CN109716450A - 导电性涂层复合体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即便在使用耐热性低的基材或玻璃基材的情况下,也兼具导电性涂层相对于基材的良好的密接性与导电性涂层的优异的导电性及耐热性的导电性涂层复合体及其制造法,所述导电性涂层复合体具有基材与导电性涂层。本发明涉及一种导电性涂层复合体,其特征在于包括:基材;树脂层,形成于基材的至少一部分上;及导电性涂层,形成于树脂层的至少一部分上,导电性涂层为银微粒子的烧结体,树脂层的膜厚为1μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种可优选地用于半导体集成电路等的配线、印刷配线板的配线、透明电极及相对于有机薄膜晶体管基板的配线或电极的导电性涂层复合体及其制造方法,所述导电性涂层复合体具有基材与导电性涂层。
背景技术
现有已知如下方法:通过溅镀或蒸镀等,在基板的整个面上形成金属薄膜后,利用光刻法对不需要的部分进行蚀刻而形成所需的导电膜图案。然而,所述方法除了步骤繁杂以外,还需要使用高价的真空装置。
因此,要求更简便且廉价的导电膜图案的形成方法,近年来,提出了使用凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷墨印刷法等印刷法的方法。进而,作为能够形成更高精细的图案的印刷方法,提出了使用反转印刷法或微接触印刷法等的方法,正在开发适合于这些印刷法的导电性油墨、绝缘性油墨及电阻油墨等各种油墨。此处,特别关注的是利用银微粒子的低温烧结性的导电性油墨。
例如,在专利文献1(日本专利特开2012-162767号公报)中公开有一种被覆金属微粒子的制造方法,其特征在于包括:第一步骤,将胺混合液与包含金属原子的金属化合物混合而生成包含所述金属化合物与胺的络合化合物,所述胺混合液包含碳数为6以上的烷基胺与碳数为5以下的烷基胺;及第二步骤,通过对所述络合化合物进行加热而使其分解,从而生成金属微粒子。
在所述专利文献1中,在通过金属胺络合物分解法来制造被覆金属微粒子的过程中,可顺畅地生成胺与金属化合物的络合化合物,可缩短制造所需的时间。另外,根据被覆金属微粒子的用途等,可使用各种胺,因此可提供在例如100℃以下的温度下也可顺畅地进行烧结的被覆金属微粒子,且在如聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)及聚丙烯那样的耐热性低的塑料基板上也可形成导电膜、导电配线。
另外,在专利文献2(日本专利特开2013-142173号公报)中公开有一种银纳米粒子的制造方法,其包括:制备胺混合液,将包含脂肪族烃基及一个氨基、且所述脂肪族烃基的碳总数为6以上的脂肪族烃单胺(A),与包含脂肪族烃基及一个氨基、且所述脂肪族烃基的碳总数为5以下的脂肪族烃单胺(B),以胺(A)与胺(B)的合计为基准,以胺(A)5摩尔%以上且小于20摩尔%、及胺(B)超过80摩尔%且95摩尔%以下的比例包含;将银化合物与所述胺混合液混合,而生成包含银化合物及胺的络合化合物;对络合化合物进行加热使其热分解,而形成银纳米粒子。
在所述专利文献2中,通过使用包含碳总数6以上的脂肪族烃单胺(A)与碳总数5以下的脂肪族烃单胺(B)的胺混合液,可获得银纳米粒子的适当的稳定化。
进而,也提出有多种具有与基材的密接性优异的导电性涂层的导电性基材,例如,在专利文献3(日本专利特开2008-149681号公报)中公开有一种透光性导电性基材,其特征在于:在支撑体上具有细线图案与透明导电性层,所述细线图案包含含有显影银的导电性金属,且在支撑体与所述细线图案之间具有相对于水的膨湿率小于60%的易接着层。
在所述专利文献3中,在支撑体与细线图案层之间设置易接着层,并将所述层相对于水的膨润率控制为小于60%,由此高温高湿环境下的耐久性或密接性显著提高,并容易调整细线形状(薄度与宽广度)与导电性的并存性或细线形状(薄度与宽广度)与透光性的并存性。
另外,在专利文献4(日本专利特开2014-196556号公报)中公开有一种导电性材料的制造方法,其包括:(1)将树脂层形成用组合物(b)涂布于绝缘性基材(A)上而形成树脂层(B)的步骤;(2)将分散液(C)涂布于(1)中所获得的树脂层(B)上而形成非导电性层(D)的步骤,所述分散液(C)含有0.5质量%以上的由具有氮原子、硫原子、磷原子及氧原子的化合物(c1)保护而成的选自由金、银、铜及铂所组成的群组中的一种以上的金属微粒子(c2);及(3)对具有(2)中所获得的非导电性层(D)的基材进行无电解镀敷而形成导电层(E)的步骤,所述导电性材料的制造方法的特征在于:树脂层形成用组合物(b)为含有氨基甲酸酯树脂(b1)、乙烯基聚合物(b2)及水性介质(b3)的树脂层形成用组合物。
在所述专利文献4中,通过将树脂层形成于各种绝缘性基材上,包含由特定的化合物保护而成的含有金、银、铜、铂的金属微粒子的非导电性层可通过涂布法而容易获得,另外,非导电性层显示出优异的无电解镀敷的催化剂活性且作为引起强密接性的镀敷膜的立足点发挥功能,因此可无需真空设备而以低成本制造可在高密度安装领域中使用的高性能导电性材料、印刷配线基板用基板、印刷配线板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-162767号公报
专利文献2:日本专利特开2013-142173号公报
专利文献3:日本专利特开2008-149681号公报
专利文献4:日本专利特开2014-196556号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在使用所述专利文献1及专利文献2中记载的银纳米粒子的情况下,在低温下进行煅烧而获得的导电性涂层具有优异的导电性,但例如在将导电性涂层形成于聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)及聚萘二甲酸乙二酯(Ethylenenaphthalate,PEN)等非耐热性基材或玻璃基材上的情况下,难以确保对于基材的密接性。
另外,在所述专利文献3及专利文献4中记载的导电性材料中,导电性涂层相对于基材的密接性良好,但有导电性涂层的导电性受损的情况。
进而,在安装时也对导电性涂层要求耐热性(例如在180℃环境下保持1分钟),结果极其难以形成除了所述耐热性以外,还全部兼具对于基材的密接性及导电性的导电性涂层。
因此,本发明的目的在于提供一种即便在使用耐热性低的基材或玻璃基材的情况下,也兼具导电性涂层相对于基材的良好的密接性与导电性涂层的优异的导电性及耐热性的导电性涂层复合体及其制造法,所述导电性涂层复合体具有基材与导电性涂层。
解决问题的技术手段
本发明人为了达成所述目的而反复进行努力研究,结果发现如下情况在达成所述目的的方面极其有效,从而完成本发明,所述情况:为了获得具有相对于基材的优异的密接性,且相对于耐热性低的基材或玻璃基材,也表现出良好导电性且耐热性也优异的导电性涂层复合体,而将具有特定的厚度的树脂以密接层的形式形成于基材与导电性涂层之间,并使用特定的银纳米粒子分散体来形成导电性涂层。
即,本发明提供一种导电性涂层复合体,其特征在于包括:
基材;
树脂层,形成于所述基材的至少一部分上;及
导电性涂层,形成于所述树脂层的至少一部分上,
所述导电性涂层是由银微粒子形成,
所述树脂层的膜厚为1μm以下。
在本发明的导电性涂层复合体中,树脂层作为基材与导电性涂层的密接层发挥功能,因此基材与导电性涂层具有良好的密接性。另外,通过将树脂层的膜厚设为1μm以下,树脂层的膨润、收缩的影响变小,可对导电性涂层赋予优异的耐热性。
另外,若树脂层厚于1μm,则有时产生由树脂层的特性所引起的问题。具体而言,因树脂层的柔软性而导电性涂层过剩地膨胀收缩,结果在导电性涂层中形成缺陷(断线)。另外,有时产生由厚的树脂层所引起的透明性的恶化、由吸湿等所引起的白化、由热所引起的黄化等。此处,通过将树脂层的膜厚设为1μm以下,可最小限度地抑制这些不良影响。除此之外,通过将树脂层的膜厚设为1μm以下,而不存在使用所需以上的材料的情况,因此在成本方面变得有利。
再者,树脂层的更优选的膜厚为0.05μm~0.8μm,最优选的膜厚为0.1μm~0.5μm。若小于0.05μm,则有无法充分发挥树脂层的效果而密接性差的情况。
在本发明的导电性涂层复合体中,所述树脂层若为与基材表现出良好的密接性的树脂,则并无特别限定,但为了发挥与基材的优异的密接性,优选为具有羧基或羟基等官能基,例如可使用聚乙烯醇系树脂(包含聚乙烯丁醛)或聚乙烯吡咯烷酮等,此外,优选为:所述树脂层的主成分为聚氨基甲酸酯树脂,在所述聚氨基甲酸酯树脂中添加异氰酸酯基由封端剂保护的聚合物和/或包含噁唑啉基的聚合物作为交联剂。通过在聚氨基甲酸酯树脂中添加所述交联剂,可控制树脂层的柔软性。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,优选为:所述交联剂相对于所述聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量为10重量%以内。若交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量多于10重量%,则聚氨基甲酸酯树脂中所含的特定的官能基与交联剂过剩地过反应,因此除了树脂层的柔软性受损以外,还有树脂层与基材及导电性涂层的密接性受损的倾向。
另外,详细的理由并不明确,但认为理由在于:用作密接层的聚氨基甲酸酯树脂具有-COO-H、-COOR、-COO-NH+R2及-COO-NH4 +(其中,R、R2分别独立地表示直链或分支的可具有取代基的烷基、可具有取代基的环烷基、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的氧化烯基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的烷氧基羰基、可具有取代基的酰基)中的任一种官能基,由此树脂层与基材及树脂层与导电性涂层的密接性提高。另外,只要使用所述聚氨基甲酸酯树脂,则高温高湿环境下的耐久性变得良好,就所述方面而言也优选。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,导电性涂层是由银微粒子形成,进而通过外部加热等而使其烧结,由此具有与银微粒子本来所具有的导电性相同程度的良好导电性。表现出所述良好导电性的理由并不明确,但认为是起因于用作密接层的树脂层的优异的变形性能。
树脂层优选为断裂伸长率为600%以上,通过所述柔软性及收缩膨胀性,在使银微粒子烧结的工艺中,可缓和基材与导电性涂层的热膨胀系数差。其结果,银微粒子的烧结顺畅地进行,从而可获得具有优异的导电性的导电性涂层。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,优选为:所述聚氨基甲酸酯树脂为水系聚氨基甲酸酯树脂。水系聚氨基甲酸酯树脂的臭味低,可实现作业环境的恶化防止及环境负荷的减低。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,优选为:所述树脂层是将溶解于溶剂中的所述水系聚氨基甲酸酯树脂涂布于所述基材上而形成。通常,水性聚氨基甲酸酯树脂以分散于水中的状态(胶乳)存在,并进行溶媒的挥发而成膜,但有根据成膜条件而受胶乳的粒子径的影响地形成膜的情况。
此处,在欲形成薄的树脂层的情况下,有表面粗糙度变大的问题。相对于此,通过将水性聚氨基甲酸酯树脂溶于溶媒(例如乙醇或丙酮等)中,胶乳破泡而成为均匀溶液,因此成膜形成性能(特别是薄膜中的膜质均匀性)提高。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,优选为:所述导电性涂层是由银微粒子分散体形成,所述银微粒子分散体包含:
所述银微粒子;
短链胺;
溶媒;及
用以使所述银微粒子分散的分散剂。
另外,在本发明的导电性涂层复合体中,所述短链胺的碳数优选为5以下,所述溶媒优选为高极性溶媒,所述分散剂优选为具有酸价,所述短链胺的分配系数logP优选为-1.0~1.4。
所述银微粒子分散体是在多种溶媒(特别是高极性溶媒)中均匀分散有银微粒子的具有低温烧结性的银微粒子分散体,通过所述银微粒子复合体的烧结而形成导电性涂层,由此可在低温下形成具有良好导电性的导电性涂层。
胺的一分子内的氨基具有相对较高的极性,容易产生氢键的相互作用,这些官能基以外的部分具有相对较低的极性。进而,氨基分别容易显示出碱性的性质。因此,胺若局部存在(附着)于银微粒子的表面的至少一部分(即,若被覆银微粒子的表面的至少一部分)上,则可使有机成分与无机粒子充分亲和,可防止银微粒子彼此的凝聚(提高分散性)。即,胺的官能基以适度的强度吸附于银微粒子的表面,防止银微粒子彼此的相互接触,因此有助于保管状态下的银微粒子的稳定性。另外认为,通过加热而自银微粒子的表面移动和或挥发,由此促进银微粒子彼此的熔着。
另外,通过将构成银微粒子分散体的胺设为碳数为5以下的短链胺,通过加热而能够容易地去除附着于银微粒子的表面的至少一部分上的胺,可确保银微粒子的良好的低温烧结性(例如100℃~350℃下的烧结性)。
另外,将短链胺的分配系数logP设为-1.0~1.4的原因在于:若分配系数logP小于-1.0,则短链胺的极性过高,因此银的还原急速进行,变得难以控制银微粒子生成,若分配系数logP超过1.4,则与银配位的胺的极性低,因此变得难以分散于高极性溶媒中。
分配系数logP是指使用正辛醇与水作为溶媒的辛醇/水分配系数,分别求出辛醇中的浓度Co与水中的浓度Cw,算出浓度比P=Co/Cw的常用对数logP来作为分配系数。因此,分配系数logP是指表示银微粒子能否利用某一范围的极性溶媒分散的一个指标。分配系数logP的测定方法并无特别限定,例如可通过使用烧瓶振荡法、高效液相色谱(HighPerformance Liquid Chromatography,HPLC)法及定量结构活性关系算法(quantitativestructure-activity relationship algorithm)的计算等来求出,也可使用美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information)等网站上公布的文献值。
进而,银微粒子分散体的特征在于包含在银微粒子合成后添加的具有酸价的分散剂(即,用以使银微粒子分散的具有酸价的分散剂)。此处所谓的“具有酸价的分散剂”包含作为吸附基或官能基而不具有胺价或羟价等的全部分散剂。通过使用所述分散剂,可提高溶媒中的银微粒子的分散稳定性。所述分散剂的酸价优选为5~200,另外,所述分散剂优选为具有由磷酸而来的官能基。“具有酸价的分散剂”优选的原因未必明确,但本发明人们认为,不仅通过对金属的吸附作用,还通过与短链胺相互作用,而能够以更密的方式来吸附,不仅具有低温烧结性,而且表现出高的分散性。
在欲使银微粒子分散于后述高极性溶剂中的情况下,通常有效的是使用极性高的分散剂。例如虽考虑使用logP更小的短链胺,但短链胺通常发挥还原性而存在无法将反应速度保持为适当的情况。具体而言,存在过度提高反应速度而无法形成分散性优异的银微粒子的情况。因此,通过在银微粒子合成后添加更高极性的分散剂,银微粒子可维持原状态而仅提高对分散介质的相容性(表面改质)。
若分散剂的酸价为5以上,则与胺配位,粒子表面开始产生对于成为碱性的金属物的酸碱相互作用下的吸附,若为200以下,则由于不具有过度吸附的部位,故而以适当的方式吸附,因此优选。另外,通过分散剂具有由磷酸而来的官能基,磷P经由氧O而与金属M相互作用、互相牵引,故而对于与金属或金属化合物的吸附最有效果,能够以必要最小限度的吸附量来获得适当的分散性,因此优选。此处所谓“酸价”,是由为了将1g试样中所含的酸性成分加以中和而需要的氢氧化钾的mg数所表示。酸价的测定法可列举指示剂法(对萘酚苯甲醇(p-naphtholbenzein)指示剂)或电位差滴定法。
·ISO6618-1997:与利用指示剂滴定法的中和值试验法→指示剂滴定法(酸价)对应
·ISO6619-1988:与电位差滴定法(酸价)→电位差滴定法(酸价)对应
银微粒子分散体也可还包含在银微粒子合成前添加的作为保护剂的具有酸价的分散剂(保护分散剂)。此处所谓的“保护分散剂”可与所述的银微粒子合成后添加的“具有酸价的分散剂”相同。
另外,银微粒子分散体中,溶媒可使用多种溶媒、特别是高极性溶媒。所谓高极性溶媒,是指与己烷或甲苯之类的低极性溶剂难以相容者,通常为水或碳数短的醇等,本发明中,更优选为使用碳数1~6的醇。通过设碳数1~6的醇作为高极性溶媒,可避免使用低极性溶媒时的异常,例如可避免当在树脂上层叠银微粒子分散体时,溶媒侵入基底的树脂层。此处,胺中优选为使用烷氧基胺。通过将胺设为烷氧基胺,可使银微粒子良好地分散于高极性溶媒中。
构成银微粒子分散体的银微粒子的粒径优选为如产生熔点下降的纳米尺寸,理想为1nm~200nm,视需要也可包含微米尺寸的粒子。
另外,本发明也提供一种导电性涂层复合体的制造方法,其特征在于包括:
第一步骤,将树脂涂布于基材的至少一部分上而形成树脂层;
第二步骤,将银微粒子分散体涂布于所述树脂层的至少一部分上;及
第三步骤,通过外部加热而使所述银微粒子分散体中所含的银微粒子烧结,从而形成导电性涂层。
通过银微粒子分散体的涂布及外部加热来形成导电性涂层,由此可在低温下形成导电性优异的导电性涂层,可获得相对于耐热性低的基板也表现出良好导电性的导电性涂层复合体。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,通过使用树脂层作为密接层,可提高树脂层与基材及树脂层与导电性涂层的密接性。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,优选为:将树脂层的主成分设为聚氨基甲酸酯树脂,在所述聚氨基甲酸酯树脂中添加异氰酸酯基由封端剂保护的聚合物和/或包含噁唑啉基的聚合物作为交联剂。通过将所述交联剂添加于聚氨基甲酸酯树脂中,可控制树脂层的柔软性。即,优选为使用包含聚氨基甲酸酯树脂及交联剂的聚氨基甲酸酯树脂组合物。
所述交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量优选为设为10重量%以内。若交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量多于10重量%,则聚氨基甲酸酯树脂中所含的特定的官能基与交联剂过剩地过反应,因此除了树脂层的柔软性受损以外,还有树脂层与基材及导电性涂层的密接性受损的倾向。
通过将例如断裂伸长率600%以上的聚氨基甲酸酯树脂用于树脂层中,在使银微粒子烧结的第三步骤中,可充分缓和基材与导电性涂层的热膨胀系数差。其结果,银微粒子的烧结顺畅地进行,从而可获得具有优异的导电性的导电性涂层。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,优选为使用水系聚氨基甲酸酯树脂作为所述聚氨基甲酸酯树脂。水系聚氨基甲酸酯树脂的臭味低,可实现作业环境的恶化防止及环境负荷的减低。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,优选为将所述树脂层的膜厚设为1μm以下。通过将树脂层的膜厚设为1μm以下,树脂层的膨润、收缩的影响变小,可对导电性涂层赋予优异的耐热性。再者,树脂层的膜厚可根据旋转涂布的转速或稀释液量等来适宜控制。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,优选为:在第一步骤中,将溶解于溶剂中的所述水系聚氨基甲酸酯树脂涂布于所述基材上而形成所述树脂层。通常,水性聚氨基甲酸酯树脂以分散于水中的状态(胶乳)存在,并进行溶媒的挥发而成膜,但有根据成膜条件而受胶乳的粒子径的影响地形成膜的情况。
此处,在欲形成薄的树脂层的情况下,有时引起表面粗糙度变大的问题。相对于此,通过将水性聚氨基甲酸酯树脂溶于溶媒(例如乙醇或丙酮等)中,胶乳破泡而成为均匀溶液,因此成膜形成性能(特别是薄膜中的膜质均匀性)提高。
另外,在本发明的导电性涂层复合体的制造方法中,优选为:作为所述银微粒子分散体,使用如下银微粒子分散体,其包含:
所述银微粒子;
碳数为5以下的短链胺;
高极性溶媒;及
用以使所述银微粒子分散的具有酸价的分散剂,且所述短链胺的分配系数logP为-1.0~1.4。
如上所述,所述银微粒子分散体是在多种溶媒(特别是高极性溶媒)中均匀分散有银微粒子的具有低温烧结性的银微粒子分散体,因此对于基材的涂布容易(第二步骤),通过所述银微粒子复合体的烧结(第三步骤)而形成导电性涂层,由此可在低温下形成具有良好导电性的导电性涂层。
发明的效果
依据本发明的导电性涂层复合体及其制造方法,可提供一种即便在使用耐热性低的基材或玻璃基材的情况下,也兼具导电性涂层相对于基材的良好的密接性与导电性涂层的优异的导电性,此外,耐热性也优异的导电性涂层复合体及其制造法,所述导电性涂层复合体具有基材与导电性涂层。
附图说明
[图1]是本发明的导电性涂层复合体的概略剖面图。
[图2]是本发明的导电性涂层复合体的制造方法的步骤图。
具体实施方式
以下,对本发明的导电性涂层复合体的优选的一实施方式及其制造方法进行详细说明。再者,以下的说明中有时省略重复的说明。
(1)导电性涂层复合体
图1中示出本实施方式的导电性涂层复合体的概略剖面图。本发明的导电性涂层复合体1包括:基材2;树脂层4,形成于基材2的至少一部分上;及导电性涂层6,形成于树脂层4的至少一部分上。
在基材2与导电性涂层6之间形成树脂层4作为密接层,因此导电性涂层6与基材2具有良好的密接性。
(1-1)基材
基材2只要不损及本发明的效果,则并无特别限定,可使用现有公知的多种基材。作为可用于基材2中的材料,例如可列举:聚酰胺(Polyamide,PA)、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚酰胺酰亚胺(Polyamide imide,PAI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate,PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯,聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚醚砜(Polyether sulfone,PES)、乙烯树脂、氟树脂、液晶聚合物、陶瓷或玻璃等。
(1-2)树脂层
树脂层4的膜厚为1μm以下。通过将树脂层4的膜厚设为1μm以下,树脂层的膨润、收缩的影响变小,可对导电性涂层6赋予优异的耐热性。再者,树脂层4的更优选的膜厚为0.05μm~0.8μm,最优选的膜厚为0.1μm~0.5μm。
若树脂层4厚于1μm,则有时产生由树脂层4的特性所引起的问题。具体而言,因树脂层4的柔软性而导电性涂层6过剩地膨胀收缩,结果在导电性涂层6中形成缺陷(断线)。另外,有时产生由厚的树脂层4所引起的透明性的恶化、由吸湿等所引起的白化、由热所引起的黄化等。此处,通过将树脂层4的膜厚设为1μm以下,可最小限度地抑制这些不良影响。除此之外,通过将树脂层4的膜厚设为1μm以下,而不存在使用所需以上的材料的情况,因此在成本方面变得有利。
树脂层4只要不损及本发明的效果,则并无特别限定,可使用现有公知的多种树脂,但优选为:主成分为聚氨基甲酸酯树脂,且在聚氨基甲酸酯树脂中添加异氰酸酯基由封端剂保护的聚合物和/或包含噁唑啉基的聚合物作为交联剂。通过在聚氨基甲酸酯树脂中添加所述交联剂,可控制树脂层4的柔软性。
另外,交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量优选为10重量%以内。若交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量多于10重量%,则聚氨基甲酸酯树脂中所含的特定的官能基与交联剂过剩地过反应,因此除了树脂层4的柔软性受损以外,还有树脂层4与基材2及导电性涂层6的密接性受损的倾向。
另外,树脂层4的主成分更优选为断裂伸长率为600%以上的聚氨基甲酸酯树脂,所述聚氨基甲酸酯树脂优选为具有-COO-H、-COOR、-COO-NH+R2及-COO-NH4 +(其中,R、R2分别独立地表示直链或分支的可具有取代基的烷基、可具有取代基的环烷基、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的氧化烯基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的烷氧基羰基、可具有取代基的酰基)中的任一种官能基具有由下述所表示的官能基的任一种。
在导电性涂层复合体1中,树脂层4作为基材2与导电性涂层6的密接层发挥功能,因此基材2与导电性涂层6具有良好的密接性。另外,详细的理由并不明确,但通过用作密接层的聚氨基甲酸酯树脂具有所述特定的官能基,树脂层4与基材2及树脂层4与导电性涂层6的密接性提高。
另外,在作为树脂层4的主成分的聚氨基甲酸酯树脂具有断裂伸长率600%以上的特征的情况下,富有柔软性及收缩膨胀性,因此在使银微粒子烧结而形成导电性涂层6的工艺中,可缓和基材2与导电性涂层6的热膨胀系数差。其结果认为,银微粒子的烧结顺畅地进行,从而可获得具有优异的导电性的导电性涂层6。
聚氨基甲酸酯树脂优选为水系聚氨基甲酸酯树脂。水系聚氨基甲酸酯树脂的臭味低,可实现作业环境的恶化防止及环境负荷的减低。
作为聚氨基甲酸酯树脂,也可使用酯系、醚系、聚碳酸酯系的任一种聚氨基甲酸酯树脂,但优选为使用耐水解性优异的醚系或聚碳酸酯系的聚氨基甲酸酯树脂。
更具体而言,作为聚氨基甲酸酯树脂,可优选地使用第一工业制药制造的超级弗莱克斯(Superflex)系列:300、460、470、500M、740、E-2000、E-4800,或迪爱生(DIC)股份有限公司的海德朗(Hydran)系列:HW312B、HW311、AP-10、AP-70,三洋化成制造的氨基甲酸酯树脂胶乳:帕玛琳(Parmalin)UA-200、尤普伦(Uprene)UXA-307等。
另外,作为树脂层4的主成分而使用的聚氨基甲酸酯树脂具有特定的官能基,因此通过添加与所述官能基进行反应的交联剂,也可控制树脂层4的柔软性。作为可适用的官能基,可列举:氨基或异氰酸酯基、噁唑啉基、碳二亚胺基等。此处,官能基与交联剂的反应理想的是在成膜时进行,因此优选为使用在常温下难以进行反应的封端异氰酸酯基或噁唑啉基等。
然而,若过添加交联剂,则聚氨基甲酸酯树脂中所含的特定的官能基与交联剂过剩地过反应,因此树脂层4的柔软性受损。除此之外,有树脂层4与基材2及导电性涂层6的密接性受损的倾向。因此,优选为将交联剂相对于聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量设为10%以内。
交联剂只要不损及本发明的效果,则并无特别限定,可使用现有公知的多种交联剂,例如可使用第一工业制药制造的艾拉斯特隆(Elastron)系列的BN-69、BN-77,或日本催化剂制造的艾坡酷劳斯(Epocros)系列的WS-300、WS-500、WS-700等。
树脂层4的成膜方法并无特别限定,例如可使用浸渍、喷雾式、棒涂布式、旋转涂布、缝模涂布式、气刀式、逆辊涂布式、凹版涂布式、幕涂流动式等。
另外,成膜温度也无特别限定,只要使用作为树脂层4的原料而使用的组合物的最低成膜温度以上的温度即可。进而,视需要也可在基材2的耐热温度以下的温度下实施加热处理。
(1-3)导电性涂层
导电性涂层6是由银微粒子形成,是通过对其进行外部加热而形成的烧结体,且具有与银微粒子本来所具有的导电性相同程度的良好导电性。导电性涂层6的厚度优选为0.1μm~2μm。若小于0.1μm,则有厚度过薄而无法获得充分的导电性的情况。即便超过2μm,在导电性方面也无问题,但使用量变多,因此成本高而欠佳。
用于形成导电性涂层6的银微粒子分散体只要不损及本发明的效果,则并无特别限定,可使用现有公知的多种银微粒子分散体,优选为使用如下银微粒子分散体,其包含银微粒子、碳数为5以下的短链胺、高极性溶媒及用以使银微粒子分散的具有酸价的分散剂,且短链胺的分配系数logP为-1.0~1.4。
所述银微粒子分散体是在多种溶媒(特别是高极性溶媒)中均匀分散有银微粒子的具有低温烧结性的银微粒子分散体,通过所述银微粒子复合体的烧结而形成导电性涂层6,由此可在低温下形成具有良好导电性的导电性涂层6。
进而,银微粒子中所含的短链胺与作为树脂层4的主成分而使用的聚氨基甲酸酯树脂的特定的官能基相互作用,可发挥良好的密接性。
(1-3-1)银微粒子分散体
本实施方式的银微粒子分散体包含银微粒子、碳数为5以下的短链胺及高极性溶媒。以下,对这些各成分等进行说明。
(A)银微粒子
本实施方式的银微粒子分散体中的银微粒子的平均粒径若为不损及本发明的效果的范围,则并无特别限制,优选为具有如产生熔点下降的平均粒径者,例如若为1nm~200nm即可。进而优选为2nm~100nm。若银微粒子的平均粒径为1nm以上,则不仅银微粒子具备良好的低温烧结性,而且银微粒子制造不会成为高成本,故而实用。另外,若为200nm以下,则银微粒子的分散性难以经时性变化,故而优选。
对于银微粒子分散体,例如考虑到迁移的问题,也可添加离子化序列贵于氢的金属,即金、铜、铂、钯等的粒子。
再者,本实施方式的银微粒子分散体中的银微粒子的粒径也可不固定。另外,在银微粒子分散体包含后述的分散剂等作为任意成分的情况下,存在包含平均粒径超过200nm的金属粒子成分的情况,但若为不会产生凝聚,不会显著损及本发明的效果的成分,则也可包含所述具有超过200nm的平均粒径的金属粒子成分。
此处,本实施方式的银微粒子分散体中的银微粒子的粒径可利用动态光散射法、小角X射线散射法、广角X射线衍射法来测定。为了显示出纳米尺寸的银微粒子的熔点下降,优选为利用广角X射线衍射法来求出的微晶直径。例如广角X射线衍射法中,更具体而言,可使用理学电机(股)制造的RINT-UltimaIII,利用衍射法在2θ为30°~80°的范围内测定。所述情况下,以试样于在中央部具有深度为0.1mm~1mm左右的凹坑的玻璃板上,表面变得平坦的方式拉薄来测定即可。另外,若将使用理学电机(股)制造的嘉德(JADE),将所获得的衍射光谱的半值宽代入下述的谢乐方程式(Scherrer equation)中而算出的微晶直径(D)作为粒径即可。
D=Kλ/Bcosθ
此处,K:谢乐常数(0.9),λ:X射线的波长,B:衍射线的半值宽,θ:布拉格角。
(B)碳数为5以下的短链胺
本实施方式的银微粒子分散体中,在银微粒子的表面的至少一部分上附着有碳数为5以下的短链胺。再者,在银微粒子的表面,也可如原料中最初作为杂质而包含的微量有机物、在后述制造过程中混入的微量有机物、在洗涤过程中未彻底去除的残留还原剂、残留分散剂等那样,附着有微量的有机物。
碳数为5以下的短链胺若分配系数logP为-1.0~1.4,则并无特别限定,可为直链状,也可为分支链状,另外,也可具有侧链。作为所述短链胺,例如可列举:乙胺(-0.3)、丙胺(0.5)、丁胺(1.0)、N-(3-甲氧基丙基)丙烷-1,3-二胺(-0.6)、1,2-乙二胺、N-(3-甲氧基丙基)甲酰胺(-0.2)、2-甲氧基乙胺(-0.9)、3-甲氧基丙胺(-0.5)、3-乙氧基丙胺(-0.1)、1,4-丁二胺(-0.9)、1,5-戊二胺(-0.6)、戊醇胺(-0.3)、氨基异丁醇(-0.8)等,其中优选为使用烷氧基胺。
所述短链胺例如也可为包含羟基、羧基、烷氧基、羰基、酯基、巯基等胺以外的官能基的化合物。另外,所述胺可分别单独使用,也可并用两种以上。除此之外,常压下的沸点优选为300℃以下,进而优选为250℃以下。
若为不损及本发明的效果的范围,则本实施方式的银粒子分散体除了包含所述碳数为5以下的短链胺以外,也可包含羧酸。羧酸的一分子内的羧基具有相对较高的极性,容易产生利用氢键的相互作用,但这些官能基以外的部分具有相对较低的极性。进而,羧基容易显示出酸性的性质。另外,羧酸若在本实施方式的银粒子分散体中,局部存在(附着)于银微粒子的表面的至少一部分(即,若被覆银微粒子的表面的至少一部分),则可使溶媒与银微粒子充分亲和,可防止银微粒子彼此的凝聚(提高分散性)。
作为羧酸,可广泛使用具有至少1个羧基的化合物,例如可列举:甲酸、草酸、乙酸、己酸、丙烯酸、辛酸、油酸等。羧酸的一部分的羧基也可与金属离子形成盐。再者,关于所述金属离子,也可包含两种以上的金属离子。
所述羧酸例如也可为包含氨基、羟基、烷氧基、羰基、酯基、巯基等羧基以外的官能基的化合物。所述情况下,羧基的数量优选为羧基以外的官能基的数量以上。另外,所述羧酸可分别单独使用,也可并用两种以上。除此之外,常压下的沸点优选为300℃以下,进而优选为250℃以下。另外,胺与羧酸形成酰胺。所述酰胺基也适度地吸附于银微粒子表面,因此在银微粒子表面也可附着有酰胺基。
在由银微粒子与附着于所述银微粒子的表面的有机物(所述碳数为5以下的短链胺等)来构成胶体的情况下,所述胶体中的有机成分的含量优选为0.5质量%~50质量%。若有机成分含量为0.5质量%以上,则存在所获得的银微粒子分散体的储存稳定性变得良好的倾向,若为50质量%以下,则存在对银微粒子分散体进行加热而获得的煅烧体的导电性良好的倾向。有机成分的更优选含量为1%~30质量%,进而优选含量为2%~15质量%。
(C)高极性溶媒
本实施方式的银微粒子分散体是在多种高极性溶媒中分散有银微粒子者。
作为所述溶媒,可在不损及本发明的效果的范围内,使用多种高极性溶媒。作为高极性溶媒,可例示:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、戊醇、己醇、异戊醇、糠醇、硝基甲烷、乙腈、吡啶、丙酮甲酚、二甲基甲酰胺、二噁烷、乙二醇、甘油、苯酚、对甲酚、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、2-丁醇、1-己醇、2-己醇2-戊酮、2-庚酮、乙酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、乙酸-2-丁氧基乙酯、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸-2-甲氧基乙酯、2-己氧基乙醇等,但本发明中由于与所述碳数为5以下的短链胺的相容性良好,故而优选为使用碳数1~6的醇。再者,这些溶媒可分别单独使用,也可并用两种以上。
(D)分散剂
本实施方式的银粒子分散体中,还包含为了使银微粒子分散而在银微粒子合成后添加的“具有酸价的分散剂”。通过使用所述分散剂,可提高溶媒中的银微粒子的分散稳定性。此处,所述分散剂的酸价更优选为5~200,另外,进而优选为所述分散剂具有由磷酸而来的官能基。
其原因在于,若分散剂的酸价为5以上,则与胺配位,粒子表面开始产生对于成为碱性的金属物的酸碱相互作用下的吸附;且原因在于,若为200以下,则不具有过度吸附的部位,故而以优选方式来吸附。另外,通过分散剂具有由磷酸而来的官能基,磷P经由氧O而与金属M相互作用、互相牵引,故而对于与金属或金属化合物的吸附最有效果,能够以必要最小限度的吸附量来获得优选的分散性。
再者,作为酸价为5~200的高分子分散剂,例如,路博润(Lubrizol)公司的索尔斯帕斯(SOLSPERSE)系列中可列举索尔斯帕斯(SOLSPERSE)-16000、21000、41000、41090、43000、44000、46000、54000等,毕克化学(BYK-Chemie)公司的迪斯帕毕克(DISPERBYK)系列中可列举:迪斯帕毕克(DISPERBYK)-102、110、111、170、190、194N、2015、2090、2096等,赢创(Evonik)公司的迪高迪斯帕(TEGO Dispers)系列中可列举:610、610S、630、651、655、750W、755W等,楠本化成(股)制造的帝司巴隆(Disparlon)系列中可列举DA-375、DA-1200等,共荣化学工业(股)制造的弗洛兰(Flowlen)系列中可例示:WK-13E、G-700、G-900、GW-1500、GW-1640、WK-13E。
在本实施方式的银微粒子分散体中含有分散剂的情况下的含量若根据粘度等所需的特性来调整即可,例如在将银微粒子分散体用作银油墨的情况下,优选为将分散剂的含量设为0.5质量%~20质量%,在用作银浆的情况下,优选为将分散剂的含量设为0.1质量%~10质量%。
高分子分散剂的含量优选为0.1质量%~15质量%。若高分子分散剂的含量为0.1%以上,则所获得的银微粒子分散体的分散稳定性变得良好,在含量过多的情况下,低温烧结性会下降。就所述观点而言,高分子分散剂的更优选含量为0.3质量%~10质量%,进而优选含量为0.5质量%~8质量%。
本实施方式的分散体进而优选为:通过热分析,自室温加热至200℃时的重量减少率为20质量%以下,且自200℃加热至500℃时的重量减少率为10质量%以下。此处,至200℃的重量减少率主要表示有助于低温烧结性的低温成分即短链胺的含量,200℃~500℃的高温性分的重量减少率主要表示有助于分散稳定性的酸价的分散剂的含量。若短链胺或高温成分过剩,则低温烧结性受损。即,若自室温加热至200℃时的重量减少率为20质量%以下,且自200℃加热至500℃时的重量减少率为10质量%以下,则低温烧结性更优异。
(E)保护剂(保护分散剂)
本实施方式的银微粒子分散体可还包含作为在银微粒子合成前添加的保护剂的具有酸价的分散剂(保护分散剂)。此处所谓的“保护分散剂”,可与所述银微粒子合成后添加的“具有酸价的分散剂”为相同种类者,也可为不同种类者。
(F)其他成分
本实施方式的银微粒子分散体中,除了所述成分以外,也可在不损及本发明的效果的范围内,为了赋予与使用目的对应的适度的粘性、密接性、干燥性或者印刷性等功能,而添加例如发挥作为粘合剂的作用的寡聚物成分、树脂成分、有机溶剂(可将固体成分的一部分溶解或者分散)、表面活性剂、增稠剂或者表面张力调整剂等任意成分。作为所述任意成分,并无特别限定。
作为树脂成分,例如可列举:聚酯系树脂、封端异氰酸酯等聚氨基甲酸酯系树脂、聚丙烯酸酯系树脂、聚丙烯酰胺系树脂、聚醚系树脂、三聚氰胺系树脂或者萜烯系树脂等,这些树脂成分可分别单独使用,也可并用两种以上。
作为增稠剂,例如可列举:粘土(clay)、膨润土(bentonite)或者锂膨润石(hectorite)等粘土矿物,例如聚酯系胶乳树脂、丙烯酸系胶乳树脂、聚氨基甲酸酯系胶乳树脂或者封端异氰酸酯等胶乳,甲基纤维素、羧基甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素的纤维素衍生物、黄原胶(xanthan gum)或者瓜尔胶(guargum)等多糖类等,这些增稠剂可分别单独使用,也可并用两种以上。
也可添加与所述有机成分不同的表面活性剂。多成分溶媒系的无机胶体分散液中,容易产生由干燥时的挥发速度不同所引起的涂层表面的粗糙以及固体成分的偏移。通过在本实施方式的银微粒子分散体中添加表面活性剂来抑制这些不利,可获得能够形成均匀的导电性涂层的银微粒子分散体。
作为本实施方式中可使用的表面活性剂,并无特别限定,可使用阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂的任一者,例如可列举:烷基苯磺酸盐、四级铵盐等。其中,由于以少量的添加量来获得效果,故而优选为氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂。
(1-3-2)银微粒子
本实施方式的银微粒子分散体中所含的银微粒子为在表面的至少一部分上附着有分配系数logP为-1.0~1.4且碳数为5以下的烷氧基胺的银微粒子。
通过使银微粒子的表面的至少一部分上附着分配系数logP为-1.0~1.4且碳数为5以下的烷氧基胺,可对银微粒子赋予对于多种溶媒(特别是高极性溶媒)而言的优异分散性及低温烧结性。
作为所述溶媒,可在不损及本发明的效果的范围内使用多种溶媒,可使用SP值(溶解参数(solubility parameter))为7.0~15.0的溶媒。此处,在高极性溶媒中也均匀分散有银微粒子是本发明的银微粒子分散体的特征之一,本发明中由于与所述碳数为5以下的短链胺的相容性良好,故而优选为使用碳数1~6的醇。再者,这些溶媒可分别单独使用,也可并用两种以上。
作为SP值(溶解参数)为7.0~15.0的溶媒,例如可例示:己烷(7.2)、三乙胺(7.3)、乙醚(7.7)、正辛烷(7.8)、环己烷(8.3)、乙酸正戊酯(8.3)、乙酸异丁酯(8.3)、甲基异丙基酮(8.4)、戊基苯(8.5)、乙酸丁酯(8.5)、四氯化碳(8.6)、乙基苯(8.7)、对二甲苯(8.8)、甲苯(8.9)、甲基丙基酮(8.9)、乙酸乙酯(8.9)、四氢呋喃(9.2)、甲基乙基酮(9.3)、氯仿(9.4)、丙酮(9.8)、二噁烷(10.1)、吡啶(10.8)、异丁醇(11.0)、正丁醇(11.1)、硝基乙烷(11.1)、异丙醇(11.2)、间甲酚(11.4)、乙腈(11.9)、正丙醇(12.1)、糠醇(12.5)、硝基甲烷(12.7)、乙醇(12.8)、甲酚(13.3)、乙二醇(14.2)、甲醇(14.8)、苯酚、对甲酚、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、2-丁醇、1-己醇、2-己醇2-戊酮、2-庚酮、乙酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、乙酸-2-丁氧基乙酯、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸-2-甲氧基乙酯、2-己氧基乙醇等。
本实施方式的银微粒子的粒径优选为如产生熔点下降的纳米尺寸,理想为1nm~200nm,视需要也可包含微米尺寸的粒子。
再者,也可直接使用所述银微粒子分散体来形成导电性涂层6,但可通过调整为适合于转印印刷用的导电性油墨来使用,从而形成转印印刷于树脂层4上的导电性涂层6。以下,对所述导电性油墨进行说明。
本实施方式的转印印刷用导电性油墨的特征在于包含:金属粒子、包含乙醇的溶媒及0.1质量%~3.0质量%的具有羟基的高沸点溶剂。另外,包含以含有金属粒子及有机成分的金属粒子分散体(换言之,金属胶体粒子)作为主成分的固体成分及将这些固体成分分散的分散介质。其中,所述胶体液中,“分散介质”也可溶解所述固体成分的一部分。
依据此种金属胶体液,由于包含有机成分,故而可提高金属胶体液中的金属胶体粒子的分散性,因此,即便增加金属胶体液中的金属成分的含量,金属胶体粒子也难以凝聚,可保持良好的分散稳定性。再者,此处所谓的“分散性”是表示刚制备金属胶体液后,所述金属胶体液中的金属粒子的分散状态是否优异(是否均匀),所谓“分散稳定性”是表示调整金属胶体液且经过既定的时间后,所述金属胶体液中的金属粒子的分散状态是否得以维持,也可称为“低沉降凝聚性”。
此处,所述金属胶体液中,金属胶体粒子中的“有机成分”是与所述金属成分一并实质上构成金属胶体粒子的有机物。所述有机成分中,不包含如金属中最初作为杂质而包含的微量有机物、在后述制造过程中混入的微量有机物附着于金属成分上的有机物、在洗涤过程未彻底去除的残留还原剂、残留分散剂等那样,微量附着于金属成分上的有机物等。再者,所述所谓“微量”具体而言是指在金属胶体粒子中小于1质量%。
本实施方式中的金属胶体粒子由于包含有机成分,故而在金属胶体液中的分散稳定性高。因此,即便增大金属胶体液中的金属成分的含量,金属胶体粒子也难以凝聚,其结果为确保良好的分散性。
另外,本实施方式中的金属胶体液的所谓“固体成分”,是指当使用硅胶等自金属胶体液中去除分散介质后,例如在30℃以下的常温(例如25℃)下干燥24小时之时残存的固体成分,通常包含金属粒子、残存有机成分以及残留还原剂等。再者,作为使用硅胶自金属胶体液中去除分散介质的方法,可采用多种方法,例如若通过在玻璃基板上涂布金属胶体液,将带有涂膜的玻璃基板在加入有硅胶的密闭容器中放置24小时以上而去除分散介质即可。
本实施方式的金属胶体液中,优选的固体成分的浓度为1质量%~60质量%。若固体成分的浓度为1质量%以上,则可确保转印印刷用导电性油墨中的金属的含量,导电效率不会降低。另外,若固体成分的浓度为60质量%以下,则金属胶体液的粘度不会增加,操作容易,在工业上有利,可形成平坦的薄膜。更优选的固体成分的浓度为5质量%~40质量%。
转印印刷用导电性油墨的特征在于包含0.1质量%~3.0质量%的具有羟基的高沸点溶剂。具有羟基的高沸点溶剂优选为选自1,3-丁二醇(沸点:203℃)、2,4-二乙基-1,5-戊二醇(沸点:150℃/5mmHg,1气压下为200℃以上)或者辛二醇(沸点:243℃)中。
所谓“高沸点溶剂”,是指具有200℃以上的沸点的溶剂。另外,通过具有羟基而对水具有适度的亲和性,存在将空气中的水分吸收或吸附等而保湿的倾向,因此能够以少的添加量来制成适合于转印印刷法的油墨。进而,通过将高沸点溶剂的添加量设为必要最小限度,发挥可使涂布于硅酮覆层上的油墨在短时间内半干燥,可缩短印刷周期的效果。
具有羟基的高沸点溶剂的添加量为0.1质量%~3.0质量%。若小于0.1质量%,则量过少,难以成为适合于转印印刷法的油墨状,若超过3.0质量%,则达到适合于转印印刷法的半干燥状态的时间延长,在印刷周期的方面变得不利。就更确实地容易成为适合于转印印刷法的油墨状,可缩短达到适合于转印印刷法的半干燥状态的时间,在印刷周期的方面变得有利的观点而言,具有羟基的高沸点溶剂的添加量特别优选为0.3质量%~2.0质量%。
另外,转印印刷用导电性油墨中,为了提高油墨的干燥性而添加乙醇等高挥发性溶剂。通过添加所述溶剂,可将转印印刷用导电性油墨快速地调整为适合于印刷的粘度。作为高挥发性溶剂,除了乙醇以外,还可使用选自甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等沸点小于100℃的溶剂的群组中的一种或两种以上的低沸点溶剂。
进而,在转印印刷用导电性油墨中,优选为包含氢氟醚等氟溶剂。氟溶剂由于表面张力低而可对硅酮覆层发挥良好的润湿性,且由于沸点相对较低而可赋予良好的干燥性。其中,就臭氧破坏系数的观点而言,较包含卤素原子的氟溶剂而言,优选为氢氟醚。
另外,较氢氟碳类而言,氢氟醚由于具有醚键而具有极性高、基本上不会使硅酮覆层膨润的优点,发挥与乙醇等醇的相容性良好、与分散于醇中的金属粒子的相容性也优异的效果,因此更优选。
转印印刷用导电性油墨中,出于提高对硅酮覆层的润湿性的目的,也可添加具有氟原子的氟系表面活性剂。但,在所述情况下,若添加量过多,则使用转印印刷用导电性油墨来制作的导电性涂层的导电性下降,若添加量过少,则润湿性改善的效果不充分,因此优选为0.01质量%~2质量%。
转印印刷用导电性油墨中,表面张力为22mN/m以下。通过将表面张力充分降低至22mN/m以下,可充分保证转印印刷用导电性油墨对硅酮树脂等覆层的润湿性。将表面张力设为22mN/m以下,可通过调整所述本发明的转印印刷用导电性油墨的成分比来实现。表面张力的下限若为13mN/m左右即可。再者,本发明中所谓的表面张力是利用板法(platemethod)(威廉(Wilhelmy)法)的原理进行测定而得者,例如可利用协和界面科学(股)制造的全自动表面张力计CBVP-Z等来测定。
(1-3-3)银微粒子及银微粒子分散体的制造方法
本实施方式的银微粒子以及银微粒子分散体的制造方法包括:生成银微粒子的步骤;以及对所述银微粒子添加、混合用以使所述银微粒子分散的具有酸价的分散剂的步骤;进而包括:第一前步骤,调整可通过还原而分解生成金属银的银化合物、与分配系数logP为-1.0~1.4的短链胺的混合液;以及第二前步骤,通过将所述混合液中的所述银化合物还原而生成在表面的至少一部分上附着有碳数为5以下的短链胺的银微粒子。
在所述第一前步骤中,优选为相对于1mol的金属银而添加2mol以上的短链胺。通过将短链胺的添加量相对于1mol的金属银而设为2mol以上,可使通过还原而生成的银微粒子的表面附着适量的短链胺,可对所述银微粒子赋予对于多种溶媒(特别是高极性溶媒)而言的优异分散性及低温烧结性。
再者,根据所述第一前步骤中的混合液的组成以及所述第二前步骤中的还原条件(例如加热温度以及加热时间等),优选为将所获得的银微粒子的粒径设为产生熔点下降的纳米尺寸,更优选为设为1nm~200nm。此处,视需要也可包含微米尺寸的粒子。
自所述第二前步骤中获得的银微粒子分散体中取出银微粒子的方法并无特别限定,例如可列举对所述银微粒子分散体进行洗涤的方法等。
作为用以获得由有机物(分配系数logP为-1.0~1.4的短链胺)被覆的银微粒子的起始材料,可使用多种公知的银化合物(金属盐或其水合物),例如可列举:硝酸银、硫酸银、氯化银、氧化银、乙酸银、草酸银、甲酸银、亚硝酸银、氯酸银、硫化银等银盐。这些银盐若为可还原者,则并无特别限定,可溶解于适当的溶媒中,也可以分散于溶媒中的状态来使用。另外,这些可单独使用,也可并用多种。
另外,所述原料液中将这些银化合物还原的方法并无特别限定,例如可列举:使用还原剂的方法,照射紫外线等光、电子束、超声波或热能量的方法,进行加热的方法等。其中,就容易操作的观点而言,优选为使用还原剂的方法。
作为所述还原剂,可列举:例如二甲基氨基乙醇、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、菲尼酮(phenidone)、联氨(hydrazine)等胺化合物;例如硼氢化钠、碘化氢、氢气等氢化合物;例如一氧化碳、亚硫酸等氧化物;例如硫酸亚铁、氧化铁、反丁烯二酸铁、乳酸铁、草酸铁、硫化铁、乙酸锡、氯化锡、二磷酸锡、草酸锡、氧化锡、硫酸锡等低原子价金属盐;例如乙二醇、甘油、甲醛、对苯二酚、连苯三酚、单宁、单宁酸、水杨酸、D-葡萄糖等糖等;若为可溶解于分散介质中而将所述金属盐还原者,则并无特别限定。在使用所述还原剂的情况下,也可施加光和/或热来促进还原反应。
作为使用所述金属盐、有机成分、溶媒及还原剂来制备由有机物被覆的银微粒子的具体方法,可列举如下方法等:例如将所述金属盐溶解于有机溶媒(例如甲苯等)中来制备金属盐溶液,在所述金属盐溶液中添加作为分散剂的短链胺或具有酸价的保护分散剂,继而在其中缓缓滴加溶解有还原剂的溶液。
在包含以所述方式获得的由短链胺或具有酸价的保护分散剂所被覆的银微粒子的分散液中,除了银微粒子以外,还存在金属盐的相对离子、还原剂的残留物或分散剂,存在溶液整体的电解质浓度或有机物浓度高的倾向。此种状态的溶液由于导电度高等原因而产生银微粒子的凝析,容易沉淀。或者,即便不沉淀,若金属盐的相对离子、还原剂的残留物、或者分散所必需的量以上的过剩的分散剂残留,则存在使导电性恶化的顾虑。因此,通过对包含所述银微粒子的溶液进行洗涤而去除多余的残留物,可确实地获得由有机物所被覆的银微粒子。
作为所述洗涤方法,例如可列举:将包含由有机成分所被覆的银微粒子的分散液静置一定时间,去除所产生的上清液后,添加使银微粒子沉淀的溶媒(例如水、甲醇、甲醇/水混合溶媒等)而再次搅框,进而静置一定时间,去除所产生的上清液,将如上步骤反复进行多次的方法;进行离心分离来代替所述静置的方法;利用超滤装置或离子交换装置等来进行脱盐的方法等。通过如上所述的洗涤而去除多余的残留物,并且去除有机溶媒,由此可获得本实施方式的由“短链胺或具有酸价的分散剂”所被覆的银微粒子。
本实施方式中,金属胶体分散液是通过将所述获得的由短链胺或具有酸价的保护分散剂所被覆的银微粒子、与所述本实施方式中所说明的分散介质进行混合而获得。所述由“短链胺或具有酸价的保护分散剂”所被覆的银微粒子与分散介质的混合方法并无特别限定,可使用搅拌机或搅拌器(stirrer)等,利用现有公知的方法来进行。可利用刮勺(spatula)之类者进行搅拌,或应用适当功率的超声波均质机。
在获得包含多种金属的金属胶体分散液的情况下,其制造方法并无特别限定,例如在制造包含银与其他金属的金属胶体分散液的情况下,在所述的由有机物所被覆的银微粒子的制备中,可将包含银微粒子的分散液、与包含其他金属粒子的分散液分开制造,然后混合,也可将银离子溶液与其他的金属离子溶液混合,然后还原。
也可通过以下步骤来制造银微粒子:第一步骤,调整可通过还原而分解生成金属银的银化合物、与分配系数logP为-1.0~1.4的短链胺的混合液;以及第二步骤,通过将所述混合液中的所述银化合物还原,而生成在表面的至少一部分上附着有碳数为5以下的短链胺的银微粒子。
例如,可通过对由包含银的草酸银等金属化合物与短链胺所生成的络合化合物进行加热,使将所述络合化合物中所含的草酸根离子等金属化合物分解而生成的原子状的银凝聚,来制造由短链胺的保护膜所保护的银微粒子。
如上所述,通过将金属化合物的络合化合物在胺的存在下进行热分解来制造由胺被覆的银微粒子的金属胺络合物分解法中,通过作为单一种类的分子的金属胺络合物的分解反应而生成原子状金属,因此可在反应体系内均匀地生成原子状金属,与通过多种成分的反应来生成金属原子的情况相比较,由构成反应的成分的组成不稳定所引起的反应不均匀得到抑制,特别是在以工业规模来制造大量银微粒子时有利。
另外,金属胺络合物分解法中,推测为:在所生成的金属原子上配位键结有短链胺分子,通过配位于所述金属原子上的短链胺分子的作用而产生凝聚时的金属原子的运动得到控制。其结果为,依据金属胺络合物分解法,可制造非常微细且粒度分布狭窄的银微粒子。
进而,在所制造的银微粒子的表面,多数的短链胺分子也产生相对较弱的力的配位键,这些在银微粒子的表面形成致密的保护涂层,因此可制造保存稳定性优异的表面清洁的被覆银微粒子。另外,形成所述涂层的短链胺分子可通过加热等而容易地脱离,因此可制造可在非常低的温度下烧结的银微粒子。
另外,当将固体状的金属化合物与胺混合而生成络合化合物等复合化合物时,通过对构成被覆银微粒子的涂层的具有酸价的分散剂,混合碳数为5以下的短链胺来使用,则络合化合物等复合化合物的生成变得容易,可通过短时间的混合来制造复合化合物。另外,通过混合所述短链胺来使用,可制造具有与各种用途对应的特性的被覆银微粒子。
以所述方式获得的本实施方式的分散体可直接以所述状态使用,可在不损及导电油墨、导电性浆的分散稳定性以及低温烧结性的范围内,添加多种无机成分或有机成分。
(2)导电性涂层复合体的制造方法
图2是本发明的导电性涂层复合体的制造方法的步骤图。本发明的导电性涂层复合体的制造方法包括:第一步骤(S01),将树脂涂布于基材2的至少一部分上而形成树脂层4;第二步骤(S02),将银微粒子分散体涂布于树脂层4的至少一部分上;及第三步骤(S03),通过外部加热而使银微粒子分散体中所含的银微粒子烧结,从而形成导电性涂层6。以下,对形成聚氨基甲酸酯树脂层作为树脂层4的情况进行说明。
(2-1)树脂层的形成(第一步骤(S01))
是将溶解于溶剂中的水系聚氨基甲酸酯树脂涂布于基材2的至少一部分上而形成树脂层4的步骤。树脂层4的膜厚优选为设为1μm以下。所述膜厚可根据旋转涂布的转速或稀释液量等来适宜控制。再者,聚氨基甲酸酯树脂优选为溶解于溶剂中的水系。
通过使用断裂伸长率为600%以上且具有-COO-H、-COOR、-COO-NH+R2及-COO-NH4 +(其中,R、R2分别独立地表示直链或分支的可具有取代基的烷基、可具有取代基的环烷基、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的氧化烯基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的烷氧基羰基、可具有取代基的酰基)中的任一种官能基的水系聚氨基甲酸酯树脂,可有效地提高第二步骤(S02)及第三步骤(S03)中所形成的导电性涂层6与基材2的密接性,并且可形成具有优异的导电性的导电性涂层6。
例如,将水系聚氨基甲酸酯树脂以溶解于溶剂中的状态涂布于基材2上,并形成树脂层4。通常,水性聚氨基甲酸酯树脂以分散于水中的状态(胶乳)存在,并进行溶媒的挥发而成膜,但有根据成膜条件而受胶乳的粒子径的影响地形成膜的情况,特别是,在欲形成薄的树脂层4的情况下,有表面粗糙度变大的问题。相对于此,通过将水性聚氨基甲酸酯树脂溶于溶媒(例如乙醇或丙酮等)中,胶乳破泡而成为均匀溶液,因此成膜形成性能(特别是薄膜中的膜质均匀性)提高,从而可形成良好的树脂层4。
另外,通过将断裂伸长率600%以上的聚氨基甲酸酯树脂用于密接层(树脂层4)中,在使银微粒子烧结的第三步骤(S03)中,可缓和基材2与导电性涂层6的热膨胀系数差。其结果,银微粒子的烧结顺畅地进行,从而可获得具有优异的导电性的导电性涂层6。
在将树脂层4形成于基材2的表面上时,为了提高基材2与树脂层4的密接性,也可进行基材2的表面处理。作为所述表面处理方法,例如可列举进行电晕处理、等离子体处理、紫外线(Ultraviolet,UV)处理、电子束处理等干式处理的方法等。
树脂层4的成膜方法并无特别限定,例如可使用浸渍、喷雾式、棒涂布式、旋转涂布、缝模涂布式、气刀式、逆辊涂布式、凹版涂布式、幕涂流动式等,另外,成膜温度也无特别限定,只要使用作为树脂层4的原料而使用的组合物的最低成膜温度以上的温度即可。进而,视需要也可在基材2的耐热温度以下的温度下实施加热处理。
(2-2)银微粒子分散体的涂布(第二步骤(S02))
是将银微粒子分散体涂布于基材2的表面上的步骤。银微粒子分散体只要不损及本发明的效果,则并无特别限定,可使用现有公知的多种银微粒子分散体,优选为使用如下银微粒子分散体,其包含银微粒子、碳数为5以下的短链胺、高极性溶媒及用以使银微粒子分散的具有酸价的分散剂,且短链胺的分配系数logP为-1.0~1.4。
作为涂布银微粒子分散体的方法,可使用多种方法,例如可自浸渍、网版印刷、反转印刷、微接触印刷、喷雾式、棒涂布式、旋转涂布式、喷墨式、分配器式、针转移法、冲压法、利用刷毛的涂布方式、流延式、柔版式、凹版式、平版法、转印法、亲水疏水图案法或注射器式等中适宜选择而使用。
在将导电性涂层6形成于树脂层4的表面上时,为了提高树脂层4与导电性涂层6的密接性,也可进行树脂层4的表面处理。作为所述表面处理方法,例如可列举进行电晕处理、等离子体处理、UV处理、电子束处理等干式处理的方法等。
(2-3)银微粒子的煅烧(第三步骤(S03))
是通过对在第二步骤(S02)中涂布银微粒子分散体的基材2进行加热而烧结银微粒子,从而形成导电性涂层6的步骤。
若使用本实施方式的银微粒子分散体,则涂布于基材2上后,可在相对较低的温度(例如300℃以下,优选为100℃~250℃)下进行加热、煅烧而使银微粒子烧结,从而获得导电性涂层6。在进行煅烧时,也可阶段性地升高温度或降低温度。另外,也可在涂布银微粒子分散体的面上预先涂布表面活性剂或表面活化剂等。
在本实施方式中,在银微粒子分散体包含粘合剂成分的情况下,就涂膜的强度提高等的观点而言,粘合剂成分也进行烧结,但根据情况,可将为了适用于各种印刷法而调整银微粒子分散体的粘度作为粘合剂成分的主要目的,控制煅烧条件而将粘合剂成分全部去除。
进行所述加热、煅烧的方法并无特别限定,例如使用现有公知的烘箱等,以涂布或描绘于基材2上的所述银微粒子分散体的温度例如成为300℃以下的方式进行加热、煅烧,由此可进行烧结。所述加热、煅烧的温度的下限未必限定,只要为不损及本发明的效果的范围的温度即可。此处,在所述烧结后的导电性涂层6中,就获得尽可能高的强度及优异的导电性的方面而言,有机物的残存量少为佳,但在不损及本发明的效果的范围内也可残存有机物的一部分。
以上,对本发明的具有代表性的实施方式进行了说明,但本发明并不仅限定于这些,可进行多种设计变更,且这些设计变更全部包含于本发明的技术范围内。
实施例
以下,列举实施例及比较例,对本发明的导电性涂层复合体及其制造方法进一步进行说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。
《制备例1》
将8.9g的3-甲氧基丙胺(和光纯药工业(股)制造的试剂一级,碳数:4,logP:-0.5)、与0.3g的作为高分子分散剂的迪斯帕毕克(DISPERBYK)-111加以混合,利用磁力搅拌器进行充分搅拌而生成胺混合液(相对于银,所添加的胺的摩尔比为10)。继而,一边进行搅拌,一边添加3.0g的草酸银。添加草酸银后,在室温下继续搅拌,由此使草酸银变化为具有粘性的白色物质,在确认到所述变化在外观上结束的时刻终止搅拌。
将所获得的混合液转移至油浴中,在120℃下进行加热搅拌。在搅拌刚开始后,伴随二氧化碳的产生的反应开始,然后,进行搅拌直至二氧化碳的产生完毕为止,由此获得银微粒子悬浮于胺混合物中的悬浮液。
继而,为了置换所述悬浮液的分散介质,添加10mL的甲醇/水的混合溶媒进行搅拌,然后通过离心分离,使银微粒子沉淀而分离,对分离出的银微粒子再次添加10mL的甲醇/水的混合溶媒,通过进行搅拌、离心分离,使银微粒子沉淀而分离,添加2.1g的乙醇/异丁醇/异丙醇(Isopropyl alcohol,IPA)(40/40/30v/v)混合溶媒作为分散溶媒,由此获得固体成分浓度48wt%的银微粒子分散体A。
《制备例2》
将8.9g的3-甲氧基丙胺(和光纯药工业(股)制造的试剂一级,碳数:4,logP:-0.5)、与0.3g的作为高分子分散剂的迪斯帕毕克(DISPERBYK)-102加以混合,利用磁力搅拌器进行充分搅拌而生成胺混合液(相对于银,所添加的胺的摩尔比为5)。继而,一边进行搅拌,一边添加3.0g的草酸银。添加草酸银后,在室温下继续搅拌,由此使草酸银变化为具有粘性的白色物质,在确认到所述变化在外观上结束的时刻终止搅拌。
将所获得的混合液转移至油浴中,在120℃下进行加热搅拌。在搅拌刚开始后,伴随二氧化碳的产生的反应开始,然后,进行搅拌直至二氧化碳的产生完毕为止,由此获得银微粒子悬浮于胺混合物中的悬浮液。
继而,为了置换所述悬浮液的分散介质,添加10mL的甲醇/水的混合溶媒进行搅拌,然后通过离心分离,使银微粒子沉淀而分离,对分离出的银微粒子再次添加10mL的甲醇/水的混合溶媒,通过进行搅拌、离心分离,使银微粒子沉淀而分离,添加包含0.06g的索尔斯帕斯(SOLSPERSE)41000(日本路博润(Lubrizol)(股)制造)的乙醇2.1g,由此获得固体成分浓度为48wt%的银微粒子分散体B。
《制备例3》
在添加3mL的10N-NaOH水溶液而成为碱性的50mL水中,溶解17g的柠檬酸三钠二水合物、0.36g的单宁酸。对所获得的溶液添加3mL的3.87mol/L硝酸银水溶液,进行2小时搅拌,获得银胶体水溶液。对所获得的银胶体水溶液进行透析直至导电率成为30μS/cm以下为止,由此进行脱盐。透析后,进行浓缩,以2100rpm(920G)、10分钟的条件进行离心分离,由此去除粗大金属胶体粒子,获得固体成分浓度48wt%的银微粒子分散体C。
《制备例4》
将200ml的甲苯(和光纯药工业(股)制造的试剂一级)与11g的丁胺(和光纯药工业(股)制造的试剂一级,碳数:4,logP:1.0)加以混合,利用磁力搅拌器进行充分搅拌(相对于银,所添加的胺的摩尔比为2.5)。一边进行搅拌,一边在其中添加10g的硝酸银(东洋化学工业(股)制造的试剂特级),硝酸银溶解后,添加10g的作为高分子分散剂的迪斯帕毕克(DISPERBYK)-2090与10g的己酸(和光纯药工业(股)制造的试剂特级)。在其中滴加在50ml的离子交换水中添加1g的硼氢化钠(和光纯药工业(股)制造)而制备的0.02g/ml的硼氢化钠水溶液,从而获得包含银微粒子的溶液。搅拌1小时后,添加200ml的甲醇(和光纯药工业(股)制造的试剂特级)而使银微粒子凝聚、沉降。进而,通过离心分离使银微粒子完全沉降后,将作为上清液的甲苯及甲醇去除,并去除过剩的有机物,添加6g的2-戊醇,从而获得固体成分浓度50wt%的银微粒子分散体D。
将所述银微粒子分散体A~银微粒子分散体D与表1所示的其他成分添加、混合,从而获得导电性油墨A~导电性油墨D。再者,表1所示的成分的量是由重量%表示。另外,将树脂层形成油墨中所使用的树脂示于表2中。
[表1]
[表2]
《实施例1》
通过利用乙醇将迪爱生(DIC)公司制造的海德朗(Hydran)HW-312B稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨。此时,HW-312B在目视下完全溶解。使用旋转涂布机,以2000rpm、30秒的条件将树脂层形成油墨成膜于玻璃基板上,然后,在120℃下进行加热30分钟,由此形成树脂层。继而,利用棒涂布机(No.7)将导电性油墨B涂布于硅酮制覆层上,并将带树脂层的基板按压于覆层上,由此将导电性涂层转印于带树脂层的基板上。然后,通过在120℃下实施30分钟的煅烧,从而获得实施导电性涂层复合体1。
《实施例2》
通过利用N-甲基-2-吡咯烷酮将迪爱生(DIC)公司制造的海德朗(Hydran)HW-311稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨。此时,HW-311在目视下完全溶解。除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体2。
《实施例3》
除了使用导电性油墨C以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体3。
《实施例4》
相对于树脂层形成油墨,以5重量%的比例将日本催化剂制造的艾坡酷劳斯(Epocros)WS-700添加于实施例2的树脂层形成油墨中,除此以外,与实施例2同样地获得实施导电性涂层复合体4。
《实施例5》
除了使用导电性油墨D以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体5。
《实施例6》
通过利用水将第一工业制药公司制造的超级弗莱克斯(Superflex)420稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨。使用旋转涂布机,以2000rpm、30秒的条件将树脂层形成油墨成膜于玻璃基板上,然后,在120℃下进行加热30分钟,由此形成树脂层。继而,使用导电性油墨A,利用与实施例1相同的方法而获得实施导电性涂层复合体6。
《实施例7》
使积水化学公司制造的艾斯莱克(S-REC)BL-S溶解于乙醇/甲苯(=1/1W/W)溶液中,以使固体成分浓度成为10wt%,从而形成树脂层形成油墨。除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体7。
《实施例8》
通过利用水将第一工业制药公司制造的超级弗莱克斯(Superflex)150HS稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨,除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体8。
《实施例9》
通过利用水将第一工业制药公司制造的超级弗莱克斯(Superflex)650稀释2倍,从而形成树脂层形成油墨,除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体9。
《实施例10》
通过利用水将迪爱生(DIC)公司制造的海德朗(Hydran)ADS-120稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨,除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体10。
《实施例11》
利用乙醇将迪爱生(DIC)公司制造的海德朗(Hydran)HW-312B稀释1.5倍,并将旋转涂布机的成膜条件设为1000rpm、30sec,除此以外,与实施例1同样地获得实施导电性涂层复合体11。
《比较例1》
通过利用水将迪爱生(DIC)公司制造的海德朗(Hydran)HW-312B稀释3倍,从而形成树脂层形成油墨。使用棒涂布机No.10,将树脂层形成油墨涂布于玻璃基板上,并成膜树脂层,然后,在120℃下进行加热30分钟,由此形成树脂层。继而,利用棒涂布机(No.7)将导电性油墨A涂布于硅酮制覆层上,并将带树脂层的基板按压于覆层上,由此将导电性涂层转印于带树脂层的基板上。然后,通过在120℃下实施30分钟的煅烧,从而获得比较导电性涂层复合体1。
《比较例2》
针对第一工业制药公司制造的超级弗莱克斯(Superflex)470,使用棒涂布机NO.10而成膜树脂层后,在120℃下进行加热30分钟,由此形成树脂层。除此以外,与实施例1同样地获得比较导电性涂层复合体2。
《比较例3》
除了不使用树脂层形成油墨以外,与比较例1同样地获得比较导电性涂层复合体3。
《比较例4》
除了使用第一工业制药公司制造的超级弗莱克斯(Superflex)210以外,与比较例2同样地获得比较导电性涂层复合体4。
《比较例5》
除了使用导电性油墨C以外,与比较例4同样地获得比较导电性涂层复合体5。
《比较例6》
除了使用东亚合成公司制造的阿隆玛伊体(Aronmighty)AS-60作为树脂层形成油墨以外,与比较例1同样地获得比较导电性涂层复合体6。
《比较例7》
除了使用棒涂布机No.6以外,与比较例1同样地获得比较导电性涂层复合体7。
[评价试验]
(1)树脂层的膜厚测定
利用剃刀等锐利的刀具削取树脂层,利用共焦点显微镜(基恩斯(Keyence)VK-X150)对玻璃基板与树脂层的厚度差进行计测,由此对树脂层的膜厚进行计测。将所获得的值示于表3中。
(2)密接性评价
将胶带(米其邦(Nichiban)18mm)贴附于实施例及比较例中所获得的导电性涂层复合体,一下子撕下而进行试验。将在目视时观察不到剥离的情况设为◎,将观察到仅极少一部分(2%以下)剥离的部位的情况设为○,将观察到仅剥离10%以下的面积的情况设为△,将观察到剥离20%以上的情况设为×,并将结果示于表3中。
(3)导电性评价
针对导电性涂层复合体的导电性,使用三菱化学分析技术(Mitsubishi ChemicalAnalytech)公司制造的劳莱斯特(Loresta)GP MCP-T610来测定表面电阻,并乘以膜厚,由此算出体积电阻值。将体积电阻值为20μΩ·cm以下设为◎,将50μΩ·cm以下设为○,将超过50μΩ·cm设为×,并将结果示于表3中。再者,关于密接性评价中为○以上且导电性评价中为○的样品,将综合评价设为○,并将结果示于表3中。
(4)耐热性评价
对导电性涂层复合体的耐热性进行评价。将玻璃凸版按压于涂布有各种导电性油墨的覆层上,并转印非图像部(不需要部分)而去除。进而,通过将带树脂层的基材按压于覆层材上而将图案转印于基材。图案设为细线,线宽度设为10μm、20μm、30μm、50μm、100μm,长度设为10mm。进而,通过以120℃、30分钟的条件进行煅烧,从而获得导电性涂层复合体。所获得的导电性涂层的厚度为约0.3μm。继而,针对所获得的导电性涂层复合体,反复进行180℃×1分钟的高温短时间曝露5次后,显微镜观察图案形状。将确认到图案弯曲或断线等变形的情况设为×,将几乎未确认到的情况设为○,将完全未确认到的情况设为◎,并将结果示于表3中。
[表3]
关于所有的实施导电性涂层复合体,可确认到兼具密接性与良好导电性。相对于此,根据比较导电性涂层复合体3与实施导电性涂层复合体的比较,在不形成树脂层的情况下,无法获得良好的密接性。
另外,关于实施导电性涂层复合体的耐热性评价的结果,得知:通过将树脂层的膜厚设为1μm以下,可对导电性涂层复合体赋予良好的耐热性。
符号的说明
1:导电性涂层复合体
2:基材
4:树脂层
6:导电性涂层
Claims (11)
1.一种导电性涂层复合体,其特征在于包括:
基材;
树脂层,形成于所述基材的至少一部分上;及
导电性涂层,形成于所述树脂层的至少一部分上,
所述导电性涂层是由银微粒子形成,
所述树脂层的膜厚为1μm以下。
2.根据权利要求1所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述树脂层的主成分为聚氨基甲酸酯树脂,
在所述聚氨基甲酸酯树脂中添加异氰酸酯基由封端剂保护的聚合物和/或包含噁唑啉基的聚合物作为交联剂。
3.根据权利要求2所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述交联剂相对于所述聚氨基甲酸酯树脂的固体成分的固体成分量为10重量%以内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述导电性涂层是由银微粒子分散体形成,所述银微粒子分散体包含:
所述银微粒子;
短链胺;
溶媒;及
用以使所述银微粒子分散的分散剂。
5.根据权利要求4所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述短链胺的碳数为5以下。
6.根据权利要求4或5所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述溶媒为高极性溶媒。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述分散剂具有酸价。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述短链胺的分配系数logP为-1.0~1.4。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的导电性涂层复合体,其特征在于,所述短链胺为烷氧基胺。
10.一种导电性涂层复合体的制造方法,其特征在于包括:
第一步骤,将树脂涂布于基材的至少一部分上而形成树脂层;
第二步骤,将银微粒子分散体涂布于所述树脂层的至少一部分上;及
第三步骤,通过外部加热而使所述银微粒子分散体中所含的银微粒子烧结,从而形成导电性涂层。
11.根据权利要求10所述的导电性涂层复合体的制造方法,其特征在于,将所述树脂层的膜厚设为1μm以下。
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