷版５０の両方を移動可能として、版面５１に垂直な方向に沿って互いに加圧してもよい。

基板７０へ転写されたナノワイヤインク液膜５２は、その後、ナノワイヤインク、基板、及び、作製する透明導電膜や静電タッチパネルその他の電子部品の仕様などに合わせて、オーバーコートの塗布、加熱、乾燥等の処理を経て透明導電膜となる。

このように、印刷版５０から基板７０へのナノワイヤインク液膜の転写は、印刷版５０と基板７０を版面５１に平行な方向に移動させることなく、基板７０を下方向、すなわち版面５１に垂直な方向に加圧して行うため、ナノワイヤインク液膜中のナノワイヤが基板７０の被転写面７１に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

以上のように、液膜形成工程及び転写工程のいずれにおいても、版面５１に平行な方向及び被転写面７１に平行な方向において、内包するナノワイヤの向きが揃ってしまうことがなく、これにより異方性を生じることなく透明導電膜を形成することが可能となる。

図３（Ａ）は、第１実施形態に係る透明導電膜の形成方法によって形成した透明導電膜中のナノワイヤの状態を拡大して示す図であり、図３（Ｂ）は、従来の方法によって形成した透明導電膜中のナノワイヤの状態を拡大して示す図である。図３（Ｂ）において、上下方向は印刷方向ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であり、左右方向は印刷方向ＭＤに垂直な方向ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）である。

図３（Ｂ）に示す従来の形成方法で形成した透明導電膜は、ナノワイヤが印刷方向ＭＤに沿って並んでおり、印刷方向ＭＤの抵抗値とこれに垂直な方向ＴＤの抵抗値の比は１：１．１〜１．３であった。したがって、従来の形成方法では異方性が生じていることが分かる。

これに対して、図３（Ａ）に示す第１実施形態における形成方法で形成した透明導電膜は、ナノワイヤは一定の方向に並ぶことなくランダムな向きで存在しており、印刷方向ＭＤの抵抗値とこれに垂直な方向ＴＤの抵抗値の比は１：１であった。したがって、第１実施形態に係る透明導電膜の形成方法によれば、異方性の発生を抑えることができることが分かる。

＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、主に、ナノワイヤインクから引き上げた印刷版上のナノワイヤインク液膜がブランケットを介して基板に転写される点が第１実施形態と異なる。ナノワイヤインク液膜のパターン、使用する材料については、第１実施形態と同様にものを使用することが可能であるため、これらの例についての詳細な説明は省略する。

図４は、第２実施形態に係る透明導電膜の形成方法において、ナノワイヤインク８１に印刷版９０を浸漬した状態を示す断面図である。図５は、インク槽８０から引き上げた印刷版９０からブランケット１００へナノワイヤインク液膜９２を転写する工程を示す側面図である。図６は、ブランケット１００から圧胴１１０上の基板１２０上にナノワイヤインク液膜９２を転写する工程を示す側面図である。

第２実施形態における透明導電膜の形成方法では、図４〜図６に示すように、ナノワイヤインク８１を入れたインク槽８０、非画線部９１ｂに対して画線部９１ａが突起した版面９１を備えた印刷版９０、シリンダ状（ロール状）のブランケット１００、シリンダ形状の外周面にフィルム状の基板１２０を配置した圧胴１１０を用いる。

また、図示しないが、第１実施形態の昇降部材６０と同様に印刷版９０をインク槽８０に対して上下方向に出し入れ可能とする昇降部材を用いる。

インク槽８０は、収容したナノワイヤインク８１の温度を調整可能な温度調整機能を備えた保温性の高いケースであり、注入口８２からナノワイヤインクを注入し、印刷版９０の出し入れは開口部８３で行う。

ナノワイヤインク８１は、各工程に渡って画線部９１ａ上にナノワイヤインク液膜が維持されるという点、基板１２０への転写性などを考慮すると、濃度が０．０５〜２．０ｗｔ％の範囲、表面張力が２０〜７３ｍＮ／ｍの範囲であることが好ましい。

また、インク槽８０中のナノワイヤインク８１の表面に、ナノワイヤインクの基材１２０への密着性を向上させる密着剤や、印刷版９０上のナノワイヤインク液膜の乾燥を防止する乾燥防止剤を配置すると、印刷版９０をインク槽８０から引き上げるときに、ナノワイヤインク液膜の表面にこれらの物質８４による層が形成されるため好ましい。これらの物質８４は、インク槽８０内に印刷版９０を浸漬した後にナノワイヤインク８１に添加することが好ましく、比重がナノワイヤインクの比重より小さいもの、例えば、テルソルブＴＨＡ−９０（日本テルペン化学株式会社製）を用いる。

なお、密着剤や乾燥防止剤の付与は、印刷版９０をインク槽８０から引き上げた後、転写工程の前に行っても良い。この場合、ナノワイヤインク液膜９２中のナノワイヤの向きが揃わないように、例えばスプレー装置による噴霧によって行う。

印刷版９０は、凸版の印刷版であり、エッチングなどの手段によって、非画線部９１ｂよりも画線部９１ａが突出するような版面９１の形状が形成されている。版面９１においては、画線部９１ａはナノワイヤインクに対して親和性を高くし、非画線部９１ｂは親和性を低くするように処理してあり、これにより、印刷版９０をナノワイヤインク８１に浸漬して引き上げることで画線部９１ａにナノワイヤインク液膜が形成され、非画線部９１ｂにはナノワイヤインク液膜が形成されにくくなる。したがって、印刷版９０からブランケット１００へ転写されるナノワイヤパターンは画線部９１ａの形状を正確に移したものにすることができる。

ここで、画線部９１ａはナノワイヤインクに対する親和性を高くし、非画線部９１ｂは親和性を低くするように処理する場合、版面９１は、画線部９１ａを突出させない平版、又は、画線部９１ａが非画線部９１ｂよりも凹んだ凹版としてもよい。

（１）液膜形成工程
液膜形成工程においては、まず、昇降部材（不図示）によって、水平に保たれた印刷版９０を、開口部８３から、インク槽８０のナノワイヤインク８１内に浸漬する（図４）。ナノワイヤインク８１は、常温に維持されており、ナノワイヤインク ４１中のナノワイヤは適宜分散されて異方性を持たない状態となっている。印刷版 ９０の浸漬後所定時間経過後、昇降部材（不図示）を上方向（図４のＵ方向）に移動させることによって、印刷版９０をナノワイヤインク８１内からインク槽８０の外部へ引き上げると、画線部９１ａ上にはナノワイヤインク液膜９２が所定量形成された状態となる（図５）。

ここで、印刷版９０の浸漬時間及び引き上げ速度は、ナノワイヤインク８１の粘度・表面張力などの物性、形成する透明導電膜の膜厚、ナノワイヤインク８１と画線部９１ａの親和性等に基づいて定める。例えば、ナノワイヤインクとして銀ナノワイヤインクを用いた場合、浸漬時間は３０秒、引き上げ速度は５〜１０ｍｍ／秒である。

このように印刷版９０を水平に保ちながら引き上げることによってナノワイヤインク液膜を形成すると、版面９１に平行な方向において、ナノワイヤインク液膜に外力を加えることがないため、インク中のナノワイヤが版面９１に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

（２）転写工程
転写工程は常温下で行われ、ブランケット１００への掬い上げ（図５）と基板１２０への転写（図６）の順に行う。

（２−１）ブランケット１００への掬い上げ（図５）
まず、液膜形成工程においてナノワイヤインク液膜が形成された印刷版９０を水平に固定保持した状態で、版面９１上でブランケット１００を回転させつつ水平方向に移動させることによって、画線部９１ａ上のナノワイヤインク液膜９２をブランケット１００の外周面に掬い取る。この掬い取りにおいては、ブランケット１００の回転速度及び印刷版９０に対する圧力は、画線部９１ａ上のナノワイヤインク液膜９２を掬い取れる程度に小さくしている。別言すると、ナノワイヤインク液膜９２の中のナノワイヤの向きを変えるほどの圧力と回転速度は必要ない。

ここで、ブランケット１００を印刷版９０に押しつける圧力と回転速度は、ナノワイヤインク液膜９２（ナノワイヤインク８１）の粘度・表面張力などの物性、ブランケット１００の表面張力等に基づいて定める。例えば、ナノワイヤインクとして銀ナノワイヤインクを用いた場合、ブランケット１００を印刷版９０に押しつける圧力は２０〜８０ｋＰａ、ブランケット１００の回転周速度は２０〜１００ｍｍ／秒である。

このような条件で、ナノワイヤインク液膜９２を印刷版９０からブランケット１００へ掬い取るため、この過程でインク中のナノワイヤが版面９１に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性が生じることを抑えることができる。

（２−２）基板１２０への転写（図６）
次に、ナノワイヤインク液膜９２が転写されたブランケット１００から、ブランケット１００の回転にともなって摺動回転する圧胴１１０の外周面に固定された基板１２０へナノワイヤインク液膜９２を転写する。ブランケット１００と基板１２０との間隔、並びに、ブランケット１００及び圧胴１１０の回転速度は、ナノワイヤインク液膜９２が確実に基板１２０上に転写でき、かつ内包するナノワイヤに強い力がかからない程度に設定する。これにより、基板１２０の被転写面１２１に所定パターンのナノワイヤインク液膜が形成される。

ここで、ブランケット１００を圧胴１１０に押しつける圧力と回転速度は、ナノワイヤインク液膜９２（ナノワイヤインク８１）の粘度・表面張力などの物性、ブランケット１００と基板１２０の表面張力等に基づいて定める。例えば、ナノワイヤインクとして銀ナノワイヤ、基板１２０としてＰＥＴフィルムを用いた場合、ブランケット１００を圧胴１１０に押しつける圧力は５０〜１００ｋＰａ、ブランケット１００及び圧胴１１０の回転周速度は同一であって５０〜１２０ｍｍ／秒である。

基板１２０へ転写されたナノワイヤインク液膜９２は、その後、ナノワイヤインク、基板、及び、作製する透明導電膜や静電タッチパネルその他の電子部品の仕様などに合わせて、オーバーコート、加熱、乾燥等の処理を経て透明導電膜となる。

このような条件でナノワイヤインク液膜９２をブランケット１００から圧胴１１０上の基板１２０へ転写するため、すなわち、ブランケット１００と基板１２０の間の圧力を所定値とし、ブランケット１００と圧胴１１０の相対速度をゼロとすることにより、この過程でナノワイヤインク液膜中のナノワイヤが版面９１に平行な方向に揃ってしまうことがなく、これにより異方性の発生を抑えることができる。

以上のように、液膜形成工程及び転写工程のいずれにおいても、版面９１に平行な方向及び被転写面１２１に平行な方向において、内包するナノワイヤの向きが揃ってしまうことがなく、これにより異方性を生じることなく透明導電膜を形成することが可能となる。
なお、その他の構成、作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。

＜変形例＞

（１）第２実施形態における液膜形成工程と同様に、第１実施形態における液膜形成工程中、又は、液膜形成工程後で転写工程の前に、ナノワイヤインクの基材への密着性を向上させる密着剤や、印刷版上のナノワイヤインク液膜の乾燥を防止する乾燥防止剤を用いてもよい。

（２）第１実施形態及び第２実施形態の液膜形成工程の後に、平板状の部材で上下方向に沿って版面を加圧することが好ましい。これにより、画線部に部分的に載っていたナノワイヤインクが画線部全体に広がるため、その後の転写工程において所望の形状のパターン形状が正確に転写される。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る透明導電膜の形成方法は、基板上へのナノワイヤインク液膜の形成過程において異方性を生じさせない点で有用であり、特に、静電式タッチパネルその他の電子部品に適している。

４１、８１ ナノワイヤインク
５０、９０ 印刷版
５１、９１ 版面
５１ａ、９１ａ 画線部
５１ｂ、９１ｂ 非画線部
５２、９２ ナノワイヤインク液膜
７０ 基板
７１、１２１ 被転写面
１００ ブランケット
１１０ 圧胴
１２０ 基板

Claims (6)

1. 基板の表面に、導電性のナノワイヤを含む透明導電膜を所定のパターンで形成する方法において、
   ナノワイヤが分散しているナノワイヤインクに版面を略水平にして浸した印刷版を、前記ナノワイヤインクの外へ垂直に引き上げることによって、前記ナノワイヤインクを、前記印刷版の版面上に、前記版面と平行な向きに異方性を生じさせる力を与えずに設置して、所定のパターンのナノワイヤインク液膜を形成する液膜形成工程と、
   前記版面上に形成した前記ナノワイヤインク液膜を、基板上に転写する転写工程とを有することを特徴とする透明導電膜の形成方法。
2. 前記転写工程は、前記版面に垂直な方向に沿って前記基板と前記印刷版を互いに押しつけることによって行う請求項１に記載の透明導電膜の形成方法。
3. 前記転写工程は、
   前記版面上に形成された前記ナノワイヤインク液膜をブランケットに転写する工程と、
   前記ブランケットに転写した前記ナノワイヤインク液膜を基板上に転写する工程と、
   を含む請求項１に記載の透明導電膜の形成方法。
4. 前記転写工程において、前記ブランケットの表面の速度と前記基板の進行速度の相対速度をゼロに設定する請求項３に記載の透明導電膜の形成方法。
5. 前記印刷版は、外周面に前記版面を備えたロール状であり
   前記転写工程において、前記印刷版の回転速度と前記基板の進行速度の相対速度をゼロに設定する請求項１に記載の透明導電膜の形成方法。
6. 前記印刷版は、前記ナノワイヤインク液膜を形成する部分とそれ以外の部分でナノワイヤインクに対する親和性が異なる請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の透明導電膜の形成方法。