JP5569733B2 - 導電性銀ペースト、導電性パターンの形成方法及び導電性パターン印刷物 - Google Patents
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Description
エッチング法により導電パターンを形成する場合、各種金属膜を蒸着した基板上にフォトリソグラフィーによってパターン化されたレジスト膜を形成した後に、不要な蒸着金属膜を化学的あるいは電気化学的に溶解除去し、最後にレジスト膜を除去する必要がありその工程は非常に煩雑で量産性に乏しい。
一方で印刷法では所望のパターンを低コストで大量生産を行うことが可能であり、さらに印刷塗膜を乾燥又は硬化させることによって容易に導電性を付与できる。
これら印刷方式としては形成したいパターンの線幅、厚さ、生産速度に合わせてフレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、インクジェット等が提案されている。
また電子デバイスの薄型化、軽量化、フレキシブル化への要求の高まりや、生産性の高いロール・ツー・ロール印刷に対応するために、プラスチックフィルム上に印刷して低温短時間の焼成で高い導電性、基材密着性、膜硬度などが得られる導電性インキが求められている。さらにプラスチックフィルムの中でも、安価で透明性の高いPETフィルムや、PETフィルムの上にITO膜が形成された透明導電フィルム上に印刷した際に、前記した物性が得られる導電性インキが求められている。
特許文献3では、焼成温度は120℃と比較的低温であるものの焼成時間が30分と長く生産性に劣る。また、透明導電フィルムのITO膜への密着性については検討されていない。
特許文献4では、低温短時間の焼成で高い導電性が得られているが、乾燥性の高い有機溶剤を用いているために機上安定性に劣る。また、印刷線幅に関しても3mmと太く、高精細パターニングの検討はされていない。
また本発明は、基材上に、上記記載の導電性銀ペーストで印刷する導電性パターンの形成方法を提供する。
さらに本発明は、上記記載の導電性パターンの形成方法で形成された導電性パターン印刷物を提供する。
本発明の導電性パターンの形成方法は、特定の有機環状エーテル化合物を銀粒子に対して特定割合となる様に併用した導電性銀ペーストを用いているので、高精細の導電性パターン及びその印刷物が低温短時間で得られるという格別顕著な効果を奏する。
この様な銀粒子(A)としては、例えば、SPQ03S(三井金属鉱山(株)製、平均粒径D50:0.5μm)、EHD(三井金属鉱山(株)製、平均粒径D50:0.5μm)、AG2−1C(DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒径D50:0.8μm)、AG2−1(DOWAエレクトロニクス(株)製、平均粒径D50:1.3μm)、シルベストAgS−050((株)徳力化学研究所製、平均粒径D50:1.4μm)、シルベストC−34((株)徳力化学研究所製、平均粒径D50:0.6μm)などが挙げられる。
そのため、前記塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体としては、共重合体中にビニルアルコール及び/又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエスエルの重合単位を3〜9重量%含有するものが、水酸基のような親水性基の存在によりそれを有さない場合に比べ、銀粒子(A)の分散性を促進できると共に、PETへの密着性より高めること可能である点から好ましい。
またポリエステル樹脂としては、線状(リニアー)のポリエステル樹脂は、それ自体引火点50〜200℃の有機環状エーテル化合物(C)により溶解しやすく、ベンゼン環のような芳香環を分子構造中に含む、線状の芳香族ポリエステル樹脂は、PETとの構造上の類似性から、より高い密着性が期待できる。
線状のポリエステル樹脂は、例えば、テレフタル酸及び/又はイソフタル酸の様なジカルボン酸やその酸塩化物と、例えば、エチレングルコール、プロピレングリコール、ブタンジオールの様な有機ジオールとを、脱水縮合や脱塩酸させる等することで容易に得ることが出来る。
しかしながら、導電性銀ペーストの基材上での皮膜強靭性を高めるに当たっては、引火点50〜200℃の有機環状エーテル化合物(C)として二官能オキセタン化合物を必須成分として用いることが好ましい。
これらの各導電性銀ペーストについて、以下の測定項目にて、導電性銀ペースト自体の特性、それから得られる導電性パターンの特性及び導電性パターンの生産性を評価した。その評価結果も以下の表1にまとめて示した。
比抵抗は、体積抵抗率を意味する。アプリケーターを用いて透明導電フィルム上(ITO膜面)に導電性銀ペーストを乾燥後の膜厚が6μmになるように塗布し140℃2分乾燥させた。該乾燥塗膜を用いて、ロレスタGP MCP−T610(三菱化学社製)で四端子法にて測定した。この値が小さいほど、導電性に優れている。
前記の比抵抗の評価と同様にして作製した、ペーストからの乾燥塗膜を用いて、ISO2409(Paints and varnishes−Cross-cut test)の手順で試験を実施し、以下の基準に従って評価をした。
合格: 分類0または分類1(塗膜の剥がれが5%以内)
不合格: 分類2〜5(塗膜の剥がれが5%を超える)
導電性銀ペーストの粘度を測定した後、厚さ10μm程度に引き伸ばした状態で10時間放置し、その後に該ペーストの粘度を同様に測定した。放置前後でのペーストの増粘率を算出して、以下の基準に従って評価をした。
合格: 増粘率が10%未満
不合格: 増粘率が10%以上
導電性銀ペーストを用いて、下記の方法によりグラビアオフセット印刷を行い導電回路を作成した。
ガラス製の凹版に本発明の導電ペーストをドクターブレードを用いてインキングした後に、ブランケットを巻きつけたシリンダーに押圧、接触させ、所望のパターンをブランケット上に転移させた。その後、該ブランケット上の塗膜を基材である透明導電フィルムに押圧、転写させて線幅20μm〜100μmの導電回路を作成した。前記した導電回路のうち、線幅20μmラインを顕微観察し、細線再現性を以下の基準に従って評価をした。
合格: 線の直線性に優れ、断線箇所なし
不合格: 線の直線性に劣り、断線箇所あり
・シルベスト AGS−050:
メジアン径(D50)が1.4μmの銀粒子乾燥粉体(徳力化学研究所社製)
・シルベスト C−34:
メジアン径(D50)が0.35μmの銀粒子乾燥粉体(徳力化学研究所社製)
・ソルバインC:
塩化ビニル/酢酸ビニルの共重合質量比が87/13の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製)
・ソルバインAL:
塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコールの共重合質量比が93/2/5の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製)
・OXT−221:
引火点144℃の2官能オキセタン化合物(アロンオキセタン、東亜合成社製)
・OXT−101:
引火点112℃の1官能オキセタン化合物(アロンオキセタン、東亜合成社製)
・BDGAc: ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
・PGMAc: プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
また、実施例1と実施例3との対比から、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体として、共重合体中にビニルアルコール及び/又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエスエルの重合単位を3〜9重量%含有するものが、それを有さない場合に比べ、PETへの密着性により優れていることは明白である。
Claims (8)
- 銀粒子(A)と、25℃において固体である樹脂(B)と、引火点50〜200℃の有機環状エーテル化合物(C)とを必須成分として含有し、かつ質量換算で、前記銀粒子(A)100部当たり前記有機環状エーテル化合物(C)15〜30部であり、
前記25℃において固体である樹脂(B)が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体及び/又は線状のポリエステル樹脂である、導電性銀ペースト。 - 25℃における粘度3〜30Pa・Sである請求項1記載の導電性銀ペースト。
- 引火点50〜200℃の有機環状エーテル化合物(C)が、二官能オキセタン化合物である請求項1または2記載の導電性銀ペースト。
- 前記塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が、共重合体中にビニルアルコール及び/又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエスエルの重合単位を3〜9重量%含有する塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体である請求項1〜3のいずれか一項記載の導電性銀ペースト。
- 銀粒子(A)として、質量換算で、メジアン径(D50)1.0〜10.0μmの銀粒子100部当たり、メジアン径(D50)0.2〜0.9μmの銀粒子50〜200部を併用した請求項1〜4のいずれか一項記載の導電性銀ペースト。
- 重合開始剤を含まない請求項1〜5のいずれか一項記載の導電性銀ペースト。
- 基材上に、請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性銀ペーストでグラビア印刷又はグラビアオフセット印刷する導電性パターンの形成方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性銀ペーストで形成された導電性パターン印刷物。
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