透明フレキシブルプリント配線板及びその製造方法
【課題】透明フィルムと透明導電膜との密着性、柔軟性、及び耐熱性に優れた透明フレキシブルプリント配線板を提供する。
【解決手段】焼成工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明ポリイミドフィルム１を用意する。インクジェット法により、透明ポリイミドフィルム１上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダー含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷する。その後、このＩＴＯインクを２３０℃〜３００℃で焼成することにより、バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜２を形成する。
【解決手段】焼成工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明ポリイミドフィルム１を用意する。インクジェット法により、透明ポリイミドフィルム１上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダー含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷する。その後、このＩＴＯインクを２３０℃〜３００℃で焼成することにより、バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜２を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明フレキシブルプリント配線板及びその製造方法、特に、耐熱性を有する透明フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタッチパネルに用いられる透明配線板として、ガラス基板を使用したものが知られている。この透明配線板は、ガラス基板上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide)膜を形成し、その後、エッチングによりＩＴＯ膜を加工し、所望のパターンを有する透明導電膜（透明配線パターン）を形成したものである。この透明配線板は、ガラス基板を使用しているため、重く壊れやすい上、高価であるという問題がある。
【０００３】
また、近年、電子ペーパー等への応用から、軽量かつ耐衝撃性を有する透明配線板が要求されている。
【０００４】
そこで、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate：ＰＥＴ）、又はポリエチレンナフタレート（Polyethylene Naphthalate：ＰＥＮ)からなる透明フィルムを、基板として用いた透明配線板が知られている。
【０００５】
この透明配線板は、次のようにして作製される。まず、ＰＥＴ又はＰＥＮからなる透明フィルム上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を形成する。その後、露光及び現像工程等を行い、所定のパターンを有するレジスト層をＩＴＯ膜上に形成する。そして、このレジスト層をマスクにしてＩＴＯ膜をエッチングし、所望のパターンを有する透明導電膜を透明フィルム上に形成する。
【０００６】
しかし、上記の透明配線板については、部品実装を行うプリント配線板として用いるには、耐熱性が十分でないという問題がある。
【０００７】
通常のＰＥＴの耐熱温度は１３０℃程度であり、耐熱ＰＥＴでも耐熱温度は約１５０℃である。そのため、ＰＥＴを用いた透明配線板は、高温での熱処理、例えば、リフロー工程、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）接続工程を必要とする製品（タッチパネル、電子ペーパー、ＬＥＤ照明、ＥＬ照明等）には適用できない。
【０００８】
また、ＰＥＴの透明フィルム上に形成されたＩＴＯ膜に関しては、耐屈曲性を必要とするフレキシブルプリント配線板として用いるには、柔軟性及び透明フィルムとの密着性などに関して十分な特性が得られていない（非特許文献１参照）。
【０００９】
一方、ＰＥＮは比較的高い耐熱温度（約１８０℃）を有するため、特殊はんだを使用した低温リフロー工程や、低温でのＡＣＦ接続工程であれば実施可能である。しかし、ＰＥＮ及び特殊はんだは高価であり、製造設備も特殊なものが必要となるため、生産コストが高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
また、透明配線パターンを形成するためにエッチング工程を行う場合、廃棄される材料が多く材料の使用効率が低い上に、大量の炭酸ガス（ＣＯ２）を発生するため、環境にやさしい工程への変更が望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS VOLUME 82, NUMBER 19 (12 MAY 2003) “Performance of flexible polymeric light-emitting diodes under bending conditions”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、耐熱性に優れた透明フレキシブルプリント配線板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】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、インクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷し、前記ＩＴＯインクを焼成することにより、前記バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜を形成することを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、スクリーン印刷法又はインクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に印刷し、前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の少なくとも一部を覆うように、耐熱性の透明な絶縁保護膜を印刷手法により形成することを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００１６】
本発明の第４の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の寸法変化率を有する透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる透明導電膜と、前記透明導電膜を覆うように形成された、耐熱性の透明な絶縁保護膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００１７】
本発明の第５の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、前記透明導電膜を覆うように形成され、底面に前記透明導電膜の一部が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜と、前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜の上に印刷されたＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなるジャンパー接続部と、前記ジャンパー接続部を覆うように形成された、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを基板として用いる。これにより、透明導電膜を焼成工程により形成する際、透明導電膜にクラックが発生したり、透明導電膜が透明絶縁フィルムから剥がれることが防止され、その結果、高品質の透明フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る高品質の透明フレキシブルプリント配線板は、高温・長時間の焼成工程に耐える透明絶縁フィルムを基板として用いているため、高温・短時間のリフロー工程やＡＣＦ接続工程などの熱工程に対する耐熱性も有する。
【００２０】
さらに、焼成されたＩＴＯインク膜（透明導電膜）に含まれるバインダーの比率を５〜１０重量％とすることで、透明フィルム基板と透明導電膜との密着性、柔軟性及び導電性のいずれについても優れた特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１及びその変形例に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図２】実施例２に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図３】実施例３に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図４】実施例４に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明では、透明フレキシブルプリント配線板の基板として、耐熱性を有し、絶縁性の透明フィルムを使用する。そして、インクジェット法又はスクリーン印刷法などの印刷手法を用いて、透明フィルム上に透明導電膜を形成可能なインクを印刷する。このようなインクとして、ＩＴＯインクの他、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）インクのような有機系の導電性ポリマーを用いたインクを使用することができる。その後、インクを焼成若しくは乾燥させ、所定のパターンを有する透明導電膜を形成する。
【００２３】
まず、透明フィルムが満足すべき耐熱性について説明する。ここで、耐熱性とは、高温の熱工程を経た後において、所定の機械的及び光学的な特性を満たすことをいう。このような熱工程には、印刷されたインクの焼成工程（例えば、２３０℃〜３００℃、１時間）、透明フレキシブルプリント配線板に部品を実装する際のリフロー工程（例えば、大気中において２６０℃、短時間（数秒〜数十秒程度））等がある。
【００２４】
透明フィルムに求められる光学的な特性として、光透過率が大きく低下しないことや、着色（黄変等）しないことが挙げられる。
【００２５】
一方、透明フィルムに求められる機械的な特性として、熱工程に伴う寸法変化率が挙げられる。ここでいう寸法変化率は、熱工程（インク焼成（乾燥）工程又はリフロー工程等）において所定の温度まで加熱し、その後室温まで徐冷する過程における透明フィルムの伸び率あるいは縮み率である。
【００２６】
この寸法変化率は、次式で定義される。
（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００ ［％］
ここで、Ｌ１は熱工程の最高温度における透明フィルムの寸法であり、Ｌ２は室温における透明フィルムの寸法である。
【００２７】
この寸法変化率は、透明フレキシブルプリント配線板の品質を確保する上で特に重要である。本発明では、焼成工程の温度から室温に戻るまでの寸法変化率が所定の値以下の透明フィルムを用いる。この理由は、寸法変化率が大きい場合、焼成後の透明導電膜にクラックが発生したり、透明導電膜が透明フィルムから剥がれたりする虞が大きくためである。このような透明導電膜の損傷が生じる主な理由は、ＩＴＯインク及びＰＥＤＯＴインクのいずれを用いる場合も、焼成（乾燥）工程を経て得られる透明導電膜の収率が２５重量％以下と低く、焼成（乾燥）時に大きな体積変化が生じていることによる。
【００２８】
よって、透明フレキシブルプリント配線板の品質を確保するために、基板として用いる透明フィルムは所定の寸法変化率を満たす必要がある。
【００２９】
具体的には、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを透明導電膜の材料として用いる場合、焼成工程（２３０℃〜３００℃、１時間）に伴う寸法変化率は、±０．２％以下であることが必要である。
【００３０】
なお、ＰＥＤＯＴインクを用いる場合においても、寸法変化率は±０．２％以下であることが望ましい。ＰＥＤＯＴインクを用いて有機透明導電膜を形成する場合、インク印刷後の乾燥温度は１００〜１５０℃であり、ＩＴＯインクの焼成温度に比べて低いものの、寸法変化率が大きい場合、ＩＴＯインクと同様、形成された透明導電膜にクラックや剥離が発生するからである。
【００３１】
次に、透明導電膜を形成するためのインクに要求される特性について説明する。
【００３２】
ＰＥＤＯＴインク等を乾燥して得られる有機透明導電膜は、有機物を多く含み、透明フィルムとの密着性が良く、十分な柔軟性も持っている。
【００３３】
ＩＴＯインクの場合、透明フィルムとの密着性及び柔軟性を確保するため、ＩＴＯインク中のバインダーの比率を調整する必要がある。これにより、インク焼成後、若干のバインダーを残し、完全なＩＴＯの結晶状態にならないようにする。ただし、透明導電膜の導電性を大きくするためには、バインダーの比率を下げなければならない。よって、バインダーの比率は、透明導電膜の導電性、密着性及び柔軟性を考慮して調整するのが好ましい。
【００３４】
具体的には、ＩＴＯインクを用いた場合、焼成後の透明導電膜の柔軟性、密着性および導電性の観点から、焼成後におけるバインダーの比率は５〜１０重量％以下であることが望ましい。
【００３５】
この焼成後におけるバインダーの比率は次式で定義される。
Ｗｂ／ＷＩＴＯ×１００ ［％］
ここで、Ｗｂは焼成後におけるバインダーの重量であり、ＷＩＴＯは焼成後におけるＩＴＯインク（透明導電膜）の重量である。
【００３６】
また、ＩＴＯインク及びＰＥＤＯＴインクともに、インクジェット法で印刷する場合、印刷されたインクの滲みや厚みのムラを抑えるために、インクの粘度及び表面張力が所定の範囲にあることが必要となる。
【００３７】
具体的には、インクの粘度については、室温（２３℃）において２〜２０ｍＰａ・Ｓの範囲にあることが必要である。
【００３８】
インクの表面張力については、室温（２３℃）において２０〜４０ｍＮ／ｍの範囲にあることが必要である。さらに、表面張力は、印刷直後の透明フィルム上でのインクの滲みを抑えるために、室温（２３℃）において２５〜３５ｍＮ／ｍの範囲にあることが望ましい。
【００３９】
なお、透明フィルムについても、印刷後のインクの滲みや厚みのムラを抑えるために、適当な表面張力を有するものを使用する必要がある。
【００４０】
透明フィルムの表面状態及び温度に依存する表面張力を代替し、実測可能なパラメータとして、透明フィルムと、その上に滴下された液体との接触角が挙げられる。具体的には、透明フィルムと、その上に滴下された水滴との接触角が、室温（２３℃）において６０〜８０°の範囲となる透明フィルムを用いることが望ましい。
【００４１】
ところで、後述の実施例において説明するように、本発明に係る透明フレキシブルプリント配線板は、必要に応じて、透明導電膜を保護するために、透明導電膜の一部又は全部を覆うように形成された耐熱性の絶縁保護膜を備えても良い。ＰＥＤＯＴインクを用いた有機透明導電膜の場合、熱工程時の酸化を防止するため、絶縁保護膜を設けることが不可欠である。
【００４２】
この絶縁保護膜の材料には透明性と耐熱性が要求される。耐熱性に関しては、絶縁保護膜を形成した後のリフロー工程に耐えるため、２６０度以上で短時間（数秒〜数十秒程度）の熱工程に対して耐性を有することが必要である。
【００４３】
絶縁保護膜の材料には、透明導電膜を浸食、溶解しない溶剤を使用する必要がある。絶縁保護膜は、材料の高使用効率化及び工程の簡略化の観点から印刷手法で形成することが望ましい。
【００４４】
以下、本発明に係る４つの実施例について説明する。実施例１は、インクジェット法によりＩＴＯインクを印刷した実施例である。実施例２及び実施例３は、ＰＥＤＯＴインクを、スクリーン印刷法及びインクジェット法でそれぞれ印刷した実施例である。実施例４は、絶縁保護膜を介して２層の透明導電膜を形成した実施例である。
【実施例１】
【００４５】
実施例１では、透明ポリイミドフィルム（７０μｍ厚）を基材とし、この透明ポリイミドフィルム上に、インクジェット法を用いてＩＴＯインクを所定のパターン状に塗布する。ここで、透明ポリイミドフィルムは、三菱ガス化学（株）製のネオプリム（ＬＨ−３４３０）を用いた。焼成時の温度（本実施例では２３０℃）から徐冷して室温に戻る過程おける透明ポリイミドフィルムの寸法変化率、即ち、焼成工程に伴う寸法変化率が０．２％以下であることを確認した。
【００４６】
ＩＴＯインクは、有機バインダーを含み、溶剤中にＩＴＯ微粒子が分散している一般的なものを使用した。
【００４７】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００４８】
（１）インクジェット条件の最適化（ＩＴＯインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）を行った後、インクジェット法によりＩＴＯインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を４０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が濡れ広がることを防止することができる。
【００４９】
（２）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１２０℃で３０分間乾燥させ、ＩＴＯインク中の低沸点の溶剤を蒸発させた。
【００５０】
（３）その後、２３０℃、１時間の焼成工程を大気中で行い、印刷されたＩＴＯインクを焼成することにより、所定のパターンを有する透明導電膜２（ＩＴＯ膜）を形成した。透明導電膜２中に残留しているバインダーの比率は、５〜１０重量％の範囲にあることを確認した。
【００５１】
なお、焼成工程の雰囲気は、窒素ガス又は還元ガスでもよい。還元ガスは、窒素に数％程度の水素を添加したガスを用いる場合と、減圧下にギ酸（ＨＣＯＯＨ）を導入したガスを用いる場合とがある。焼成工程の雰囲気は、透明導電膜に要求される導電性と、設備等の費用との関係で選択される。即ち、形成された透明導電膜の導電性は、大気＜窒素＜還元ガスの順に高くなる。設備費用も、この順に高くなる。よって、目的に合わせて雰囲気を選択することが好ましい。
【００５２】
上記の工程を経て作製された透明フレキシブルプリント配線板１００を図１（ａ）に示す。
【００５３】
なお、図１（ｂ）に示す透明フレキシブルプリント配線板１００Ａのように、透明導電膜２を覆う透明な絶縁保護膜３を形成してもよい。この絶縁保護膜３は、例えば、透明レジストを印刷することにより形成することができる。絶縁保護膜３は、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。
【００５４】
本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板１００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表１に示す。
【表１】
【００５５】
表１の評価結果からわかるように、ＩＴＯインクを焼結して得られた透明導電膜２は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても特性変化がなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００５６】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００５７】
なお、比較のため、２３０℃の焼成工程に伴う寸法変化率が０．２％よりも大きい透明ポリイミドフィルムを用いて、透明フレキシブルプリント配線板を作製した。ここでは、三菱ガス化学（株）製のネオプリム（Ｌ−３４３０）を使用した。上記と同じ条件でＩＴＯインクを塗布し焼成を行ったところ、透明導電膜にクラックが発生し、また、透明導電膜が部分的に剥離することを確認した。このように、透明フィルムの寸法変化率が透明フレキシブルプリント配線板の品質に大きな影響を与える。
【実施例２】
【００５８】
実施例２では、実施例１と同じ基材（透明ポリイミドフィルム１）上に、スクリーン印刷法を用いてＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に塗布する。ＰＥＤＯＴインクは、市販されているものを用いた。
【００５９】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００６０】
（１）印刷版と印刷条件を最適化した後、スクリーン印刷法によりＰＥＤＯＴインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。
【００６１】
（２）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させることにより、透明導電膜４（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。
【００６２】
（３）その後、図２からわかるように、透明導電膜４を保護するための透明な絶縁保護膜５（約１０μｍ厚）を、透明導電膜４（端子部４ａを除く。）を覆うように印刷手法により形成した。この絶縁保護膜５は、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる有機導電膜である透明導電膜４が熱工程の際に酸化することを防止するために設けられる。
【００６３】
なお、絶縁保護膜５も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜４と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。絶縁保護膜５の材料となる透明レジストは、市販の顔料入りのレジストから顔料を除去することで、透明かつ耐熱性のあるものが容易に得られる。
【００６４】
（４）その後、透明導電膜４のうち外部と接続するための端子部４ａに、インクジェット法により銀ナノインクを印刷した。なお、銀ナノインクに限らず、金ナノインクなど他の導電性インクを用いても良い。
【００６５】
（５）その後、図２に示すように、１３０℃，３０分間の焼成工程を行い、印刷された銀ナノインクを硬化させることにより、端子保護膜６を形成した。この端子保護膜６の膜厚は約１μｍであった。
【００６６】
上記の工程を経て図２に示す透明フレキシブルプリント配線板２００が得られる。
【００６７】
この透明フレキシブルプリント配線板２００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表２に示す。
【表２】
【００６８】
表２の評価結果からわかるように、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させて得られた透明導電膜４は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００６９】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００７０】
なお、電気抵抗に関しては若干の変化（±１０％以下）が見られたが、初回のリフロー工程後、電気抵抗の変化は殆ど無くなることを確認した。このことから、透明導電膜４の表層が酸化することによって電気抵抗が若干変化するものの、それ以降のリフロー工程においては、表層に形成された酸化層が保護膜として機能し、さらなる劣化は防止されていると推定される。
【実施例３】
【００７１】
実施例３では、実施例１と同じ基材（透明ポリイミドフィルム１）上に、インクジェット法を用いてＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に塗布する。ＰＥＤＯＴインクは、市販されているものを用いた。
【００７２】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００７３】
（１）インクジェット条件の最適化（ＰＥＤＯＴインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）を行った後、インクジェット法によりＰＥＤＯＴインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を５０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が滲み広がることを防止することができる。
【００７４】
（２）その後、図３からわかるように、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させ、透明導電膜７（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。
【００７５】
（３）その後、図３からわかるように、透明導電膜７を保護するための透明な絶縁保護膜８（約１０μｍ厚）を、透明導電膜７（端子部７ａを除く。）を覆うように印刷手法を用いて形成した。この絶縁保護膜８も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜７と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。なお、絶縁保護膜８の材料となる透明レジストは、市販の顔料入りのレジストから顔料を除去することで、透明かつ耐熱性のあるものが容易に得られる。
【００７６】
（４）その後、図３からわかるように、透明導電膜７のうち外部と接続するための端子部７ａに、インクジェット法により銀ナノインクを印刷した。なお、銀ナノインクに限らず、金ナノインクなど他の導電性インクを用いても良い。
【００７７】
（５）その後、１３０℃，３０分間の焼成工程を行い、印刷された銀ナノインクを硬化させることにより、端子保護膜９を形成した。この端子保護膜９の膜厚は約１μｍであった。
【００７８】
上記の工程を経て図３に示す透明フレキシブルプリント配線板３００が得られる。
【００７９】
この透明フレキシブルプリント配線板３００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表３に示す。
【表３】
【００８０】
表３の評価結果からわかるように、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させて得られた透明導電膜７は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００８１】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【実施例４】
【００８２】
本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板は、複数の透明配線層を有する。即ち、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなる透明なジャンパー接続部によって、基板上に形成された透明導電膜の所定の部分同士が電気的に接続された構成を有する。
【００８３】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００８４】
（１）実施例１で説明した方法により、透明フレキシブルプリント配線板１００（図１（ａ）参照）を得る。
【００８５】
（２）その後、インクジェット法を用いて、透明導電膜２を保護するための透明な絶縁保護膜１０を形成する。この絶縁保護膜１０は、図４からわかるように、開口部１０ａを有し、この開口部１０ａの底面には透明導電膜２の一部が露出している。なお、この絶縁保護膜１０も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２と同様、耐熱性を有することが必要である。
【００８６】
（３）その後、インクジェット条件を最適化（ＰＥＤＯＴインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）した後、図４からわかるように、印刷手法（例えばインクジェット法）によりＰＥＤＯＴインクを開口部１０ａ内、及び絶縁保護膜１０上に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を４０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が滲み広がることを防止することができる。
【００８７】
（４）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させることにより、透明なジャンパー接続部１１（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。図４からわかるように、このジャンパー接続部１１は、透明導電膜２の所定の部分同士を電気的に接続するものである。
【００８８】
（５）その後、図４に示すように、ジャンパー接続部１１を保護するための透明な絶縁保護膜１２（２μｍ厚）を、ジャンパー接続部１１を覆うように印刷手法を用いて形成した。この絶縁保護膜１２も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２等と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。
【００８９】
上記の工程を経て図４に示す透明フレキシブルプリント配線板４００が得られる。
【００９０】
この透明フレキシブルプリント配線板４００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表４に示す。
【表４】
【００９１】
表４の評価結果からわかるように、透明導電膜２及びジャンパー接続部１１は、十分な密着性及び柔軟性を有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００９２】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００９３】
本実施例によれば、複雑な配線パターンを有する、透明フレキシブルプリント配線板を作製することができる。
【００９４】
なお、本実施例では、透明ポリイミドフィルム１上にＩＴＯインクを焼結させた透明導電膜２を形成したが、これに代えて、実施例２及び実施例３で説明したようにＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなる透明導電膜を形成してもよい。
【００９５】
以上４つの実施例を説明した。これらの実施例では、基板となる透明絶縁フィルムとして、透明ポリイミドフィルムを用いたが、寸法変化率等の条件を満たせば、アラミド系又はナノアロイ系の透明フィルムなどの透明絶縁フィルムを使用することもできる。
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、透明フィルム基板と透明導電膜との密着性に優れ、柔軟性および耐熱性を備える透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００９７】
さらに、本発明によれば、透明導電膜および絶縁保護膜をすべて印刷手法で形成することで、従来のエッチングプロセスを用いた製造方法に比べて材料の無駄が無く、環境負荷の小さい透明フレキシブルプリント配線板を製造方法が提供される。
【００９８】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明は、上述した個々の実施例に限定されるものではない。異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 透明ポリイミドフィルム
２，４，７ 透明導電膜
４ａ，７ａ 端子部
３，５，８，１０，１２ 絶縁保護膜
６，９ 端子保護膜
１０ａ 開口部
１１ ジャンパー接続部
１００，１００Ａ，２００，３００，４００ 透明フレキシブルプリント配線板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明フレキシブルプリント配線板及びその製造方法、特に、耐熱性を有する透明フレキシブルプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタッチパネルに用いられる透明配線板として、ガラス基板を使用したものが知られている。この透明配線板は、ガラス基板上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide)膜を形成し、その後、エッチングによりＩＴＯ膜を加工し、所望のパターンを有する透明導電膜（透明配線パターン）を形成したものである。この透明配線板は、ガラス基板を使用しているため、重く壊れやすい上、高価であるという問題がある。
【０００３】
また、近年、電子ペーパー等への応用から、軽量かつ耐衝撃性を有する透明配線板が要求されている。
【０００４】
そこで、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate：ＰＥＴ）、又はポリエチレンナフタレート（Polyethylene Naphthalate：ＰＥＮ)からなる透明フィルムを、基板として用いた透明配線板が知られている。
【０００５】
この透明配線板は、次のようにして作製される。まず、ＰＥＴ又はＰＥＮからなる透明フィルム上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を形成する。その後、露光及び現像工程等を行い、所定のパターンを有するレジスト層をＩＴＯ膜上に形成する。そして、このレジスト層をマスクにしてＩＴＯ膜をエッチングし、所望のパターンを有する透明導電膜を透明フィルム上に形成する。
【０００６】
しかし、上記の透明配線板については、部品実装を行うプリント配線板として用いるには、耐熱性が十分でないという問題がある。
【０００７】
通常のＰＥＴの耐熱温度は１３０℃程度であり、耐熱ＰＥＴでも耐熱温度は約１５０℃である。そのため、ＰＥＴを用いた透明配線板は、高温での熱処理、例えば、リフロー工程、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）接続工程を必要とする製品（タッチパネル、電子ペーパー、ＬＥＤ照明、ＥＬ照明等）には適用できない。
【０００８】
また、ＰＥＴの透明フィルム上に形成されたＩＴＯ膜に関しては、耐屈曲性を必要とするフレキシブルプリント配線板として用いるには、柔軟性及び透明フィルムとの密着性などに関して十分な特性が得られていない（非特許文献１参照）。
【０００９】
一方、ＰＥＮは比較的高い耐熱温度（約１８０℃）を有するため、特殊はんだを使用した低温リフロー工程や、低温でのＡＣＦ接続工程であれば実施可能である。しかし、ＰＥＮ及び特殊はんだは高価であり、製造設備も特殊なものが必要となるため、生産コストが高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
また、透明配線パターンを形成するためにエッチング工程を行う場合、廃棄される材料が多く材料の使用効率が低い上に、大量の炭酸ガス（ＣＯ２）を発生するため、環境にやさしい工程への変更が望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS VOLUME 82, NUMBER 19 (12 MAY 2003) “Performance of flexible polymeric light-emitting diodes under bending conditions”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、耐熱性に優れた透明フレキシブルプリント配線板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】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、インクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷し、前記ＩＴＯインクを焼成することにより、前記バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜を形成することを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、スクリーン印刷法又はインクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に印刷し、前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の少なくとも一部を覆うように、耐熱性の透明な絶縁保護膜を印刷手法により形成することを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００１６】
本発明の第４の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の寸法変化率を有する透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる透明導電膜と、前記透明導電膜を覆うように形成された、耐熱性の透明な絶縁保護膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００１７】
本発明の第５の態様によれば、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、前記透明導電膜を覆うように形成され、底面に前記透明導電膜の一部が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜と、前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜の上に印刷されたＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなるジャンパー接続部と、前記ジャンパー接続部を覆うように形成された、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜と、を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを基板として用いる。これにより、透明導電膜を焼成工程により形成する際、透明導電膜にクラックが発生したり、透明導電膜が透明絶縁フィルムから剥がれることが防止され、その結果、高品質の透明フレキシブルプリント配線板を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る高品質の透明フレキシブルプリント配線板は、高温・長時間の焼成工程に耐える透明絶縁フィルムを基板として用いているため、高温・短時間のリフロー工程やＡＣＦ接続工程などの熱工程に対する耐熱性も有する。
【００２０】
さらに、焼成されたＩＴＯインク膜（透明導電膜）に含まれるバインダーの比率を５〜１０重量％とすることで、透明フィルム基板と透明導電膜との密着性、柔軟性及び導電性のいずれについても優れた特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１及びその変形例に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図２】実施例２に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図３】実施例３に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【図４】実施例４に係る透明フレキシブルプリント配線板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明では、透明フレキシブルプリント配線板の基板として、耐熱性を有し、絶縁性の透明フィルムを使用する。そして、インクジェット法又はスクリーン印刷法などの印刷手法を用いて、透明フィルム上に透明導電膜を形成可能なインクを印刷する。このようなインクとして、ＩＴＯインクの他、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）インクのような有機系の導電性ポリマーを用いたインクを使用することができる。その後、インクを焼成若しくは乾燥させ、所定のパターンを有する透明導電膜を形成する。
【００２３】
まず、透明フィルムが満足すべき耐熱性について説明する。ここで、耐熱性とは、高温の熱工程を経た後において、所定の機械的及び光学的な特性を満たすことをいう。このような熱工程には、印刷されたインクの焼成工程（例えば、２３０℃〜３００℃、１時間）、透明フレキシブルプリント配線板に部品を実装する際のリフロー工程（例えば、大気中において２６０℃、短時間（数秒〜数十秒程度））等がある。
【００２４】
透明フィルムに求められる光学的な特性として、光透過率が大きく低下しないことや、着色（黄変等）しないことが挙げられる。
【００２５】
一方、透明フィルムに求められる機械的な特性として、熱工程に伴う寸法変化率が挙げられる。ここでいう寸法変化率は、熱工程（インク焼成（乾燥）工程又はリフロー工程等）において所定の温度まで加熱し、その後室温まで徐冷する過程における透明フィルムの伸び率あるいは縮み率である。
【００２６】
この寸法変化率は、次式で定義される。
（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００ ［％］
ここで、Ｌ１は熱工程の最高温度における透明フィルムの寸法であり、Ｌ２は室温における透明フィルムの寸法である。
【００２７】
この寸法変化率は、透明フレキシブルプリント配線板の品質を確保する上で特に重要である。本発明では、焼成工程の温度から室温に戻るまでの寸法変化率が所定の値以下の透明フィルムを用いる。この理由は、寸法変化率が大きい場合、焼成後の透明導電膜にクラックが発生したり、透明導電膜が透明フィルムから剥がれたりする虞が大きくためである。このような透明導電膜の損傷が生じる主な理由は、ＩＴＯインク及びＰＥＤＯＴインクのいずれを用いる場合も、焼成（乾燥）工程を経て得られる透明導電膜の収率が２５重量％以下と低く、焼成（乾燥）時に大きな体積変化が生じていることによる。
【００２８】
よって、透明フレキシブルプリント配線板の品質を確保するために、基板として用いる透明フィルムは所定の寸法変化率を満たす必要がある。
【００２９】
具体的には、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを透明導電膜の材料として用いる場合、焼成工程（２３０℃〜３００℃、１時間）に伴う寸法変化率は、±０．２％以下であることが必要である。
【００３０】
なお、ＰＥＤＯＴインクを用いる場合においても、寸法変化率は±０．２％以下であることが望ましい。ＰＥＤＯＴインクを用いて有機透明導電膜を形成する場合、インク印刷後の乾燥温度は１００〜１５０℃であり、ＩＴＯインクの焼成温度に比べて低いものの、寸法変化率が大きい場合、ＩＴＯインクと同様、形成された透明導電膜にクラックや剥離が発生するからである。
【００３１】
次に、透明導電膜を形成するためのインクに要求される特性について説明する。
【００３２】
ＰＥＤＯＴインク等を乾燥して得られる有機透明導電膜は、有機物を多く含み、透明フィルムとの密着性が良く、十分な柔軟性も持っている。
【００３３】
ＩＴＯインクの場合、透明フィルムとの密着性及び柔軟性を確保するため、ＩＴＯインク中のバインダーの比率を調整する必要がある。これにより、インク焼成後、若干のバインダーを残し、完全なＩＴＯの結晶状態にならないようにする。ただし、透明導電膜の導電性を大きくするためには、バインダーの比率を下げなければならない。よって、バインダーの比率は、透明導電膜の導電性、密着性及び柔軟性を考慮して調整するのが好ましい。
【００３４】
具体的には、ＩＴＯインクを用いた場合、焼成後の透明導電膜の柔軟性、密着性および導電性の観点から、焼成後におけるバインダーの比率は５〜１０重量％以下であることが望ましい。
【００３５】
この焼成後におけるバインダーの比率は次式で定義される。
Ｗｂ／ＷＩＴＯ×１００ ［％］
ここで、Ｗｂは焼成後におけるバインダーの重量であり、ＷＩＴＯは焼成後におけるＩＴＯインク（透明導電膜）の重量である。
【００３６】
また、ＩＴＯインク及びＰＥＤＯＴインクともに、インクジェット法で印刷する場合、印刷されたインクの滲みや厚みのムラを抑えるために、インクの粘度及び表面張力が所定の範囲にあることが必要となる。
【００３７】
具体的には、インクの粘度については、室温（２３℃）において２〜２０ｍＰａ・Ｓの範囲にあることが必要である。
【００３８】
インクの表面張力については、室温（２３℃）において２０〜４０ｍＮ／ｍの範囲にあることが必要である。さらに、表面張力は、印刷直後の透明フィルム上でのインクの滲みを抑えるために、室温（２３℃）において２５〜３５ｍＮ／ｍの範囲にあることが望ましい。
【００３９】
なお、透明フィルムについても、印刷後のインクの滲みや厚みのムラを抑えるために、適当な表面張力を有するものを使用する必要がある。
【００４０】
透明フィルムの表面状態及び温度に依存する表面張力を代替し、実測可能なパラメータとして、透明フィルムと、その上に滴下された液体との接触角が挙げられる。具体的には、透明フィルムと、その上に滴下された水滴との接触角が、室温（２３℃）において６０〜８０°の範囲となる透明フィルムを用いることが望ましい。
【００４１】
ところで、後述の実施例において説明するように、本発明に係る透明フレキシブルプリント配線板は、必要に応じて、透明導電膜を保護するために、透明導電膜の一部又は全部を覆うように形成された耐熱性の絶縁保護膜を備えても良い。ＰＥＤＯＴインクを用いた有機透明導電膜の場合、熱工程時の酸化を防止するため、絶縁保護膜を設けることが不可欠である。
【００４２】
この絶縁保護膜の材料には透明性と耐熱性が要求される。耐熱性に関しては、絶縁保護膜を形成した後のリフロー工程に耐えるため、２６０度以上で短時間（数秒〜数十秒程度）の熱工程に対して耐性を有することが必要である。
【００４３】
絶縁保護膜の材料には、透明導電膜を浸食、溶解しない溶剤を使用する必要がある。絶縁保護膜は、材料の高使用効率化及び工程の簡略化の観点から印刷手法で形成することが望ましい。
【００４４】
以下、本発明に係る４つの実施例について説明する。実施例１は、インクジェット法によりＩＴＯインクを印刷した実施例である。実施例２及び実施例３は、ＰＥＤＯＴインクを、スクリーン印刷法及びインクジェット法でそれぞれ印刷した実施例である。実施例４は、絶縁保護膜を介して２層の透明導電膜を形成した実施例である。
【実施例１】
【００４５】
実施例１では、透明ポリイミドフィルム（７０μｍ厚）を基材とし、この透明ポリイミドフィルム上に、インクジェット法を用いてＩＴＯインクを所定のパターン状に塗布する。ここで、透明ポリイミドフィルムは、三菱ガス化学（株）製のネオプリム（ＬＨ−３４３０）を用いた。焼成時の温度（本実施例では２３０℃）から徐冷して室温に戻る過程おける透明ポリイミドフィルムの寸法変化率、即ち、焼成工程に伴う寸法変化率が０．２％以下であることを確認した。
【００４６】
ＩＴＯインクは、有機バインダーを含み、溶剤中にＩＴＯ微粒子が分散している一般的なものを使用した。
【００４７】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００４８】
（１）インクジェット条件の最適化（ＩＴＯインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）を行った後、インクジェット法によりＩＴＯインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を４０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が濡れ広がることを防止することができる。
【００４９】
（２）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１２０℃で３０分間乾燥させ、ＩＴＯインク中の低沸点の溶剤を蒸発させた。
【００５０】
（３）その後、２３０℃、１時間の焼成工程を大気中で行い、印刷されたＩＴＯインクを焼成することにより、所定のパターンを有する透明導電膜２（ＩＴＯ膜）を形成した。透明導電膜２中に残留しているバインダーの比率は、５〜１０重量％の範囲にあることを確認した。
【００５１】
なお、焼成工程の雰囲気は、窒素ガス又は還元ガスでもよい。還元ガスは、窒素に数％程度の水素を添加したガスを用いる場合と、減圧下にギ酸（ＨＣＯＯＨ）を導入したガスを用いる場合とがある。焼成工程の雰囲気は、透明導電膜に要求される導電性と、設備等の費用との関係で選択される。即ち、形成された透明導電膜の導電性は、大気＜窒素＜還元ガスの順に高くなる。設備費用も、この順に高くなる。よって、目的に合わせて雰囲気を選択することが好ましい。
【００５２】
上記の工程を経て作製された透明フレキシブルプリント配線板１００を図１（ａ）に示す。
【００５３】
なお、図１（ｂ）に示す透明フレキシブルプリント配線板１００Ａのように、透明導電膜２を覆う透明な絶縁保護膜３を形成してもよい。この絶縁保護膜３は、例えば、透明レジストを印刷することにより形成することができる。絶縁保護膜３は、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。
【００５４】
本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板１００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表１に示す。
【表１】
【００５５】
表１の評価結果からわかるように、ＩＴＯインクを焼結して得られた透明導電膜２は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても特性変化がなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００５６】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００５７】
なお、比較のため、２３０℃の焼成工程に伴う寸法変化率が０．２％よりも大きい透明ポリイミドフィルムを用いて、透明フレキシブルプリント配線板を作製した。ここでは、三菱ガス化学（株）製のネオプリム（Ｌ−３４３０）を使用した。上記と同じ条件でＩＴＯインクを塗布し焼成を行ったところ、透明導電膜にクラックが発生し、また、透明導電膜が部分的に剥離することを確認した。このように、透明フィルムの寸法変化率が透明フレキシブルプリント配線板の品質に大きな影響を与える。
【実施例２】
【００５８】
実施例２では、実施例１と同じ基材（透明ポリイミドフィルム１）上に、スクリーン印刷法を用いてＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に塗布する。ＰＥＤＯＴインクは、市販されているものを用いた。
【００５９】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００６０】
（１）印刷版と印刷条件を最適化した後、スクリーン印刷法によりＰＥＤＯＴインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。
【００６１】
（２）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させることにより、透明導電膜４（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。
【００６２】
（３）その後、図２からわかるように、透明導電膜４を保護するための透明な絶縁保護膜５（約１０μｍ厚）を、透明導電膜４（端子部４ａを除く。）を覆うように印刷手法により形成した。この絶縁保護膜５は、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる有機導電膜である透明導電膜４が熱工程の際に酸化することを防止するために設けられる。
【００６３】
なお、絶縁保護膜５も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜４と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。絶縁保護膜５の材料となる透明レジストは、市販の顔料入りのレジストから顔料を除去することで、透明かつ耐熱性のあるものが容易に得られる。
【００６４】
（４）その後、透明導電膜４のうち外部と接続するための端子部４ａに、インクジェット法により銀ナノインクを印刷した。なお、銀ナノインクに限らず、金ナノインクなど他の導電性インクを用いても良い。
【００６５】
（５）その後、図２に示すように、１３０℃，３０分間の焼成工程を行い、印刷された銀ナノインクを硬化させることにより、端子保護膜６を形成した。この端子保護膜６の膜厚は約１μｍであった。
【００６６】
上記の工程を経て図２に示す透明フレキシブルプリント配線板２００が得られる。
【００６７】
この透明フレキシブルプリント配線板２００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表２に示す。
【表２】
【００６８】
表２の評価結果からわかるように、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させて得られた透明導電膜４は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００６９】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００７０】
なお、電気抵抗に関しては若干の変化（±１０％以下）が見られたが、初回のリフロー工程後、電気抵抗の変化は殆ど無くなることを確認した。このことから、透明導電膜４の表層が酸化することによって電気抵抗が若干変化するものの、それ以降のリフロー工程においては、表層に形成された酸化層が保護膜として機能し、さらなる劣化は防止されていると推定される。
【実施例３】
【００７１】
実施例３では、実施例１と同じ基材（透明ポリイミドフィルム１）上に、インクジェット法を用いてＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に塗布する。ＰＥＤＯＴインクは、市販されているものを用いた。
【００７２】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００７３】
（１）インクジェット条件の最適化（ＰＥＤＯＴインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）を行った後、インクジェット法によりＰＥＤＯＴインクを透明ポリイミドフィルム１上に所定のパターン状に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を５０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が滲み広がることを防止することができる。
【００７４】
（２）その後、図３からわかるように、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させ、透明導電膜７（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。
【００７５】
（３）その後、図３からわかるように、透明導電膜７を保護するための透明な絶縁保護膜８（約１０μｍ厚）を、透明導電膜７（端子部７ａを除く。）を覆うように印刷手法を用いて形成した。この絶縁保護膜８も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜７と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。なお、絶縁保護膜８の材料となる透明レジストは、市販の顔料入りのレジストから顔料を除去することで、透明かつ耐熱性のあるものが容易に得られる。
【００７６】
（４）その後、図３からわかるように、透明導電膜７のうち外部と接続するための端子部７ａに、インクジェット法により銀ナノインクを印刷した。なお、銀ナノインクに限らず、金ナノインクなど他の導電性インクを用いても良い。
【００７７】
（５）その後、１３０℃，３０分間の焼成工程を行い、印刷された銀ナノインクを硬化させることにより、端子保護膜９を形成した。この端子保護膜９の膜厚は約１μｍであった。
【００７８】
上記の工程を経て図３に示す透明フレキシブルプリント配線板３００が得られる。
【００７９】
この透明フレキシブルプリント配線板３００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表３に示す。
【表３】
【００８０】
表３の評価結果からわかるように、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させて得られた透明導電膜７は、透明ポリイミドフィルム１に強く密着しており、また、柔軟性も有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００８１】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【実施例４】
【００８２】
本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板は、複数の透明配線層を有する。即ち、ＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなる透明なジャンパー接続部によって、基板上に形成された透明導電膜の所定の部分同士が電気的に接続された構成を有する。
【００８３】
次に、本実施例に係る透明フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００８４】
（１）実施例１で説明した方法により、透明フレキシブルプリント配線板１００（図１（ａ）参照）を得る。
【００８５】
（２）その後、インクジェット法を用いて、透明導電膜２を保護するための透明な絶縁保護膜１０を形成する。この絶縁保護膜１０は、図４からわかるように、開口部１０ａを有し、この開口部１０ａの底面には透明導電膜２の一部が露出している。なお、この絶縁保護膜１０も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２と同様、耐熱性を有することが必要である。
【００８６】
（３）その後、インクジェット条件を最適化（ＰＥＤＯＴインクの粘度及び表面張力を前述の範囲とする）した後、図４からわかるように、印刷手法（例えばインクジェット法）によりＰＥＤＯＴインクを開口部１０ａ内、及び絶縁保護膜１０上に印刷した。なお、印刷前に、透明ポリイミドフィルム１を４０〜６０℃に予備加熱しておくことが好ましい。これにより、着弾後にインク液滴が滲み広がることを防止することができる。
【００８７】
（４）その後、インク液滴が印刷されたサンプルを、１３０℃で３０分間乾燥させることにより、透明なジャンパー接続部１１（ＰＥＤＯＴ膜）を形成した。図４からわかるように、このジャンパー接続部１１は、透明導電膜２の所定の部分同士を電気的に接続するものである。
【００８８】
（５）その後、図４に示すように、ジャンパー接続部１１を保護するための透明な絶縁保護膜１２（２μｍ厚）を、ジャンパー接続部１１を覆うように印刷手法を用いて形成した。この絶縁保護膜１２も、透明ポリイミドフィルム１及び透明導電膜２等と同様、透明フレキシブルプリント配線板が経ることとなる熱工程（リフロー工程等）に対して耐熱性を有することが必要である。
【００８９】
上記の工程を経て図４に示す透明フレキシブルプリント配線板４００が得られる。
【００９０】
この透明フレキシブルプリント配線板４００について、光透過率、電気抵抗（導電性）、密着性、柔軟性および耐熱性を評価した。評価結果を表４に示す。
【表４】
【００９１】
表４の評価結果からわかるように、透明導電膜２及びジャンパー接続部１１は、十分な密着性及び柔軟性を有している。さらに、通常のリフロー工程（ピーク温度２７０℃）を３回経ても、特性変化が殆どなく、十分な耐熱性を持っていることが確認された。
【００９２】
また、光透過率及び電気抵抗についても良好な特性を示すことが確認された。
【００９３】
本実施例によれば、複雑な配線パターンを有する、透明フレキシブルプリント配線板を作製することができる。
【００９４】
なお、本実施例では、透明ポリイミドフィルム１上にＩＴＯインクを焼結させた透明導電膜２を形成したが、これに代えて、実施例２及び実施例３で説明したようにＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなる透明導電膜を形成してもよい。
【００９５】
以上４つの実施例を説明した。これらの実施例では、基板となる透明絶縁フィルムとして、透明ポリイミドフィルムを用いたが、寸法変化率等の条件を満たせば、アラミド系又はナノアロイ系の透明フィルムなどの透明絶縁フィルムを使用することもできる。
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、透明フィルム基板と透明導電膜との密着性に優れ、柔軟性および耐熱性を備える透明フレキシブルプリント配線板が提供される。
【００９７】
さらに、本発明によれば、透明導電膜および絶縁保護膜をすべて印刷手法で形成することで、従来のエッチングプロセスを用いた製造方法に比べて材料の無駄が無く、環境負荷の小さい透明フレキシブルプリント配線板を製造方法が提供される。
【００９８】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明は、上述した個々の実施例に限定されるものではない。異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 透明ポリイミドフィルム
２，４，７ 透明導電膜
４ａ，７ａ 端子部
３，５，８，１０，１２ 絶縁保護膜
６，９ 端子保護膜
１０ａ 開口部
１１ ジャンパー接続部
１００，１００Ａ，２００，３００，４００ 透明フレキシブルプリント配線板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、
インクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷し、
前記ＩＴＯインクを焼成することにより、前記バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜を形成する、
ことを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電膜を形成後、底面に前記透明導電膜の所定の部分が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜を印刷手法により形成し、
前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜上にＰＥＤＯＴインクを印刷し、
前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明なジャンパー接続部を形成し、
前記ジャンパー接続部を覆うように、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜を印刷手法により形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記透明絶縁フィルム上に印刷される前記ＩＴＯインクの粘度、及び表面張力は、それぞれ、２〜２０ｍＰａ・Ｓ、及び２０〜４０ｍＮ／ｍ（ともに２３℃における値）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記透明絶縁フィルムとして、前記透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に滴下された水滴との接触角が、２３℃において６０〜８０°の範囲となる透明絶縁フィルムを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、
スクリーン印刷法又はインクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に印刷し、
前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明導電膜を形成し、
前記透明導電膜の少なくとも一部を覆うように、耐熱性の透明な絶縁保護膜を印刷手法により形成する、
ことを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
インクジェット法により前記ＰＥＤＯＴインクを前記透明絶縁フィルムに印刷する場合において、前記透明絶縁フィルム上に印刷される前記ＰＥＤＯＴインクの粘度、及び表面張力は、それぞれ、２〜２０ｍＰａ・Ｓ、及び２０〜４０ｍＮ／ｍ（ともに２３℃における値）であることを特徴とする請求項５に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記透明絶縁フィルムとして、前記透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に滴下された水滴との接触角が、２３℃において６０〜８０°の範囲となる透明絶縁フィルムを用いることを特徴とする請求項５又は６に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁保護膜により覆われず露出した前記透明導電膜の端子部に、導電性インクを印刷し、その後、前記導電性インクを焼成することにより、端子保護膜を形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【請求項１０】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の寸法変化率を有する透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる透明導電膜と、
前記透明導電膜を覆うように形成された、耐熱性の透明な絶縁保護膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【請求項１１】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、
前記透明導電膜を覆うように形成され、底面に前記透明導電膜の一部が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜と、
前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜の上に印刷されたＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなるジャンパー接続部と、
前記ジャンパー接続部を覆うように形成された、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【請求項１】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、
インクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＩＴＯ微粒子及びバインダーを含有するＩＴＯインクを所定のパターン状に印刷し、
前記ＩＴＯインクを焼成することにより、前記バインダーの比率が５〜１０重量％の透明導電膜を形成する、
ことを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電膜を形成後、底面に前記透明導電膜の所定の部分が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜を印刷手法により形成し、
前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜上にＰＥＤＯＴインクを印刷し、
前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明なジャンパー接続部を形成し、
前記ジャンパー接続部を覆うように、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜を印刷手法により形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記透明絶縁フィルム上に印刷される前記ＩＴＯインクの粘度、及び表面張力は、それぞれ、２〜２０ｍＰａ・Ｓ、及び２０〜４０ｍＮ／ｍ（ともに２３℃における値）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記透明絶縁フィルムとして、前記透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に滴下された水滴との接触角が、２３℃において６０〜８０°の範囲となる透明絶縁フィルムを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムを用意し、
スクリーン印刷法又はインクジェット法により、前記透明絶縁フィルム上に、ＰＥＤＯＴインクを所定のパターン状に印刷し、
前記ＰＥＤＯＴインクを乾燥させることにより、透明導電膜を形成し、
前記透明導電膜の少なくとも一部を覆うように、耐熱性の透明な絶縁保護膜を印刷手法により形成する、
ことを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
インクジェット法により前記ＰＥＤＯＴインクを前記透明絶縁フィルムに印刷する場合において、前記透明絶縁フィルム上に印刷される前記ＰＥＤＯＴインクの粘度、及び表面張力は、それぞれ、２〜２０ｍＰａ・Ｓ、及び２０〜４０ｍＮ／ｍ（ともに２３℃における値）であることを特徴とする請求項５に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記透明絶縁フィルムとして、前記透明絶縁フィルムと、前記透明絶縁フィルム上に滴下された水滴との接触角が、２３℃において６０〜８０°の範囲となる透明絶縁フィルムを用いることを特徴とする請求項５又は６に記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁保護膜により覆われず露出した前記透明導電膜の端子部に、導電性インクを印刷し、その後、前記導電性インクを焼成することにより、端子保護膜を形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の透明フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【請求項１０】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の寸法変化率を有する透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＰＥＤＯＴインクを乾燥してなる透明導電膜と、
前記透明導電膜を覆うように形成された、耐熱性の透明な絶縁保護膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【請求項１１】
２３０〜３００℃の熱工程に伴う寸法変化率が±０．２％以下の透明絶縁フィルムと、
前記透明絶縁フィルム上に形成された、ＩＴＯインクを焼成してなる透明導電膜であって、バインダーの比率が５〜１０重量％である透明導電膜と、
前記透明導電膜を覆うように形成され、底面に前記透明導電膜の一部が露出した開口部を有する、耐熱性の透明な第１の絶縁保護膜と、
前記開口部内、及び前記第１の絶縁保護膜の上に印刷されたＰＥＤＯＴインクを乾燥させてなるジャンパー接続部と、
前記ジャンパー接続部を覆うように形成された、耐熱性の透明な第２の絶縁保護膜と、
を備えることを特徴とする透明フレキシブルプリント配線板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２４３９２８（Ｐ２０１１−２４３９２８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１７４２５（Ｐ２０１０−１１７４２５）
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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