KR102003625B1

KR102003625B1 - 패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기

Info

Publication number: KR102003625B1
Application number: KR1020177024170A
Authority: KR
Inventors: 나오토 니이즈마; 히데노부 오야; 마사요시 야마우치; 다케노리 오마타
Original assignee: 코니카 미놀타 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2019-07-24
Also published as: CN107249759B; JP6652124B2; KR20170110111A; WO2016140284A1; CN107249759A; JPWO2016140284A1

Abstract

본 발명은, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 하고, 그 과제는, 기재(1)에 대하여 액적 토출 장치(4)를 상대 이동시키면서, 당해 액적 토출 장치(4)로부터 기재(1) 위에 기능성 재료를 포함하는 복수의 액적을 토출하고, 복수의 액적을 기재(1) 위에서 합일시켜 라인형 액체를 형성하고, 형성된 라인형 액체를 건조시킬 때, 당해 라인형 액체의 가장자리에 기능성 재료를 퇴적시켜, 당해 기능성 재료를 포함하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 라인형 액체를 형성할 때, 액적 토출 장치(4)의 노즐열(40)에 대하여 평행하게 배치되는 화소 세트에 대하여 복수의 노즐(41)로부터 부여되는 액적 세트를, 노즐열(40)과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여하고, 복수 세트의 액적 세트를 합일시켜, 노즐열(40)과 교차하는 방향으로 신장하는 라인형 액체를 형성함으로써 해결된다.

Description

패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기

본 발명은, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기에 관한 것이다.

기능성 재료를 포함하는 세선 패턴을 형성하는 방법으로서, 종래, 포토리소그래피 기술을 이용한 방법이 널리 사용되어 왔다.

그러나, 포토리소그래피 기술은 재료의 손실이 많고，공정이 복잡하다. 그로 인해, 재료의 손실이 적으며 공정이 간략한 방식이 다양하게 검토되고 있다.

예를 들어, 잉크젯법 등으로, 기능성 재료를 포함하는 액적을 기재에 부여하여 세선 패턴을 형성하는 방식이 있지만, 잉크젯법에서는, 통상, 세선의 폭은, 토출된 액적의 직경 이하로는 되지 않기 때문에, 수 ㎛의 선 폭의 세선 패턴을 형성하는 것은 곤란하였다.

한편, 미리 기재의 전체면에 발제(撥劑)를 도포한 후, 레이저 등을 사용하여 발제의 일부를 친수화하여 친발(親撥) 패턴(즉, 친수부와 발수부에 의해 형성되는 패턴)을 형성하고, 거기에 잉크젯으로 액적을 부여하여 세선을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은, 발제를 도포하거나, 레이저로 친발 패턴을 형성하거나 하므로 공정이 복잡해져버린다.

이에 대하여, 액적 내부의 대류를 이용하여 액적 중의 고형분인 기능성 재료를 액적의 주연부에 퇴적시켜, 액적보다 미세한 폭의 패턴을 형성하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1).

이 방법에 의하면, 특별한 공정을 필요로 하지 않고, 액적 직경 이하의 수 ㎛ 폭의 세선을 형성하는 것이 가능해진다.

이 방법을 이용하여, 도전성 미립자의 미세한 폭의 링을 형성하고, 이것을 복수 연결하여 투명 도전막을 형성하는 것도 제안되어 있다(특허문헌 2).

그러나, 이 기술에서는, 도전 패스를 만들기 위해 링의 교점이 많아져서, 투명성이 손상된다고하는 과제가 있었다.

이에 대하여, 본 출원인은, 지금까지, 기재 위에 라인형으로 부여한 기능성 재료를 포함하는 액체를 건조할 때, 액적 내부의 대류를 이용하여, 기능성 재료를 라인형 액체의 가장자리부에 퇴적시켜, 1쌍의 세선을 포함하는 평행선 패턴을 형성하는 것, 또한 이와 같은 평행선 패턴에 의해 구성된 투명 도전막을 개시하고 있다(특허문헌 3).

일본 특허공개 제2005-95787호 공보 WO2011/051952 일본 특허공개 제2014-38992호 공보

그런데, 특허문헌 3의 기술에서는, 투명 도전막의 투명성을 더욱 향상시키는 등의 관점에서, 평행선 패턴을 구성하는 세선의 배치 간격을 크게 설정하고자 하면, 당해 세선의 형성이 불안정화되는 경우가 있어, 더 한층의 개선의 여지가 있음을 알아냈다.

그래서 본 발명의 과제는, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는, 이하의 기재에 의해 밝혀진다.

상기 과제는, 이하의 각 발명에 의해 해결된다.

1.

기재에 대하여 액적 토출 장치를 상대 이동시키면서, 당해 액적 토출 장치로부터 기재 위에 기능성 재료를 포함하는 복수의 액적을 토출하고, 복수의 상기 액적을 기재 위에서 합일시켜 라인형 액체를 형성하고, 형성된 상기 라인형 액체를 건조시킬 때, 당해 라인형 액체의 가장자리에 상기 기능성 재료를 퇴적시켜, 당해 기능성 재료를 포함하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,

상기 라인형 액체를 형성할 때, 상기 액적 토출 장치의 노즐열에 대하여 평행하게 배치되는 화소 세트에 대하여 복수의 노즐로부터 부여되는 액적 세트를, 노즐열과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여하고, 복수 세트의 상기 액적 세트를 합일시켜, 노즐열과 교차하는 방향으로 신장하는 상기 라인형 액체를 형성하는 패턴 형성 방법.

2.

상기 라인형 액체를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향에 대하여 비스듬히 형성하는 상기 1에 기재된 패턴 형성 방법.

3.

1화소당 액적량을, 계조 수에 의해 조정하는 상기 1 또는 2에 기재된 패턴 형성 방법.

4.

라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량을, 2.5[pL/㎛] 이상 15[pL/㎛] 이하의 범위로 조정하는 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

5.

1화소당 도트 직경 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

6.

상기 액적 토출 장치로부터 토출되는 상기 액적의 상기 기재 위에 있어서의 접촉각을, 10[°] 이상 25[°] 이하의 범위로 조정하는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

7.

상기 라인형 액체의 건조 시에, 건조를 촉진시키는 처리를 실시하는 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

8.

상기 기능성 재료의 농도 범위를, 0.01[wt％] 이상 1.0[wt％] 이하의 범위로 조정하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

9.

상기 기능성 재료는, 도전성 재료 또는 도전성 재료 전구체인 상기 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

10.

상기 기재는, 패턴 형성면에 요철을 갖는 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법.

11.

상기 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 패턴 형성 방법에 의해 형성된 패턴을 포함하는 투명 도전막을 기재 표면에 갖는 투명 도전막을 구비한 기재.

12.

상기 11에 기재된 투명 도전막을 구비한 기재를 갖는 디바이스.

13.

상기 12에 기재된 디바이스를 구비한 전자 기기.

본 발명에 의하면, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 패턴 형성 방법, 투명 도전막을 구비한 기재, 디바이스 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

도 1은, 라인형 액체로부터 평행선 패턴이 형성되는 모습을 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 2는, 비교예를 설명하는 도면이다.
도 3은, 다른 비교예를 설명하는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 패턴 형성 방법의 일례를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 5는, 도 4의 방법에 의해 형성되는 라인형 액체를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 6은, 도 4의 방법에 의해 형성되는 평행선 패턴을 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 패턴 형성 방법의 다른 예를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 8은, 도 7의 방법에 의해 형성되는 라인형 액체를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 9는, 도 7의 방법에 의해 형성되는 평행선 패턴을 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 10은, 노즐열을 설명하는 도면이다.
도 11은, 기재 위에 형성된 평행선 패턴의 일례를 나타내는 사시 단면도이다.
도 12는, 투명 도전막의 예를 설명하는 도면이다.
도 13은, 실시예에서 사용한 요철을 갖는 기재를 설명하는 도면이다.
도 14는, 세선 패턴의 광학 현미경 사진이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 라인형 액체로부터 평행선 패턴이 형성되는 모습을 개념적으로 설명하는 도면이다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 기재(1) 위에, 기능성 재료를 포함하는 라인형 액체(2)를 부여한다.

기재(1) 위로의 라인형 액체(2)의 부여는, 액적 토출 장치를 사용하여 행할 수 있다. 구체적으로는, 액적 토출 장치를 기재에 대하여 상대 이동시키면서, 액적 토출 장치로부터 기능성 재료를 포함하는 액적을 복수 토출하고, 토출된 액적이 기재 위에서 합일함으로써, 기능성 재료를 포함하는 라인형 액체를 형성할 수 있다. 액적 토출 장치는, 예를 들어 잉크젯 기록 장치가 구비하는 잉크젯 헤드에 의해 구성할 수 있다.

도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 기능성 재료를 포함하는 라인형 액체(2)를 증발시켜, 건조시킬 때, 커피 스테인 현상을 이용하여, 라인형 액체(2)의 가장자리에 기능성 재료를 선택적으로 퇴적시킨다.

커피 스테인 현상을 촉진시키도록, 라인형 액체(2)를 건조시킬 때의 조건 설정을 행하는 것은 바람직한 것이다. 즉, 기재(1) 위에 배치된 라인형 액체(2)의 건조는 중앙부와 비교하여 가장자리에 있어서 빨라, 라인형 액체(2)의 가장자리에 도전성 재료의 국소적인 퇴적이 일어난다. 이 퇴적된 도전성 재료에 의해 라인형 액체(2)의 가장자리가 고정화된 상태가 되어, 그 이후의 건조에 수반되는 라인형 액체(2)의 폭 방향의 수축이 억제된다. 라인형 액체(2)의 액체는, 가장자리에서 증발에 의해 상실된 만큼의 액체를 보충하도록 중앙부에서부터 가장자리를 향하는 유동을 형성한다. 이 유동에 의해 더한층의 도전성 재료가 가장자리로 운반되어 퇴적된다. 이 유동은, 건조에 수반되는 라인형 액체(2)의 접촉선의 고정화와 라인형 액체(2)의 중앙부와 가장자리의 증발량의 차에 기인한다. 그로 인해, 이 유동을 촉진시키도록, 도전성 재료 농도, 라인형 액체(2)와 기재(1)의 접촉각, 라인형 액체(2)의 양, 기재(1)의 가열 온도, 라인형 액체(2)의 배치 밀도, 또는 온도, 습도, 기압의 환경 인자 등의 조건을 설정하는 것이 바람직하다.

그 결과, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 기재(1) 위에, 기능성 재료를 포함하는 세선을 포함하는 도막 패턴(이하, 평행선 패턴이라고 하는 경우가 있음)(3)이 형성된다. 1개의 라인형 액체(2)로 형성된 평행선 패턴(3)은, 1세트 2개의 선분(세선)(31, 32)에 의해 구성되어 있다. 도 1의 (c)에 있어서, I는 세선(31, 32)의 배치 간격이다.

여기서, 기능성 재료란, 기재에 특정한 기능을 부여하기 위한 재료이다. 특정한 기능을 부여한다라 함은, 예를 들어 기재에 도전성을 부여하는 경우, 도전성 재료를 기능성 재료로서 사용하는 것을 의미하며, 또한 절연성을 부여하는 경우에는, 절연성 재료를 기능성 재료로서 사용하는 것을 의미한다.

본 발명의 잉크가 함유하는 기능성 재료로서는, 각별히 한정되는 것은 아니지만, 도전성 미립자, 도전성 중합체 등의 도전성 재료, 절연성 재료, 반도체 재료, 광학 필터 재료, 유전체 재료 등을 바람직하게 예시할 수 있다.

기능성 재료로서, 상기한 바와 같이 예를 들어 도전성 재료를 사용하면, 세선(31, 32)에 도전성을 부여할 수 있다. 기재(1) 위에, 이러한 세선(31, 32)을, 예를 들어 스트라이프형 혹은 메쉬형 등으로 배치하여 이루어지는 투명 도전막은, 광의 투과율이 우수한 것이 된다. 이하의 설명에서는, 주로, 기능성 재료로서 도전성 재료를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

전술한 세선(31, 32)은, 충분히 가는 것이 되기 때문에, 기능성 재료 자체가 투명성을 갖지 않은 것이어도 시인 곤란해져서, 투명 도전막에 투명성을 부여할 수 있다. 한편, 도전성에 대해서는, 세선(31, 32)이 가늘수록, 저항값이 높아지기 쉽다.

그로 인해, 전술한 특허문헌 3에서는, 라인형 액체(2)의 형성 폭을 작게 함으로써, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 작게 하고, 세선(31, 32)을 기재(1) 위에 밀한 상태로 병렬시킴으로써, 투명 도전막의 도전성을 확보하도록 하고 있었다. 구체적으로는, 도 2에 도시한 바와 같이, 1개의 라인형 액체를 형성하기 위해서 기재(1) 위에 부여되는 복수의 액적(20)을, 액적 토출 장치(4)가 구비하는 1개의 노즐(41)을 사용하여 부여하고 있었다. 이와 같이 하여, 충분한 가는 라인형 액체를 형성하고 있었다. 도면 중, α는 기재(1)에 대한 액적 토출 장치(4)의 상대 이동 방향이다.

본 발명자의 그 후의 연구에 의해, 세선(31, 32)에 도금을 실시하는 것 등에 의해, 그 저항값을 적합하게 내릴 수 있어, 도전성을 적합하게 개선할 수 있음을 알아냈다. 이에 의해, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 해도, 투명 도전막에 높은 도전성을 부여할 수 있음을 알게 되었다. 그뿐만 아니라, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 것은, 투명 도전막 등의 투명 기능성막의 투과율을 더욱 향상시키는 관점에서도 바람직한 것이다.

라인형 액체(2)의 형성 폭을 크게 함으로써, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 할 수 있다. 본 발명자는, 라인형 액체(2)의 형성 폭을 크게 하기 위해서, 액적 부여량을 크게 하는 것을 시도하였다.

라인형 액체(2)를 형성할 때, 노즐(4)로부터 기재(1) 위에 부여되는 각 액적(20)의 용량을 크게 함으로써, 액적 부여량을 크게 하는 것을 시도하였다. 그런데, 노즐로부터 안정적으로 액적을 토출하는 관점에서, 액적 용량을 크게 하는 데에는 한계가 있었다. 즉, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 것에 한계가 있었다.

또한, 라인형 액체(2)를 형성할 때, 1화소당 복수의 액적을 착탄시키는 것, 즉 계조 수(drops per dot)[dpd]를 2 이상으로 함으로써, 액적(20)의 부여량을 크게 하는 것을 시도하였다(도 3 참조). 이에 의해, 라인형 액체의 형성 폭을 크게 하여, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 할 수는 있었지만, 계조 수를 크게 할수록, 생성되는 세선(31, 32)에 이형상 부분(벌지)이 발생하기 쉬워진다는 새로운 과제를 알아 냈다.

이에 대하여, 본 발명의 패턴 형성 방법에서는, 라인형 액체(2)를 형성할 때, 액적 토출 장치의 노즐열에 대하여 평행하게 배치되는 화소 세트에 대하여 복수의 노즐로부터 부여되는 액적 세트를, 노즐열과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여하고, 복수 세트의 상기 액적 세트를 합일시켜, 노즐열과 교차하는 방향으로 신장하는 상기 라인형 액체를 형성한다. 이에 의해, 특히 라인형 액체(2)의 형성 폭을 크게 하여, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 경우에 있어서도, 생성되는 세선(31, 32)에 벌지가 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하면, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 I의 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다. 특히 투명 도전막을 형성하는 경우와 같이, 기능성 재료로서 도전성 재료를 사용할 때에는, 벌지가 방지됨으로써 패턴의 저항이 내려가, 도전성을 적합하게 개선할 수 있는 효과가 얻어진다는 사실을 알 수 있었다.

또한, 도 3의 예에 나타낸 방법과, 본 발명에 따른 방법으로, 배치 간격 I를 동일 정도로 크게 설정하는 경우에 대하여 비교하면, 본 발명에 따른 방법을 이용함으로써, 벌지 방지성을 특히 향상시킬 수 있다. 이 점에 대해서는, 후에 실시예에 있어서 상술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 형성된 패턴을 나타내는 도 14의 (a)와, 도 3의 예에 도시한 방법에 의해 형성된 패턴을 나타내는 도 14의 (d)의 대비에서도 명확해진다.

이하에, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 4는, 본 발명의 패턴 형성 방법의 일례를 개념적으로 설명하는 도면으로, 기재를 평면에서 본 모습을 나타내고 있다.

액적 토출 장치(4)는, 여기에서는, 방향 N을 따라 일렬로 배치된 복수의 노즐(41a 내지 41j)을 포함하는 노즐열(40)을 갖고 있다.

기재(1) 표면의 패턴 형성의 대상이 되는 영역은, 도면 중에 종횡의 격자 무늬로 나타내는 바와 같이, 복수의 화소에 의해 구성되어 있다고 볼 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 화소(xy)라고 하는 경우, x는 열을 특정하고, y는 행을 특정한다. 예를 들어 화소 d4라고 하는 경우, d열 4행의 화소를 가리킨다. 각각의 행은, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 평행한 방향으로 병렬하는 복수의 화소에 의해 구성되고, 각각의 열은, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 직교하는 방향으로 병렬하는 복수의 화소에 의해 구성되어 있다.

기재(1)에 대하여 액적 토출 장치(4)를 상대 이동시키면서, 액적 토출 장치(4)로부터 기재(1) 위에, 기능성 재료를 포함하는 액적(20)을 토출한다. 상대 이동 방향 α는, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 직교하는 방향으로 설정되어 있다.

이러한 상대 이동의 과정에서, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소(d1, e1, f1)를 포함하는 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐(41d, 41e, 41f)의 각각으로부터 액적(20)을 부여한다. 화소 세트에 대하여 부여되는 이들 액적(20)을 액적 세트라고 하는 경우가 있다. 화소 세트를 구성하는 각 화소(d1, e1, f1)에 대하여 노즐(41d, 41e, 41f)을 할당함으로써, 각 화소(d1, e1, f1)에 개별로 액적(20)을 부여할 수 있다.

다음으로, 액적 토출 장치(4)를 1화소분만큼 상대 이동 방향 α로 상대 이동시킨 부분에서, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소(d2, e2, f2)를 포함하는 다음의 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐(41d, 41e, 41f)의 각각으로부터 다음의 액적(20), 즉 다음의 액적 세트를 부여한다. 이것을 반복함으로써, 액적 세트를, 노즐열(40)의 방향 N과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여할 수 있다. 여기에서는, 액적 세트를, 노즐열(40)의 방향 N과 직교하는 방향으로 복수 세트 부여하고 있다.

이들 복수의 액적 세트를 구성하는 액적(20)끼리가 합일됨으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 노즐열(40)의 방향 N과 교차하는 방향으로 신장하는 라인형 액체(2)를 형성할 수 있다.

또한, 라인형 액체(2)를 건조시킬 때, 라인형 액체(2)의 가장자리에 기능성 재료를 퇴적시킴으로써 도 6에 도시한 바와 같이, 당해 기능성 재료를 포함하는 평행선 패턴(3)을 형성할 수 있다. 1개의 라인형 액체(2)로 형성된 평행선 패턴(3)은, 1세트 2개의 선분(세선)(31, 32)에 의해 구성되어 있다.

이상의 방법에 의하면, 라인형 액체(2)를 형성할 때, 노즐열(40)에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소를 포함하는 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐로부터 액적 세트를 부여함으로써, 라인형 액체(2)의 형성 폭을 자유자재로 크게 할 수 있다. 또한, 라인형 액체(2)로부터 생성되는 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 경우에 있어서도, 벌지가 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 즉, 기능성 재료를 포함하는 세선(31, 32)의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선(31, 32)의 배치 간격 I의 설정의 자유도를 향상시킬 수 있다.

라인형 액체(2)의 형성 시에, 기재(1) 위에 부여되는 액적(20)은, 당해 액적(20)을 포함하는 액적 세트 내에서 합일될 뿐만 아니라, 노즐열(40)과 교차하는 방향으로 인접하는 액적 세트끼리 합일되도록 부여된다.

이와 같은 합일을 적합하게 달성하기 위해서, 액적(20)의 도트 직경은, 1화소의 크기에 대하여 충분한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 액적(20)의 도트 직경을, 바람직하게는 1화소의 화소 길이 이상, 보다 바람직하게는 1화소의 대각선의 길이 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 액적(20)의 도트 직경과, 1화소의 크기와의 대소 관계는, 예를 들어 화소 해상도, 1화소당 액적량, 액적의 기재에 대한 접촉각 등을 조정함으로써 적절히 설정할 수 있다. 또한, 상기 「1화소의 화소 길이」는, 당해 화소가 정사각형이면 1변의 길이로 할 수 있고, 당해 화소가 직사각형이면 긴 변의 길이로 할 수 있다.

상기 「액적(20)의 도트 직경」D[㎜]는, 액적(20)의 기재와의 접촉각 θ [rad], 1화소당 액적(20)의 액적량 V[㎣]로부터, 하기 식에 의해 산출할 수 있다.

또한, 접촉각은, 정적 접촉각이며, 예를 들어 교와 가이멘 가가쿠 가부시키가이샤 제조의 DM-500을 사용하여, 25℃, 50％RH 환경하에서, 측정하고자 하는 액적(5㎕ 정도)을 시린지로부터 기재(1) 위에 얹고, 액적 단부의 접선과 기재면이 이루는 각도를 측정함으로써 구할 수 있다.

액적 토출 장치(4)로부터 토출되는 액적(20)의 기재(1) 위에 있어서의 접촉각은, 10[°] 이상 25[°] 이하의 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 세선(31, 32)의 각각의 세선 폭을 더욱 가늘게 할 수 있고, 투과율을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 벌지를 더욱 방지하여, 패턴의 저항을 더욱 내릴 수 있다.

1화소당 액적량의 조정은, 노즐로부터 토출하는 액적의 용량(1액적당 용량)을 조정함으로써 행해도 되지만, 1화소에 부여하는 액적 수, 즉 계조 수 [dpd]를 조정함으로써 행하는 것이 바람직하다. 즉, 1화소에 부여되는 액적(20)은, 노즐로부터 토출된 1액적만에 의해 구성되어도 되고, 노즐로부터 토출된 2 이상의 액적에 의해 구성되어도 된다. 도 3의 예에서는, 라인형 액체에 충분한 형성 폭을 부여하기 위해서, 계조 수를 크게 설정할 필요가 있지만, 이에 반하여, 본 발명에서는, 계조 수를, 화소 세트를 구성하는 화소 수에 반비례하도록, 비교적 작게 설정할 수 있다.

라인형 액체(2)의 형성 방향에 대한 액적 부여량은, 2.5[pL/㎛] 이상 15[pL/㎛] 이하의 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 더욱 크게 할 수 있어, 투과율을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 벌지를 더욱 방지하여, 패턴의 저항을 더욱 내릴 수 있다.

1화소당 도트 직경의 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 라인형 액체의 형성 과정에 있어서의 액적끼리의 합일을 적합하게 달성할 수 있음과 함께, 벌지를 더욱 방지하여, 패턴의 저항을 더욱 내릴 수 있다. 여기서, 「1화소당 도트 직경의 겹침율」[％]은, ([D-d]/D)·100에 의해 산출되는 값이며, 「1화소당 도트 직경의 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정하는 것」이란, 20％≤([D-d]/D)·100≤60％의 관계를 충족하는 것이라 바꿔 말할 수 있다. 여기서, D는 전술한 액적(20)의 도트 직경 D[㎜]이며, d는 도트 간 거리[㎜]이다. 도트 간 거리 d[㎜]는, 액적 토출 장치(4)의 노즐열(40)을 구성하는 복수의 노즐의 배열 피치에 대응한다. 도트 간 거리 d[㎜]는, 노즐열(40) 방향에 인접하여 부여되는 액적(20)의 중심 간 거리라고 할 수도 있다.

본 발명의 효과를 보다 현저하게 발휘하는 관점에서, 라인형 액체(2)의 형성 방향에 대한 액적 부여량을 2.5[pL/㎛] 이상 15[pL/㎛] 이하의 범위로 조정함과 함께, 1화소당 도트 직경의 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정하는 것은 특히 바람직한 것이며, 또한 이러한 조건을 충족한 다음에, 액적 토출 장치(4)로부터 토출되는 액적(20)의 기재(1) 위에 있어서의 접촉각을 10[°] 이상 25[°] 이하의 범위로 조정하는 것은 가장 바람직한 것이다.

본 발명에 의하면, 라인형 액체의 형성 시에, 기재 위에 부여되는 액적의 번짐에 필요한 시간을 단축할 수 있는 효과도 얻어진다. 예를 들어, 도 3의 예에서는, 1개의 화소에 부여된 액적이 라인형 액체의 폭 방향의 소정 범위까지 번질 때까지 비교적 오랜 시간을 요하지만, 본 발명에서는, 노즐열에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소를 포함하는 화소 세트에 대하여 액적 세트를 부여함으로써, 라인형 액체의 폭 방향의 소정 범위에 걸쳐, 보다 직접적으로 액적을 부여할 수 있다. 그로 인해, 형성 폭이 큰 라인형 액체여도, 빠르게 형성할 수 있게 된다.

기재 위에 부여되는 액적의 번짐에 필요한 시간을 단축할 수 있는 이점을 살려, 라인형 액체(2)를 건조할 때에는, 건조를 촉진시키는 처리를 적합하게 실시할 수 있다. 평행선 패턴을 안정적으로 형성하는 관점에서는, 액적의 번짐을 기다리도록 비교적 천천히 건조를 행하는 것이 바람직하지만, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이 액적의 번짐에 필요한 시간을 단축할 수 있기 때문에, 건조를 촉진시키는 처리를 실시하는 경우에 있어서도, 평행선 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다.

건조를 촉진시키는 처리로서는, 예를 들어 가열, 송풍, 에너지선의 조사 등의 처리를 예시할 수 있고, 이들 중 1 또는 2 이상을 조합하여 사용해도 된다.

라인형 액체의 건조를 촉진시키는 건조 장치(건조기라고도 함)를 사용하는 것이 바람직하다. 건조 장치는, 전술한 건조 처리를 실행 가능하게 구성된 것이면 되며, 예를 들어 히터, 송풍기, 에너지선 조사 장치 등을 예시할 수 있고, 이들 중 1 또는 2 이상을 조합하여 구성해도 된다.

또한, 기재 위에 부여되는 액적의 번짐에 필요한 시간을 단축할 수 있는 이점에 의해, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 요철을 갖는 기재에 패턴 형성할 때에도 적합하게 사용할 수 있다. 즉, 패턴 형성면에, 예를 들어 오목 곡면이나 볼록 곡면 등과 같은 요철을 갖는 기재에 대하여, 적합하게 패턴 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이 액적의 번짐에 필요한 시간을 단축할 수 있음으로써, 액적의 부여로부터 건조까지의 시간을 단축할 수 있다. 그로 인해, 예를 들어 요철에 있어서의 경사면 위에 부여된 액적이 중력 등에 의해 유동할 충분한 여유를 주지 않고, 라인형 액체를 건조시켜 평행선 패턴을 형성할 수 있다. 요철을 갖는 기재에 패턴 형성할 때, 건조를 촉진시키는 처리를 실시하는 것은 특히 바람직한 것이다. 평행선 패턴은, 경사면 위에 형성되는 경우에 있어서도, 액적의 유동이 방지됨으로써, 패턴 정밀도가 우수한 것이 된다. 또한, 예를 들어 평탄한 기재에 대하여 패턴 형성한 후에 요철을 부여하는 굽힘 가공을 행하는 경우와 비교하여, 요철을 갖는 기재에 대하여 패턴 형성하는 경우의 쪽이, 기재에 대한 패턴의 밀착성이 유지되기 쉽다.

또한, 본 발명에서는, 노즐열에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소를 포함하는 화소 세트에 대하여 액적 세트를 부여함으로써, 비교적 적은 계조 수로, 라인형 액체에 충분한 형성 폭을 부여할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 예에서는, 라인형 액체에 충분한 형성 폭을 부여하기 위해서, 계조 수를 크게 설정할 필요가 있지만, 이에 반하여, 본 발명에서는, 계조 수를, 화소 세트를 구성하는 화소 수에 반비례하도록, 작게 설정할 수 있다. 계조 수를 작게 할 수 있다고 하는 것은, 1 노즐로부터 1화소에 부여하는 액적 수를 작게 할 수 있다는 것이며, 즉 기재에 대한 액적 토출 장치의 상대 이동의 속도를 빠르게 할 수 있다고 하는 것이다. 상대 이동의 속도를 빠르게 함으로써, 라인형 액체의 형성 속도를 빠르게 할 수 있다. 이 결과, 라인형 액체의 길이 방향에서 건조의 진행에 차가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 점도, 벌지 발생의 방지에 적합하게 기여한다. 즉, 벌지 발생을 방지하는 관점에서, 각각 1개의 라인형 액체는, 당해 라인형 액체 전체에 걸쳐 동시에 건조를 진행시키는 것이 이상적인데, 본 발명에 따르면, 보다 이상에 가까운 상태에서 건조를 진행시키는 것이 가능해진다.

이상의 설명에서는, 라인형 액체를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향을 따라서 형성하는 경우에 대하여 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 라인형 액체를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향에 대하여 비스듬히 형성하는 것도 바람직한 것이다.

도 7은, 본 발명의 패턴 형성 방법의 다른 예를 개념적으로 설명하는 도면이며, 기재를 평면에서 본 모습을 나타내고 있다.

도시의 예에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 라인형 액체(2)를, 액적 토출 장치(4)의 상대 이동 방향 α에 대하여 비스듬히 형성한다.

이러한 상대 이동의 과정에서, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소(a1, b1, c1)를 포함하는 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐(41a, 41b, 41c)의 각각으로부터 액적(20), 즉 액적 세트를 부여한다.

다음으로, 액적 토출 장치(4)를 1화소분만큼 상대 이동 방향 α로 상대 이동시킨 곳에서, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소(b2, c2, d2)를 포함하는 다음의 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐(41b, 41c, 41d)의 각각으로부터 다음의 액적(20), 즉 다음의 액적 세트를 부여한다. 이것을 반복함으로써, 액적 세트를, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 경사 방향으로 복수 세트 부여하고 있다.

즉, 도시의 예에서는, 액적(20)의 부여 대상이 되는 화소 세트를 선택할 때 먼저 선택된 화소 세트를 구성하는 각 화소에 대하여, 노즐열의 방향 N으로 소정 화소 수(도시의 예에서는 1화소) 어긋나도록, 다음의 행을 구성하는 화소 중에서 다음의 화소 세트를 선택하고 있다.

이들 복수의 액적 세트를 구성하는 액적(20)끼리가 합일됨으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 노즐열(40)의 방향 N에 대하여 경사 방향, 즉 액적 토출 장치(4)의 상대 이동 방향에 대하여 경사 방향으로 신장하는 라인형 액체(2)를 형성할 수 있다.

또한, 라인형 액체(2)를 건조시킬 때, 라인형 액체(2)의 가장자리에 기능성 재료를 퇴적시킴으로써 도 9에 도시한 바와 같이, 당해 기능성 재료를 포함하는 평행선 패턴(3)을 형성할 수 있다. 1개의 라인형 액체(2)로 형성된 평행선 패턴(3)은, 1세트 2개의 선분(세선)(31, 32)에 의해 구성되어 있다. 평행선 패턴(3)은, 액적 토출 장치(4)의 상대 이동 방향에 대하여 비스듬히 형성되어 있다.

이상과 같이, 라인형 액체(2)를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향 α에 대하여 비스듬히 형성하는 경우에 있어서도, 노즐열(40)에 대하여 평행하게 배치된 복수의 화소를 포함하는 화소 세트에 대하여, 복수의 노즐로부터 액적 세트를 부여함으로써, 라인형 액체(2)의 형성 폭을 자유자재로 크게 할 수 있다. 또한, 라인형 액체(2)로부터 생성되는 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 경우에 있어서도, 벌지가 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 즉, 기능성 재료를 포함하는 세선(31, 32)의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선(31, 32)의 배치 간격 I의 설정의 자유도를 향상시킬 수 있다.

이상의 예에서는, 라인형 액체(2)를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향 α에 대하여 45° 경사진 방향으로 형성하는 경우에 대하여 나타내었지만, 경사 각도는 이것으로 한정되는 것은 아니다.

이상의 설명에서는, 화소 세트를 구성하는 화소 수를 3화소로 설정하는 경우에 대하여 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 세선(31, 32)이 원하는 배치 간격 I가 되도록 적절히 설정할 수 있다. 그로 인해, 배치 간격 I의 설정의 자유도가 높은 효과가 얻어진다. 화소 세트를 구성하는 화소 수는, 예를 들어 2 화소 내지 20 화소의 범위로 설정되는 것이 바람직하고, 2 화소 내지 10 화소의 범위로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.

이상의 설명에서는, 주로, 기재를 고정하고, 액적 토출 장치를 이동하는 경우에 대하여 나타내었지만, 이것으로 한정되지 않고, 기재 및 액적 토출 장치 중 적어도 한쪽을 이동함으로써, 기재에 대하여 액적 토출 장치를 상대 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 기재를 이동하고, 액적 토출 장치를 고정함으로써, 기재에 대하여 액적 토출 장치를 상대 이동시키는 것도 바람직한 것이다. 상대 이동 방향 α는, 기재로부터 본 액적 토출 장치의 상대 속도 벡터의 방향이라고 할 수도 있다.

이상의 설명에서는, 액적 토출 장치가, 일렬로 배치된 복수의 노즐을 갖는 경우에 대하여 나타내었지만, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 액적 토출 장치(4)는, 복수 열에 배치된 복수의 노즐을 갖는 것이어도 된다. 이 경우, 노즐열의 방향은, 이들 복수의 노즐의 전체적인 배열 방향 N에 대응한다.

액적 토출 장치로부터 기재에 토출되는 액체에 함유되는 기능성 재료는, 각별히 한정되지 않지만, 도전성 재료 또는 도전성 재료 전구체인 것이 바람직하다. 도전성 재료 전구체는, 적절히 처리를 실시함으로써 도전성 재료로 변화시킬 수 있는 것을 가리킨다.

도전성 재료로서는, 예를 들어 도전성 미립자, 도전성 중합체 등을 바람직하게 예시할 수 있다.

도전성 미립자로서는, 특별히 한정되지 않지만, Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga, In 등의 미립자를 바람직하게 예시할 수 있으며, 그 중에서도, Au, Ag, Cu와 같은 금속 미립자를 사용하면, 전기 저항이 낮고, 또한 부식에 강한 회로 패턴을 형성할 수 있으므로, 더 바람직하다. 비용 및 안정성의 관점에서, Ag를 포함하는 금속 미립자가 가장 바람직하다. 이들 금속 미립자의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 1 내지 100㎚의 범위, 보다 바람직하게는 3 내지 50㎚의 범위로 된다.

또한, 도전성 미립자로서, 카본 미립자를 사용하는 것도 바람직하다. 카본 미립자로서는, 그래파이트 미립자, 카본 나노 튜브, 풀러렌 등을 바람직하게 예시할 수 있다.

도전성 중합체로서는, 특별히 한정되지 않지만, π 공액계 도전성 고분자를 바람직하게 들 수 있다.

π 공액계 도전성 고분자로서는, 특별히 한정되지 않고 폴리티오펜류, 폴리피롤류, 폴리인돌류, 폴리카르바졸류, 폴리아닐린류, 폴리아세틸렌류, 폴리푸란류, 폴리파라페닐렌류, 폴리파라페닐렌비닐렌류, 폴리파라페닐렌술파이드류, 폴리아줄렌류, 폴리이소티아나프텐류, 폴리티아질류 등의 쇄상 도전성 중합체를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 높은 도전성이 얻어지는 점에서, 폴리티오펜류나 폴리아닐린류가 바람직하다. 폴리에틸렌디옥시티오펜인 것이 가장 바람직하다.

도전성 중합체는, 보다 바람직하게는, 전술한 π 공액계 도전성 고분자와 폴리 음이온을 포함하여 이루어지는 것이다. 이러한 도전성 중합체는, π 공액계 도전성 고분자를 형성하는 전구체 단량체를, 적절한 산화제와 산화 촉매와, 폴리 음이온의 존재하에서 화학 산화 중합함으로써 용이하게 제조할 수 있다.

폴리 음이온은, 치환 혹은 비치환된 폴리알킬렌, 치환 혹은 비치환된 폴리 알케닐렌, 치환 혹은 비치환된 폴리이미드, 치환 혹은 비치환된 폴리아미드, 치환 혹은 비치환된 폴리에스테르 및 이들의 공중합체이며, 음이온기를 갖는 구성 단위와 음이온기를 갖지 않은 구성 단위를 포함하는 것이다.

이 폴리 음이온은, π 공액계 도전성 고분자를 용매에 가용화시키는 가용화 고분자이다. 또한, 폴리 음이온의 음이온기는, π 공액계 도전성 고분자에 대한 도펀트로서 기능하고, π 공액계 도전성 고분자의 도전성과 내열성을 향상시킨다.

폴리 음이온의 음이온기로서는, π 공액계 도전성 고분자로의 화학 산화 도프가 일어날 수 있는 관능기이면 되지만, 그 중에서도, 제조의 용이함 및 안정성의 관점에서는, 1치환 황산에스테르기, 1치환 인산에스테르기, 인산기, 카르복시기, 술포기 등이 바람직하다. 또한, 관능기의 π 공액계 도전성 고분자로의 도프 효과의 관점으로부터, 술포기, 1치환 황산에스테르기, 카르복시기가 보다 바람직하다.

폴리 음이온의 구체예로서는, 폴리비닐술폰산, 폴리스티렌술폰산, 폴리알릴술폰산, 폴리아크릴산에틸술폰산, 폴리아크릴산부틸술폰산, 폴리-2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 폴리이소프렌술폰산, 폴리비닐카르복실산, 폴리스티렌카르복실산, 폴리알릴카르복실산, 폴리아크릴카르복실산, 폴리메타크릴카르복실산, 폴리-2-아크릴아미드-2-메틸프로판카르복실산, 폴리이소프렌카르복실산, 폴리아크릴산 등을 들 수 있다. 이들의 단독중합체여도 되고, 2종 이상의 공중합체여도 된다.

또한, 화합물 내에 F(불소 원자)를 갖는 폴리 음이온이어도 된다. 구체적으로는, 퍼플루오로술폰산기를 함유하는 나피온(듀퐁(Dupont)사 제조), 카르복실산기를 함유하는 퍼플루오로형 비닐에테르를 포함하는 플레미온(아사히 글래스사 제조) 등을 들 수 있다.

이들 중, 술폰산을 갖는 화합물이면, 잉크젯 인쇄 방식을 사용할 때 잉크 사출 안정성이 특히 양호하고, 또한 높은 도전성이 얻어지는 점에서, 보다 바람직하다.

또한, 이들 중에서도, 폴리스티렌술폰산, 폴리이소프렌술폰산, 폴리아크릴산에틸술폰산, 폴리아크릴산부틸술폰산이 바람직하다. 이들 폴리 음이온은, 도전성이 우수하다고 하는 효과를 발휘한다.

폴리 음이온의 중합도는, 단량체 단위가 10 내지 100000개의 범위인 것이 바람직하고, 용매 용해성 및 도전성 면에서는, 50 내지 10000개의 범위가 보다 바람직하다.

도전성 중합체는 시판 중인 재료도 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)과 폴리스티렌술폰산을 포함하는 도전성 중합체(PEDOT/PSS로 약칭함)가, H. C. Starck사로부터 CLEVIOS 시리즈로서, Aldrich사로부터 PEDOT-PSS483095, 560598로서, Nagase Chemtex사로부터 Denatron 시리즈로서 시판되고 있다. 또한, 폴리아닐린이, 닛산 가가쿠사로부터 ORMECON 시리즈로서 시판되고 있다.

라인형 액체를 형성할 때 사용하는, 기능성 재료를 함유시키는 액체로서는, 물이나, 유기 용제 등의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

유기 용제는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1,2-헥산디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르류 등을 예시할 수 있다.

또한, 기능성 재료를 함유시키는 액체에는, 계면 활성제 등 다양한 첨가제를 함유시켜도 된다.

계면 활성제를 사용함으로써, 예를 들어 잉크젯법 등의 액적 토출법을 이용해서 라인형 액체를 형성하는 경우 등에, 표면 장력 등을 조정하여 토출의 안정화를 도모하는 것 등이 가능해진다. 계면 활성제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 실리콘계 계면 활성제 등을 사용할 수 있다. 실리콘계 계면 활성제란 디메틸폴리실록산의 측쇄 또는 말단을 폴리에테르 변성한 것이며, 예를 들어 신에츠가가쿠고교 제조의 KF-351A, KF-642나 빅케미사 제조의 BYK347, BYK348 등이 시판되고 있다. 계면 활성제의 첨가량은, 라인형 액체(2)를 형성하는 액체의 전량에 대하여, 1중량％ 이하인 것이 바람직하다.

액적 토출 장치로부터 기재에 토출되는 액체에 있어서의 기능성 재료의 농도 범위는, 0.01[wt％] 이상 1.0[wt％] 이하의 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 세선(31, 32)의 형성을 더욱 안정화할 수 있다.

기재는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유리, 플라스틱(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리아미드 등), 금속(구리, 니켈, 알루미늄, 철 등이나, 혹은 합금), 세라믹 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 되고, 접합한 상태에서 사용해도 된다. 그 중에서도, 플라스틱이 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 등이 적합하다.

또한, 전술한 바와 같이, 요철을 갖는 기재를 사용하는 것도 바람직한 것이다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, 요철을 갖는 기재에 패턴 형성할 때에도 적합하게 사용할 수 있다.

도 11은, 기재 위에 형성된 평행선 패턴의 일례를 나타내는 일부 절결 사시도이며, 단면은, 평행선 패턴의 형성 방향에 대하여 직교하는 방향으로 절단한 종단면에 대응한다.

1개의 라인형 액체로부터 생성되는 평행선 패턴(3)의 1세트 2개의 세선(선분)(31, 32)은, 반드시 서로 완전히 독립된 섬 형상일 필요는 없다. 도시한 바와 같이, 2개의 선분(31, 32)은, 당해 선분(31, 32) 사이에 걸쳐서, 당해 선분(31, 32)의 높이보다도 낮은 높이로 형성된 박막부(30)에 의해 접속된 연속체로서 형성되는 것도 바람직한 것이다.

평행선 패턴(3)의 선분(31, 32)의 선 폭 W1, W2는, 각각 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 10㎛ 이하이면, 통상 시인할 수 없는 레벨이 되므로, 투명성을 향상하는 관점에서 보다 바람직하다. 각 선분(31, 32)의 안정성도 고려하면, 각 선분(31, 32)의 선 폭 W1, W2는, 각각 2㎛ 이상 10㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 선분(31, 32)의 폭 W1, W2는, 당해 선분(31, 32) 사이에 있어서 기능성 재료의 두께가 최박이 되는 최박 부분의 높이를 Z라 하고, 또한 당해 Z로부터의 선분(31, 32)의 돌출 높이를 Y1, Y2라 했을 때, Y1, Y2의 절반 높이에 있어서의 선분(31, 32)의 폭으로서 정의된다. 예를 들어, 패턴(3)이 전술한 박막부(30)를 갖는 경우에는, 당해 박막부(30)에 있어서의 최박 부분의 높이를 Z라 할 수 있다. 또한, 각 선분(31, 32) 사이에 있어서의 기능성 재료의 최박 부분의 높이가 0일 때는, 선분(31, 32)의 선 폭 W1, W2는, 기재(1) 표면으로부터의 선분(31, 32)의 높이 H1, H2의 절반 높이에 있어서의 선분(31, 32)의 폭이라 정의된다.

평행선 패턴(3)을 구성하는 선분(31, 32)의 선 폭 W1, W2는, 전술한 바와 같이 매우 가는 것이기 때문에, 단면적을 확보하여 저저항화를 도모하는 관점에서, 기재(1) 표면으로부터의 선분(31, 32)의 높이 H1, H2는 높은 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 선분(31, 32)의 높이 H1, H2는, 50㎚ 이상 5㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 평행선 패턴(3)의 안정성을 향상시키는 관점에서, H1/W1비, H2/W2비는, 각각 0.01 이상 1 이하의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 평행선 패턴(3)의 세선화를 더욱 향상시키는 관점에서, 선분(31, 32) 사이에 있어서 기능성 재료의 두께가 최박이 되는 최박 부분의 높이 Z, 구체적으로는 박막부(30)의 최박 부분의 높이 Z가 10㎚ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 가장 바람직한 것은, 투명성과 안정성의 밸런스의 양립을 도모하기 위해서, 0<Z≤10㎚의 범위에서, 박막부(30)를 구비하는 것이다.

또한, 평행선 패턴(3)의 더한층의 세선화 향상을 위해 H1/Z비, H2/Z비는, 각각 5 이상인 것이 바람직하고, 10 이상인 것이 보다 바람직하며, 20 이상인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서, 선분(31, 32)의 배치 간격 I의 범위는, 각별히 한정되지 않고, 전술한 바와 같이 자유도 높게 적절히 설정할 수 있으며, 특히 배치 간격 I를 크게 하는 경우에 있어서도 벌지를 적합하게 방지할 수 있다. 구체적으로는, 배치 간격 I를, 예를 들어 50㎛ 이상, 100㎛ 이상, 200㎛ 이상, 300㎛ 이상, 400㎛ 이상, 나아가 500㎛ 이상이라고 하는 큰 값으로 설정하는 경우에 있어서도, 벌지를 적합하게 방지할 수 있어, 선분(31, 32)의 형성을 안정화할 수 있다. 본 발명에 의하면, 벌지를 적합하게 방지한 상태에서, 배치 간격 I를, 용도에 따라서 최적의 값으로 적절히 설정할 수 있다. 투명 도전막 등을 형성하는 경우 등에 있어서는, 배치 간격 I는, 예를 들어 100㎛ 이상 내지 1000㎛ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 100㎛ 이상 내지 500㎛ 이하의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 선분(31, 32)의 배치 간격 I는, 선분(31, 32)의 각 최대 돌출부 간의 거리로 한다.

또한, 선분(31)과 선분(32)에 동일한 형상(동일 정도의 단면적)을 부여하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 선분(31)과 선분(32)의 높이 H1과 H2를 실질적으로 동등한 값으로 하는 것이 바람직하다. 이것과 마찬가지로, 선분(31)과 선분(32)의 선 폭 W1과 W2에 대해서도 실질적으로 동등한 값으로 하는 것이 바람직하다.

선분(31, 32)은, 반드시 평행할 필요성은 없고, 적어도 선분 방향의 어떤 길이 L에 걸쳐서, 선분(31, 32)이 결합하고 있지 않으면 된다. 바람직하게는, 적어도 선분 방향의 어떤 길이 L에 걸쳐서, 선분(31, 32)이 실질적으로 평행한 것이다.

선분(31, 32)의 선분 방향의 길이 L은, 선분(31, 32)의 배치 간격 I의 5배 이상인 것이 바람직하고, 10배 이상인 것이 보다 바람직하다. 길이 L 및 배치 간격 I는, 패턴(라인형 액체)(2)의 형성 길이 및 형성 폭에 대응하여 설정할 수 있다.

라인형 액체의 형성 시점과 종점(선분 방향의 어떤 길이 L에 걸친 시점과 종점)에서는, 선분(31, 32)이 접속하여, 연속체로서 형성되어도 된다.

또한, 선분(31, 32)은, 그 선 폭 W1, W2가 거의 동등하고, 또한 선 폭 W1, W2가 2개 선 간 거리(배치 간격 I)에 비하여, 충분히 가는 것이 바람직하다.

또한, 1개의 라인형 액체로부터 생성되는 패턴(3)을 구성하는 선분(31)과 선분(32)은, 동시에 형성된 것이 바람직하다.

평행선 패턴(3)은, 각 선분(31, 32)이, 하기 (가) 내지 (다)의 조건을 모두 충족하는 것이 특히 바람직하다. 이에 의해, 패턴이 시인되기 어려워져, 투명성을 향상시킬 수 있음과 함께, 선분이 안정화되고, 특히 기능성 재료가 도전성 재료인 경우에는, 패턴의 저항값을 저하시킬 수 있는 효과가 우수하다.

(가) 각 선분(31, 32)의 높이를 H1, H2라 하고, 당해 각 선분 간에 있어서의 최박 부분의 높이를 Z라 했을 때, 5≤H1/Z, 또한 5≤H2/Z일 것.

(나) 각 선분(31, 32)의 폭을 W1, W2라 했을 때, W1≤10㎛, 또한 W2≤10㎛일 것.

(다) 각 선분(31, 32)의 높이를 H1, H2라 했을 때, 50㎚<H1<5㎛, 또한 50㎚<H2<5㎛일 것.

본 발명에 의해 형성된 패턴에는, 필요에 따라 소성이나 도금 등의 후처리가 실시되는 것도 바람직한 것이다. 기능성 재료로서 도전성 재료를 포함하는 경우, 후처리는, 패턴의 도전성을 향상시키는 처리인 것이 바람직하다.

본 발명의 투명 도전막을 구비한 기재는, 이상에서 설명한 패턴 형성 방법에 의해 형성된 패턴을 포함하는 투명 도전막을 기재 표면에 갖는다.

투명 도전막은, 함유하는 기능성 재료(도전성 재료) 자체가 투명하지 않은 경우라도, 라인형 액체를 평행선 패턴으로 변화시켜 세선화함으로써, 패턴을 시인하기 어렵게 한 것이라고 할 수도 있다.

도 12는, 투명 도전막의 예를 설명하는 도면이다. 투명 도전막(5)은, 복수의 평행선 패턴(3)의 집합체로서 구성되는 것이 바람직하다. 투명 도전막(5)은, 예를 들어 도 12의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 평행선 패턴(3)을 1방향으로 복수 병렬하여 이루어지는 스트라이프 형상이나, 도 12의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 평행선 패턴(3)을 1방향으로 복수 병렬하여 이루어지는 것과, 이것과 교차하는 방향으로 복수 병렬하여 이루어지는 것을 교차시켜 이루어지는 메쉬형(격자형이라고도 함)의 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 도 12의 (a) 및 (c)의 예는, 평행선 패턴(3)을 기재(1)의 변에 대하여 평행하게 형성한 경우를 나타내고 있으며, 도 12의 (b) 및 (d)의 예는, 평행선 패턴(3)을 기재(1)의 변에 대하여 비스듬히 형성한 경우를 나타내고 있다.

투명 도전막을 구비한 기재의 용도는, 특별히 한정되지 않고, 다양한 전자 기기가 구비하는 다양한 디바이스에 사용할 수 있다.

투명 도전막을 구비한 기재의 바람직한 용도는, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘하는 관점에서, 예를 들어 액정, 플라스마, 유기 일렉트로루미네센스, 필드에미션 등, 각종 방식의 디스플레이용 투명 전극으로서, 혹은, 터치 패널이나 휴대 전화, 전자 페이퍼, 각종 태양 전지, 각종 일렉트로루미네센스 조광 소자 등에 사용되는 투명 전극으로서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 투명 도전막을 구비한 기재는, 디바이스의 투명 전극으로서 적합하게 사용된다. 디바이스로서는, 각별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 터치 패널 센서 등을 바람직하게 예시할 수 있다. 또한, 이들 디바이스를 구비한 전자 기기로서는, 각별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 스마트폰, 태블릿 단말기 등을 바람직하게 예시할 수 있다.

이상의 설명에 있어서, 하나의 형태에 대하여 설명된 구성은, 다른 형태에 적절히 적용할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되지 않는다.

1. 패턴 형성

(실시예 1)

<잉크의 조성>

잉크(기능성 재료를 포함하는 액체)로서, 이하의 조성의 것을 조제하였다.

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.054wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 기능성 재료를 포함하는 액체의 접촉각이 20.3°가 되도록 표면 처리가 실시된 PET 기재 1을 준비하였다. 표면 처리로서는, 신코 덴키 게이소사 제조의 「PS-1M」을 사용해서 코로나 방전 처리를 행하였다.

<패턴의 형성>

액적 토출 장치(코니카 미놀타사 제조 「KM1024iLHE-30」(표준 액적 용량30pL))를 기재에 대하여 상대 이동시키면서 당해 액적 토출 장치로부터 잉크를 토출하고, 상대 이동 방향 α에 대하여 45° 경사진 방향을 따라 라인형 액체를 복수 개 형성하였다.

각 라인형 액체의 도포 간격은, 투과율 측정용 샘플에 대해서는 2개 선 폭의 배의 값이 되도록 제어하고, 단자 저항 측정용 샘플에 대해서는 1000㎛가 되도록 제어하였다.

라인형 액체를 증발시켜, 건조시킴으로써, 당해 라인형 액체의 가장자리에 기능성 재료를 선택적으로 퇴적시켜, 상대 이동 방향 α에 대하여 45° 경사진 방향으로 평행선 패턴을 형성하였다. 여기에서는, 70℃로 가열된 스테이지 위에 배치한 기재에 패턴 형성함으로써, 라인형 액체의 건조를 촉진시키고 있다.

이상의 패턴 형성에 있어서, 라인형 액체를 형성할 때의 액적 토출 장치에 의한 잉크 토출은, 이하와 같이 제어되었다.

·단일 액적량(1액적당 액적 용량): 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 6.32[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 48.3[％]

얻어진 패턴은, 도 12의 (b)와 같은 경사진 스트라이프 형상이다.

(실시예 2)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.19wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

라인형 액체를 형성할 때의 액적 토출 장치에 의한 잉크 토출을 이하와 같이 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 2

·계조 수: 3[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 1.81[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 48.3[％]

(실시예 3)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.13wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 3

·계조 수: 3[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 2.71[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 48.3[％]

(실시예 4)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.036wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 8

·계조 수: 4[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 9.63[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 53.0[％]

(실시예 5)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.023wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 8

·계조 수: 6[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 14.43[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 58.9[％]

(실시예 6)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.021wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 9

·계조 수: 6[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 16.25[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 58.9[％]

(실시예 7)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.24wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

라인형 액체를 형성할 때 액적 토출 장치(코니카 미놀타사 제조 「KM1024iSHE」(표준 액적량 6pL)를 사용하고, 잉크 토출을 이하와 같이 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.

·단일 액적량: 6[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 6

·계조 수: 4[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 1.44[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 19.6[％]

(실시예 8)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.19wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 6[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 6

·계조 수: 5[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 1.80[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 25.3[％]

(실시예 9)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.063wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE)(분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 3

·계조 수: 6[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 5.41[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 58.9[％]

(실시예 10)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 3

·계조 수: 7[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 6.31[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 61.0[％]

(실시예 11)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 기능성 재료를 포함하는 액체의 접촉각이 9.6°가 되도록 표면 처리가 실시된 PET 기재 2를 준비하였다. 표면 처리로서는, 신코 덴키 게이소사 제조의 「PS-1M」을 사용하여 코로나 방전 처리를 행하였다. 표면 처리의 강도를 실시예 1과 상이하게 함으로써, 상기 접촉각으로 조정하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 59.9[％]

(실시예 12)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 기능성 재료를 포함하는 액체의 접촉각이 10.4°가 되도록 표면 처리가 실시된 PET 기재 3을 준비하였다. 표면 처리로서는, 신코 덴키 게이소사 제조의 「PS-1M」을 사용해서 코로나 방전 처리를 행하였다. 표면 처리의 강도를 실시예 1과 상이하게 함으로써, 상기 접촉각으로 조정하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 58.8[％]

(실시예 13)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 기능성 재료를 포함하는 액체의 접촉각이 24.1°가 되도록 표면 처리가 실시된 PET 기재 4를 준비하였다. 표면 처리로서는, 신코 덴키 게이소사 제조의 「PS-1M」을 사용해서 코로나 방전 처리를 행하였다. 표면 처리의 강도를 실시예 1과 상이하게 함으로써, 상기 접촉각으로 조정하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 45.1[％]

(실시예 14)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 기능성 재료를 포함하는 액체의 접촉각이 26.7°가 되도록 표면 처리가 실시된 PET 기재 5를 준비하였다. 표면 처리로서는, 신코 덴키 게이소사 제조의 「PS-1M」을 사용하여 코로나 방전 처리를 행하였다. 표면 처리의 강도를 실시예 1과 상이하게 함으로써, 상기 접촉각으로 조정하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 43.0[％]

(실시예 15)

<잉크의 조성>

·은 나노 입자(평균 입자 직경: 20㎚): 0.039wt％

·계면 활성제(빅케미사 제조 「BYK348」): 0.05wt％

·디에틸렌글리콜모노부틸에테르(약칭: DEGBE) (분산매): 20wt％

·물(분산매): 잔량

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

액적 토출 장치(코니카 미놀타사 제조 「KM1024iLHE-30」(표준 액적 용량30pL))를 기재에 대하여 상대 이동시키면서 당해 액적 토출 장치로부터 잉크를 토출하여, 상대 이동 방향 α를 따라, 라인형 액체를 복수 개 형성하였다.

라인형 액체를 증발시켜, 건조시킴으로써, 당해 라인형 액체의 가장자리에 기능성 재료를 선택적으로 퇴적시켜, 상대 이동 방향 α로 평행선 패턴을 형성하였다. 여기에서는, 70℃로 가열된 스테이지 위에 배치한 기재에 패턴 형성함으로써, 라인형 액체의 건조를 촉진시키고 있다.

·단일 액적량(1액적당 액적 용량): 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량: 8.94[pL/㎛]

·도트 직경의 겹침율: 48.3[％]

얻어진 패턴은, 도 12의 (a)와 같은 스트라이프 형상이다.

(실시예 16)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 15와 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 도 13에 도시한 오목면 형상의 유리의 오목면에, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 부착한 것을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량(1액적당 액적 용량): 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 세트를 구성하는 화소 수: 7

·계조 수: 3[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 48.3[％]

기재의 오목면에 형성된 패턴은, 도 12의 (a)와 같은 스트라이프 형상이다.

(비교예 1)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 1과 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 실시예 1과 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 수:1

·계조 수: 21[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 73.0[％]

(비교예 2)

<잉크의 조성>

잉크로서, 실시예 15와 마찬가지의 잉크를 사용하였다.

<기재>

기재로서, 실시예 15와 마찬가지의 PET 기재 1을 사용하였다.

<패턴의 형성>

라인형 액체를 형성할 때의 액적 토출 장치에 의한 잉크 토출을 이하와 같이 제어한 것 이외에는, 실시예 15와 마찬가지로 하였다.

·단일 액적량: 30[pL]

·노즐열 방향의 화소 수: 1

·계조 수: 21[dpd]

·도트 직경의 겹침율: 73.0[％]

얻어진 패턴은, 도 12의 (a)와 같은 스트라이프 형상이다.

2. 평가 방법

각 실시예 및 비교예에서 형성된 패턴에 대하여, 패턴 성상 및 물성값을 평가하였다.

(1) 패턴 성상

패턴 성상으로서, 이하의 항목(벌지 방지성, 2개 선 폭 및 세선 폭)에 대하여 평가하였다.

·벌지 방지성

표 1 내지 5에 나타내는 2개 선 성상은, 광학 현미경 관찰에 의해 1세트 2개의 세선을 관찰하고, 벌지 방지성을 하기 평가 기준으로 평가하였다.

<평가 기준>

A: 벌지가 발생하지 않음

B: 벌지가 약간 발생함

C: 벌지가 많이 발생함

·2개 선 폭

2개 선 폭(㎛)은, 광학 현미경 관찰에 의해 1세트 2개의 세선 간의 간격을 측정한 것이다. 측정값은, 전술한 배치 간격 I에 상당한다.

·세선 폭

세선 폭(㎛)은, 광학 현미경 관찰에 의해 1세트 2개의 세선의 폭을 측정한 것이다. 측정값은, 전술한 폭 W1, W2에 상당한다. 또한, 2개의 세선의 폭은 실질적으로 동일하였기 때문에, 한쪽 세선의 측정값을 가지고 세선 폭(㎛)으로 하였다.

(2) 물성값

물성값으로서, 이하의 항목(투과율, 시트 저항 및 단자 저항)에 대하여 평가하였다.

·투과율(전체 광선 투과율)

투과율(전체 광선 투과율)(％T)은, 도쿄 덴쇼쿠사 제조의 AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC-HIIIDP)를 사용하여 측정한 전체 광선 투과율이다. 또한, 패턴이 없는 기재를 사용하여 보정을 행하고, 제조한 패턴의 전체 광선 투과율로서 측정하였다.

·단자 저항

단자 저항(Ω)은, 패턴이 형성된 기재를, 긴 변이 패턴 형성 방향을 따르도록 100㎜×10㎜의 직사각형으로 잘라내고, 단자 간(즉, 직사각형 영역의 길이 방향 양단 간)의 저항값을 측정한 값이다. 측정 전에, 120℃에서 1시간, 핫 플레이트 위에서 기재를 가열함으로써, 패턴에 가열 소성 처리를 실시하고 있다.

이상의 평가 결과를 표 1 내지 5에 나타낸다.

3. 평가

표 1 내지 4에 나타내는 실시예 1 내지 16과 비교예 1, 2를 대비하면, 본 발명에 따르면, 세선 형성 방향에 구애되지 않고, 특히 라인형 액체(2)의 형성 폭을 크게 하고, 세선(31, 32)의 배치 간격 I를 크게 하는 경우에 있어서도, 생성되는 세선(31, 32)에 벌지가 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 I 설정의 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 얻어짐을 알 수 있다.

특히 실시예 2 내지 6에 착안하면, 실시예 3 내지 5의 결과로부터, 1개의 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량을 2.5[pL/㎛] 이상 15[pL/㎛] 이하의 범위로 함으로써, 2개 선 폭(배치 간격 I에 상당)을 더욱 크게 할 수 있고, 투과율을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 벌지를 더욱 방지하여, 저항을 더욱 내릴 수 있음을 알 수 있다.

특히 실시예 7 내지 10에 착안하면, 도트 직경 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정함으로써, 벌지를 더욱 방지하여, 저항을 더욱 내릴 수 있음을 알 수 있다.

특히 실시예 11 내지 14에 착안하면, 실시예 13, 14의 결과로부터, 액적 토출 장치로부터 토출되는 액적의 기재 위에 있어서의 접촉각을 10[°] 이상 25[°] 이하의 범위로 조정함으로써 , 세선(31, 32)의 각각의 세선 폭을 더욱 가늘게 할 수 있어, 투과율을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 벌지를 더욱 방지하여, 저항을 더욱 내릴 수 있음을 알 수 있다.

특히 실시예 1, 15에 착안하면, 본 발명의 효과는, 헤드 상대 이동 방향에 대한 세선 형성 각도에 구애되지 않고 발휘됨을 알 수 있다.

특히 실시예 16에 착안하면, 본 발명은, 요철면을 갖는 기재에 패턴 형성할 때에도 적합하게 사용됨을 알 수 있다.

5. 광학 현미경에 의한 관찰

도 14의 (a) 내지 (d)에, 4장의 광학 현미경 사진을 나타내었다. 이들은, 모두, 기재 위에 부여된 라인형 액체를 건조시킬 때, 당해 라인형 액체의 가장자리에 기능성 재료를 퇴적시켜 형성된 세선 패턴을 촬영한 것이다. 도면 중, 어두운 부분이 기재에 대응하고, 선형의 밝은 부분이, 기재 위에 형성된 세선에 대응한다.

도 14의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 실시예이며, 각각 1개의 라인형 액체를 형성할 때, 액적 토출 장치의 노즐열에 대하여 평행하게 배치되는 3화소를 포함하는 화소 세트에 대하여 복수의 노즐로부터 부여되는 액적 세트를, 노즐열과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여하고, 이들 액적 세트를 합일시켜, 노즐열과 교차하는 방향으로 신장하는 라인형 액체를 형성한 것이다.

도 14의 (a)에서는, 계조 수를 5[dpd]로 설정함으로써, 화소 세트를 구성하는 3화소에 대하여 합계 15방울의 액적을 착탄시키고 있다. 도 14의 (b)에서는, 계조 수를 7[dpd]로 설정함으로써, 화소 세트를 구성하는 3화소에 대하여 합계 21방울의 액적을 착탄시키고 있다. 이와 같이, 착탄 액적 수를 비교적 많이 설정하여, 2개 선 폭을 크게 하는 경우에 있어서도, 벌지가 방지되고 있음을 알 수 있다.

한편, 도 14의 (c) 및 (d)는, 비교예이며, 1개의 라인형 액체를 형성할 때, 화소 세트가 아니라 1개의 화소에 대하여 부여되는 액적을, 노즐열과 교차하는 방향으로 복수 부여하고, 이들 액적을 합일시켜, 노즐열과 교차하는 방향으로 신장하는 라인형 액체를 형성한 것이다.

도 14의 (c)에서는, 계조 수를 6[dpd]으로 설정함으로써, 1개의 화소에 대하여 합계 6방울의 액적을 착탄시키고 있다. 도 14의 (d)에서는, 계조 수를 14 [dpd]로 설정함으로써, 1개의 화소에 대하여 합계 14방울의 액적을 착탄시키고 있다. 착탄 액적 수를 비교적 작게 한 도 14의 (c)에서는, 벌지의 발생은 거의 보이지 않지만, 2개 선 폭을 크게 할 수 없다. 도 14의 (d)와 같이 착탄 액적 수를 크게 해 가면, 벌지의 발생이 현저해짐을 알 수 있다. 그로 인해, 2개 선 폭을 크게 하는 경우에, 벌지를 방지할 수 없음을 알 수 있다.

특히, 실시예의 도 14의 (a)와 비교예의 도 14의 (d)는, 라인형 액체의 길이당 액적 부여량이 동일한 정도이며, 즉 배치 간격 I를 동일 정도로 크게 하고 있음에도 불구하고, 본 발명을 이용한 도 14의 (a)에서는, 벌지 방지성이 특별히 우수하다는 사실을 알 수 있다. 본 발명에서는, 이보다도 착탄 액적 수를 더욱 증가시켜 액적 부여량을 크게 하고, 배치 간격 I를 더욱 크게 하여도, 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이 벌지 방지성을 적합하게 발휘할 수 있다.

이상의 결과로부터도, 본 발명에 의하면, 기능성 재료를 포함하는 세선의 형성을 불안정화시키지 않고, 당해 세선의 배치 간격 I 설정의 자유도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

1: 기재
2: 라인형 액체
20: 액적
3: 평행선 패턴
31, 32: 세선
4: 액적 토출 장치
40: 노즐열
41, 41a 내지 41j: 노즐

Claims

기재에 대하여 액적 토출 장치를 상대 이동시키면서, 당해 액적 토출 장치로부터 기재 위에 기능성 재료를 포함하는 복수의 액적을 토출하고, 복수의 상기 액적을 기재 위에서 합일시켜 라인형 액체를 형성하고, 형성된 상기 라인형 액체를 건조시킬 때, 당해 라인형 액체의 가장자리에 상기 기능성 재료를 퇴적시켜, 당해 기능성 재료를 포함하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,
상기 라인형 액체를 형성할 때, 상기 액적 토출 장치의 노즐열에 대하여 평행하게 배치되는 화소 세트에 대하여 복수의 노즐로부터 부여되는 액적 세트를, 노즐열과 교차하는 방향으로 복수 세트 부여하고, 복수 세트의 상기 액적 세트를 합일시켜, 노즐열과 교차하는 방향으로 신장하는 상기 라인형 액체를 형성하는 패턴 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 라인형 액체를, 액적 토출 장치의 상대 이동 방향에 대하여 비스듬히 형성하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 1화소당 액적량을, 계조 수에 의해 조정하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 라인형 액체의 형성 방향에 대한 액적 부여량을, 2.5[pL/㎛] 이상 15[pL/㎛] 이하의 범위로 조정하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 1화소당 도트 직경 겹침율을 20％ 이상 60％ 이하로 조정하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액적 토출 장치로부터 토출되는 상기 액적의 상기 기재 위에 있어서의 접촉각을, 10[°] 이상 25[°] 이하의 범위로 조정하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라인형 액체의 건조 시에, 건조를 촉진시키는 처리를 실시하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기능성 재료의 농도 범위를, 0.01 [wt％] 이상 1.0[wt％] 이하의 범위로 조정하는 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기능성 재료는, 도전성 재료 또는 도전성 재료 전구체인 패턴 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재는, 패턴 형성면에 요철을 갖는 패턴 형성 방법.
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