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技術 線状構造体からなるパターン化導電積層体

出願人 東レ株式会社
発明者 西岡和也渡邊修
出願日 2012年3月30日 (8年7ヶ月経過) 出願番号 2012-079374
公開日 2013年10月10日 (7年1ヶ月経過) 公開番号 2013-211131
状態 拒絶査定
技術分野 表示による位置入力 位置入力装置 非絶縁導体 液晶5(電極、アクティブマトリックス) 積層体(2)
主要キーワード パターン化導電層 非導電領域 シムプレート フォトリソグラフィ工法 基材片 変性エポキシ系樹脂 火災処理 絶対粘度
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

解決手段

パターン化導電層導電領域内で無作為に場所を選択して撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円1を作図し、該円の中心を通り該円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における線状構造体2と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数し、該交点の数が最も多い直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90としたとき、l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90が1.2より大きく、前記パターン化導電層の導電領域が延在するパターン方向と、l90のなす角の絶対値が、45度未満であるパターン化導電積層体

概要

背景

近年、タッチパネル液晶ディスプレイ有機エレクトロルミネッセンス電子ペーパーなどのディスプレイ関連や太陽電池モジュールなどには電極用導電部材が使用されており導電部材の導電層表面導電領域非導電領域とに分ける加工処理によって所望のパターンを形成して用いられている。

導電部材としては基材上に導電層を積層したものがあり、その導電層としてはITOや金属薄膜、等の従来の導電性薄膜を用いたものの他に、カーボンナノチューブ(以下CNTと略す。)や金属ナノワイヤーなどの線状の導電成分を用いたものが提案されている。例えば、CNTを導電成分とし紫外線硬化樹脂を混合した塗料を基材上に積層した導電積層体が提案されている(特許文献1)。また、金属ナノワイヤーを導電成分とした導電層上に樹脂層を積層した導電積層体が提案されている(特許文献2)。さらに、多官能成分を用いた高い硬化度マトリックス内に金属ナノワイヤーを分散した導電積層体が提案されている(特許文献3)。

また、これら導電部材をタッチパネル等へ適用する際には、配線パターンを形成する必要があるが、パターン形成方法としては、フォトレジストエッチング液を用いたケミカルエッチング法が一般的に用いられている(特許文献4)。

概要

導電性配線電気的信頼性向上、およびエレクトロケミカルマイグレーション抑制を可能とするパターン化線状構造体を提供する。パターン化導電層の導電領域内で無作為に場所を選択して撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円1を作し、該円の中心を通り該円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における線状構造体2と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数し、該交点の数が最も多い直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90としたとき、l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90が1.2より大きく、前記パターン化導電層の導電領域が延在するパターン方向と、l90のなす角の絶対値が、45度未満であるパターン化導電積層体。

目的

本発明によれば導通不良や断線が発生する可能性が低く、エレクトロケミカルマイグレーションを抑制した電気的信頼性の良いパターン化導電層を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

基材の少なくとも一方の面に、導電領域ネットワーク構造を有する導電性線状構造体を含有するパターン化導電層を有するパターン化導電積層体であって、前記パターン化導電層の導電領域内で無作為に場所を選択して撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円を作図し、該円の中心を通り該円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における前記線状構造体と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数し、該交点の数が最も多い直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90としたとき、l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90が1.25より大きく、前記パターン化導電層の導電領域が延在するパターン方向と、l90のなす角の絶対値が、45度未満であるパターン化導電積層体。

請求項2

前記線状構造体が、金属である請求項1に記載のパターン化導電積層体。

請求項3

パターン方向に延在する導電領域が直線状である請求項1または2に記載のパターン化導電積層体。

請求項4

基材の両面にパターン化導電層を有し、パターン方向が互いに交差するように配置された請求項1〜3のいずれかに記載のパターン化導電積層体。

請求項5

請求項1〜4のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用したタッチパネル

請求項6

請求項1〜4のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用した表示装置

請求項7

請求項1〜4のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用した電子ペーパー

技術分野

0001

本発明は、導電性ネットワーク構造を有する線状構造体を含有するパターン化導電層を有するパターン化導電積層体に関する。さらに詳しくは、パターン化導電積層体の電気的信頼性、耐エレクトロケミカルマイグレーション性を向上したパターン化導電積層体に関するものである。またさらに、液晶ディスプレイ有機エレクトロルミネッセンス電子ペーパーなどのディスプレイ関連および太陽電池モジュールなどに使用される電極部材にも使用されるパターン化導電積層体に関するものである。

背景技術

0002

近年、タッチパネル、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス、電子ペーパーなどのディスプレイ関連や太陽電池モジュールなどには電極用導電部材が使用されており導電部材の導電層表面導電領域非導電領域とに分ける加工処理によって所望のパターンを形成して用いられている。

0003

導電部材としては基材上に導電層を積層したものがあり、その導電層としてはITOや金属薄膜、等の従来の導電性薄膜を用いたものの他に、カーボンナノチューブ(以下CNTと略す。)や金属ナノワイヤーなどの線状の導電成分を用いたものが提案されている。例えば、CNTを導電成分とし紫外線硬化樹脂を混合した塗料を基材上に積層した導電積層体が提案されている(特許文献1)。また、金属ナノワイヤーを導電成分とした導電層上に樹脂層を積層した導電積層体が提案されている(特許文献2)。さらに、多官能成分を用いた高い硬化度マトリックス内に金属ナノワイヤーを分散した導電積層体が提案されている(特許文献3)。

0004

また、これら導電部材をタッチパネル等へ適用する際には、配線パターンを形成する必要があるが、パターン形成方法としては、フォトレジストエッチング液を用いたケミカルエッチング法が一般的に用いられている(特許文献4)。

先行技術

0005

特開2008−179787号公報
特表2010−507199号公報
特開2011−29038号公報
特開2001−307567号公報

発明が解決しようとする課題

0006

導電性のネットワーク構造を有する線状構造体からなる導電層体はITOや金属薄膜を用いた導電層体に比べて導電性が劣る為、パターン化して導電性配線による電気回路を作製した場合、ITOや金属薄膜を用いた電気回路に比べて断線抵抗値の上昇による導通不良を起こす可能性が高く、電気的信頼性に問題がある。また、線状構造体が金属などイオン化可能な物質の場合、導電性配線間に印加された電圧と環境中の水分により金属がイオン化して溶解し、絶縁部分を移動、近辺の導電性配線端部に導体として析出してパターン化した導電性配線の回路間の絶縁性を低下させる現象であるエレクトロケミカルマイグレーションという問題が発生する。

0007

本発明は導電性のネットワーク構造を有するパターン化線状構造体における導電性配線の電気的信頼性向上、および線状構造体が金属などイオン化可能な物質であった場合のエレクトロケミカルマイグレーション抑制を可能とするものである。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、かかる課題を解決するために、次の構成を採用する。すなわち、
(1)基材の少なくとも一方の面に、導電領域にネットワーク構造を有する導電性の線状構造体を含有するパターン化導電層を有するパターン化導電積層体であって、前記パターン化導電層の導電領域内で無作為に場所を選択して撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円を作図し、該円の中心を通り該円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における前記線状構造体と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数し、該交点の数が最も多い直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90としたとき、l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90が1.25より大きく、前記パターン化導電層の導電領域が延在するパターン方向と、l90のなす角の絶対値が、45度未満であるパターン化導電積層体。
(2)前記線状構造体が、金属である(1)記載のパターン化導電積層体。
(3)パターン方向に延在する導電領域が直線状である(1)または(2)に記載のパターン化導電積層体。
(4)基材の両面にパターン化導電層を有し、パターン方向が互いに交差するように配置された(1)〜(3)のいずれかに記載のパターン化導電積層体。
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用したタッチパネル。
(6)(1)〜(4)のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用した表示装置
(7)(1)〜(4)のいずれかに記載のパターン化導電積層体を使用した電子ペーパー。

発明の効果

0009

本発明によれば導通不良や断線が発生する可能性が低く、エレクトロケミカルマイグレーションを抑制した電気的信頼性の良いパターン化導電層を提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

画像から交差本数比を測定するための作図例を示す図。
本発明のパターン化導電積層体の一例を示す模式図。
本発明に含まれないパターン化導電積層体の一例を示す模式図。
導通不良およびエレクトロケミカルマイグレーション評価に使用する評価用パターンの模式図。

0011

[パターン化導電積層体]
本発明のパターン化導電積層体は、基材の少なくとも一方の面に、導電領域に導電性のネットワーク構造を有する線状構造体を含有するパターン化導電層を有するパターン化導電積層体である。
[基材]
本発明のパターン化導電積層体に用いられる基材としては、樹脂ガラスなどを挙げることができる。樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートポリエチレン−2,6−ナフタレートポリプロピレンテレフタレートポリブチレンテレフタレートシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンポリメチルペンテン環状ポリオレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂ポリカーボネートポリスチレンハイインパクトポリスチレンスチレンアクリロニトリル系共重合体メチルメタクリレートスチレン共重合体、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸共重合体α−メチルスチレンまたはマレイミドを共重合してなる耐熱性スチレン樹脂、スチレン・アクリロニトリル系共重合樹脂、α−メチルスチレン・アクリロニトリル系共重合樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂ポリアミドポリエーテルポリエステルアミドポリエーテルエステルポリ塩化ビニル、およびこれらを成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物等が挙げられるがこれらに限定はされない。またガラスとしては、通常のソーダガラスを用いることができるがこれに限定されるわけではない。また、これらの複数の基材を組み合わせて用いることもできる。さらに基材は必要に応じて表面処理を施していてもよい。表面処理は、グロー放電コロナ放電プラズマ処理火災処理等の狭義の表面処理のみならず、樹脂層を設けることも可能である。基材がフィルムの場合は、易接着層を有するものが好ましい。
[パターン化導電層]
本発明におけるパターン化導電層とはタッチパネル、回路基板等の電極或いは導電部材として使用する為に、導電領域と非導電領域とを有する層として、前記基材の少なくとも一方の面に形成した層であり、導電領域が電気回路のパターンとしての機能を有するものである。

0012

一般にパターン化導電積層体の導電領域は、図4に示す評価用のパターンに代表されるように、一方向に延在する導電領域の大部分が一方向に並列して延在して配置されており、これらの領域を接続するようにこれとは異なる方向に配置された導電領域が存在する形態を有する。かかるパターン方向に延在する導電領域が直線状であることが、導電性の線状構造体が導電領域内で連続して接続される可能性が高くなり、ネットワーク構造を取りやすく本発明の効果を最も得られやすいという観点から好ましい。
[パターン方向]
本発明におけるパターン方向とはかかるパターン化導電層において、一方向に並列して延在する導電領域の方向のことを指し、パターン化導電層内に複数方向の導電性配線を含む場合同一方向に延在する導電性配線の合計長が最も長くなる方向をその範囲におけるパターン方向と定義する。

0013

そして、導電領域はネットワーク構造を有する線状構造体を含有する。導電性の線状構造体の詳細については後述するが、導電性の線状構造体がネットワーク構造を有することで、導電領域内の導電性が発現するものである。本発明においてネットワーク構造とは、導電層中の個別の線状構造体について見たとき、別の線状構造体との接点の数の平均が少なくとも1を越える分散構造を有することをいう。このとき接点は線状構造体のいかなる部分同士で形成されていてもよく、線状構造体の末端部同士が接していたり、末端と線状構造体の末端以外の部分が接していたり、線状構造体の末端以外の部分同士が接していてもよい。ここで、接するとはその接点が接合していても、単に接触しているだけでもよい。尚、本発明の導電積層体ではネットワーク構造の線状構造体が存在すれば導通するため、導電層中の線状構造体のうち、ネットワークの形成に寄与していない(すなわち接点が0で、ネットワークとは独立して存在している)線状構造体が一部存在していてもよい。
[パターン化導電層おけるl90の特定]
前記パターン化導電層の導電領域内で無作為に場所を選択して撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円を作図し、該円の中心を通り該円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における前記線状構造体と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数し、該交点の数が最も多い直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90としたとき、l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90が1.25より大きく、前記パターン化導電層の導電領域が延在するパターン方向と、l90のなす角の絶対値が、45度未満であることを特徴とする。

0014

ここでn0/n90は線状構造体が同一方向に配向している度合いを表し、無配向に近づくにつれて1に近づき、1.25以上になると線状構造体が同一方向に配向することによる導電方性が大きくなる。このときl90は線状構造体が配向している方向を示し、l0は配向している方向と直角方向を示す。

0015

パターン方向とl90とのなす角は、導電性配線中に存在する線状構造体同士が接触して繋がっている距離が長くなることと、非導電領域に残存する線状構造体が隣接した導電性配線に向かって存在する可能性が小さくなることから、45度未満とすることで発明の効果が得られ、30度以下であることが好ましく、0度であることがより好ましい。
[導電性の線状構造体]
次に、導電層に含有される導電性の線状構造体について説明する。本発明において、導電層は導電性の線状構造体を含んでいることが必要である。本発明において、好ましく用いられる導電性の線状構造体はカーボンナノチューブ(以下、CNTとも言う。)、金属ナノワイヤーであり、金属ナノワイヤーの金属組成としては特に制限は無く、貴金属元素貴金属酸化物卑金属元素の1種または複数の金属から構成されることができるが、貴金属(例えば、金、白金、銀、パラジウムロジウムイリジウムルテニウムオスミウム等)及び鉄、コバルト、銅、錫からなる群に属する少なくとも1種の金属を含むことが好ましく、導電性の観点から少なくとも銀を含むことがより好ましい。線状構造体として用いることのできる貴金属や貴金属酸化物のナノワイヤーは、特表2009−505358号公報、特開2009−129607号公報、特開2009−070660号公報に記載されており、また金属酸化物ウィスカーや繊維状のような針状結晶としては、例えば、チタン酸カリウム繊維とスズ及びアンチモン酸化物複合酸化物であるデントールWKシリーズ(大塚化学(株)製)のWK200B、WK300R、WK500が市販されている。卑金属元素としては、カーボンナノチューブが挙げられ、そのカーボンナノチューブは単層二層、三層以上の多層カーボンナノチューブのいずれでもよい。直径が0.3〜100nm程度のものが好ましく用いられる。カーボンナノチューブは光を吸収する特性があることから、カーボンナノチューブ導電体の透明性を高めるためには、直径10nm以下の単層CNT、二層CNTがより好ましい。
また、CNTの集合体にはアモルファスカーボン触媒金属などの不純物は極力含まれないことが好ましい。これら不純物が含まれる場合は、酸処理加熱処理などによって適宜精製することができる。このCNTは、アーク放電法レーザーアブレーション法触媒化学気相法(化学気相法の中で担体遷移金属担持した触媒を用いる方法)などによって合成、製造されるが、なかでもアモルファスカーボン等の不純物の生成を少なくできることが好ましい。
[導電層]
導電層は線状構造体の他に樹脂を含んでもよく、その樹脂は1種類または2種類以上を混合して用いることができる。それら樹脂として、ポリエーテルジオールポリエステルジオールポリカーボネートジオールポリビニルアルコール部分けん化ポリビニルアルコールアセトアセチル基変性ポリビニルアルコールアセタール基変性ポリビニルアルコールブチラール基変性ポリビニルアルコールシラノール基変性ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアルコール酢酸ビニル共重合樹脂ジメチルアミノエチルアクリレートジメチルアミノエチルメタクリレートアクリル系樹脂エポキシ樹脂変性エポキシ系樹脂フェノキシ樹脂変性フェノキシ系樹脂フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂フッ素系樹脂メラミン樹脂アルキッド樹脂フェノール樹脂ポリアクリルアミドポリアクリル酸ポリスチレンスルホン酸ポリエチレングリコールポリビニルピロリドンなどの合成高分子デンプンプルランデキストランデキストリングアーガムキサンタンガムアミロースアミロペクチンアルギン酸アラビアガムカラギーナンコンドロイチン硫酸ヒアルロン酸カードランキチンキトサンセルロースキシラングルコマンナンアラビノガラクタンなどの天然高分子、およびカルボキシメチルセルロースなどの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。誘導体とはエステルエーテルなどの従来公知の化合物を意味する。
次に基材上に導電層を形成する方法について説明する。

0016

本発明において、導電層を形成する方法としては、例えば、キャストスピンコートディップコート、バーコート、スプレーブレードコート、スリットダイコートグラビアコートリバースコートスクリーン印刷鋳型塗布、印刷転写インクジェットなどのウエトコート法が用いられる。

0017

前記のウエットコート法のうち、ディップコート、バーコート、ブレードコート、スリットダイコート、グラビアコート、リバースコートのように、線状構造体が一方向に方向性を持った配列を形成しやすい塗布方法を採用することで、導電性の線状構造体が一方向に配列し前記交差本数比n0/n90は1.25より大きくなる。また、前述のような方向性を持った方法以外のウェット法を用いる場合、溶媒を乾燥させる際に一方向から風を当てるようにすることで、導電性の線状構造体を一方向に配列させ、公差本数比n0/n90を1.25より大きくすることができる。本発明においては、特に、ロールtoロールによる安価な大量生産が可能で、導電体を均一にかつ生産性良く形成できるスリットダイコートやグラビアコートを使用する方法が好ましい。

0018

本発明におけるパターン化導電層の形成方法は、基材上にまず前述の方法により導電層を形成した後に、非導電領域を形成する方法、または、基材上に直接パターン化導電層を形成する方法が挙げられる。前者の方法において、非導電領域の形成には、微細配線が形成できることからフォトリソグラフィ工法レーザーリソグラフィ工法が好適に採用される。後者の方法において、パターン化導電層を形成する方法には、グラビアコート、スクリーン印刷、鋳型塗布、印刷転写、インクジェットなどのウエットコート法等が適用できる。

0019

パターン化導電層には、必要に応じてハードコート層やノングレアコート層バリアコート層アンカーコート層キャリア輸送層キャリア蓄積層などの各種機能性層を付与することもできる。これらの層は、パターン化導電層を形成している側、もしくは基材を挟んで反対側に設けてもどちらでもよく、使用に応じた付与形式をとることができる。

0020

本発明のパターン化導電層では、パターン方向に延在した配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性が良好である。一方、タッチパネルに使用されるxy電極のように基材の両面にパターン化導電層を形成する場合、そのパターン方向は互いに交差するように配置されているのが一般的である。よって、基材の両面にパターン化導電層を有し、パターン方向が互いに交差するように配置されたパターン化導電層を有することが、両面とも電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたパターン化導電層体を得ることができるため好ましい。

0021

本発明のタッチパネルはネットワーク構造を有する導電性の線状構造体を含んだ導電性パターンを電極として搭載したものであり、その例として抵抗膜式タッチパネル静電容量式タッチパネルなどが挙げられる。かかるタッチパネルは液晶表示パネル駆動ドライバーと組み合わされ表示装置として好ましく使用される。

0022

また、本発明のパターン化導電積層体は、電子ペーパーの材料としても好ましく用いられる。本発明のパターン化導電積層体を使用した電子ペーパーは、本発明のパターン化導電積層体の導電性パターンを表面電極背面電極片方あるいは両方に使用することにより、電気抵抗値の低下による表示画面の大面積化可視光透過率の上昇、従来のITO電極を使用した電子ペーパーと比較して屈曲性に優れるといった効果が得られる。かかる電子ペーパーの表示方式の例としてマイクロカプセル方式、電気泳動方式電子粉粒体方式などが挙げられる。

0023

以下、本発明を実施例に基づき、具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。まず、各実施例および比較例における評価に関連する事項を説明する。

0024

(1)評価用のパターン
各実施例および比較例にて使用する評価用のパターンは、図4に示すように、の歯の部分が、噛み合うように対向して配置されたものである。図4において、白の地が非導電領域、黒の塗りつぶし領域が導電領域を表している。陽極側、陰極側にそれぞれ10本の配線幅200μm、長さ20mmの直線状の導電領域櫛の歯のように配置されている。そして陽極側、陰極側の櫛の歯は対向する各櫛の歯の間のスペースが200μm、配線の重なり長15mmとなるように向かい合って配置されている。

0025

(2)評価用のサンプル作製方法
各実施例および比較例に記載の導電積層体にドライフィルムレジスト旭化成製サンフォートSPG−152)をロール温度100℃で熱ラミネートし、フォトマスクを介して露光量200mJ条件でUV露光し、前記(1)に記載の評価用のパターン形状感光させる。次に25℃の0.7質量%炭酸ナトリウム水溶液現像レジストパターンを得る。次いで36質量%塩酸:60質量%硝酸:水を20:3:17の質量比率で配合したエッチング液を45℃に加熱し、1〜5分間サンプルを浸漬させてエッチング処理を行う。次に3.0質量%水酸化ナトリウム水溶液を50℃に加熱し、2分間サンプルを浸漬させてドライフィルムレジストを剥離する。作製したサンプルの端子への配線はそれぞれに銀ペーストDW−117H−41東洋紡績(株)製)を塗布し、熱風オーブンで150℃、30分硬化させて耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価用に使用する電極とする。

0026

(3)導電層中に含まれる導電性線状構造体の交差本数比
導電性配線上で無作為に場所を選択し、KEYENCE社レーザー顕微鏡(VK−9700)にて3000倍の倍率で撮影を行った。レーザー顕微鏡観察にて、線状構造体と基材フィルムコントラストが低く、観察が困難な場合には、走査型電子顕微鏡透過型電子顕微鏡により、撮影を行った。撮影した画像の中心に直径が実寸法で70μmにあたる円を作図し、本数比測定用の画像とした。
次に、前述の画像をMVtech社HALCONを用いて、円の中心を通り前記円を36等分する18本の直線を引き、前記円の内部における前記線状構造体と前記直線との交点の数を各直線ごとに計数した。交点の数が最も大きい直線をl0、l0となす角が90度である直線をl90とした。l0の前記交点の数n0とl90の前記交点の数n90の比である交差本数比n0/n90を求めた。

0027

(4)配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価
恒温恒湿槽(TABAIESPEC EHS221MD)で槽内温湿度を60℃90%RH条件にし、信頼性評価システム(TABAI ESPECAEI−020−P)を使用して評価用のパターンに電圧5Vを印加し、200時間の絶縁抵抗値を5分間隔で測定した。測定した抵抗値が2.00e+12Ωに達した時点で導通不良と判断し、それまでの試験時間を導通不良発生時間とした。また、抵抗値が1.00e+3Ωに達した時点でショートと判断し、それまでの試験時間をショート発生時間とした。また、試験後のサンプルを光学顕微鏡で観察し、エレクトロケミカルマイグレーションによる金属の枝状析出物であるデンドライト発生状態を確認した。

0028

配線の電気的信頼性は、導通不良発生時間が10時間以上で良好とし、10時間に満たない場合を不良とした。

実施例

0029

耐エレクトロケミカルマイグレーション性は、ショート発生時間が5時間以上で、かつ配線長1mmの範囲を観察し、配線の周囲に長さ50μm以上のデンドライトが2本未満しか発生していない場合を良好とし、ショート発生時間が5時間に満たないか、配線長1mmの範囲を観察し、配線の周囲に長さ50μm以上のデンドライトが3本以上発生した場合には不良と判断した。
(実施例1)
厚み125μmのポリエチレンテレフタレートフィルムルミラー(登録商標)U48(東レ(株)製)を基材として用い、その一方の面に線状構造体として銀ナノワイヤーを使用し、スリットダイコートを用いて基材片面に銀ナノワイヤー分散液(平均長さ20.2μm、絶対粘度:4.5mPa・s)をシムプレート厚み50μmの条件にて塗布した後に乾燥温度150℃で30秒間乾燥し導電層を設けた。次いで、アクリル系組成物(綜研化学(株)製フルキュアHC−6を酢酸エチルを溶媒として固形分濃度2.5質量%に調合し、スリットダイコートを用い、シムプレート厚み50μmの条件にて導電層上に塗布した後、乾燥温度120℃で2分間乾燥し、紫外線を80mJ/cm2照射し硬化させた。銀ナノワイヤー分散液を塗工するスリットダイコート工程での基材の進行方向と前記(1)の評価用のパターンの方向が平行となる様に、前記(2)に従って、パターン化導電積層体の評価用のサンプルを作製した。評価用のサンプルの櫛の歯の部分における導電性線状構造体の交差本数比を前記(3)に従い求めたところ、交差本数比は1.6であり、前記(3)により求めたl90とパターン方向(評価用のパターンの櫛の歯の部分の延在方向)とのなす角は0度であった。配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価の結果、導通不良発生時間は39時間でショート発生時間は8時間だった。また、長さ50μm以上のデンドライトの発生は確認できず、良好であった。
(実施例2)
銀ナノワイヤー分散液を塗工するスリットダイコート工程での基材の進行方向と前記(1)の評価用のパターンの方向とがなす角を30度とした他は実施例1と同様にしてパターン化導電積層体の評価用のサンプルを作製した。実施例1と同様に交差本数比を求めたところ交差本数比は1.6であり、l90とパターン方向とのなす角は30度であった。配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価の結果、導通不良発生時間は24時間でショート発生時間は5時間だった。また、長さ50μm以上のデンドライトの発生は確認できず、良好であった。
(比較例1)
銀ナノワイヤー分散液を塗工するスリットダイコート工程での基材の進行方向と前記(1)の評価用のパターンの方向とがなす角が90度とした以外は実施例1と同様にしてパターン化導電積層体の評価用のサンプルを作製した。実施例1と同様に交差本数比を求めたところ、交差本数比は1.6であり、l90とパターン方向とのなす角は90度であった。配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価の結果、導通不良発生時間は9時間でショート発生時間は2時間だった。また、配線長1mmの範囲に長さ50μm以上のデンドライト発生が3本以上確認され、良好ではなかった。
(比較例2)
銀ナノワイヤー分散液を塗工するスリットダイコート工程での基材の進行方向と前記(1)の評価用のパターンの方向がなす角を60度とした他は比較例1と同様にしてパターン化導電積層体の評価用のサンプルを作製した。実施例1と同様に交差本数比を求めたところ交差本数比は1.6であり、l90とパターン方向とのなす角は60度であった。配線の電気的信頼性および耐エレクトロケミカルマイグレーション性の評価の結果、導通不良発生時間は11時間でショート発生時間は3時間だった。また、配線長1mmの範囲に長さ50μm以上のデンドライト発生が3本以上確認され、良好ではなかった。

0030

1 直径が実寸法で70μmに当たる円
2線状構造体
3パターン化導電層における導電領域
4 パターン化導電層における非導電領域

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