(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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）。【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２９６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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。
【図２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
〔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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
〔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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
＜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。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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。
【符号の説明】
【００３７】
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
【図１】
0005390628.tif 000002
【図２】
0005390628.tif 000003