(57)【要約】【課題】導電性共役系高分子の特性を利用して容易に導電回路を形成できる方法の提供。【解決手段】次の工程（１）〜（３）からなることを特徴とする導電回路の形成方法により課題を解決できる。（１）シート基材１面に導電性共役系高分子を含む導電膜２を設ける工程。（２）前記導電膜２の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターン３を設ける工程。（３）光を照射して前記パターン３に対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜２を分解し、必要に応じて除去する工程。【選択図】      図１
2004200473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程からなることを特徴とする導電回路の形成方法。
（１）シート基材面に導電性共役系高分子を含む導電膜を設ける工程。
（２）前記導電膜の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設ける工程。
（３）光を照射して前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜を分解し、必要に応じて除去する工程。
【請求項２】
次の工程からなることを特徴とする導電回路の形成方法。
（１）シート基材面の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設ける工程。
（２）前記シート基材面に導電性共役系高分子を含む導電膜を設ける工程。
（３）光を照射して前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜を分解し、必要に応じて除去する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電回路の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩなどの微細な導電回路を作成するには、導電層が積層されたシート基材の前記導電層上にレジスト剤を用いてレジスト層を形成し、導電回路パターンを有するホトマスクを用いて光照射し、例えば導電回路パターン状に形成されたレジスト層以外の導電層を除去して導電回路を形成し、必要に応じて不要のレジスト層を除去するホトリソグラフによる方法が行われているが、ホトマスクを用いて光照射するなど多数の工程を要するので煩雑であるという問題があった。
電子写真方式で用いられるトナーないし現像剤をレジスト剤として利用して導電回路を作成する導電回路の作成方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２５１３０８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この導電回路の作成方法は、一旦剥離シートにトナーないし現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを形成し、この面と、導電層が積層されたシート基材の導電層が積層された面を接着剤を介して重ね合わせ、導電層面に前記導電回路形成用パターンを転移させる転移工程があるので、未だ煩雑であるという問題があった。
本発明の目的は、導電性共役系高分子の特性を利用して容易に導電回路を形成できる方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１記載の導電回路の形成方法は、次の工程からなることを特徴とする。
（１）シート基材面に導電性共役系高分子を含む導電膜を設ける工程。
（２）前記導電膜の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設ける工程。
（３）光を照射して前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜を分解し、必要に応じて除去する工程。
【０００６】
先ずシート基材面に形成した導電性共役系高分子を含む導電膜を形成し、次いでこの導電膜の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設ける。そして光触媒を励起させるのに対応した波長を有する紫外線などの光を照射すると、光エネルギーにより光触媒が励起されて、光化学反応により前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜が分解され、導電性が失われ、容易に導電回路を形成できる。必要に応じて分解された導電膜を除去することができる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の導電回路の形成方法は、次の工程からなることを特徴とする。
（１）シート基材面の所定部に光触媒を含むトナーあるいは電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設ける工程。
（２）前記シート基材面に導電性共役系高分子を含む導電膜を設ける工程。
（３）光を照射して前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜を分解し、必要に応じて除去する工程。
【０００８】
先ず、シート基材面の所定部にトナーあるいは光触媒を含む電子写真方式用現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを設け、次いで、このシート基材面に導電性共役系高分子を含む導電膜を形成する。さらに、この導電膜を介し、前記と同様にして、光触媒を励起させるのに対応した波長を有する紫外線などの光を照射すると、導電膜を介して光エネルギーにより光触媒が励起されて、光化学反応により前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜が分解され、導電性が失われ、容易に導電回路を形成できる。必要に応じて分解された導電膜を除去することができる。
【０００９】
本発明の導電回路の形成方法により形成された導電回路を備えたシートは、構成が簡単で安価であり、接触型・非接触あるいはハイブリッド型のＩＣカード、ＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣフォームなどの情報記録媒体やペーパーコンピュータなどとして用いられる他、プリント基板など一般の導電回路として用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１（イ）〜（ホ）は、本発明の導電回路の形成方法の一実施例を示す説明図である。
図１（イ）に示したように、先ずシート基材１面に導電性共役系高分子を含む分散液あるいは溶液などを用いて塗布して導電膜２を設ける。
そして（ロ）に示したように、導電膜２の所定部に光触媒を含むトナーを用いて公知の電子写真方式により導電回路形成用パターン３を設ける。
（ハ）は導電回路形成用パターン３を示す平面説明図であり、導電回路３Ａおよび導電回路３Ａの両端部に設けたランド部ａ、ｂ以外の箇所に電子写真方式により導電回路形成用パターン３が設けられている。
そして（ニ）に示したようにパターン３の上方から矢印で示したように紫外線を照射すると、光エネルギーにより光触媒が励起されて、光化学反応によりパターン３に対応する部分の導電膜２が分解され、導電性が失われる。
そして、（ホ）に示したように、パターン３および分解された導電膜２を除去し、分解されないで残った導電膜２からなる導電回路３Ａおよびランド部ａ、ｂが形成される。
【００１１】
この例では、導電回路３Ａとしてアンテナの例を示して説明したが、ＩＣチップを実装したアンテナでもよく、また導電回路３Ａはアンテナに限定されず、用途や目的に応じて設計されるどのような導電回路パターンであってもよい。
【００１２】
本発明で用いる導電性共役系高分子としては、具体的には、例えばポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェンビニレン、ポリペリナフタレン、ポリアントラセン、ポリナフタリン、ポリピレン、ポリアズレン、およびこれらの誘導体から選択された少なくとも１つの導電性共役系高分子や、ヨウ素、フッ化砒素、塩化鉄、過塩素酸イオン、スルホン酸イオン、パーフルオロスルホン酸イオン、イオン種が高分子に共有結合しているポリスチレンスルホン酸イオンから選択された少なくとも１つのドーパントでドーピングしたこれらの導電性共役系高分子、あるいはこれらの２種以上の組み合わせを挙げることができる。
【００１３】
本発明で用いる導電性共役系高分子には、その作用効果を阻害しない範囲で、銀、金、白金、パラジウム、ロジウムなどの粉末などの導電性物質を適宜添加することができる。
【００１４】
シート基材１面に導電膜２を形成するには例えばこれらの導電性共役系高分子を水中にコロイド状態で分散させたコロイド水分散液を使用できる。具体的には例えば、３，４−エチレンジオキシチオフェンをトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）などの触媒の存在下で重合して得られるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸塩）コロイド水分散液（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと称す）（商品名：ＢａｙｔｒｏｎＰ、導電性ポリマー（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の濃度約１．３質量％、バイエル社製）を挙げることができる。
【００１５】
また、シート基材１面に導電膜２を形成するには前記導電性共役系高分子を例えば水あるいは有機溶剤などに溶解した導電性共役系高分子溶液を用いることもできる。
【００１６】
本発明において導電性共役系高分子コロイド分散液や導電性共役系高分子溶液は、単独で使用することができるが、両者を任意の割合で組み合わせて使用することもできる。
【００１７】
シート基材１面に導電膜２を形成する方法は刷毛塗りなど手動で塗工する方法でも自動的に塗工する方法でもあるいはこれらの組み合わせでもよく特に限定されないが、オフセット印刷機をもって印刷する方法は好ましく、例えばグラビアコーター、フレキソコーター、エアナイフコーター、バーコーターなどの塗工手段を挙げることができる。
【００１８】
次に電子写真方式について述べる。
一般的には光導電性絶縁体（フォトコンドラムなど）を利用し、コロナ放電などにより光導電性絶縁体上に一様な静電荷を与え、各種の手段により、この光導電性絶縁体上に光像を照射することによって静電潜像を形成し、次いで、潜像をトナー微粉末を用いて現像可視化し、紙などにトナー画像を転写した後、加圧、加熱、溶剤蒸発、光などの照射などの手段により紙などの記録媒体上にトナー画像を定着させて複写物を得る電子写真方式印刷や、光導電性絶縁体上に光像を照射する電子写真方式印刷などが広く用いられている。
これらのトナーとしては、天然または合成高分子よりなるバインダ樹脂成分中に発像成分としてカーボンブラックなどの有色顔料ないし有色染料を分散させたものを５〜２０μｍ程度に微粉砕した粒子が用いられている。かかるトナーは通常トナー単体もしくは鉄粉、ガラスビーズなどの担体物質（キャリア）と混合して用いられる。
【００１９】
トナーのバインダ樹脂成分としては、天然および／または合成高分子を挙げることができる。
具体例としては、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレンやスチレン共重合体（例えば、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂など）、アクリレートおよびメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸共重合樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ系樹脂などを挙げることができる。これらは２種以上混合し用いることもできる。
【００２０】
バインダ樹脂成分の種類や分子量などは、シート基材面に形成された導電膜への接着性や使用する電子写真方式に合わせるなどして最適に調整されたものであることが好ましい。
【００２１】
バインダ樹脂成分の中でも紫外線などの光が光触媒によく照射されるように無色透明であって透光性がよいバインダ樹脂成分を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明で用いる光触媒としては、光の照射によって、その触媒反応を促進させるものであり、その種類は限定されることはないが、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、酸化タングステン（ＷＯ3 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、インジウム鉛（ＩｎＰｂ）等のｎ型及びＰ型半導体、あるいはさらに高活性にするため該半導体に白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）等の金属または金属酸化物を担持した半導体の固体光触媒及びルテニウムビピリジル錯体等のルテニウム（Ｒｕ）錯体、ポルフイリン類、クロロフイル等の分子光触媒が挙げられる。本発明においては、これら光触媒のうち１種または２種以上を使用することができる。
【００２３】
これらの中でもアナターゼ型酸化チタンは好ましく使用できる。
【００２４】
上記光触媒の調製法としては、固体光触媒の場合、市販品の他金属の高温焼成、電解酸化、化学的蒸着法、真空蒸着法、塗布法、共沈法、金属ハロゲン化物等の蒸発酸化法等により調製する例を挙げることができる。
【００２５】
光照射の光エネルギーは、前記のように光触媒を励起させて、有機物を分解する能力を持たせるものであり、光触媒を励起させるのに対応した波長を有する光エネルギーであって、可視波長ないし紫外波長を有する光が望ましい。光エネルギー源の具体例としては、太陽光の自然光源、あるいは水銀灯より発する光、ハロゲンランプ等のフィラメントランプより生ずる光、ショートアークキャノン光、半導体レーザー光線、紫外線ランプ、ブラックライト、蛍光燈、青色ＬＥＤ等の人工光源が挙げられる。これらは１つ以上組み合わせて使用してもよい。
【００２６】
光を照射する場合の光の照射方法は、光触媒に対して外部から照射する方法が挙げられる。また、光の強さを高めるために、フレネルレンズ、ガラスレンズ等により、集光してもよく、更に、オプティカルファイバーで光エネルギーを輸送してもよい。
【００２７】
本発明においてはバインダ樹脂成分に対する光触媒の配合量は特に限定されるものではない。しかし、トナー全体に対して、光触媒が１〜５０質量％、好ましくは５〜４０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％配合されていることが好ましい。光触媒が１質量％未満では光触媒の特性が発揮されない恐れがあり、５０質量％を超えると強度や耐引っ掻き性などが低下し、剥離し易くなるので好ましくない。
【００２８】
トナーには、特性を損なわない範囲で、さらに、所望に応じて慣用されている添加成分、例えば、第４級アンモニウム塩、アゾ系含金属錯体、サリチル酸類金属錯体、カリックスアレーン類、アミノ基含有フッ素化物などの公知の帯電制御剤、オレフィン系ワックス、カルナバワックスなどの公知の離型剤、安定剤、滑剤、流動性改善のための未処理、あるいは公知のカップリング剤で表面処理したシリカ、アルミナ、チタニア、酸化チタン、樹脂微粒子などの外添剤、鉄粉、フェライト粉、磁性粉入り樹脂粒子などの公知の磁性粉などを少量含有させることができる。
さらに特性を損なわない範囲で、必要に応じて、鉄粉、フェライト粉、磁性粉入り樹脂粒子などのコア材料、シリコーン型ポリマー、フッ素型ポリマーなどのコート材料、カーボンブラック、樹脂微粒子などの帯電制御剤からなる公知のキャリアを併用してもよい。キャリアの粒径は解像度の点から２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。
【００２９】
帯電制御剤や離型剤の配合量は特に限定されるものではないが、帯電制御性および離型性の観点から、バインダ樹脂成分４０〜６５質量部、光触媒１〜３０質量部に対して、帯電制御剤が０．１〜５質量部、離型剤が０．１〜１０質量部配合されていることが好ましい。
【００３０】
トナーは、粉砕法、重合法、粒子析出法などの従来公知の方法で製造できる。たとえば、バインダ樹脂成分、光触媒、および要すれば帯電制御剤、離型剤などを、例えば加圧ニーダ、ロールミル、エクストルーダなどにより溶融混練して均一に分散し、例えばジェットミルなどにより微粉砕して、風力分級機などの分級機により分級して所望のトナーを得ることができる。
【００３１】
トナーの粒径は、解像度の点から１５μｍ以下が好ましいが、８μｍ以下がより好ましい。
【００３２】
トナーの転写方法は、公知の方法で行うことができるが、例示すれば、静電潜像転写、静電コロナ転写、静電ベルト転写、静電ローラー転写、粘着転写、圧力転写、磁気転写などによるトナー転写を挙げることができる。
【００３３】
本発明で用いるシート基材の素材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙（例えば、上質紙、中質紙、合成紙、各種再生紙、アート紙、コート紙、ミラーコート紙、コンデンサー紙、パラフィン紙、その他の紙の他に、それにオーバーコート層（保護層）をもつ用紙など）あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合シート基材、ポリアミド系樹脂シート基材、ポリエステル系樹脂シート基材、ポリオレフィン系樹脂シート基材、ポリイミド系樹脂シート基材、エチレン・ビニルアルコール共重合体シート基材、ポリビニルアルコール系樹脂シート基材、ポリ塩化ビニル系樹脂シート基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂シート基材、ポリスチレン系樹脂シート基材、ポリカーボネート系樹脂シート基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂シート基材、ポリエーテルスルホン系樹脂シート基材などのプラスチックシート基材、あるいはこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理およびオゾン処理などの表面処理を施したもの、などの公知のものから選択して用いることができる。
【００３４】
（トナー及び現像剤の製造方法）
乾式トナーは製造方法により、粉砕トナーと重合トナーとに大別される。
粉砕トナーの製造方法としては、例えば、結着樹脂、色材、電荷制御剤、離型剤、磁性剤などの必要なトナー成分を、ヘンシェルミキサー及びボールミル等の混合機で十分に混合する。
次に、得られた混合物を、加熱ロール、ニーダ、エクストルーダ等の熱混練機を用いて溶融混練し、樹脂成分を相溶させ、トナー成分を均一に分散させる。その後、得られた混練物を冷却固化し、ハンマーミル及びジェットミル等で粉砕し、サイクロン及びミクロンセパレーター等で分級して造粒し、所望のトナーを得る。
さらに必要に応じて表面処理剤などを、ヘンシェルミキサー等の混合機で混合することもできる。
一方、重合トナーの製造方法としては、例えば、ディスク及び多流体ノズル等を用いて溶融混合物を空気中に霧化し球状トナー粒子を得る方法；懸濁重合法を用いて直接トナー粒子を生成する方法；単量体には可溶で得られる重合体が不要な水系有機溶剤を用い直接トナー粒子を生成する分散重合法、水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成するソープフリー重合法などの乳化重合法；予め一次極性乳化重合粒子を調製後、反対電荷を有する極性粒子を加え会合させるヘテロ凝集法等を用いる。
中でも、重合性モノマーと他のトナー成分とを含むモノマー組成物を直接重合してトナー粒子を生成する方法が好ましい。また、一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸着させた後、重合開始剤を用い重合させるシード重合方法も好ましい。
以上の様にして得られたトナーは、必要に応じてキャリアと混合される。混合は、Ｖブレンダーなどを用いて行われる。
一方、湿式トナーの場合は、ボールミル及びアトライタ等の混合機にトナー成分とキャリア液体とを投入し、十分に分散させて、混合工程および造粒工程を同時に行う。
【００３５】
なお、上記実施形態の説明は、本発明の請求項１を説明するものであるが、本発明の請求項２は上記（イ）と（ロ）の手順を逆にしたものであって、（ハ）以下は同じ手順によるものである。また、上記実施形態は、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし請求項２記載の導電回路の形成方法によれば、トナーあるいは電子写真方式用現像剤に含まれた光触媒を励起させるのに対応した波長を有する紫外線などの光を照射すると、光エネルギーにより光触媒が励起されて、光化学反応により前記パターンに対応する部分の前記導電性共役系高分子を含む導電膜が分解され、導電性が失われ、必要に応じて分解された導電膜を除去することにより、容易に導電回路を形成できるという顕著な効果を奏する。
【００３７】
本発明の請求項１あるいは請求項２記載の導電回路の形成方法により形成された導電回路を備えたシートは、大きさ、形状、内容などを自由に変えた導電回路を容易に形成でき、オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、構成が簡単で安価であり、接触型・非接触あるいはハイブリッド型のＩＣカード、ＩＣラベル、ＩＣタグ、ＩＣフォームなどの情報記録媒体やペーパーコンピュータなどとして用いられる他、プリント基板など一般の導電回路として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ホ）は本発明の導電回路の形成方法の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  シート基材
２  導電膜
３  導電回路形成用パターン
３Ａ  導電回路
ａ、ｂ  ランド部
【図１】
2004200473.tif 000003