JPWO2012011491A1 - 導電性フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

断線がなく、導体幅の微細化と低抵抗化とを両立させることができると共に、基材の種類を特に問わずに導体パターンが密着性高く形成された導電性フィルムを提供する。基材と、前記基材に設けられた受容層と、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下である導電粒子及びバインダー樹脂を含有する導電性ペーストを前記受容層に印刷して形成された導体幅が３０μｍ以下である導体パターンとを備える。前記導体パターンの厚み方向において前記導体パターンの少なくとも一部が前記受容層にめり込んでいる。

Description

本発明は、タッチパネルや各種ディスプレイ等の電極として用いたり、電磁波シールドパターンとして用いたりすることができる導体パターンが形成された導電性フィルムに関するものである。

従来、タッチパネル等の電極等に用いられる導体パターンは、導電粒子及びバインダー樹脂を含有する導電性ペーストをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の基材に格子状等に印刷した後、これを１２０〜１５０℃程度の温度で乾燥させることによって形成されている。そして基材の透過性を高めるためには、導体パターンの導体幅を細くすることが考えられるが、この場合、導電性ペーストに含有される導電粒子を微細化する必要がある。

しかし、微細な導電粒子を含有する導電性ペーストを用いて形成された導体パターンは、導体幅は細くなるものの、比抵抗が高くて導電性の低いものとなる。図７は導電性ペーストに含有される導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）と導体パターンの比抵抗との関係を示すグラフである。このグラフにおける導体パターンは、基材に印刷した導電性ペーストを単に乾燥させて形成したものであり、後述のようにめっきも焼結もプレスもしていない。そしてこのグラフから明らかなように、導電粒子が微細化すると導体パターンの比抵抗が増加することが分かる。これは、導電粒子が微細化するにつれてバインダー樹脂が導電粒子の表面を覆い、このバインダー樹脂によって導電粒子同士の接触が妨害されるためであると思われる。このように、導体幅の微細化と低抵抗化とはトレードオフの関係にある。

そこで、近年においては、無電解めっき触媒を含有する導電性ペーストを印刷した後、これに無電解めっき処理を施して金属層を形成することによって、比抵抗の低い導体パターンを形成する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、基材に導電性ペーストを印刷した後、これを２５０℃以上の高温で焼結することによって、導電粒子間のバインダー樹脂を飛ばすことも行われている。

また、透明基材上に導電性ペーストを用いた印刷によりメッシュパターンを形成する工程とプレス工程とを含むようにした電磁波シールド用シート部材の製造方法が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１７０４２０号公報 特開２００９−１６４１７号公報

しかし、特許文献１のようにめっき処理による場合には、使用するめっき液によっては基材が劣化するおそれがある。

また、焼結による場合には、基材も高温に加熱されることになるので、耐熱性が非常に高い基材以外は使用することができない。

また、特許文献２のように透明基材上に直接メッシュパターンを形成する場合には、プレスするとメッシュパターンの導体幅が広がるおそれがある。またプレスによる圧接により透明基材へのメッシュパターンの密着性はある程度は改善するものの、透明基材とメッシュパターンとは平面接触であるため、大幅な密着性の改善は期待することができない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、断線がなく、導体幅の微細化と低抵抗化とを両立させることができると共に、基材の種類を特に問わずに導体パターンが密着性高く形成された導電性フィルムを提供することを目的とするものである。

本発明に係る導電性フィルムは、基材と、前記基材に設けられた受容層と、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下である導電粒子及びバインダー樹脂を含有する導電性ペーストを前記受容層に印刷して形成された導体幅が３０μｍ以下である導体パターンとを備え、前記導体パターンの厚み方向において前記導体パターンの少なくとも一部が前記受容層にめり込んでいることを特徴とするものである。

前記導電性フィルムにおいて、前記導体パターンの導体厚さの１０％以上が前記受容層にめり込んでいることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記導体パターンは、前記受容層に印刷された前記導電性ペーストを熱プレスすることによって形成されていることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記受容層の厚さが０．１〜３００μｍであることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記導体パターンの頂部と前記受容層の表面との段差が１０μｍ以下であることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１ｎｍ以上であることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記受容層が熱可塑性樹脂で形成され、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記受容層が熱硬化性樹脂で形成され、前記熱硬化性樹脂の硬化温度が６０〜３５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムにおいて、前記受容層が電子線硬化性樹脂で形成されていることが好ましい。

本発明によれば、微細な導電粒子を含有する導電性ペーストを用いることによって、断線のない微細な導体パターンを形成することができる。また、導体パターンの少なくとも一部が受容層にめり込んでいるので、密着性を大きく向上させることができる。

導電性フィルムを製造する工程の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｃ）は一部を拡大して示す概略断面図である。 導電性フィルムを製造する工程の他の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｄ）は概略断面図である。 導体パターンが形成された基材（導電性フィルム）の一部を拡大して示す概略平面図である。 グラビア印刷機の一例を示す概略断面図である。 導電性フィルムを製造する工程の他の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｄ）は概略断面図である。 導電性フィルムを製造する工程の他の一例を示す概略断面図である。 導電性ペーストに含有される導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）と導体パターンの比抵抗との関係を示すグラフである。 （ａ）は実施例１の導体パターンの電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例３の導体パターンの電子顕微鏡写真であり、（ｃ）は比較例１の導体パターンの電子顕微鏡写真である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係る導電性フィルムは、図１に示すように、基材１と、受容層６と、導体パターン３とを備えて形成されている。

基材１としては、絶縁性のあるものであれば特に限定されるものではないが、光学分野での用途に利用する場合には、少なくとも可視光領域で透明性を有するものが好ましい。具体的には、基材１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのほか、ポリメタクリル酸メチルに代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ＪＳＲ株式会社製の商品名「アートン」に代表されるノルボルネン系樹脂、東ソー株式会社製の品番「ＴＩ−１６０」に代表されるオレフィンマレイミド樹脂等にて形成される有機樹脂基体や、ガラスにて形成されるガラス基体、特開平０８−１４８８２９号公報に記載されているエポキシ樹脂基材等のような、シート状あるいは板状のもの等を用いることができる。また基材１としては、例えば、ロール状に巻き取られた形態のものを用いることが好ましい。このような形態であれば基材１を繰り出しながら、後述の図４のようにグラビア印刷機１０により連続して導電性ペースト２を印刷したり、後述の図５や図６のように導電性ペースト２を印刷した後にロール３０により連続してプレスしたりすることができる。特に連続して導電性ペースト２を印刷したり、連続してプレスしたりする必要がなければ、基材１としては、あらかじめ矩形状など所定形状に切断された形態のものを用いてもよい。また、基材１の厚さは、１μｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましく、２５μｍ〜２００μｍであることが最も好ましい。

また、受容層６は、基材１の表面に設けられるものである。光学分野での用途に利用する場合には、受容層６は、少なくとも可視光領域で透明性を有するものであることが好ましい。受容層６は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電子線硬化性樹脂、及び必要に応じて溶媒を配合して受容層形成用溶液を調製し、この溶液を基材１の表面に塗布してこれを加熱乾燥させたり電子線を照射したりすることによって形成することができる。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電子線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、これらの樹脂の誘導体、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体等を用いることができる。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、キシレン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び水等をそれぞれ単独で用いたり、任意の割合で混合した混合溶媒として用いたりすることができる。

受容層６を熱可塑性樹脂で形成する場合には、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は−１０〜２５０℃であることが好ましい。熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０℃以上であることによって、受容層形成用溶液を容易にペースト状にすることができるものである。また、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以下であることによって、熱プレス時に基材１を熱で損傷させることなく受容層６を軟化させ、印刷後の導電性ペースト２の幅を広げずにこの導電性ペースト２を受容層６にめり込みやすくすることができる。

受容層６を熱硬化性樹脂で形成する場合には、受容層形成用溶液の２５℃における粘度は０．５〜１００００００ｃｐｓであることが好ましく、熱硬化性樹脂の硬化温度は６０〜３５０℃であることが好ましい。熱硬化性樹脂の硬化温度が６０℃以上であることによって、通常使用時（特に夏場の使用時）に硬化反応が勝手に開始して進行することを抑制することができるものである。また、熱硬化性樹脂の硬化温度が３５０℃以下であることによって、極端に耐熱性の低い基材１を除き、使用可能な基材１の選択の幅を広げることができるものである。

受容層６を電子線硬化性樹脂で形成することも好ましい。この場合、基材１の表面に塗布された受容層形成用溶液に紫外線等の電子線を照射すれば受容層６を形成することができるので、特に加熱する必要がなくなり、基材１の熱的損傷を抑制することができるものである。

受容層６の厚さは０．１〜３００μｍであることが好ましく、０．５〜５０μｍであることがより好ましい。受容層６の厚さが０．１μｍ以上であることによって、導体パターン３を容易に受容層６にめり込ませることができるものである。受容層６の厚さは、導体幅を３０μｍ以下に微細化した導体パターン３の実用上の寸法を考慮して好適な厚さに設定される。ただ、受容層６の厚さが３００μｍを超える場合は、導体パターン３をめり込ませるという役割からすると厚さが過大であり、基材１の性能への影響を考慮すると好ましくない。

また、導体パターン３は、図１に示すように、導電性ペースト２を受容層６の表面に印刷し、さらに印刷された導電性ペースト２の少なくとも一部を受容層６にめり込ませることによって形成することができる。

導電性ペースト２としては、導電粒子及びバインダー樹脂を含有するものを用いる。

導電粒子としては、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下であるものを用いる。導電性の高い導体パターン３を形成しやすいという観点から、好ましくは平均粒径（Ｄ５０）が１ｎｍ以上２μｍ（２０００ｎｍ）以下であるもの、より好ましくは平均粒径（Ｄ５０）が１０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であるものを用いる。ここで、導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）とは、レーザ回折法等により測定された導電粒子の粒径分布において、累積質量が５０％となる粒径を意味する。導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１ｎｍ未満であると、ペースト化した際に粘度が高くなりすぎ、印刷に使用するのが困難となる。逆に、導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２μｍを超えると、導体パターン３の比抵抗を低くして導電性を高めることはできるものの、導体幅が３０μｍ以下であるような微細な導体パターン３を形成することが困難となる。特に平均粒径（Ｄ５０）が８００ｎｍ以下である導電粒子を用いると、熱プレス後における導体パターン３中に欠けが発生することを抑制することができる。

具体的には導電粒子としては、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下であるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、金属粒子、金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック等を用いることができる。このうち金属粒子としては、例えば、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒子、アルミニウム粒子、鉄粒子、マグネシウム粒子、これらの合金粒子、これらの金属粒子に異種金属を１層以上コーティングしたものから選ばれるものを用いることができる。また金属酸化物としては、アンチモン−錫酸化物やインジウム−錫酸化物等から選ばれるものを用いることができる。そして、このような導電粒子の含有量は、導電性ペースト２全量に対して、１０．０〜９９．９質量％であることが好ましく、５０．０〜９９．９質量％であることがより好ましく、６０．０〜９８．０質量％であることが最も好ましい。

またバインダー樹脂としては、好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であるもの、より好ましくは０〜２００℃であるものを用いる。バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０℃以上であることによって、容易にペースト状にすることができるものである。また、バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以下であることによって、導電性ペースト２が流動しやすくなり、後述するような溶媒にも溶解しやすくなるものである。

具体的にはバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等や、これらの樹脂で−ＣＯＣ−骨格、−ＣＯＯ−骨格等を有する誘導体、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体等を用いることができる。

導電性ペースト２は、上記のような導電粒子及びバインダー樹脂を配合して調製することができるが、さらに添加剤や溶媒等を配合してもよい。

添加剤としては、例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製「ＢＹＫ３３３（シリコンオイル）」等の消泡剤・レベリング剤を用いることができ、この含有量は、導電性ペースト２全量に対して、０〜１０質量％であることが好ましい。

また溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、キシレン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び水等をそれぞれ単独で用いたり、任意の割合で混合した混合溶媒として用いたりすることができる。そして、このような溶媒を用いる場合には、導電性ペースト２の粘度が５０〜５０００ｄＰａ・ｓとなるように溶媒を配合することが好ましい。

そして、導電性フィルムは、次のようにして製造することができる。

まず図１（ａ）及び図２（ａ）のように基材１の表面に受容層６を形成して受容層付き基材を得る。

次に図１（ｂ）及び図２（ｂ）のように受容層６の表面に導電性ペースト２を所定形状に印刷する。ここで、基材１の受容層６に印刷する形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、図３のような格子状又は網目状（メッシュ状）等を挙げることができる。ただし、導体幅Ｌが３０μｍ以下である微細な導体パターン３を形成するため、あらかじめ導電性ペースト２は、その幅が２５〜３０μｍとなるように印刷しておくことが好ましい。このように導電性ペースト２の幅を３０μｍ以下にしておくのは、後述するプレスにより幅が若干広くなる場合があるからである。バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度でプレスする場合には、印刷された導電性ペースト２の幅を広げずにプレスすることができるので、あらかじめ最大３０μｍの幅で導電性ペースト２を印刷しておくことができる。また、印刷された導電性ペースト２の厚さは０．０１〜３０μｍであることが好ましい。また印刷方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等を使用することができる。このうちグラビア印刷について説明すると、図４はグラビア印刷機１０の一例を示すものであり、これは円筒状の版胴１２及び圧胴１３を設けて形成されており、印刷用凹版１４は凹部１５を外側にして版胴１２に巻き付けてセットされる。そして、版胴１２を回転させながらその外表面の凹部１５に導電性ペースト２を供給して充填すると共に、余分な導電性ペースト２をドクター１６の圧力で削ぎ落とす。導体パターン３が形成される基材１は、版胴１２と逆向きに回転する圧胴１３によって版胴１２と圧胴１３の間を通り、圧胴１３の圧力で版胴１２の凹部１５の導電性ペースト２が基材１の受容層６の表面に転移して印刷されるものである。

その後、基材１の受容層６の表面に印刷された導電性ペースト２を５０〜１５０℃、０．１〜１８０分の条件で加熱して乾燥させ、次に導電性ペースト２の少なくとも一部を図１（ｃ）のように熱プレスで受容層６にめり込ませることによって導体パターン３を形成することができる。図１（ｃ）において、Ｈは導体パターン３の線高（受容層６の表面から外部に飛び出ている部分の高さ）、Ｄは導体パターン３のめり込み深さ（受容層６の表面から内部にめり込んでいる部分の深さ）、Ｔ（＝Ｈ＋Ｄ）は導体パターン３全体の厚さ（導体厚さ）、Ｗは導体パターン３の線幅（導体幅）を示す。図１（ｃ）のように本発明では、導体パターン３の厚み方向において導体パターン３の少なくとも一部が受容層６にめり込んでいるので（つまり、Ｄ＞０）、導体パターン３の受容層６に対する密着性を高く得ることができるものである。好ましくは、導体パターン３の導体厚さＴの１０％以上（上限は１００％）が受容層６にめり込んでいる。この場合、０．１Ｔ≦Ｄ（≦Ｔ）となり、導体パターン３の受容層６に対する密着性をさらに高く得ることができるものである。導体パターン３のめり込み深さＤを大きくすると、導体パターン３の頂部と受容層６の表面との段差Ｈ（＝Ｔ−Ｄ）が小さくなり、導電性フィルムの平滑性を高めることができる。この場合、導体パターン３の頂部と受容層６の表面との段差Ｈは１０μｍ以下であることが好ましい。導電性フィルムの平滑性をさらに高める場合には、上記の段差Ｈは２μｍ以下であることが好ましい。図示省略しているが、導体パターン３の全部が受容層６にめり込んでいてもよい。この場合、Ｈ＝０、Ｄ＝Ｔ（＞０）となり、受容層６の表面と導体パターン３の表面とが面一となる。

具体的には、図１（ｃ）のような導体パターン３は、導電性ペースト２を受容層６の表面に印刷して乾燥させた後にこれを熱プレスすることによって形成することができる。

すなわち、図２（ａ）のように基材１の表面に受容層６を設け、図２（ｂ）のように受容層６の表面に導電性ペースト２を所定形状に印刷した後、これを図２（ｃ）のように加熱加圧装置４を用いてプレスすることによって、図２（ｄ）のような導電性フィルムを製造することができる。このようにして得られた導電性フィルムの導体パターン３の導体厚さは０．００５〜２９．９μｍであり、その１０％以上（上限は１００％）が受容層６にめり込んでいることが好ましい。これにより、導体パターン３の受容層６に対する密着性を高めることができる。ここで、加熱加圧装置４としては、近接・離間し、対向面が平坦に形成された一対の熱盤４ａ，４ｂを備えたものを用いることができる。上記のようにして形成された導体パターン３は、プレスで圧縮されることによって、導電粒子間に存在するバインダー樹脂が押し出されて排除され、導電粒子同士の接触面積が増加するので、たとえ導体幅が３０μｍ以下であっても、比抵抗が低くなり、導電性が高くなるものである。ここで、プレスは５０〜１５０℃、０．０１〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²（０．９８ｋＰａ〜１９．６ＭＰａ）、０．１〜１８０分の条件で行うことが好ましい。また、加熱加圧終了後に、圧力を保ったまま水冷等で急速冷却、例えば１１０℃から４０℃まで３０分で冷却することも導電性ペースト２の圧縮状態を保つ上で有効である。なお、プレスする場合には、図２（ｃ）のように導電性ペースト２が印刷された基材１と加熱加圧装置４の各熱盤４ａ，４ｂとの間に離型シート５を介在させるようにしてもよい。この離型シート５としては、ポリエステルフィルム、ポリエステルフィルムにシリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して剥離剤層を設けたもの、公知の偏光板等を用いることができる。

また、図１（ｃ）のような導体パターン３は、導電性ペースト２を印刷した後に次のようにプレスすることによって形成することもできる。

すなわち、図５（ａ）のように基材１の表面に受容層６を設け、図５（ｂ）のように受容層６の表面に導電性ペースト２を所定形状に印刷する。その後、導電性ペースト２を５０〜１５０℃、０．１〜１８０分の条件で加熱して乾燥させ、さらに熱風や遠赤外線（ＩＲ）等により１２０〜１５０℃の温度で加熱して基材１、受容層６及び導電性ペースト２を温めた状態で図５（ｃ）のようにロールプレス装置３１を用いてロール３０によりプレスすることによって、図５（ｄ）のような導電性フィルムを製造することができる。このように、ロール３０によるプレスの前に基材１、受容層６及び導電性ペースト２を加熱しておくことで、受容層６が柔らかくなって、ロール３０によるプレス時に印刷された導電性ペースト２が広がらず、導体幅の狭い導体パターン３を得ることができ、低抵抗化を図ることができるものである。なお、乾燥のための加熱とその後の加熱は連続して行ってもよいし、乾燥のための加熱を行って放冷した後、再度加熱するようにしてもよい。ここで、ロールプレス装置３１としては、例えば、回転可能な２本のロール３０を平行に対向配置して形成されたものを用いることができる。各ロール３０は、その寸法は特に限定されるものではないが、ゴムロールやスチールロール等で形成された加熱ロールであることが好ましい。そして、ロール３０によるプレスは、導電性ペースト２が印刷された長尺の基材１を２本のロール３０の間に通して連続して搬送することによって行うことができる。ロール３０によるプレスする直前において、導電性ペースト２が印刷された基材１は、６０〜４００℃（より好ましくは７０〜２００℃）、０．５秒〜１時間（より好ましくは５秒〜３０分間）の条件で加熱し温めておくのが好ましい。また、ロール３０による加熱の温度は６０〜４００℃（より好ましくは７０〜２００℃）、加圧の圧力は０．１〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０１〜３９．２ＭＰａ）（より好ましくは０．５〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０５〜１９．６ＭＰａ））、基材１を２本のロール３０の間に通す速度は０．５〜３０ｍ／分に設定するのが好ましい。ロール３０による加熱の温度が６０℃未満であると、導電性ペースト２が十分に硬化しないおそれがあり、逆に上記温度が４００℃を超えると、基材１が熱的損傷を受けるおそれがある。またロール３０による加圧の圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０５ＭＰａ）未満であると、導体パターン３の表面抵抗を十分に低くすることができないおそれがあり、逆に上記圧力が４００ｋｇｆ／ｃｍ²（３９．２ＭＰａ）を超えると、導体パターン３の導体幅が広がりすぎて、絶縁を確保しなければならない場合に隣り合う導体パターン３同士が接触してしまうおそれがある。また、基材１を２本のロール３０の間に通す速度が０．５ｍ／分未満であると、導体パターン３を迅速に形成することができないおそれがあり、逆に上記速度が３０ｍ／分を超えると、加圧の時間が短くなりすぎて、導体パターン３の表面抵抗を十分に低くすることができないおそれがある。なお、２本のロール３０のクリアランスは、上記圧力で加圧することができるように適宜調整すればよい。

そして、上記のようにして形成された導体パターン３は、ロール３０によるプレスで圧縮されることによって金属粉等の導電性微粒子間の接触面積が増加するので、従来の導体パターンに比べて、表面抵抗が低くなり、導電性が高くなるものである。しかもこの場合のプレスは、図２のようなバッチ式の加熱加圧装置４により断続的に行うのではなく、連続式のロールプレス装置３１により間断なく行うようにしているので、導体パターン３を迅速に形成することができ、その結果、プリント配線板や電磁波シールド材等の製造速度を高めることができるものである。なお、ロール３０によりプレスする場合には、導電性ペースト２が印刷された基材１とロール３０との間に離型シート（図示省略）を介在させるようにしてもよい。この離型シートとしては、ポリエステルフィルム、ポリエステルフィルムにシリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して剥離剤層を設けたもの、公知の偏光板等を用いることができる。

また、図１（ｃ）のような導体パターン３は、導電性ペースト２を印刷した後に図６のようにプレスすることによって形成することもできる。このものでは、図５に示すロールプレス装置３１の代わりに多段式ロールプレス装置３２を用いてロール３０によるプレスを複数回行うようにしている。ここで、多段式ロールプレス装置３２としては、例えば、回転可能な第１ロール３０ａ、第２ロール３０ｂ及び第３ロール３０ｃからなる３本のロール３０を用い、第１ロール３０ａと第２ロール３０ｂとを平行に対向配置し、第２ロール３０ｂと第３ロール３０ｃとを平行に対向配置して形成されたものを用いることができる。各ロール３０の寸法・材質は特に限定されるものではないが、各ロール３０が加熱ロールであることが好ましい。そして、ロール３０によるプレスは、まず導電性ペースト２が印刷された長尺の基材１を第１ロール３０ａに半周程度巻き付け、そのまま第１ロール３０ａと第２ロール３０ｂの間に通し、引き続き第２ロール３０ｂに半周程度巻き付け、そのまま第２ロール３０ｂと第３ロール３０ｃの間に通し、引き続き第３ロール３０ｃに半周程度巻き付けて連続して搬送することによって行うことができる。また図６に示すものでは、基材１の第１ロール３０ａへの巻き付けは、導電性ペースト２が印刷された面と反対側の面が第１ロール３０ａの外周面に接触するように行っているので、基材１の第２ロール３０ｂへの巻き付けは、導電性ペースト２が印刷された面が第２ロール３０ｂの外周面に接触するように行われ、基材１の第３ロール３０ｃへの巻き付けは、第１ロール３０ａへの巻き付けと同様に、導電性ペースト２が印刷された面と反対側の面が接触するように行われることになる。これにより温度を一定に保ちながらプレスすることができる。温度が一定に保たれないと、印刷後の導電性ペースト２をプレスしても潰れるだけで低抵抗化を図ることができない。各ロール３０による加熱の温度は６０〜４００℃（好ましくは７０〜２００℃）、加圧の圧力は０．１〜４００ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０１〜３９．２ＭＰａ）（０．５〜２００ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０５〜１９．６ＭＰａ））、基材１を２本のロール３０の間に通す速度は０．５〜３０ｍ／分に設定するのが好ましい。各ロール３０による加熱の温度が６０℃未満であると、導電性ペースト３が十分に硬化しないおそれがあり、逆に上記温度が４００℃を超えると、基材１が熱的損傷を受けるおそれがある。また各ロール３０による加圧の圧力が０．１ｋｇｆ／ｃｍ²（０．０１ＭＰａ）未満であると、導体パターン３の表面抵抗を十分に低くすることができないおそれがあり、逆に上記圧力が４００ｋｇｆ／ｃｍ²（３９．２ＭＰａ）を超えると、導体パターン３の導体幅が広がりすぎて、絶縁を確保しなければならない場合に隣り合う導体パターン３同士が接触してしまうおそれがある。また、基材１を２本のロール３０の間に通す速度が０．５ｍ／分未満であると、導体パターン３を迅速に形成することができないおそれがあり、逆に上記速度が３０ｍ／分を超えると、加圧の時間が短くなりすぎて、導体パターン３の表面抵抗を十分に低くすることができないおそれがある。なお、２本のロール３０のクリアランスは、上記圧力で加圧することができるように適宜調整すればよい。なお、多段式ロールプレス装置３２において、ロール３０の本数は３本に限定されるものではなく４本以上であってもよい。

そして、上記の場合にはロール３０によるプレスは、第１ロール３０ａと第２ロール３０ｂの間で１回、第２ロール３０ｂと第３ロール３０ｃの間で１回、合計２回行っていることになる。このようにして形成された導体パターン３は、ロール３０によるプレスで複数回圧縮されることによって金属粉等の導電性微粒子間の接触面積がさらに増加するので、ロール３０によるプレスで１回圧縮されることによって形成された導体パターン３に比べて、さらに表面抵抗が低くなり、導電性が高くなるものである。しかもこの場合のプレスも、図２のようなバッチ式の加熱加圧装置４により断続的に行うのではなく、連続式の多段式ロールプレス装置３２により間断なく行うようにしているので、導体パターン３を迅速に形成することができ、その結果、プリント配線板や電磁波シールド材等の製造速度を高めることができるものである。なお、この場合にも、導電性ペースト２が印刷された基材１とロール３０との間に離型シート（図示省略）を介在させるようにしてもよい。この離型シートとしては、ポリエステルフィルム、ポリエステルフィルムにシリコーン樹脂等の剥離剤を塗布して剥離剤層を設けたもの、公知の偏光板等を用いることができる。

また、上述のいずれの方法を使用して製造された導電性フィルムにおいても、導体パターン３の導体厚さの１０％以上（上限は１００％）が受容層６にめり込んでいることが好ましい。このように、導体パターン３が受容層６にめり込んでいることによって、導体パターン３の受容層６に対する密着性を高く得ることができるものである。また、導体パターン３を受容層６にめり込ませることによって、導電性フィルムの表面が平滑に近づき、導体パターン３の頂部と受容層６の表面との段差が小さくなるので、導電性フィルムの表面に蒸着、スパッタ、塗工等により成膜する場合に容易に成膜層を形成することができる。同様の理由により、導電性フィルムの表面に感圧型粘着剤や熱溶着接着剤等を用いて機能性フィルムを貼り合わせたり機能層を形成したりする場合に、導電性フィルムと機能性フィルム又は機能層との間に気泡が入る等の不具合が生じにくくなる。そして、特に上記のようにして得られた導電性フィルムは、有機エレクトロルミネッセンス素子等の有機半導体を用いたデバイスにおいて好適に使用することができる。

以上のように本発明では、微細な導電粒子を含有する導電性ペースト２を用いることによって、断線のない微細な導体パターン３を形成することができるものである。また、導体パターン３の少なくとも一部が受容層６にめり込んでいるので、密着性を大きく向上させることができるものである。また導体パターン３は、受容層６に印刷された導電性ペースト２を熱プレスすることによって形成することができるが、このとき受容層６のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度で熱プレスすると、受容層６をやわらかくした状態で導電性ペースト２を受容層６にめり込ませることができ、導体パターン３の導体幅が広がることを抑制することができるものである。また微細な導電粒子が導電性ペースト２に含有されていても、この導電性ペースト２はプレスされるので、導電性ペースト２中の導電粒子間のバインダー樹脂が排除されて導電粒子同士が接触することとなり、導体パターン３の比抵抗を低下させ、導電性を高めることができるものである。さらに導体パターン３は、導電性ペースト２をプレスするだけで受容層６にめり込んで密着性高く形成されるので、基材１には過度の負担をかけることがなく、使用する基材１の種類は特に問わないものである。したがって、耐薬品性が低いためにめっき法等による導体パターン３の形成が困難な基材１や、耐熱性が低いために焼結法等による導体パターン３の形成が困難な基材１であっても、本発明に係る導電性フィルムを製造する場合には使用可能である。

なお、図示省略しているが、基材１の導体パターン３が形成された面をカバーシートで被覆するようにしてもよい。このカバーシートとしては、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、非晶性ＰＥＴ（ＰＥＴ−Ｇ）、透明粘着剤層付きＰＥＴ等で形成されたものを用いることができる。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
導電粒子としては、次のようにして得られた銀粒子を用いた。まず、銀イオン濃度１０ｇ／ｌの硝酸銀水溶液２０００ｍｌに２５％アンモニア水１７５ｍｌを加えて銀アンミン錯塩水溶液を得た。次に、この水溶液の液温を２０℃に調整し、攪拌しながら３７％ホルマリン水溶液２３ｍｌを３０秒間かけて加え、銀粒子を析出させて銀粒子含有スラリーを得た。次に、このスラリーに銀粒子全量に対して１質量％のオレイン酸を加えて１０分間攪拌した。そして、このスラリーをブフナー漏斗で濾過し、水洗した後、６０℃、２４時間真空雰囲気で乾燥することによって、銀粒子を得た。このようにして得られた銀粒子の平均粒径（Ｄ５０）は０．７μｍであった。

またバインダー樹脂としては、ＥＡＳＴＭＡＮ製「セルロースアセテートブチレート ＣＡＢ−５５１−０．２」（ガラス転移温度（Ｔｇ）１０１℃）を用いた。

そして、導電性ペースト２は、上記の導電粒子を８０質量％、上記のバインダー樹脂を５質量％、三菱化学株式会社製「カーボンブラック ＃２３５０」を３質量％、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を１０質量％、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを２質量％配合することによって調製した。この導電性ペースト２の粘度は４００ｄＰａ・ｓであった。

他方、基材１としては、次のようにして得られた受容層付きＰＥＴフィルムを用いた。まず、数平均分子量が７００００であるセルロースアセテートブチレート（ＥＡＳＴＭＡＮ製「ＣＡＢ−３８１−２０」）をメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）に溶解させることによって、８質量％の受容層形成用溶液を調製した。次に、この溶液をＰＥＴフィルムである東洋紡績株式会社製「コスモシャイン Ａ４３００」（厚さ１００μｍ）の表面に塗布した。この塗布は、マイクログラビアコーターを用いて、グラビア版＃７０、回転数１１５ｒｐｍ、ＰＥＴフィルムの搬送速度１．５ｍ／分の条件で行った。そして、受容層形成用溶液を塗布したＰＥＴフィルムを温度１２０℃、長さ１２ｍの温風乾燥炉内を通過させて加熱乾燥させることによって、受容層付きＰＥＴフィルムを得た。この基材１の受容層６の厚さは、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープで断面計測したところ、５．１μｍであった。

そして、導体パターン３を形成するにあたっては、まず図４に示すようなグラビア印刷機１０を用いて、基材１の受容層６の表面に導電性ペースト２を図３のように格子状又は網目状に印刷した。このときライン（Ｌ）／ピッチ（Ｐ）が２３μｍ／２５０μｍの印刷用凹版１４を用いて印刷した。

その後、基材１の受容層６の表面に印刷された導電性ペースト２を１２０℃、３０分の条件で加熱して乾燥させた。

次に、導電性ペースト２が印刷された基材１を図２のような加熱加圧装置４を用いて、１１５℃、２．５４ｋｇｆ／ｃｍ²（２４９ｋＰａ）、５０分の条件でプレスすることによって、導体パターン３を形成した。

（実施例２）
導電粒子として、平均粒径（Ｄ５０）が１．２μｍであるＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製銀粒子「ＡＧ−２−１」を用い、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの質量比を変えずにこれらの配合量を減らして導電性ペースト２の粘度を６５０ｄＰａ・ｓに調整した以外は、実施例１と同様にして導体パターン３を形成した。

（実施例３）
導電粒子として、平均粒径（Ｄ５０）が１．２μｍであるＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製銀粒子「ＡＧ−２−１」を用い、導電性ペースト２の粘度を４００ｄＰａ・ｓに調整した以外は、実施例１と同様にして導体パターン３を形成した。

（実施例４）
導電粒子として、平均粒径（Ｄ５０）が１．２μｍであるＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製銀粒子「ＡＧ−２−１」を用い、バインダー樹脂として、ＥＡＳＴＭＡＮ製「セルロースアセテートブチレート ＣＡＢ−５５１−０．０１」（ガラス転移温度（Ｔｇ）８５℃）を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして導体パターン３を形成した。なお、導電性ペースト２の粘度は４００ｄＰａ・ｓであった。

（比較例１）
導電粒子として、平均粒径（Ｄ５０）が２．１μｍであるＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製銀粒子「ＡＧ−５−１６Ｌ」を用い、導電性ペースト２の粘度を４００ｄＰａ・ｓに調整した以外は、実施例１と同様にして導体パターン３を形成した。

（比較例２）
基材１として、ＰＥＴフィルムである東洋紡績株式会社製「コスモシャイン Ａ４３００」（厚さ１００μｍ）を用い、この基材１に受容層６を設けないようにした以外は、実施例１と同様にして導体パターン３を形成した。

下記表１〜表３に、導電性ペースト２に含有されている導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）、導電性ペースト２の粘度、受容層６の厚さ、プレス前の導電性ペースト２の厚さ（線高Ｈ₀）、幅（線幅Ｗ₀）、めり込み深さＤ₀、導体厚さＴ₀（＝Ｈ₀＋Ｄ₀）及び比抵抗、プレス後の導体パターン３の導体厚さ（線高Ｈ）、導体幅（線幅Ｗ）、めり込み深さＤ、導体厚さＴ（＝Ｈ＋Ｄ）、比抵抗及び表面抵抗、並びに長さ２０μｍ当たりの平均欠け数及びクロスカット密着試験の結果を示す。

なお、上記のプレス前後の線高Ｈ₀及びＨは、受容層６の表面から外部に飛び出ている部分の高さを意味し、上記のプレス前後のめり込み深さＤ₀及びＤは、受容層６の表面から内部にめり込んでいる部分の深さを意味する。よって、プレス前の線高Ｈ₀とめり込み深さＤ₀の和が、印刷後の導電性ペースト２全体の厚さＴ₀となり、プレス後の線高Ｈとめり込み深さＤの和が、形成後の導体パターン３全体の厚さＴとなる。ここで、下記表１〜表３によれば、実施例１〜４及び比較例１について、印刷後の導電性ペースト２全体の厚さＴ₀に比べて、形成後の導体パターン３全体の厚さＴの方が厚くなっている（つまり、Ｔ₀＜Ｔ）。これは、プレスにより、受容層６の表面から外部に飛び出ている部分の幅に比べて、受容層６の表面から内部にめり込んでいる部分の幅の方が細くなり、その分だけより深くめり込むからである。

また、上記のプレス前後の線幅Ｗ₀及びＷは、最も広い部分の幅を意味する。

なお、比抵抗は、次のようにして算出した。すなわち、実施例１〜４及び比較例１については、基材１の受容層６の表面に５ｍｍ×３０ｍｍの導体パターン３を形成し、この端部の抵抗値を測定すると共にこの導体パターン３の体積を求めて、比抵抗を算出した。また比較例２については、基材１の表面に直接５ｍｍ×３０ｍｍの導体パターン３を形成し、この端部の抵抗値を測定すると共にこの導体パターン３の体積を求めて、比抵抗を算出した。

また表面抵抗は、ライン（Ｌ）／ピッチ（Ｐ）が２３μｍ／２５０μｍとなるように網目状に印刷して形成された導体パターン３について、四探針法による抵抗測定（ＪＩＳ Ｋ７１９４）により測定した。

また導体パターン３の密着性は、ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠したクロスカット密着試験（碁盤目テープ剥離試験）により評価した。その結果は、下記表１〜表３に（剥離しないで残った碁盤目の数）／（導体パターン形成箇所に作った碁盤目の全ての数）という形で示した。例えば、８０／１００であれば、１００個の碁盤目のうち、８０個の碁盤目が剥離しないで残ったことになる。１００／１００に近づくほど密着性が良好である。

上記表１〜表３から明らかなように、実施例１の導体パターンは、図８（ａ）のように断線も欠けもないことから受容層に対する密着性が高く、導体幅の微細化と低抵抗化を両立させることができることが確認された。

これに対して、実施例２〜４の導体パターンは、欠けが発生するものの、導体幅の微細化と低抵抗化を両立させることができることが確認された。図８（ｂ）に示す実施例３の導体パターンは、欠け（穴）が発生しているが、確実に線はつながっており、何ら問題なく使用できることが確認された。なお、電子顕微鏡写真は省略しているが、実施例２、４の導体パターンについても、欠け（穴）が発生しているものの、確実に線はつながっており、何ら問題なく使用できることが確認された。

また、実施例１〜４では導体パターンを受容層にめり込ませて形成しているので、クロスカット密着試験の結果はいずれも１００／１００となり、極めて良好であることが確認された。

また、比較例１の導体パターンは、導体幅の微細化を図ることはできるものの、図８（ｃ）のように部分的に線のつながりが弱く、断線も多数確認された。

また、比較例２の導体パターンは、低抵抗化を図ることはできるものの、基材に直接形成されているので、熱プレス後、線幅が約１．７倍に広がってしまい、導体幅の微細化を図ることができないことが確認された。また、基材に対する密着性が低いことも確認された。

１ 基材
２ 導電性ペースト
３ 導体パターン
６ 受容層

本発明は、タッチパネルや各種ディスプレイ等の電極として用いたり、電磁波シールドパターンとして用いたりすることができる導体パターンが形成された導電性フィルムの製造方法に関するものである。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、断線がなく、導体幅の微細化と低抵抗化とを両立させることができると共に、基材の種類を特に問わずに導体パターンが密着性高く形成された導電性フィルムの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る導電性フィルムの製造方法は、基材に受容層を設け、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下である導電粒子及びバインダー樹脂を含有する導電性ペーストを前記受容層に印刷して形成された導体幅が３０μｍ以下である導体パターンを形成し、前記導体パターンを焼結することなくその厚み方向において加熱加圧して前記導体パターンの少なくとも一部を前記受容層にめり込ませることを特徴とするものである。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記導体パターンの導体厚さの１０％以上を前記受容層にめり込ませることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記基材が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ノルボルネン系樹脂、オレフィンマレイミド樹脂から選ばれるもので形成されていることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記受容層の厚さが０．１〜３００μｍであることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記導体パターンの頂部と前記受容層の表面との段差が１０μｍ以下であることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１ｎｍ以上であることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記受容層が熱可塑性樹脂で形成され、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記受容層が熱硬化性樹脂で形成され、前記熱硬化性樹脂の硬化温度が６０〜３５０℃であることが好ましい。

前記導電性フィルムの製造方法において、前記受容層が電子線硬化性樹脂で形成されていることが好ましい。

本発明において導電性フィルムは、図１に示すように、基材１と、受容層６と、導体パターン３とを備えて形成されている。

以上のように本発明では、微細な導電粒子を含有する導電性ペースト２を用いることによって、断線のない微細な導体パターン３を形成することができるものである。また、導体パターン３の少なくとも一部が受容層６にめり込んでいるので、密着性を大きく向上させることができるものである。また導体パターン３は、受容層６に印刷された導電性ペースト２を熱プレスすることによって形成することができるが、このとき受容層６のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度で熱プレスすると、受容層６をやわらかくした状態で導電性ペースト２を受容層６にめり込ませることができ、導体パターン３の導体幅が広がることを抑制することができるものである。また微細な導電粒子が導電性ペースト２に含有されていても、この導電性ペースト２はプレスされるので、導電性ペースト２中の導電粒子間のバインダー樹脂が排除されて導電粒子同士が接触することとなり、導体パターン３の比抵抗を低下させ、導電性を高めることができるものである。さらに導体パターン３は、導電性ペースト２をプレスするだけで受容層６にめり込んで密着性高く形成されるので、基材１には過度の負担をかけることがなく、使用する基材１の種類は特に問わないものである。したがって、耐薬品性が低いためにめっき法等による導体パターン３の形成が困難な基材１や、耐熱性が低いために焼結法等による導体パターン３の形成が困難な基材１であっても、上記の導電性フィルムを製造する場合には使用可能である。

Claims (10)

1. 基材と、前記基材に設けられた受容層と、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以下である導電粒子及びバインダー樹脂を含有する導電性ペーストを前記受容層に印刷して形成された導体幅が３０μｍ以下である導体パターンとを備え、前記導体パターンの厚み方向において前記導体パターンの少なくとも一部が前記受容層にめり込んでいることを特徴とする導電性フィルム。
2. 前記導体パターンの導体厚さの１０％以上が前記受容層にめり込んでいることを特徴とする請求項１に記載の導電性フィルム。
3. 前記導体パターンは、前記受容層に印刷された前記導電性ペーストを熱プレスすることによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性フィルム。
4. 前記受容層の厚さが０．１〜３００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
5. 前記導体パターンの頂部と前記受容層の表面との段差が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
6. 前記導電粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
7. 前記バインダー樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
8. 前記受容層が熱可塑性樹脂で形成され、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
9. 前記受容層が熱硬化性樹脂で形成され、前記熱硬化性樹脂の硬化温度が６０〜３５０℃であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導電性フィルム。
10. 前記受容層が電子線硬化性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導電性フィルム。

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