JP6540698B2 - パターン形成方法、透明導電膜付き基材、デバイス及び電子機器 - Google Patents
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Description
液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置の複数のノズルから前記基材上に機能性材料を含む液体からなる液滴を吐出する際に、基材上において合一の対象となる互いに隣接する少なくとも1組の液滴は、相対移動方向及び該相対移動方向に直交する方向の何れにも間隔をおいて配置され、これらの液滴を合一するように、該液滴の液滴容量及び前記間隔の一方又は両方を調整し、
前記液滴を合一して形成されたライン状液体を乾燥させることによって該ライン状液体の縁に前記機能性材料を堆積させて該機能性材料を含むパターンを形成するパターン形成方法。
2.
前記ライン状液体の形成において、前記液滴吐出装置のノズル列に対して平行に配置される画素組に対して複数のノズルから付与される液滴組を、ノズル列と交差する方向に複数組付与し、複数組の前記液滴組を合一させて、ノズル列と交差する方向に伸びる前記ライン状液体を形成する前記1記載のパターン形成方法。
3.
前記液滴を合一して形成される前記ライン状液体の縁の直線性を高めるように、前記液滴容量及び前記間隔の一方又は両方を調整する前記1又は2記載のパターン形成方法。
4.
1つの前記ライン状液体を形成するために1つの前記ノズルから吐出される総液滴容量V[pL]と、前記複数のノズルの前記相対移動方向に直交する方向におけるノズル列解像度R[npi]との積V・R[pL・npi]を、4.32×104[pL・npi]以上5.18×105[pL・npi]以下の範囲に調整する前記1〜3の何れかに記載のパターン形成方法。
5.
前記液滴容量を、階調数の調整により調整する前記1〜4の何れかに記載のパターン形成方法。
6.
前記液滴吐出装置から吐出される前記液滴の前記基材上における接触角が10[°]以上30[°]以下の範囲である前記1〜5の何れかに記載のパターン形成方法。
7.
前記相対移動による1回のパスで1つ又は複数の前記ライン状液体を形成する前記1〜6の何れかに記載のパターン形成方法。
8.
前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔を調整することにより、隣り合う前記ライン状液体を乾燥させる際の相互干渉を抑制する前記1〜7の何れかに記載のパターン形成方法。
9.
前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔の調整を、各々の前記ノズルから前記液滴を吐出する時間間隔、及び、前記液滴吐出装置の基材に対する相対移動速度の一方又は両方を調整することによって行う前記1〜8の何れかに記載のパターン形成方法。
10.
前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔を、400[μm]以上に調整する前記1〜9の何れかに記載のパターン形成方法。
11.
前記液滴の合一を促進するように、1つの前記ライン状液体を形成するために互いに隣接する前記ノズルからそれぞれ吐出される前記機能性材料を含む液体の最大吐出時間差Δtmaxを、200[ms]以下に調整する前記1〜10の何れかに記載のパターン形成方法。
12.
前記基材上に第1の前記ライン状液体を付与し、該第1のライン状液体を乾燥させる過程で該機能性材料を縁部に選択的に堆積させて、該機能性材料を含む2本の線分により構成された第1の平行線パターンを形成し、
次いで、前記基材上に前記第1の平行線パターンの形成領域と交差させるように第2の前記ライン状液体を付与し、該第2のライン状液体を乾燥させる過程で該機能性材料を縁部に選択的に堆積させて、該機能性材料を含む2本の線分により構成された第2の平行線パターンを形成することによって、
前記第1の平行線パターンと前記第2の平行線パターンとが少なくとも1つの交点で交わるパターンを形成する前記1〜11の何れかに記載のパターン形成方法。
13.
前記第2の平行線パターンを構成する前記2本の線分間の間隔について、前記第1の平行線パターンの形成領域内における平均間隔Aと、前記第1の平行線パターンの形成領域外における平均間隔Bとが下記式(1)を満たすように調整する前記12記載のパターン形成方法。
0.9≦B/A≦1.1 ・・・式(1)
14.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーと、前記第1の平行線パターンの形成領域外の表面エネルギーとの差を、5mN/m以下にする前記13記載のパターン形成方法。
15.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1のライン状液体に含まれる機能性材料を塗布して乾燥させたベタ面の表面エネルギーと、前記第1の平行線パターンの形成領域外の表面エネルギーとの差を、5mN/m以下にする前記13記載のパターン形成方法。
16.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内における前記第2のライン状液体の接触角と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の接触角との差を、10°以下にする前記13記載のパターン形成方法。
17.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1のライン状液体に含まれる機能性材料を塗布して乾燥させたベタ面における前記第2のライン状液体の接触角と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の接触角との差を、10°以下にする前記13記載のパターン形成方法。
18.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体中の溶剤のうち最も沸点が高い溶剤の接触角を6°以下にする前記13記載のメッシュ状の機能性パターンの形成方法。
19.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内における前記第2のライン状液体の長さあたりの液体付与量と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の長さあたりの液体付与量とを異ならせる前記13記載のパターン形成方法。
20.
前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンを形成した後に、前記第2のライン状液体を付与する前に、前記第1の平行線パターンの形成領域内を含む領域を洗浄する前記13に記載のパターン形成方法。
21.
前記洗浄として、加熱による洗浄、電磁波による洗浄、溶剤による洗浄、ガスによる洗浄及びプラズマによる洗浄から選ばれた1種又は2種以上を組み合わせた洗浄を行う前記20記載のパターン形成方法。
22.
前記ライン状液体の乾燥に際して、乾燥を促進させる処理を施す前記1〜21の何れかに記載のパターン形成方法。
23.
前記液滴吐出装置から吐出される前記液体の機能性材料含有率が、0.01重量%以上1重量%以下の範囲である前記1〜22の何れかに記載のパターン形成方法。
24.
前記機能性材料は、導電性材料または導電性材料前駆体である前記1〜23の何れかに記載のパターン形成方法。
25.
前記1〜24の何れかに記載のパターン形成方法により形成されたパターンを含む透明導電膜を基材表面に有する透明導電膜付き基材の製造方法。
26.
前記25記載の透明導電膜付き基材を有するデバイスの製造方法。
27.
前記26記載のデバイスを備えた電子機器の製造方法。
(イ)各線分31、32の幅をW1、W2としたときに、W1≦10μm、且つW2≦10μmであること。
(ウ)各線分31、32の高さをH1、H2としたときに、50nm<H1<5μm、且つ50nm<H2<5μmであること。
(実施例1)
<基材>
基材として、機能性材料を含む液体の接触角が20.3°となるように表面処理が施されたPET基材を用意した。表面処理としては、信光電気計装社製「PS−1M」を用いてコロナ放電処理を行った。
液滴吐出装置として、コニカミノルタ社製「KM1024iLHE−30」(標準液滴容量30pL)のインクジェットヘッドを用意した。
インク(機能性材料を含む液体)として、以下の組成のものを調製した。
・界面活性剤(ビッグケミー社製「BYK348」):0.05wt%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(略称:DEGBE)(分散媒):20wt%
・水(分散媒):残量
液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置の複数のノズルからインクを吐出し、相対移動方向Dに対して45°傾斜するX軸方向に沿って、ライン状液体を形成した。このとき、相対移動方向Dは、基材の幅方向に沿う方向である。
・1液滴あたりの液滴容量Vd=30[pL]
・階調数N=8[dpd]
・1つのライン状液体を形成するために1つのノズルから付与される総液滴容量V(=Vd[pL]×N[dpd])=240[pL]
・ノズル列解像度R=360[npi]
・積V・R=8.64×104[pL・npi]
・1つのライン状液体を形成するために互いに隣接するノズルからそれぞれ吐出される機能性材料を含む液体の最大吐出時間差Δtmax=81.0[ms]
・1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mp=797.6[μm]
・最終的に付与されるライン状液体の付与間隔M=398.8[μm]
・総パス数
X軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数を2回とし、Y軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数も2回とした。これらパス数の合計である総パス数は4回である。1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpと、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを考慮して、パス数を設定している。
実施例1において、基材として、機能性材料を含む液体の接触角が8.7°となるように表面処理が施されたPET基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。表面処理は、実施例1と同様に信光電気計装社製「PS−1M」を用いたコロナ放電処理であるが、上記接触角となるように処理強度を調整した。
実施例1において、基材として、機能性材料を含む液体の接触角が10.4°となるように表面処理が施されたPET基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。表面処理は、実施例1と同様に信光電気計装社製「PS−1M」を用いたコロナ放電処理であるが、上記接触角となるように処理強度を調整した。
実施例1において、基材として、機能性材料を含む液体の接触角が29.7°となるように表面処理が施されたPET基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。表面処理は、実施例1と同様に信光電気計装社製「PS−1M」を用いたコロナ放電処理であるが、上記接触角となるように処理強度を調整した。
実施例1において、基材として、機能性材料を含む液体の接触角が32.3°となるように表面処理が施されたPET基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。表面処理は、実施例1と同様に信光電気計装社製「PS−1M」を用いたコロナ放電処理であるが、上記接触角となるように処理強度を調整した。
実施例1において、階調数Nを3[dpd]に変更し、積V・Rを3.24×104[pL・npi]とした。
実施例1において、階調数Nを4[dpd]に変更し、積V・Rを4.32×104[pL・npi]とした。
実施例1において、階調数Nを12[dpd]に変更し、積V・Rを1.30×105[pL・npi]とした。
実施例1において、階調数Nを16[dpd]に変更し、積V・Rを1.73×105[pL・npi]とした。
実施例1において、インクジェットヘッドの移動速度を変更して最大吐出時間差Δtmaxを101.3[ms]としたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。
実施例1において、インクジェットヘッドの移動速度を変更して最大吐出時間差Δtmaxを192.4[ms]としたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。
実施例1において、インクジェットヘッドの移動速度を変更して最大吐出時間差Δtmaxを222.8[ms]としたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。
実施例1において、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを398.8[ms]とし、総パス数を2回としたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。
実施例1において、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを1196.4[ms]とし、総パス数を6回としたこと以外は、実施例1と同様にしてパターンを形成した。
実施例1において、階調数Nを32[dpd]に変更し、積V・Rを3.45×105[pL・npi]とした。また、2本線幅の拡大に伴って、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを1595.2[μm]に、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを797.6[μm]に、それぞれ変更した。
実施例1において、階調数Nを48[dpd]に変更し、積V・Rを5.18×105[pL・npi]とした。また、2本線幅の拡大に伴って、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを1595.2[μm]に、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを797.6[μm]に、それぞれ変更した。
実施例1において、階調数Nを54[dpd]に変更し、積V・Rを5.83×105[pL・npi]とした。また、2本線幅の拡大に伴って、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを1595.2[μm]に、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを797.6[μm]に、それぞれ変更した。
実施例1において、ライン状液体を形成する際に、図17〜図19を参照して説明したように、液滴吐出装置のノズル列に対して平行に配置される画素組に対して複数のノズルから付与される液滴組を、ノズル列と交差する方向に複数組付与し、複数組の前記液滴組を合一させて、ノズル列と交差する方向に伸びるライン状液体を形成するようにした。具体的には、ノズル列方向の画素組を構成する画素数(隣接画素数)を2とした。また、階調数Nは4[dpd]に設定した。積V・Rは8.64×104[pL・npi]とした。
実施例18において、ノズル列方向の画素組を構成する画素数を8とした。また、階調数Nは6[dpd]に設定した。積V・Rは5.18×105[pL・npi]とした。また、2本線幅の拡大に伴って、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを1595.2[μm]に、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを797.6[μm]に、それぞれ変更した。
比較例1で用いた基材、液滴吐出装置及びインクの組成は、実施例1と同様である。
液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置のノズルから連続的にインクを吐出し、相対移動方向Dと同方向であるX軸方向に沿って、ライン状液体を形成した。このとき、相対移動方向Dは、基材の幅方向に沿う方向である。
・1液滴あたりの液滴容量Vd=30[pL]
・階調数N=8[dpd]
・1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mp=797.6[μm]
・最終的に付与されるライン状液体の付与間隔M=398.8[μm]
・総パス数
X軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数を2回とし、Y軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数も2回とした。これらパス数の合計である総パス数は4回である。
各実施例及び比較例で形成されたパターンについて、パターン性状及び物性値を評価した。
パターン性状として、以下の項目(バルジ防止性、2本線幅及び細線幅)について評価した。
表1〜5に示す2本線性状は、光学顕微鏡観察により1組2本の細線を細線形成方向に50mmに渡り観察し、バルジ防止性を下記評価基準で評価した。
A:バルジが生じなかった
B:バルジが生じた(3ヶ所以下)
C:バルジが生じた(4ヶ所以上)
2本線幅(μm)は、光学顕微鏡観察により1組2本の細線間の間隔を測定したものである。測定値は、上述した間隔Iに相当する。
細線幅(μm)は、光学顕微鏡観察により1組2本の細線の幅を測定したものである。測定値は、上述した幅W1、W2に相当する。なお、2本の細線の幅は実質的に同じであったため、一方の細線の測定値をもって細線幅(μm)とした。
物性値として、以下の項目(透過率、シート抵抗及び端子抵抗)について評価した。
透過率(全光線透過率)(%T)は、東京電色社製AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC−HIIIDP)を用いて測定した全光線透過率である。なお、パターンのない基材を用いて補正を行い、作成したパターンの全光線透過率として測定した。
シート抵抗(Ω/□)は、ダイアインスツルメンツ社製ロレスタEP(MODEL MCP―T360型)直列4探針プローブ(ESP)を用いて、シート抵抗値を測定した。
上記測定の前に、120℃で1時間、ホットプレート上で基材を加熱することによって、パターンに加熱焼成処理を施している。
端子抵抗(Ω)は、100mm×5mmの短冊状の領域にパターンを形成し、端子間(即ち、短冊状領域の長手方向の両端間)の抵抗値を測定した値である。
上記測定の前に、120℃で1時間、ホットプレート上で基材を加熱することによって、パターンに加熱焼成処理を施している。
(1)接触角の影響
表1に実施例1〜5の結果を示す。実施例1〜5は、機能性材料を含む液体の接触角を異ならせたものである。
表2に実施例1、6〜9及び15〜17の結果を示す。実施例1、6〜9及び15〜17は、1つのライン状液体を形成するために1つのノズルから付与される総液滴容量Vと、ノズル列解像度Rの積V・Rを異ならせたものである。具体的には、階調数Nの調整によって、積V・Rを変化させている。なお、インク中の銀ナノ粒子濃度の調整により、ライン状液体の単位長さ当たりに付与される銀ナノ粒子の付与量が、実施例1と近い値になるようにしている。
表3に実施例1、10〜12の結果を示す。実施例1、10〜12は、1つのライン状液体を形成するために互いに隣接するノズルからそれぞれ吐出される機能性材料を含む液体の最大吐出時間差Δtmaxを異ならせたものである。
表4に実施例1、13及び14の結果を示す。実施例1、13及び14は、1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpを異ならせたものである。1回のパスにより付与されるライン状液体の付与間隔Mpに応じて、最終的に付与されるライン状液体の付与間隔Mを実現できるように、パス数を設定している。
表5に実施例1、18及び19の結果を示す。実施例1では、ライン状液体を形成する際に、1画素に対して1つのノズルから付与される液滴を、ノズル列と交差する方向に複数付与し、複数の前記液滴を合一させて、ノズル列と交差する方向に伸びるライン状液体を形成した。これに対して、実施例18及び19では、ライン状液体を形成する際に、液滴吐出装置のノズル列に対して平行に配置される画素組に対して複数のノズルから付与される液滴組を、ノズル列と交差する方向に複数組付与し、複数組の前記液滴組を合一させて、ノズル列と交差する方向に伸びるライン状液体を形成した。ノズル列方向の画素組を構成する画素数(隣接画素数)は、実施例1では1、実施例18では2、実施例19では8としている。
更に、表6に実施例1及び比較例1の結果を示す。
1.インクの調製
下記組成からなるインク1を調製した。
・銀ナノ粒子の水分散液1(銀ナノ粒子:40重量%):1.75重量%
・シリコン系界面活性剤(ビックケミー製「BYK−348」):0.01重量%
・純水:残部
基材として、易接着加工(表面処理)により基材の表面エネルギーEを52mN/mとしたPET基材からなる基材1を用いた。
メッシュ状の機能性パターンを形成する前に、インク1で形成される第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギー及び第2のライン状液体の接触角について、代用の方法により測定を行った。
基材1に、インク1を20μL滴下し、乾燥させて、液滴の周囲にコーヒーリング現象によるリング状細線を形成した。その後、このリング状細線の内部の中心領域に対する、水、炭酸プロピレン、ジヨードメタンの接触角を測定し、Young−Fowkes式より、表面エネルギーを算出した。ここで、水、炭酸プロピレン、ジヨードメタンの接触角の測定は、協和界面化学社製接触角測定装置「DM−501」を用いて行った(以下に説明する接触角の測定にも同装置を用いた。)。算出された表面エネルギーの値は56mN/mであった。この値を、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCとした。
ア.第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角の測定 インク1に対する接触角が22°となる易接着加工付ポリエチレンテレフタレート(PET)基材に、インク1を20μL滴下し、乾燥させて、液滴の周囲にコーヒーリング現象によるリング状細線を形成した。その後、このリング状細線の内部の中心領域に対する、インク1(第2のライン状液体と同組成)の接触角を測定した。測定された接触角は、17°であった。この値を、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fとした。
基材表面にインク1を3μL滴下して、基材表面における第2のライン状液体の接触角を測定した。測定された接触角は、20°であった。この値を、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gとした。
<液滴吐出装置>
液滴吐出装置として、コニカミノルタ社製「KM1024iLHE−30」(標準液滴容量30pL)のインクジェットヘッドを用意した。
<パターンの形成>
液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置の複数のノズルからインクを吐出し、相対移動方向Dに対して45°傾斜するX軸方向に沿って、ライン状液体を形成した。このとき、相対移動方向Dは、基材の幅方向に沿う方向である。
X軸方向に沿うライン状液体を蒸発させ、乾燥させることにより、該ライン状液体の縁に機能性材料を選択的に堆積させて、X軸方向に沿う平行線パターンを形成した。ここでは、70℃に加熱されたステージ上に配置した基材にパターン形成することにより、ライン状液体の乾燥を促進させている。
次いで、液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置の複数のノズルからインクを吐出し、相対移動方向Dに対して−45°傾斜するY軸方向に沿って、ライン状液体を形成した。ここで、Y軸方向は、上述したX軸方向と直交する方向である。
Y軸方向に沿うライン状液体を蒸発させ、乾燥させることにより、該ライン状液体の縁に機能性材料を選択的に堆積させて、Y軸方向に沿う平行線パターンを形成した。ここでは、70℃に加熱されたステージ上に配置した基材にパターン形成することにより、ライン状液体の乾燥を促進させている。
上記パターン形成において、X軸方向に沿うライン状液体の付与時と、Y軸方向に沿うライン状液体の付与時とで、基材に対する液滴吐出装置の相対的な配置角度は変更していない。即ち、X軸方向に沿うライン状液体の付与時と、Y軸方向に沿うライン状液体の付与時とで、基材に対する液滴吐出装置の相対移動方向Dは同一であり、基材の幅方向に沿う方向である。
以上のようにして、X軸方向に沿う平行線パターンと、Y軸方向に沿う平行線パターンとが交差するメッシュ状のパターンを得た。
以上のパターン形成において、X軸方向に沿うライン状液体及びY軸方向に沿うライン状液体をそれぞれ形成する際の液滴吐出装置によるインク吐出は、以下のように制御された。
<インク吐出制御>
・1液滴あたりの液滴容量Vd=30[pL]
・階調数N=3[dpd]
・1つのライン状液体を形成するために1つのノズルから付与される総液滴容量V(=Vd[pL]×N[dpd])=90[pL]
・ノズル列解像度R=360[npi]
・積V・R=3.24×104[pL・npi]
・ライン状液体の塗布間隔=282[μm]
・総パス数
X軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数を1回とし、Y軸方向に沿うライン状液体を形成する際のパス数も1回とした。
1.インクの調製
下記組成からなるインク2を調製した。
・銀ナノ粒子の水分散液2(銀ナノ粒子:40重量%):1.75重量%
・シリコン系界面活性剤(ビックケミー製「BYK−348」):0.01重量%
・純水:残部
基材として、基材1(表面エネルギーE=52mN/m)を用いた。
実施例20のインク1をインク2に代えて、実施例20と同様に測定した結果、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCは49mN/mであり、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fは25°であり、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gは、21°であった。
インク1をインク2に変えた以外は実施例20と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
1.インクの調製
インクとして、インク1を用いた。
基材として、易接着加工(表面処理)により基材の表面エネルギーを48mN/mとしたPET基材からなる基材2を用いた。
実施例20の基材1を基材2に代えて、実施例20と同様に測定した結果、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCは56mN/mであり、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fは17°であり、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gは、28°であった。
実施例20において、第1の平行線パターンを形成した基材を120℃のホットプレートの上に置いて、1時間、加熱による洗浄を行った。
実施例22において、加熱による洗浄を、下記電磁波による洗浄に変更した以外は実施例22と同様にして、メッシュ状のパターンを形成した。
電磁波による洗浄として、キセノンフラッシュランプによる洗浄を行った。
Xenon社製キセノンフラッシュランプ装置「SINTERON 2000」を用いて、パルス幅500μ秒、印加電圧3.8kVでキセノンフラッシュを1回照射して、第1の平行線パターンの形成領域内を含む領域を洗浄した。
実施例22において、加熱による洗浄を、下記溶剤による洗浄に変更した以外は実施例22と同様にして、メッシュ状のパターンを形成した。
2プロパノールに10分間浸漬させることにより、第1の平行線パターンの形成領域内を含む領域を洗浄した。
1.インクの調製
インクとして、インク1を用いた。
基材として、基材2(表面エネルギーE=48mN/m)を用いた。
実施例20の基材1を基材2に代えて、実施例20と同様に測定した結果、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCは56mN/mであり、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fは17°であり、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gは、28°であった。
実施例20において、インクの塗布に際して、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の長さあたりの液体付与量を、第1の平行線パターンの形成領域外における液体付与量の70%に調整して塗布したこと以外は、実施例20と同様にした。
1.インクの調製
インクとして、インク1を用いた。
基材として、易接着加工(表面処理)により基材の表面エネルギーEを56mN/mとしたPET基材からなる基材3を用いた。
まず、銀ナノ粒子の水分散液1(銀ナノ粒子:40重量%)を、基材3に、ワイヤーバー#7にて塗布し、乾燥させて機能性材料(銀ナノ粒子)のベタ面を作製した。このベタ面の表面エネルギーを測定したところ、61mN/mであった。この値を、第1のライン状液体と同一組成の液体を塗布して乾燥させてなるベタ面の表面エネルギーDとした。
実施例20において、基材1を基材3に代えたこと以外は実施例20と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
1.インクの調製
下記組成からなるインク4を調製した。
・銀ナノ粒子の水分散液1(銀ナノ粒子:40重量%):1.75重量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:20重量%
・純水:残部
基材として、基材1(表面エネルギーE=52mN/m)を用いた。
協和界面化学社製接触角測定装置「DM−501」を用いて、第1の平行線パターンの形成領域外におけるジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点231℃)の接触角を測定したところ、接触角Hは5°であった。なお、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを滴下後5秒後の値とした。
実施例20において、インク1をインク4に代えたこと以外は実施例20と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
1.インクの調製
インクとして、インク1を用いた。
基材として、基材2(表面エネルギーE=48mN/m)を用いた。
実施例20の基材1を基材2に代えて、実施例20と同様に測定した結果、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCは56mN/mであり、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fは17°であり、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gは、28°であった。
実施例20において、基材1を基材2に代えたこと以外は実施例20と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
1.インクの調製
下記組成からなるインク3を調製した。
・銀ナノ粒子の水分散液3(銀ナノ粒子:40重量%):1.75重量%
・シリコン系界面活性剤(ビックケミー製「BYK−348」):0.01重量%
・純水:残部
基材として、基材2(表面エネルギーE=48mN/m)を用いた。
実施例20のインク1をインク3に代え、更に基材1を基材2に代えて、実施例20と同様に測定した結果、第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーCは61mN/mであり、第1の平行線パターンの形成領域内における第2のライン状液体の接触角Fは12°であり、第1の平行線パターンの形成領域外における第2のライン状液体の接触角Gは、29°であった。
実施例20において、インク1をインク3に代え、更に基材1を基材2に代えたこと以外は実施例20と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
1.インクの調製
インクとして、インク4を用いた。
基材として、基材2(表面エネルギーE=48mN/m)を用いた。
協和界面化学社製接触角測定装置「DM−501」を用いて、第1の平行線パターンの形成領域外におけるジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点231℃)の接触角を測定したところ、接触角Hは8°であった。なお、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを滴下後5秒後の値とした。
実施例27において、基材1を基材2に代えたこと以外は実施例27と同様にして、メッシュ状の機能性パターンを形成した。
実施例20〜30で得られたメッシュ状の機能性パターンにおいて、第2の平行線パターンを構成する2本の線分間の間隔について、第1の平行線パターンの形成領域内における平均間隔Aを、図6で説明した計7箇所の測定箇所A1〜A7において測定した間隔の平均値として求めた。また、第2の平行線パターンを構成する2本の線分間の間隔について、第1の平行線パターンの形成領域外における平均間隔Bを、図6で説明した計5箇所の測定箇所B1〜B5において測定した間隔の平均値として求めた。更に、これら平均間隔A及び平均間隔Bの値から、上述した式(1)におけるB/Aの値を求めた。
・低視認性の評価方法
実施例20〜30で得られたメッシュ状の機能性パターンを目視し、下記の評価基準で評価した。
A:周期的なパターンのようなものが視認できず、全体に亘って均一に見える
B:周期的なパターンのようなものが視認できる
実施例20〜30で得られたメッシュ状の機能性パターンについて、以下の方法で抵抗値の方向むらを評価した。
表7より、平均間隔A及び平均間隔Bが式(1)「0.9≦B/A≦1.1」を満たすように調整を行った実施例20〜27では、低視認性に優れ、抵抗値の方向むらを防止できることがわかる。一方、かかる調整を行わなかった実施例28〜30では、低視認性に劣り、抵抗値の方向むらを十分に防止できないことがわかる。
2:第1のライン状液体
20:液滴
3:第1の平行線パターン
31、32:線分(細線)
4:第2のライン状液体
5:第2の平行線パターン
51、52:線分(細線)
6:パターン
7:液滴吐出装置
71:インクジェットヘッド
72:ノズル
8:乾燥装置
9:キャリッジ
D:基材に対する液滴吐出装置の相対移動方向
E:基材の搬送方向
X:交差部
Claims (27)
- 液滴吐出装置を基材に対して相対移動させながら該液滴吐出装置の複数のノズルから前記基材上に機能性材料を含む液体からなる液滴を吐出する際に、基材上において合一の対象となる互いに隣接する少なくとも1組の液滴は、相対移動方向及び該相対移動方向に直交する方向の何れにも間隔をおいて配置され、これらの液滴を合一するように、該液滴の液滴容量及び前記間隔の一方又は両方を調整し、
前記液滴を合一して形成されたライン状液体を乾燥させることによって該ライン状液体の縁に前記機能性材料を堆積させて該機能性材料を含むパターンを形成するパターン形成方法。 - 前記ライン状液体の形成において、前記液滴吐出装置のノズル列に対して平行に配置される画素組に対して複数のノズルから付与される液滴組を、ノズル列と交差する方向に複数組付与し、複数組の前記液滴組を合一させて、ノズル列と交差する方向に伸びる前記ライン状液体を形成する請求項1記載のパターン形成方法。
- 前記液滴を合一して形成される前記ライン状液体の縁の直線性を高めるように、前記液滴容量及び前記間隔の一方又は両方を調整する請求項1又は2記載のパターン形成方法。
- 1つの前記ライン状液体を形成するために1つの前記ノズルから吐出される総液滴容量V[pL]と、前記複数のノズルの前記相対移動方向に直交する方向におけるノズル列解像度R[npi]との積V・R[pL・npi]を、4.32×104[pL・npi]以上5.18×105[pL・npi]以下の範囲に調整する請求項1〜3の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記液滴容量を、階調数の調整により調整する請求項1〜4の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記液滴吐出装置から吐出される前記液滴の前記基材上における接触角が10[°]以上30[°]以下の範囲である請求項1〜5の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記相対移動による1回のパスで1つ又は複数の前記ライン状液体を形成する請求項1〜6の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔を調整することにより、隣り合う前記ライン状液体を乾燥させる際の相互干渉を抑制する請求項1〜7の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔の調整を、各々の前記ノズルから前記液滴を吐出する時間間隔、及び、前記液滴吐出装置の基材に対する相対移動速度の一方又は両方を調整することによって行う請求項1〜8の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記相対移動による1回のパスで互いに平行な複数の前記ライン状液体を形成する際に、該ライン状液体の付与間隔を、400[μm]以上に調整する請求項1〜9の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記液滴の合一を促進するように、1つの前記ライン状液体を形成するために互いに隣接する前記ノズルからそれぞれ吐出される前記機能性材料を含む液体の最大吐出時間差Δtmaxを、200[ms]以下に調整する請求項1〜10の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記基材上に第1の前記ライン状液体を付与し、該第1のライン状液体を乾燥させる過程で該機能性材料を縁部に選択的に堆積させて、該機能性材料を含む2本の線分により構成された第1の平行線パターンを形成し、
次いで、前記基材上に前記第1の平行線パターンの形成領域と交差させるように第2の前記ライン状液体を付与し、該第2のライン状液体を乾燥させる過程で該機能性材料を縁部に選択的に堆積させて、該機能性材料を含む2本の線分により構成された第2の平行線パターンを形成することによって、
前記第1の平行線パターンと前記第2の平行線パターンとが少なくとも1つの交点で交わるパターンを形成する請求項1〜11の何れかに記載のパターン形成方法。 - 前記第2の平行線パターンを構成する前記2本の線分間の間隔について、前記第1の平行線パターンの形成領域内における平均間隔Aと、前記第1の平行線パターンの形成領域外における平均間隔Bとが下記式(1)を満たすように調整する請求項12記載のパターン形成方法。
0.9≦B/A≦1.1 ・・・式(1) - 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内の表面エネルギーと、前記第1の平行線パターンの形成領域外の表面エネルギーとの差を、5mN/m以下にする請求項13記載のパターン形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1のライン状液体に含まれる機能性材料を塗布して乾燥させたベタ面の表面エネルギーと、前記第1の平行線パターンの形成領域外の表面エネルギーとの差を、5mN/m以下にする請求項13記載のパターン形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内における前記第2のライン状液体の接触角と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の接触角との差を、10°以下にする請求項13記載のパターン形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1のライン状液体に含まれる機能性材料を塗布して乾燥させたベタ面における前記第2のライン状液体の接触角と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の接触角との差を、10°以下にする請求項13記載のパターン形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体中の溶剤のうち最も沸点が高い溶剤の接触角を6°以下にする請求項13記載のメッシュ状の機能性パターンの形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンの形成領域内における前記第2のライン状液体の長さあたりの液体付与量と、前記第1の平行線パターンの形成領域外における前記第2のライン状液体の長さあたりの液体付与量とを異ならせる請求項13記載のパターン形成方法。
- 前記式(1)を満たすための調整として、前記第1の平行線パターンを形成した後に、前記第2のライン状液体を付与する前に、前記第1の平行線パターンの形成領域内を含む領域を洗浄する請求項13に記載のパターン形成方法。
- 前記洗浄として、加熱による洗浄、電磁波による洗浄、溶剤による洗浄、ガスによる洗浄及びプラズマによる洗浄から選ばれた1種又は2種以上を組み合わせた洗浄を行う請求項20記載のパターン形成方法。
- 前記ライン状液体の乾燥に際して、乾燥を促進させる処理を施す請求項1〜21の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記液滴吐出装置から吐出される前記液体の機能性材料含有率が、0.01重量%以上1重量%以下の範囲である請求項1〜22の何れかに記載のパターン形成方法。
- 前記機能性材料は、導電性材料または導電性材料前駆体である請求項1〜23の何れかに記載のパターン形成方法。
- 請求項1〜24の何れかに記載のパターン形成方法により形成されたパターンを含む透明導電膜を基材表面に有する透明導電膜付き基材の製造方法。
- 請求項25記載の透明導電膜付き基材を有するデバイスの製造方法。
- 請求項26記載のデバイスを備えた電子機器の製造方法。
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