KR20180107207A - 필러 배치 필름 - Google Patents

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Abstract

시장에서 입수 가능한 입경 균일성이 양호한 필러 재료를 사용 가능하며, 게다가 필러 배치의 위치 정밀도가 높고, 대면적화에도 대응할 수 있는 필러 배치 필름은 소정의 필러가 길이가 긴 수지 필름에 규칙적으로 배치된 것이다. 이 필러 배치 필름에서는 소정의 필러의 평균 입경의 1000배 이상의 길이와, 0.2㎜ 이상의 폭을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역끼리에서의 해당 필러 배치의 일치율이 90％ 이상이 되어 있다. 이러한 직사각형 영역은, 그의 긴 변 방향이 필러 배치 필름의 긴 변 방향과 대략 평행이고, 그의 폭 방향이 필러 배치 필름의 짧은 변 방향과 대략 평행이다. 규칙적으로 배치된 필러(P)의 평균 입경은 0.4㎛ 이상 100㎛ 이하이다.

Description

필러 배치 필름
본 발명은 수지 필름에 필러를 정밀하게 배치한 필러 배치 필름에 관한 것이다.
수지 필름에 필러를 함유시킨 필러 함유 필름이 광학 필름, 표면 보호 필름, 방열 필름, 도전 필름 등으로 사용되고 있다. 이러한 필러 함유 필름에서는, 일반적으로 필러 자체의 처리, 필러의 크기와 필름의 두께의 최적화, 필러 노출 정도의 조정에 의해, 각각의 필름의 성능의 향상이 도모되고 있다. 예를 들어, 필러로서 도전 입자를 함유시킨 도전 필름에 있어서, 포토리소 기술과 도금 기술을 이용하여 절연성 필름에 도전 입자를 소정의 위치에 정확하게 배치하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 (평)9-320345호 공보
그러나, 특허문헌 1에서 제안된 기술에서는, 도전 입자를 소정의 위치에 배치시키기 위하여 번잡한 공정을 다수 행하는 것을 필요로 한다. 또한, 도전 입자를 전해 도금에 의해 형성해야만 하므로, 시장에서 입수 가능한 입경의 균일성이 양호한 도전 입자를 사용할 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 필러를 소정의 위치에 배치한 필러 배치 필름을 공업적 규모로 또한 저렴하게 실용에 제공하기 위해서는, 그의 대면적화를 실현하는 것이 요구되지만, 종래, 그러한 검토가 충분히 행해지고 있다고는 할 수 없으며, 또한 일반적으로, 포토리소 기술과 도금 기술이 대면적화에 적용된 경우, 그 중앙부와 주연부 사이에서 포토리소 정밀도와 도금 정밀도가 불균일해지기 쉽고, 그 때문에 필러의 배치 위치 정밀도가 저하된다. 특히, 수지 필름의 긴 변 방향에 있어서 위치 정밀도가 크게 저하되는 것이 우려된다.
본 발명은 이상의 종래 기술의 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것이며, 시장에서 입수 가능한 필러 재료를 사용 가능하며, 게다가 필러 배치의 위치 정밀도가 종전보다도 높고, 대면적화에도 대응할 수 있는 필러 배치 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 소정의 필러가 길이가 긴 수지 필름에 규칙적으로 배치된 필러 배치 필름에 있어서, 해당 필러 배치 필름 내의 소정 크기의 직사각형 영역끼리에서의 필러 배치의 일치율을 특정 범위 이상으로 설정함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 소정의 필러가 길이가 긴 수지 필름에 규칙적으로 배치된 필러 배치 필름이며,
상기 필러 배치 필름 내의, 필러의 평균 입경의 1000배 이상의 길이와, 0.2㎜ 이상의 폭을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역끼리에서의 필러 배치의 일치율이 90％ 이상인 필러 배치 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 필러 배치 필름이 권취 코어에 감긴 필름 권장체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 필러 배치 필름의 관리 방법이며, 필러 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역, 비배치 영역, 또는 상이한 배치의 영역 전후에 미리 마킹하는 것 또는 이들 영역을 기록하는 것을 특징으로 하는 관리 방법을 제공한다.
본 발명의 필러 배치 필름은, 소정의 필러가 길이가 긴 수지 필름에 규칙적으로 배치되어 있는 것이다. 게다가, 그 필러의 평균 입경의 1000배 이상의 길이와, 0.2㎜ 이상의 폭을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역끼리에서의 필러 배치의 일치율이 90％ 이상으로 높다.
또한 본 발명의 필러 배치 필름은 시장에서 입수 가능한 여러가지 필러를 사용하여 구성할 수 있고, 수지 필름의 소정의 위치에, 높은 위치 정밀도로 포토리소 기술과 도금 기술을 직접적으로 필요로 하지 않고 제조할 수 있으므로, 대면적화해도 그 위치 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명의 필러 배치 필름은, 권장체로 해도 매엽화해도 된다. 따라서, 필러 함유 필름에 있어서의 새로운 수요를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 필러 배치 필름의 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 필러 배치 필름의 개략 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 필러 배치 필름을 사용하여 제1 전자 부품과 제2 전자 부품 사이에 형성된 도통로의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 필러 배치 필름을 사용하여 제1 전자 부품과 제2 전자 부품 사이에 형성된 도통로의 상면 투시도이다.
도 4는 본 발명의 필러 배치 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 필러 배치 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 필러 배치 필름의 단면도이다.
이하, 본 발명의 필러 배치 필름을, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 부호는 동일하거나 또는 동등한 구성 요소를 나타낸다.
<전체 구성>
도 1은, 본 발명의 일 실시예의 필러 배치 필름(1)의 개략 평면도이다. 이 필러 배치 필름(1)은, 필러(P)가 길이가 긴 수지 필름(2)에 규칙적으로 배치되어 있는 구성을 가지며, 필러 배치 필름(1) 내의 임의의 영역에서 선택되는 직사각형 영역으로서, 필러(P)의 평균 입경(D)의 1000배 이상의 길이(L1)와, 0.2㎜ 이상의 폭(L2)을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역(3a, 3b)끼리에 있어서의 필러(P) 배치의 일치율이 90％ 이상, 바람직하게는 95％ 이상, 보다 바람직하게는 98％ 이상, 더욱 바람직하게는 99％ 이상, 보다 더욱 바람직하게는 99.9％ 이상이고, 바람직하게는 100％ 미만이 되어 있는 것이다. 필러 배치의 일치율을 90％ 이상으로 함으로써, 필러 배치 필름(1)의 전체에 있어서 필러(P)의 모두가 반드시 설계 상의 배치 위치에 없어도, 필러 배치 필름(1)의 기능을 양호하게 발현시키고 또한 실사용 상의 품질을 안정화시킬 수 있다.
여기서, 필러 배치의 일치율을 조사하는 필러(P)는 해당 필러 배치 필름을 구성하는 필러 중, 규칙적으로 배치된 필러이다. 즉, 본 발명의 필러 배치 필름(1)은, 규칙적으로 배치되어 있는 필러(P)에 대하여, 그 배치의 일치율을 규정한 것이며, 이 필러(P) 이외에, 필러(P)와는 크기 또는 종류가 상이하고 랜덤하게 배치되어 있는 필러(도시되지 않음)를 함유할 수 있다.
본 발명에서는 필러(P) 배치의 일치율을 보는 직사각형 영역을, 도 2에 나타낸 바와 같이, 직사각형 영역(3a, 3b)을 필러 배치 필름(1)의 긴 변 방향으로 반복되는 영역으로 할 수 있다. 특히, 필러 배치의 일치율을 보는 직사각형 영역끼리 중의 한쪽을 필러 배치 필름의 긴 변 방향의 단부로 하며, 그것을 기준으로 하여 필러 배치의 일치율을 조사하는 것이 바람직하다. 이 양태는, 직사각형 영역끼리의 필러(P) 배치의 일치율이 90％ 이상, 바람직하게는 95％ 이상, 보다 바람직하게는 98％ 이상, 더욱 바람직하게는 99％ 이상, 보다 더욱 바람직하게는 99.9％ 이상이 되는 직사각형 영역이 필러 배치 필름(1)의 긴 변 방향으로 반복 주기(L1)로 존재하는 양태이다.
(수지 필름)
본 발명의 필러 배치 필름에 있어서 수지 필름이 「길이가 긴」이란 것은, 필름 폭에 대하여 필름 길이가 충분히 길다고 하는 의미이며, 바람직하게는 필름 길이가 필름 폭의 50배 이상이며, 바람직하게는 1000배 이상, 보다 바람직하게는 2500배 이상이다. 구체적인 길이로 표현하면, 권취 코어에 감는 것을 고려하여, 일례로서 바람직하게는 0.2m 이상, 보다 바람직하게는 0.5m 이상이다.
또한, 「길이가 긴 수지 필름」에 있어서의 「수지」로서는, 필러 배치 필름의 용도에 따라 공지된 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등 중에서 도포법 등의 필름 성형법에 대한 적용 가능성을 고려하여 적절히 선택할 수 있고, 필요에 따라 반응 개시제 등을 함유해도 된다. 예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 그 밖에, 공지된 점착제나 접착제에 사용되고 있는, 페녹시 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지나 고무 성분 등의 배합물도 사용할 수 있다. 수지 조성의 점도 조정 등을 위하여 본 발명에서 사용하는 필러보다도 현저하게 작은 나노 필러를 충전제로서 배합해도 된다.
또한, 수지 필름(2)을 구성하는 수지 재료 그 자체에 다양한 특성을 부여해도 된다. 예를 들어, 수지 필름(2)에 잠재성 경화제와 여기에 열 혹은 광 또는 그 양쪽에서 반응하는 수지를 혼재시킴으로써, 열 혹은 광 또는 이들 양쪽에서 반응시켜 접착성을 발현시켜도 된다. 또한, 수지 필름(2) 자체에 태크성을 갖게 해도 되고, 수지 필름(2)에 태크성을 나타내는 수지층을 적층해도 된다. 이러한 수지를 포함하는 필름에 기능성을 가진 필러를 배치시킴으로써, 필러의 기능성에 따라 필러 배치 필름의 사용 방법의 적용 범위가 크게 확대되는 것이 기대된다. 이하에, 필러가 도전 입자인 경우의 필러 배치 필름의 사용 방법의 일례를 설명한다.
필러가 도전 입자이며 또한 수지 필름(2)이 태크성을 갖는 경우, 필러 배치 필름(1)을, 전자 부품의 피검사 전극의 도통 검사의 검사용 프로브로서 사용하거나, 도 3a, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제1 전자 부품(10)의 전극(11a)과 전극(11b)을, 제2 전자 부품(12)의 전극(13)을 통하여 접속하는 도통로(예를 들어, 필름형 액추에이터의 편면에 설치된 도통 패턴과, 여기에 접합해야 할 부재 사이의 도통로나 터치 센서 등), 두께가 얇은 곡면 부재에 있어서의 도통로(예를 들어, 박막형의 각종 센서)의 형성에 적용할 수 있다. 또한, 필러 배치 필름(1)이 열 또는 광 경화에 의해 접착성을 발현시키는 경우에도 도통로의 형성에 적용할 수 있다. 이 경우, 필러의 위치를 보다 견고하게 고정할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 필러 배치 필름은, 필러에 의한 요철을 구비한 광 확산층과 같은 광학 부재(예를 들어, 일본 특허 제6020684호)의 특성을 개선하기 위해서 사용하는 것을 기대할 수 있다. 또한, 필러 배치 필름을 대상물의 표면에 접합시켜 의장적인 효과를 얻을 수 있다. 또한 필름의 두께 방향에서의 필러의 위치를 정렬시키거나, 노출시키거나 하는 것 등에 의해, 필러 배치 필름에 의도한 특성을 발현시킬 수 있음을 기대할 수 있다.
본 발명의 필러 배치 필름에 있어서의 수지 필름(2)을 구성하는 수지 조성물의 최저 용융 점도나 소정 온도에서의 점도는, 수지 조성물의 성상(점착성, 경화성 등), 필러 배치 필름의 용도나 필러 배치 필름의 제조 방법 등에 따라 적절히 정할 수 있다. 이 최저 용융 점도를 포함하는 점도의 측정은, 일례로서 회전식 레오미터(TA instruments사제)를 사용하고, 승온 속도가 10℃/분, 측정 압력이 5g으로 일정하게 보유 지지하고, 직경 8㎜의 측정 플레이트를 사용하여 구할 수 있다.
본 발명의 필러 배치 필름의 수지 필름(2)을 구성하는 수지 조성물의 점도에 관해, 수지 조성물이 점착제 조성물인 경우, 그의 30℃ 점도가 일반적으로 100 내지 100000Paㆍs이다. 또한, 수지 조성물이 경화성 수지 조성물인 경우에는, 점착제 조성물에 비하여 상당히 높아지는 30℃ 점도를 지표로 해서는 안되며, 최저 용융 점도를 지표로 하는 것이 바람직하며, 일반적으로 최저 용융 점도는 100 내지 1000000Paㆍs가 된다.
또한, 필러 배치 필름(1)을, 공지된 점착제를 통하여 유리판이나 금속판 등의 피착체에 부착하여 사용하는 경우, 필러 배치 필름의 수지 필름(2)을 구성하는 수지 조성물의 점도는, 당해 점착제와 동등한 점도 범위를 채용하는 것이 바람직하다.
또한, 필러 배치 필름(1)을, 경화 반응 혹은 중합 반응시켜 도통로의 형성 등에 적용하기 위해서, 필러 배치 필름(1)을 구성하는 수지 조성물의 최저 용융 점도의 범위를 결정하는 경우, 필러 배치 필름(1)에 있어서의 도전 입자의 근방에 오목부(도 4, 5의 (2b), 도 6의 (2c))를 형성한다는 관점을 고려하는 것이 바람직하다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 수지 필름(2)에 압입한 필러(P)의 노출 부분의 둘레에 오목부(2b)를 형성하거나, 도 6에 나타내는 바와 같이 수지 필름(2)에 압입한 필러(P)의 바로 위에 오목부(2c)를 형성하거나 함으로써, 적어도 한쪽의 필름면에 있어서의 필러와 도통로를 형성하는 도전 재료의 접촉을 양호하게 할 수 있기 때문이다. 이것은, 필러 외주 및 바로 위의 수지량을 필러가 없는 위치의 수지량과 비교하여 저감시킬 수 있기 때문이라고 생각된다. 이 관점(즉, 필러 배치 필름(1)에 있어서의 도전 입자의 근방에 오목부(도 4, 5의 (2b), 도 6의 (2c))를 형성한다는 관점)을 고려하면, 필러 배치 필름을 구성하는 수지 조성물의 최저 용융 점도는, 바람직하게는 1100Paㆍs 이상, 보다 바람직하게는 1500Paㆍs 이상이 된다. 또한, 그러한 도통로를 안정 제조하는 관점을 고려하면, 2000Paㆍs 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3000 내지 15000Paㆍs, 더욱 바람직하게는 3000 내지 10000Paㆍs이다. 또한, 필러의 근방에 오목부(도 4, 5의 (2b), 도 6의 (2c))를 형성하는 용도는 도전 입자의 경우에 한정되는 것은 아니다. 상기는 일례이다. 또한, 필러의 근방에 오목부(도 4, 5의 (2b), 도 6의 (2c))를 형성시키는 양태는, 도전 입자를 사용하는 것에 한정되지 않는다.
또한, 필러 배치 필름(1)의 제조 시에, 40 내지 80℃, 바람직하게는 50 내지 60℃에서 수지 필름에 필러를 압입하는 공정을 실시하는 경우에는, 상술한 바와 동일하게 오목부(2b 또는 2c)의 형성의 점에서, 수지 필름을 구성하는 수지 조성물의 60℃에서의 점도를, 바람직하게는 3000 내지 20000Paㆍs로 한다.
수지 필름을 구성하는 수지의 점도를 상술 한 바와 같은 점도 범위로부터 적절히 선택함으로써, 필러 배치 필름의 사용 시에 있어서, 대향하는 전자 부품 등의 접속 대상물 사이에 필러 배치 필름을 끼우고, 가압하면서 열이나 광 등을 부가하여 반응시키는 경우에, 필러 배치 필름 내의 필러가 용융한 수지 필름의 유동에 의해 흘러 버리는 것을 방지할 수 있다.
수지 필름(2)의 필름 두께(La)는, 필러 배치 필름의 용도, 사용 방법 등에 따라 적절히 정할 수 있지만, 필러 배치 필름을 다른 물품에 접합시킬 때의 형상 추종성을 고려하면, 하한으로서는 바람직하게는 2㎛ 이상, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 6㎛ 이상이다. 한편, 필러 배치 필름을 권장체로 했을 때의 볼륨을 고려하면, 상한은 바람직하게는 2㎜ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100㎛ 미만이다. 또한, 필러 배치 필름을 도통로의 형성 등에 사용하는 경우에는, 통상 필름 두께(La)는 필러(P)의 평균 입경(D) 이상인 것이 바람직하지만, 필러(P)를 수지 필름(2)으로부터 노출시킬 경우는 이에 한정되지 않는다. 또한, 수지 필름(2)의 필름 두께(La)는, 필러의 배치를 정교하고 치밀하게 행하기 위해서, 일례로서 평균 입경(D)의 0.2배 이상이면 되고, 0.3배 이상이면 바람직하고, 0.6배 이상이 보다 바람직하다. 1배 이상이면 제조가 용이해지기 쉬운 경향이 있고, 2배 이상이면 보다 바람직하다. 상한은 용도에 따라 상이하기 때문에, 특별히 제한은 없다.
또한, 필러 배치 필름을 도통로의 형성 등에 사용하는 경우에 있어서, 도통로의 형성 시에, 필러 배치 필름을 도전 패턴이 형성된 부재나 전자 부품 사이에 협지하여, 가압하면서 열 혹은 광을 부가하여 반응시켜 접착·접속하는 경우에는, 필름 두께(La)와 필러(P)의 평균 입경(D)의 비(La/D)는, 0.3 이상이면 되고, 0.6 내지 10이 바람직하다.
본 발명의 필러 배치 필름에 있어서의 수지 필름(2)은, 기재 상에 도포법 등의 성막 방법을 이용하여 박리 가능하게 형성한 것이어도 되고, 기재와 일체화한 것이어도 된다.
(필러의 배치)
본 발명의 필러 배치 필름에 있어서의 소정의 필러(P)의 「규칙적으로 배치」란, 소정의 필러(P)에 대해서는 그 배치가 랜덤하지 않다는 것이며, 소정의 필러에 대해서는, 적어도 필름의 면 방향에 2차원적으로 일정한 배치 패턴을 갖는 것을 의미한다. 예를 들어, 정방 격자 패턴, 육방 격자 패턴 등을 들 수 있다. 필러는 이들 격자점에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 필러의 배치 패턴은 격자상이 아니어도 된다.
필러의 규칙적인 배치로서는, 소정의 격자점에 소정수의 필러가 응집 배치되어 있어도 된다. 단, 필러가 소정수의 4배 이상의 개수로 응집되어 있는 개소(예를 들어, 본래, 1개의 필러가 배치되어 있는 격자점에, 불규칙하게 4개 이상의 필러가 응집 배치되어 있는 개소)가 없는 것이 바람직하고, 3배 이상의 개수로 응집되어 있는 개수가 없는 것이 더욱 보다 바람직하다. 불규칙하게 응집되어 있는 필러는 응집의 정도에 따라 상이하지만, 통상 개수 기준으로 10％ 이하인 것이 바람직하고, 5％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2％ 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다.
또한, 필러의 배치 패턴에 있어서의 필러 중심간의 거리(격자점간 거리)의 하한은, 필러끼리 접촉하는 거리(즉, 필러의 평균 입경과 동일)여도 되지만, 통상 0.5㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.5㎛ 이상이다. 한편, 그 상한은 필러 배치 필름이 발휘해야 할 특성 등에 의해 정해지는 것이기 때문에, 특별히 제한은 없다. 일례로서, 필러 배치 필름에 대하여, 절취 가공이나 파지 등의 작업을 실시함과 함께 버퍼 영역이 필요해지는 경우에는, 필러 중심간의 거리로서 어느 정도의 거리를 갖게 함으로써 버퍼 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 혹은 격자 배열의 격자 위치로부터 소정의 격자 위치를 뺀 배치를 필러의 배치로 함으로써 버퍼 영역을 형성해도 된다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 필러 배치 필름에서는, 그 성능이 현저하게 저하되지 않는 한, 규칙적인 필러(P)의 배치 중에, 격자상 등의 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역이나 필러(P)가 배치되지 않은 비배치 영역을 의도적으로 포함시킬 수 있고, 그러한 영역을 포함하는 필러의 배치 패턴이 필러 배치 필름의 긴 변 방향으로 반복되어 있는 것이 바람직하다. 나아가 격자상 등의 본래의 배치에 대하여, 다른 배치의 영역이 필러 배치 필름의 긴 변 방향으로 반복되어 있어도 된다. 이 경우, 이 반복 단위 또는 그의 정수배의 길이를 필러 배치의 일치율을 보는 직사각형 영역의 길이로 할 수 있다.
격자상 등의 필러(P)의 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역, 필러(P)의 본래의 배치에 대하여 누락이 집합되어 있는 비배치 영역, 혹은 본래의 배치에 대하여 배치가 상이한 영역이, 필러(P)의 본래의 배치와 함께, 필러 배치 필름의 긴 변 방향으로 반복되어 있음으로써, 필러 배치 필름의 코딩이나 로트 관리를 행하는 것이 가능해진다. 이것은 위조나 부정 사용의 방지에 있어서 효과를 발휘한다. 예를 들어, 필러(P)의 복수의 누락을 포함하는 소정 형상의 누락 영역이 필름의 긴 변 방향으로 반복되는 것이나, 필름의 긴 변 방향에 있어서의 누락의 증가율에 의해 필름의 관리가 가능해진다. 그러기 위해서는, 미리 누락 영역의 형상이나 위치 관계 등을 기록해 두는 것이 바람직하다. 소정의 위치의 누락을 기록하기 위해서는, 필러 배치 필름의 전체 길이를 촬영해 기록해 두어도 되고, 소정 간격으로 필러 배치 필름을 촬영해 기록해도 된다. 또한, 무작위로 선택한 위치를 촬영해 기록해도 된다. 필러(P)의 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역, 비배치 영역, 또는 상이한 배치 영역의 전후에 미리 마킹하는 것 또는 이들 영역을 기록함으로써 필러 배치 필름의 관리 방법을 실현할 수 있다. 이와 같이 관리하면, 본 발명의 필러 배치 필름의 위조나 부정 사용을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 필러의 일치성이 높아지는 점에서, 누락이 있는 경우에는, 특징이 눈에 띄게 된다. 또한, 그 누락 형상 등의 상세에 대해서는 눈으로 상세를 관찰할 수 없는 레벨이기 때문에, 이러한 사용 방법에 대하여 효과를 기대할 수 있다. 필러(P)의 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역, 비배치 영역 또는 상이한 배치 영역의 길이는, 필름의 사용 방법에 따라 상이하지만, 일례로서 필름의 누락 영역이나 작업성의 관점에서 400㎜ 이하이면 되고, 바람직하게는 20㎜ 이하, 보다 바람직하게는 5㎜ 이하이다. 또한, 이러한 영역을 필러 배치 필름이 갖는 경우, 필러 배치 필름의 사용 시에, 필러 배치 필름에 대하여 해당 필름의 접속 대상물의 접착 위치를 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 필러 배치 필름에 현저하게 필러가 누락되어 있는 영역(예를 들어 10개 이상 누락이 집합된 부분)이 있는 경우는, 그 영역을 제외한 영역을 본 발명의 필러 배치 필름으로서 사용해도 된다. 이 사용에 적합하지 않은 영역의 전후 어느 한쪽에 마킹을 실시함으로써, 필름 권장체를 연속적으로 사용하기 쉽게 해도 된다.
또한, 필러의 「배치」에 관해, 필름 두께 방향으로 규칙성을 갖게 해도 된다. 예를 들어, 필러 배치 필름의 두께 방향에서 각 필러의 정상부의 위치가 정렬되고, 필러가 필러 배치 필름의 면 방향으로 동일 높이에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 필러는, 수지 필름으로부터 노출되어 있어도 되고, 완전히 매설되어 있어도 된다. 예를 들어 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 필러(P)의 정상부(Pa)의 필름 두께 방향의 위치가 정렬되어 있음으로써, 필러 배치 필름(1A, 1B)을 대상물에 가압(경우에 따라, 열이나 광 등의 인가를 더 수반하는 가압)에 의해 접합하는 경우에, 접합 영역에서의 가압 상태가 균일해지고, 접착 상태에 얼룩이 생기기 어려워진다. 한편, 모든 필러가 동일 높이에 배치되지 않은 경우에도, 예를 들어 1개 간격으로 요철이 있도록 규칙적으로 필름 두께 방향의 필러 위치가 정렬되어 있을 수도 있다. 이 경우에도 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 필름 두께 방향의 위치가 정렬되어 있는 필러는, 필름의 양면으로 배치되어 있어도 되고, 필러 배치 필름의 적층이나, 양면으로 동일한 조작을 행함으로써 얻을 수 있다.
수지 필름에 있어서의 필러의 매립 상태에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 필러로서 도전 입자를 사용하고, 필러 배치 필름을 대향하는 다양한 전자 부품 사이에서 협지하고, 가압하여, 필요에 따라 열이나 광을 인가함으로써 접착·접속하는 경우 혹은 감합함으로써 도통로를 형성하는 등의 용도로 사용하는 경우, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 필러(P)를 수지 필름(2)으로부터 부분적으로 노출시켜, 인접하는 필러(P)간의 중앙부에 있어서의 수지 필름(2)의 표면(2a)의 접평면(2p)에 대하여 필러(P)의 노출 부분의 주위에 오목부(2b)가 형성되어 있거나, 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, 수지 필름(2) 내에 압입된 필러(P)의 바로 위의 수지 필름 부분에, 상기와 동일한 접평면(2p)에 대하여 오목부(2c)가 형성되고, 필러(P)의 바로 위의 수지 필름(2)의 표면에 굴곡이 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 필러 배치 필름을 전자 부품의 전극간에 협지 가압하고, 필요에 따라 열이나 광을 인가함으로써 접착·접속할 때에 발생하는 필러(P)의 전극에의 접촉(필러의 종류에 따라서는 편평화)에 대하여, 도 4에 나타낸 오목부(2b)가 있는 것보다, 필러(P)가 수지로부터 받는 저항이, 오목부(2b)가 없는 경우에 비하여 저감된다. 이로 인해, 대향하는 전극간에 있어서 필러(P)가 협지되기 쉬워지고, 도통 성능도 향상된다. 단순하게, 수지의 일부가 누락되어 있음으로써 도전 입자인 필러와 단자의 접촉이 되기 쉬워졌다고도 바꿔 말할 수 있다. 또한, 수지 필름(2)을 구성하는 수지 중 필러(P)의 바로 위의 수지 표면에 오목부(2c)(도 6)가 형성되어 있음으로써, 오목부(2c)가 없는 경우에 비하여 가압 시의 압력이 필러(P)에 집중하기 쉬워지고, 전극에 있어서 필러(P)가 협지되기 쉬워져, 도통 성능이 향상된다. 또한, 본 발명에 있어서 이들 필러의 매립 상태는 필러가 도전 입자인 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 필러로서 유기 필러를 사용하고, 필러 배치 필름을 인공 피부(예를 들어, 일본 특허 공개 제2004-230041호 공보)의 용도로 사용할 경우, 필러의 종류나 개수 밀도, 필름면으로부터의 거리(노출의 유무 등)로부터 감촉 등을 미세 조정할 수 있다는 점에서 유용해진다고 기대할 수 있다.
상술한 오목부(2b)의 효과를 얻기 쉽게 하는 점에서, 접평면(2p)으로부터의 필러(P)의 최심부의 거리(이하, 매립량이라고 함)(Lb)와, 필러(P)의 평균 입경(D)의 비(Lb/D)(이하, 매립율이라고 함)가, 20％ 이상 있으면 되고, 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 60％ 이상 105％ 이하이다.
또한, 동일한 관점에서, 필러(P)의 노출 부분의 둘레의 오목부(2b)(도 4, 도 5)의 최대 깊이(Le)와 필러(P)의 평균 입경(D)의 비(Le/D)는, 바람직하게는 50％ 미만, 보다 바람직하게는 30％ 미만, 더욱 바람직하게는 20 내지 25％이며, 필러(P)의 노출 부분의 둘레의 오목부(2b)(도 4, 도 5)의 최대 직경(Ld)과 필러(P)의 평균 입경(D)의 비(Ld/D)는, 바람직하게는 150％ 이하, 보다 바람직하게는 100 내지 130％이며, 필러(P)의 바로 위의 수지에서의 오목부(2c)(도 6)의 최대 깊이(Lf)와 필러(P)의 평균 입경(D)의 비(Lf/D)는 10％ 이하이다.
또한, 필러(P)의 노출 부분의 직경(Lc)은, 필러(P)의 평균 입경(D) 이하로 할 수 있고, 필러(P)의 정상부(Pa)의 1점에서 노출하게 해도 되고, 필러(P)가 수지 필름(2) 내에 완전히 메워, 직경(Lc)이 제로가 되도록 해도 된다. 필러의 고정과 노출의 효과를 양립시키는 관점에서, 직경(Lc)은 20 내지 80％로 해도 된다.
(필러 배치의 일치율)
본 발명에 있어서, 「필러 배치의 일치율」이란, 필름의 소정 길이의 양단부에서의 필러의 개수 밀도가 높은 쪽의 단부를 기준으로 하여 개수 밀도가 낮은 방향을 향하여, 필러 배치 필름 내의 규칙적으로 배치된 필러 중 소정의 필러(P)의 평균 입경의 1000배 이상의 길이와 0.2㎜ 이상의 폭을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역끼리에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러의 중심 배치가 어느 정도 겹칠 것인지라고 하는 비율을 「％」 표시로 표현한 것이다. 즉, 양쪽의 직사각형 영역을 중첩하고, 중심 위치가 중첩되는 필러의 개수가 최대가 되도록 한 경우의, 중첩된 소정의 필러의 개수와 양쪽 영역의 필러의 합계 개수의 비율이다. 이 경우, 중심 위치로서, 필러의 평균 입경의 25％ 이하, 바람직하게는 10％ 이하의 소정 직경의 원형 영역을 생각한다. 이러한 필러의 중첩은, 양쪽 직사각형 영역의 화상을 촬영하고, 그들을 화상 처리로 중첩함으로써 판단할 수 있다. 필러간의 거리가 작은 경우에는, 중첩되는 확률이 높아지고, 계측 오차가 발생될 우려가 있다. 그 때문에, 필러간의 최소 거리는, 필러의 평균 입경의 80％보다 크게 이격되어 있는 것이 바람직하다.
일치율의 구체적인 계산 방법으로는, 예를 들어 소정 크기의 직사각형 영역(3a)에 격자 배열하고 있는 필러가 100개 있고, 동일한 크기의 직사각형 영역(3b)도 직사각형 영역(3a)과 동일한 격자 배열에서 필러가 100개 배열하고 있지만, 그 중 2개가, 원래 존재해야 할 위치에서 소정의 정도(예를 들어 필러의 평균 입경의 10％)보다 크게 어긋나 있음으로써, 직사각형 영역(3a)과 직사각형 영역(3b)을 중첩한 경우에 있어서, 직사각형 영역(3a)의 필러와 직사각형 영역(3b)의 필러가 중첩되는 개수가 최대가 되도록 했을 때 중첩되지 않는 필러가 4개이고, 중첩되는 필러가 196개 있으면, 「필러 배치의 일치율」은 196×100/200=98％로 산출할 수 있다. 이것은 금속 현미경이나 SEM 등의 공지된 관찰 장치를 사용하여 행할 수 있다. 또한, 공지된 화상 해석 소프트웨어(WinROOF, 미따니 쇼지(주))를 사용해도 된다.
또한, 직사각형 영역끼리의 필러 배치의 일치율을 산출할 때에, 한쪽 직사각형 영역을 필러 배치 필름의 긴 변 방향의 단부로 하고, 이것을 기준으로서 일치율을 산출하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 일치율의 산출이나, 필러 배치 필름끼리에 있어서의 일치율의 비교가 용이해진다. 또한, 필러 배치 필름의 긴 변 방향의 양단부의 개수 밀도가 높은 측을 기준으로 하면, 일치율의 비교가 보다 용이해진다고 사료된다.
또한, 「필러 배치의 일치율」을 산출할 때의 한쪽 직사각형 영역에 대하여 「소정 크기」란, 소정의 필러 평균 입경의 1000배 이상, 바람직하게는 5000배 이상, 보다 바람직하게는 10000배 이상의 길이와, 슬릿 가공성의 관점에서 0.2㎜ 이상, 바람직하게는 1㎜ 이상, 보다 바람직하게는 10㎜ 이상의 폭을 포함하는 직사각형 영역을 의미한다. 여기서, 직사각형 영역의 폭은, 필름의 짧은 변 방향 전체의 길이여도 되고, 필름의 짧은 변 방향의 양단부(예를 들어 각각 20％)를 제외한 부분이어도 되고, 필름의 단부 부분만의 영역(예를 들어 중앙 40％를 제외한 부분)이어도 된다. 또한, 직사각형 영역의 긴 변 방향의 길이의 상한은, 필러의 평균 입경의 바람직하게는 50000배 이하, 보다 바람직하게는 20000배 이하이고, 직사각형 영역의 짧은 변 방향의 폭의 상한은, 바람직하게는 500㎜ 이하, 보다 바람직하게는 300㎜ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 150㎜ 이하이다.
직사각형 영역의 긴 변 방향은, 필러 배치 필름의 긴 변 방향과 대략 평행(긴 변 방향에 대하여, ±15도 이내)이 바람직하고, 또한, 직사각형 영역의 폭 방향은 필러 배치 필름의 짧은 변 방향과 대략 평행(짧은 변 방향에 대하여, ±15도 이내)인 것이 바람직하다. 또한, 필름의 긴 변 방향을 따라서 90％ 이상, 바람직하게는 95％ 이상, 보다 바람직하게는 98％ 이상의 일치율의 직사각형 영역이 연속적으로 반복 형성되어 있는 것이 바람직하다.
(필러의 크기)
또한, 직사각형 영역의 크기를 정하는 기초가 되는 소정의 필러(P)의 크기(평균 입경)로서는, 바람직하게는 가시광 파장의 하한인 400㎚ 이상, 보다 바람직하게는 800㎚(0.8㎛) 이상, 더욱 바람직하게는 1000㎚(1㎛) 이상, 보다 더욱 바람직하게는 1500㎚(1.5㎛) 이상이다. 상한으로서는 바람직하게는 1000㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하이다. 30㎛ 이하로 해도 된다. 또한, 필러의 크기가 1㎛ 이상이면, 필러의 평균 입경의 측정은 공지된 화상식 입자 직경 분포 측정 장치를 사용할 수 있다. 이러한 측정 장치의 일례로서, FPIA-3000(말번사)을 들 수 있다. 또한, 평균 입경은 단독의 경우는, 필러를 플로우시켜 측정하는 방식이면 그 측정된 최대 길이를 가리키고, 필름에 배치한 경우는, 면 시야에서의 최대 길이를 가리킨다. 이들에서 얻어진 개개의 필러의 최댓값을 평균한 것이 평균 입경이 된다. 또한, 면 시야에서 광학 현미경이나 금속 현미경 등을 사용하여 관찰하고, 이것을 WinROOF(미따니 쇼지(주)) 등과 같은 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 측정해도 된다. 또한, 필러의 크기가 1㎛ 미만이면 전자 현미경(SEM 등)으로 관찰하여 구해도 된다. 이러한 방법은 필러의 크기에 맞춰서 적절히 선택하면 된다. 또한, 필러의 형상은 구형(球型)이 바람직하다. 여기서 「구형」이란, 진구와 그것에 비슷한 형상이 포함된다. 구체적으로는, 구상이란, 진구도가 70 내지 100, 바람직하게는 75 내지 100인 형상이다. 진구도는 다음 식으로 산출할 수 있다.
진구도={1-(So-Si)/So}×100
상기 식 중, So는 필러의 평면 화상에서의 당해 필러의 외접원의 면적, Si는 필러의 평면 화상에서의 당해 필러의 내접원의 면적이다. 또한, 필러의 N수는 100개 이상, 바람직하게는 200개 이상, 보다 바람직하게는 300개 이상이다.
필름의 단면에서도 필러의 단면 화상에서의 당해 필러의 외접원의 면적과 내접원의 면적을 동일하게 관측하고, 상기의 면 시야의 경우와 동일하게 구해, 단면의 진구도를 구할 수도 있다. 이 경우도 면 시야와 동일한 범위인 것이 바람직하다. 또한, 면 시야와 단면의 진구도의 차는 작은 쪽이 바람직하고, 구체적으로는 20 이내, 보다 바람직하게는 10 이내, 더욱 바람직하게는 8 이내이다. 필러가 구형에 가까운 형상인 경우, CV값은 일례로서 20％ 이하인 것이 바람직하다. 배치의 일치성을 높이기 위해서는, 필러의 크기가 소정의 범위에 들어가는 것이 바람직하기 때문이다.
(필러의 평면뷰에 있어서의 개수 밀도)
본 발명의 필러 배치 필름에 있어서의 규칙적으로 배치된 필러(P)의 평면뷰에 있어서의 개수 밀도는, 필러의 배치를 인식할 수 있도록 과도하게 중복이 없으면 특별히 제한은 없지만, 개수 밀도가 지나치게 작으면 배치의 일치성을 확인하기 어려워지는 점에서 일례로서 하한은, 바람직하게는 100개/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 500개/㎠ 이상이며, 기준 면적을 작게 함으로써 관찰이 용이해지기 때문에 5개/㎟ 이상으로 해도 되고, 15개/㎟ 이상으로 하면 보다 확인하기 쉬워진다. 개수 밀도가 지나치게 크면 배치 정밀도의 확인에 공정수가 들기 때문에 일례로서 상한은, 바람직하게는 50,000,000개/㎠ 이하, 보다 바람직하게는 5,000,000개/㎠ 이하, 더욱 바람직하게는 2,500,000개/㎠이며, 기준 면적을 작게 함으로써 관찰이 용이해지기 때문에, 200000개/㎟ 이하로 해도 되고, 90000개/㎟ 이하로 하면 보다 확인하기 쉬워진다. 이 범위에서는, 예를 들어 의장성을 갖게 하기 위해서 밀도를 변화시켜 필러를 배치해도 된다. 예를 들어, 필름에 광택을 갖게 하거나, 필름을 소광하거나, 필름 표면에 착색된 필러를 혼재시키거나, 필름에 소정의 마찰 계수를 갖게 하거나 하는 것 등으로 다양한 광학 필름, 인공 피부, 재생 의료 등의 용도에서의 최적화를 상술한 개수 밀도의 범위에서 행할 수 있다.
(필러의 구성 재료)
본 발명의 필러 배치 필름을 구성하는 필러(P)는 시판되고 있는 다양한 필러 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그의 재질로서는, 무기물이어도 되고, 유기물이어도 된다. 이들이 다층화한 복합물이어도 된다. 구체적으로는, 금속 입자, 수지 입자, 금속 피복 수지 입자(도전 입자), 안료, 염료, 결정성 무기물 등을 들 수 있다. 또한, 결정성의 유기 재료 또는 무기 재료를 해쇄한 것이어도 된다. 또한, 이들 입자의 표면은, 별도의 물질로 더 피복되어 있어도 된다. 예를 들어, 수지 입자나 금속 피복 수지 입자의 표면에 절연성의 미소 입자나, 절연성의 수지를 피복시킨 것을 들 수 있다. 또한, 필러가 수용성인 경우에는, 필러 배치 필름에 대하여, 수용성 필러를 물에 용출시키는 처리를 실시함으로써, 규칙적인 오목부형으로서 구멍이 형성되어 있는 수지 필름을 얻을 수 있다. 예를 들어, 투과막이나 침투막 등에 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이들은 해수의 담수화 등의 환경 분야를 포함하는 라이프 사이언스 용도에의 응용을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 필러 배치 필름을 구성하는 필러(P)는, 의료용의 약제나 효소 등을 필러상으로 한 것이어도 된다. 이러한 필러를 배치한 필름으로서, 도전 입자의 개수 밀도가 상이한 것을 준비함으로써, 필러의 효과에 관한 확인·검증을 정교하고 치밀하게 행할 수 있는 것이 기대된다. 예를 들어, 필러 배치 필름의 약학 활성을 갖는 필러의 전량을 피험자의 작용 대상 영역에 직접 접촉시킬 수 있으므로, 동일 효과를 달성하기 위해서 필요한 필러의 사용량을 억제할 수 있다. 또한, 재생 의료 등 인체로부터 이격시킨 배양 세포 등에 접촉시켜 정교하고 치밀한 검증을 행한다고 한 용도에도 적용을 기대할 수 있다. 또한, 어디까지나 이들은 용도의 일례이다.
필러의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 구상, 인편상(鱗片狀), 직방체, 럭비볼상, 입방체 등이어도 된다. 또한, 표면에 돌기나 오목함, 홈 등이 존재해도 되고, 다공질이거나, 중공이어도 된다. 그 중에서도 필러의 배치를 설계함에 있어서, 구상인 것이 바람직하다. 또한, 필러의 비중은 특별히 제한되지 않지만, 필러의 재질(예를 들어, 금속, 유기 폴리머 등)이나 가교 밀도 등에 따라 넓은 범위를 취할 수 있다. 예를 들어, 전자 부품에 범용적으로 사용되고 있는 재료인 Au의 비중은 19.3이며, Ag의 비중은 10.49이며, 유기 폴리머의 비중은 통상 0.8 내지 1.0 이상이다. 따라서 필러의 비중 범위는, 통상 0.8 내지 23, 바람직하게는 0.9 내지 20이다.
이와 같이 규칙적으로 배치된 필러(P)는, 대략 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하지만, 필러의 크기나 형상이나 재질이 동일하지 않은 것이 혼재되어 있어도 된다. 크기나 형상이 상이한 필러가 혼재되어 있는 경우, 소정의 크기나 형상의 필러(P)의 배치에 의해 필러의 전체 배치의 반복 단위를 인식할 수 있으므로, 필러의 배치 규칙성의 판단의 지표로 할 수 있다. 또한, 필러가 복수 종류를 포함하는 경우도 동일하다. 이러한 것 이외의 필러의 예로서는, 수지 필름의 재질보다 열 팽창 계수가 100배 이상 높은 분말(결정성 수지 등의 용융해 상변화 하는 것)을 들 수 있다. 이러한 분말은, 필러 배치 필름에, 수지와 분말 사이의 열 팽창 계수의 차를 이용한 온도 소자로서 기능을 부여할 수 있다(일본 특허 제5763355호 참조). 또한, 복수종의 필러의 병용에 더하여, 사용하는 수지 필름의 조성 등을 변경함으로써, 필러 배치 필름에, 다양한 센싱 소자(터치 센서나 감압 센서 등)나 광학 소자(반사 방지, 방현 처리) 등의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 필러에 의한 요철을 구비한 광 확산층과 같은 광학 부재로서 사용해도 된다(일본 특허 제6020684호 공보 참조). 그러한 광학 부재의 특성 개선을 기대할 수 있다.
또한, 전극이나 투과막 등의 표면적에 의해 성능이 변화하는 것에 사용해도 된다. 또한, 본 발명의 필러 배치 필름에는, 규칙적인 배치 패턴으로 배치되는 필러(P)와는 다른 필러(예를 들어 400㎚ 미만의 나노 필러나, 상술한 열 팽창 계수가 100배 이상 높은 분말 등, 다른 기능을 갖는 것)를 병용해도 된다. 이러한 별도의 필러는, 소정의 배치 패턴으로 배치되지 않고, 랜덤하게 존재하고 있어도 된다.
또한, 상술한 바와 같이 도통로를 형성하기 위한 접속 부재로서 사용할 수도 있고, 또한 점착 필름(점착층)에 필러를 배치시킴으로써, 그 점착 필름(점착층)을 사용하고 있는 대상물의 인증에 사용해도 된다. 예를 들어, 필러 배치에 특징이 있는 점착 필름(점착층)을 사용함으로써 미리 그 배치를 기록해 두면, 부정 사용 시의 증거 능력이 높아진다고 생각된다.
<필러 배치 필름의 제조 방법>
필러 배치 필름의 제조에서의 「필러의 배치」는, 공지된 기술을 사용하여 행할 수 있다. 예를 들어 기계적인 가공이나 포토리소그래피, 인쇄법 등을 이용하여 필러를 배치시키는 오목부를 갖는 원반을 제작하고, 그 오목부에 필러를 충전하고, 그 위에서 수지 필름을 형성하는 수지 조성물을 도공하고, 그것을 경화시켜 수지 필름으로 함으로써, 필러가 소정의 배치에서 수지 필름으로 보유 지지된 필러 배치 필름을 제조할 수 있다. 이 경우, 필름의 긴 변 방향으로 반복 단위(필러의 규칙적인 배치)를 마련하기 위해서는, 원반을 원통으로 하고, 이 원주 상에 배치 개소를 가공해도 된다. 또한, 원반이 원통 또는 원통 이외라도, 이음새가 생길 경우도 있으며 생기지 않을 경우도 있다(필름의 재질이나 제조의 속도에 따라 변화하기 때문에). 이음새가 존재하는 경우, 이음새에 의해 배치가 어긋나지 않으면, 이음새를 포함한 영역을 반복 단위로 할 수 있다.
또한, 상술한 원반의 오목부에 필러를 충전한 후, 그 위에 수지 필름을 씌우고, 원반의 오목부에서 수지 필름의 표면에 필러를 전사시키고, 수지 필름 상의 필러를 수지 필름 내에 압입함으로써 필러 배치 필름을 제조해도 된다. 이 압입 시의 압박력, 온도 등에 의해 필러의 매립량(Lb)을 조정할 수 있다. 또한, 오목부(2b, 2c)의 형상 및 깊이는, 압입 시의 수지 필름(2)의 점도, 압입 속도, 온도 등에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어, 수지 필름의 표면에 도 4에 나타낸 오목부(2b)를 갖는 필러 배치 필름(1A)을 제조하는 경우나, 도 6에 나타낸 오목부(2c)를 갖는 필러 배치 필름(1C)(도 6)을 제조하는 경우, 수지 필름(2)에 도전 입자(1)를 압입할 때의 해당 수지 필름(2)의 구체적인 점도는, 형성하는 경사(2b), 기복(2c)의 형상이나 깊이 등에 따라, 하한은 바람직하게는 3000Paㆍs 이상, 보다 바람직하게는 4000Paㆍs 이상, 더욱 바람직하게는 4500Paㆍs 이상이며, 상한은, 바람직하게는 20000Paㆍs 이하, 보다 바람직하게는 15000Paㆍs 이하, 더욱 바람직하게는 10000Paㆍs 이하이다. 또한, 이러한 점도를 바람직하게는 40 내지 80℃, 보다 바람직하게는 50 내지 60℃에서 얻어지도록 한다.
<필러 배치 필름의 용도·사용 방법>
본 발명의 필러 배치 필름에 대해서는, 사용하는 필러나 수지 필름의 재질이나 치수, 물리적·화학적·기계적 혹은 광학적 특성을 변경함으로써, 다양한 기능을 부여할 수 있다. 따라서, 본 발명의 필러 배치 필름은 특정한 용도에의 사용에 한정되는 것은 아니고, 그 기능에 따라 여러 용도에 적용 가능하며, 예를 들어 일렉트로닉스 분야에서는, 도전 필름, 방열 필름, 감압 필름 등으로서 사용할 수 있고, 라이프 사이언스 분야(예를 들어, 의료, 바이오, 헬스케어, 환경 등의 분야)에서는, 바이오 센서, 진단 디바이스, 치료 혹은 임상 시험용 디바이스 등으로서 사용해도 되고, 광학 소자로서 사용해도 된다. 또한, 배터리나 에너지 관련, 차량(자동차) 관련에 사용해도 된다. 특히 의료나 바이오에의 용도에서는, 필러 배치의 일치율이 높은 점에서, 필러의 배치 그 자체를 벤치마크로서 이용할 수 있기 때문에, 연구에서 실용화까지의 과정에서 발생한 문제의 파악·해결에 도움될 수 있다. 또한, 전자 부품에 도통로를 형성하는 용도에서는, 도통 특성을 향상시킬 수 있으므로, 예를 들어 터치 패널이나 터치 센서 등에 적용할 수 있다. 필름체의 도통로를 간이적으로 형성할 수 있다는 점에서, 기계 장치의 구동 부분에 사용해도 된다. 예를 들어 로봇 팔이나 드론 등에의 사용을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 필러 배치 필름은, 액정 디스플레이의 갭 스페이서 등의 스페이서로서도 사용할 수 있으며, 또한, 종래의 기능성 소자나 디바이스의 박형화나 소형화, 경량화, 내구성 향상 등의 용도에 사용해도 된다. 또한, 다른 물품에의 접착 처리나 전사 처리에 의해, 그들의 의장성이나 표면의 내마모성 향상의 용도에 사용해도 된다. 또한, 상기 언급한 것에 한정되지 않고, 다양한 부재의 제조 공정에서 사용하는 것도 가능하다. 즉 최종적인 부재에 포함되지 않은 사용 방법이어도 된다. 또한, 필러 배치 필름을 권취 코어에 감고, 필름 권장체로서 이용해도 된다. 필름 권장체로 함으로써, 운반이나 가공이 용이해지기 때문에, 이용이 용이해진다. 또한, 이것을 매엽화시키는 것도 용이해진다.
본 발명의 필러 배치 필름의 사용 방법은, 용도에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 필러 배치 필름을 도통로의 형성에 사용하는 경우에는, 필러 배치 필름을 도전 패턴이 형성된 부품간에서 협지하거나, 도전 패턴이 형성된 부품간에서 가열 가압하거나 할 수 있다. 또한, OCA나 OCR 등의 광학 필름, 인공 피부 등으로서 사용하는 경우에는, 대상물에 접착하여 사용할 수 있다. 본 발명의 필러 배치 필름은, 인공 피부 이외에도, 필러로서 아크릴 가교 비즈를 사용한 경우에는, 광 제어 시트나 단위 렌즈 용도에 적용할 수 있고(예를 들어, 일본 특허 공개 제2007-003571호 공보 참조), 또한, 필러로서 세라믹 입자와 같은 열전도성 필러(예를 들어, 일본 특허 공개 제2016-126843호 공보 참조)를 사용한 경우에는, 이방성 열전도 시트 용도에 적용할 수 있고, 또한, 필러 배치 필름의 복수의 필러의 간극을 홈으로서 이용한 경우에는, 조직(신경 또는 힘줄의) 재생용 필름(예를 들어, 일본 특허 제5468783호 참조)에 적용할 수 있다. 또한, 단순하게, 구멍 형성용의 틀로 하여 필러 배치 필름을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 필러 배치 필름을 OCA나 OCR의 중합물층 등의 광학 기능 수지층에 적용한 경우, 그 두께는 특별히 제한되지 않지만, 광학 기능 수지층이 얇을수록 가압착 시에 기포가 발생하기 어려워지는 경향이 있다. 또한, 경화 전의 OCR 등에 광 조사하거나 하여, 필러 배치 필름을 제조하거나, 혹은 광 조사하여 접합시키거나 하는 사용 방법도 있다. OCA에서도 동일하게 광 조사하여 접합시키거나 하는 사용 방법도 있다. 이로 인해, 이들 광학 기능 수지층의 두께는, 예를 들어 250㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 광학 기능 수지층의 인장 탄성률은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 200KPa여도 된다. 혹은, 25℃에서의 저장 탄성률이 1×103 내지 2×106Pa여도 된다.
또한, 필러 배치 필름이 접착 혹은 점착성 등을 갖는 필름인 경우의 필름 길이는, 바람직하게는 5m 이상, 보다 바람직하게는 10m 이상, 비어져 나옴이나 블로킹을 방지하고, 취급성을 담보하는 관점에서 상한은 바람직하게는 5000m 이하, 보다 바람직하게는 1000m 이하, 더욱 바람직하게는 500m 이하이다. 이들은 접착 테이프 등으로 서로 연결시킨 경우의 길이도 포함한다. 이것은 권장체로 한 경우의 권취 코어에 감겨 있는 필름의 전체 길이를 가리키는 것이 바람직하지만, 연결된 필름 개개의 길이인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 사용 용도에 의하기 때문에 길이의 제한은 특별히 없지만, 일례로서 하한은 0.5m 이상이 바람직하고, 1m 이상이 보다 바람직하고, 3m 이상이 더욱 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 개개의 필름을 권취 코어에 감을 경우에, 개개의 필름 각각이 권취 코어에 1둘레분 이상 감겨지는 것이, 품질 관리를 위해서는 바람직하기 때문이다. 또한, 접착 혹은 점착성의 필름이 아닐 경우는 필름의 전체 길이는 5000m 이상이어도 되고, 예를 들어 8000m 이상이어도 되고, 취급성을 담보하는 관점에서 상한은 바람직하게는 5000m 이하, 보다 바람직하게는 1000m 이하, 더욱 바람직하게는 500m 이하이다. 또한 하한은 권취 코어에 감을 수 있으면 좋기 때문에, 0.5m 이상 있으면 바람직하고, 1m 이상 있으면 보다 바람직하고, 3m 이상 있으면 더욱 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
(필름형 원반의 제작)
먼저, 실시예에서 사용하는 원반을 이하와 같이 제작했다. 즉, 두께 2㎜의 니켈 플레이트를 준비하고, 그의 50㎝ 사방의 영역에, 육방 격자 패턴으로 원추상의 볼록부(외경 7㎛, 높이 7㎛)를 형성하고, 전사체 원반으로 했다. 인접 볼록부 중심간 거리는 10㎛였다.
다음에, 5㎝ 폭으로 10 분할하는 것을 전제로, 50㎝ 폭으로 50㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름을 준비하고, 그 기재 필름에, 아크릴레이트 수지(M208, 도아 고세(주)) 100질량부와 광중합 개시제(IRGACURE184, BASF 재팬(주)) 2질량부를 함유하는 광경화성 수지 조성물을, 막 두께가 30㎛가 되도록 도포했다.
얻어진 광경화성 수지 조성물막에 대하여, 니켈제의 전사체 원반을 그의 볼록면으로부터 압박하고, 고압 수은등(1000mJ)으로, 기재 필름측으로부터 광 조사를 행함으로써, 전사체 원반의 볼록부가 오목부로서 전사된 광 경화 수지층이 형성되었다. 이 조작을 기재 필름의 긴 변 방향으로 위치 정렬하면서 연속하여 반복함으로써, 전사체 원반의 볼록부가 오목부로서 전사된 약 100m의 필름형 원반이 얻어졌다. 얻어진 필름형 원반에는, 직경 7㎛, 깊이 7㎛(애스펙트비 1)의 원형의 오목부가 해당 오목부의 중심간 거리 10㎛에 의해 육방 격자상으로 배열되어 있었다.
얻어진 필름형 원반의 임의의 1㎟의 영역을 1000개소 선택하고, 각 영역 내의 오목부의 수를 광학 현미경으로 계측했다. 그리고, 각 영역에서 계측된 개수의 총 수를 영역의 총 면적으로 나눔으로써, 오목부의 면 밀도를 산출하였다. 이 결과, 오목부의 면 밀도는 11,500개/㎟=1,150,000개/㎠였다.
(필러 배치 필름의 제작)
수지 필러(MA1006, (주) 닛폰 쇼쿠바이)를 준비하고, 이 수지 필러를 평균 직경이 5㎛가 되도록 분급했다. 또한, 수지 필러의 직경은, 수지 필러의 각 입자를 구로 간주했을 때의 직경, 즉 구 상당 직경이다. 또한, 평균 직경은, 수지 필러 직경의 산술 평균값이다. CV값은 20％ 이하였다. 이들 계측은 화상식 입도 분포계 FPIA3000(말번사제)을 사용하여 행했다. 이와 같이 하여 분급한 수지 필러를 필름형 원반의 표면에 살포하고, 계속해서, 필러를 천으로 닦음으로써, 원반 필름의 오목부에 필러를 충전했다.
다음에, 페녹시 수지(YP-50, 신닛테츠 스미킹 가가꾸(주)) 60질량부, 에폭시 수지(jER828, 미쯔비시 가가꾸(주)) 40질량부, 양이온계 경화제(SI-60L, 산신 가가꾸 고교(주)) 2질량부, 및 실리카 미립자(에어로실 RY200, 닛본 에어로실(주)) 20질량부를 함유하는 절연성 점착 조성물로 형성한 수지 필름을, 필름형 원반과 동일한 폭과 길이로 준비하고, 이 수지 필름을 필름형 원반의 수지 필러 배치면에 대하여, 온도 60℃, 압력 0.5MPa로 가압함으로써, 수지 필름에 수지 필러를 전사시키고, 동시에 수지 필름 중에 수지 필러를 매립한 후, 2㎝ 폭으로 슬릿하고, 각각 권취 코어에 권취함으로써, 수지 필러가 수지 필름의 표면과 동일 높이에 정육방 격자상으로 배치된 필러 배치 필름을 25 롤 얻었다. 각각의 필러 배치 필름 롤의 권취 코어측 단부와 권취 말단측 단부의 도전 입자의 개수 밀도를 측정한 바, 권취 코어측 단부(즉, 전사 개시 시의 개시 단부)쪽이 약간 높은 값을 나타냈다.
이 필러 배치 필름 롤을 일단 별도의 권취 코어에 다시 감아, 권취 말단측의 선단부 테두리(전사 개시 시의 테두리, 즉 기준 영역)를 개시점으로 하여 선단으로부터 0.1m, 1m, 5m, 10m, 30m, 35m, 50m, 50.1m, 60m, 75m, 90m, 90.2m, 100m의 각 지점의 필름 폭 방향 중심부의 필름 폭 방향 10㎜, 각 지점에서 긴 변 방향 5㎜의 면적에서 수지 필러의 배치와 응집 상태를 확인했다. 수지 필러의 응집(3개 이상의 연결체)은 관찰되지 않았다. 또한, 기준 영역에서의 필러의 배치에 대한, 각 지점의 정육방 격자상으로 배치된 필러 배치의 위치 어긋남에 관한 것이며, 0.5㎛(입자 직경의 10％) 이상 어긋나 있는 것을 위치 어긋남으로서 계측하고, 카운트된 필러수를 분모, 카운트된 필러수로부터 위치 어긋난 것을 뺀 것을 분자로 하여, 여기에 100을 곱한 수치를 각 지점의 「필러 배치의 일치율」로 하여 롤마다 복수 얻어진 일치율의 상가 평균을 구하고, 그 수치를 필러 배치 필름의 일치율로 했다.
얻어진 25개의 필러 배치 필름 롤은, 슬릿 전의 중심부에서 99.9％보다 큰, 높은 일치율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 다른 필름 롤에 대해서도 동일하게 확인한 바, 가장 낮은 일치율의 것에서도 90％ 이상인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 모든 필름 롤에서 적어도 1m 지점까지는 98％ 이상의 일치율을 나타내고 있었다. 또한, 일치율은 전사가 진행함에 따라 저하되는 경향을 나타냈다.
<비교예 1>
실시예 1에서 사용한 필름형 원반의 1m 지점이 중심이 되도록 하여 길이 30㎝로 재단하고, 얻어진 길이 30㎝의 필름형 원반을, 실시예 1의 조작을 50회 반복 사용하여 필러 배치 필름을 제작했다. 필름형 원반의 50회째 사용 시에 얻은 필러 배치 필름을, 실시예 1과 동일하게 슬릿해 평가함으로써, 비교예 1에서도 25개의 필러 배치 필름을 얻었다. 즉, 필름형 원반을 원통형으로 모방한 경우에 있어서의 50회전 째의 성능을 평가하고 있게 된다.
얻어진 25개의 필러 배치 필름 롤을 실시예 1과 동일하게 평가한 결과, 가장 높은 일치율을 나타내는 것이어도 90％ 미만인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 4개 이상의 응집의 발생이 복수 확인하게 되었다. 또한, 일치율은 전사가 진행됨에 따라 저하되는 경향을 나타냈다. 필러의 개수 밀도를 실시예 1의 동일한 지점의 것과 비교한 바, 현저하게 저하되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 필러 배열 필름은, 시장에서 입수 가능한 여러가지의 필러를 사용하여 구성되어, 대면적화해도 필러의 배치 위치의 정밀도가 높다. 따라서, 그의 적용 분야는 다방면에 미친다. 일례로서 일렉트로닉스 분야를 비롯해, 바이오 센서나 진단 디바이스와 같은 의료나 바이오, 헬스케어, 환경, 농업 등의 라이프 사이언스 분야에 유용하다.
1, 1A, 1B, 1C: 필러 배치 필름
2: 수지 필름
2p: 접평면
3a, 3b: 직사각형 영역
10: 제1 전자 부품
11a, 11b: 제1 전자 부품의 전극
12: 제2 전자 부품
13: 제2 전자 부품의 전극
D: 필러의 평균 입경
L1: 직사각형 영역의 필름 긴 변 방향의 길이
L2: 직사각형 영역의 폭
La: 필름 두께
Lb: 필러의 매립량
Lc: 필러 노출 부분의 직경
Ld: 필러 노출 부분의 둘레의 오목부의 최대 직경
Le: 필러 노출 부분의 둘레의 오목부의 최대 깊이
Lf: 필러의 바로 위의 수지에서의 오목부의 최대 깊이
P: 필러
Pa: 필러의 정상부

Claims (17)

  1. 소정의 필러가 길이가 긴 수지 필름에 규칙적으로 배치된 필러 배치 필름이며,
    상기 필러 배치 필름 내의, 필러의 평균 입경의 1000배 이상의 길이와, 0.2㎜ 이상의 폭을 갖는 소정 크기의 직사각형 영역끼리에서의 필러 배치의 일치율이 90％ 이상인 필러 배치 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필러 배치의 일치율이 98％ 이상인, 필러 배치 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직사각형 영역이, 필러 배치 필름의 긴 변 방향으로 반복 존재하는 필러 배치 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직사각형 영역이 필러 배치 필름 내의 임의의 직사각형 영역인, 필러 배치 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 직사각형 영역의 긴 변 방향이 필러 배치 필름의 긴 변 방향과 대략 평행이고, 직사각형 영역의 폭 방향이 필러 배치 필름의 짧은 변 방향과 대략 평행인 필러 배치 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러의 평균 입경이 400㎚ 이상인, 필러 배치 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러의 평균 입경이 100㎛ 이하인, 필러 배치 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 임의의 직사각형 영역의 긴 변 방향의 길이가 필러의 평균 입경의 50000배 이하인, 필러 배치 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 임의의 직사각형 영역의 짧은 변 방향의 폭이 500㎜ 이하인, 필러 배치 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 필러 배치 필름의 필름 길이가 5m 이상 5000m 이하인, 필러 배치 필름.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러의 개수 밀도가 100개/㎠ 이상 50,000,000개/㎠ 이하인, 필러 배치 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러끼리가, 대략 동일한 형상을 갖는, 필러 배치 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러끼리가, 필러 배치 필름의 필름면 방향으로 동일 높이에 배치되어 있는, 필러 배치 필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 규칙적으로 배치된 필러 이외에, 별도 종류의 필러를 포함하는, 필러 배치 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 필러 근방의 수지 필름의 표면이, 인접하는 필러간의 중앙부에서의 수지 필름의 접평면에 대하여 오목부 또는 굴곡부를 갖는, 필러 배치 필름.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 필러 배치 필름이 권취 코어에 감긴 필름 권장체.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 필러 배치 필름의 관리 방법이며, 필러 본래의 배치에 대하여 누락이 있는 영역, 비배치 영역, 또는 상이한 배치 영역의 전후에 미리 마킹하는 것 또는 이들 영역을 기록하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
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