CN106413917B - 图案形成方法、带透明导电膜的基材、器件及电子机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图案形成方法，抑制在形成线状液体时产生的膨起，可稳定地形成包含细线的图案，而兼得较高的透明性和低可见性。图案形成方法具有：将包含功能性材料的液体利用液滴喷出装置(H)喷出，并将依次喷出的液滴在基材(1)上合为一体，由此，形成包含功能性材料的线状液体(2)的工序；通过使线状液体(2)蒸发、干燥，使功能性材料选择性地堆积在线状液体(2)的缘的工序。以线状液体的液滴供给量成为4.5×10－10～5.5×10－9[m3/m]的方式进行控制，且以液滴在基材(1)上的接触角成为10～45[°]的方式进行控制，且以在将液滴在基材(1)上的单一着落液滴的直径设为D[m]、且将液滴的基材(1)上的喷出间隔设为p[m]的情况下，与喷出频率f[1/s]的关系满足下式：f·p/D≥150。

Description

图案形成方法、带透明导电膜的基材、器件及电子机器
技术领域
本发明涉及形成在边缘部堆积有功能性材料的涂膜的图案形成方法、利用由该涂膜形成方法形成的涂膜而得到的带透明导电膜的基材、器件以及电子机器。
背景技术
近年来，器件的高功能化、高密度化得到了发展，一直寻求形成含有功能性材料的微小的图案的技术，同时也要求低成本化、制造工序的简化。
作为上述的图案形成法，提出了利用印刷法形成图案。但是，使用各种印刷法，极限也只是形成线宽20μm左右的图案，难以满足所要求的微细化。
专利文献1记载了通过利用液体内部的对流，将液体内含有的固体成分聚集在涂膜的周边部，从而能够形成与涂膜尺寸相比更微小的电配线图案。
另一方面，近年来，随着薄型TV等的需求的提高，开发了液晶、等离子体、有机电致发光或场发射等各种方式的显示技术。在这些显示方式不同的所有显示器中，透明电极是必需的构成要素。另外，除电视机以外，即使在触摸面板、移动电话、电子纸、各种太阳能电池、各种电致发光调光元件中，透明电极也是不可缺少的技术。
以往，透明电极主要使用通过溅射法在玻璃或透明的塑料膜等透明基材上制成铟-锡的复合氧化物(ITO)膜而成的ITO透明电极。
但是，在ITO中使用的铟为稀有金属，且价格高昂，因此，希望不使用铟。另外，溅射法存在生产时间长，材料使用效率非常差之类的问题，对于ITO透明电极而言，存在高成本这样的大问题。
因此，代替ITO透明电极的透明电极的开发已成为当务之急。
对此，专利文献2中记载了一种透明导电膜，其利用液体内部的对流，将液体内含有的银纳米粒子聚集于涂膜的周边部而使由银纳米粒子构成的微小的环状图案相互连结而成。
专利文献3中记载了一种透明导电膜，其利用液体内部的对流，将液体内含有的碳纳米管聚集在涂膜的周边部而具有由碳纳米管构成的相互连结而成的多个微小的环状图案。
非专利文献1、2中记载有一种透明导电膜，使喷墨法喷出的液滴在基材上合为一体，形成线状的液体之后，利用液体内部的对流，将液体内所含有的银纳米粒子聚集在线状液体的周边部，由此，将由银纳米粒子构成的微小的细线图案配置成网眼状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4325343号
专利文献2：WO2011/051952
专利文献3：日本特表2011－502034号公报
非专利文献1：V.Bromberg,S.Ma,T.J.Singler,Appl.Phys.Lett.102,214101(2013)
非专利文献2：Z.Zhang,X,Zhang,Z.Xin,M.Deng,Y.Wen,Y.Song,AdvancedMaterials 2013 Vol:25(46):6714-6718
发明所解决的技术问题
专利文献1、非专利文献1所记载的图案形成法中，在形成较长的线状图案时，会由于受液体内部压力的影响而要收缩成球状的力而产生膨起，线状液体的一部分被切断，或直线性瓦解。其结果，堆积在上述线状液体端部的功能性材料的图案的一部分被切断，或图案形状不均匀，因此，图案形成的稳定性成为技术问题。
专利文献2、3所记载的技术中，为了通过环状图案形成透明电极，需要使各个环与最少两个环交叉确保电连接，其结果，在面电极上必须形成多个连结点(交点)。因此，在连结点的形状稳定性及连结点的个数控制的观点上存在改善的余地。另外，当电阻值降低到规定值时，不能充分解决透明性也大幅降低的问题。
非专利文献2中，上述线状液体的液滴供给量较少，因此，堆积在边缘部的各细线图案间隔变窄。因此，为了使可见性最低而将细线图案配置于面内时，存在透明性易于受损的问题。
因此，本发明的技术问题在于，提供一种图案形成方法，抑制在形成线状液体时产生的膨起，且可稳定地形成包含细线的图案，而兼得较高的透明性和低可见性。
另外，本发明的另一技术问题在于，提供带透明导电膜的基材(透明电极)、具备该基材的器件及电子机器，该带透明导电膜的基材在以相同的电阻值进行比较的情况下，具有可改善透明性、可见性的优异特性。
另外，本发明的其它技术问题由以下记载可以明确。
用于解决技术问题的方案
所述技术问题通过以下的各发明解决。
1.一种图案形成方法，该方法包括：
通过液滴喷出装置喷出包含功能性材料的液体，且依次喷出的液滴在基材上合为一体，由此形成包含所述功能性材料的线状液体的工序；
使所述线状液体蒸发、干燥，从而使所述功能性材料选择性地堆积在所述线状液体的边缘的工序，其中，
控制所述线状液体的液滴供给量为4.5×10-10[m3/m]以上5.5×10－9[m3/m]以下，且控制喷出后的所述液滴对所述基材的接触角为10[°]以上45[°]以下，并且，在将喷出后的所述液滴在所述基材上的单一着落液滴的直径设为D[m]、将喷出后的所述液滴在所述基材上的喷出间隔设为p[m]的情况下，控制喷出使得D[m]、p[m]与喷出频率f[1/s]的关系满足下式的条件，
[数学式1]
f·p/D≥150。
2.如所述1所记载的图案形成方法，其中，使用具有灰度数变更机构的液滴喷出装置。
3.如所述1或2所记载的图案形成方法，其中，在进行所述线状液体的干燥时，对所述基材进行加热、或使用干燥机对所述基材进行干燥。
4.如所述1～3中任一项所记载的图案形成方法，其中，所述干燥之前的所述液体的功能性材料含有率为0.1重量％以上5重量％以下的范围。
5.如所述1～4中任一项所记载的图案形成方法，其中，所述功能性材料为导电性材料或导电性材料前体。
6.一种带透明导电膜的基材，其在基材表面具有包含通过所述1～5中任一项所记载的图案形成方法形成的图案的透明导电膜。
7.一种器件，其具有所述6所记载的带透明导电膜的基材。
8.一种电子机器，其具有所述7所记载的器件。
附图说明
图1是用于说明本发明的图案形成法的概念图；
图2是说明本发明的图案形成方法的喷出条件的图；
图3是说明本发明的图案形成方法的原理图；
图4是表示按照本发明进行的图案形成的例子的俯视图；
图5是表示按照本发明形成的图案的一个例子的局部放大俯视图；
图6是图4的vi－vi线剖面图；
图7是说明实施例的图。
标记说明
1：基材
2：线状液体
3：图案
30：薄膜部
31、32：细线
H：液滴喷出装置
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式进行说明。
本发明的图案形成法中，将包含功能性材料的液体通过液滴喷出法喷出，并使形成于基材上的线状液体蒸发、干燥，由此，使功能性材料选择性地堆积于线状液体的边缘而形成图案，图1表示概念图。
图1中，H为液滴喷出装置。作为液滴喷出装置，可以使用所谓喷墨记录装置所具有的喷墨头，但只要可实现后述的本发明的喷出条件，就没有特别限定。作为液滴喷出装置的液滴喷出机构，没有特别限定，但可以列举散热方式、压电方式、连续方式等。
1为基材，2为包含功能性材料的线状液体，3为通过使功能性材料选择性地堆积于线状液体2的边缘而形成的图案。
如图1(a)所示，一边使液滴喷出装置H和基材1相向扫描，一边从液滴喷出装置H喷出包含功能性材料的液体，依次喷出的液滴在基材上合为一体，由此，形成包含功能性材料的线状液体2。
然后，如图1(b)所示，使线状液体2蒸发、干燥，由此使功能性材料选择性地堆积于线状液体2的边缘。
这样，如图1(c)所示，在基材1上形成由包含功能性材料的细线构成的图案3。由1条线状液体2形成的图案3由一组两条细线31、32构成。
就本发明而言，在形成这种图案3时，可以兼得较高的透明性和低可见性，因此，优选使用。
需要说明的是，本说明书中，“透明性”和“低可见性”是有区别的。“透明性”基于透过图案的光的透射率来评价。另一方面，“低可见性”基于通过目视来识别图案的困难性来评价。越是不能看到构成图案的细线，低可见性越优异。即使透射性相同，低可见性也有可能产生差异，如后面参照图4进行的说明，本发明不仅可有效用于透射性的实现，而且还可有效用于低可见性的实现。
图2是说明本发明的图案形成方法的喷出条件的图。图2(a)表示从侧面观察图1(a)中的液滴喷出状态的情形，图2(b)表示俯视图1(a)中的液滴喷出状态的情形。
如图2所示，本实施方式中，将液滴喷出装置H和基材1沿x方向相向扫描，使包含功能性材料的液滴依次喷出，并在基材1上合为一体，由此，形成线状液体2。
此时，将喷出液滴着落至基材1时的着落液滴的直径设为D[m]，将喷出液滴的喷出间隔设为p[m]时，在满足由下式(1)表示的关系时，着落液滴在基材1上合为一体，形成线状液体2。
[数学式2]
p/D≤1…(1)
另外，着落液滴的直径D[m]可以根据喷出液滴与基材的接触角θ[rad]、喷出液滴量V[m3]并根据下式(2)算出。此外，接触角为静态接触角，可以通过如下求得，例如使用协和界面科学株式会社制造的DM－500，在25℃、50％RH环境下，将要测定的液滴(5μl左右)从注射器注射至基材1上，并测定液滴端部的切线与基材面构成的角度。
[数学式3]
通过液滴喷出法依次喷出的液滴在基材上合为一体，由此在形成线状液体时产生膨起，因此，有时线状液体的一部分被切断，或直线性瓦解。其结果，产生如下问题：堆积于线状液体的端部的功能性材料图案的一部分被切断，或图案形状变得不均匀。
本发明的发明人着眼于这种膨起由于着落液滴流入液滴喷出装置的扫描方向后方的线状液体中而产生，并发现通过喷出液滴供给与从该着落液滴流入扫描方向后方的线状液体中的液量同等或更多的液量，由此可以抑制膨起产生。
就根据包含功能性材料的液体的组成、液滴喷出装置、基材种类选择的某种着落液滴的直径D[m]而言，随着缩小喷出间隔p[m]，着落液滴流入扫描方向后方的线状液体中的液量变多。即，通过以缩小喷出间隔p[m]的量，从喷出液滴供给更多的液量，可抑制膨起。本发明的图案形成法中，在将喷出后的上述液滴在上述基材上的单一着落液滴的直径设为D[m]，将喷出后的上述液滴在上述基材上的喷出间隔设为p[m]的情况下，通过控制喷出而使得D[m]、p[m]与喷出频率f[1/s]的关系满足下式(3)的条件，可以形成线宽均匀且直线性较高的线状液体。
[数学式1]
f·p/D≥150……(3)
另外，在使用了能喷出规定液滴量的液滴喷出装置的情况下，优选通过灰度驱动来控制液滴量。即，优选使用具有灰度数变更机构的液滴喷出装置。灰度数是对于1点打入的墨水滴的数。
图3是说明本发明的图案形成方法的原理图。
线状液体2在基材1上干燥的过程中，根据线状液体2的组成、基材1与线状液体2的接触角、功能性材料浓度及干燥条件的选择，控制线状液体2的对流状态，由此，可以使功能性材料选择性地堆积于线状液体2的边缘。
利用图3说明本发明中可以使功能性材料选择性地堆积于线状液体2的边缘的对流状态。就配置于基材1上的线状液体2的干燥而言，边缘的干燥比中央部中的干燥快，随着干燥的进行，固体成分浓度到达饱和浓度，在线状液体2的边缘引起固体成分的局部析出。利用该析出的固体成分，线状液体2的边缘成为被固定化的状态，而抑制随后的干燥导致的线状液体2在宽度方向的收缩。通过该效果，线状液体2的液体形成从中央部流向边缘的对流，以补充由于蒸发在边缘失去的量的液体。
该对流由于干燥所引起的线状液体2的接触线的固定化以及线状液体2中央部与边缘的蒸发量的差而引起，因此，通过根据固体成分浓度、线状液体2与基材1的接触角、线状液体2的量、基材1的加热温度、线状液体2的配置密度、或者温度、湿度、气压的环境因素进行变化，并调整这些因素，可以控制该对流。
本发明中，线状液体2相对于基材1的接触角优选为10[°]以上45[°]以下的范围。接触角低于10[°]时，不易引起线状液体2的接触线的固定化，接触角超过45[°]时，线状液体2中央部与边缘的蒸发量的差较小，不能促进线状液体2内的从中央部流向缘的对流。在上述接触角范围内，易于引起线状液体2的接触线的固定化，线状液体2的中央部与边缘的蒸发量的差也变大，可促进线状液体2内从中央部流向边缘的对流。其结果，可得到进一步促进细线化并进一步提高透明性的效果。线状液体2相对于基材1的接触角可以通过该线状液体2的组成、或基材1的表面能的设定来调整。
另外，线状液体2中央部与边缘的蒸发量的差对形成于液滴表面的气体的扩散程度造成影响。据此，线状液体2的液滴供给量明显有助于上述对流。在面内一次性形成多条线状液体2的情况下，线状液体2的液滴供给量变多时，由于邻接的线状液体2的影响，线状液体2中央部与边缘的蒸发量的差变小，不会显著产生使功能性材料选择性地堆积于线状液体2的边缘的上述对流。其结果，细线宽度变大，且在细线部的图案规定位置外残留固体成分，损坏透明性。
由此，通过控制液滴量V[m3]和喷出间隔p[m]使得线状液体2的液滴供给量成为5.5×10－9[m3/m]以下，可以显著产生上述对流。
如图4的图案的形成例所示，在面内，以通过线状液体2的干燥形成的图案3的一组两条细线图案31、32间的间隔I、和配置于相互邻接的图案3中彼此靠近的一侧的细线图案32、31间的间隔J大致相同的方式配置细线，由此，在配置相同数量的相同细线的情况下(透射性相同)进行比较时，可得到细线的可见性最低的效果。在同一细线宽度下，以一组两条细线图案31、32间的间隔I变宽的方式形成图案，由此，可得到在维持较高的透射性的状态下可见性最低的效果。
一组两条细线图案31、32间的间隔I根据线状液体2的线宽I’决定，该线状液体2的线宽I’根据包含功能性材料的液体与基材1的接触角和液滴供给量来选择。在通过本发明的图案形成方法控制的接触角范围内，通过增多液滴供给量，可以较宽地设计一组两条细线图案31、32间的间隔I来形成图案，从而在维持较高的透射性的状态下使细线的可见性变得最低。具体而言，优选以液滴供给量成为4.5×10－10[m3/m]以上的方式选择液滴量V[m3]和喷出间隔p[m]。
根据本发明，在防止膨起产生的状态下，通过增多液滴供给量等，可以增加间隔I，因此，例如，对于设定成任意值的间隔J的值而言，可以将与间隔J的值接近的值、优选实质上相同的值适当赋予给间隔I。即，可以得到在保持细线的稳定性的状态下以期望的间隔配置细线并降低可见性等的有利效果。这样，从提高细线形成的自由度的观点来看，也可以实现显著的效果。
如以上进行的说明，根据本发明，在形成使功能性材料选择性地堆积于线状液体的边缘部的涂膜的图案形成法中，通过抑制在形成线状液体时产生的膨起，可以稳定地得到形状的均匀性较高的图案，可兼得较高的透明性和低可见性。
另外，根据本发明，可以提供以相同的电阻值比较时可提高透明性、可见性的具有优异特性的带透明导电膜的基材(透明电极)、具备该基材的器件及电子机器。
图5是表示通过本发明的图案形成方法形成于基材上的图案的一例的局部放大平视图。图6是图5中的vi－vi线剖面图，是将图案所包含的一组两条细线沿与线段方向垂直的方向切断的剖面图(纵剖面图)。
本发明中，由1条线状液体生成的图案3的一组两条细线(线段)31、32并不需要是相互完全独立的岛状。如图示，2条线段31、32形成为由薄膜部30连接的连续体，薄膜部30在该线段31、32之间以比该线段31、32的高度低的高度形成，这在本发明中也是优选的。
本发明中，图案3的线段31、32的线宽W1、W2分别优选为10μm以下。如果为10μm以下，则成为通常不能视觉辨认的水平，因此，从提高透明性的观点来看，更优选。如果也考虑各线段31、32的稳定性，则各线段31、32的线宽W1、W2分别优选为2μm以上10μm以下的范围。
此外，本发明中，线段31、32的宽度W1、W2如下定义：将在该线段31、32间的功能性材料厚度最薄的最薄部分的高度设为Z，再将从该Z起算线段31、32的突出高度设为Y1、Y2时，Y1、Y2的一半的高度处的线段31、32的宽度定义为宽度W1、W2。例如，图案3具有上述的薄膜部30时，可以将该薄膜部30中最薄部分的高度设为Z。此外，各线段31、32间的功能性材料的最薄部分的高度为0时，线段31、32的线宽W1、W2定义为线段31、32距基材1表面的高度h1、h2的一半的高度处的线段31、32的宽度。
本发明中，构成图案3的线段31、32的线宽W1、W2如上述那样是极细的，因此，从确保截面积、实现低电阻化的观点来看，优选线段31、32距基材1表面的高度h1、h2较高。具体而言，线段31、32的高度h1、h2优选为50nm以上5μm以下的范围。
另外，本发明中，从提高图案3的稳定性的观点来看，h1/W1比、h2/W2比分别优选为0.01以上1以下的范围。
另外，从进一步提高图案3的细线化的观点来看，在线段31、32间功能性材料的厚度最薄的最薄部分的高度Z、具体而言薄膜部30的最薄部分的高度Z优选为10nm以下的范围。为了实现兼得透明性和稳定性的平衡，最优选在0＜Z≤10nm的范围内具备薄膜部30。
另外，为了提高图案3的更进一步的细线化，h1/Z比、h2/Z比分别优选为5以上，更优选为10以上，特别优选为20以上。
线段31、32的间隔I可以适当地调整，优选调整成10μm以上300μm以下的范围。另外，如上述，间隔I优选调整成与使用图4说明的间隔J接近的值，最优选调整成实际上与间隔J相等的值。此外，本发明中，线段31、32的间隔I定义为线段31、32的各最大突出部间的距离。
另外，本发明中，优选对线段31和线段32赋予相同的形状(相同程度的截面面积)，具体而言，线段31和线段32的高度h1和h2优选为实质上相等的值。同样，也优选线段31和线段32的线宽W1和W2为实质上相等的值。
本发明中，线段31、32未必需要为平行，只要至少在线段方向的某长度L内，线段31、32不结合即可。优选至少在线段方向的某长度L内，线段31、32实质上平行。
本发明中，线段31、32的线段方向的长度L优选为线段31、32的间隔I的5倍以上，更优选为10倍以上。长度L及间隔I可以对应图案(线状液体)2的形成长度及形成宽度进行设定。
本发明中，线状液体2的形成始点和终点(贯穿线段方向的某长度L的始点和终点)中，线段31、32连接且形成为连续体，这在本发明中也是优选的。
另外，线段31、32优选其线宽W1、W2大致相等，且线宽W1、W2与2条线间距离(间隔I)相比是非常细的。
另外，优选同时形成构成由1条线状液体生成的图案3的线段31和线段32。
本发明的图案3特别优选各线段31、32全部满足下述(A)～(D)的条件。
(A)将各线段31、32的高度设为h1、h2，且将该各线段间的最薄部分的高度设为Z时，5≤h1/Z且5≤h2/Z。
(B)将各线段31、32的宽度设为W1、W2时，W1≤10μm且W2≤10μm。
(C)将各线段31、32间的距离设为I时，10μm≤I≤300μm。
(D)将各线段31、32的高度设为h1、h2时，50nm＜h1＜5μm且50nm＜h2＜5μm。
至少包含通过本发明的图案形成方法形成于基材表面的图案的带透明导电膜的基材，在以同一电阻值进行比较的情况下，具有可改善透明性、低可见性的优异特性。
本发明所使用的基材没有特别限定，例如可举出：玻璃、塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸类树脂、聚酯、聚酰胺等)、金属(铜、镍、铝、铁等、或它们的合金)、陶瓷等，它们可以单独使用，也可以在贴合的状态下使用。其中，优选为塑料，且优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯、聚丙烯那样的聚烯烃等。
本发明所使用的功能性材料没有特别限定，但优选为导电性材料或导电性材料前体。导电性材料前体是指可以通过实施适当处理变成导电性材料的材料。
作为导电性材料，例如可优选列举导电性微粒、导电性聚合物等。
作为导电性微粒，没有特别限定，可以优选列举出Au、Pt、Ag、Cu、Ni、Cr、Rh、Pd、Zn、Co、Mo、Ru、W、Os、Ir、Fe、Mn、Ge、Sn、Ga、In等微粒，尤其是如果使用Au、Ag、Cu那样的金属微粒，则能够形成电阻低、并且抗腐蚀性强的电路图案，所以优选。从成本以及稳定性的观点来看，包含Ag的金属微粒最为优选。这些金属微粒的平均粒径优选为1～100nm的范围、更优选为3～50nm的范围。
另外，作为导电性微粒，还优选使用碳微粒。作为碳微粒，可以优选例示出石墨微粒、碳纳米管、富勒烯等。
作为导电性聚合物，没有特别限定，可以优选举出π共轭系导电性高分子。
作为π共轭系导电性高分子，没有特别限定，可以利用：聚噻吩类、聚吡咯类、聚吲哚类、聚咔唑类、聚苯胺类、聚乙炔类、聚呋喃类、聚对苯类、聚对苯乙炔类、聚对苯硫醚类、聚甘菊环类、聚异硫茚类、聚氮化硫类等链状导电性聚合物。其中，从可得到较高的导电性的点来看，优选为聚噻吩类或聚苯胺类。最优选为聚亚乙基二氧噻吩。
本发明所使用的导电性聚合物更优选包含上述的π共轭系导电性高分子和聚阴离子而成。通过在适当的氧化剂和氧化催化剂、聚阴离子的存在下，对形成π共轭系导电性高分子的前体单体进行化学氧化聚合，可以容易地制造这样的导电性聚合物。
聚阴离子是取代或者未取代的聚亚烷基、取代或者未取代的聚亚烯基、取代或者未取代的聚酰亚胺、取代或者未取代的聚酰胺、取代或者未取代的聚酯以及它们的共聚物，包含具有阴离子基团的构成单元和不具有阴离子基团的构成单元。
该聚阴离子是可使π共轭系导电性高分子溶解在溶剂中的可溶高分子。另外，聚阴离子的阴离子基团作为针对π共轭系导电性高分子的掺杂剂发挥功能，提高π共轭系导电性高分子的导电性和耐热性。
作为聚阴离子的阴离子基团，只要是能够发生向π共轭系导电性高分子进行化学氧化掺杂的官能团即可，尤其是从制造的难易度以及稳定性的观点来看，优选为单取代硫酸酯基、单取代磷酸酯基、磷酸基、羧基、磺酸基等。另外，从官能团向π共轭系导电性高分子的掺杂效果的观点来看，更优选为磺酸基、单取代硫酸酯基、羧基。
作为聚阴离子的具体例子，可以举出聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸乙基磺酸、聚丙烯酸丁基磺酸、聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚乙烯基羧酸、聚苯乙烯羧酸、聚烯丙基羧酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷羧酸、聚异戊二烯羧酸、聚丙烯酸等。既可以是它们的均聚物，也可以是其2种以上的共聚物。
另外，还可以是在化合物内具有F(氟原子)的聚阴离子。具体而言，可以举出含有全氟磺酸基的Nafion(Dupont公司制造)、由含有羧酸基的全氟型乙烯基醚构成的Flemion(旭硝子公司制造)等。
在它们中，如果是具有磺酸的化合物，则在使用喷墨印刷方式时墨水射出稳定性特别良好、并且能得到高的导电性，所以更优选。
另外，在它们中尤其优选聚苯乙烯磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚丙烯酸乙基磺酸、聚丙烯酸丁基磺酸。这些聚阴离子可以实现导电性优异这样的效果。
聚阴离子的聚合度优选为单体单元在10～100000个的范围，从溶剂溶解性以及导电性的点来看，更优选为50～10000个的范围。
导电性聚合物还优选可以利用市售的材料。例如，对于由聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和聚苯乙烯磺酸构成的导电性聚合物(简称为PEDOT/PSS)，市售的有：H.C.Starck公司的CLEVIOS系列，Aldrich公司的PEDOT-PASS483095、560598，Nagase Chemtex公司的Denatron系列。另外，市售的聚苯胺有：日产化学公司的ORMECON系列。
本发明中，作为含有功能性材料的液体，可以组合使用水或有机溶剂等的1种或2种以上。
有机溶剂没有特别限定，例如可示例：1,2-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、丙二醇等二醇类、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单***等醚类等。
另外，作为含有功能性材料的液体，也可以在不损坏本发明效果的范围内含有表面活性剂等各种添加剂。
通过使用表面活性剂，例如在使用液滴喷出装置形成线状液体2等情况下，可以调整表面张力等而实现喷出的稳定化等。作为表面活性剂，没有特别限定，可以使用硅类表面活性剂等。硅类表面活性剂是指二甲基聚硅氧烷的侧链或终端经聚醚改性而成的硅类表面活性剂，例如市售有信越化学工业制造的KF-351A、KF-642、BYK Chemie制造的BYK347、BYK348等。相对于形成线状液体2的液体的总量，表面活性剂的添加量优选为1重量％以下。
本发明的带透明导电膜的基材的用途没有特别限定，可以用于各种电子机器具备的各种器件。
从显著地起到本发明的效果的观点来看，本发明涉及的带透明导电膜的基材优选的用途例如可以适当地用作液晶、等离子体、有机电致发光或场发射等各种方式的显示器用透明电极，或者触摸面板、移动电话、电子纸、各种太阳能电池、各种电致发光调光元件等中使用的透明电极。
更具体而言，本发明涉及的带透明导电膜的基材优选用作器件的透明电极。作为器件，没有特别限定，例如可以优选例示触摸面板传感器等。另外，作为具备了这些器件的电子机器，没有特别限定，例如可以优选例示智能手机、平板终端等。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限定于实施例。
(实施例1～13，比较例1～8)
利用喷墨头(柯尼卡美能达公司制造的“KM512L”；标准液滴量42pl，“KM512M”；标准液滴量14pl，或“KM512S”；标准液滴量4pl)，在表1～5所示的组成的墨水、喷出条件下，以喷嘴列方向间间距为423μm的方式将液滴喷出至使用信光电气计装株式会社制造的PS-1M进行了电晕放电处理的PET膜、玻璃、COP膜(基材)的该基材表面上，形成条纹的线状液体。干燥该图案，使固体成分堆积于边缘部，由此，形成许多一组两条细线图案。使形成有上述图案的基材相对于喷墨头扫描方向旋转90°后，以相同的条件再次形成许多一组两条细线图案，从而形成图7所示那样的网眼状的图案。
此外，图7(a)示出根据图4说明的间隔I较小且比间隔J小的情况，图7(b)表示间隔I较大且为与间隔J接近的值的情况。本实施例中，将线状液体的间距设为423μm，由1条线状液体形成的图案3中的细线31、32间的间隔I(后述的“两条线宽”的测定值)充分比(423μm/2＝)212μm小的状态与图7(a)近似，接近212μm的状态与图7(b)近似。
(比较例9)
利用喷墨打印机(Fujifilm DMP-2831printer；标准液滴量10pl)，在表5所示的组成的墨水、喷出条件下，以喷嘴列方向间间距成为423μm的方式将液滴喷出至使用信光电气计装株式会社制造的PS-1M进行了电晕放电处理的玻璃基材表面，形成条纹的线状液体。干燥该图案，使固体成分堆积于边缘部，由此，形成许多一组两条细线图案。使形成有上述图案的基材相对于喷墨头扫描方向旋转90°后，以相同的条件再次形成许多一组两条细线图案，且形成图7所示那样的网眼状的图案。
以上的实施例1～13、比较例1～9中，应用了下述干燥条件及烧成条件。
＜干燥条件＞
·基材加热方法：液体涂布部形成后，使用加热板加热基材。
·基材表面温度：70℃
＜烧成条件＞
·烧成方法：液体涂布部干燥后，使用加热板加热基材。
·基材表面温度：120℃，1小时
对得到的图案测定膨起防止性、两条线宽、全光线透射率，低可见性及片材电阻值。将结果在表1～5中表示。
＜测定方法，评价法＞
·膨起防止性
就表1～5所示的两条线性质而言，利用光学显微镜观察，观察一组两条细线，确认膨起防止性。将产生膨起的样品评价为“×”，将未产生膨起的样品评价为“○”。
·两条线宽
就表1～5所示的两条线宽度(μm)而言，利用光学显微镜观察测定一组两条细线间的间隔。测定值相当于上述的间隔I。
·透射率(全光线透射率)
表1～5所示的透射率(全光线透射率)(％T)是使用东京电色公司制造AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC－HIIIDP)，测定全光线透射率而得到的值。此外，是使用没有图案(透明导电膜)的基材进行修正并作为制作后的图案(透明导电膜)的全光线透射率的值。
·低可见性
就表1～5所示的低可见性而言，在看版台(light table)上，从远离50cm的位置肉眼观察实施例1～13、比较例1～9的样品，越是无法辨认细线，低可见性越优异，具体而言，将不能辨认细线的样品评价为“A”，将可稍微辨认细线但实用上没有问题的样品评价为“B”，将可清晰地辨认细线的样品评价为“C”。
·片材电阻
表1～5所示的片材电阻(Ω/□)是使用Dia Instruments社制造的LORESTAEP(MODELMCP-T360型)直列4探针探测器(ESP)测定片材电阻值的值。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
上述表1～5中，“DEGBE”是二甘醇单丁醚的简称，“PET”是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，“COP”是环烯烃聚合物的简称。
＜评价＞
实施例1～13中，可知膨起防止性、两条线宽、全光线透射率、低可见性及片材电阻值均优异。
与之相对，可知在面内液滴供给量(对液滴喷出装置的扫描方向上的液滴供给量)不满足本发明的范围的比较例1中，低可见性差，在超过本发明的范围的比较例2中，全光线透射率、低可见性、片材电阻值差。
另外，可知在不满足本发明的式(3)的条件的比较例3、4中，片材电阻值差。
[数学式4]
f·p/D≥150…(3)
(上述式中，D[m]表示喷出后的液滴在基材上的单一着落液滴的直径，p[m]表示喷出后的液滴在基材上的喷出间隔，f[1/s]表示喷出频率。)
还可知在接触角不满足本发明的范围的比较例5、超过本发明的范围的比较例6中，全光线透射率、低可见性、片材电阻值差。
进一步可知，在不满足上述式(3)的条件的比较例7、8中，片材电阻值差，在面内液滴供给量(对液滴喷出装置的扫描方向上的液滴供给量)不满足本发明范围的比较例9中，低可见性差。此外，这些比较例7～9是基于非专利文献1、2所记载的条件的例子。

Claims (5)

1.一种图案形成方法，该方法包括：
通过液滴喷出装置喷出含有功能性材料的液体，且依次喷出的液滴在基材上合为一体，由此形成包含所述功能性材料的线状液体的工序；
使所述线状液体蒸发、干燥，从而使所述功能性材料选择性地堆积在所述线状液体的边缘的工序，
其中，
将所述线状液体的液滴供给量控制为4.5×10-10m3/m以上5.5×10-9m3/m以下，且将喷出后的所述液滴与所述基材的接触角控制为10°以上45°以下，并且，在将喷出后的所述液滴在所述基材上的单一着落液滴的直径设为D、将喷出后的所述液滴在所述基材上的喷出间隔设为p时，控制喷出使得D、p与喷出频率f的关系满足下式的条件，所述直径D的单位为m，所述喷出间隔p的单位为m，所述喷出频率f的单位为1/s，
[数学式1]
f·p/D≥150。
2.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，
使用具有灰度数变更机构的液滴喷出装置。
3.如权利要求1或2所述的图案形成方法，其中，
在进行所述线状液体的干燥时，对所述基材进行加热来干燥所述线状液体、或使用干燥机来干燥所述线状液体。
4.如权利要求1或2所述的图案形成方法，其中，
所述干燥之前的所述液体的功能性材料含有率为0.1重量％以上5重量％以下的范围。
5.如权利要求1或2所述的图案形成方法，其中，
所述功能性材料为导电性材料或导电性材料前体。
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