WO2018173402A1 - 構造物及び構造物の製造方法 - Google Patents

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WO2018173402A1
WO2018173402A1 PCT/JP2017/046400 JP2017046400W WO2018173402A1 WO 2018173402 A1 WO2018173402 A1 WO 2018173402A1 JP 2017046400 W JP2017046400 W JP 2017046400W WO 2018173402 A1 WO2018173402 A1 WO 2018173402A1
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metal wire
fine
film substrate
metal
film
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PCT/JP2017/046400
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English (en)
French (fr)
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大屋　秀信
正好 山内
小俣　猛憲
直人 新妻
星野　秀樹
一歩 浦山
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas

Definitions

  • the present invention relates to a structure and a method for manufacturing the structure, and more specifically, provided on both surfaces of the film substrate when the film substrate is deformed to form a non-planar surface along a non-planar portion of the structure.
  • the present invention relates to a structure capable of preventing disconnection of a formed metal fine line pattern portion and reducing visual discomfort and a method for manufacturing the structure.
  • Patent Document 1 discloses a casing component of an electronic device having an antenna function and a capacitive touch panel function. Specifically, a mesh sheet provided with a metal mesh on one side is attached to a member having a curved surface portion corresponding to the outer shape of the casing to form a casing component.
  • the metal mesh is provided only on one side of the mesh sheet. Therefore, the mesh sheet has only one function selected from the function of the antenna and the function of the capacitive touch panel.
  • Patent Document 1 describes a problem that a thin wire constituting a metal mesh is disconnected when the mesh sheet is deformed so as to follow the outer shape of the housing. In order to solve this problem, it is disclosed that a specific mesh pattern is imparted to a metal mesh. However, this disconnection prevention technique is intended only for fine lines provided on one side of the mesh sheet. Patent Document 1 does not disclose the prevention of disconnection of fine wires provided on both surfaces of a film substrate.
  • an object of the present invention is to prevent disconnection of the fine metal wire pattern portions provided on both surfaces of the film base material when the film base material is deformed so as to be non-planar along the non-planar portion of the structure. And it is providing the structure and the manufacturing method of a structure which can reduce a visually uncomfortable feeling.
  • the thickness F of the film substrate is 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less
  • the thickness M of the fine metal wires on at least one surface of the film base is 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, 2.
  • the fine metal wire has a laminated structure of two or more layers, and has a base layer mainly composed of a metal selected from silver and copper, and a surface layer mainly composed of a metal selected from nickel, aluminum, zinc and tin
  • the structure according to any one of 1 to 5. 7).
  • the fine metal wire constituting at least a part of the fine metal wire pattern portion includes a non-linear shape,
  • the present invention when the film substrate is deformed so as to be non-planar along the non-planar portion of the structure, disconnection of the metal fine line pattern portions provided on both surfaces of the film substrate can be prevented, In addition, it is possible to provide a structure and a method for manufacturing the structure that can reduce visual discomfort.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure according to an embodiment. Sectional view taken along line (ii)-(ii) in FIG.
  • the figure which illustrates notionally the film base material which comprises the structure which concerns on one Embodiment
  • the figure explaining an example of a metal fine wire
  • the figure explaining an example of thermoforming The figure which illustrates the film base material which comprises the structure which concerns on other embodiment notionally.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure according to an embodiment, and shows a state in which a part of a film substrate covering the structure is cut out.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line (ii)-(ii) in FIG.
  • Structure 1 is composed of a structure 2 and a film substrate 3.
  • the structure 2 has a non-planar portion 21.
  • the “non-planar portion” is a portion that constitutes the surface of the structure 2 and may be a portion that is not included in one plane, and can be constituted by a curved surface or a combination of a plurality of planes. In this embodiment, the case where the non-planar part 21 is comprised by the curved surface is shown.
  • the film substrate 3 is provided so as to cover the non-planar portion 21 of the structure 2.
  • Thin metal wire pattern portions (not shown in FIGS. 1 and 2) are formed on both surfaces of the film substrate 3. This will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating the film base 3 constituting the structure 1 according to the embodiment.
  • the film substrate 3 is shown in a state before deformation (planar state).
  • the film substrate 3 is deformed so as to be non-planar along the non-planar portion 21 of the structure 2.
  • FIG. 3 corresponds to an enlarged view of the film base 3 constituting the region A (corresponding to the non-planar portion 21 of the structure 2) surrounded by a broken line in FIG.
  • metal thin line pattern portions 4 and 4 are respectively formed on the front surface 31 and the back surface 32 of the film substrate 3 (in the following description, both the front surface 31 and the back surface 32 are combined with both surfaces 31, 32.)
  • the fine metal wire pattern portion 4 is composed of a plurality of fine metal wires 41 arranged two-dimensionally on the film substrate 3.
  • the fine metal wires 41 constituting the fine metal wire pattern portion 4 on the surface 31 of the film substrate 3 are provided along the vertical direction as shown by the solid line in FIG. ing.
  • the thin metal wires 41 constituting the fine metal wire pattern portion 4 on the back surface 32 of the film substrate 3 are provided along the horizontal direction as shown by the broken lines in FIG. ing.
  • Each thin metal wire 41 provided on both surfaces 31 and 32 of the film substrate 3 includes a non-linear shape.
  • the fine metal wire 41 includes a wavy element as a non-linear shape.
  • the thin metal wire 41 includes a non-linear shape
  • the film base 3 is provided on both surfaces of the film base 3 even if the film base 3 is deformed to be non-planar along the non-planar portion 21 of the structure 2.
  • the effect of preventing disconnection of the fine metal wire 41 constituting the fine metal wire pattern portion 4 can be obtained.
  • the thin metal wire 41 including a non-linear shape functions like a spring and expands and contracts, thereby exhibiting followability to the deformation of the film substrate 3.
  • the elasticity of the spring by the thin metal wire 41 including the non-linear shape is exhibited in all directions including the longitudinal direction and the width direction of the thin metal wire 41. Further, this stretchability is exhibited in both the stretching direction and the shrinking direction. Therefore, the effect of preventing disconnection can be obtained regardless of the bending direction of the non-planar portion 21 of the structure 2. Therefore, it is not always necessary to consider the bending direction of the non-planar portion 21 of the structure 2 when patterning the thin metal wire 41. For example, it is also preferable to form the fine metal wires 41 in the same pattern for each of the non-planar portion 21 of the structure 2 and the planar portion of the structure 2.
  • the bent state is different between the front surface 31 and the back surface 32 of the film base 3.
  • the front surface 31 extends and the back surface 32 contracts.
  • the surface 31 shrinks and the back surface 32 extends.
  • the metal fine wires 41 on both surfaces 31 and 32 of the film base 3 have elasticity like a spring, so that both the expansion and contraction that occur simultaneously on both surfaces 31 and 32 of the film base 3 are prevented. The effect of preventing disconnection is exhibited. Therefore, even when the structure 2 has the convex non-planar portion 21, the concave non-planar portion 21, or both, the fine metal wires 31 and 32 on both surfaces 31 and 32 of the film substrate 3. The disconnection of 41 can be prevented.
  • the shape of the metal thin wire 41 as a whole may be curved, for example, to draw an arc, or may be linear as shown in FIG.
  • the term “linear” means that the centers of the amplitudes associated with the meandering of the fine metal wires 41 are arranged on a straight line.
  • the shape of the metal thin wire 41 as a whole here describes the state before the deformation of the film base 3, but the state before the deformation from the stretched state of the film base 3 even after the deformation. I can confirm.
  • each thin metal wire 41 provided on both surfaces 31 and 32 of the film base 3 includes a non-linear shape, an effect of reducing visual discomfort can be obtained. This will be described below.
  • the conventional metal mesh interferes with the pixel array included in the image display element. Can cause moiré and give a visual discomfort.
  • the metal thin wire 41 includes a non-linear shape, such interference is prevented, moire is less likely to occur, and visual discomfort is reduced. Such an effect is exhibited not only when the pixel array is provided but also when an element having a periodic pattern is provided, for example.
  • the film base 3 is transparent, if a metal mesh that does not include a non-linear shape is provided on both sides 31 and 32 of the film base 3, interference occurs between the metal meshes on both sides 31 and 32 and moire occurs. , Can give a visual discomfort. On the other hand, when the metal thin wire 41 includes a non-linear shape, such interference is prevented, moire is less likely to occur, and visual discomfort is reduced.
  • the film substrate 3 is not transparent and cannot be seen through, an effect of reducing visual discomfort can be obtained.
  • the conventional metal mesh interferes with the periodic pattern and causes moire. Can occur.
  • the metal thin wire 41 includes a non-linear shape, such interference is prevented, moire is less likely to occur, and visual discomfort is reduced.
  • an effect that hardly causes a visual discomfort is produced. can get.
  • the film substrate 3 on which the metal fine line pattern portions 4 and 4 are formed on both surfaces 31 and 32 can be used as, for example, a capacitive sensor or the like.
  • the X-direction position detection electrode and the Y-direction one detection electrode can be configured by the metal fine line pattern portions 4 and 4 on both surfaces 31 and 32, compared with the case where the metal fine line pattern portion is formed only on one side. Accurate position detection can be performed. Further, as described in “3. Applications”, the film base 3 in which the fine metal wire pattern portions 4 and 4 are formed on the both surfaces 31 and 32 also has an effect that it can be multi-functionalized by giving different functions to each side. .
  • the film substrate 3 preferably has a single layer structure (one sheet). Thereby, for example, compared with the case where the film substrate 3 has a laminated structure (for example, a case where two films are laminated), a positional deviation between the films occurs when the film is integrally formed with the structure 2. No effect is obtained. Thereby, the function (position detection function in the example of a touch sensor) by the metal thin wire
  • the combined fine metal wire density of the fine metal wire pattern portions 4 and 4 formed on both surfaces 31 and 32 of the film base material 3 is preferably less than 20%.
  • the fine metal wire density (%) is the percentage of the area covered with the fine metal wires 41 in the surface area of the film substrate 3 constituting the fine metal wire pattern portion 4.
  • the total fine metal wire density (%) is a value obtained by adding the fine metal wire densities (%) obtained for each of the front surface 31 and the back surface 32 of the film substrate 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the film base material 3 on which the fine metal wires 41 are formed, and shows a state in which the fine metal wires 41 are cut along a cross section orthogonal to the longitudinal direction.
  • the fine metal wire 41 has a two-layer laminated structure.
  • the thin metal wire 41 preferably has, as a laminated structure, a base layer 411 mainly composed of a metal selected from silver and copper, and an outer layer 412 mainly composed of a metal selected from nickel, aluminum, zinc and tin. Excellent conductivity is exhibited by the metal constituting the base layer 411. Further, the metal constituting the outer layer 412 can further improve the conductivity. Furthermore, the hiding effect is exhibited by providing the outer layer 412. The concealing effect is an effect that makes it difficult to visually recognize the thin metal wire 41.
  • the image displayed by the structure 2, the color of the structure 2, and the like can be viewed through the film substrate 3.
  • the metal fine line 41 becomes difficult to visually recognize due to the concealing effect, so that the image can be clearly recognized.
  • the fine metal wire may have a laminated structure of three or more layers.
  • the thin metal wire has a laminated structure of three or more layers, it can have one or more intermediate layers (not shown) between the base layer 411 and the outer layer 412 described above.
  • the metal thin wire may have a single layer structure.
  • middle layer or a single layer structure can be selected from the metal illustrated about the base layer 411 and the outer layer 412, for example.
  • the thickness F of the film substrate 3 is preferably 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and the thickness M of the fine metal wire 41 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. Furthermore, the M / F ratio is preferably 0.004 to 0.05, particularly when the thicknesses F and M are in the above ranges. Thereby, the electroconductivity of the metal fine wire 41 is ensured favorably, and the workability at the time of integral molding is also improved. Moreover, the effect by which the conduction
  • the above-described condition relating to the thickness M of the fine metal wire 41 only needs to be satisfied for the fine metal wire 41 on at least one of the both surfaces 31 and 32 of the film base 3. More preferably, this condition is satisfied for the thin metal wires 41 on both surfaces 31 and 32 of the film substrate 3.
  • the material of the structure 2 is not particularly limited, but is preferably a resin or the like.
  • the resin include polyethylene terephthalate (PET) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, polybutylene terephthalate resin, cellulose resin (polyacetyl cellulose, cellulose diacetate, cellulose triacetate, etc.), polyethylene resin, polypropylene resin, Methacrylic resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile- (poly) styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, poly (meth)
  • a thermoplastic resin is preferably used when the resin is melted during the molding of the structure 2 as in the insert molding described later.
  • the shape of the structure 2 only needs to have the above-described non-planar portion at any part of the surface of the structure 2.
  • the film substrate 3 examples include a transparent substrate.
  • the degree of transparency of the transparent substrate is not particularly limited, and the light transmittance may be anywhere from several% to several tens%, and the spectral transmittance may be any value. These light transmittance and spectral transmittance can be appropriately determined according to the application and purpose.
  • the material for the film substrate is not particularly limited, and is preferably a resin, for example.
  • resin what was illustrated as a material of the structure 2, for example can be used, and if these materials are used, favorable transparency can be provided to a base material.
  • the material of the thin metal wire 41 is not particularly limited as long as it is a metal, and examples thereof include silver, copper, nickel, aluminum, zinc, and tin.
  • a metal fine wire can be comprised by 1 type, or 2 or more types selected from these metals. When two or more kinds of metals are used in combination, two or more kinds of metals may be mixed and used, but as described above, it is preferable to form a laminated structure composed of a plurality of metal layers made of different metals.
  • the metal fine wire 41 may be configured as an aggregate of metal fine particles.
  • the followability of the thin metal wire 41 with respect to the deformation of the film substrate 3 is further improved, and disconnection is further prevented.
  • the metal thin wire 41 is appropriately thinned (in a sparse state) to improve stretchability.
  • each metal fine particle which comprises an aggregate does not necessarily need to be a completely independent particle
  • the thin metal wire 41 has a laminated structure, it is preferable that at least one layer, preferably at least one layer including the base layer 411, is constituted by an aggregate of metal fine particles.
  • a printing method using an ink containing fine metal particles can be used. This method will be described in more detail in “2. Manufacturing method of structure” below.
  • the structure is constituted by the structure 2 and the film substrate 3 provided with the metal fine line pattern portions 4 on both sides, as described in the above “1. structure”.
  • the fine metal wire pattern portion 4 When forming the fine metal wire pattern portion 4 on the film base 3, a printing method, photolithography, or the like is used, and the printing method is particularly preferably used.
  • the printing method for example, an ink containing metal fine particles can be applied on the substrate to form the metal fine wire 41 constituting the metal fine wire pattern portion 4.
  • the printing method is not particularly limited, and examples thereof include a screen printing method, a relief printing method, an intaglio printing method, an offset printing method, a flexographic printing method, an inkjet method, and the like. Among these, an inkjet method is preferable.
  • the droplet discharge method of the inkjet head in the inkjet method is not particularly limited, and examples thereof include a piezo method and a thermal method.
  • a line-like liquid 5 made of ink containing metal fine particles is applied on the surface 31 of the substrate 3.
  • a non-linear line-shaped liquid 5 including a wavy line element is formed.
  • a pair of fine metal wires 41 and 41 are formed by selectively depositing metal fine particles on both edges along the longitudinal direction of the line-shaped liquid 5.
  • the pair of fine metal wires 41 and 41 can be formed in parallel to each other.
  • the line width of the thin metal wire 41 is narrower than the line width of the line-like liquid 5 and can be set to, for example, 20 ⁇ m or less, 15 ⁇ m or less, and further 10 ⁇ m or less.
  • wire width of the metal fine wire 41 is not specifically limited, From viewpoints, such as providing stable electroconductivity, it can be 1 micrometer or more, for example. From the viewpoint of making it difficult to visually recognize the fine metal wire 41, the line width of the fine metal wire 41 is preferably less than 10 ⁇ m.
  • the fine metal wire 41 as an aggregate of fine metal particles can be formed thin and stably. Thereby, the followability of the fine metal wire 41 with respect to the deformation of the film base 3 is further improved, and the disconnection is prevented more favorably.
  • Examples of the metal constituting the metal fine particles to be included in the ink include Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, and Ge. , Sn, Ga, In and the like. Among these, Au, Ag, and Cu are preferable, and Ag is particularly preferable.
  • the average particle diameter of the metal fine particles can be, for example, 1 to 100 nm, further 3 to 50 nm.
  • the average particle diameter is a volume average particle diameter, and can be measured by “Zeta Sizer 1000HS” manufactured by Malvern.
  • the solvent used in the ink is not particularly limited, and may include one or more selected from water and organic solvents.
  • the organic solvent include 1,2-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, alcohols such as propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether,
  • ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether.
  • the ink can contain other components such as a surfactant.
  • the surfactant is not particularly limited, and examples thereof include a silicon surfactant.
  • the concentration of the surfactant in the ink can be, for example, 1% by weight or less.
  • the drying method of the ink (line liquid) applied on the film substrate may be natural drying or forced drying.
  • the drying method used for forced drying is not particularly limited. For example, a method of heating the surface of the substrate to a predetermined temperature, a method of forming an air flow on the surface of the substrate, or the like can be used alone or in combination. .
  • the airflow can be formed by blowing or sucking using a fan or the like, for example.
  • Post-treatment can be applied to the fine metal wire formed on the substrate.
  • a baking process, a plating process, etc. are mentioned, for example. After performing the baking treatment, a plating treatment may be performed.
  • Examples of the baking treatment include light irradiation treatment and heat treatment.
  • light irradiation treatment for example, gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared rays (IR), microwaves, radio waves, and the like can be used.
  • heat treatment for example, hot air, a heating stage, a heating press, or the like can be used.
  • plating treatment examples include electroless plating and electrolytic plating.
  • the fine metal wires can be selectively plated using the conductivity of the fine metal wires.
  • a fine metal wire having the laminated structure shown in FIG. 4 can be formed.
  • a plurality of times of plating processes using different plating metals may be performed.
  • a plurality of metal layers can be laminated on the conductive thin wire by a plurality of plating processes.
  • the outer layer 412 can be laminated on the base layer 411 shown in FIG. 4 after laminating one or more metal layers as an intermediate layer.
  • the fine metal wire pattern portion 4 constituted by the fine metal wires 41 can be formed.
  • a film substrate 3 having metal pattern portions (not shown in FIG. 6) on both sides is supplied to molds 6a and 6b for forming a structure.
  • molten resin 20 for forming the structure 2 is injected into the molds 6a and 6b.
  • the resin 20 is injected so as to come into contact with the back surface 32 side of the film base 3.
  • the injected resin 20 is solidified by cooling to form the structure 2.
  • the resin 20 is fused to the back surface 32 of the film base 3, and the structure 2 and the film base 3 are integrated.
  • the film substrate 3 is deformed so as to form a non-planar surface along the non-planar portion 21 of the structure 2.
  • the film base material 3 is deformed (preformed) in advance before the molten resin is injected into the molds 6a and 6b.
  • the method of deforming the film base 3 include a method of performing molding such as pressure molding or vacuum / pressure forming while the film base 3 is heated and softened.
  • the film base 3 may be deformed by heat from the molten resin and an injection pressure.
  • the metal fine wires of the metal fine wire pattern portions on both surfaces of the film base material 3 include a non-linear shape, thereby obtaining an effect of preventing disconnection of the metal fine wires accompanying the deformation of the film base material 3.
  • the film substrate 3 may be supplied to the mold in a state where another layer (not shown) is laminated on the front surface 31 side or the back surface 32 side of the film base material 3. .
  • the structure 1 in which another layer is laminated between the film base 3 and the structure 2 or the structure 1 in which another layer is laminated on the surface of the film base 3 is provided. can get.
  • the thin metal wire includes a non-linear shape, thereby preventing the occurrence of moire and reducing the visual discomfort. .
  • the non-linear shape given to the fine metal wire includes a wavy element is mainly shown, but the present invention is not limited to this.
  • the non-linear shape should just contain the inclined line element which inclines with respect to the direction which connects the end from the one end of a metal fine wire at the shortest.
  • the inclined line element can be constituted by a straight line or a curved line. Further, by combining a plurality of inclined line elements, the above-described wavy line element or zigzag element can be applied to the fine metal wire 41.
  • FIG. 7 shows a state in which a zigzag element is added to the metal thin wire 41 as a non-linear shape.
  • the case where the coffee stain phenomenon is used will be described as an example.
  • the line-like liquid 5 shown in FIG. 5 may be formed in a zigzag shape.
  • the non-linear shape provided to the fine metal wire 41 includes an element that repeatedly meanders to the left and right with respect to the longitudinal direction of the fine metal wire 41, such as a wavy line element or a zigzag element.
  • the present invention is not limited to this.
  • the effect of the present invention is exhibited as long as the fine metal wire constituting at least a part of the fine metal wire pattern portion includes a non-linear shape.
  • Application The application of the structure 1 is not particularly limited, and can be used for various devices.
  • the fine metal wire 41 constituting the fine metal wire pattern portion 4 of the structure 1 can be used as a conductive member such as an electric wiring or an electrode according to the type of the device.
  • a conductive member such as an electric wiring or an electrode according to the type of the device.
  • one electrode may be constituted by a plurality of fine metal wires 41 arranged in parallel.
  • the fine metal wire pattern portions 4 and 4 formed on both surfaces of the film substrate 3 may be configured to exhibit one function on both surfaces, but perform different functions on each surface (one surface at a time). Preferably, it is configured.
  • a touch switch function for constituting a capacitance sensor can be given to the fine metal line pattern portion 4 on the back surface 32.
  • a heating element function can be imparted to the thin metal wire pattern portion 4 on the surface 31 by constituting a heating element (heater).
  • a heating element for heat generation, Joule heat generated by energization of the thin metal wire 41 can be used.
  • an antenna function for transmitting and receiving electromagnetic waves for communication or the like may be imparted to the thin metal wire pattern portion 4 on the surface 31.
  • the function of the fine metal wire pattern portion 4 may be interchanged between the front surface 31 and the back surface 32. Moreover, the function demonstrated as what is provided to the metal fine wire pattern part 4 of each surface may be provided as a function exhibited by the metal fine wire pattern parts 4 and 4 of both surfaces.
  • Example 1 The structure 2 having a non-planar portion and the film base 3 covering the non-planar portion 21 of the structure 2 are integrated by thermoforming by insert molding similar to that shown in FIG. A structure 1 similar to that shown was produced.
  • the fine metal wire pattern portions 4 and 4 are formed in advance on both surfaces of the film substrate 3 used for insert molding. Similarly to the one shown in FIG. 3, the fine metal wire 41 constituting the fine metal wire pattern portion 4 includes a wavy element as a non-linear shape.
  • the fine metal wire 41 was formed by a printing method using a coffee stain phenomenon (see FIG. 5).
  • Example 1 (Comparative Example 1) In Example 1, a structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the fine metal wires were linear.
  • Example 1 and Comparative Example 1 Evaluation method of disconnection rate About the structure obtained in Example 1 and Comparative Example 1, the thin metal wires 41 on both surfaces of the film substrate were observed with a microscope, and the disconnection rate (%) was calculated. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 ⁇ Evaluation of Example 1 and Comparative Example 1> From Table 1, it can be seen that in Example 1 in which a non-linear shape is imparted to the metal thin wire, disconnection of the metal thin wire can be prevented in comparison with Comparative Example 1 in which a linear shape is imparted to the metal thin wire. Moreover, in Example 1, it turns out that the effect which can reduce a visual discomfort is acquired. Furthermore, as a reference example, when a transparent film on which a lattice pattern was printed was superimposed on a transparent film on which no fine metal wires were formed, all 20 subjects answered that there was no sense of incongruity.
  • the film base material of the present invention in which the thin metal wire provided with the non-linear shape is formed is visually uncomfortable to the extent that there is no significant discoloration compared with the transparent film on which the thin metal wire is not formed. It can be seen that it can be reduced.
  • Example 2 In Example 1, the thickness F of the film substrate and the thickness M of the fine metal wires were changed as shown in Table 2, The structures according to 2-1 to 2-7 were manufactured. Here, the thickness M of the fine metal wire was the same value on the front surface and the back surface of the film substrate. About the obtained structure, the failure rate (%) was measured. Here, continuity failure was observed as the failure content. The results are shown in Table 2 together with the M / F ratio.
  • Example 2 ⁇ Evaluation of Example 2> From Table 2, test No. 1 satisfying the conditions that the thickness F of the film substrate is 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, the thickness M of the fine metal wire is 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, and the M / F ratio is 0.004 to 0.05. Test Nos. 2-1 to 2-4 do not satisfy this condition. It can be seen that the failure rate can be further reduced in comparison with 2-5 to 2-7.
  • Structure 2 Structure 21: Non-planar portion 3: Film substrate 31: Front surface 32: Back surface 4: Metal fine wire pattern portion 41: Metal fine wire

Abstract

本発明は、フィルム基材を構造体の非平面部分に沿って非平面を成すように変形させる際に、該フィルム基材の両面に設けられた金属細線パターン部の断線を防止でき、且つ視覚的な違和感を低減できる構造物及び構造物の製造方法を提供することを課題とし、当該課題は、構造体２と、構造体２の非平面部分２１を被覆するフィルム基材３とを一体成形してなり、非平面部分２１を被覆するフィルム基材３の両面に金属細線パターン部４が形成されており、金属細線パターン部４を構成する金属細線４１が非直線形状を含む構造物１、及び、構造体２とフィルム基材３とを加熱成形により一体化する構造物１の製造方法により解決される。

Description

構造物及び構造物の製造方法
　本発明は、構造物及び構造物の製造方法に関し、より詳しくは、フィルム基材を構造体の非平面部分に沿って非平面を成すように変形させる際に、該フィルム基材の両面に設けられた金属細線パターン部の断線を防止でき、且つ視覚的な違和感を低減できる構造物及び構造物の製造方法に関する。
　特許文献１には、アンテナの機能や静電容量方式のタッチパネルの機能を備える電子機器の筐体部品が開示されている。具体的には、片面に金属メッシュを備えるメッシュシートを、筐体の外形に対応する曲面部を有する部材に貼着して、筐体部品としている。
国際公開第２００９／１０４６３５号
　特許文献１において、金属メッシュは、メッシュシートの片面のみに設けられる。それ故、メッシュシートには、アンテナの機能、静電容量方式のタッチパネルの機能から選ばれる一つの機能が付与されるのみである。
　また、特許文献１は、筐体の外形に沿うようにメッシュシートを変形させたときに、金属メッシュを構成する細線が断線する課題を記載している。この課題を解決するために、金属メッシュに特定のメッシュパターンを付与することを開示している。しかし、この断線防止技術は、あくまでもメッシュシートの片面に設けられた細線を対象とするものである。特許文献１には、フィルム基材の両面に設けられた細線の断線を防止することについては開示がない。
　更に、特許文献１が開示する金属メッシュは、メッシュシートを変形させた状態で、例えば製品を構成する他の要素（例えば画像表示素子が備える画素アレイ等）と重ねると、モアレ（干渉縞）を発生する場合がある。このため、視覚的な違和感を低減する観点で更なる改善の余地がある。
　そこで本発明の課題は、フィルム基材を構造体の非平面部分に沿って非平面を成すように変形させる際に、該フィルム基材の両面に設けられた金属細線パターン部の断線を防止でき、且つ視覚的な違和感を低減できる構造物及び構造物の製造方法を提供することにある。
　また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
　上記課題は、以下の各発明によって解決される。
１．
　非平面部分を有する構造体と、前記構造体の前記非平面部分を被覆するフィルム基材とを一体成形してなる構造物であって、
　前記非平面部分の少なくとも一部を被覆する前記フィルム基材の両面に金属細線パターン部が形成されており、
　前記金属細線パターン部の少なくとも一部を構成する金属細線が非直線形状を含む構造物。
２．
　前記フィルム基材の厚みＦが２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
　前記フィルム基材の少なくとも一方の面の前記金属細線の厚みＭが０．５μｍ以上３μｍ以下であり、
　Ｍ／Ｆ比が０．００４～０．０５である前記１記載の構造物。
３．
　前記フィルム基材の両面に形成された前記金属細線パターン部の合算の金属細線密度が２０％未満である前記１又は２記載の構造物。
４．
　前記フィルム基材の片面の前記金属細線パターン部、又は両面の前記金属細線パターン部に、タッチスイッチ機能が付与されている前記１～３の何れかに記載の構造物。
５．
　前記フィルム基材の片面の前記金属細線パターン部、又は両面の前記金属細線パターン部に、発熱体機能又はアンテナ機能が付与されている前記１～４の何れかに記載の構造物。
６．
　前記金属細線は２層以上の積層構造を有し、銀及び銅から選ばれる金属を主成分とする基層と、ニッケル、アルミニウム、亜鉛及びスズから選ばれる金属を主成分とする表層とを有する前記１～５の何れかに記載の構造物。
７．
　非平面部分を有する構造体と、前記構造体の前記非平面部分を被覆するフィルム基材とを一体化して構造物を製造する構造物の製造方法であって、
　前記非平面部分の少なくとも一部を被覆する前記フィルム基材の両面に金属細線パターン部が形成されており、
　前記金属細線パターン部の少なくとも一部を構成する金属細線が非直線形状を含み、
　前記構造体とフィルム基材とを加熱成形により一体化する構造物の製造方法。
　本発明によれば、フィルム基材を構造体の非平面部分に沿って非平面を成すように変形させる際に、該フィルム基材の両面に設けられた金属細線パターン部の断線を防止でき、且つ視覚的な違和感を低減できる構造物及び構造物の製造方法を提供することができる。
一実施形態に係る構造物の概略斜視図 図１における（ii）－（ii）線断面図 一実施形態に係る構造物を構成するフィルム基材を概念的に説明する図 金属細線の一例を説明する図 コーヒーステイン現象を利用する金属細線形成の一例を説明する図 加熱成形の一例を説明する図 他の実施形態に係る構造物を構成するフィルム基材を概念的に説明する図
　以下に、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。
１．構造物
　図１は一実施形態に係る構造物の概略斜視図であり、構造体を被覆するフィルム基材の一部を切り欠いた様子を示している。図２は図１における（ii）－（ii）線断面図である。
　構造物１は、構造体２とフィルム基材３とにより構成されている。
　構造体２は、非平面部分２１を有する。「非平面部分」は、構造体２の表面を構成する部分であって、一つの平面内に含まれない部分であればよく、曲面や、複数の平面の組み合わせによって構成することができる。本実施形態では、非平面部分２１が曲面によって構成される場合を示している。
　フィルム基材３は、構造体２の非平面部分２１を被覆するように設けられている。
　フィルム基材３の両面には金属細線パターン部（図１及び図２では図示省略）が形成されている。これについて、図３を参照して詳しく説明する。
　図３は一実施形態に係る構造物１を構成するフィルム基材３を概念的に説明する図である。図３では、フィルム基材３として、変形前の状態（平面の状態）のものを示している。このフィルム基材３は、構造物１においては、構造体２の非平面部分２１に沿って非平面を成すように変形される。図３は、図１において破線で囲まれた領域Ａ（構造体２の非平面部分２１に対応する）を構成するフィルム基材３の拡大図に相当する。
　図３に示すように、フィルム基材３の表面３１及び裏面３２には、それぞれ金属細線パターン部４、４が形成されている（以下の説明では、表面３１及び裏面３２を合わせて両面３１、３２という場合がある。）。
　金属細線パターン部４は、フィルム基材３上に２次元的に配置された複数の金属細線４１によって構成されている。フィルム基材３の表面３１の金属細線パターン部４を構成する金属細線４１は、図３中実線で示されるように、上下方向に沿って設けられ、横方向に所定の間隔で複数並設されている。フィルム基材３の裏面３２の金属細線パターン部４を構成する金属細線４１は、図３中破線で示されるように、横方向に沿って設けられ、上下方向に所定の間隔で複数並設されている。
　フィルム基材３の両面３１、３２にそれぞれ設けられた各金属細線４１は、非直線形状を含んでいる。本実施形態において、金属細線４１は、非直線形状として波線状要素を含んでいる。
　金属細線４１が非直線形状を含んでいることによって、フィルム基材３を構造体２の非平面部分２１に沿って非平面を成すように変形させても、フィルム基材３の両面に設けられた金属細線パターン部４を構成する金属細線４１の断線を防止できる効果が得られる。この効果に関しては、非直線形状を含む金属細線４１がバネのように機能して伸縮することにより、フィルム基材３の変形に対する追従性を発揮していること等が推定される。
　非直線形状を含む金属細線４１によるバネの伸縮性は、該金属細線４１の長手方向や幅方向を含む全方向に発揮される。また、この伸縮性は、伸び方向、縮み方向の何れにも発揮される。そのため、構造体２の非平面部分２１の屈曲方向によらず、断線を防止できる効果が得られる。従って、金属細線４１のパターニングに際して、必ずしも構造体２の非平面部分２１の屈曲方向を考慮する必要がない。例えば、構造体２の非平面部分２１と、構造体２の平面部分とのそれぞれに対して、同じパターンで金属細線４１を形成することも好ましいことである。
　特に、フィルム基材３を構造体２の非平面部分２１に沿って非平面を成すように変形させると、フィルム基材３の表面３１と裏面３２とで屈曲状態が相違する。例えば、凸状の非平面部分２１に沿ってフィルム基材３を変形する場合、表面３１は伸び、裏面３２は縮む。あるいは、凹状の非平面部分２１に沿ってフィルム基材３を変形する場合、表面３１は縮み、裏面３２は伸びる。このとき、フィルム基材３の両面３１、３２の金属細線４１がバネのような伸縮性を有することによって、フィルム基材３の両面３１、３２で同時に発生する伸びと縮みとの両方に対して、断線防止効果が発揮される。従って、構造体２が、凸状の非平面部分２１を有する場合、凹状の非平面部分２１を有する場合、あるいは、これらを共に有する場合においても、フィルム基材３の両面３１、３２の金属細線４１の断線を防止できる。
　このようなバネの伸縮性を良好に発揮する観点で、金属細線４１に付与される非直線形状は、図３に示す波線状要素や、図７に示すジグザグ状要素等のような、該金属細線４１の長手方向に対して左右に繰り返し蛇行する要素を含むことが好ましい。この蛇行は、例えば、左右に複数回、往復することができ、例えば２回以上、３回以上、５回以上、更には１０回以上、往復することができる。
　金属細線４１の全体としての形状は、例えば弧を描くように湾曲していてもよいし、図３に示したように直線的であってもよい。直線的というのは、金属細線４１の蛇行に伴う各振幅の中心が一直線上に配置されることである。ここでいう金属細線４１の全体としての形状は、フィルム基材３の変形前の状態を説明したものであるが、変形後であってもフィルム基材３の伸縮状態等から変形前の状態を確認できる。
　以上に説明したように金属細線４１の断線が防止されることによって、導電性が良好に保持される。
　更に、フィルム基材３の両面３１、３２にそれぞれ設けられた各金属細線４１が非直線形状を含んでいることによって、視覚的な違和感を低減する効果も得られる。これについて、以下に説明する。
　まず、フィルム基材３が透明である場合、例えば構造体２とフィルム基材３との間に画像表示素子が設けられていると、従来の金属メッシュでは画像表示素子が備える画素アレイと干渉してモアレを生じ、視覚的な違和感を与え得る。これに対して、金属細線４１が非直線形状を含むことによって、このような干渉が防止され、モアレが生じにくくなり、視覚的な違和感が低減する。このような効果は、画素アレイが設けられる場合に限らず、例えば周期的なパターンを有する要素が設けられる場合において発揮される。
　また、フィルム基材３が透明である場合、フィルム基材３の両面３１、３２に、非直線形状を含まない金属メッシュを設けると、両面３１、３２の金属メッシュ間で干渉してモアレを生じ、視覚的な違和感を与え得る。これに対して、金属細線４１が非直線形状を含むことによって、このような干渉が防止され、モアレが生じにくくなり、視覚的な違和感が低減する。
　以上のような効果は、フィルム基材３が透明である場合だけでなく、フィルム基材３が透視可能である場合においても発揮される。
　また、フィルム基材３が透明でなく、また、透視不可能である場合においても、視覚的な違和感を低減する効果が得られる。例えば、フィルム基材３上に、何れかのフィルムが積層される場合は、該フィルムに周期的なパターンが形成されているときに、従来の金属メッシュでは周期的なパターンと干渉してモアレを生じ得る。これに対して、金属細線４１が非直線形状を含むことによって、このような干渉が防止され、モアレが生じにくくなり、視覚的な違和感が低減する。例えば、構造物１の使用時に、構造物１上（フィルム基材３上）に周期的なパターンが形成されたフィルム等の物品が載置されたとしても、視覚的な違和感を生じ難い効果が得られる。
　両面３１、３２に金属細線パターン部４、４が形成されたフィルム基材３は、例えば静電容量方式等のタッチセンサー等として用いることができる。このとき、両面３１、３２の金属細線パターン部４、４によってＸ方向位置検出電極、Ｙ方向一検出電極を構成できるため、片面のみに金属細線パターン部が形成される場合と比較して、高精度な位置検出を行うことができる。また、「３．用途」において説明するように、両面３１、３２に金属細線パターン部４、４が形成されたフィルム基材３は、片面ずつ別機能を付与して多機能化できる効果も奏する。
　また、フィルム基材３は単層構造（１枚）であることが好ましい。これにより、例えばフィルム基材３が積層構造である場合（例えば２枚のフィルムを貼り合わせたものである場合）と比較して、構造体２と一体成形するときにフィルム間の位置ズレが生じない効果が得られる。これにより、金属細線パターン部４、４による機能（タッチセンサーの例でいえば位置検出機能）を好適に発揮させることができる。また、フィルム基材３が単層構造であることによって、コスト面でも有利になる。更にまた、フィルム基材３が単層構造であることによって、フィルム基材３を薄く形成することが可能になり、両面３１、３２の金属細線パターン部４、４間の距離を近接することができる。これにより、静電容量方式等のタッチセンサーの感度を向上する効果も得られる。
　フィルム基材３の両面３１、３２に形成された金属細線パターン部４、４の合算の金属細線密度は、２０％未満であることが好ましい。金属細線密度（％）は、金属細線パターン部４を構成しているフィルム基材３の表面積のうちの、金属細線４１によって被覆されている面積の百分率である。合算の金属細線密度（％）は、フィルム基材３の表面３１及び裏面３２のそれぞれについて求めた金属細線密度（％）を合算した値である。合算の金属細線密度が２０％未満であることによって、フィルム基材３の変形に対する金属細線４１の追従性が更に向上し、断線がいっそう防止される。更に、フィルム基材３の伸縮性も向上し、構造体２とフィルム基材３との一体成形のための加工時にしわなどが発生し難くなる効果も得られる。
　次に、図４を参照して、金属細線４１について詳しく説明する。
　図４は、金属細線４１が形成されたフィルム基材３の断面図であり、金属細線４１の長手方向と直交する断面で切断した様子を示している。
　図４に示すように、本実施形態において、金属細線４１は２層の積層構造を有している。
　金属細線４１は積層構造として、銀及び銅から選ばれる金属を主成分とする基層４１１と、ニッケル、アルミニウム、亜鉛及びスズから選ばれる金属を主成分とする外層４１２とを有することが好ましい。基層４１１を構成する金属によって優れた導電性が発揮される。また、外層４１２を構成する金属によって、更なる導電性向上効果が得られる。更に、外層４１２が設けられることによって、隠蔽効果が発揮される。隠蔽効果というのは、金属細線４１を視認困難にする効果である。
　例えば、フィルム基材３として透明フィルムを用いることによって、構造体２によって表示される画像や、構造体２の色味等を、フィルム基材３を介して視認させることができる。このとき、隠蔽効果によって金属細線４１が視認困難になることで、画像を明瞭に視認させることができる。
　ここでは、金属細線が２層の積層構造を有している場合について主に示したが、これに限定されない。例えば、金属細線は３層以上の積層構造を有してもよい。金属細線が３層以上の積層構造を有する場合、上述した基層４１１と外層４１２との間に１層以上の中間層（図示省略）を有することができる。また、図示しないが、金属細線は単層構造であってもよい。中間層や単層構造を構成する金属は、例えば基層４１１や外層４１２について例示した金属から選択できる。
　フィルム基材３の厚みＦは、２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、金属細線４１の厚みＭは、０．５μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。更に、特に厚みＦ及びＭが上記の範囲である場合に、Ｍ／Ｆ比が０．００４～０．０５であることが好ましい。これにより、金属細線４１の導電性が良好に確保され、且つ、一体成形時の加工性も向上する。また、構造物１における導通故障が防止される効果が得られる。導通故障が防止される効果に関しては、上記の条件を満たすことによって、一体成形時における金属細線４１によるフィルム基材３の貫通が防止される。貫通が防止されることによって、フィルム基材３の両面３１、３２に設けられた金属細線４１、４１を、互いに電気的に絶縁された状態に保持することができる。
　上述した金属細線４１の厚みＭに係る条件は、フィルム基材３の両面３１、３２のうちの少なくとも一方の面の金属細線４１について満たされていればよい。より好ましいのは、この条件が、フィルム基材３の両面３１、３２のそれぞれの金属細線４１について満たされることである。
　構造体２の材質は格別限定されないが、例えば樹脂等であることが好ましい。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、セルロース系樹脂（ポリアセチルセルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル－（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂等が挙げられる。後述するインサート成形のように、構造体２の成形に際して樹脂を融解させる場合は、熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
　構造体２の形状は、該構造体２の表面の何れかの部分に、上述した非平面部分を有するものであればよい。
　フィルム基材３としては例えば透明基材等が挙げられる。透明基材の透明の度合いは特に限定されず、その光透過率が数％～数十％の何れでもよく、その分光透過率もどのようなものでもよい。これら光透過率及び分光透過率は用途、目的に応じて適宜定めることができる。
　フィルム基材の材質は格別限定されず、例えば樹脂等であることが好ましい。樹脂としては、例えば構造体２の材質として例示されたものを用いることができ、これらの材質を用いれば、基材に良好な透明性を付与できる。
　金属細線４１の材質は、金属であれば格別限定されないが、例えば、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、スズ等が挙げられる。金属細線は、これらの金属から選択された１種又は２種以上によって構成することができる。２種以上の金属を併用する場合は、２種以上の金属を混合して用いてもよいが、上述したように、異なる金属からなる複数の金属層からなる積層構造を形成することが好ましい。
　更に、金属細線４１は、金属微粒子の集合体として構成されてもよい。これにより、非直線形状を有することとの相乗効果によって、フィルム基材３の変形に対する金属細線４１の追従性が更に向上し、断線が更に良好に防止される。この効果に関しては、金属細線４１が適度に肉抜きされて（疎な状態になって）、伸縮性を向上させていること等が推定される。ここで、集合体を構成する各金属微粒子は、必ずしも完全に独立した粒状である必要はなく、隣接する金属微粒子同士で一部が融着されたものであってもよい。金属細線４１が積層構造を有する場合は、１以上の層、好ましくは基層４１１を含む１以上の層が、金属微粒子の集合体によって構成されることが好ましい。このような金属細線４１を形成する際には、例えば金属微粒子を含むインクを用いた印刷法を用いることができる。この方法については、下記「２．構造物の製造方法」において更に詳しく説明する。
２．構造物の製造方法
　次に、構造物の製造方法について説明する。上記「１．構造物」についてした説明は「２．構造物の製造方法」に適宜援用される。また、「構造物の製造方法」についてする説明は上記「１．構造物」に適宜援用される。
　構造物は、上記「１．構造物」で説明したように、構造体２と、両面に金属細線パターン部４が設けられたフィルム基材３とによって構成される。
　まず、フィルム基材３に金属細線パターン部４を形成する方法の一例について説明する。以下の説明では、フィルム基材３の表面３１に金属細線パターン部４を形成する場合について説明するが、フィルム基材３の裏面３２に対しても同様にして金属細線パターン部４を形成することができる。
　フィルム基材３上に金属細線パターン部４を形成する際には印刷法やフォトリソグラフィー等が用いられ、特に印刷法が好適に用いられる。印刷法においては、例えば金属微粒子を含有するインクを基材上に付与して、金属細線パターン部４を構成する金属細線４１を形成することができる。
　印刷法は格別限定されず、例えば、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法等が挙げられ、中でもインクジェット法が好ましい。インクジェット法におけるインクジェットヘッドの液滴吐出方式は格別限定されず、例えばピエゾ方式やサーマル方式等が挙げられる。
　印刷法においては、基材上に付与されたインクを乾燥させる際にコーヒーステイン現象を利用して金属細線を形成することが好ましい。これについて、図５を参照して説明する。
　まず、図５（ａ）に示すように、基材３の表面３１上に、金属微粒子を含むインクからなるライン状液体５を付与する。本実施形態では、波線状要素を含む非直線形状のライン状液体５を形成している。
　次いで、ライン状液体５を乾燥させる過程でライン状液体５の縁に金属微粒子を選択的に堆積させることによって、図５（ｂ）に示すように、波線状要素を含む非直線形状の金属細線４１を形成することができる。この例では、ライン状液体５の長手方向に沿う両縁に金属微粒子を選択的に堆積させることによって、一対の金属細線４１、４１を形成している。ライン状液体５の線幅を一定にすることで、一対の金属細線４１、４１を互いに平行に形成することができる。
　金属細線４１の線幅は、ライン状液体５の線幅よりも細く、例えば２０μｍ以下、１５μｍ以下、更には１０μｍ以下とすることができる。金属細線４１の線幅の下限は格別限定されないが、安定な導電性を付与する等の観点では、例えば１μｍ以上とすることができる。金属細線４１を視認困難にする観点では、金属細線４１の線幅は１０μｍ未満であることが好ましい。
　コーヒーステイン現象を利用することによって、金属微粒子の集合体としての金属細線４１を細く安定に形成することができる。これにより、フィルム基材３の変形に対する金属細線４１の追従性が更に向上し、断線が更に良好に防止される。
　次に、印刷法に用いることができるインク、特にコーヒーステイン現象を利用する印刷法に好適に用いることができるインクの一例について、説明する。
　インク中に含有させる金属微粒子を構成する金属として、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等が挙げられる。これらの中でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕが好ましく、Ａｇが特に好ましい。金属微粒子の平均粒子径は、例えば１～１００ｎｍ、更には３～５０ｎｍとすることができる。平均粒子径は、体積平均粒子径であり、マルバーン社製「ゼータサイザ１０００ＨＳ」により測定することができる。
　インクに用いられる溶媒は格別限定されず、水や有機溶剤から選択された一種又は複数種を含むことができる。有機溶剤としては、例えば、１，２－ヘキサンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、プロピレングリコール等のアルコール類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。
　また、インクには界面活性剤等の他の成分を含有させることができる。界面活性剤は格別限定されず、例えばシリコン系界面活性剤等が挙げられる。インク中の界面活性剤の濃度は、例えば１重量％以下とすることができる。
　フィルム基材上に付与されたインク（ライン状液体）の乾燥方法は自然乾燥でも強制乾燥でもよい。強制乾燥に用いる乾燥方法は格別限定されず、例えば、基材の表面を所定温度に加温する方法や、基材の表面に気流を形成する方法等を単独で、あるいは組み合わせて用いることができる。気流は、例えばファン等を用いて、送風又は吸引を行うことによって形成することができる。
　基材上に形成された金属細線に後処理を施すことができる。後処理として、例えば、焼成処理、メッキ処理等が挙げられる。焼成処理を施した後、メッキ処理を施してもよい。
　焼成処理としては、例えば、光照射処理、熱処理等が挙げられる。光照射処理には、例えば、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線（ＩＲ）、マイクロ波、電波等を用いることができる。熱処理には、例えば、熱風、加熱ステージ、加熱プレス等を用いることができる。
　メッキ処理としては、例えば、無電解メッキ、電解メッキ等が挙げられる。電解メッキでは、金属細線の導電性を利用して、該金属細線に選択的にメッキを施すことができる。メッキ処理によって、図４に示した積層構造を有する金属細線を形成できる。また、金属細線に複数回のメッキ処理を施してもよい。メッキ金属を異ならせた複数回のメッキ処理を施してもよい。複数回のメッキ処理によって、導電性細線上に複数の金属層を積層することができる。複数回のメッキ処理によって、図４に示した基層４１１上に、１又は複数の金属層を中間層として積層した後、外層４１２を積層することができる。
　以上のようにして、金属細線４１により構成された金属細線パターン部４を形成することができる。
　次に、図６を参照して、構造体とフィルム基材とを加熱成形により一体化する方法の一例について説明する。ここでは、加熱成形として、インサート成形を行う場合について説明する。
　まず、図６（ａ）に示すように、構造物を成形するための金型６ａ、６ｂに、両面に金属パターン部（図６中、図示省略）を有するフィルム基材３を供給する。
　次いで、図６（ｂ）に示すように、金型６ａ、６ｂを閉じる。
　次いで、図６（ｃ）に示すように、金型６ａ、６ｂ内に、構造体２を形成するための、溶融された樹脂２０を注入する。金型６ａ、６ｂ内において、樹脂２０はフィルム基材３の裏面３２側に接触するように注入される。注入された樹脂２０は、冷却によって固化され、構造体２を形成する。このとき、樹脂２０は、フィルム基材３の裏面３２に融着され、構造体２とフィルム基材３とを一体化する。
　次いで、図６（ｄ）に示すように、金型６ａ、６ｂを開いて離型する。これにより、上記「１．構造物」で説明したような構造物１が得られる。
　このような成形過程において、フィルム基材３は、構造体２の非平面部分２１に沿う非平面を成すように変形される。本実施形態では、金型６ａ、６ｂ内に溶融された樹脂を注入する前に、フィルム基材３を予め変形（プレフォーム）させている。フィルム基材３を変形させる方法としては、例えば、フィルム基材３を加熱軟化させた状態で、加圧成形や真空圧空成形等の成形を行う方法等が挙げられる。他の実施形態として、樹脂を注入する際に、溶融された樹脂による熱と、注入圧によってフィルム基材３を変形させてもよい。何れの実施形態においても、フィルム基材３の両面の金属細線パターン部の金属細線が非直線形状を含むことによって、フィルム基材３の変形に伴う金属細線の断線を防止できる効果が得られる。
　また、他の態様において、フィルム基材３の表面３１側、あるいは裏面３２側に、更なる他の層（図示省略）を積層した状態で、フィルム基材３を金型に供給してもよい。これにより、フィルム基材３と構造体２との間に更なる他の層が積層された構造物１、又は、フィルム基材３の表面に更なる他の層が積層された構造物１が得られる。上述したように、更なる他の層が周期的なパターンを有する場合においても、金属細線が非直線形状を含むことによって、モアレの発生が防止され、視覚的な違和感を低減できる効果が得られる。
　以上の説明では、金属細線に付与される非直線形状が波線状要素を含む場合について主に示したが、これに限定されない。非直線形状は、金属細線の一端から他端までを最短で結ぶ方向に対して傾斜する傾斜線要素を含むものであればよい。傾斜線要素は直線又は曲線により構成することができる。更に複数の傾斜線要素を組み合わせることで、金属細線４１に、上述した波線状要素や、ジグザグ状要素を付与することができる。
　図７は、金属細線４１に、非直線形状としてジグザグ状要素が付与された様子を示している。コーヒーステイン現象を利用する場合を例に挙げて説明すると、金属細線４１にジグザグ状要素を付与するためには、図５に示したライン状液体５をジグザグ状に形成すればよい。
　金属細線４１に付与される非直線形状は、波線状要素やジグザグ状要素等のように、該金属細線４１の長手方向に対して左右に繰り返し蛇行する要素を含むことが好ましい。
　以上の説明では、金属細線パターン部を構成する複数の金属細線の全てが非直線形状を含む場合について主に示したが、これに限定されない。金属細線パターン部の少なくとも一部を構成する金属細線が非直線形状を含んでいれば、本発明の効果が発揮される。
３．用途
　構造物１の用途は格別限定されず、種々のデバイスに用いることができる。
　構造物１が有する金属細線パターン部４を構成する金属細線４１は、デバイスの種類に応じて、電気配線又は電極等のような導電部材として用いることができる。電極を構成する場合は、並設された複数の金属細線４１によって１つの電極を構成してもよい。
　フィルム基材３の両面に形成された金属細線パターン部４、４は、両面で一つの機能を発揮するように構成されてもよいが、各面で（片面ずつ）別機能を発揮するように構成されることが好ましい。
　具体例として、裏面３２の金属細線パターン部４に、静電容量センサーを構成するためのタッチスイッチ機能を付与することができる。
　このとき、表面３１の金属細線パターン部４に、発熱体（ヒーター）を構成して発熱体機能を付与することができる。発熱には、金属細線４１への通電により生じるジュール熱を利用できる。
　あるいは、表面３１の金属細線パターン部４に、例えば通信等のための電磁波を送受信するためのアンテナ機能を付与してもよい。
　以上の説明において、表面３１と裏面３２とで、金属細線パターン部４の機能を入れ替えてもよい。また、各面の金属細線パターン部４に付与されるものとして説明された機能は、両面の金属細線パターン部４、４によって発揮される機能として付与されてもよい。
　以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。
（実施例１）
　図６に示したものと同様のインサート成形によって、非平面部分を有する構造体２と、構造体２の非平面部分２１を被覆するフィルム基材３とを加熱成形により一体化して、図１に示したものと同様の構造物１を製造した。
　インサート成形に供されるフィルム基材３の両面には、予め金属細線パターン部４、４が形成されている。図３に示したものと同様に、金属細線パターン部４を構成する金属細線４１は、非直線形状として波線状要素を含んでいる。
　金属細線４１は、コーヒーステイン現象を利用した印刷法（図５参照）によって形成した。
（比較例１）
　実施例１において、金属細線を直線形状にしたこと以外は、実施例１と同様にして、構造物を製造した。
＜実施例１及び比較例１の評価方法＞
（１）断線率の評価方法
　実施例１及び比較例１において得られた構造物について、フィルム基材の両面の金属細線４１を顕微鏡で観察し、断線率（％）を算出した。結果を表１に示す。
（２）視覚的な違和感（官能試験）の評価方法
　実施例１及び比較例１において得られた構造物のフィルム基材上に、格子パターンが印刷された透明フィルムを重ね、モアレの発生に伴う視覚的な違和感の有無について試験した。具体的には、２０人の被験者に、構造物のフィルム基材上に重ねられた透明フィルムを目視してもらい、視覚的な違和感ありと回答した被験者数及び視覚的な違和感なしと回答した被験者数をそれぞれ集計した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜実施例１及び比較例１の評価＞
　表１より、金属細線に非直線形状を付与した実施例１では、金属細線に直線形状を付与した比較例１との対比で、金属細線の断線を防止できることがわかる。また、実施例１では、視覚的な違和感を低減できる効果が得られることがわかる。更に、参考例として、金属細線が形成されていない透明フィルムに、格子パターンが印刷された透明フィルムを重ねた場合は、２０人の被験者全員が違和感なしと回答した。このことから、非直線形状が付与された金属細線が形成された本発明のフィルム基材は、金属細線が形成されていない透明フィルムと比較して大きな遜色がない程度に、視覚的な違和感を低減できることがわかる。
（実施例２）
　実施例１において、フィルム基材の厚みＦ、金属細線の厚みＭを、表２に示すように変化させて、試験Ｎｏ．２－１～２－７に係る構造物を製造した。ここで、金属細線の厚みＭは、フィルム基材の表面と裏面とで同じ値とした。得られた構造物について、故障率（％）を測定した。ここでは、故障内容として、導通故障を観察した。Ｍ／Ｆ比と併せて、結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜実施例２の評価＞
　表２より、フィルム基材の厚みＦが２０μｍ以上２００μｍ以下、金属細線の厚みＭが０．５μｍ以上３μｍ以下、且つＭ／Ｆ比が０．００４～０．０５という条件を満たす試験Ｎｏ．２－１～２－４は、この条件を満たさない試験Ｎｏ．２－５～２－７との対比で、故障率を更に低下できることがわかる。
　１：構造物
　２：構造体
　　２１：非平面部分
　３：フィルム基材
　　３１：表面
　　３２：裏面
　４：金属細線パターン部
　　４１：金属細線

Claims (7)

  1. 　非平面部分を有する構造体と、前記構造体の前記非平面部分を被覆するフィルム基材とを一体成形してなる構造物であって、
    　前記非平面部分の少なくとも一部を被覆する前記フィルム基材の両面に金属細線パターン部が形成されており、
    　前記金属細線パターン部の少なくとも一部を構成する金属細線が非直線形状を含む構造物。
  2. 　前記フィルム基材の厚みＦが２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    　前記フィルム基材の少なくとも一方の面の前記金属細線の厚みＭが０．５μｍ以上３μｍ以下であり、
    　Ｍ／Ｆ比が０．００４～０．０５である請求項１記載の構造物。
  3. 　前記フィルム基材の両面に形成された前記金属細線パターン部の合算の金属細線密度が２０％未満である請求項１又は２記載の構造物。
  4. 　前記フィルム基材の片面の前記金属細線パターン部、又は両面の前記金属細線パターン部に、タッチスイッチ機能が付与されている請求項１～３の何れかに記載の構造物。
  5. 　前記フィルム基材の片面の前記金属細線パターン部、又は両面の前記金属細線パターン部に、発熱体機能又はアンテナ機能が付与されている請求項１～４の何れかに記載の構造物。
  6. 　前記金属細線は２層以上の積層構造を有し、銀及び銅から選ばれる金属を主成分とする基層と、ニッケル、アルミニウム、亜鉛及びスズから選ばれる金属を主成分とする表層とを有する請求項１～５の何れかに記載の構造物。
  7. 　非平面部分を有する構造体と、前記構造体の前記非平面部分を被覆するフィルム基材とを一体化して構造物を製造する構造物の製造方法であって、
    　前記非平面部分の少なくとも一部を被覆する前記フィルム基材の両面に金属細線パターン部が形成されており、
    　前記金属細線パターン部の少なくとも一部を構成する金属細線が非直線形状を含み、
    　前記構造体とフィルム基材とを加熱成形により一体化する構造物の製造方法。
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