JPWO2015119217A1 - 伸縮性導電体およびその製造方法と伸縮性導電体形成用ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2014年2月5日に、日本に出願された特願2014−020830号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、エレクトロニクスデバイスが大きくなればなるほど、携帯性や耐衝撃性のためにフレキシビリティーは不可欠である。フレキシブルエレクトロニクスを実現する上での難しさは、プラスティックフィルム上に優れた電気的特性と機械的特性をどのようにして両立するかである。
また、3次元的な対象物の表面に密着するように、フィルム状のデバイスを貼り付けるためには、フレキシブルであることだけではなく、伸縮性を有することが必要である。また、ロボットや人の表面、特に関節部の表面にデバイスを張り付けるためのデバイスフィルムは、数10%の伸びに対応する必要がある。
具体的には、可撓性を有する樹脂製のフィルム上に複数の有機トランジスタをマトリクス状に形成し、これらの上に感圧性導電ゴムのシートと、電極付樹脂フィルムと、ランドを持ったスルーホールを所定のピッチで備えた樹脂製のフィルムを積層し、圧力センサを構成している。
ところが、従来の金属による配線は1%に満たない歪で破断するため、曲がりくねった配線とすることで、ばねのように形体的な変形により伸びを実現していた。しかし、このような配線パターンによる解決方法では、基材の変形に大きな制限を設けなければならず、適用に限界を生じる問題がある。
しかし、従来のこの種の伸縮性導体は初期の抵抗値が高く、更に数10%の伸張に伴いその抵抗値が極めて大きくなる問題があった。この問題は、分散させる導電性材料の量を増やすことで、抵抗値を低くして解決することができるが、その場合は配線が極めて脆くなり、繰り返しの伸縮で破断するか、限界伸張度が極めて低くなるなどの課題がある。
(1)本発明の伸縮性導電体は、エラストマーからなる伸縮部と、この伸縮部に分散された少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合物から構成され、前記混合物が有する界面の1つもしくは複数の位置に、前記混合物の内部側よりも前記導電粒子を密に集合させた導通部が形成されたことを特徴とする。
(2)本発明の伸縮性導電体において、前記導電粒子が前記エラストマーの質量に対し、400%以下含有されてなることができる。
(3)本発明の伸縮性導電体において、前記伸縮性導体が、前記エラストマーを溶解する少なくとも1つの第1溶媒と、前記第1溶媒に10%以上溶解しない第2溶媒と、少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合液を乾燥して得られたものでもよい。
(4)本発明の伸縮性導電体において、前記第2溶媒が水または水を主成分とする溶媒であり、更に水に溶解する界面活性剤を含んでいることもよい。
(5)本発明の伸縮性導電体において、前記エラストマーが架橋されていてもよい。
(6)本発明の伸縮性導電体において、前記エラストマーがフッ素ゴムであってもよい。
本発明の伸縮性導電体において、前記導電粒子は、良導電性金属材料製の鱗片状の微粒子とすることができる。本発明の伸縮性導電体において、前記伸縮部が30質量%以上の高濃度の界面活性剤水溶液を前記エラストマーの質量に対し30質量%以上混合し、乾燥させてなるものでもよい。
(7)本発明の伸縮性導電体形成用ペーストは、エラストマーを溶解する少なくとも一つの第1溶媒と、該第1溶媒に溶解されたエラストマーと、前記第1溶媒に対し10%以上溶解しない第2溶媒と、少なくとも1種類の導電粒子を具備してなることができる。
(8)本発明の伸縮性導電体形成用ペーストにおいて、前記導電粒子が前記エラストマーに対し400質量%以下含有されていてもよい。
(9)本発明の伸縮性導電体形成用ペーストにおいて、前記第2溶媒が水または水を主成分とする溶媒であり、更に水に溶解する界面活性剤が含まれていてもよい。
(10)本発明の伸縮性導電体形成用ペーストにおいて、前記エラストマーがフッ素ゴムであってもよい。
(11)本発明の伸縮性導電体の製造方法は、エラストマーからなる伸縮部と、この伸縮部に分散された少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合物から構成され、前記混合物に形成される1つもしくは複数の界面に、前記混合物の内部側よりも前記導電粒子を密に集合させた導通部が設けられた伸縮性導電体を製造するに際し、第1溶媒にエラストマーを溶解し、第2溶媒および前記導電粒子を混合した後、導体状に印刷することを特徴とする。
(12)本発明の伸縮性導電体の製造方法において、前記第1溶媒と前記第2溶媒を相分離させるとともに前記溶媒を乾燥させることにより前記導通部を生成してもよい。
(13)本発明の伸縮性導電体の製造方法において、前記導電粒子を前記エラストマーに対し400質量%以下含有させることができる。
(14)本発明の伸縮性導電体の製造方法において、前記エラストマーとしてフッ素ゴムを用いることができる。
(15)本発明の伸縮性導電体の製造方法は、前記第2溶媒として水または水を主成分とする溶媒を用い、更に水に溶解する界面活性剤を含ませることができる。
このため、運動や加重に伴い変形する構造体や生体に組み込むエレクトロニクスに必要な伸縮性デバイスの回路を構成するために好適な伸縮性導電体を提供できる。
特に、伸縮性導電体を構成するフッ素ゴムとフッ素界面活性剤水溶液の混合物の比率を調整し、導電粒子の配合量を最適化することにより、200%前後のひずみが作用する伸張時であっても、100ジーメンスを超える従来にない優れた特性の伸縮性導電体を提供できる。
図1は、本実施形態に係る伸縮性デバイスの第1実施形態を示すもので、この第1実施形態の伸縮性デバイスAは、伸張性樹脂フィルム1の一面側にいずれも伸縮性導電体からなるゲート配線2、ソース配線3、ドレイン配線6がマトリクス状に配線され、これらの配線が交差する部分近傍であって、伸張性樹脂フィルム(伸張性基材)1の内部側に半導体素子(薄膜トランジスタ)4を内蔵した半導体搭載基材5が埋設されて構成されている。
薄膜トランジスタ4と各配線との接続構造を図2に示し、薄膜トランジスタ4の周囲部分と伸縮性導電体の断面構造を図3に示し、半導体搭載基材5の詳細構造を図4に示し、伸縮性導電体からなる配線の断面構造を図5に示す。
この例の薄膜トランジスタ4は、図4に示すように、樹脂基板7の上面側(一面側)にゲート電極8とこのゲート電極8を覆う酸化膜9が形成され、酸化膜9の上に修飾膜10が形成され、修飾膜10上に島状の有機半導体層11が形成され、有機半導体層11の平面視両側に相互に離間してソース電極12とドレイン電極13とが形成されたボトムゲート型の薄膜トランジスタである。
有機半導体はSi系半導体等に比較して歪による電子移動度の低下が少ないので、伸縮性デバイス用には好適である。また、有機半導体は低温プロセスで生成できるので、基板選択の自由度が高く、薄い樹脂基板上に作成可能であり、可撓性を確保し易い利点があるため、本実施形態に係る伸縮性デバイス用として好ましい。
アルミニウムの酸化膜9を自己組織化単分子膜の修飾層10で修飾することでハイブリッド型のゲート絶縁膜を構成することができ、3Vで駆動可能な有機トランジスタを提供できる。
前記構造の薄膜トランジスタ4を覆うように樹脂基板7上にパリレン(日本パリレン合同会社商品名、パラキシリレン系ポリマー)等の有機高分子材料からなる内部封止層15が形成され、半導体搭載基材5が構成されている。以上構成の半導体搭載基材5は一例であり、他の基板や配線を用いた有機トランジスタや他の構造のトランジスタであっても本実施形態の伸縮性デバイスに適用できるのは勿論である。
また、本実施形態で用いる2液性のエラストマーとして、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等を用いることもできる。
また、第2封止層32において、第1封止層31に近い領域は、架橋剤の拡散によりヤング率が第1封止層31のヤング率に近くなり、第1封止層31から離れるにつれて第2封止層32を構成するエラストマーに含まれていた本来の架橋剤配合比のヤング率を呈するようになる。また、このヤング率のグラデーションは、第2封止層32の面方向と厚さ方向の両方に生成されている。換言すると、このようにヤング率のグラデーションを伸張性樹脂フィルム1の面方向と厚さ方向の両方に生成できることで、伸縮性デバイスAに歪が付加された場合のトランジスタ特性劣化をより効果的に抑制できる。なお、架橋剤の拡散がなされていない領域の第2コート層30に相当する部分が伸張性樹脂フィルム1となっている。
この伸縮性導電体40は、界面活性剤を含むフッ素ゴムなどのエラストマーからなる伸縮部41と、この伸縮部41に分散配合された複数の導電粒子42とを備えた混合物からなり、伸縮部41の表層側に伸縮部41の内部側よりも導電粒子42が密に集合された導通部43を備えた概略構造を有している。この導通部43は、伸縮性導電体40の界面である表層部に存在し、導電粒子42が密に集合して粒子間に絶縁物(エラストマーからなる伸縮部41)が少ない部分的に多孔質に近い構造とされている。
なお、この例では表層側に導通部43を設けた構造を例示したが、導通部43は伸縮性導電体40の裏面側など、他の部分に密に集合した構造を採用することも可能である。例えば、伸縮性樹脂フィルム1などのようなフィルムの上ではなく、洋服などの表面や布の表面などに伸縮性導電体40を形成する場合は、繊維との界面あるいは周囲の空気との界面に沿って導通部43を構成する場合があるので、導通部43は伸縮性導電体40のいずれかの位置に他の部分に対し密に形成されている構造を適宜採用できる。導通部43は後述する第1溶媒と第2溶媒の相分離性を利用して形成されるので、相分離状態を調整することで、導電粒子42の集合状態を調整可能である。
次に、ペレット状のフッ素ゴムと、導電性材料とを計量し、フッ素ゴムを良好に溶かす4メチル2ペンタノンなどの第1溶媒に混ぜて、撹拌によりフッ素ゴムを溶解させ、同時に導電性材料を溶液中に均質に分散させる。フッ素ゴムなどのゴムを良好に溶解する第1溶媒は、この例のように4メチル2ペンタノンの他に、2ヘプタノン、メチルエチルケトン等を用いることができる。
即ち、第1溶媒として4メチル2ペンタノン(メチルイソブチルケトン)を用いることができるが、フッ素ゴムなどのゴムを溶解できる溶媒であれば、これに限らない。なお、第1溶媒は第2溶媒に対する溶解性が低い必要が有るので、第2溶媒が10%以上第1溶媒に溶解しないように選定することが好ましい。
より具体的には、2元系フッ素ゴムあるいは3元系フッ素ゴムとして知られているフッ素ゴム、例えば、G801、G901、G902、G912、G952(ダイキン工業株式会社商品名)を用いることができる。これらのフッ素ゴムは、パーオキサイド加硫によるフッ素ゴムとして知られている。
なお、フッ素ゴムの他に第1溶媒に溶解可能なゴムとして、ウレタンゴムやシリコーンゴム等のゴムを用いることもできる。
前記伸縮部41には、例えば、カーボンナノチューブ等の導電材料を別途添加しても良い。
導電粒子42として、好ましくは、粒径10μm以下、より好ましくは、1〜5μm程度の粒径の銀薄片などの金属薄片微粒子が好ましい。導電粒子42は、前記エラストマーとしてのフッ素ゴムの質量に対し400質量%以下、望ましくは400質量%未満の添加量であることが好ましい。添加量が多すぎると伸縮により伸縮性導電体40が脆くなるおそれがある。
ここで用いるフッ素界面活性剤水溶液の一例として、ゾニルFS300(Zonyl FS300:デユポン株式会社商品名)の40質量%濃度のものを使用できる。フッ素界面活性剤水溶液は30質量%濃度以上の高濃度のものを用いることが好ましい。
前記第2溶媒は水もしくはエタノールまたはこれらに界面活性剤を配合した溶媒を用いることができる。
ただし、界面活性剤はゴムを溶解するための第1溶媒と水またはエタノールの第2溶媒の混合状態を調節して相分離状態を生じさせるために有用な添加物であるが、界面活性剤の添加を無くして第1溶媒と第2溶媒を混合しても良い。
前記銀フレークの添加量は3:1の割合とすることができる。添加量が多すぎる場合は繰り返しの伸張で伸縮性導電体40が破断する可能性が高く、添加量が低い場合は良好な導電性が得られない可能性がある。
なお、上述の方法で形成した伸縮性導電体について更に架橋してエラストマーとしてのフッ素ゴムを安定化することができる。
架橋する場合、120℃前後での加硫できる低温加硫型のポリオール加硫やパーオキサイド加硫など、材料に適した方法で加硫することができる。また、シリコーンゴムの場合はLTV(低温加硫型)シリコーンゴムや、材料が熱に弱い場合は、紫外線硬化型のシリコーンゴムや紫外線硬化型のウレタンゴムなどの公知の技術を用いることができる。
また、伸縮性導電体を形成する伸張性樹脂フィルム1などの基体の表面をUVオゾン処理することにより、導電率を向上させ、繰り返し伸張による導電率の低下を抑制することができる。
以上のように優れた伸縮性を示す導体を得ることができる要因として本発明者は以下に説明する現象が作用していると推定している。
以上の方法により配線2、3、6を形成することにより図1〜図3に示す構造の伸縮性デバイスAを得ることができる。
第2封止層32において、その厚さ方向、換言すると伸張性樹脂フィルム1の厚さ方向にもヤング率のグラデーションが生成されているので、トランジスタ特性に対し歪の影響を抑制した伸縮性デバイスAを得ることができる。
前記伸縮性デバイスAは、ゴムのように伸縮性に優れ、ロボットの関節のような機械の可動部に貼り付けて使用することができる伸縮性の電子人工皮膚を実現可能とするなどの優れた特徴を有する。
伸縮性デバイスは図1、図2に示すようなアクティブマトリックス回路に限らず、抵抗やコンデンサ等との組み合わせで実現されるパッシブ回路、物理量を信号に変換するセンサ素子の回路等、広く適用できるので、これらに対し伸縮性導電体40を適用できるのは勿論である。
これらいずれの用途に伸縮性導電体40を適用しても、伸縮性に優れ、伸び縮みした場合でも導電率の低下を引き起こし難い、伸縮性に優れた回路を提供できる。
このように繊維の編み組み構造とした柔軟性基材に対し伸縮性導電体を適用する場合、界面活性剤を含む伸縮性導電体を用いると、柔軟性基剤を洗濯する場合に界面活性剤が抜けて伸縮性導電体が損傷するおそれがある。このため、洋服やシャツなどの繊維の編み組み構造の柔軟性基材に伸縮性導電体を適用する場合、第2溶媒に界面活性剤を添加することなく第1溶媒に加え、伸縮性導電体を構成することが好ましい。
以上のことから、伸縮性導電体においては、形成する基材に合わせて表面、裏面あるいは編み組み構造体の繊維との界面などのいずれかの界面位置に導電粒子を密に集合させた構造の導通部を形成し、利用することができる。還元すると、導電粒子を密に集合させて導通部とする領域は、エラストマーからなる伸縮部と、この伸縮部に分散配合された複数の導電粒子とを備えた混合物において、その表面と裏面あるいは基材との境界部分、即ち、混合物の界面に沿って形成されていることが好ましい。
本発明では水に代表される第2溶媒は、エラストマーが溶解した第1溶媒に対して10%以上は溶解しないため、第2溶媒はミセル状に分散した(W/O型)エマルションを形成していると推察される。この時、界面活性剤を混入することでミセルが界面に集まり、導電性粒子を密に界面に集合させる。水は乾燥性が高いため、印刷プロセスでの品質管理が難しい場合がある。その場合は、沸点の高いエチレングリコールを用いる、あるいは水とエチレングリコールの混合溶媒を第2溶媒に用いることが有効である。エチレングリコールは第2溶媒の表面張力を低下させ、実効的に界面活性剤と同様に機能する。また、第1溶媒への溶解度も水と同様であり、伸縮性導体形成用ペーストの組成物としては好適である。繊維は水に対する親和性が高いため、伸縮性導体形成用ペーストとの界面に第2溶媒を好適に集合させることができる。このように気液界面あるいは固液界面が第2溶媒との親和性を高くすることで、界面に選択的に導通部を形成することができる。
「実施例1」
フッ素ゴム(G801:ダイキン工業株式会社製商品名)を原料として用い、4メチル2ペンタノンの第1溶媒と平均粒径10μm以下の銀フレークを質量比2:1:3の割合で混合し、混合物をマグネチックスターラーにて12時間攪拌混合し、インク状の混合物を得た。この混合物にフッ素界面活性剤(Zonyl−FS300(40質量%):デュポン株式会社商品名)水溶液(第2溶媒)を混合してマグネチックスターラーにて12時間攪拌混合し、ペースト状の混合物を得た。
伸張性樹脂フィルムは、PDMS(シルガード184(東レ・ダウコーニング株式会社商品名):主剤:架橋剤の割合=20:1)製の短冊状の伸張性樹脂フィルム(ヤング率210kPa)を用いた。
前記ペースト状の混合物を作製する場合、フッ素ゴムとフッ素界面活性剤水溶液(第2溶媒)との混合比を変更して複数の伸縮性導電体を作製し、それぞれの伸縮性導電体を用いて図6に示す試験体を作製して評価した。
作製した各試験体について、短冊状の伸張性樹脂フィルムの長さ方向に伸張力を作用させながら(速さ:3mm/分)4端子法でひずみに対する導電率を測定した。その結果を図7に示す。
前記ペースト状の混合物を作製する場合、用いるフッ素ゴムとして、上述のG801に替えてG8001、G912、LT−302(いずれもダイキン工業株式会社商品名)のいずれかを用いて伸縮性導電体の試験体を作製した。作製した各試験体について、短冊状の伸張性樹脂フィルムの長さ方向に伸張力を作用させながら(速さ:3mm/分)4端子法でひずみに対する導電率を測定した。その結果を図8に示す。
図8に示す結果から、用いるフッ素ゴムとしてG801(ダイキン工業株式会社商品名)が最も優れた伸張性を発揮していると判る。なお、G912(ダイキン工業株式会社商品名)等のフッ素ゴムであっても、伸張性は向上していることが判る。
前記インク状の混合物を作製する場合、用いるフッ素界面活性剤水溶液の濃度を変更して複数の伸縮性導電体を作製し、それぞれの伸縮性導電体を用いて図6に示す試験体を作製し、各試験体について4端子法でひずみに対する導電率を測定した。各伸縮性導電体において、水:フッ素界面活性剤水溶液(Zonyl−FS300:デュポン株式会社商品名)を15:2、10:1、5:2、3:2、1:0の割合で変量し、フッ素界面活性剤水溶液とフッ素ゴムの配合比は1:1、フッ素ゴムはG801(ダイキン工業株式会社商品名)を用いている。測定結果を図9に示す。
なお、水を抜いてフッ素界面活性剤のみを混合して得た伸縮性導電体は、導電性を発現しなかったので、フッ素界面活性剤を水溶液として用いることが重要であり、水の添加、還元すると第1溶媒に対し相分離する機能を有する第2溶媒としての水の添加が重要であることが判る。
前記インク状の混合物を作製する場合、用いる銀フレークの添加量を変更して複数の伸縮性導電体を作製し、それぞれの伸縮性導電体を用いて図6に示す試験体を作製し、各試験体について4端子法でひずみに対する導電率を測定した。各伸縮性導電体において、フッ素界面活性剤水溶液(Zonyl−FS300(40質量%濃度):デュポン株式会社商品名)とフッ素ゴムの配合比は1:1、フッ素ゴムはG801を用いている。測定結果を図10に示す。
先に実施例1で用いたフッ素ゴム(G801:ダイキン工業株式会社製商品名):第1溶媒(4メチル2ペンタノン):銀フレーク(平均粒径10μm以下):界面活性剤水溶液を質量比1:2:3:1の割合で混合して得られた伸縮性導電体について、表面を走査型電子顕微鏡で撮影(5000倍)するとともに、横断面を走査型電子顕微鏡で撮影(5000倍)した結果を図11と図12に示す。
図12に示す横断面構造は、伸縮性導電体の内部側深い部分に銀フレークが疎に分散されていて、表層部分に銀フレークが密集していることを示している。この銀フレークの相分離は、フッ素界面活性剤を含む水溶液を配合したことによる効果と推定できる。また、伸縮性導電体の表層部分に密に集合している銀フレークが存在することから、200%前後のひずみを受けるように伸張させたとしても、銀フレーク間の導電パスを確保することができることから、優れた導電性を維持したまま伸張性を有していると推定できる。
先に実施例1で用いたフッ素ゴム(G801:ダイキン工業株式会社製商品名):第1溶媒(4メチル2ペンタノン):銀フレーク(平均粒径10μm以下)を質量比1:2:3の割合で混合し、更にフッ素界面活性剤水溶液を配合せずに得られた伸縮性導電体について、表面を走査型電子顕微鏡で撮影(5000倍)するとともに、部分断面を走査型電子顕微鏡で撮影(5000倍)した結果を図13と図14に示す。
図14に示す横断面構造は、銀フレークがフッ素ゴム中にランダムに分散されていて、表層部分の銀フレークは密集していないことを示している。この銀フレークの分散状態は、フッ素界面活性剤水溶液を配合していないことによると推定できる。
図13と図14に示す銀フレークの周囲は、絶縁体であるフッ素ゴムで分離されており、伸張によりひずみが作用すると導電率が著しく低下することを示唆する構造であると推定できる。
先に実施例1で用いた銀フレーク(平均粒径10μm以下):フッ素ゴム(G801:ダイキン工業株式会社製商品名):界面活性剤:第1溶媒(4メチル2ペンタノン):第2溶媒(水)を質量比3:6:4:12:6の割合で混合して得られたペースト混合物から得られた伸縮性導電体について歪と抵抗の関係を測定した結果を図15に示す。
また、フッ素ゴムの量と界面活性剤の合計量を1として、合計量1に対するフッ素ゴムの混合量を0.7、0.8、0.9、0.95、1.0の6通りに変更してそれぞれペースト混合物を作製し、これらのペースト混合物から得られた伸縮性導電体について歪と抵抗の関係を測定した結果を図15に示す。
また、図15に示す結果から、界面活性剤を0として水のみの第2溶媒とした試験例において50%の歪でも抵抗変化の少ない伸縮導電体を得られることがわかった。
Claims (15)
- エラストマーからなる伸縮部と、この伸縮部に分散された少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合物から構成され、前記混合物が有する界面の1つもしくは複数の位置に、前記混合物の内部側よりも前記導電粒子を密に集合させた導通部が形成されたことを特徴とする伸縮性導電体。
- 前記導電粒子が前記エラストマーの質量に対し、400%以下含有されてなる請求項1に記載の伸縮性導電体。
- 前記伸縮性導体が、前記エラストマーを溶解する少なくとも1つの第1溶媒と、前記第1溶媒に10%以上溶解しない第2溶媒と、少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合液を乾燥して得られたことを特徴とする請求項1に記載の伸縮性導電体。
- 前記第2溶媒が水または水を主成分とする溶媒であり、更に水に溶解する界面活性剤を含んでいることを特徴とする請求項3に記載の伸縮性導電体。
- 前記エラストマーが架橋されていることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性導電体。
- 前記エラストマーがフッ素ゴムであることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性導電体。
- エラストマーを溶解する少なくとも一つの第1溶媒と、該第1溶媒に溶解されたエラストマーと、前記第1溶媒に対し10%以上溶解しない第2溶媒と、少なくとも1種類の導電粒子を具備してなる伸縮性導電体成形用ペースト。
- 前記導電粒子が前記エラストマーに対し400質量%以下含有されたことを特徴とする請求項7に記載の伸縮性導電体形成用ペースト。
- 前記第2溶媒が水または水を主成分とする溶媒であり、更に水に溶解する界面活性剤が含まれてなることを特徴とする請求項7に記載の伸縮性導電体成形用ペースト。
- 前記エラストマーがフッ素ゴムであることを特徴とする請求項7に記載の伸縮性導電体形成用ペースト。
- エラストマーからなる伸縮部と、この伸縮部に分散された少なくとも1種類の導電粒子とからなる混合物から構成され、前記混合物が有する界面の1つもしくは複数の位置に、前記混合物の内部側よりも前記導電粒子を密に集合させた導通部が設けられた伸縮性導電体を製造するに際し、
第1溶媒にエラストマーを溶解し、第2溶媒および前記導電粒子を混合した後、導体状に印刷することを特徴とする伸縮性導電体の製造方法。 - 前記第1溶媒と前記第2溶媒を相分離させるとともに前記溶媒を乾燥させることにより前記導通部を生成することを特徴とする請求項11に記載の伸縮性導電体の製造方法。
- 前記導電粒子を前記エラストマーに対し400質量%以下含有させることを特徴とする請求項11に記載の伸縮性導電体の製造方法。
- 前記エラストマーとしてフッ素ゴムを用いることを特徴とする請求項11に記載の伸縮性導電体の製造方法。
- 前記第2溶媒として水または水を主成分とする溶媒を用い、更に水に溶解する界面活性剤を含ませることを特徴とする請求項11に記載の伸縮性導電体の製造方法。
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US10143081B2 (en) | 2016-11-21 | 2018-11-27 | The Regents Of The University Of California | Hyperelastic binder for printed, stretchable electronics |
US10746612B2 (en) * | 2016-11-30 | 2020-08-18 | The Board Of Trustees Of Western Michigan University | Metal-metal composite ink and methods for forming conductive patterns |
CN110073445B (zh) * | 2016-12-14 | 2023-11-17 | 国立研究开发法人科学技术振兴机构 | 伸缩性导电体、伸缩性导电体形成用糊剂以及伸缩性导电体的制造方法 |
KR102587768B1 (ko) * | 2017-02-24 | 2023-10-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
CN110573571B (zh) * | 2017-02-24 | 2021-06-04 | 杜邦公司 | 可拉伸的导电浆料组合物 |
JP7018295B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2022-02-10 | 住友ベークライト株式会社 | 導電性ペースト |
EP3613061A4 (en) * | 2017-04-18 | 2021-01-20 | Nanyang Technological University | ELASTIC CONDUCTOR, DEVICE INCLUDING THIS AND ITS TRAINING PROCESS |
CN107496053A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 电子皮肤、制作方法和驱动方法 |
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CN108597645A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-09-28 | 电子科技大学 | 一种可印刷柔性导电浆料及其制备方法 |
KR102111848B1 (ko) * | 2018-05-21 | 2020-05-15 | 고려대학교 세종산학협력단 | 스트레쳐블 디스플레이 및 그 제조방법 |
CN110534641B (zh) * | 2018-05-24 | 2022-09-16 | 东北师范大学 | 一种基于弹性聚合物作为活性层的可拉伸忆阻器及其制备方法与应用 |
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KR20210108988A (ko) | 2018-12-27 | 2021-09-03 | 도요보 가부시키가이샤 | 신축성 도체 형성용 도전 페이스트, 신축성 도체층, 신축성 도체층의 제조 방법, 신축성 전기 배선 구성체 및 생체 정보 계측 장치 |
WO2020149976A1 (en) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | Henkel IP & Holding GmbH | Stretchable electrically conductive ink compositions |
EP3708619A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-16 | Karlsruher Institut für Technologie | Highly conductive, printable ink for highly stretchable soft electronics and highly conductive, ultra-stretchable conductors obtainable therefrom |
KR20210012134A (ko) | 2019-07-24 | 2021-02-03 | 주식회사 에프피 | 분산성이 우수하며 저항이 감소된 나노 실버 페이스트 |
JP6814317B1 (ja) | 2019-12-13 | 2021-01-13 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | ブロック共重合体、樹脂組成物、伸縮性導体、電子デバイスおよび粘着フィルム |
US11706946B2 (en) * | 2020-03-03 | 2023-07-18 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Stretchable display device |
WO2022045979A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | National University Of Singapore | Elastomeric composite foam material for sensing applications and sensor device |
EP4249461A1 (en) | 2020-11-20 | 2023-09-27 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Phenol compound, electroconductive paste composition, method for producing electroconductive paste composition, and electroconductive wiring line and production method therefor |
CN115124753B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-07-25 | 元柔科技(北京)有限公司 | 一种多孔柔性材料及由其制备的压力传感器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153364A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-07-08 | Tokai Rubber Ind Ltd | 導電膜、およびそれを備えたトランスデューサ、フレキシブル配線板 |
JP2010221433A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 樹脂フィルムの製造方法 |
WO2011145411A1 (ja) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | 東海ゴム工業株式会社 | 導電膜、およびそれを用いたトランスデューサ、フレキシブル配線板 |
JP2012033674A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | 柔軟配線体 |
JP2012533857A (ja) * | 2009-07-22 | 2012-12-27 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 伸張性電極の製造方法 |
JP2014236103A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 隆夫 染谷 | 伸縮性回路基板、その製造方法、及びそれによって製造された伸縮性回路基板 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6294257B1 (en) | 1997-03-11 | 2001-09-25 | Zeon Corporation | Conductive elastomer film, method for production thereof, and conductive elastomer composition |
JP2005191423A (ja) | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tdk Corp | キャパシタ用電極 |
US7695647B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-04-13 | University Of Maryland | Electrically conductive metal impregnated elastomer materials and methods of forming electrically conductive metal impregnated elastomer materials |
JP4437828B2 (ja) * | 2007-05-11 | 2010-03-24 | 旭化成株式会社 | 異方性導電性接着シートの製造法 |
CN102047347B (zh) * | 2008-07-01 | 2012-11-28 | 日立化成工业株式会社 | 电路连接材料和电路连接结构体 |
IT1399202B1 (it) * | 2010-03-30 | 2013-04-11 | Corbelli | Metodo per la produzione di manufatti elastomerici funzionalizzati e manufatti cosi' ottenuti |
WO2016114298A1 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 東洋紡株式会社 | 伸縮性電極および配線シート、生体情報計測用インターフェス |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153364A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-07-08 | Tokai Rubber Ind Ltd | 導電膜、およびそれを備えたトランスデューサ、フレキシブル配線板 |
JP2010221433A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 樹脂フィルムの製造方法 |
JP2012533857A (ja) * | 2009-07-22 | 2012-12-27 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 伸張性電極の製造方法 |
WO2011145411A1 (ja) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | 東海ゴム工業株式会社 | 導電膜、およびそれを用いたトランスデューサ、フレキシブル配線板 |
JP2012033674A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | 柔軟配線体 |
JP2014236103A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 隆夫 染谷 | 伸縮性回路基板、その製造方法、及びそれによって製造された伸縮性回路基板 |
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