JP2019140134A - 透明電極シート及び透明電極シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば透明基材の表面に有機膜が成膜されるような場合でも、この有機膜がその表面全面に亘って略均等な膜厚で欠陥なく成膜されるという機能を阻害しない透明電極シートを提供する。【解決手段】絶縁性の透明基材Ｆｔと、透明基材の表面に形成された金属配線Ｌｘ，Ｌｙとを備える本発明の透明電極シートＳｔは、前記金属配線Ｌｘ，Ｌｙの表層部Ｐｕの断面を離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状とした。【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁性の透明基材と、透明基材の表面に形成された金属配線とを備える透明電極シート及び透明電極シートの製造方法に関し、より詳しくは、可撓性の有機ＥＬディスプレイや有機太陽電池といったフレキシブルデバイスに利用されるものに関する。

この種の透明電極シートは例えば特許文献１で知られている。このものでは、透明基材の表面に所定の金属膜をスパッタリング法等により成膜した後、金属膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングして金属配線を形成している。このような透明電極シートをフレキシブルデバイスに利用する場合、金属配線がパターニング形成された透明基材の表面には、発光機能や発電機能のような所定の機能を発現させる有機膜が例えば真空蒸着法や塗布法により成膜されることになる。

ここで、上記従来例の如く、金属配線をパターニング形成すると、金属配線の表層部の断面は、その縁部が角張った略矩形状となる。このため、上記方法で透明基材の表面に有機膜を成膜すると、縁部に対応する有機膜の部分の厚みが薄くなり易く、透明基材の表面全面にわたって略均等な膜厚で欠陥なく有機膜を成膜できないという問題がある。この場合、有機膜の膜厚が不均一になっていると、発光機能や発電機能といった機能を効果的に発現できない虞がある。

特開２０１５−１５６２７０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、例えば透明基材の表面に有機膜が成膜されるような場合でも、この有機膜がその表面全面に亘って略均等な膜厚で欠陥なく成膜されるという機能を阻害しない透明電極シート及び透明電極シートの製造方法を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、絶縁性の透明基材と、透明基材の表面に形成された金属配線とを備える透明電極シートにおいて、前記金属配線の表層部の断面を離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状としたことを特徴とする。ここで、本発明において、「表層部」といった場合、透明基材の表面から金属配線に向かう方向を上として、金属配線の幅が最大となる、透明基材表面からの高さ位置を基準とし、この基準位置より上方に位置する金属配線の部分を指す。

本発明によれば、金属配線の表層部から角張った縁部をなくして、離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状の断面形状としたことで、例えば真空蒸着法や塗布法によって透明電極シートの表面にその金属配線を覆うように有機膜を成膜するような場合でも、有機膜の膜厚が局所的に薄くなるといった不具合は発生せず、透明基材の表面全面にわたって略均等な膜厚で欠陥なく有機膜を成膜できる。なお、本発明において離心率が０．８３２２より小さいと、前記有機膜に欠陥が生じるという不具合があり、０．９９９２より大きくなると、配線の厚みが薄くなりすぎて所望の抵抗値を実現する断面積が得られないという不具合がある。

また、本発明の透明電極シートを適用してフレキシブルデバイスを製作した場合、このようなフレキシブルデバイスは、使用時、曲げられたりすることが想定されるが、金属配線の表層部を楕円状の断面形状としておけば、応力集中によって有機膜が部分的に破損するといった不具合も生じない。

本発明において、前記透明基材の表面からの前記金属配線の最大厚みが０．１μｍ〜１μｍの範囲であることが好ましい。０．１μｍ未満では、金属配線に断線が生じるという不具合がある一方で、１μｍを超えると、有機膜を略均一な厚みで形成できないという不具合がある。

本発明において、前記金属配線は、銀ナノ粒子を焼結してなる焼結体であることが好ましい。

ところで、透明電極シートをフレキシブルデバイスに適用するには、金属配線の視認性が低く、高い透過率と低い抵抗値とを併せ持つことが要求されるが、このような透明電極シートを簡単に製造することは困難である。

そこで、本発明では、前記金属配線が格子状に形成されるものである場合、前記透明基材の表面で金属配線が夫々のびる方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で互いに隣接する夫々２本の配線で区画される透明基材の部分を単位面積部、単位面積部にて透明基材の配線のない部分を単位開口、単位開口を区画する金属配線の配線幅をＷ、単位開口の幅をＧとし、これら配線幅Ｗと幅Ｇとで決定される単位開口の面積率を基に、単位面積部における配線の充填分画ｆを次式（１）で定義し、
ｆ＝Ｗ／（Ｇ＋Ｗ）・・・（１）
前記充填分画ｆと当該透明電極シートの透過率Ｔとの関係が次式（２）で表されるようにすれば、フレキシブルデバイスに適用するときに要求される金属配線の低い視認性、高い透過率及び低抵抗値を併せ持つ透明電極シートを得ることができる。ここで、式（２）のＴは、波長５５０ｎｍにおける透過率であり、式（２）から算出されるＴの値と、実測されるＴの値との違いは±０．０１以内である。
Ｔ＝０．９８−１．７ｆ・・・（２）

本発明において、前記金属配線の比抵抗が２〜３０μΩ・ｃｍである場合、前記充填分画ｆを０．０００２〜０．０４８の範囲にすれば、シート抵抗が１００Ω／□以下であり、かつ、波長５５０ｎｍにおける透過率が９０％以上である透明電極シートを得ることができる。また、前記充填分画ｆを０．０００４〜０．０４８の範囲にすれば、シート抵抗が５０Ω／□以下であり、かつ、波長５５０ｎｍにおける透過率が９０％以上である透明電極シートを得ることができる。また、前記充填分画ｆを０．００２〜０．０４８の範囲にすれば、シート抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ、波長５５０ｎｍにおける透過率が９０％以上である透明電極シートを得ることができる。また、前記充填分画ｆを０．００２〜０．０１８の範囲にすれば、シート抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ、波長５５０ｎｍにおける透過率が９５％以上である透明電極シートを得ることができる。

また、上記透明電極シートの製造方法は、前記金属配線が銀ナノ粒子を焼結してなる焼結体である場合、前記銀ナノ粒子を溶媒に分散させたものを印刷用のインクとし、このインクを前記透明基材の表面に印刷する工程と、印刷したインクを焼成して前記銀ナノ粒子を焼結させて金属配線とする工程とを含むことを特徴とする。印刷条件や焼成温度を適宜設定することで、上記金属配線を形成できることが確認された。尚、インクに含有される銀ナノ粒子としては、その平均粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であるものを用いることができ、また、インクに含有される溶媒としては、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、イソデカン、イソドデカン、トルエン、キシレン、テトラリン、デカヒドロナフタレン、ドデシルベンゼン及びメシチレンから選ばれる少なくとも１種を単独でまたは組み合わせて用いることができ、特にドデシルベンゼンを好適に用いることができる。

（ａ）は、本発明の実施形態の透明電極シートを示す模式的平面図であり、（ｂ）は、図１(ａ)のＩｂ−Ｉｂ線に沿う模式的断面図。 透明電極シートの製造装置を示す模式図。 配線の充填分画ｆを定義する方法を説明する図。 （ａ）は、配線の充填分画ｆと透過率Ｔとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、配線の充填分画ｆとシート抵抗Ｒｇとの関係を示すグラフ。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の透明電極シートについて、可撓性の有機ＥＬディスプレイや有機太陽電池といったフレキシブルデバイスに利用される場合を例に説明する。

図１は、本実施形態の透明電極シートＳｔを示す。透明電極シートＳｔは、絶縁性を有する透明基材Ｆｔと、透明基材Ｆｔの表面に格子状にパターニング形成された金属配線Ｌｘ，Ｌｙとを備える。この金属配線Ｌｘ，Ｌｙ自体は可視光を透過しないものの、配線間に露出する透明基材Ｆｔを可視光が透過することで、透明電極シートＳｔ全体としての所望の可視光透過率が得られるようにしている。以下においては、透明基材Ｆｔの表面から金属配線Ｌｘ，Ｌｙに向かう方向を上として説明する。

透明基材Ｆｔとしては、可撓性を有するシート状のものが好ましく、例えば、プラスチックシートを用いることができる。プラスチックシートの材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー及びポリイミドから選ばれる少なくとも１種を用いることができる。金属配線Ｌｘ，Ｌｙの金属材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｉｎ及びＳｎから選択された少なくとも１種の金属又はこれらの金属の少なくとも２種からなる合金を用いることができる。尚、金属配線Ｌｘ，Ｌｙは、必ずしも格子状に形成されていなくてもよい。

透明電極シートＳｔをフレキシブルデバイスに利用する場合、図１（ｂ）に示すように、金属配線Ｌｘ，Ｌｙが形成された透明基材Ｆｔの表面全面に亘って、発光機能や発電機能のような所定の機能を発現させるための有機膜Ｆｏが形成されることとなる。

本実施形態では、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの表層部Ｐｕの断面を離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状とした。このような表層部Ｐｕを持つ金属配線Ｌｘ，Ｌｙは、後述する印刷、焼成により形成することが好ましい。表層部Ｐｕといった場合、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの幅が最大となる、透明基材Ｆｔ表面からの高さ位置（図１（ｂ）中、一点鎖線で示す）を基準とし、この基準位置より上方に位置する金属配線の部分を指す。尚、離心率ｅは、下式（Ｉ）により定義することができる。式中、Ｗは、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの幅であり、ｄ’は、透明基材Ｆｔ表面からの金属配線Ｌｘ，Ｌｙの最大厚みｄから一点鎖線で示す基準位置から透明基材Ｆｔ表面までの距離ｄ’’を減じた厚みである。ここで、上記ｄ’’の数値が大きいと、離心率ｅを上記範囲内としても、有機膜Ｆｏに欠陥が生じる虞がある。このため、上記ｄ’’は、ｄ／４よりも小さく設定することが好ましい。

次に、図２を参照して、上記透明電極シートＳｔを製造する透明電極シートの製造装置（以下「製造装置ＭＭ」という）について説明する。製造装置ＭＭは、透明基材Ｆｔを走行させる走行手段１を備える。走行手段１は、ロール状に巻回されたシート状の透明基材Ｆｔを繰り出す繰出ローラ１１と、金属配線Ｌｘ，Ｌｙが形成された透明基材Ｆｔ（透明電極シートＳｔ）をロール状に巻き取る巻取ローラ１２と、これら繰出ローラ１１と巻取ローラ１２との間で透明基材Ｆｔを案内する複数のガイドローラ１３ａ〜１３ｅとを備える。繰出ローラ１１，巻取ローラ１２は、図示省略するモータの回転軸が接続されており、回転自在に構成されている。シート状の透明基材Ｆｔの走行経路上には、透明基材Ｆｔの表面に格子状にインクを印刷する印刷機２が配置されている。

印刷機２としては、例えば、グラビア印刷機を用いることができる。グラビア印刷機２を用いる場合、供給手段２１ａからインクタンク２１に印刷用のインクＩｋを供給し、版胴２２を回転させてその外周面に後述の金属配線Ｌｘ，Ｌｙに対応させて形成された凹部２２ａにインクＩｋを充填し、余分なインクをブレード２３で削ぎ落とし、版胴２２からブランケットローラ２４にインクＩｋを転写する。圧胴２５で保持される透明基材Ｆｔの部分が対向するブランケットローラ２４に押し付けられると、透明基材ＦｔにインクＩｋが印刷される。グラビア印刷機２の構成は公知であるため、これ以上の詳細な説明を省略する。グラビア印刷機２の下流には、焼成ユニット３が配置されている。

焼成ユニット３は、透明基材Ｆｔに印刷されたインクを所定温度に加熱する加熱手段３１を有する。加熱手段３１としては、ホットプレート、ランプ等を用いることができる。焼成ユニット３の下流側には、測定ユニット４が配置されている。測定ユニット４は、走行手段１のガイドローラを兼用する２本の導電性ローラ１３ｄ，１３ｅと、電源４１とを備える表面抵抗計であり、電源４１から導電性ローラ１３ｄ，１３ｅの間に所定の電圧を印加し、焼成後の透明電極シートＳｔのシート抵抗Ｒｇを測定、監視できるようになっている。測定ユニット４で測定されたシート抵抗Ｒｇに応じて、インクＩｋの粘度調整や加熱手段３１の焼成温度調整を行うように構成してもよい。

上記製造装置ＭＭは、公知のマイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた制御手段（図示省略）を備え、制御手段により、印刷機２、焼成ユニット３及び測定ユニット４の稼働等を統括管理するほか、インクＩｋの濃度調整や、加熱手段３１の焼成温度の調整を行うことができるようになっている。以下、上記製造装置ＭＭを用いて実施される透明電極シートＳｔの製造方法について説明する。

先ず、走行手段１を構成する複数のローラ１３ａ〜１３ｅに透明基材Ｆｔを巻き掛けた後、繰出ローラ１１を回転させて透明基材Ｆｔを繰り出すと共に巻取ローラ１２を回転させて透明基材Ｆｔを巻き取ることで透明基材Ｆｔを走行させる。これと共に、印刷ユニット２の供給手段２１ａからインクタンク（インク貯留部）２１に予め調製された印刷用インクＩｋを供給し、版胴２２を回転させてその外周面に後述する金属配線Ｌｘ，Ｌｙに対応させて形成された凹部２２ａにインクＩｋを充填し、余分なインクＩｋをブレード２３で削ぎ落とし、版胴２２からブランケットローラ２４にインクＩｋを転写する。圧胴２５で保持される透明基材Ｆｔの部分が対向するブランケットローラ２４に押し付けられると、ブランケットローラ２４から透明基材ＦｔにインクＩｋが印刷される。印刷されるインクの厚みは、焼成後の透明基材Ｆｔの表面からの金属配線Ｌｘ，Ｌｙの最大厚みｄが０．１μｍ〜１μｍの範囲になるように設定される。

ここで、印刷用のインクＩｋとしては、分散剤で表面が覆われたＡｇナノ粒子と、このＡｇナノ粒子を分散させるための溶媒たる低極性溶媒とを含むＡｇインクが好適に用いられる。Ａｇインクの市販の製品の商品名としては、例えば、ＡｇナノメタルインクＡｇ１Ｔ（株式会社アルバック製）を挙げることができる。Ａｇナノ粒子としては、その平均粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であるものを用いることができる。平均粒子径が１ｎｍ未満になると、比表面積が増大してＡｇナノ粒子表面を被覆する分散剤の量が増大するため、焼成時に分散剤の脱離が不十分になり、金属配線の抵抗値が高くなる場合がある。一方、平均粒子径が１００ｎｍを超えると、Ａｇインク中のＡｇナノ粒子の分散性が低下するという場合がある。分散剤としては、炭素数６〜１８の脂肪酸及び炭素数６〜１２の脂肪族アミンの少なくとも一方を用いることができる。分散剤の炭素数が６未満では、Ａｇインク中でのＡｇナノ粒子の分散性が低下する場合がある一方で、炭素数が１２を超えると、焼成時にＡｇナノ粒子表面からの脂肪酸や脂肪族アミンの脱離が不十分となり、金属配線の抵抗値が高くなる場合がある。これらの脂肪酸や脂肪族アミンは公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

グラビア印刷機２により透明基材Ｆｔ表面に印刷されたインクは、焼成ユニット３の加熱手段３１を用いて所定温度に加熱、焼成される。これにより、Ａｇナノ粒子から分散剤が脱離し、Ａｇナノ粒子同士が焼結して金属配線Ｌｘ，Ｌｙとすることができる。焼成温度は、１２０〜２５０℃の範囲で設定することができる。透明基材Ｆｔの表面に金属配線Ｌｘ，Ｌｙが形成された透明電極シートＳｔは、巻取ローラ１２で巻き取られる。

本実施形態によれば、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの表層部Ｐｕから角張った縁部をなくして、離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状の断面形状としたことで、例えば真空蒸着法によって透明電極シートＳｔの表面にその金属配線Ｌｘ，Ｌｙを覆うように有機膜Ｆｏを成膜するような場合でも、有機膜Ｆｏの膜厚が局所的に薄くなるといった不具合は発生せず、透明基材Ｆｔの表面全面にわたって略均等な膜厚で欠陥なく有機膜Ｆｏを成膜できる。なお、本発明において離心率が０．８３２２より小さいと、前記有機膜に欠陥が生じるという不具合がある。この場合、金属ナノ粒子と溶媒とを含む金属ナノインクを印刷用のインクとし、このインクを透明基材の表面に印刷し、印刷したインクを焼成して金属ナノ粒子を焼結させる際、印刷条件や焼成温度を適宜設定することで、上記金属配線を形成できる。この効果を確認するために、以下の実験を行った。即ち、印刷用のインクＩｋとして前述のＡｇナノメタルインク（株式会社アルバック製）を用いて、配線幅Ｗを２．０２μｍ，４．２５μｍ，５．０８μｍ，７．３３μｍ，９．０３μｍ，１０．１３μｍと変化させると共に、厚みｄを０．２１μｍ，０．４２μｍ，０．５６μｍ，０．６９μｍ，０．８９μｍ，１．０１μｍと変化させて金属配線Ｌｘ，Ｌｙを夫々形成し、金属配線Ｌｘ，Ｌｙが形成された透明基材表面に、ポリチオフェン系の高分子溶液をアプリケータにより塗布し、１００℃で１分間の硬化処理を行うことで有機膜たる導電性ポリマー膜（荒川化学工業製、商品名「アラコートＡＳ６０１Ｄ」）を０．３〜０．４μｍの膜厚で形成した。さらに、有機膜の上に、蒸着法により断面加工・観察用の保護膜となる白金層を約０．３μｍの厚みで形成したものを試料とした。このようにして得た試料を収束イオンビーム（ＦＩＢ）により断面加工し、その試料の断面を走査透過型電子顕微鏡により観察した結果を、金属配線の離心率と共に表１に示す。観察結果は、透明基材の表面全面に亘って略均等な膜厚で欠陥なく有機膜を成膜できたものを「○」とし、膜厚が略均等でなかったり欠陥が生じたものを「×」とした。これによれば、離心率を０．８３２２〜０．９９９２の範囲にすることで、基材表面全面に亘って略均等な膜厚で欠陥なく有機膜を成膜できることが判った。また、離心率は、０．８３２２〜０．９９８９の範囲がより好ましく、０．９４５８〜０．９９３４の範囲が特に好ましいことが、観察結果から判った。表１に示していないが、離心率が０．９９９２を超えると（例えば０．９９９５）、金属配線が薄くなりすぎて所望の抵抗値を実現する断面積が得られなくなるという不具合がある。この不具合は、上述のように、ｄ’’がｄ／４よりも小さい場合に顕著に現れる。

ところで、透明電極シートＳｔをフレキシブルデバイスに適用するには、上記金属配線Ｌｘ，Ｌｙの視認性が低く、高い透過率と低い抵抗値とを併せ持つことが更に要求されるが、このような透明電極シートＳｔを簡単に製造することは困難である。そこで、本実施形態では、以下に説明するように配線の充填分画ｆを定義し、充填分画ｆが所定の範囲内の値になるように金属配線Ｌｘ，Ｌｙの配線幅Ｗと単位開口の幅Ｇとを決定するようにした。即ち、図３も参照して、透明基材Ｆｔ表面で金属配線Ｌｘ，Ｌｙが夫々のびる方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で互いに隣接する夫々２本の配線（Ｘ軸方向で互いに隣接する２本の配線Ｌｘ，ＬｘとＹ軸方向で互いに隣接する２本の配線Ｌｙ，Ｌｙ）で区画される透明基材Ｆｔの部分を単位面積部Ａ、透明基材Ｆｔの配線Ｌｘ，Ｌｙのない部分を単位開口Ｏｕ、単位開口Ｏｕを区画する配線の線幅をＷ、単位開口の幅をＧとすると、単位開口の面積率Ｓは、これら線幅Ｗと幅Ｇとを用いて下式（Ａ）のように表すことができ、この面積率Ｓは、単位面積部Ａにおける配線の充填分画ｆを用いて下式（Ｂ）のように表すことができる。
Ｓ＝Ｇ^２／（Ｇ＋Ｗ）^２・・・（Ａ）
Ｓ＝（１−ｆ）^２・・・（Ｂ）

上式（Ａ）及び（Ｂ）を基に、配線の充填分画ｆは下式（１）のように定義することができる。
ｆ＝Ｗ／（Ｇ＋Ｗ）・・・（１）

また、透明電極シートＳｔの可視光の透過率Ｔは、配線Ｌｘ，Ｌｙの充填分画ｆを用いて下式（２）で表すことができる。但し、透過率Ｔは、透明基材Ｆｔの寄与を無視した値である。
Ｔ＝（１−ｆ）^２・・・（２）

配線の配線の充填分画ｆが１よりも十分に小さい場合、上式（２）は、下式（３）で近似される。
Ｔ＝１−２ｆ・・・（３）

ここで、上式（３）を検証するために、以下の実験を行った。即ち、印刷用のインクＩｋとして前述のＡｇナノメタルインク（株式会社アルバック製）を用いて、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの配線幅Ｗを５μｍ、配線の厚みを０．６μｍとし、単位開口Ｏｕの幅Ｇが１００，１５０，２００，３００，５００，１０００μｍ（このとき、充填分画ｆは、０．０４８，０．０３２，０．０２４，０．０１６，０．０１０，０．００５）となるように金属配線Ｌｘ，Ｌｙを形成し、それぞれの透明電極シートＳｔの透過率Ｔを測定し、透過率Ｔの測定値をプロットしたものを図４（ａ）に示す。これら充填分画ｆと透過率Ｔの測定値との間には相関関係があり、この相関関係から１次の近似直線を求めたところ、下式（４）が得られた。下式（４）は、上式（３）と概略一致はするものの、完全には一致していない。この不一致は、光の散乱による拡散透過光の影響によるものと考えられる。つまり、配線の断面形状が、上記の条件を満たす半楕円形状とした場合に、理論式とは異なり、最終的に得られる透明電極の透過率が、下式（４）に示される関係となることが見出された。ここで、式（４）のＴは、波長５５０ｎｍにおける透過率であり、式（４）から算出されるＴの値と、実測されるＴの値との違いは±０．０１以内である。
Ｔ＝０．９８−１．７ｆ・・・（４）

また、上記のように単位開口Ｏｕの幅Ｇを変化させて金属配線Ｌｘ，Ｌｙを夫々形成し、透明電極シートＦｔのシート抵抗Ｒｇ（Ω／□）を夫々測定した。

ここで、透明電極シートＦｔのシート抵抗Ｒｇは、下式（５）のように表される。
Ｒｆ＝ηρ／ｄ＝Ｒ_ｇ・ｆ・・・（５）

上式（５）中、Ｒｆは、充填分画ｆが１のとき、即ち、透明基材Ｆｔの全面がＡｇで覆われた場合）のシート抵抗であり、ηは、補正因子であり、ρは、バルクのＡｇの比抵抗（１．６μΩ・ｃｍ）であり、ｄは、配線の厚みである。本実施形態のようにインクＩｋを塗布して配線Ｌｘ，Ｌｙを形成する場合、得られる配線Ｌｘ，Ｌｙの比抵抗は、バルクのＡｇの比抵抗よりも高くなるため、補正因子ηが用いられている。

上記測定したシート抵抗Ｒｇと充填分画ｆ＝１を上式（５）に代入してシート抵抗Ｒｆを夫々算出し、その平均値Ｒｆを算出した結果、下式（６）のようにＲｆ＝０．１４２Ω／□となった。
Ｒｆ＝ηρ／ｄ＝０．１４２（Ω／□）・・・（６）

配線の厚みｄ＝０．６μｍを上式（６）に代入すると、下式（７）が得られる。
ηρ＝８．５μΩ・ｃｍ・・・（７）

上式（５）及び上式（６）より、下式（８）が得られる。
Ｒｇ＝０．１４２／ｆ・・・（８）

上式（８）で表される曲線と、シート抵抗Ｒｇの測定値とを図４（ｂ）に示す。これより、充填分画ｆとシート抵抗Ｒｇとの間には、式（４）及び式（８）に示す相関関係があることが判った。

このように、本発明者らは、鋭意研究を重ね、上式（１）のように定義した配線の充填分画ｆと、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｔ及び抵抗値Ｒｇとの間に式（４）及び式（８）に示す相関関係があることを知見するのに至った。この知見に基づけば、所望の透過率Ｔと抵抗値Ｒｇを実現する充填分画ｆの範囲を設定することができる。例えば、９０％以上の透過率Ｔと１００Ω／□以下の抵抗値Ｒｇを実現する充填分画ｆの範囲は、０．００１以上０．０４８以下であり、９０％以上の透過率Ｔと５０Ω／□以下の抵抗値Ｒｇを実現する充填分画ｆの範囲は、０．００３以上０．０４８以下であり、９０％以上の透過率Ｔと１０Ω／□以下の抵抗値Ｒｇを実現する充填分画ｆの範囲は、０．０１４以上０．０４８以下であり、９５％以上の透過率Ｔと１０Ω／□以下の抵抗値Ｒｇを実現する充填分画ｆの範囲は、０．０１４以上０．０１８以下である。

ところで、上述の如くＡｇインクを格子状に印刷したものを焼成することで得られる金属配線Ｌｘ，Ｌｙの比抵抗ηρは、その焼成温度にもよるが、一般には２〜３０μΩ・ｃｍの範囲で変動する。また、上述の如く金属配線Ｌｘ，Ｌｙの厚みは、０．１〜１μｍの範囲であることが好ましい。

そこで、比抵抗ηρが２μΩ・ｃｍ，１０μΩ・ｃｍ，２０μΩ・ｃｍ，３０μΩ・ｃｍ、配線の厚みｄが０．１μｍ，０．３μｍ，０．６μｍ，１．０μｍの場合に得られる金属配線Ｌｘ，Ｌｙを有する透明電極シートのシート抵抗Ｒｇが１００Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値を上式（５）により求めた結果を表２に示す。

表２に示すように、シート抵抗Ｒｇが１００Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値は０．０００２である。一方、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｔが９０％以上となるのは、前述の通り、式（４）により、配線充填分画ｆが０．００４８以下の場合である。従って、シート抵抗Ｒｇが１００Ω／□以下、かつ、透過率Ｔが９０％以上となる充填分画ｆの範囲は、０．０００２以上０．０４８以下である。

また、比抵抗ηρが２μΩ・ｃｍ，１０μΩ・ｃｍ，２０μΩ・ｃｍ，３０μΩ・ｃｍ、配線の厚みｄが０．１μｍ，０．３μｍ，０．６μｍ，１．０μｍの場合に得られる金属配線Ｌｘ，Ｌｙを有する透明電極シートのシート抵抗Ｒｇが５０Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値を上式（５）により求めた結果を表３に示す。

表３に示すように、シート抵抗Ｒｇが５０Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値は０．０００４である。一方、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｔが９０％以上となるのは、前述の通り、式（４）により、充填分画ｆが０．００４８以下の場合である。従って、シート抵抗Ｒｇが５０Ω／□以下、かつ、透過率Ｔが９０％以上となる充填分画ｆの範囲は、０．０００４以上０．０４８以下である。

また、比抵抗ηρが２μΩ・ｃｍ，１０μΩ・ｃｍ，２０μΩ・ｃｍ，３０μΩ・ｃｍ、配線の厚みｄが０．１μｍ，０．３μｍ，０．６μｍ，１．０μｍの場合に得られる金属配線Ｌｘ，Ｌｙを有する透明電極シートのシート抵抗Ｒｇが１０Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値を上式（５）により求めた結果を表４に示す。

表４に示すように、シート抵抗Ｒｇが１０Ω／□以下となる充填分画ｆの下限値は０．００２０である。一方、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｔが９０％以上となるのは、前述の通り、式（４）により、充填分画ｆが０．００４８以下の場合である。従って、シート抵抗Ｒｇが１０Ω／□以下、かつ、透過率Ｔが９０％以上となる充填分画ｆの範囲は、０．００２０以上０．０４８以下である。

そして、充填分画ｆが上記何れかの範囲内となるように、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの配線幅Ｗと幅Ｇの値を設定し、その設定値に基づき版胴２２の凹部２２ａを形成すれば、フレキシブルデバイスに適用するときに要求される高い透過率Ｔと低い抵抗値Ｒｇを持つ透明電極シートＳｔを実現することができる。このとき、配線幅Ｗを１０μｍ未満、好ましくは、５μｍ以下に設定すれば、金属配線Ｌｘ，Ｌｙの視認性を低くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、インクに含有される金属ナノ粒子の金属としてＡｇを用いる場合を例に説明したが、金属は、Ａｇに限定されず、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｉｎ及びＳｎから選択された少なくとも１種の金属又はこれらの金属の少なくとも２種からなる合金を選択して用いることができる。

上記実施形態では、印刷機２としてグラビア印刷機を用いる場合を例に説明したが、印刷機２はこれに限定されず、親水部と疎水部を形成した刷版（アルミ板）を備える平版印刷機を用いることができる。平版印刷機としては、刷版の親水部に水を供給すると共に刷版の疎水部にインクタンクから所定濃度のインクＩｋを供給し、これをブランケットに転写して印刷する公知の構成を有するものを用いることができるため、ここではこれ以上の説明を省略する。

Ａ…単位面積部、ｆ…充填分画、Ｆｔ…透明基材、Ｉｋ…インク、Ｌｘ，Ｌｙ…金属配線、Ｏｕ…単位開口、Ｐｕ…金属配線Ｌｘ，Ｌｙの表層部、Ｗ…金属配線Ｌｘ，Ｌｙの配線幅。

Claims (6)

1. 絶縁性の透明基材と、透明基材の表面に形成された金属配線とを備える透明電極シートにおいて、
   前記金属配線の表層部の断面を離心率が０．８３２２〜０．９９９２の範囲の半楕円状としたことを特徴とする透明電極シート。
2. 前記透明基材の表面からの前記金属配線の最大厚みが０．１μｍ〜１μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の透明電極シート。
3. 前記金属配線は、銀ナノ粒子を焼結してなる焼結体であることを特徴とする請求項１又は２記載の透明電極シート。
4. 請求項３記載の透明電極シートであって、前記金属配線が格子状に形成されるものにおいて、
   前記透明基材の表面で金属配線が夫々のびる方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で互いに隣接する夫々２本の配線で区画される透明基材の部分を単位面積部、単位面積部にて透明基材の配線のない部分を単位開口、単位開口を区画する金属配線の線幅をＷ、単位開口の幅をＧとし、これら線幅Ｗと幅Ｇとで決定される単位開口の面積率を基に、単位面積部における配線の充填分画ｆを次式（１）で定義し、
   ｆ＝Ｗ／（Ｇ＋Ｗ）・・・（１）
   前記充填分画ｆと当該透明電極シートの透過率Ｔとの関係が次式（２）で表されることを特徴とする透明電極シート。
   Ｔ＝０．９８−１．７ｆ・・・（２）
5. 請求項４記載の透明電極シートであって、前記金属配線の比抵抗が２〜３０μΩ・ｃｍであるものにおいて、
   前記充填分画ｆが０．０００２〜０．０４８の範囲であることを特徴とする透明電極シート。
6. 請求項３〜５のいずれか１項記載の透明電極シートの製造方法であって、
   前記銀ナノ粒子を溶媒に分散させたものを印刷用のインクとし、このインクを前記透明基材の表面に印刷する工程と、
   印刷したインクを焼成して前記銀ナノ粒子を焼結させて金属配線とする工程とを含むことを特徴とする透明電極シートの製造方法。
   

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