WO2011043367A1 - 導電性薄膜構造体、及び導電性薄膜構造体の製造方法 - Google Patents

導電性薄膜構造体、及び導電性薄膜構造体の製造方法 Download PDF

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a conductive thin film structure including a substrate, a thin wire structure formed on the substrate, and a transparent electrode formed on the substrate so as to cover the thin wire structure, and the conductive thin film structure
  • the present invention relates to a method for manufacturing a body.
  • touch panels have been used as input devices for electronic devices such as bank ATMs, portable information terminals, car navigation systems, and multifunction devices.
  • the touch panel is a device that performs an operation according to an image displayed on the screen, and is widely used as an input device that can be easily understood by elderly people.
  • the demand for touch panels is expected to increase in the future.
  • the touch panel is used in combination with a display device such as a liquid crystal panel or an organic EL panel.
  • a transparent electrode is used in order to efficiently apply sunlight to a semiconductor substrate that generates electrons.
  • the transparent electrode for example, an indium oxide film (ITO) doped with tin is used.
  • ITO indium oxide film
  • a touch panel a liquid crystal panel, an organic EL panel, and the like (hereinafter sometimes abbreviated as a touch panel)
  • a transparent electrode similar to a solar cell is used to show an image on the display to the operator. Therefore, in solar cell panels, touch panels, and the like, it is desired to increase the transparency (light transmittance) of the transparent electrode as much as possible.
  • the film thickness of the transparent electrode must be increased. In this case, the light transmittance is reduced and the raw material cost is increased. For this reason, the technique which makes high light transmittance and low resistance value compatible is indispensable for the transparent electrode used for a solar cell panel, a touch panel, etc.
  • an auxiliary electrode is formed on the substrate by a sputtering method in order to reduce the resistance value of the entire solar cell electrode.
  • the auxiliary electrode is formed in a mesh shape so as not to impair the transparency of the transparent conductive thin film formed in the subsequent step. Note that the same sputtering method as that for the auxiliary electrode is performed on the transparent conductive thin film formed in the subsequent step.
  • Patent Document 1 when the mesh auxiliary electrode is formed by using the sputtering method, the substrate is subjected to a mask process according to the mesh shape in advance, or an etching process according to the mesh shape after the sputtering. It is necessary to do. For this reason, it is difficult to manufacture the electrode for solar cells efficiently. Further, as in Patent Document 1, when the auxiliary electrode and the transparent conductive thin film are formed on the substrate by sputtering, in order to obtain alignment accuracy between the substrate and the auxiliary electrode and the transparent conductive thin film, mask processing and The etching process needs to be performed precisely and requires skill.
  • sputtering is a method in which argon ions collide with a target electrode material under reduced pressure, and the electrode material blown off by the impact adheres to the substrate to form a film. Then, the types of applicable substrates are limited.
  • a large-scale apparatus such as an argon gas supply source, a high-voltage power source, a vacuum chamber, a vacuum pump, or the like is required. Therefore, the burden of equipment cost and maintenance cost is large.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a conductive thin film structure having better quality than before. Another object of the present invention is to provide a method for producing a conductive thin film structure that can be carried out more efficiently and at a lower cost than in the past.
  • the conductive thin film structure according to the present invention is characterized by a substrate, a fine wire structure formed on the substrate, and a thin wire structure formed on the substrate so as to cover the fine wire structure.
  • a transparent thin-film structure, wherein the fine wire structure and the transparent electrode are continuously formed by performing gravure offset printing on the substrate using a gravure roll and an offset roll.
  • the offset roll has a surface covered with a blanket material.
  • the conventional conductive thin film structure is manufactured by sputtering, it is difficult to manufacture efficiently, and the substrate, thin wire structure (auxiliary electrode) and transparent It was difficult to achieve alignment accuracy with the electrode (transparent conductive thin film). Moreover, since the kind of board
  • gravure offset printing is performed using an offset roll whose surface is covered with a gravure roll and a blanket material, and the fine line structure and the fine line structure are covered on the substrate. A transparent electrode is continuously formed.
  • this gravure offset printing can be performed at high speed by rotation of the gravure roll and the offset roll, it is possible to efficiently form the fine line structure and the transparent electrode on the substrate. Moreover, since the gravure roll and the offset roll are easy to adjust mechanically and can be rotated precisely, the alignment accuracy between the substrate, the fine wire structure, and the transparent electrode can be improved. Furthermore, this configuration does not require expensive and large-scale equipment as in the conventional sputtering method. Therefore, the types of applicable substrates are wide, and the manufacturing cost of the conductive thin film structure can be reduced. Further, as compared with the conventional sputtering method, the amount of energy to be used can be reduced, and there is an advantage that no cleaning water is required.
  • the fine wire structure preferably has a line width of 10 ⁇ m or less, and the blanket material is set to have a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less.
  • a fine line structure having a line width of 10 ⁇ m or less is efficiently obtained by setting the blanket material covering the surface of the offset roll to a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less. It can be formed well and reliably.
  • the conductive thin film structure according to the present invention is preferably used as a component of a solar cell panel, a touch panel, a liquid crystal panel, or an organic EL panel.
  • a high quality conductive thin film structure that achieves both high light transmittance and low resistance can be provided efficiently and at low cost.
  • the characteristic configuration of the method for manufacturing a conductive thin film structure according to the present invention includes a fine line structure forming step for forming a fine line structure on a substrate, and the fine line structure on the substrate on which the fine line structure is formed.
  • the manufacturing method of the conductive thin film structure of this configuration has substantially the same effect as the above-described conductive thin film structure. That is, in the method for producing a conductive thin film structure of this configuration, gravure offset printing is performed using a gravure roll and an offset roll whose surface is covered with a blanket material, and the fine line structure and the fine line structure are formed on a substrate. A transparent electrode to be coated is continuously formed. Since this gravure offset printing can be performed at high speed by rotation of the gravure roll and the offset roll, it is possible to efficiently form the fine line structure and the transparent electrode on the substrate. Moreover, since the gravure roll and the offset roll are easy to adjust mechanically and can be rotated precisely, the alignment accuracy between the substrate, the fine wire structure, and the transparent electrode can be improved.
  • this configuration does not require expensive and large-scale equipment as in the conventional sputtering method, so that the types of applicable substrates are wide and the manufacturing cost of the conductive thin film structure can be reduced. Further, as compared with the conventional sputtering method, the amount of energy to be used can be reduced, and there is an advantage that no cleaning water is required.
  • the fine wire structure has a line width of 10 ⁇ m or less, and the blanket material is set to have a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less.
  • the manufacturing method of the conductive thin film structure of this configuration has substantially the same effect as the above-described conductive thin film structure. That is, the manufacturing method of the conductive thin film structure of this configuration is such that the blanket material that covers the surface of the offset roll is set to a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less, so that a fine fine wire having a line width of 10 ⁇ m or less. The structure can be formed efficiently and reliably.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the manufacturing apparatus of the electroconductive thin film structure for enforcing the manufacturing method of the electroconductive thin film structure of this invention. It is a perspective view which illustrates the structure of the electroconductive thin film structure of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a conductive thin film structure manufacturing apparatus 100 for carrying out the method of manufacturing a conductive thin film structure of the present invention.
  • the conductive thin film structure manufacturing apparatus 100 includes a belt conveyor unit 10, a thin wire structure forming unit 20, and a transparent electrode forming unit 30.
  • the belt conveyor unit 10 includes a driving roller 11 driven by a motor, a driven roller 12 arranged in a set with the driving roller 11, and a belt 13 connecting the driving roller 11 and the driven roller 12.
  • the driving roller 11 and the driven roller 12 are rotated in the clockwise direction. Accordingly, the substrate 1 placed on the belt 13 moves from left to right in the drawing.
  • the fine line structure forming unit 20 includes a gravure roll 21 and an offset roll 22 as main components.
  • the gravure roll 21 is a metal cylinder, and an intaglio 21a serving as a mold of a thin wire structure is formed on the surface of the cylinder.
  • the intaglio 21a is filled with a conductive paste that is a material having a thin wire structure supplied from a raw material supply source (not shown). Excess conductive paste protruding from the intaglio 21a is removed by the blade 21b.
  • the offset roll 22 is formed of a metal cylinder similar to the gravure roll 21, and the surface thereof is covered with a blanket material 22a.
  • the blanket material 22 a of the offset roll 22 is in contact with the gravure roll 21.
  • the conductive paste filled in the intaglio 21a of the gravure roll 21 is transferred to the surface of the blanket material 22a of the offset roll 22.
  • the transferred conductive paste is printed on the surface of the substrate 1 conveyed by the belt conveyor unit 10.
  • the substrate 1 is sandwiched between the offset roll 22 and the pressure roll 23 and is pressure-bonded.
  • offset printing can be reliably performed on the surface of the substrate 1 by performing this pressure bonding step.
  • the “thin line structure forming step” of the present invention is executed. After the conductive paste is printed on the substrate 1, the offset roll 22 is brought into pressure contact with the metal roller cylinder 24, and the conductive paste remaining on the surface of the blanket material 22a is precisely removed.
  • the transparent electrode forming unit 30 has substantially the same structure as the fine line structure forming unit 20. That is, the transparent electrode forming unit 30 includes, as main constituent elements, a gravure roll 31 formed of a metal cylinder having an intaglio 31a on the surface, and a metal cylinder, and the surface thereof is a blanket material 32a.
  • the transparent electrode material filled in the intaglio 31a is transferred to the surface of the blanket material 32a of the offset roll 32.
  • the transferred transparent electrode material is printed on the surface of the substrate 1 conveyed by the belt conveyor unit 10.
  • the fine line structure 2 is already printed on the substrate 1 by the fine line structure forming unit 20. Therefore, the transparent electrode material is printed from above the thin line structure 2.
  • the substrate 1 is sandwiched between the offset roll 32 and the pressure roll 33 and is pressure bonded. Thereby, the fine wire structure 2 and the transparent electrode 3 covering the thin wire structure 2 are formed on the substrate 1.
  • the “transparent electrode forming step” of the present invention is executed. After the transparent electrode forming step, a drying step or a heating step can be performed as necessary.
  • the offset roll 32 is brought into pressure contact with the metal roller cylinder 34, and the transparent electrode material remaining on the surface of the blanket material 32a is precisely removed.
  • the gravure rolls 21 and 31 and the offset rolls 22 and 32 are used, and the gravure offset printing is performed on the substrate 1, whereby the fine wire structure 2 and the transparent electrode 3 are formed on the substrate 1. It can be formed continuously.
  • the fine line structure 2 and the transparent electrode 3 can be efficiently formed on the substrate 1 by rotating the gravure rolls 21 and 31 and the offset rolls 22 and 32 at high speed.
  • the gravure rolls 21 and 31 and the offset rolls 22 and 32 are easy to adjust mechanically and can be rotated precisely, the alignment accuracy between the substrate 1, the thin wire structure 2 and the transparent electrode 3 is improved. It can be good.
  • the transparent electrode 3 can be printed at an appropriate position with respect to the fine line.
  • the method using gravure offset printing of the present invention does not require expensive and large-scale equipment as in the conventional sputtering method, so the types of applicable substrates are wide-ranging, such as solar cell panels, touch panels, liquid crystal panels, Or the manufacturing cost of the electroconductive thin film structure used suitably as components, such as an organic electroluminescent panel, can be reduced. Further, as compared with the conventional sputtering method, the amount of energy to be used can be reduced, and there is an advantage that no cleaning water is required.
  • the blanket material 22a covering the surface of the offset roll 22 in the thin wire structure forming unit 20 it is preferable to set the blanket material 22a covering the surface of the offset roll 22 in the thin wire structure forming unit 20 to a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less. Thereby, it is possible to continue printing stably while reducing the line width of the thin line structure 2 to 10 ⁇ m or less.
  • the thickness of the blanket material 22a is 3 mm or less, the conductive paste soaks into the blanket material 22a and easily reaches the saturation point, the maintenance frequency of the offset roll 22 increases, and the production efficiency of the conductive thin film structure decreases. There is a fear.
  • the upper limit of the thickness of the blanket material 22a is preferably 30 mm or less.
  • the blanket material may be deformed due to an increase in weight, and the alignment accuracy during printing may be reduced.
  • the lower limit of rubber shore hardness is 2. If the rubber shore hardness is less than 2, the blanket material becomes a gel, and as a result, the roll shape of the offset roll 22 may be deformed.
  • the high-quality fine wire structure 2 can be formed efficiently and reliably.
  • the blanket material 32 a covering the surface of the offset roll 32 is also preferably set to the same conditions as the blanket material 22 a of the thin wire structure forming unit 20.
  • the thin wire structure 2 can be reliably covered while making the thickness of the transparent electrode 3 as thin as possible.
  • the high-quality transparent electrode 3 can be formed efficiently and reliably.
  • Examples of materials that can be used for the blanket materials 22a and 32a include elastic materials such as silicone resins, fluorine resins, urethane resins, synthetic rubbers, and natural rubbers.
  • the silicone-based resin has high durability and oil resistance, and has a sufficient stiffness with sufficient elasticity, and is particularly suitable for performing gravure offset printing on a hard substrate.
  • the blanket material used in this embodiment is a two-component addition reaction curable liquid silicone rubber “Elastosil (registered trademark)” manufactured by Wacker Chemie.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the conductive thin film structure 5 of the present invention.
  • the conductive thin film structure 5 is manufactured by the manufacturing method of the conductive thin film structure 5 described above.
  • the conductive thin film structure 5 includes a substrate 1, a fine wire structure 2 formed on the substrate 1, and a transparent electrode 3 formed on the substrate 1 so as to cover the fine wire structure 2.
  • the substrate 1 may be a hard substrate (eg, metal, glass, hard resin, etc.), or may be a soft substrate (eg, rubber, wood, soft resin, etc.).
  • the thin wire structure 2 and the transparent electrode 3 are continuously formed by performing gravure offset printing on the substrate 1 using the above-described gravure rolls 21 and 31 and offset rolls 22 and 32.
  • the surfaces of the offset rolls 22 and 32 are covered with blanket materials 22a and 32a, respectively.
  • the blanket materials 22a and 32a are preferably set to a thickness of 3 mm or more and a rubber shore hardness of 20 or less. Thereby, it becomes easy to reduce the line width of the thin line structure 2 to 10 ⁇ m or less.
  • the fine thin wire structure 2 can be efficiently and reliably formed, and the transparent electrode 3 can be efficiently and reliably formed on the thin wire structure 2 with high alignment accuracy. Can do.
  • the conductive thin film structure 5 of the present invention is a high quality conductive thin film structure that achieves both high light transmittance and low resistance, and in particular, a solar cell panel, a touch panel, a liquid crystal panel, or an organic EL. It can be suitably used as a panel component.
  • the conductive thin film structure 5 having a two-layer structure in which the thin wire structure 2 and the transparent electrode 3 are formed on the substrate 1 has been described.
  • a gravure offset printing unit including a gravure roll and an offset roll may be added according to the number of layers in the conductive thin film structure manufacturing apparatus.
  • both the fine wire structure 2 and the transparent electrode 3 are formed by gravure offset printing.
  • the fine line structure 2 can be formed by gravure offset printing, and the transparent electrode 3 can be formed by other methods.
  • the conductive thin film structure 5 and the method of manufacturing the conductive thin film structure 5 according to the present invention have a solar cell panel, a touch panel, a liquid crystal panel, or an organic material whose demand is expected to increase in the future.
  • the present invention can be suitably used for EL panel components and methods for manufacturing the components.

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Abstract

従来よりも品質が良好な導電性薄膜構造体を提供する。 基板１と、基板１の上に形成された細線構造２と、細線構造２を被覆するように基板１の上に形成された透明電極３と、を備えた導電性薄膜構造体５であって、細線構造２及び透明電極３は、グラビアロール２１，３１及びオフセットロール２２，３２を使用して基板１にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成されたものであり、オフセットロール２２，３２はブランケット材２２ａ，３２ａで表面が被覆されている。

Description

導電性薄膜構造体、及び導電性薄膜構造体の製造方法
本発明は、基板と、基板の上に形成された細線構造と、細線構造を被覆するように基板の上に形成された透明電極とを備えた導電性薄膜構造体、及び当該導電性薄膜構造体の製造方法に関する。
近年、太陽電池パネルを利用して電力を賄う太陽光発電システムが普及し始めている。特に、最近の環境意識の高まりや、政府の補助金制度の推進もあり、今後、太陽光発電システムの需要は、一般家庭用及び産業用ともに益々増加するものと予想される。
また、近年、銀行ＡＴＭ、携帯型情報端末、カーナビゲーションシステム、複合機等の電子機器の入力装置として、タッチパネルが多く使用されている。タッチパネルは、画面に表示される画像に従って操作を行うデバイスであり、お年寄などにも直感的に理解し易い入力装置として普及している。タッチパネルの需要も今後、益々増加するものと予想される。タッチパネルは、液晶パネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスと組み合わせて使用される。
ところで、太陽電池パネルでは、電子を発生させる半導体基板に太陽光を効率よく当てるために透明電極が使用されている。この透明電極には、例えば、スズをドープした酸化インジウム膜（ＩＴＯ）等が使用される。タッチパネル、液晶パネル、有機ＥＬパネル等（以下、タッチパネル等と省略する場合がある。）においても、ディスプレイの画像を操作者に示すために太陽電池と同様の透明電極が使用されている。従って、太陽電池パネル及びタッチパネル等においては、透明電極の透明度（光透過率）をできるだけ大きくすることが望まれている。その一方、太陽電池パネル及びタッチパネル等において、十分に低い抵抗値を実現しようとすれば、透明電極の膜厚を大きくしなければならない。そうすると、光透過率の減少や、原料コストの増大を招くことになる。このため、太陽電池パネルやタッチパネル等に使用される透明電極には、高い光透過性と低い抵抗値とを両立する技術が不可欠となる。
この点に関し、従来技術として、基板の上に透明導電性薄膜を形成するに際し、両者の間に抵抗値の低い補助電極を設けたものがあった（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１の太陽電池用電極では、太陽電池用電極全体としての抵抗値を低減するため、基板の上に補助電極をスパッタ法により形成している。ここで、補助電極は、後工程において形成する透明導電性薄膜の透明性を損なわないようにメッシュ状に形成されている。なお、後工程において形成される透明導電性薄膜についても、補助電極と同様のスパッタ法が実行される。
特開２００４－２９６６６９号公報
ところが、特許文献１のように、スパッタ法を用いてメッシュ状補助電極を形成する場合、基板に対して予めメッシュ形状に合わせたマスク処理を施したり、スパッタリングの後でメッシュ形状に合わせてエッチング処理を行ったりする必要がある。このため、太陽電池用電極を効率的に製造することは困難である。また、特許文献１のように、スパッタ法で基板上に補助電極及び透明導電性薄膜を形成する場合、基板と補助電極及び透明導電性薄膜との位置合わせ精度を出すためには、マスク処理及びエッチング処理を精密に行う必要があり、熟練を要する。
さらに、スパッタ法は、減圧下でターゲットとなる電極材料にアルゴンイオンを衝突させ、その衝撃で弾き飛ばされた電極材料を基板に付着させ成膜するものであるが、このような過酷な環境下では、適用可能な基板の種類が限定される。そして、スパッタ法を実施するためには、アルゴンガス供給源、高圧電源、真空チャンバ、真空ポンプ等の大掛かりな装置が必要となる。従って、設備コスト及びメンテナンスコストの負担が大きい。
このように、現状においては、基板と補助電極及び透明導電性薄膜との位置合わせ精度を良好に維持しつつ、効率よく且つ低コストで製造し得る導電性薄膜構造体は未だ開発されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも品質が良好な導電性薄膜構造体を提供することを目的とする。また、本発明は、従来よりも効率よく且つ低コストで実施可能な導電性薄膜構造体の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明に係る導電性薄膜構造体の特徴構成は、基板と、前記基板の上に形成された細線構造と、前記細線構造を被覆するように前記基板の上に形成された透明電極と、を備えた導電性薄膜構造体であって、前記細線構造及び前記透明電極は、グラビアロール及びオフセットロールを使用して前記基板にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成されたものであり、前記オフセットロールはブランケット材で表面が被覆されていることにある。
背景技術の項目で説明したように、従来の導電性薄膜構造体は、スパッタ法で製造されるものであるため、効率的な製造が困難であるとともに、基板と細線構造（補助電極）及び透明電極（透明導電性薄膜）との位置合わせ精度を出すことが困難であった。また、基板の種類が限定されるとともに、大掛かりな設備を要するため、コスト高の原因となっていた。
この点、本構成の導電性薄膜構造体では、グラビアロール及びブランケット材で表面が被覆されたオフセットロールを使用してグラビアオフセット印刷が行われ、基板の上に細線構造と当該細線構造を被覆する透明電極とが連続的に形成される。このグラビアオフセット印刷は、グラビアロール及びオフセットロールの回転により高速で実施することができるため、効率よく基板上に細線構造と透明電極とを形成することができる。また、グラビアロール及びオフセットロールは、機械的な調整が容易であるとともに精密に回転させることができるので、基板と細線構造及び透明電極との位置合わせ精度を良好なものとすることができる。
さらに、本構成では、従来のスパッタ法のような高価で大掛かりな設備も要らないので、適用可能な基板の種類が広範であり、導電性薄膜構造体の製造コストを低減することができる。また、従来のスパッタ法と比べて、使用するエネルギーの量を低減することができ、洗浄水が要らないという利点も有する。
本発明に係る導電性薄膜構造体において、前記細線構造は１０μｍ以下の線幅を有し、前記ブランケット材は厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定されていることが好ましい。
本構成の導電性薄膜構造体であれば、オフセットロールの表面を被覆するブランケット材を、厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定することにより、１０μｍ以下の線幅を有する微細な細線構造を効率よく、且つ確実に形成することができる。
本発明に係る導電性薄膜構造体において、太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネルの部品として使用されることが好ましい。
本構成の導電性薄膜構造体であれば、高い光透過率と低い抵抗値とを両立する高品質な導電性薄膜構造体を、効率よく且つ低コストで提供することができるので、今後、需要が益々増加することが予想される太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネルの部品として好適に使用することができる。
上記課題を解決するための本発明に係る導電性薄膜構造体の製造方法の特徴構成は、基板の上に細線構造を形成する細線構造形成工程と、前記細線構造を形成した基板の上に前記細線構造を覆う透明電極を形成する透明電極形成工程と、を包含する導電性薄膜構造体の製造方法であって、前記細線構造及び前記透明電極は、グラビアロール及びオフセットロールを使用して前記基板にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成され、前記オフセットロールはブランケット材で表面が被覆されていることにある。
本構成の導電性薄膜構造体の製造方法は、上述した導電性薄膜構造体と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の導電性薄膜構造体の製造方法は、グラビアロール及びブランケット材で表面が被覆されたオフセットロールを使用してグラビアオフセット印刷が行われ、基板の上に細線構造と当該細線構造を被覆する透明電極とが連続的に形成される。このグラビアオフセット印刷は、グラビアロール及びオフセットロールの回転により高速で実施することができるため、効率よく基板上に細線構造と透明電極とを形成することができる。また、グラビアロール及びオフセットロールは、機械的な調整が容易であるとともに精密に回転させることができるので、基板と細線構造及び透明電極との位置合わせ精度を良好なものとすることができる。
さらに、本構成では、従来のスパッタ法のような高価で大掛かりな設備も要らないので、適用可能な基板の種類が広範であり、導電性薄膜構造体の製造コストを低減することができる。また、従来のスパッタ法と比べて、使用するエネルギーの量を低減することができ、洗浄水が要らないという利点も有する。
本発明に係る導電性薄膜構造体の製造方法において、前記細線構造は１０μｍ以下の線幅を有し、前記ブランケット材は厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定されていることが好ましい。
本構成の導電性薄膜構造体の製造方法は、上述した導電性薄膜構造体と実質的に同じ作用効果を奏する。すなわち、本構成の導電性薄膜構造体の製造方法は、オフセットロールの表面を被覆するブランケット材を、厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定することにより、１０μｍ以下の線幅を有する微細な細線構造を効率よく、且つ確実に形成することができる。
本発明の導電性薄膜構造体の製造方法を実施するための導電性薄膜構造体の製造装置の模式図である。 本発明の導電性薄膜構造体の構造を例示する斜視図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。初めに、本発明の導電性薄膜構造体の製造方法について図１を参照しながら説明し、次に、本発明の導電性薄膜構造体について図２を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図せず、それらと均等な構成も含む。
〔導電性薄膜構造体の製造方法〕
図１は、本発明の導電性薄膜構造体の製造方法を実施するための導電性薄膜構造体の製造装置１００の模式図である。導電性薄膜構造体の製造装置１００は、ベルトコンベヤユニット１０、細線構造形成ユニット２０、及び透明電極形成ユニット３０を備えている。
ベルトコンベヤユニット１０は、モータによって駆動される駆動ローラ１１、駆動ローラ１１とセットで配置された従動ローラ１２、及び駆動ローラ１１と従動ローラ１２とを連結するベルト１３を備えている。図１では、駆動ローラ１１及び従動ローラ１２は時計回り方向に回転している。従って、ベルト１３の上に載せられた基板１は、図示においては左から右の方向に移動する。
細線構造形成ユニット２０は、主な構成要素として、グラビアロール２１、及びオフセットロール２２を備えている。グラビアロール２１は、金属製の筒体であり、当該筒体の表面に細線構造の型となる凹版２１ａが形成されている。そして、この凹版２１ａに原料供給源（図示せず）から供給された細線構造の材料となる導電ペーストが充填される。凹版２１ａからはみ出た余分な導電ペーストは、ブレード２１ｂにより除去される。
オフセットロール２２は、グラビアロール２１と同様に金属製の筒体で構成され、その表面がブランケット材２２ａで被覆されている。オフセットロール２２のブランケット材２２ａはグラビアロール２１と接している。これにより、グラビアロール２１の凹版２１ａに充填された導電ペーストは、オフセットロール２２のブランケット材２２ａの表面に転写される。そして、転写された導電ペーストは、ベルトコンベヤユニット１０によって運搬されてくる基板１の表面に印刷される。印刷の際、基板１はオフセットロール２２と圧着ロール２３とに挟まれて圧着される。特に、基板１が硬質の基板である場合、この圧着工程を行うことにより、基板１の表面に確実にオフセット印刷を施すことができる。このようにして、本発明の「細線構造形成工程」が実行される。基板１への導電ペーストの印刷後、オフセットロール２２は金属製のローラーシリンダ２４と圧接させられ、ブランケット材２２ａの表面に残留する導電ペーストが精密に除去される。
透明電極形成ユニット３０は、細線構造形成ユニット２０と実質的に同じ構造を有している。すなわち、透明電極形成ユニット３０は、主な構成要素として、表面に凹版３１ａを有する金属製の筒体で構成されたグラビアロール３１、及び金属製の筒体で構成され、その表面がブランケット材３２ａで被覆されているオフセットロール３２を備えている。先ず、原料供給源（図示せず）から供給される透明電極材料（例えば、スズドープ酸化インジウム）がグラビアロール３２の表面の凹版３１ａに充填される。凹版３１ａに充填された透明電極材料は、オフセットロール３２のブランケット材３２ａの表面に転写される。そして、転写された透明電極材料は、ベルトコンベヤユニット１０によって運搬されてくる基板１の表面に印刷される。ここで、基板１には、細線構造形成ユニット２０によって既に細線構造２が印刷されている。従って、透明電極材料の印刷は細線構造２の上から行われる。印刷の際、基板１はオフセットロール３２と圧着ロール３３とに挟まれて圧着される。これにより、細線構造２と、それを覆う透明電極３とが基板１上に形成される。このようにして、本発明の「透明電極形成工程」が実行される。透明電極形成工程の後は、必要に応じて、乾燥工程や加熱工程を行うことができる。また、基板１への透明電極材料の印刷後、オフセットロール３２は金属製のローラーシリンダ３４と圧接させられ、ブランケット材３２ａの表面に残留する透明電極材料が精密に除去される。
本発明の製造装置１００によれば、グラビアロール２１及び３１、ならびにオフセットロール２２及び３２を使用し、基板１にグラビアオフセット印刷を行うことにより、当該基板１上に細線構造２及び透明電極３を連続的に形成することができる。このグラビアオフセット印刷においては、グラビアロール２１及び３１、ならびにオフセットロール２２及び３２を高速で回転させることにより、効率よく基板１上に細線構造２と透明電極３とを形成することができる。また、グラビアロール２１及び３１、ならびにオフセットロール２２及び３２は、機械的な調整が容易であるとともに精密に回転させることができるので、基板１と細線構造２及び透明電極３との位置合わせ精度を良好なものとすることができる。例えば、細線構造２の線幅が１０μｍ以下の微細配線であっても、当該微細配線に対して透明電極３を適切な位置に印刷することが可能となる。さらに、本発明のグラビアオフセット印刷を用いる方法では、従来のスパッタ法のような高価で大掛かりな設備も要らないので、適用可能な基板の種類が広範であり、太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネル等の部品として好適に使用される導電性薄膜構造体の製造コストを低減することができる。また、従来のスパッタ法と比べて、使用するエネルギーの量を低減することができ、洗浄水が要らないという利点も有する。
導電性薄膜構造体を製造するにあたり、細線構造形成ユニット２０のうち、オフセットロール２２の表面を被覆するブランケット材２２ａを、厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定することが好ましい。これにより、細線構造２の線幅を１０μｍ以下にまで微細化しつつ、安定して印刷を継続することができる。ブランケット材２２ａの厚みが３ｍｍ以下になると、ブランケット材２２ａに導電ペーストが染み込んで早期に飽和点に達し易くなり、オフセットロール２２のメンテナンス頻度が高まって、導電性薄膜構造体の生産効率が低下するおそれがある。ブランケット材２２ａの厚みの上限値は、本発明の場合、３０ｍｍ以下のものが好ましい。ブランケット材の厚みが３０ｍｍを超えると、重量増加によるブランケット材の変形が発生し、印刷時における位置合わせ精度が低下するおそれがある。ゴムショア硬度の下限値は２である。ゴムショア硬度が２を下回ると、ブランケット材がゲル状を呈するようになり、その結果、オフセットロール２２のロール形状が変形してしまうおそれがある。本発明の範囲内であれば、高品質な細線構造２を効率よく、且つ確実に形成することができる。
透明電極形成ユニット３０のうち、オフセットロール３２の表面を被覆するブランケット材３２ａについても、細線構造形成ユニット２０のブランケット材２２ａと同条件に設定することが好ましい。これにより、透明電極３の厚みを極力薄くしながら細線構造２を確実に被覆することができる。その結果、高品質な透明電極３を効率よく、且つ確実に形成することができる。
ブランケット材２２ａ及び３２ａに使用可能な材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂、合成ゴム、天然ゴム等の弾性材料を採用することができる。特に、シリコーン系樹脂は、耐久性、耐油性が高く、さらに、十分な弾性とともに適度にコシを有しているので、特に、硬質の基板に対してグラビアオフセット印刷を行うには好適である。本実施形態において使用しているブランケット材は、ワッカー・ケミー社製の２液付加反応硬化型の液状シリコーンゴム「エラストジル（登録商標）」である。
〔導電性薄膜構造体〕
図２は、本発明の導電性薄膜構造体５の構造を例示する斜視図である。導電性薄膜構造体５は、上記の導電性薄膜構造体５の製造方法によって製造される。導電性薄膜構造体５は、基板１、当該基板１の上に形成された細線構造２、当該細線構造２を被覆するように基板１の上に形成された透明電極３を備えている。基板１は硬質基板（例えば、金属、ガラス、硬質樹脂等）であってもよいし、軟質基板（例えば、ゴム、木材、軟質樹脂等）であっても構わない。
細線構造２及び透明電極３は、前述のグラビアロール２１及び３１、ならびにオフセットロール２２及び３２を使用し、基板１にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成されたものである。ここで、オフセットロール２２及び３２は、夫々ブランケット材２２ａ及び３２ａで表面が被覆されている。ブランケット材２２ａ及び３２ａは、厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定されていることが好ましい。これにより、細線構造２の線幅を１０μｍ以下にまで微細化することが容易となる。また、そのような微細な細線構造２を効率よく、且つ確実に形成することができるとともに、細線構造２の上に、透明電極３を高い位置合わせ精度で、効率よく、且つ確実に形成することができる。また、本発明の導電性薄膜構造体５は、高い光透過率と低い抵抗値とを両立する高品質な導電性薄膜構造体であり、特に、太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネルの部品として好適に使用することができる。
〔別実施形態〕
＜１＞上記実施形態では、基板１の上に細線構造２及び透明電極３を形成する２層構造の導電性薄膜構造体５について説明した。しかし、本発明の技術思想を用いれば、例えば、細線構造の上に複数の透明電極層を積層するなどの３層構造以上の導電性薄膜構造体を製造することも可能である。この場合、導電性薄膜構造体の製造装置において、グラビアロール及びオフセットロールからなるグラビアオフセット印刷ユニットを積層数に応じて追加すればよい。
＜２＞上記実施形態では、細線構造２及び透明電極３の双方をグラビアオフセット印刷により形成した。しかし、基板１に対する細線構造２の位置合わせ精度のみが要求される場合は、細線構造２をグラビアオフセット印刷で形成し、透明電極３については他の方法により形成することも可能である。
本発明の導電性薄膜構造体５、及び導電性薄膜構造体５の製造方法は、上述したように、今後、需要が益々増加することが予想される太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネルの部品、及び当該部品の製造方法に好適に利用することができる。
１　　　基板
２　　　細線構造
３　　　透明電極
５　　　導電性薄膜構造体
２１　　細線構造印刷用グラビアロール
２２　　細線構造印刷用オフセットロール
２２ａ　細線構造印刷用ブランケット材
３１　　透明電極印刷用グラビアロール
３２　　透明電極印刷用オフセットロール
３２ａ　透明電極印刷用ブランケット材
１００　導電性薄膜構造体の製造装置

 

Claims (5)

  1. 基板と、
    前記基板の上に形成された細線構造と、
    前記細線構造を被覆するように前記基板の上に形成された透明電極と、
    を備えた導電性薄膜構造体であって、
    前記細線構造及び前記透明電極は、グラビアロール及びオフセットロールを使用して前記基板にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成されたものであり、前記オフセットロールはブランケット材で表面が被覆されている導電性薄膜構造体。
  2. 前記細線構造は１０μｍ以下の線幅を有し、前記ブランケット材は厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定されている請求項１に記載の導電性薄膜構造体。
  3. 太陽電池パネル、タッチパネル、液晶パネル、又は有機ＥＬパネルの部品として使用される請求項１又は２に記載の導電性薄膜構造体。
  4. 基板の上に細線構造を形成する細線構造形成工程と、
    前記細線構造を形成した基板の上に前記細線構造を覆う透明電極を形成する透明電極形成工程と、
    を包含する導電性薄膜構造体の製造方法であって、
    前記細線構造及び前記透明電極は、グラビアロール及びオフセットロールを使用して前記基板にグラビアオフセット印刷を行うことにより連続的に形成され、前記オフセットロールはブランケット材で表面が被覆されている導電性薄膜構造体の製造方法。
  5. 前記細線構造は１０μｍ以下の線幅を有し、前記ブランケット材は厚み３ｍｍ以上、ゴムショア硬度２０以下に設定されている請求項４に記載の導電性薄膜構造体の製造方法。

     
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