JP7329820B2 - 透明導電回路基板及びその製造方法、使用方法並びに光学センサ - Google Patents
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Description
前記凹部に充填された導電性インクを硬化することによって形成され、幅が0.1mm以下かつ高さが0.04mm以上の導電回路と、
を備える透明導電回路基板。
[2] 前記透明絶縁フィルムは、厚みが0.1~1mmであり、厚み方向の全光線透過率が80%以上である[1]記載の透明導電回路基板。
[3] 前記透明絶縁フィルムへの凹部の形成は、金属凸版の転写法もしくはレーザ加工法により行われている[1]または[2]記載の透明導電回路基板。
[4] 前記導電性インクは、平均粒子径1~300nmの金属微粒子を30~90質量%含有する金属ナノインクである[1]から[3]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板。
[5] 前記金属微粒子は、銀微粒子である[4]記載の透明導電回路基板。
[6] 前記導電性インクは、
平均粒子径1~300nmの金属微粒子を30~90質量%含有する金属ナノインクに、平均粒子径0.5~10μmの金属粉を含み、
前記金属粉と前記金属微粒子との質量比は、金属粉の質量/金属微粒子の質量=0.1~10となるように混錬して得られる金属粉ペーストである[1]から[5]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板。
[7] 前記金属粉は、銀粉である[6]記載の透明導電回路基板。
[8] 前記金属粉ペーストにおける総固形分は、65~96質量%である[6]または[7]記載の透明導電回路基板。
[9] 前記導電回路は、その断面における高さTと幅Wとの比であるT/Wが、1以上である特定導電回路を有する[1]から[8]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板。
[10] 前記導電回路は、距離を3mmとした任意の二点間で測定した線抵抗値が50mΩ/mm以下である[1]から[9]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板。
[11] 前記導電回路は、透明絶縁フィルムで封止されている[1]から[10]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板。
[12] 幅が0.1mm以下かつ高さが0.04mm以上の導電回路を有する透明導電回路基板の製造方法であって、以下のA~Cの工程を含む透明導電回路基板の製造方法。
A 透明絶縁フィルムに凹部を形成する工程
B 前記凹部に未硬化の導電性インクを充填する工程
C 凹部に充填した導電性インクを硬化して、導電回路を形成する工程
[13] 前記透明絶縁フィルムへの凹部の形成は、金属凸版の転写法もしくはレーザ加工法により行われている[12]記載の透明導電回路基板の製造方法。
[15] [1]から[11]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板をヒータとして備える光学センサ。
[16] [1]から[11]のいずれか一つ記載の透明導電回路基板をメタマテリアルとして備える電磁フィルムとして使用する透明導電回路基板の使用方法。
超深度カラー3D形状測定顕微鏡(株式会社キーエンス社製、VK-9500)を用いて、導電回路60の幅および高さを求めた。
半導体パラメータアナライザー(ケースレー・インスツルメンツ社製、MODEL4200)を用いて、4端子法にて、二点間距離3mm、印加電流0.1Aの条件で、導電回路60の二点間抵抗値を求めた。
分光色彩計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて、ASTM E 1164に基づき、光源C、視野2°の条件で、透明絶縁フィルム22の光線透過率を求めた。
図15に示すように、幅100mm、長さ100mm、厚さ0.15mmのニッケル板の片面に、電鋳法で幅0.055mm、高さ0.15mmの凸部が形成された金属凸版31を準備した。次に、透明絶縁フィルム21として、光線透過率が95%であり、幅100mm、長さ100mmで厚み0.3mmのポリカーボネートフィルム(PCフィルム)を準備した。これら金属凸版31の凸部とPCフィルムとが接するように重ね合わせ、重ね合わせた金属凸版31とPCフィルムとを2枚のステンレス製の鏡面板の間に挟み込んだ。この状態で真空熱プレス装置を用いて170℃、3MPaの圧力で3分加熱加圧して、金属凸版31の凸部の形状をPCフィルムに転写した。これにより、透明絶縁フィルム22であるPCフィルムは、幅0.055mm、深さ0.15mmの矩形断面形状を有する凹部23が形成された。
幅150mm、長さ150mm、厚さ0.3mmのニッケル板の片面に、電鋳法で底部の幅0.06mm、頂部の幅0.05mm、高さ0.1mmの断面形状が台形の凸部を形成した金属凸版31を準備した。次に、透明絶縁フィルム21として、光線透過率が95%であり、幅150mm、長さ150mmで厚み0.3mmのPCフィルムを準備した。これら金属凸版31の凸部とPCフィルムとが接するように重ね合わせ、重ね合わせた金属凸版31とPCフィルムとを2枚のステンレス製の鏡面板の間に挟み込んだ。この状態で真空熱プレス装置を用いて170℃、3MPaの圧力で3分加熱加圧して、金属凸版31の凸部の形状をPCフィルムに転写した。これにより、透明絶縁フィルム22であるPCフィルムは、底部の幅0.05mm、開口部の幅0.06mm、深さ0.1mmの台形断面形状を有する凹部23が形成された。
実施例1と同様の手順により、光線透過率95%であり、厚さ0.3mmのPCフィルムに、幅0.055mm、深さ0.15mmの矩形断面形状を有する凹部23を形成した。
幅100mm、長さ100mm、厚さ0.15mmのニッケル板の片面に、電鋳法で幅0.055mm、高さ0.06mmの凸部が形成された金属凸版31を準備した。次に、透明絶縁フィルム21として、光線透過率が95%であり、幅100mm、長さ100mmで厚み0.3mmのPCフィルムを準備した。これら金属凸版31の凸部とPCフィルムとが接するように重ね合わせ、重ね合わせた金属凸版31とPCフィルムとを2枚のステンレス製の鏡面板の間に挟み込んだ。この状態で真空熱プレス装置を用いて170℃、3MPaの圧力で3分加熱加圧して、金属凸版31の凸部の形状をPCフィルムに転写した。これにより、透明絶縁フィルム22であるPCフィルムは、幅0.055mm、深さ0.06mmの矩形断面形状を有する凹部23が形成された。
実施例5では、銀微粒子を60質量%含有する銀ナノインクを「1重量部」に対して、平均粒子径2μmの銀粉を「1重量部」を添加し、フーバ式マーラを用いて十分に混錬した。これにより、導電性インク40として、平均粒子径35nmの銀微粒子と平均粒子径2μmの銀粉とが、銀粉/銀微粒子=1.67の重量比で含まれる銀ペーストを作成した。実施例5では、導電性インク40以外は、実施例3と同様に設定した。
その結果、得られた透明導電回路基板10の任意の二点間距離3mmでの抵抗値は、10mΩ/mm未満と良好な導電性を示した。
線径25μmのスクリーンメッシュに幅0.06mm、長さ50mmの開口部が形成されたスクリーン製版を用いて、スクリーン印刷法により厚さ0.3mmのPCフィルム上に、実施例1で使用した導電性インク40でパターンを形成した。導電性インク40を150℃、15分の条件で硬化させて、導電回路60を形成した。得られた導電回路60は、スクリーン印刷時のパターンににじみ出しが見られた。この導電回路60は、幅が0.065mmであり、高さが0.01mmと非常に低いものであった。二点間距離3mmで測定した導電回路60の抵抗値は、約100mΩ/mmであった。このように、比較例1は、上述の実施例の透明導電回路基板10の導電回路60と比べて、導電性に劣るものであった。
71は端子部、72は開口部を示す。
Claims (16)
- 透明絶縁フィルムに設けられている凹部と、
前記凹部に充填された導電性インクを硬化することによって形成され、幅Wが0.1mm以下かつ高さTが0.06mm以上の導電回路と、
を備え、
前記導電回路は、その断面における前記高さTと前記幅Wとの比T/Wは、T/W=1.091以上である透明導電回路基板。 - 前記透明絶縁フィルムは、厚みが0.1~1mmであり、厚み方向の全光線透過率が80%以上である請求項1記載の透明導電回路基板。
- 前記透明絶縁フィルムへの前記凹部の形成は、金属凸版の転写法もしくはレーザ加工法により行われている請求項1または2記載の透明導電回路基板。
- 前記導電性インクは、平均粒子径1~300nmの金属微粒子を30~90質量%含有する金属ナノインクである請求項1から3のいずれか一項記載の透明導電回路基板。
- 前記金属微粒子は、銀微粒子である請求項4記載の透明導電回路基板。
- 前記導電性インクは、
平均粒子径1~300nmの金属微粒子を30~90質量%含有する金属ナノインクに、平均粒子径0.5~10μmの金属粉を含み、
前記金属粉と前記金属微粒子との質量比は、金属粉の質量/金属微粒子の質量=0.1~10となるように混錬して得られる金属粉ペーストである請求項1から5のいずれか一項記載の透明導電回路基板。 - 前記金属粉は、銀粉である請求項6記載の透明導電回路基板。
- 前記金属粉ペーストにおける総固形分は、65~96質量%である請求項6または7記載の透明導電回路基板。
- 前記導電回路は、前記T/Wが、T/W=1.667以上である特定導電回路を有する請求項1から8のいずれか一項記載の透明導電回路基板。
- 前記導電回路は、距離を3mmとした任意の二点間で測定した線抵抗値が50mΩ/mm以下である請求項1から9のいずれか一項記載の透明導電回路基板。
- 前記導電回路は、透明絶縁フィルムで封止されている請求項1から10のいずれか一項記載の透明導電回路基板。
- 幅Wが0.1mm以下かつ高さTが0.06mm以上の導電回路を有し、前記高さTと前記幅Wとの比T/Wが、T/W=1.091以上である透明導電回路基板の製造方法であって、以下のA~Cの工程を含む透明導電回路基板の製造方法。
A 透明絶縁フィルムに凹部を形成する工程
B 前記凹部に未硬化の導電性インクを充填する工程
C 凹部に充填した導電性インクを硬化して、導電回路を形成する工程 - 前記透明絶縁フィルムへの凹部の形成は、金属凸版の転写法もしくはレーザ加工法により行われている請求項12記載の透明導電回路基板の製造方法。
- 請求項1から11のいずれか一項記載の透明導電回路基板は、防曇用ヒータもしくは融雪用ヒータとして使用する透明導電回路基板の使用方法。
- 請求項1から11のいずれか一項記載の透明導電回路基板をヒータとして備える光学センサ。
- 請求項1から11のいずれか一項記載の透明導電回路基板をメタマテリアルとして備える電磁フィルムとして使用する透明導電回路基板の使用方法。
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