透明異方導電性膜、及び、その製造方法
【課題】 光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立し、種々の電気機器に好適に用いることができる透明異方導電性膜、及び、そのような透明異方導電性膜を簡易かつ安価に製造することができる透明異方導電性膜の製造方法を提供する。
【解決手段】 導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、該透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍであり、全光線透過率が５０％以上である透明異方導電性膜。
【解決手段】 導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、該透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍであり、全光線透過率が５０％以上である透明異方導電性膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明異方導電性膜、及び、その製造方法に関する。より詳しくは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（デジタルペーパー）等の薄型ディスプレイ、タッチパネルに好適に用いることができる透明異方導電性膜、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明異方導電性膜は、光透過性を有し、導電性がその膜内の方向によって異なっているような導電性膜であり、種々の電気機器への適用が考えられる。特に近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（デジタルペーパー）等の薄型ディスプレイの需要が拡大しており、このような用途に適用される導電性膜としては、特に光透過性、導電性に優れるものが求められており、透明異方導電性膜もこのような用途に適用される可能性を有しているものである。
光透過性を有する導電性膜としては、現在では、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が用いられることが一般的である。酸化インジウム錫により作製された導電性膜は、光透過性、導電性のバランスに優れており、通常の液晶ディスプレイ等だけではなく、例えば、タッチパネル用途等にも使用されている。しかしながら、インジウムのような希金属は高価であり、また、資源枯渇のおそれがあるため、より安価で、資源枯渇のおそれが少ない材料を用いた光透過性を有する導電性膜が求められているところであった。また、ＩＴＯの成膜には通常、スパッタリング法等が用いられているため、生産性が低い点でも改善の余地があった。
【０００３】
光透過性を有する導電性膜の形態としては、酸化インジウム錫のように、光透過性と導電性を有する材料を用いた導電性膜の形態や、メッシュ状や網目状等の微細なパターンを有する導電性膜の形態等が挙げられる。
微細なパターンを作製する方法としては、一般には、リソグラフィーやスクリーン印刷による方法が用いられる。また、その他の方法として、２枚のガラス板の間隙にポリマー溶液を注入し、上方のガラス板を下方のガラス板に対してスライドさせることで、下方のガラス板上にポリマー溶液の存在する凸部とポリマー溶液の存在しない凹部とが交互に並ぶポリマーの周期的なラインパターンを形成する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】藪浩（Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｙａｂｕ）、下村政嗣（Ｍａｓａｔｓｕｇｕ Ｓｈｉｍｏｍｕｒａ）、アドバンスド・ファンクショナル・マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、２００５年、第１５巻、第４号、ｐｐ５７５−５８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透明異方導電性膜としては、上述したように種々の電気機器への適用が想定されているが、従来、メッシュ状や網目状等のパターンを有する導電性膜の形成に用いられてきたリソグラフィーによる方法では、工程が多く、金属の使用量が多いも多いという課題があり、スクリーン印刷による方法でも、金属の使用量が多いという課題があった。また、これらいずれの方法によって得られたパターンも、線幅やパターンの間隔が充分に狭いものではない等、実用化するためにはその透明性、異方導電性に関して研究の余地があるものであった。このように、実用化に耐えうる性能を有した透明異方導電性膜の開発が求められるところであった。また、そのような透明異方導電性膜を製造する方法としては、簡易かつ安価に、光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立した透明異方導電性膜を製造する方法が求められるところであった。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立し、種々の電気機器に好適に用いることができる透明異方導電性膜、及び、そのような透明異方導電性膜を簡易かつ安価に製造することができる透明異方導電性膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、優れた光透過性と異方導電性とを有する導電性膜を製造する方法について種々検討したところ、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにし、その２つの面のうちの少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程、及び、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行うと、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並び、その導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭いものとなることを見出した。この導電性線部は間隔を空けて同方向を向いて並ぶために、作製される導電性膜は、導電性線部の長軸方向には電流がよく流れるのに対して、長軸方向と直交する方向には導電性線部はほぼ繋がっていないために電流が流れにくくなっており、優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなることがわかった。そしてそのような透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上となるものであって、種々の電気機器に好適に用いることができるものであることも見出した。このような工程により導電性膜を製造すると、少ない工程で、微細なパターンを形成することができ、また、面を移動させる速度、導電物質を含む有機溶媒分散体の濃度、２つの面の間の距離等を調整することにより、導電性線部の線幅や間隔を調整することが可能であることから、特定の物性値を有する光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立した透明異方導電性膜を形成することができることを見出し、上記課題をみごとに解決できることに想到し、本発明に到達したものである。
なお、非特許文献１には、上述したように、微細なパターンを作製する方法として、２枚のガラス板の間隙にポリマー溶液を注入し、上方のガラス板を下方のガラス板に対してスライドさせることで、下方のガラス板上にポリマー溶液の存在する凸部とポリマー溶液の存在しない凹部とが交互に並ぶポリマーの周期的なラインパターンを形成する方法が開示されている。しかしながら、非特許文献１は、ポリマー溶液を用いた場合にポリマーの周期的なラインパターンを形成することができることを開示しているのみであって、導電物質を含む有機溶媒分散体を用いた場合に、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成することができること、そして更にはそのようなパターンから有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成することによって光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を形成することができることについては、本発明により初めて見出されたものである。
【０００８】
すなわち本発明は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、上記透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上である透明異方導電性膜である。
また本発明は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜の製造方法であって、上記製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含む透明異方導電性膜の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の透明異方導電性膜は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶものである。上記導電物質としては、導電性を有するものであれば特に制限されないが、後述するように導電性を有する物質の微粒子である導電性微粒子であることが好ましい。すなわち、上記導電性線部は、導電性微粒子を含むこともまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【００１０】
上記導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ形態としては、複数の導電性線部がその長軸方向を合わせて並んでいればよく、導電性線部は直線であってもよいし、多少曲がっていてもよいが、全体として直線状であることが好ましい。そして、導電性線部同士は全く接点を有していなくてもよいし、本発明の透明異方導電性膜が異方導電性を有する程度に多少交わっていてもよいが、導電性線部同士の接点はなるべく少ない方が好ましく、全く接点を有していないのが特に好ましい。また、導電性線部間の間隔も、等間隔であってもよいし、不規則であってもよいが、透明異方導電性膜全体として等間隔であるといえる形態が好ましい。
【００１１】
上記導電性線部間の間隔としては、透明異方導電性膜が優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなる限り特に制限されないが、１〜２００μｍであることが好ましい。このような間隔を空けて導電性線部が並んでいると、導電性線部間の間隔が狭いということができ、透明異方導電性膜を充分に優れた光透過性と異方導電性とを有するものとすることが可能である。より好ましくは、１〜１００μｍであり、更に好ましくは、１〜５０μｍである。
【００１２】
上記導電性線部の線幅としては、透明異方導電性膜が優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなる限り特に制限されないが、０．１〜１００μｍであることが好ましい。導電性線部の線幅がこのような範囲であると、導電性線部の線幅が狭いということができ、線幅が狭いことによって、例えば、ディスプレイ等において生じるおそれのあるモアレを抑制することができる。導電性線部の線幅が１００μｍを越える場合、光透過性が充分でなくなるおそれがある。より好ましくは、０．１〜５０μｍであり、更に好ましくは、０．１〜３０μｍである。
このように、導電性線部間の間隔が等間隔で狭く、導電性線部の線幅が狭いものであることによって、透明異方導電性膜はより光の透過性が高く、かつ均一性の高いものとなる。例えば、本発明の透明異方導電性膜を電子ペーパー等に用いる場合には、表示を行うマイクロカプセルに対して均一に電圧を印加することができる。導電性線部間の間隔が広い場合、透明異方導電性膜により電圧を印加してマイクロカプセルの色を変化させるような電子ペーパー等のディスプレイに用いた際に、導電性線部間にマイクロカプセルの全体が納まるおそれがあり、カプセルへの電圧の印加が充分に行われなくなるおそれがある。また、導電性線部間の間隔が狭いことによって、電流の流れる方向における導電性がより均一となる。これによれば、例えば、タッチパネルに用いられた場合、位置の認識の精度が高くなる。
【００１３】
導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔については、以下の方法により求めることができる。透明異方導電性膜の表面を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−９００）にて倍率５００倍で観察し、観察した画像から直接導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔を測定する。
【００１４】
上記導電性線部の厚みは、２００ｎｍ以上であることが好ましい。２００ｎｍ以上であることによって、導電性線部の線幅が狭くなったとしても充分な導電率を得ることができる。透明異方導電性膜の膜厚が２００ｎｍ未満である場合には、導電性が低くなり、透明異方導電性膜としての特性を充分に発揮することができないおそれがある。導電性線部の厚みとしてより好ましくは、１μｍ以上である。なお、導電性線部の厚みは、透明異方導電性膜の最大膜厚を測定することによって求められ、例えば、レーザー顕微鏡を用いることによって測定することができる。測定方法としては、レーザー顕微鏡（ＶＫ−９７００、キーエンス社製）で倍率５０倍で塗膜を観測し、観察した画像から塗膜の最大の段差を１０箇所で計測し、平均した値を透明異方導電性膜の最大膜厚とする。
【００１５】
本発明の透明異方導電性膜は、可視光（波長が４００〜７００ｎｍ）の光透過率が２０％以上であることが好ましい。光透過率を高くすることで、例えば、電子ペーパー等の表示装置に対して好適に用いることができる。光透過率としてより好ましくは、４０％以上であり、更に好ましくは、６０％以上であり、特に好ましくは、８０％以上である。上記光透過率は、例えば、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について測定することができる。
【００１６】
本発明の透明異方導電性膜は、全光線透過率が５０％以上であるものである。全光線透過率が５０％以上である場合、例えば、電子ペーパー等の表示装置に対して好適に用いることができる。全光線透過率として好ましくは、６０％以上であり、より好ましくは、７０％以上であり、更に好ましくは、８０％以上である。
なお、上記全光線透過率は、ヘイズメーター ＮＤＨ５０００（日本電色工業社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定することができる。
【００１７】
本発明の透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以上であるものである。このような電気抵抗率であると、導電性線部の長軸方向においては良好に電流が流れ、導電性線部の長軸方向と直交する方向においては充分に電流が流れないものとなり、充分な異方導電性を有しているため、種々の電気機器に好適に用いることが可能となる。
導電性線部の長軸方向における電気抵抗率として好ましくは、１×１０−３Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは、１×１０−４Ω・ｃｍ以下であり、更に好ましくは、１×１０−５Ω・ｃｍ以下である。また、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率として好ましくは、１×１０３Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは、１×１０４Ω・ｃｍ以上であり、更に好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上である。
なお、上記電気抵抗率は、四端子法を用いて測定した抵抗値の値から算出することができる。本発明の透明異方導電性膜上に図２４中央に示すようなマスクを介して金を蒸着またはスパッタリングすることで四端子電極を作製し、測定を行うことで抵抗値を測定することが出来る。得られた抵抗値から、下記式の通り、電気抵抗率を算出することが出来る。下記式でＲ［Ω］は四端子法で測定した抵抗値、Ｈ［ｃｍ］はＡＦＭにより測定した導電性線部の平均高さ、Ｗ［ｃｍ］は上述した方法で測定した、作製した電極間に存在する各導電性線部の線幅の合計、Ａ［ｃｍ２］は作製した各導電性線部の断面積の合計、Ｌ［ｃｍ］は端子間距離、ρ［Ω・ｃｍ］は電気抵抗率を表す。
Ａ＝ＷＨ［ｃｍ２］
ρ＝ＲＡ／Ｌ［Ω・ｃｍ］
【００１８】
なお、上記透明異方導電性膜は、透明基板上に形成されることが好ましい。透明異方導電性膜が透明基板上に形成されることにより、導電性線部によって優れた異方導電性が発現すると共に、導電性線部からなるパターンと透明基板とが一体となってより優れた光透過性が実現されることとなる。すなわち、透明異方導電性膜を透明基板上に形成させて得られる透明異方導電性基板もまた本発明の１つである。
【００１９】
上記透明基板とは、可視光の透過率が高い基板のことであり、例えば、波長４００〜７００ｎｍの可視光の透過率が５０％以上であることが好ましい。より好ましくは、上記透過率が７０％以上であり、更に好ましくは、８０％以上である。そのような透明基板としては、ガラス基板、透明性を有するプラスチック基板等が挙げられる。また、電子ペーパー等の表示装置として用いる場合には、透明基板としては、透明性を有するプラスチック基板等の可とう性を有しているものを用いることが好ましい。すなわち、上記透明異方導電性基板が、透明異方導電性フレキシブル基板であることもまた、本発明の好適な実施形態の１つである。上記プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のエステル系；アクリル系；シクロオレフィン系；オレフィン系；ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート等の樹脂系のフィルムが挙げられる。
【００２０】
上記透明異方導電性膜の用途としては、特に限定されるものではなく、光透過性及び異方導電性を必要とする用途であればどのような用途にも用いることができる。例えば、プラズマディスプレイ等に用いられる電磁波遮蔽フィルム（ＥＭＩシールドフィルム）等として用いることができるし、太陽電池、電子ペーパー（デジタルペーパー）、液晶表示装置の表示装置に用いられる電極として用いることもできる。また、タッチパネル等にも用いることができる。
このように、本発明はまた、デジタルペーパーに用いられる透明異方導電性膜でもある。
【００２１】
次に本発明の透明異方導電性膜の製造方法について説明する。
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むものであるが、これらの工程は、一部同時並行して行われる形態であってもよいし、パターンを形成する工程を行った後に、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行ってもよい。中でも、パターンを形成する工程を行った後に、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行うことが、本発明の好適な実施形態の１つである。
なお、本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むものである限り、その他の工程を含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程（自己組織化工程）を含むものである。このような工程を含むことにより、導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンを有し、その導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭い透明異方導電性膜を形成することが可能となる。そしてそれにより、製造される透明異方導電性膜を光透過性にも異方導電性にも優れたものとすることができる。
【００２３】
上記自己組織化工程によれば、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにして、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させることで、面と有機溶媒分散体との相溶性の低さを原因とした撥水（Ｄｅｗｅｔｔｉｎｇ）作用により、一方の面上に有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンが自己組織化されることとなる。これにより、導電物質を含む有機溶媒分散体からなる線状部と、線状部と線状部の間の非線状部とを有する膜が形成される。このように、上記自己組織化工程により周期的なラインパターンを有する膜を製造することができるが、自己組織化工程は、他のパターン作製工程、例えば、リソグラフィー工程やスクリーン印刷工程等に比べて、工程数が少なく、導電性線部（ライン）の線幅、間隔を狭くすることが可能であり、また、導電物質の使用量も少なくて済むことから、他のパターン作製工程に比べて、簡易かつ低コストに、細かいラインパターンを形成することができる。これによって、上記自己組織化工程によってパターンを形成することにより、簡易かつ低コストに、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を製造することが可能となる。
【００２４】
上記自己組織化工程において、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにするとは、結果そのような形態となればそれを行う方法については特に制限されず、例えば、対向する２つの面の間隙に有機溶媒分散体を注入する方法や、１つの面上に有機溶媒分散体を塗工した後、別の１つの面により塗工された有機溶媒分散体を挟む方法等が挙げられる。
【００２５】
また、上記自己組織化工程において、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させるとは、面の移動に伴い、挟持されている有機溶媒分散体が面との接点において摩擦力を受けるような形態であれば、２つの面の移動形態について特に制限されないが、例えば、導電物質を含む有機溶媒分散体を挟持した２つの面のうちの一方の面を、固定したもう一方の面に沿って移動させる形態、２つの面共に移動させるが、一方の面ともう一方の面とを移動させる方向が異なっている形態、２つの面共に同方向に移動させるが、それらの移動スピードが異なっている形態等が挙げられる。
【００２６】
上記対向する２つの面としては、有機溶媒分散体を挟持することができ、少なくとも一方の面をもう一方の面に沿って移動させて、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成することができれば、その種類は特に制限されない。そのような面としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、半導体基板、金属基板等の種々の基板を用いることができる。電子ペーパー（デジタルペーパー）等のディスプレイに用いる場合には、２つの面のうち、パターンが形成される方の面は少なくともガラス基板、透明性を有するプラスチック基板等の透明基板であることが好ましい。透明基板としては上述したものと同様のものを用いることができる。また、ガラス基板、プラスチック基板を用いることは、低コスト化の観点からも好適である。また、電子ペーパー等の表示装置として用いる場合には、可とう性を有する基板を面として用いることも好ましい形態である。プラスチック基板としては、上述したものと同様のものが挙げられる。
【００２７】
また、上記対向する２つの面の一方が上述したような種々の基板であり、その基板上に有機溶媒分散体を塗工するためのダイコーター等の供給口の周囲が、上記基板と対向するような面状になっていて、上記基板をダイコーター等の供給口の周囲の面状部分に沿って移動させることで、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成するような形態も本発明の好適な実施形態の１つである。
【００２８】
上記面は、表面が有機溶媒分散体と相溶性の低いものであることが好ましい。上記面の表面と有機溶媒分散体との相溶性が低いことによって、面が有機溶媒分散体をはじきやすくなり、撥水作用によるラインパターンの自己組織化をより正確に行うことが可能となる。
【００２９】
上記自己組織化工程においては、対向する２つの面の間隙の距離を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて対向する２つの面の間隙の距離を適宜設定すればよいが、上記対向する２つの面の間隙の距離としては、０〜５００μｍであることが好ましい。対向する２つの面の間隙の距離がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。対向する２つの面の間隙の距離としてより好ましくは、０〜４００μｍであり、更に好ましくは、０〜３００μｍである。
なお、対向する２つの面の間隙の距離が０μｍであるとは、該２つの面の間に隙間が無く接していることを意味するものではなく、測定不能な程に接近しているがわずかには間隙が存在することを表している。
【００３０】
上記自己組織化工程においては、また、対向する２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させる際の、一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度（以降、相対面移動速度ともいう。）を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて、上記一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度を適宜設定すればよいが、上記相対面移動速度としては、１０〜５００μｍ／ｓであることが好ましい。一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。上記相対面移動速度としてより好ましくは、１０〜４００μｍ／ｓであり、更に好ましくは、１０〜３００μｍ／ｓである。
【００３１】
上記自己組織化工程においては、更に、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて、上記導電物質濃度を適宜設定すればよいが、上記導電物質濃度としては、０．５〜２０ｇ／Ｌであることが好ましい。有機溶媒分散体中の導電物質濃度がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。上記導電物質濃度としてより好ましくは、１〜１５ｇ／Ｌであり、更に好ましくは、２．５〜１０ｇ／Ｌである。
【００３２】
このように、上記自己組織化工程においては、対向する２つの面の間隙の距離、対向する２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させる際の、一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度（相対面移動速度）、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度を調節することによって、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。中でも、この３つのパラメータを上述した範囲とすることによって、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができるものである。すなわち、対向する２つの面の間隙が０〜５００μｍ、相対面移動速度が１０〜５００μｍ／ｓ、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度が０．５〜２０ｇ／Ｌで周期的パターンを形成する透明異方導電性膜の製造方法もまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【００３３】
ここで、上記自己組織化工程により有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを有する膜を製造する方法について、一例として、対向する２つの面としていずれもスライドガラス基板を用い、下方のガラス基板は固定し、上方のガラス基板を下方のガラス基板に沿って移動させる形態を図１に示す。図１で示すように、上方のスライドガラス１１を、固定した下方のスライドガラス１２に沿って矢印の方向に移動させることによって、スライドガラス１１と導電物質を含む有機溶媒分散体１３との撥水作用により、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンが自己組織化されることとなる。
【００３４】
本発明において用いられる導電物質は、導電性を有するものであれば特に制限されないが、導電性を有する物質の微粒子である導電性微粒子であることが好ましい。導電性微粒子とは、一般的に平均粒子径が１００μｍ以下の導電性粒子を意味するものであり、導電性微粒子の粒子径は特に限定されるものではないが、平均粒子径が１μｍ以下であることが好ましい。１μｍ以下の平均粒子径とすることで、導電性を有する導電性線部の線幅を狭くすることができ、透明異方導電性膜の透過部を広くすることができ、開口率が向上することとなる。これにより、透明異方導電性膜の光透過性が向上する。導電性微粒子の平均粒子径としてより好ましくは、５００ｎｍ以下であり、更に好ましくは、１００ｎｍ以下であり、特に好ましくは、５０ｎｍ以下であり、最も好ましくは、１０ｎｍ以下である。特に、１０ｎｍ以下の平均粒子径とすることにより、形成された導電性を有する導電性線部の導電率を高めることができる。また、粒子径分布としては、変動係数が３０％以内であることが好ましく、より好ましくは、２０％以内であり、更に好ましくは、１５％以内である。
【００３５】
上記導電性微粒子の平均粒子径は、ＴＥＭ像（透過型電子顕微鏡観察像）、又は、ＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡観察像）により得られる数平均粒子径；粉末Ｘ線回折測定法により得られる結晶子径；Ｘ線小角散乱法等により得られる慣性半径とその散乱強度から求められる平均粒子径等を用いることができる。中でも、ＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡観察像）により得られる数平均粒子径であることが好ましい。
上記導電性微粒子の形状は、球状に限られず、例えば、楕円球状、立方体状、直方体状、ピラミッド状、針状、柱状、棒状、筒状、りん片状、板状（例えば、六角板状）等の薄片状、紐状等の形状でも好適に用いることができる。
【００３６】
上記導電性微粒子は、導電性を有する物質を含有する微粒子であれば特に限定されないが、例えば、金属、導電性を有する無機酸化物、炭素系材料、炭化物系材料等の微粒子が挙げられる。金属としては、種々の金属を用いることができ、単体金属、合金、固溶体等のいずれの形態であってもよい。金属元素としては特に限定されず、例えば、白金、金、銀、銅、アルミ、クロム、コバルト、タングステン等の種々の金属元素を用いることができるが、導電性が高い金属であることが好ましい。導電性が高い金属としては、白金、金、銀及び銅からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有するものであることが好ましい。また、金属としては、化学的安定性が高い金属であることが好ましい。例えば、本発明の透明異方導電性膜の製造方法を用いる場合、有機溶媒に導電性微粒子を分散させて有機溶媒を揮発させる等の工程を経ることとなる。このような工程に対して、酸化、腐食等が生じないことが好ましい。化学的安定性が高い観点からは、上記金属は、白金、金及び銀からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有してなることが好ましい。この中でも、線状部の線幅、及び、線状部間の間隔が充分に狭いラインパターンをより安定的に形成するという観点からは、金を含有することが好ましい形態である。また、低コスト化の観点からは、銀を含有することが好ましい形態である。導電性を有する無機酸化物としては、酸化インジウム錫等のインジウム系酸化物、酸化亜鉛系酸化物等の透明導電性物質、導電性を有する非透明性の無機酸化物等が挙げられる。炭素系材料としては、カーボンブラック等が挙げられる。炭化物系材料としては、シリコンカーバイド、クロムカーバイド、チタンカーバイド等が挙げられる。また、用いることが可能な導電性微粒子としては、非導電性微粒子を上記導電性微粒子を形成する導電性物質（金属、導電性を有する無機酸化物、炭素系材料、炭化物系材料等）で取り囲んだ微粒子（例えば、コア「非導電性物質」、シェル「導電性物質」のコア−シェル構造を持つ微粒子）も好ましい。上記非導電性微粒子としては、特に限定されるものではなく、種々の物質で形成された非導電性微粒子を用いることができる。上記導電性微粒子としては、これらを単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
更に、用いることができる導電性微粒子としては、酸化銀、酸化銅等の酸化物微粒子を有機溶媒に分散させた後、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行う前までに、還元雰囲気下に置くことで、銀、銅等の金属に還元して用いることも可能である。すなわち、上記透明異方導電性膜の製造方法は、酸化物微粒子を含む有機溶媒分散体を用い、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行う前までに、還元雰囲気下に置くことで、酸化物微粒子を還元する工程を含むことも好ましい形態の一つである。
【００３７】
上記導電物質の含有量は、有機溶媒分散体１００質量％に対して、０．００１〜１０質量％であることが好ましい。このような範囲とすることによって、充分な導電性を有する透明異方導電性膜を得ることができる。導電物質の含有量としてより好ましくは、０．００２〜０．１質量％であり、更に好ましくは、０．００２〜０．０１質量％である。
【００３８】
本発明において用いられる有機溶媒分散体は、有機溶媒に導電物質が分散された分散体であり、有機溶媒、及び、導電物質以外の物質を含んでいてもよい。有機溶媒としては、特に限定されるものではなく、種々の有機溶媒を用いることができる。
上記有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、混合キシレン、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ドデシルベンゼン、フェニルキシリルエタン等のベンゼン系炭化水素等の芳香族炭化水素類；ｎ−ヘキサン、ｎ−デカン等のパラフィン系炭化水素、アイソパー（Ｉｓｏｐａｒ、エクソン化学社製）等のイソパラフィン系炭化水素、１−オクテン、１−デセン等のオレフィン系炭化水素、シクロヘキサン、デカリン等のナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類；ケロシン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、工業ガソリン、コールタールナフサ、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油や石炭由来の炭化水素混合物；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、トリクロロフルオロエタン、テトラブロモエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、テトラフルオロジヨードエタン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、クロロブタン、クロロシクロヘキサン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードメタン、ジヨードメタン、ヨードホルム等のハロゲン化炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；メタノール、エタノール、イソプロパノール、オクタノール、メチルセロソルブ等のアルコール類；ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類；ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系溶剤；二硫化炭素等が好ましい。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００３９】
上記有機溶媒分散体は、導電物質が導電性微粒子であった場合等微粒子を含む場合には、有機溶媒中に微粒子が分散するのを促進する微粒子分散剤を含有することが好ましい。微粒子分散剤を含有することによって、微粒子が有機溶媒中で凝集してしまうことを防止することができ、有機溶媒分散体をより均一なものとすることが可能となる。
上記微粒子分散剤としては、導電性微粒子等の微粒子を有機溶媒中に分散させることができれば、特に制限されるものではないが、例えば、オクチルアミン、ヘキシルアミン、オレイルアミン等のアミン化合物；ドデカンチオール等の硫黄化合物；オレイン酸等のカルボン酸化合物；等が挙げられる。
上記微粒子分散剤としては、これらを単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００４０】
上記微粒子分散剤の含有量は、有機溶媒分散体１００質量％に対して、０．００１〜５質量％であることが好ましい。このような範囲よりも少ないと、有機溶媒分散体中の微粒子の凝集を充分に防止することができないおそれがある一方、多いと、形成される透明異方導電性膜の導電性が発現しなくなるおそれがある。微粒子分散剤の含有量としてより好ましくは、０．０１〜３質量％である。
【００４１】
上記有機溶媒分散体は、バインダーを含むものであってもよい。バインダーを含むものであると、面との密着性が向上することになる。バインダーとしては、有機溶媒に溶解する高分子であれば特に制限されないが、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアルキレングリコール系ポリマー、ポリスチレン等が挙げられる。これらのバインダーは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
上記透明異方導電性膜の製造方法は、上記自己組織化工程の後に、更に、無電解めっきを行う工程を含んでもよい。このように、無電解めっきを行うことによって、得られる透明異方導電性膜の導電性を更に向上させることができる。
【００４３】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を含むものである。該工程を行う方法としては、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを有するパターン膜から、有機溶媒を揮発させ、導電性線部を形成することができれば、特に制限されない。そのような方法としては、例えば、焼成することにより行う方法、可視光線、紫外線（ＵＶ）、赤外線等の光を照射することにより行う方法、有機溶媒を含む溶媒溶液を作用させることにより行う方法等が挙げられる。
これらの中でも、焼成することにより行う方法が好ましい。焼成を行うことによって、充分に有機溶媒を揮発させることができ、導電物質同士を結合させて導電性線部が形成され、より高い導電性を発現させることが可能となる。
【００４４】
上記焼成方法において、焼成する温度は特に限定されず、金属材料、導電物質の含有量、有機溶媒の種類、膜厚等によって異なるものであり、各々の条件で適宜好適な条件で行うことができるが、焼成温度は、１００〜２８０℃であることが好ましい。すなわち、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を１００〜２８０℃の焼成によって行うこともまた、本発明の好適な実施形態の１つである。焼成温度が高い場合には、導電物質が凝集して結合することができず、充分な導電性が得られないおそれがある。焼成温度としてより好ましくは、１５０〜２８０℃であり、更に好ましくは、２００〜２８０℃である。焼成時間としては、３時間以内であることが好ましく、より好ましくは、２時間以内であり、更に好ましくは、１時間以内である。
【００４５】
本発明はまた、上記製造方法により製造される透明異方導電性膜でもある。上記製造方法により製造されたものであることにより、上記透明異方導電性膜は、導電性線部が間隔を空けて複数並び、導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭いものとなり、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜とすることができる。そのような透明異方導電性膜の好ましい形態としては、上述した本発明の透明異方導電性膜の好ましい形態と同様である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法によって、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を、簡易かつ安価に製造することができる。このようにして得られる透明異方導電性膜は、優れた光透過性と異方導電性とを有しているため、電子ペーパー等のディスプレイ等の各種電気機器に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、合成された金ナノ粒子の波長３００〜８００ｎｍにおける吸収スペクトルを表したグラフである。
【図３】図３は、合成された金ナノ粒子のＴＥＭ画像である。
【図４】図４は、図３のＴＥＭ画像から個々の金ナノ粒子の粒子径を計測して作成したヒストグラムである。
【図５】図５は、合成された金ナノ粒子についてＤＳＣ測定を行った結果を示すグラフである。
【図６】図６は、ラインパターン（Ｘ−１）を作製するために行われた、金ナノ粒子ラインパターンの作製方法の概略を示す概念図である。
【図７】図７は、ラインパターン（Ｘ−１）をスライドガラスに載せた様子を表した写真である。
【図８】図８は、ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図９】図９は、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１０】図１０は、焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１１】図１１は、ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１２】図１２は、ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１３】図１３は、ラインパターンにおけるスライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１４】図１４は、ラインパターンにおけるスライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１５】図１５は、ラインパターンにおけるスライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１６】図１６は、ラインパターンにおけるスライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１７】図１７は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）〜（Ｙ−２−９）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１８】図１８は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１９】図１９は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−８）を観察したＳＥＭ写真である。
【図２０】図２０は、（ａ）が焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）の外観を表した写真であり、（ｂ）が（ａ）の一部を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図２１】図２１は、焼成ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図２２】図２２は、焼成ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図２３】図２３は、（ａ）が焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）についてのＡＦＭ測定による表面形状像であり、（ｂ）が電流像である。
【図２４】図２４は、抵抗値の測定のために作製された電極の様子を表す写真である。
【図２５】図２５は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）について、テスターを用いて異方導電性を調べている様子を表す写真である。
【図２６】図２６は、上図は作製したラインパターン（Ｘ−２）を、２００℃で３０分、１時間、２時間、３時間焼成した後の写真である。下図は上段が左から２５０℃で３０分焼成した（Ｘ−２）、（Ｙ−２−４）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−６）であり、下段は左から３００℃で３０分焼成した（Ｘ−２）、（Ｙ−２−７）、（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）である。全てスライドガラス上に作製したものである。
【図２７】図２７は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）における３５０〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図２８】図２８は、ラインパターン（Ｘ−２）及び焼成ラインパターン（Ｙ−２）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図２９】図２９は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３０】図３０は、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３１】図３１は、焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３２】図３２は、焼成ベタ膜（Ｙ´−１）〜（Ｙ´−４）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３３】図３３は、作製されたフレキシブル基板の様子を示した写真である。
【図３４】図３４は、作製したフレキシブル基板における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３５】図３５は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３６】図３６は、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３７】図３７は、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３８】図３８は、上段が作製したベタ膜の焼成前（Ｘ´−２）〜（Ｘ´−４）で、下段が焼成後（Ｙ´−２）〜（Ｙ´−４）を観察した光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものとする。
【００４９】
＜金ナノ粒子の合成＞
金ナノ粒子は、Ｍ． Ｂｒｕｓｔ、Ｍ． Ｗａｌｋｅｒ、Ｄ． Ｂｅｔｈｅｌｌ、Ｄａｖｉｄ Ｊ． Ｓｃｈｉｆｆｒｉｎ、Ｒ． Ｗｈｙｍａｎ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、１９９４年、ｐ．８０１に記載の作製法に従って作製した。塩化金酸水溶液（３０ｍＬ、３０ｍＭ）とテトラオクチルアンモニウムブロミドのトルエン溶液（８０ｍＬ、５０ｍＭ）とを混合し、塩化金酸が有機相に移動するまで３０分間激しく撹拌した。その後、溶液を激しく撹拌しながら、ドデカンチオールを１７０ｍｇ加え、最後にヒドロホウ素化ナトリウム水溶液（２５ｍＬ、０．４Ｍ）をゆっくりと加え、さらに３時間激しく撹拌した。有機相を取り出し、数ｍＬになるまで溶液を濃縮した。そこにエタノールを１５０ｍＬ加え、−１８℃で２時間静置し、遠心分離により沈殿物を得た。その後エタノールで３回洗浄し、茶色の金ナノ粒子を得た。作製した金ナノ粒子のキャラクタリゼーションにはＴＥＭ、ＵＶ−ｖｉｓｉｂｌｅ（紫外−可視光）分光光度計、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いた。
【００５０】
＜金ナノ粒子のキャラクタリゼーション＞
得られた金ナノ粒子の３００〜８００ｎｍの波長の光についての吸収スペクトルを、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて測定した。測定結果を図２に示す。この結果より、５２０ｎｍ付近にプラズモン吸収ピークを持つ金ナノ粒子が形成されていることが示された。なお、図２のグラフ中に挿入されている写真は、吸収スペクトルを測定した金ナノ粒子サンプルの外観を示した写真である。
得られた金ナノ粒子をＴＥＭ（製品名：Ｈ−７６５０、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて２０万倍にて観察した結果を図３に示す（１００ｋＶ）。そしてＴＥＭ画像から個々の金ナノ粒子の粒子径を計測し作成したヒストグラムを図４に示す。この結果から、金ナノ粒子の平均粒子径が３．３ｎｍであることが確認された。
また、得られた金ナノ粒子について示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を下記装置及び測定条件により行った結果を図５に示す。この結果から、２００℃付近でドデカンチオールの脱離、金ナノ粒子の凝集が始まることが示された。
ＤＳＣ装置：ＤＳＣ８２２ｅ（メトラー・トレド社製）
測定条件
２５℃〜２５０℃、１０℃／分
作製した金ナノ粒子２０．９ｍｇをアルミナパンに入れ、窒素ガスを４０ｍＬ／分で流して測定を行った。
【００５１】
＜金ナノ粒子ラインパターンの作製＞
ラインパターンを作製するために、非特許文献１に記載されている、２枚の基板を精密に移動させることのできる装置を用いた。２枚のスライドガラスを基板ホルダに設置して、ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）をスライドガラス間のギャップ（１００μｍ）に注入し、一方の基板を１００μｍ／ｓの一定の速度で水平方向にスライドさせた。この様子を図６に示す。この手法により、メニスカス（凸部）２４のクロロホルム分散液２３に含まれるクロロホルムが蒸発し、金ナノ粒子が断続的にスライドガラス２２上に析出したラインパターン（Ｘ−１）を作製した。
【００５２】
金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌ、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌとなるようにしたドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液を用いた以外は、ラインパターン（Ｘ−１）と同様にして、それぞれラインパターン（Ｘ−２）〜（Ｘ−４）を作製した。
【００５３】
図７は、ラインパターン（Ｘ−１）をスライドガラスに載せた様子を表した写真である。ラインパターン（Ｘ−１）と同様に、ラインパターン（Ｘ−２）〜（Ｘ−４）についてもスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図８である。図８中、ｐｉｔｃｈは線状部間の間隔を、ｗｉｄｔｈは線状部の線幅をそれぞれ表している。全ての金ナノ粒子濃度において界面の進行方向に対して垂直に金ナノ粒子のラインパターンが形成された。
【００５４】
ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）を用いて、スライドガラスの移動速度を５０、１００、１５０、２００μｍ／ｓとした以外は、ラインパターン（Ｘ−１）の作製と同様にして、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を作製した。
【００５５】
ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を図７に示したラインパターン（Ｘ−１）と同様にスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図３６である。
【００５６】
ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）を用いて、スライドガラス間の距離（ギャップ）を±０、１００、１５０、２００μｍとした以外は、ラインパターン（Ｘ−１）の作製と同様にして、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を作製した。
なお、スライドガラス間の距離が±０であるとは、スライドガラス間に隙間が無く接していることを意味するものではなく、測定不能な程に接近しているがわずかには間隙が存在することを表している。
【００５７】
ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を図７に示したラインパターン（Ｘ−１）と同様にスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図３７である。
【００５８】
ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）について、図７中の（１）〜（３）の各位置における線状部の線幅及び線状部間の間隔を下記の測定方法により求めた。
透明異方導電性膜の表面を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−９００）にて倍率５００倍で観察し、観察した画像から直接導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔を測定した。
【００５９】
ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１１であり、金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１２である。図１１から、金ナノ粒子の濃度が高い時ほど、線状部の線幅が広くなることが分かった。また、図１２から、金ナノ粒子の濃度を変化させても、線状部間の間隔はそれほど変化しないことが分かった。
なお、（１）〜（３）の３カ所について測定を行ったが、全ての場所で同様の傾向が見られた。濃度が大きくなるほど線幅が大きくなる様子が観察されたので、さらに濃度を大きくすると、平膜となることが予想される。濃度を変化させることで、透明性に大きな影響を与える線幅を制御することができる。
【００６０】
ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、スライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１３であり、スライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１４である。図１３から、スライドガラスの移動速度が速い時ほど、線状部の線幅が狭くなることが分かった。また、図１４から、スライドガラスの移動速度が速い時ほど、線状部間の間隔は広くなることが分かった。
なお、測定する位置（図７中の（１）〜（３）の各位置）を変えても、スライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係、及び、スライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係は同様の傾向を示した。スライド速度を速くすると線幅が小さく、線間隔が大きくなる様子が観察された。スライド速度を速くするほど、メニスカス先端の溶液量が減るので、線幅が小さくなると考えられる。また速くするほどメニスカス先端での固定化が起こる頻度が減ることで線間隔が大きくなると考えられる。ただし、スライド速度を大きくすると、スライド速度に対してクロロホルムの蒸発が間に合わなくなってしまうので注意が必要である。
【００６１】
ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、スライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１５であり、スライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１６である。図１５から、スライドガラス間の距離を変化させても、線状部の線幅はそれほど変化しないことが分かった。また、図１６から、スライドガラス間の距離を変化させても、線状部間の間隔はそれほど変化しないことが分かった。
なお、測定する位置（図７中の（１）〜（３）の各位置）を変えても、スライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係、及び、スライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係は同様の傾向を示した。
スライドガラス間の距離を変化させても±０μm以外では大きな違いが見られなかった。これはスライドガラス間の距離の制御が非常に難しいためである。スライド装置にスライドガラスを設置する際、基板をホルダに挟むが、このときスライドガラスが必ずしも水平ではないこと、また水平でない時の角度を制御するのは非常に難しく、常にスライドガラス間の距離を一定とするのが難しいためこのような結果になったと考えられる。
【００６２】
（実施例１）
＜焼成条件＞
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−２）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）を作製した。
【００６３】
（実施例２〜９）
焼成温度、焼成時間を表１に示したように変更した以外は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）の作製と同様にして、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）〜（Ｙ−２−９）を作製した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図１７は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）〜（Ｙ−２−９）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像である。図１８は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）を５００倍の倍率により更に拡大して観察した光学顕微鏡観察像である。図１７及び図１８から、２００℃、２５０℃で焼成した際には、焼成前のパターン膜と形状に変化は見られないが、３００℃で焼成した際には、線状部が２００℃、２５０℃で焼成した際に比べて赤くなっており、部分的に切れて線がつながっていないように見える箇所が存在することが分かる。また、図１９は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−８）を４５０倍の倍率により観察したＳＥＭ写真である。図１９中、Ａは、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）についてのＳＥＭ写真を、Ｂは、Ａの一部を１１０００倍の倍率により更に拡大して観察したＳＥＭ写真を、Ｃは、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）についてのＳＥＭ写真を、Ｄは、Ｃの一部を３０００倍の倍率により更に拡大して観察したＳＥＭ写真をそれぞれ表している。
焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）の写真を図２０（ａ）に、その一部を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像を（ｂ）に示す。図２０（ａ）中の、Ｒ１及びＲ２は、後述する抵抗値Ｒ１、Ｒ２の向きを表している。
（Ｙ−２−８）を拡大したＳＥＭ写真であるＤより明らかに導電性線部がつながっていない様子が観察された。これはナノ粒子が凝集後、ディウェッティングしてしまった結果であると考えられる。
【００６６】
（実施例１０〜１３）
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）を作製した。
得られた焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）について、線状部の線幅及び線状部間の間隔を上述した測定方法により求めた。
【００６７】
焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅（ｗｉｄｔｈ）との関係を示したグラフが図２１であり、金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔（ｐｉｔｃｈ）との関係を示したグラフが図２２である。図２１及び図２２から、金ナノ粒子の濃度が高くなるにつれ、線状部間の間隔は小さくなり、線状部の線幅は広くなった。このことから、更に金ナノ粒子の濃度を高くすると、撥水（ディウェッティング）しきらずにラインパターンではなく平膜が形成されることが予想される。
【００６８】
（実施例１４〜２１）
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−１２）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−１２）を作製した。
【００６９】
＜焼成ラインパターンの導電性＞
焼成ラインパターンについて、導電性の評価を行った。導電性の評価としては、まず導電性ＡＦＭ測定を以下のようにして行った。
導電性ＡＦＭ測定としては、走査型プローブ顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）を用いて、表面形状像、電流像の観察を行った。カンチレバーは、オリンパス社製のＯＭＣＬ−ＴＲ８００をオスミウムスパッタしたものを用いた。
測定条件：
導電測定ＡＦＭホルダ（セイコーインスツル社製）を用いて測定した。焼成後のサンプルを約１ｃｍ角に切り出し、端部をドータイト銀ペーストで固定した。オスミウムスパッタした探針を用い、探針と基板の間にバイアス電圧１０Ｖを印加して表面形状像と電流像の同時測定を行った。スキャン範囲は１００μｍ四方である。焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）について、ＡＦＭ測定による表面形状像を図２３（ａ）に、電流像を図２３（ｂ）に示す。この結果から、作製した焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）上を電流が流れていることが示された。
【００７０】
また、作製した焼成ラインパターン上にマスクを介して金を蒸着又はスパッタリングすることで四端子電極を作製し、四端子法を用いて抵抗値を測定した。そして、得られた抵抗値から電気抵抗率、電気伝導率を算出した。四端子測定は、線状部のラインパターンに対して水平方向と垂直方向との二方向に対して行った。線状部と水平方向における抵抗値をＲ１、線状部と垂直方向における抵抗値をＲ２と定義し、図２４に示したようにマスクを用いて電極を作製した。まず異方性があるかどうかを調べるために、ラインパターンの両端に4点ずつドータイト銀ペーストを塗った。図２５は銀ペーストを電極として、テスターで導通するかを確認している写真である。図２５中、（１）は、ラインと水平方向、（２）は、（１）と同様にラインと水平方向で（１）とは別の場所、（３）は、（１）、（２）と同様にラインと水平方向で（１）、（２）とは別の場所、（４）は、ラインと垂直方向、（５）は、ラインと斜め方向で抵抗値を測定している様子を表している。ラインと水平方向のみ抵抗値が得られた。この結果とＡＦＭの結果から、作製した焼成ラインパターン上を電流が流れており、ラインのつながっていないラインと垂直方向には電流が流れていないことが示された。次に四端子法により正確な抵抗値を測定した。焼成ラインパターン（Ｙ−２）の場合、水平方向の抵抗値Ｒ１は、Ｒ１＝２１３Ωであった。この値から、電気抵抗率ρ１＝６．３４×１０−４Ω・ｃｍ、電気伝導率σ１＝１．５８×１０３Ｓ／ｃｍであった。一方、垂直方向の抵抗値Ｒ２は、装置の測定限界以上（Ｒ２＞２１１ＭΩ）であった。これらの結果から、作製した焼成ラインパターン（Ｙ−２）は面内に異方導電性を持つことが示された。なお、金ナノ粒子濃度が１．０ｇ／Ｌである焼成ラインパターン（Ｙ−１）の場合は導通せず、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌである焼成ラインパターン（Ｙ−３）、（Ｙ−４）は、焼成ラインパターン（Ｙ−２）と同様に面内に異方導電性を有した。
電気抵抗率、電気伝導率は四端子法を用いて測定した抵抗値の値から算出することができる。本発明の異方導電性膜上に図２４中央に示すようなマスクを介して金を蒸着またはスパッタリングすることで四端子電極を作製し、測定を行うことで抵抗値を測定することが出来る。得られた抵抗値から、下記式の通り、電気抵抗率を算出することが出来る。下記式でＲ［Ω］は四端子法で測定した抵抗値、Ｈ［ｃｍ］はＡＦＭにより測定した導電性線部の平均高さ、Ｗ［ｃｍ］は上述した方法で測定した、作製した電極間に存在する各導電性線部の線幅の合計、Ａ［ｃｍ２］は作製した各導電性線部の断面積の合計、Ｌ［ｃｍ］は端子間距離、ρ［Ω・ｃｍ］は電気抵抗率、σ［Ｓ・ｃｍ−１］は電気導電率を表す。
Ａ＝ＷＨ［ｃｍ２］
ρ＝ＲＡ／Ｌ［Ω・ｃｍ］
σ＝１／ρ［Ｓ・ｃｍ−１］
【００７１】
また、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−８）について、上述した焼成ラインパターン（Ｙ−２）についての導電性の評価と同様にして、導電性を評価した。その様子を表した写真が図２６である。図２６中、下の図は８点にドータイト銀ペーストを塗った写真である。
焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−８）について、導電性を評価した結果、金ナノ粒子濃度が２．５ｇ／Ｌの場合、２００℃で焼成した時には、導通したが、２５０℃以上で焼成すると線状部が赤くなっており、粒子が接触していないことから、導通しなかったと考えられる。
【００７２】
＜焼成ラインパターンの透過率＞
焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）について、透過率の評価を行った。透過率の評価には、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３５０〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（スライドガラスの透過率を１００％とした。）。その結果を示した図が図２７である。また、焼成前のラインパターン（Ｘ−２）及び焼成後のラインパターン（Ｙ−２）について、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定し（空気の透過率を１００％とした。）、それらの透過率を比較したのが図２８である。
図２７の結果から、導通した焼成ラインパターンの中では金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌである場合に最も透過率が高く、３５０〜８００ｎｍの可視光領域では透過率７６％であった。そして、金ナノ粒子の濃度が高くなるほど透過率が下がっていくことが示された。また、導通しなかった金ナノ粒子の濃度が１．０ｇ／Ｌの場合には、５２０ｎｍ付近にプラズモン吸収が見られたが、導通した金ナノ粒子の濃度が２．５〜１０ｇ／Ｌの場合には、プラズモン吸収は見られなかった。図２８において、導通した焼成ラインパターン（Ｙ−２）においても、焼成する前の（Ｘ−２）ではプラズモン吸収が見られ、焼成して金ナノ粒子同士が繋がることで、プラズモン吸収が減少することが示されており、これらのことから、金ナノ粒子の濃度が１．０ｇ／Ｌの時には、金ナノ粒子同士が接触していなかったために導通しなかったと考えられる。
【００７３】
また、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−１２）について、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（空気の透過率を１００％とした。）。焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）の透過率を測定した結果を図２９に示す。焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）の透過率を測定した結果を図３０に示す。焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）の透過率を測定した結果を図３１に示す。本明細書において、透過率の測定結果を表すグラフにおいては、縦軸が透過率、横軸が光の波長を示している。
図２８〜３１の結果から、透過率には金ナノ粒子の濃度の影響が大きいことが分かった。また、ラインパターンを焼成して焼成ラインパターンとした時に導通するものは、４９７ｎｍの波長の光の透過率が高く、導通しないものは、５１０ｎｍ付近に吸収ピークを有する（プラズモン吸収を示す）ことが分かった。
【００７４】
また、ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：２．５ g／Ｌ）をスライドガラスに均一に塗工し、乾燥させることでベタ膜（Ｘ´−２）を作製した。
金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌ、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌとなるようにしたドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液を用いた以外は、ベタ膜（Ｘ´−２）と同様にして、それぞれベタ膜（Ｘ´−３）〜（Ｘ´−４）を作製した。
そして、作製したベタ膜（Ｘ´−２）〜（Ｘ´−４）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ベタ膜（Ｙ´−２）〜（Ｙ´−４）を作製し、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−１２）と同様に、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（空気の透過率を１００％とした。）。その測定結果を示した図が図３２である。図３２の結果から、パターンを形成せずにベタ膜とすることで４９７ｎｍの波長の光の透過率が増加することが分かった。ただし、金ナノ粒子の濃度が低いほど透過率は大きく、濃度を高くするほどに透過率は減少していくことが分かった。これは、膜厚が厚くなっていくためであると考えられる。
図３０はスライド速度を変化させて作製したラインパターンの透過スペクトルである。これらのサンプルは全て異方導電性を持ち、５１０ｎｍ付近に吸収は見られなかった。また透過率にそれほど大きな変化はなかった。図３１はスライドガラス間の距離を変化させて作製したラインパターンの透過スペクトルである。ここで±０μｍの時は導通せず、５１０ｎｍ付近に吸収が見られた。
【００７５】
＜フレキシブル基板の作製＞
２枚のスライドガラスの代わりに、１枚のスライドガラス、１枚のポリエステルフィルム（商品名「東洋紡エステル(R)フィルム」、東洋紡社製）を用いた以外は、ラインパターン（Ｘ−１）と同様にラインパターンを作製し、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成することで、ポリエステルフィルム上にラインパターンを有する透明異方導電性フレキシブル基板を作製した。作製されたフレキシブル基板の写真が図３３（ａ）及び（ｂ）である。
【００７６】
作製したフレキシブル基板について、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定したところ、基板のポリエステルフィルムの透過率を１００％とした場合の、フレキシブル基板の３００〜８００ｎｍの可視光領域における透過率は７３．５％であった。また、空気の透過率を１００％とした場合の、フレキシブル基板の３００〜８００ｎｍの可視光領域における透過率は５９．４％であった。フレキシブル基板についての透過率の測定結果を図３４に示す。
フレキシブル基板についての導電性については、上述した焼成ラインパターンの導電性の評価方法と同様にドータイト銀ペーストを塗り、それを電極として、テスターを用いて異方導電性を確認した。
【符号の説明】
【００７７】
１１、１２：スライドガラス
１３：有機溶媒分散体
２１、２２：スライドガラス
２３：ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液
２４：メニスカス
２５：ラインパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明異方導電性膜、及び、その製造方法に関する。より詳しくは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（デジタルペーパー）等の薄型ディスプレイ、タッチパネルに好適に用いることができる透明異方導電性膜、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明異方導電性膜は、光透過性を有し、導電性がその膜内の方向によって異なっているような導電性膜であり、種々の電気機器への適用が考えられる。特に近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー（デジタルペーパー）等の薄型ディスプレイの需要が拡大しており、このような用途に適用される導電性膜としては、特に光透過性、導電性に優れるものが求められており、透明異方導電性膜もこのような用途に適用される可能性を有しているものである。
光透過性を有する導電性膜としては、現在では、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が用いられることが一般的である。酸化インジウム錫により作製された導電性膜は、光透過性、導電性のバランスに優れており、通常の液晶ディスプレイ等だけではなく、例えば、タッチパネル用途等にも使用されている。しかしながら、インジウムのような希金属は高価であり、また、資源枯渇のおそれがあるため、より安価で、資源枯渇のおそれが少ない材料を用いた光透過性を有する導電性膜が求められているところであった。また、ＩＴＯの成膜には通常、スパッタリング法等が用いられているため、生産性が低い点でも改善の余地があった。
【０００３】
光透過性を有する導電性膜の形態としては、酸化インジウム錫のように、光透過性と導電性を有する材料を用いた導電性膜の形態や、メッシュ状や網目状等の微細なパターンを有する導電性膜の形態等が挙げられる。
微細なパターンを作製する方法としては、一般には、リソグラフィーやスクリーン印刷による方法が用いられる。また、その他の方法として、２枚のガラス板の間隙にポリマー溶液を注入し、上方のガラス板を下方のガラス板に対してスライドさせることで、下方のガラス板上にポリマー溶液の存在する凸部とポリマー溶液の存在しない凹部とが交互に並ぶポリマーの周期的なラインパターンを形成する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】藪浩（Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｙａｂｕ）、下村政嗣（Ｍａｓａｔｓｕｇｕ Ｓｈｉｍｏｍｕｒａ）、アドバンスド・ファンクショナル・マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、２００５年、第１５巻、第４号、ｐｐ５７５−５８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透明異方導電性膜としては、上述したように種々の電気機器への適用が想定されているが、従来、メッシュ状や網目状等のパターンを有する導電性膜の形成に用いられてきたリソグラフィーによる方法では、工程が多く、金属の使用量が多いも多いという課題があり、スクリーン印刷による方法でも、金属の使用量が多いという課題があった。また、これらいずれの方法によって得られたパターンも、線幅やパターンの間隔が充分に狭いものではない等、実用化するためにはその透明性、異方導電性に関して研究の余地があるものであった。このように、実用化に耐えうる性能を有した透明異方導電性膜の開発が求められるところであった。また、そのような透明異方導電性膜を製造する方法としては、簡易かつ安価に、光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立した透明異方導電性膜を製造する方法が求められるところであった。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立し、種々の電気機器に好適に用いることができる透明異方導電性膜、及び、そのような透明異方導電性膜を簡易かつ安価に製造することができる透明異方導電性膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、優れた光透過性と異方導電性とを有する導電性膜を製造する方法について種々検討したところ、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにし、その２つの面のうちの少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程、及び、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行うと、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並び、その導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭いものとなることを見出した。この導電性線部は間隔を空けて同方向を向いて並ぶために、作製される導電性膜は、導電性線部の長軸方向には電流がよく流れるのに対して、長軸方向と直交する方向には導電性線部はほぼ繋がっていないために電流が流れにくくなっており、優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなることがわかった。そしてそのような透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上となるものであって、種々の電気機器に好適に用いることができるものであることも見出した。このような工程により導電性膜を製造すると、少ない工程で、微細なパターンを形成することができ、また、面を移動させる速度、導電物質を含む有機溶媒分散体の濃度、２つの面の間の距離等を調整することにより、導電性線部の線幅や間隔を調整することが可能であることから、特定の物性値を有する光透過性と異方導電性とを高いレベルで両立した透明異方導電性膜を形成することができることを見出し、上記課題をみごとに解決できることに想到し、本発明に到達したものである。
なお、非特許文献１には、上述したように、微細なパターンを作製する方法として、２枚のガラス板の間隙にポリマー溶液を注入し、上方のガラス板を下方のガラス板に対してスライドさせることで、下方のガラス板上にポリマー溶液の存在する凸部とポリマー溶液の存在しない凹部とが交互に並ぶポリマーの周期的なラインパターンを形成する方法が開示されている。しかしながら、非特許文献１は、ポリマー溶液を用いた場合にポリマーの周期的なラインパターンを形成することができることを開示しているのみであって、導電物質を含む有機溶媒分散体を用いた場合に、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成することができること、そして更にはそのようなパターンから有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成することによって光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を形成することができることについては、本発明により初めて見出されたものである。
【０００８】
すなわち本発明は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、上記透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上である透明異方導電性膜である。
また本発明は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜の製造方法であって、上記製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含む透明異方導電性膜の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の透明異方導電性膜は、導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶものである。上記導電物質としては、導電性を有するものであれば特に制限されないが、後述するように導電性を有する物質の微粒子である導電性微粒子であることが好ましい。すなわち、上記導電性線部は、導電性微粒子を含むこともまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【００１０】
上記導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ形態としては、複数の導電性線部がその長軸方向を合わせて並んでいればよく、導電性線部は直線であってもよいし、多少曲がっていてもよいが、全体として直線状であることが好ましい。そして、導電性線部同士は全く接点を有していなくてもよいし、本発明の透明異方導電性膜が異方導電性を有する程度に多少交わっていてもよいが、導電性線部同士の接点はなるべく少ない方が好ましく、全く接点を有していないのが特に好ましい。また、導電性線部間の間隔も、等間隔であってもよいし、不規則であってもよいが、透明異方導電性膜全体として等間隔であるといえる形態が好ましい。
【００１１】
上記導電性線部間の間隔としては、透明異方導電性膜が優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなる限り特に制限されないが、１〜２００μｍであることが好ましい。このような間隔を空けて導電性線部が並んでいると、導電性線部間の間隔が狭いということができ、透明異方導電性膜を充分に優れた光透過性と異方導電性とを有するものとすることが可能である。より好ましくは、１〜１００μｍであり、更に好ましくは、１〜５０μｍである。
【００１２】
上記導電性線部の線幅としては、透明異方導電性膜が優れた光透過性と異方導電性とを有するものとなる限り特に制限されないが、０．１〜１００μｍであることが好ましい。導電性線部の線幅がこのような範囲であると、導電性線部の線幅が狭いということができ、線幅が狭いことによって、例えば、ディスプレイ等において生じるおそれのあるモアレを抑制することができる。導電性線部の線幅が１００μｍを越える場合、光透過性が充分でなくなるおそれがある。より好ましくは、０．１〜５０μｍであり、更に好ましくは、０．１〜３０μｍである。
このように、導電性線部間の間隔が等間隔で狭く、導電性線部の線幅が狭いものであることによって、透明異方導電性膜はより光の透過性が高く、かつ均一性の高いものとなる。例えば、本発明の透明異方導電性膜を電子ペーパー等に用いる場合には、表示を行うマイクロカプセルに対して均一に電圧を印加することができる。導電性線部間の間隔が広い場合、透明異方導電性膜により電圧を印加してマイクロカプセルの色を変化させるような電子ペーパー等のディスプレイに用いた際に、導電性線部間にマイクロカプセルの全体が納まるおそれがあり、カプセルへの電圧の印加が充分に行われなくなるおそれがある。また、導電性線部間の間隔が狭いことによって、電流の流れる方向における導電性がより均一となる。これによれば、例えば、タッチパネルに用いられた場合、位置の認識の精度が高くなる。
【００１３】
導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔については、以下の方法により求めることができる。透明異方導電性膜の表面を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−９００）にて倍率５００倍で観察し、観察した画像から直接導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔を測定する。
【００１４】
上記導電性線部の厚みは、２００ｎｍ以上であることが好ましい。２００ｎｍ以上であることによって、導電性線部の線幅が狭くなったとしても充分な導電率を得ることができる。透明異方導電性膜の膜厚が２００ｎｍ未満である場合には、導電性が低くなり、透明異方導電性膜としての特性を充分に発揮することができないおそれがある。導電性線部の厚みとしてより好ましくは、１μｍ以上である。なお、導電性線部の厚みは、透明異方導電性膜の最大膜厚を測定することによって求められ、例えば、レーザー顕微鏡を用いることによって測定することができる。測定方法としては、レーザー顕微鏡（ＶＫ−９７００、キーエンス社製）で倍率５０倍で塗膜を観測し、観察した画像から塗膜の最大の段差を１０箇所で計測し、平均した値を透明異方導電性膜の最大膜厚とする。
【００１５】
本発明の透明異方導電性膜は、可視光（波長が４００〜７００ｎｍ）の光透過率が２０％以上であることが好ましい。光透過率を高くすることで、例えば、電子ペーパー等の表示装置に対して好適に用いることができる。光透過率としてより好ましくは、４０％以上であり、更に好ましくは、６０％以上であり、特に好ましくは、８０％以上である。上記光透過率は、例えば、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について測定することができる。
【００１６】
本発明の透明異方導電性膜は、全光線透過率が５０％以上であるものである。全光線透過率が５０％以上である場合、例えば、電子ペーパー等の表示装置に対して好適に用いることができる。全光線透過率として好ましくは、６０％以上であり、より好ましくは、７０％以上であり、更に好ましくは、８０％以上である。
なお、上記全光線透過率は、ヘイズメーター ＮＤＨ５０００（日本電色工業社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定することができる。
【００１７】
本発明の透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以上であるものである。このような電気抵抗率であると、導電性線部の長軸方向においては良好に電流が流れ、導電性線部の長軸方向と直交する方向においては充分に電流が流れないものとなり、充分な異方導電性を有しているため、種々の電気機器に好適に用いることが可能となる。
導電性線部の長軸方向における電気抵抗率として好ましくは、１×１０−３Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは、１×１０−４Ω・ｃｍ以下であり、更に好ましくは、１×１０−５Ω・ｃｍ以下である。また、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率として好ましくは、１×１０３Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは、１×１０４Ω・ｃｍ以上であり、更に好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上である。
なお、上記電気抵抗率は、四端子法を用いて測定した抵抗値の値から算出することができる。本発明の透明異方導電性膜上に図２４中央に示すようなマスクを介して金を蒸着またはスパッタリングすることで四端子電極を作製し、測定を行うことで抵抗値を測定することが出来る。得られた抵抗値から、下記式の通り、電気抵抗率を算出することが出来る。下記式でＲ［Ω］は四端子法で測定した抵抗値、Ｈ［ｃｍ］はＡＦＭにより測定した導電性線部の平均高さ、Ｗ［ｃｍ］は上述した方法で測定した、作製した電極間に存在する各導電性線部の線幅の合計、Ａ［ｃｍ２］は作製した各導電性線部の断面積の合計、Ｌ［ｃｍ］は端子間距離、ρ［Ω・ｃｍ］は電気抵抗率を表す。
Ａ＝ＷＨ［ｃｍ２］
ρ＝ＲＡ／Ｌ［Ω・ｃｍ］
【００１８】
なお、上記透明異方導電性膜は、透明基板上に形成されることが好ましい。透明異方導電性膜が透明基板上に形成されることにより、導電性線部によって優れた異方導電性が発現すると共に、導電性線部からなるパターンと透明基板とが一体となってより優れた光透過性が実現されることとなる。すなわち、透明異方導電性膜を透明基板上に形成させて得られる透明異方導電性基板もまた本発明の１つである。
【００１９】
上記透明基板とは、可視光の透過率が高い基板のことであり、例えば、波長４００〜７００ｎｍの可視光の透過率が５０％以上であることが好ましい。より好ましくは、上記透過率が７０％以上であり、更に好ましくは、８０％以上である。そのような透明基板としては、ガラス基板、透明性を有するプラスチック基板等が挙げられる。また、電子ペーパー等の表示装置として用いる場合には、透明基板としては、透明性を有するプラスチック基板等の可とう性を有しているものを用いることが好ましい。すなわち、上記透明異方導電性基板が、透明異方導電性フレキシブル基板であることもまた、本発明の好適な実施形態の１つである。上記プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のエステル系；アクリル系；シクロオレフィン系；オレフィン系；ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート等の樹脂系のフィルムが挙げられる。
【００２０】
上記透明異方導電性膜の用途としては、特に限定されるものではなく、光透過性及び異方導電性を必要とする用途であればどのような用途にも用いることができる。例えば、プラズマディスプレイ等に用いられる電磁波遮蔽フィルム（ＥＭＩシールドフィルム）等として用いることができるし、太陽電池、電子ペーパー（デジタルペーパー）、液晶表示装置の表示装置に用いられる電極として用いることもできる。また、タッチパネル等にも用いることができる。
このように、本発明はまた、デジタルペーパーに用いられる透明異方導電性膜でもある。
【００２１】
次に本発明の透明異方導電性膜の製造方法について説明する。
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むものであるが、これらの工程は、一部同時並行して行われる形態であってもよいし、パターンを形成する工程を行った後に、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行ってもよい。中でも、パターンを形成する工程を行った後に、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行うことが、本発明の好適な実施形態の１つである。
なお、本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むものである限り、その他の工程を含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程（自己組織化工程）を含むものである。このような工程を含むことにより、導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンを有し、その導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭い透明異方導電性膜を形成することが可能となる。そしてそれにより、製造される透明異方導電性膜を光透過性にも異方導電性にも優れたものとすることができる。
【００２３】
上記自己組織化工程によれば、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにして、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させることで、面と有機溶媒分散体との相溶性の低さを原因とした撥水（Ｄｅｗｅｔｔｉｎｇ）作用により、一方の面上に有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンが自己組織化されることとなる。これにより、導電物質を含む有機溶媒分散体からなる線状部と、線状部と線状部の間の非線状部とを有する膜が形成される。このように、上記自己組織化工程により周期的なラインパターンを有する膜を製造することができるが、自己組織化工程は、他のパターン作製工程、例えば、リソグラフィー工程やスクリーン印刷工程等に比べて、工程数が少なく、導電性線部（ライン）の線幅、間隔を狭くすることが可能であり、また、導電物質の使用量も少なくて済むことから、他のパターン作製工程に比べて、簡易かつ低コストに、細かいラインパターンを形成することができる。これによって、上記自己組織化工程によってパターンを形成することにより、簡易かつ低コストに、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を製造することが可能となる。
【００２４】
上記自己組織化工程において、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにするとは、結果そのような形態となればそれを行う方法については特に制限されず、例えば、対向する２つの面の間隙に有機溶媒分散体を注入する方法や、１つの面上に有機溶媒分散体を塗工した後、別の１つの面により塗工された有機溶媒分散体を挟む方法等が挙げられる。
【００２５】
また、上記自己組織化工程において、上記２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させるとは、面の移動に伴い、挟持されている有機溶媒分散体が面との接点において摩擦力を受けるような形態であれば、２つの面の移動形態について特に制限されないが、例えば、導電物質を含む有機溶媒分散体を挟持した２つの面のうちの一方の面を、固定したもう一方の面に沿って移動させる形態、２つの面共に移動させるが、一方の面ともう一方の面とを移動させる方向が異なっている形態、２つの面共に同方向に移動させるが、それらの移動スピードが異なっている形態等が挙げられる。
【００２６】
上記対向する２つの面としては、有機溶媒分散体を挟持することができ、少なくとも一方の面をもう一方の面に沿って移動させて、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成することができれば、その種類は特に制限されない。そのような面としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、半導体基板、金属基板等の種々の基板を用いることができる。電子ペーパー（デジタルペーパー）等のディスプレイに用いる場合には、２つの面のうち、パターンが形成される方の面は少なくともガラス基板、透明性を有するプラスチック基板等の透明基板であることが好ましい。透明基板としては上述したものと同様のものを用いることができる。また、ガラス基板、プラスチック基板を用いることは、低コスト化の観点からも好適である。また、電子ペーパー等の表示装置として用いる場合には、可とう性を有する基板を面として用いることも好ましい形態である。プラスチック基板としては、上述したものと同様のものが挙げられる。
【００２７】
また、上記対向する２つの面の一方が上述したような種々の基板であり、その基板上に有機溶媒分散体を塗工するためのダイコーター等の供給口の周囲が、上記基板と対向するような面状になっていて、上記基板をダイコーター等の供給口の周囲の面状部分に沿って移動させることで、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成するような形態も本発明の好適な実施形態の１つである。
【００２８】
上記面は、表面が有機溶媒分散体と相溶性の低いものであることが好ましい。上記面の表面と有機溶媒分散体との相溶性が低いことによって、面が有機溶媒分散体をはじきやすくなり、撥水作用によるラインパターンの自己組織化をより正確に行うことが可能となる。
【００２９】
上記自己組織化工程においては、対向する２つの面の間隙の距離を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて対向する２つの面の間隙の距離を適宜設定すればよいが、上記対向する２つの面の間隙の距離としては、０〜５００μｍであることが好ましい。対向する２つの面の間隙の距離がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。対向する２つの面の間隙の距離としてより好ましくは、０〜４００μｍであり、更に好ましくは、０〜３００μｍである。
なお、対向する２つの面の間隙の距離が０μｍであるとは、該２つの面の間に隙間が無く接していることを意味するものではなく、測定不能な程に接近しているがわずかには間隙が存在することを表している。
【００３０】
上記自己組織化工程においては、また、対向する２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させる際の、一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度（以降、相対面移動速度ともいう。）を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて、上記一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度を適宜設定すればよいが、上記相対面移動速度としては、１０〜５００μｍ／ｓであることが好ましい。一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。上記相対面移動速度としてより好ましくは、１０〜４００μｍ／ｓであり、更に好ましくは、１０〜３００μｍ／ｓである。
【００３１】
上記自己組織化工程においては、更に、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度を調節することにより、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。したがって、求められるラインパターンの形状に応じて、上記導電物質濃度を適宜設定すればよいが、上記導電物質濃度としては、０．５〜２０ｇ／Ｌであることが好ましい。有機溶媒分散体中の導電物質濃度がこのような範囲であると、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を充分に狭いものとすることが可能であり、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができる。上記導電物質濃度としてより好ましくは、１〜１５ｇ／Ｌであり、更に好ましくは、２．５〜１０ｇ／Ｌである。
【００３２】
このように、上記自己組織化工程においては、対向する２つの面の間隙の距離、対向する２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させる際の、一方の面のもう一方の面に対する相対移動速度（相対面移動速度）、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度を調節することによって、形成されるラインパターンの線状部の線幅、及び、線状部間の間隔を制御することが可能である。中でも、この３つのパラメータを上述した範囲とすることによって、作製される透明異方導電性膜を光透明性と異方導電性とにより優れたものとすることができるものである。すなわち、対向する２つの面の間隙が０〜５００μｍ、相対面移動速度が１０〜５００μｍ／ｓ、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度が０．５〜２０ｇ／Ｌで周期的パターンを形成する透明異方導電性膜の製造方法もまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【００３３】
ここで、上記自己組織化工程により有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを有する膜を製造する方法について、一例として、対向する２つの面としていずれもスライドガラス基板を用い、下方のガラス基板は固定し、上方のガラス基板を下方のガラス基板に沿って移動させる形態を図１に示す。図１で示すように、上方のスライドガラス１１を、固定した下方のスライドガラス１２に沿って矢印の方向に移動させることによって、スライドガラス１１と導電物質を含む有機溶媒分散体１３との撥水作用により、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶ周期的なラインパターンが自己組織化されることとなる。
【００３４】
本発明において用いられる導電物質は、導電性を有するものであれば特に制限されないが、導電性を有する物質の微粒子である導電性微粒子であることが好ましい。導電性微粒子とは、一般的に平均粒子径が１００μｍ以下の導電性粒子を意味するものであり、導電性微粒子の粒子径は特に限定されるものではないが、平均粒子径が１μｍ以下であることが好ましい。１μｍ以下の平均粒子径とすることで、導電性を有する導電性線部の線幅を狭くすることができ、透明異方導電性膜の透過部を広くすることができ、開口率が向上することとなる。これにより、透明異方導電性膜の光透過性が向上する。導電性微粒子の平均粒子径としてより好ましくは、５００ｎｍ以下であり、更に好ましくは、１００ｎｍ以下であり、特に好ましくは、５０ｎｍ以下であり、最も好ましくは、１０ｎｍ以下である。特に、１０ｎｍ以下の平均粒子径とすることにより、形成された導電性を有する導電性線部の導電率を高めることができる。また、粒子径分布としては、変動係数が３０％以内であることが好ましく、より好ましくは、２０％以内であり、更に好ましくは、１５％以内である。
【００３５】
上記導電性微粒子の平均粒子径は、ＴＥＭ像（透過型電子顕微鏡観察像）、又は、ＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡観察像）により得られる数平均粒子径；粉末Ｘ線回折測定法により得られる結晶子径；Ｘ線小角散乱法等により得られる慣性半径とその散乱強度から求められる平均粒子径等を用いることができる。中でも、ＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡観察像）により得られる数平均粒子径であることが好ましい。
上記導電性微粒子の形状は、球状に限られず、例えば、楕円球状、立方体状、直方体状、ピラミッド状、針状、柱状、棒状、筒状、りん片状、板状（例えば、六角板状）等の薄片状、紐状等の形状でも好適に用いることができる。
【００３６】
上記導電性微粒子は、導電性を有する物質を含有する微粒子であれば特に限定されないが、例えば、金属、導電性を有する無機酸化物、炭素系材料、炭化物系材料等の微粒子が挙げられる。金属としては、種々の金属を用いることができ、単体金属、合金、固溶体等のいずれの形態であってもよい。金属元素としては特に限定されず、例えば、白金、金、銀、銅、アルミ、クロム、コバルト、タングステン等の種々の金属元素を用いることができるが、導電性が高い金属であることが好ましい。導電性が高い金属としては、白金、金、銀及び銅からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有するものであることが好ましい。また、金属としては、化学的安定性が高い金属であることが好ましい。例えば、本発明の透明異方導電性膜の製造方法を用いる場合、有機溶媒に導電性微粒子を分散させて有機溶媒を揮発させる等の工程を経ることとなる。このような工程に対して、酸化、腐食等が生じないことが好ましい。化学的安定性が高い観点からは、上記金属は、白金、金及び銀からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有してなることが好ましい。この中でも、線状部の線幅、及び、線状部間の間隔が充分に狭いラインパターンをより安定的に形成するという観点からは、金を含有することが好ましい形態である。また、低コスト化の観点からは、銀を含有することが好ましい形態である。導電性を有する無機酸化物としては、酸化インジウム錫等のインジウム系酸化物、酸化亜鉛系酸化物等の透明導電性物質、導電性を有する非透明性の無機酸化物等が挙げられる。炭素系材料としては、カーボンブラック等が挙げられる。炭化物系材料としては、シリコンカーバイド、クロムカーバイド、チタンカーバイド等が挙げられる。また、用いることが可能な導電性微粒子としては、非導電性微粒子を上記導電性微粒子を形成する導電性物質（金属、導電性を有する無機酸化物、炭素系材料、炭化物系材料等）で取り囲んだ微粒子（例えば、コア「非導電性物質」、シェル「導電性物質」のコア−シェル構造を持つ微粒子）も好ましい。上記非導電性微粒子としては、特に限定されるものではなく、種々の物質で形成された非導電性微粒子を用いることができる。上記導電性微粒子としては、これらを単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
更に、用いることができる導電性微粒子としては、酸化銀、酸化銅等の酸化物微粒子を有機溶媒に分散させた後、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行う前までに、還元雰囲気下に置くことで、銀、銅等の金属に還元して用いることも可能である。すなわち、上記透明異方導電性膜の製造方法は、酸化物微粒子を含む有機溶媒分散体を用い、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を行う前までに、還元雰囲気下に置くことで、酸化物微粒子を還元する工程を含むことも好ましい形態の一つである。
【００３７】
上記導電物質の含有量は、有機溶媒分散体１００質量％に対して、０．００１〜１０質量％であることが好ましい。このような範囲とすることによって、充分な導電性を有する透明異方導電性膜を得ることができる。導電物質の含有量としてより好ましくは、０．００２〜０．１質量％であり、更に好ましくは、０．００２〜０．０１質量％である。
【００３８】
本発明において用いられる有機溶媒分散体は、有機溶媒に導電物質が分散された分散体であり、有機溶媒、及び、導電物質以外の物質を含んでいてもよい。有機溶媒としては、特に限定されるものではなく、種々の有機溶媒を用いることができる。
上記有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、混合キシレン、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ドデシルベンゼン、フェニルキシリルエタン等のベンゼン系炭化水素等の芳香族炭化水素類；ｎ−ヘキサン、ｎ−デカン等のパラフィン系炭化水素、アイソパー（Ｉｓｏｐａｒ、エクソン化学社製）等のイソパラフィン系炭化水素、１−オクテン、１−デセン等のオレフィン系炭化水素、シクロヘキサン、デカリン等のナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類；ケロシン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、工業ガソリン、コールタールナフサ、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油や石炭由来の炭化水素混合物；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、トリクロロフルオロエタン、テトラブロモエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、テトラフルオロジヨードエタン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、クロロブタン、クロロシクロヘキサン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードメタン、ジヨードメタン、ヨードホルム等のハロゲン化炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；メタノール、エタノール、イソプロパノール、オクタノール、メチルセロソルブ等のアルコール類；ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類；ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系溶剤；二硫化炭素等が好ましい。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００３９】
上記有機溶媒分散体は、導電物質が導電性微粒子であった場合等微粒子を含む場合には、有機溶媒中に微粒子が分散するのを促進する微粒子分散剤を含有することが好ましい。微粒子分散剤を含有することによって、微粒子が有機溶媒中で凝集してしまうことを防止することができ、有機溶媒分散体をより均一なものとすることが可能となる。
上記微粒子分散剤としては、導電性微粒子等の微粒子を有機溶媒中に分散させることができれば、特に制限されるものではないが、例えば、オクチルアミン、ヘキシルアミン、オレイルアミン等のアミン化合物；ドデカンチオール等の硫黄化合物；オレイン酸等のカルボン酸化合物；等が挙げられる。
上記微粒子分散剤としては、これらを単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００４０】
上記微粒子分散剤の含有量は、有機溶媒分散体１００質量％に対して、０．００１〜５質量％であることが好ましい。このような範囲よりも少ないと、有機溶媒分散体中の微粒子の凝集を充分に防止することができないおそれがある一方、多いと、形成される透明異方導電性膜の導電性が発現しなくなるおそれがある。微粒子分散剤の含有量としてより好ましくは、０．０１〜３質量％である。
【００４１】
上記有機溶媒分散体は、バインダーを含むものであってもよい。バインダーを含むものであると、面との密着性が向上することになる。バインダーとしては、有機溶媒に溶解する高分子であれば特に制限されないが、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアルキレングリコール系ポリマー、ポリスチレン等が挙げられる。これらのバインダーは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
上記透明異方導電性膜の製造方法は、上記自己組織化工程の後に、更に、無電解めっきを行う工程を含んでもよい。このように、無電解めっきを行うことによって、得られる透明異方導電性膜の導電性を更に向上させることができる。
【００４３】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法は、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を含むものである。該工程を行う方法としては、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを有するパターン膜から、有機溶媒を揮発させ、導電性線部を形成することができれば、特に制限されない。そのような方法としては、例えば、焼成することにより行う方法、可視光線、紫外線（ＵＶ）、赤外線等の光を照射することにより行う方法、有機溶媒を含む溶媒溶液を作用させることにより行う方法等が挙げられる。
これらの中でも、焼成することにより行う方法が好ましい。焼成を行うことによって、充分に有機溶媒を揮発させることができ、導電物質同士を結合させて導電性線部が形成され、より高い導電性を発現させることが可能となる。
【００４４】
上記焼成方法において、焼成する温度は特に限定されず、金属材料、導電物質の含有量、有機溶媒の種類、膜厚等によって異なるものであり、各々の条件で適宜好適な条件で行うことができるが、焼成温度は、１００〜２８０℃であることが好ましい。すなわち、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を１００〜２８０℃の焼成によって行うこともまた、本発明の好適な実施形態の１つである。焼成温度が高い場合には、導電物質が凝集して結合することができず、充分な導電性が得られないおそれがある。焼成温度としてより好ましくは、１５０〜２８０℃であり、更に好ましくは、２００〜２８０℃である。焼成時間としては、３時間以内であることが好ましく、より好ましくは、２時間以内であり、更に好ましくは、１時間以内である。
【００４５】
本発明はまた、上記製造方法により製造される透明異方導電性膜でもある。上記製造方法により製造されたものであることにより、上記透明異方導電性膜は、導電性線部が間隔を空けて複数並び、導電性線部の線幅が狭く、かつ、導電性線部間の間隔も狭いものとなり、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜とすることができる。そのような透明異方導電性膜の好ましい形態としては、上述した本発明の透明異方導電性膜の好ましい形態と同様である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の透明異方導電性膜の製造方法によって、光透過性と異方導電性とに優れた透明異方導電性膜を、簡易かつ安価に製造することができる。このようにして得られる透明異方導電性膜は、優れた光透過性と異方導電性とを有しているため、電子ペーパー等のディスプレイ等の各種電気機器に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、合成された金ナノ粒子の波長３００〜８００ｎｍにおける吸収スペクトルを表したグラフである。
【図３】図３は、合成された金ナノ粒子のＴＥＭ画像である。
【図４】図４は、図３のＴＥＭ画像から個々の金ナノ粒子の粒子径を計測して作成したヒストグラムである。
【図５】図５は、合成された金ナノ粒子についてＤＳＣ測定を行った結果を示すグラフである。
【図６】図６は、ラインパターン（Ｘ−１）を作製するために行われた、金ナノ粒子ラインパターンの作製方法の概略を示す概念図である。
【図７】図７は、ラインパターン（Ｘ−１）をスライドガラスに載せた様子を表した写真である。
【図８】図８は、ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図９】図９は、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１０】図１０は、焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１１】図１１は、ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１２】図１２は、ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１３】図１３は、ラインパターンにおけるスライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１４】図１４は、ラインパターンにおけるスライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１５】図１５は、ラインパターンにおけるスライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図１６】図１６は、ラインパターンにおけるスライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図１７】図１７は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）〜（Ｙ−２−９）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１８】図１８は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図１９】図１９は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−８）を観察したＳＥＭ写真である。
【図２０】図２０は、（ａ）が焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）の外観を表した写真であり、（ｂ）が（ａ）の一部を観察した光学顕微鏡観察像である。
【図２１】図２１は、焼成ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフである。
【図２２】図２２は、焼成ラインパターンにおける金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフである。
【図２３】図２３は、（ａ）が焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）についてのＡＦＭ測定による表面形状像であり、（ｂ）が電流像である。
【図２４】図２４は、抵抗値の測定のために作製された電極の様子を表す写真である。
【図２５】図２５は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）について、テスターを用いて異方導電性を調べている様子を表す写真である。
【図２６】図２６は、上図は作製したラインパターン（Ｘ−２）を、２００℃で３０分、１時間、２時間、３時間焼成した後の写真である。下図は上段が左から２５０℃で３０分焼成した（Ｘ−２）、（Ｙ−２−４）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−６）であり、下段は左から３００℃で３０分焼成した（Ｘ−２）、（Ｙ−２−７）、（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）である。全てスライドガラス上に作製したものである。
【図２７】図２７は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）における３５０〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図２８】図２８は、ラインパターン（Ｘ−２）及び焼成ラインパターン（Ｙ−２）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図２９】図２９は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３０】図３０は、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３１】図３１は、焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３２】図３２は、焼成ベタ膜（Ｙ´−１）〜（Ｙ´−４）における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３３】図３３は、作製されたフレキシブル基板の様子を示した写真である。
【図３４】図３４は、作製したフレキシブル基板における３００〜８００ｎｍの波長の光についての透過率を表したグラフである。
【図３５】図３５は、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３６】図３６は、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３７】図３７は、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を観察した光学顕微鏡写真である。
【図３８】図３８は、上段が作製したベタ膜の焼成前（Ｘ´−２）〜（Ｘ´−４）で、下段が焼成後（Ｙ´−２）〜（Ｙ´−４）を観察した光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものとする。
【００４９】
＜金ナノ粒子の合成＞
金ナノ粒子は、Ｍ． Ｂｒｕｓｔ、Ｍ． Ｗａｌｋｅｒ、Ｄ． Ｂｅｔｈｅｌｌ、Ｄａｖｉｄ Ｊ． Ｓｃｈｉｆｆｒｉｎ、Ｒ． Ｗｈｙｍａｎ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、１９９４年、ｐ．８０１に記載の作製法に従って作製した。塩化金酸水溶液（３０ｍＬ、３０ｍＭ）とテトラオクチルアンモニウムブロミドのトルエン溶液（８０ｍＬ、５０ｍＭ）とを混合し、塩化金酸が有機相に移動するまで３０分間激しく撹拌した。その後、溶液を激しく撹拌しながら、ドデカンチオールを１７０ｍｇ加え、最後にヒドロホウ素化ナトリウム水溶液（２５ｍＬ、０．４Ｍ）をゆっくりと加え、さらに３時間激しく撹拌した。有機相を取り出し、数ｍＬになるまで溶液を濃縮した。そこにエタノールを１５０ｍＬ加え、−１８℃で２時間静置し、遠心分離により沈殿物を得た。その後エタノールで３回洗浄し、茶色の金ナノ粒子を得た。作製した金ナノ粒子のキャラクタリゼーションにはＴＥＭ、ＵＶ−ｖｉｓｉｂｌｅ（紫外−可視光）分光光度計、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いた。
【００５０】
＜金ナノ粒子のキャラクタリゼーション＞
得られた金ナノ粒子の３００〜８００ｎｍの波長の光についての吸収スペクトルを、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて測定した。測定結果を図２に示す。この結果より、５２０ｎｍ付近にプラズモン吸収ピークを持つ金ナノ粒子が形成されていることが示された。なお、図２のグラフ中に挿入されている写真は、吸収スペクトルを測定した金ナノ粒子サンプルの外観を示した写真である。
得られた金ナノ粒子をＴＥＭ（製品名：Ｈ−７６５０、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて２０万倍にて観察した結果を図３に示す（１００ｋＶ）。そしてＴＥＭ画像から個々の金ナノ粒子の粒子径を計測し作成したヒストグラムを図４に示す。この結果から、金ナノ粒子の平均粒子径が３．３ｎｍであることが確認された。
また、得られた金ナノ粒子について示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を下記装置及び測定条件により行った結果を図５に示す。この結果から、２００℃付近でドデカンチオールの脱離、金ナノ粒子の凝集が始まることが示された。
ＤＳＣ装置：ＤＳＣ８２２ｅ（メトラー・トレド社製）
測定条件
２５℃〜２５０℃、１０℃／分
作製した金ナノ粒子２０．９ｍｇをアルミナパンに入れ、窒素ガスを４０ｍＬ／分で流して測定を行った。
【００５１】
＜金ナノ粒子ラインパターンの作製＞
ラインパターンを作製するために、非特許文献１に記載されている、２枚の基板を精密に移動させることのできる装置を用いた。２枚のスライドガラスを基板ホルダに設置して、ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）をスライドガラス間のギャップ（１００μｍ）に注入し、一方の基板を１００μｍ／ｓの一定の速度で水平方向にスライドさせた。この様子を図６に示す。この手法により、メニスカス（凸部）２４のクロロホルム分散液２３に含まれるクロロホルムが蒸発し、金ナノ粒子が断続的にスライドガラス２２上に析出したラインパターン（Ｘ−１）を作製した。
【００５２】
金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌ、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌとなるようにしたドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液を用いた以外は、ラインパターン（Ｘ−１）と同様にして、それぞれラインパターン（Ｘ−２）〜（Ｘ−４）を作製した。
【００５３】
図７は、ラインパターン（Ｘ−１）をスライドガラスに載せた様子を表した写真である。ラインパターン（Ｘ−１）と同様に、ラインパターン（Ｘ−２）〜（Ｘ−４）についてもスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図８である。図８中、ｐｉｔｃｈは線状部間の間隔を、ｗｉｄｔｈは線状部の線幅をそれぞれ表している。全ての金ナノ粒子濃度において界面の進行方向に対して垂直に金ナノ粒子のラインパターンが形成された。
【００５４】
ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）を用いて、スライドガラスの移動速度を５０、１００、１５０、２００μｍ／ｓとした以外は、ラインパターン（Ｘ−１）の作製と同様にして、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を作製した。
【００５５】
ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を図７に示したラインパターン（Ｘ−１）と同様にスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図３６である。
【００５６】
ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：１．０ｇ／Ｌ）を用いて、スライドガラス間の距離（ギャップ）を±０、１００、１５０、２００μｍとした以外は、ラインパターン（Ｘ−１）の作製と同様にして、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を作製した。
なお、スライドガラス間の距離が±０であるとは、スライドガラス間に隙間が無く接していることを意味するものではなく、測定不能な程に接近しているがわずかには間隙が存在することを表している。
【００５７】
ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を図７に示したラインパターン（Ｘ−１）と同様にスライドガラスに載せ、図７中の（１）〜（３）の位置について、ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像が図３７である。
【００５８】
ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）について、図７中の（１）〜（３）の各位置における線状部の線幅及び線状部間の間隔を下記の測定方法により求めた。
透明異方導電性膜の表面を光学顕微鏡（キーエンス社製、ＶＨＸ−９００）にて倍率５００倍で観察し、観察した画像から直接導電性線部の線幅、導電性線部間の間隔を測定した。
【００５９】
ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１１であり、金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１２である。図１１から、金ナノ粒子の濃度が高い時ほど、線状部の線幅が広くなることが分かった。また、図１２から、金ナノ粒子の濃度を変化させても、線状部間の間隔はそれほど変化しないことが分かった。
なお、（１）〜（３）の３カ所について測定を行ったが、全ての場所で同様の傾向が見られた。濃度が大きくなるほど線幅が大きくなる様子が観察されたので、さらに濃度を大きくすると、平膜となることが予想される。濃度を変化させることで、透明性に大きな影響を与える線幅を制御することができる。
【００６０】
ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−８）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、スライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１３であり、スライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１４である。図１３から、スライドガラスの移動速度が速い時ほど、線状部の線幅が狭くなることが分かった。また、図１４から、スライドガラスの移動速度が速い時ほど、線状部間の間隔は広くなることが分かった。
なお、測定する位置（図７中の（１）〜（３）の各位置）を変えても、スライドガラスの移動速度と線状部の線幅との関係、及び、スライドガラスの移動速度と線状部間の間隔との関係は同様の傾向を示した。スライド速度を速くすると線幅が小さく、線間隔が大きくなる様子が観察された。スライド速度を速くするほど、メニスカス先端の溶液量が減るので、線幅が小さくなると考えられる。また速くするほどメニスカス先端での固定化が起こる頻度が減ることで線間隔が大きくなると考えられる。ただし、スライド速度を大きくすると、スライド速度に対してクロロホルムの蒸発が間に合わなくなってしまうので注意が必要である。
【００６１】
ラインパターン（Ｘ−９）〜（Ｘ−１２）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、スライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係を示したグラフが図１５であり、スライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係を示したグラフが図１６である。図１５から、スライドガラス間の距離を変化させても、線状部の線幅はそれほど変化しないことが分かった。また、図１６から、スライドガラス間の距離を変化させても、線状部間の間隔はそれほど変化しないことが分かった。
なお、測定する位置（図７中の（１）〜（３）の各位置）を変えても、スライドガラス間の距離と線状部の線幅との関係、及び、スライドガラス間の距離と線状部間の間隔との関係は同様の傾向を示した。
スライドガラス間の距離を変化させても±０μm以外では大きな違いが見られなかった。これはスライドガラス間の距離の制御が非常に難しいためである。スライド装置にスライドガラスを設置する際、基板をホルダに挟むが、このときスライドガラスが必ずしも水平ではないこと、また水平でない時の角度を制御するのは非常に難しく、常にスライドガラス間の距離を一定とするのが難しいためこのような結果になったと考えられる。
【００６２】
（実施例１）
＜焼成条件＞
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−２）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）を作製した。
【００６３】
（実施例２〜９）
焼成温度、焼成時間を表１に示したように変更した以外は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）の作製と同様にして、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）〜（Ｙ−２−９）を作製した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図１７は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−１）〜（Ｙ−２−９）を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像である。図１８は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）、（Ｙ−２−９）を５００倍の倍率により更に拡大して観察した光学顕微鏡観察像である。図１７及び図１８から、２００℃、２５０℃で焼成した際には、焼成前のパターン膜と形状に変化は見られないが、３００℃で焼成した際には、線状部が２００℃、２５０℃で焼成した際に比べて赤くなっており、部分的に切れて線がつながっていないように見える箇所が存在することが分かる。また、図１９は、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−８）を４５０倍の倍率により観察したＳＥＭ写真である。図１９中、Ａは、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）についてのＳＥＭ写真を、Ｂは、Ａの一部を１１０００倍の倍率により更に拡大して観察したＳＥＭ写真を、Ｃは、焼成ラインパターン（Ｙ−２−８）についてのＳＥＭ写真を、Ｄは、Ｃの一部を３０００倍の倍率により更に拡大して観察したＳＥＭ写真をそれぞれ表している。
焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）の写真を図２０（ａ）に、その一部を５００倍の倍率により観察した光学顕微鏡観察像を（ｂ）に示す。図２０（ａ）中の、Ｒ１及びＲ２は、後述する抵抗値Ｒ１、Ｒ２の向きを表している。
（Ｙ−２−８）を拡大したＳＥＭ写真であるＤより明らかに導電性線部がつながっていない様子が観察された。これはナノ粒子が凝集後、ディウェッティングしてしまった結果であると考えられる。
【００６６】
（実施例１０〜１３）
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−１）〜（Ｘ−４）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）を作製した。
得られた焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）について、線状部の線幅及び線状部間の間隔を上述した測定方法により求めた。
【００６７】
焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）についての線状部の線幅及び線状部間の間隔の測定結果から、金ナノ粒子の濃度と線状部の線幅（ｗｉｄｔｈ）との関係を示したグラフが図２１であり、金ナノ粒子の濃度と線状部間の間隔（ｐｉｔｃｈ）との関係を示したグラフが図２２である。図２１及び図２２から、金ナノ粒子の濃度が高くなるにつれ、線状部間の間隔は小さくなり、線状部の線幅は広くなった。このことから、更に金ナノ粒子の濃度を高くすると、撥水（ディウェッティング）しきらずにラインパターンではなく平膜が形成されることが予想される。
【００６８】
（実施例１４〜２１）
作製した金ナノ粒子ラインパターン（Ｘ−５）〜（Ｘ−１２）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−１２）を作製した。
【００６９】
＜焼成ラインパターンの導電性＞
焼成ラインパターンについて、導電性の評価を行った。導電性の評価としては、まず導電性ＡＦＭ測定を以下のようにして行った。
導電性ＡＦＭ測定としては、走査型プローブ顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）を用いて、表面形状像、電流像の観察を行った。カンチレバーは、オリンパス社製のＯＭＣＬ−ＴＲ８００をオスミウムスパッタしたものを用いた。
測定条件：
導電測定ＡＦＭホルダ（セイコーインスツル社製）を用いて測定した。焼成後のサンプルを約１ｃｍ角に切り出し、端部をドータイト銀ペーストで固定した。オスミウムスパッタした探針を用い、探針と基板の間にバイアス電圧１０Ｖを印加して表面形状像と電流像の同時測定を行った。スキャン範囲は１００μｍ四方である。焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）について、ＡＦＭ測定による表面形状像を図２３（ａ）に、電流像を図２３（ｂ）に示す。この結果から、作製した焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）上を電流が流れていることが示された。
【００７０】
また、作製した焼成ラインパターン上にマスクを介して金を蒸着又はスパッタリングすることで四端子電極を作製し、四端子法を用いて抵抗値を測定した。そして、得られた抵抗値から電気抵抗率、電気伝導率を算出した。四端子測定は、線状部のラインパターンに対して水平方向と垂直方向との二方向に対して行った。線状部と水平方向における抵抗値をＲ１、線状部と垂直方向における抵抗値をＲ２と定義し、図２４に示したようにマスクを用いて電極を作製した。まず異方性があるかどうかを調べるために、ラインパターンの両端に4点ずつドータイト銀ペーストを塗った。図２５は銀ペーストを電極として、テスターで導通するかを確認している写真である。図２５中、（１）は、ラインと水平方向、（２）は、（１）と同様にラインと水平方向で（１）とは別の場所、（３）は、（１）、（２）と同様にラインと水平方向で（１）、（２）とは別の場所、（４）は、ラインと垂直方向、（５）は、ラインと斜め方向で抵抗値を測定している様子を表している。ラインと水平方向のみ抵抗値が得られた。この結果とＡＦＭの結果から、作製した焼成ラインパターン上を電流が流れており、ラインのつながっていないラインと垂直方向には電流が流れていないことが示された。次に四端子法により正確な抵抗値を測定した。焼成ラインパターン（Ｙ−２）の場合、水平方向の抵抗値Ｒ１は、Ｒ１＝２１３Ωであった。この値から、電気抵抗率ρ１＝６．３４×１０−４Ω・ｃｍ、電気伝導率σ１＝１．５８×１０３Ｓ／ｃｍであった。一方、垂直方向の抵抗値Ｒ２は、装置の測定限界以上（Ｒ２＞２１１ＭΩ）であった。これらの結果から、作製した焼成ラインパターン（Ｙ−２）は面内に異方導電性を持つことが示された。なお、金ナノ粒子濃度が１．０ｇ／Ｌである焼成ラインパターン（Ｙ−１）の場合は導通せず、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌである焼成ラインパターン（Ｙ−３）、（Ｙ−４）は、焼成ラインパターン（Ｙ−２）と同様に面内に異方導電性を有した。
電気抵抗率、電気伝導率は四端子法を用いて測定した抵抗値の値から算出することができる。本発明の異方導電性膜上に図２４中央に示すようなマスクを介して金を蒸着またはスパッタリングすることで四端子電極を作製し、測定を行うことで抵抗値を測定することが出来る。得られた抵抗値から、下記式の通り、電気抵抗率を算出することが出来る。下記式でＲ［Ω］は四端子法で測定した抵抗値、Ｈ［ｃｍ］はＡＦＭにより測定した導電性線部の平均高さ、Ｗ［ｃｍ］は上述した方法で測定した、作製した電極間に存在する各導電性線部の線幅の合計、Ａ［ｃｍ２］は作製した各導電性線部の断面積の合計、Ｌ［ｃｍ］は端子間距離、ρ［Ω・ｃｍ］は電気抵抗率、σ［Ｓ・ｃｍ−１］は電気導電率を表す。
Ａ＝ＷＨ［ｃｍ２］
ρ＝ＲＡ／Ｌ［Ω・ｃｍ］
σ＝１／ρ［Ｓ・ｃｍ−１］
【００７１】
また、焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−８）について、上述した焼成ラインパターン（Ｙ−２）についての導電性の評価と同様にして、導電性を評価した。その様子を表した写真が図２６である。図２６中、下の図は８点にドータイト銀ペーストを塗った写真である。
焼成ラインパターン（Ｙ−２−２）、（Ｙ−２−５）、（Ｙ−２−８）について、導電性を評価した結果、金ナノ粒子濃度が２．５ｇ／Ｌの場合、２００℃で焼成した時には、導通したが、２５０℃以上で焼成すると線状部が赤くなっており、粒子が接触していないことから、導通しなかったと考えられる。
【００７２】
＜焼成ラインパターンの透過率＞
焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）について、透過率の評価を行った。透過率の評価には、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３５０〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（スライドガラスの透過率を１００％とした。）。その結果を示した図が図２７である。また、焼成前のラインパターン（Ｘ−２）及び焼成後のラインパターン（Ｙ−２）について、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定し（空気の透過率を１００％とした。）、それらの透過率を比較したのが図２８である。
図２７の結果から、導通した焼成ラインパターンの中では金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌである場合に最も透過率が高く、３５０〜８００ｎｍの可視光領域では透過率７６％であった。そして、金ナノ粒子の濃度が高くなるほど透過率が下がっていくことが示された。また、導通しなかった金ナノ粒子の濃度が１．０ｇ／Ｌの場合には、５２０ｎｍ付近にプラズモン吸収が見られたが、導通した金ナノ粒子の濃度が２．５〜１０ｇ／Ｌの場合には、プラズモン吸収は見られなかった。図２８において、導通した焼成ラインパターン（Ｙ−２）においても、焼成する前の（Ｘ−２）ではプラズモン吸収が見られ、焼成して金ナノ粒子同士が繋がることで、プラズモン吸収が減少することが示されており、これらのことから、金ナノ粒子の濃度が１．０ｇ／Ｌの時には、金ナノ粒子同士が接触していなかったために導通しなかったと考えられる。
【００７３】
また、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−１２）について、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（空気の透過率を１００％とした。）。焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−４）の透過率を測定した結果を図２９に示す。焼成ラインパターン（Ｙ−５）〜（Ｙ−８）の透過率を測定した結果を図３０に示す。焼成ラインパターン（Ｙ−９）〜（Ｙ−１２）の透過率を測定した結果を図３１に示す。本明細書において、透過率の測定結果を表すグラフにおいては、縦軸が透過率、横軸が光の波長を示している。
図２８〜３１の結果から、透過率には金ナノ粒子の濃度の影響が大きいことが分かった。また、ラインパターンを焼成して焼成ラインパターンとした時に導通するものは、４９７ｎｍの波長の光の透過率が高く、導通しないものは、５１０ｎｍ付近に吸収ピークを有する（プラズモン吸収を示す）ことが分かった。
【００７４】
また、ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液（金ナノ粒子の濃度：２．５ g／Ｌ）をスライドガラスに均一に塗工し、乾燥させることでベタ膜（Ｘ´−２）を作製した。
金ナノ粒子の濃度が２．５ｇ／Ｌ、５．０ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌとなるようにしたドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液を用いた以外は、ベタ膜（Ｘ´−２）と同様にして、それぞれベタ膜（Ｘ´−３）〜（Ｘ´−４）を作製した。
そして、作製したベタ膜（Ｘ´−２）〜（Ｘ´−４）を、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成し、焼成ベタ膜（Ｙ´−２）〜（Ｙ´−４）を作製し、焼成ラインパターン（Ｙ−１）〜（Ｙ−１２）と同様に、分光光度計（商品名「Ｖ−６７０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定した（空気の透過率を１００％とした。）。その測定結果を示した図が図３２である。図３２の結果から、パターンを形成せずにベタ膜とすることで４９７ｎｍの波長の光の透過率が増加することが分かった。ただし、金ナノ粒子の濃度が低いほど透過率は大きく、濃度を高くするほどに透過率は減少していくことが分かった。これは、膜厚が厚くなっていくためであると考えられる。
図３０はスライド速度を変化させて作製したラインパターンの透過スペクトルである。これらのサンプルは全て異方導電性を持ち、５１０ｎｍ付近に吸収は見られなかった。また透過率にそれほど大きな変化はなかった。図３１はスライドガラス間の距離を変化させて作製したラインパターンの透過スペクトルである。ここで±０μｍの時は導通せず、５１０ｎｍ付近に吸収が見られた。
【００７５】
＜フレキシブル基板の作製＞
２枚のスライドガラスの代わりに、１枚のスライドガラス、１枚のポリエステルフィルム（商品名「東洋紡エステル(R)フィルム」、東洋紡社製）を用いた以外は、ラインパターン（Ｘ−１）と同様にラインパターンを作製し、卓上マッフル炉（ＫＤＦ００７ＥＸ、デンケン社製）を用いて２００℃で２時間焼成することで、ポリエステルフィルム上にラインパターンを有する透明異方導電性フレキシブル基板を作製した。作製されたフレキシブル基板の写真が図３３（ａ）及び（ｂ）である。
【００７６】
作製したフレキシブル基板について、分光光度計（商品名「Ｖ−５３０」、日本分光社製）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光について透過率を測定したところ、基板のポリエステルフィルムの透過率を１００％とした場合の、フレキシブル基板の３００〜８００ｎｍの可視光領域における透過率は７３．５％であった。また、空気の透過率を１００％とした場合の、フレキシブル基板の３００〜８００ｎｍの可視光領域における透過率は５９．４％であった。フレキシブル基板についての透過率の測定結果を図３４に示す。
フレキシブル基板についての導電性については、上述した焼成ラインパターンの導電性の評価方法と同様にドータイト銀ペーストを塗り、それを電極として、テスターを用いて異方導電性を確認した。
【符号の説明】
【００７７】
１１、１２：スライドガラス
１３：有機溶媒分散体
２１、２２：スライドガラス
２３：ドデカンチオール被覆金ナノ粒子のクロロホルム分散液
２４：メニスカス
２５：ラインパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、
該透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする透明異方導電性膜。
【請求項２】
前記導電性線部は、導電性微粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の透明異方導電性膜。
【請求項３】
前記透明異方導電性膜は、デジタルペーパーに用いられるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明異方導電性膜。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の透明異方導電性膜を透明基板上に形成させて得られることを特徴とする透明異方導電性基板。
【請求項５】
導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜の製造方法であって、
該製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むことを特徴とする透明異方導電性膜の製造方法。
【請求項６】
前記製造方法は、対向する２つの面の間隙が０〜５００μｍ、相対面移動速度が１０〜５００μｍ／ｓ、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度が０．５〜２０ｇ／Ｌで周期的パターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の透明異方導電性膜の製造方法。
【請求項７】
前記製造方法は、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を１００〜２８０℃の焼成によって行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の透明異方導電性膜の製造方法。
【請求項１】
導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜であって、
該透明異方導電性膜は、導電性線部の長軸方向における電気抵抗率が、１×１０−２Ω・ｃｍ以下であり、導電性線部の長軸方向と直交する方向における電気抵抗率が、１×１０２Ω・ｃｍ以上であり、全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする透明異方導電性膜。
【請求項２】
前記導電性線部は、導電性微粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の透明異方導電性膜。
【請求項３】
前記透明異方導電性膜は、デジタルペーパーに用いられるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明異方導電性膜。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の透明異方導電性膜を透明基板上に形成させて得られることを特徴とする透明異方導電性基板。
【請求項５】
導電物質を含む導電性線部が間隔を空けて複数並ぶ透明異方導電性膜の製造方法であって、
該製造方法は、対向する２つの面の間隙に導電物質を含む有機溶媒分散体が挟持されるようにしつつ、該２つの面の少なくとも一方をもう一方の面に沿って移動させ、有機溶媒分散体からなる線状部が間隔を空けて複数並ぶパターンを形成する工程と、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程とを含むことを特徴とする透明異方導電性膜の製造方法。
【請求項６】
前記製造方法は、対向する２つの面の間隙が０〜５００μｍ、相対面移動速度が１０〜５００μｍ／ｓ、有機溶媒分散体中の導電物質の濃度が０．５〜２０ｇ／Ｌで周期的パターンを形成することを特徴とする請求項５に記載の透明異方導電性膜の製造方法。
【請求項７】
前記製造方法は、有機溶媒を揮発させて導電性線部を形成する工程を１００〜２８０℃の焼成によって行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の透明異方導電性膜の製造方法。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２１】
【図２２】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図３３】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２１】
【図２２】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図３３】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１２−５４０７８（Ｐ２０１２−５４０７８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９５１９８（Ｐ２０１０−１９５１９８）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
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