CN113348194A - 导电性组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供在制成导电膜时显示低的体积电阻率和低的接触电阻率的导电性组合物。本发明的导电性组合物是含有导电粒子、环氧树脂、和阳离子系固化剂,且上述阳离子系固化剂为铵盐的导电性组合物。

Description

导电性组合物
技术领域
本发明涉及导电性组合物。
背景技术
以往,提出了为了形成太阳能电池等中的电极,使用含有银粒子、环氧树脂和阳离子系固化剂的导电性组合物(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-22795号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在这种情况下,本发明人等对专利文献1的实施例所记载的导电性组合物进行了研究,结果明确了制成导电膜时的体积电阻率和接触电阻率不一定满足近来要求的水平。
因此,本发明鉴于上述实际情况,以提供在制成导电膜时显示低的体积电阻率和低的接触电阻率的导电性组合物作为目的。
用于解决课题的方法
本发明人等对上述课题进行了深入研究,结果发现,通过使用铵盐作为阳离子系固化剂可以解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明人等发现,通过以下构成可以解决上述课题。
(1)一种导电性组合物,其含有导电粒子、环氧树脂、和阳离子系固化剂,
上述阳离子系固化剂为铵盐。
(2)根据上述(1)所述的导电性组合物,上述阳离子系固化剂为后述式(1)所示的化合物。
(3)根据上述(2)所述的导电性组合物,在上述式(1)中,R1和R2各自独立地为可以具有取代基的脂肪族烃基、或可以具有取代基的芳香族烃基,R3为-L1-Ar1所示的基团。这里,L1表示单键、或2价不饱和烃基,Ar1表示可以具有取代基的芳香族烃基。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的导电性组合物,上述环氧树脂和上述阳离子系固化剂的合计含量相对于上述导电粒子100质量份为1~8质量份。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的导电性组合物,上述导电粒子为选自银粉、铜粉、和表面的至少一部分被银涂布而得的银涂布导电粉中的至少1种。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的导电性组合物,上述阳离子系固化剂的含量相对于上述环氧树脂的含量为0.5~10质量%。
发明的效果
如下所示那样,根据本发明,可以提供在制成导电膜时显示低的体积电阻率和低的接触电阻率的导电性组合物。
具体实施方式
以下,对本发明的导电性组合物进行说明。
另外,在本说明书中使用“~”表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。
此外,本发明的导电性组合物所含有的各成分可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这里,关于各成分,在并用2种以上的情况下,关于该成分,所谓含量,只要没有特别指明,就是指合计含量。
[导电性组合物]
本发明的导电性组合物(以下,也称为“本发明的组合物”)是含有导电粒子、环氧树脂、和阳离子系固化剂,且上述阳离子系固化剂为铵盐的导电性组合物。
可以认为本发明的组合物由于采用这样的构成,因此可获得上述效果。其理由不清楚,但推测是因为环氧树脂通过铵盐而缓慢地阳离子聚合,从而形成应变少的致密的导电膜。
〔导电粒子〕
本发明的组合物所含有的导电粒子只要是具有导电性的粒状的物质,就没有特别限定。
作为导电粒子,可举出例如,电阻率为20×10-6Ω·cm以下的金属材料。
作为上述金属材料,具体而言,可举出例如,金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)、和镍(Ni)等。基于在制成导电膜时显示更低的体积电阻率、更低的接触电阻率、和更优异的耐湿热性的理由,金属材料优选为银。以下,将“显示更低的体积电阻率、更低的接触电阻率、和更优异的耐湿热性”也称为“本发明的效果更优异”。
基于本发明的效果更优异的理由,上述导电粒子优选为选自银粉、铜粉、和表面的至少一部分被银涂布而得的银涂布导电粉中的至少1种。
作为构成上述银涂布导电粉的芯,可举出例如,上述金属材料的粒子。
基于本发明的效果更优异的理由,导电粒子的平均粒径优选为0.5~10μm,更优选为1~5μm。
这里,在本发明中,导电粒子的平均粒径是指使用激光衍射式粒度分布测定装置测定体积基准的粒度分布而求出的、累积50%时的粒径(50%体积累积径。也称为“平均粒径(D50)”。)。作为这样的激光衍射式粒度分布测定装置,可举出例如,依照堀场制作所制的LA-500(商品名)的装置。
基于本发明的效果更优异的理由,导电粒子优选包含选自薄片状粒子和球状粒子中的至少1种。
在本发明中,所谓球状,是指长径/短径的比率为2以下的粒子的形状。此外,所谓薄片状,是指长径/短径的比率超过2的形状。这里,构成导电粒子的粒子的长径和短径可以基于由扫描型电子显微镜(SEM)获得的图像而求出。此外,所谓“长径”,是指在通过SEM而获得的粒子图像内,从粒子的大致重心通过的线段之中的距离最长的线段。所谓“短径”,是指在通过SEM而获得的粒子图像中,从粒子的大致重心通过的线段之中的距离最短的线段。
薄片状粒子可以为单晶和多晶中的任一者。
基于本发明的效果更优异的理由,薄片状粒子的比表面积优选为0.2~1.0m2/g,更优选为0.2~0.8m2/g。在大于1.0m2/g的情况下,有时易于高粘度化,发生印刷性的降低。为了获得能够适当印刷的粘度区域的组合物,需要更多混配溶剂,固体成分降低,因此有时发生印刷/固化后的配线的长宽比(aspect ratio)变小的问题。在少于0.2m2/g的情况下,有时易于低粘度化,发生线宽的扩大等印刷性的降低。为了获得能够适当印刷的粘度区域的组合物,需要更少混配溶剂,制造时的粘度控制变得困难,另一方面,有时在丝网印刷等配线工序中发生由溶剂干燥引起的粘度变化易于发生等问题。
在本发明中,导电粒子的比表面积是指基于BET式由-196℃下的氮的吸附等温线求出的值。
基于本发明的效果更优异的理由,薄片状粒子的平均粒径优选为1~15μm,更优选为3~10μm。在大于10μm的情况下,有时发生在丝网印刷等配线工序中易于发生网眼堵塞,特别是在细线图案形成时易于发生断线这样的问题。在小于1μm的情况下,有时导电粒子彼此的触点增加,接触电阻变大,所得的配线的电阻变大。进一步,有时起因于所得的组合物的触变性变低,而发生在丝网印刷等配线工序中高长宽比的配线化变得困难的问题。
基于本发明的效果更优异的理由,球状粒子的比表面积优选为0.5~1.6m2/g,更优选为0.5~1.2m2/g。在多于1.6m2/g的情况下,有时易于高粘度化,发生印刷性的降低。为了获得能够适当印刷的粘度区域的组合物,需要更多混配溶剂,固体成分降低,因此有时发生印刷/固化后的配线的长宽比变小的问题。在少于0.5m2/g的情况下,有时易于低粘度化,发生线宽的扩大等印刷性的降低。为了获得能够适当印刷的粘度区域的组合物,需要更少混配溶剂,制造时的粘度控制变得困难,另一方面,有时发生在丝网印刷等配线工序中由溶剂干燥引起的粘度变化易于发生等问题。
基于本发明的效果更优异的理由,从印刷性和导电性更优异这样的观点考虑,球状粒子的平均粒径优选为0.5~3μm,更优选为0.8~2μm。在大于3μm的情况下,有时通过粒子间的间隙变多,组合物内的导电粒子密度降低,从而所得的配线的电阻变大。在小于0.5μm的情况下,有时导电粒子彼此的触点增加,接触电阻变大,所得的配线的电阻变大。
在本发明中,在使用多个种类的导电粒子作为导电粒子的情况下,基于本发明的效果更优异的理由,导电粒子的平均比表面积优选为0.5~0.8m2/g,更优选为0.5~0.7m2/g。
在本发明中,导电粒子的平均比表面积可以通过将各导电粒子的比表面积与其含量之积的总和除以各导电粒子的含量的总和而获得。
在含有上述薄片状粒子和上述球状粒子作为导电粒子的情况下,基于本发明的效果更优异的理由,上述球状粒子相对于上述薄片状粒子的质量比(球状粒子/薄片状粒子)优选为75/25~25/75,更优选为70/30~30/70。
导电粒子的制造方法没有特别限制。可举出例如,以往公知的制造方法。
球状的导电粒子(例如上述球状粒子)的制造方法没有特别限定,可以适合使用例如,通过湿式还原法、电解法、雾化法等而制造的粒子。
薄片状的导电粒子(例如上述薄片状粒子)制造方法没有特别限定,可以使用以往公知的方法。可以适合使用例如,通过以利用上述方法制造的球状的导电粒子作为原粉,通过球磨机、珠磨机、振动磨机、搅拌式粉碎机等对该原粉实施机械处理,将原粉通过物理力而薄片化的方法而制造的粒子。
<含量>
基于本发明的效果更优异的理由,本发明的组合物中的导电粒子的含量优选为50~99质量%,更优选为70~97质量%,进一步优选为90~95质量%。
〔环氧树脂〕
本发明的组合物所含有的环氧树脂只要是具有环氧基的化合物,就没有特别限制。
基于本发明的效果更优异的理由,环氧树脂优选为1分子中具有2个以上环氧基的化合物。
环氧树脂的环氧当量没有特别限制,但基于本发明的效果更优异的理由,优选为90~3500eq/g。
作为环氧树脂,可以使用以往公知的环氧树脂。
具体而言,可举出例如,双酚A型、双酚F型、溴化双酚A型、双酚E型、氢化双酚A型、双酚S型、双酚AF型、联苯型等具有双苯基的环氧化合物、聚亚烷基二醇型、亚烷基二醇型的环氧化合物、具有萘环的环氧化合物、具有芴基的环氧化合物等二官能型的缩水甘油基醚系环氧树脂;
苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型、四苯酚基乙烷型等多官能型的缩水甘油基醚系环氧树脂;
二聚酸等合成脂肪酸的缩水甘油基酯系环氧树脂;
N,N,N’,N’-四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(TGDDM)、四缩水甘油基二氨基二苯基砜(TGDDS)、四缩水甘油基-间苯二甲胺(TGMXDA)、三缩水甘油基-对氨基苯酚、三缩水甘油基-间氨基苯酚、N,N-二缩水甘油基苯胺、四缩水甘油基1,3-双氨基甲基环己烷(TG1,3-BAC)、异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)等缩水甘油基胺系环氧树脂;
具有三环〔5,2,1,02,6〕癸烷环的环氧化合物,具体而言,例如,可以通过使二环戊二烯(dicyclopentadiene)与间甲酚等甲酚类或苯酚类聚合后,使表氯醇反应的公知的制造方法而获得的环氧化合物;
聚(氧亚烷基)多元醇的缩水甘油基醚、和亚烷基多元醇的缩水甘油基醚那样的多元醇缩水甘油基型环氧树脂;
螯合改性环氧树脂;
具有苯二醇(二羟基苯)骨架的环氧树脂及其加氢物;
具有邻苯二甲酸骨架的环氧树脂及其加氢物;
具有苯二甲醇骨架的环氧树脂;
具有环己烷二甲醇骨架的环氧树脂;
具有二环戊二烯二甲醇骨架的环氧树脂;
脂环型环氧树脂;以東レチオコール社制的フレップ10为代表的在环氧树脂主链上具有硫原子的环氧树脂;具有氨基甲酸酯键的氨基甲酸酯改性环氧树脂;含有聚丁二烯、液体聚丙烯腈-丁二烯橡胶或丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)的橡胶改性环氧树脂等。
它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
基于本发明的效果更优异的理由,环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂。
<含量>
在本发明的组合物中,环氧树脂的含量相对于上述导电粒子100质量份优选为0.1~20质量份,更优选为1~5质量份。
<适合的方案>
基于本发明的效果等更优异的理由,环氧树脂优选包含在25℃下为液体的液体环氧树脂(以下,也简称为“液体环氧树脂”)和在25℃下为固体的固体环氧树脂(以下,也简称为“固体环氧树脂”),更优选由在25℃下为液体的液体环氧树脂和在25℃下为固体的固体环氧树脂构成。
(液体环氧树脂)
基于本发明的效果更优异的理由,液体环氧树脂的环氧当量优选为小于500g/eq,更优选为100~300g/eq。
基于本发明的效果更优异的理由,上述液体环氧树脂的粘度优选为15~60,000mPa·s,更优选为50~15,000mPa·s。
另外,在本说明书中,环氧树脂的粘度为在25℃的条件下,按照JIS Z8803测定的值。
基于本发明的效果更优异的理由,上述液体环氧树脂优选包含水溶率75%以上的液体环氧树脂A和水溶率小于75%的液体环氧树脂B,优选由液体环氧树脂A和液体环氧树脂B构成。
这里所谓水溶率,是指在室温下相对于水90质量份溶解了环氧树脂10质量份时的溶解率。
(1)液体环氧树脂A
上述液体环氧树脂A为水溶率75%以上的液体环氧树脂。
基于本发明的效果更优异的理由,上述液体环氧树脂A优选为具有链状结构的环氧树脂。作为上述链状结构,可举出例如,聚(氧亚烷基)基、氧亚烷基。
作为具有上述链状结构的环氧树脂,可举出例如,聚(氧亚烷基)多元醇的聚缩水甘油基醚、和亚烷基多元醇的聚缩水甘油基醚那样的多元醇系缩水甘油基型环氧树脂。
能够构成上述多元醇系缩水甘油基型环氧树脂的、聚(氧亚烷基)多元醇、或亚烷基多元醇没有特别限制。
上述聚(氧亚烷基)多元醇、或亚烷基多元醇所具有的亚烷基可以为直链状、和支链状中的任一者。上述亚烷基的碳原子数可以为例如,2~15个。
作为上述亚烷基,可举出例如,亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基。
基于本发明的效果更优异的理由,上述聚(氧亚烷基)多元醇所具有的重复单元(氧亚烷基)的重复单元数优选为2~15,更优选为3~10。
作为上述亚烷基多元醇的聚缩水甘油基醚,可举出例如,乙二醇二缩水甘油基醚、和丙二醇二缩水甘油基醚。
作为上述亚烷基多元醇的聚缩水甘油基醚的市售品,可举出例如,商品名EX-810(ナガセケムテック社制)。
作为上述聚(氧亚烷基)多元醇的聚缩水甘油基醚,可举出例如,聚乙二醇二缩水甘油基醚、和聚丙二醇二缩水甘油基醚。
作为上述聚(氧亚烷基)多元醇的聚缩水甘油基醚的市售品,可举出例如,商品名EX-830、EX-841、EX-920、EX-931(ナガセケムテック社制)等。
(2)液体环氧树脂B
上述液体环氧树脂B为水溶率小于75%的液体环氧树脂。
基于本发明的效果更优异的理由,上述液体环氧树脂B优选为具有环状结构的环氧树脂。作为上述环状结构,可举出例如,环己烷骨架那样的环状的脂肪族烃基;苯环那样的芳香族烃基及其加氢物。
具有上述环状结构的环氧树脂除了环氧乙烷环以外,还可以进一步具有氨基甲酸酯键。
作为具有上述环状结构的环氧树脂,可举出例如,双酚A型、双酚F型、双酚E型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚S型、和双酚AF型那样的具有双酚骨架的环氧树脂及其加氢物;由上述环氧树脂得到的氨基甲酸酯改性物(氨基甲酸酯改性环氧树脂)及其加氢物;1分子中具有1个环状结构的环氧树脂及其加氢物。
另外,上述氨基甲酸酯改性环氧树脂在1分子中具有多个环状结构。
作为上述1分子中具有1个环状结构的环氧树脂及其加氢物,可举出例如,具有苯二醇骨架的环氧树脂及其加氢物;具有邻苯二甲酸骨架的环氧树脂及其加氢物;具有苯二甲醇骨架的环氧树脂;具有环己烷二甲醇骨架的环氧树脂;具有苯胺骨架的环氧树脂;具有甲苯胺骨架的环氧树脂等。
其中,基于本发明的效果更优异的理由,优选为氨基甲酸酯改性环氧树脂、1分子中具有1个环状结构的环氧树脂,更优选为氨基甲酸酯改性环氧树脂、具有苯二醇骨架的环氧树脂、具有邻苯二甲酸骨架的环氧树脂、具有环己烷二甲醇骨架的环氧树脂,进一步优选为氨基甲酸酯改性环氧树脂、具有间苯二酚骨架的间苯二酚二缩水甘油基醚。
(固体环氧树脂)
基于本发明的效果更优异的理由,固体环氧树脂的环氧当量优选为400g/eq以上且5000g/eq以下,更优选为1500~3500g/eq。
基于本发明的效果更优异的理由,上述固体环氧树脂的软化点优选为50~150℃,更优选为100~150℃。
在本发明中,环氧树脂的软化点是按照JIS K-7234测定的。
作为上述固体环氧树脂,可举出例如,双酚A型、双酚F型、双酚E型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚S型、和双酚AF型那样的双酚骨架的环氧树脂。
其中,基于本发明的效果更优异的理由,固体环氧树脂优选为选自双酚A型和双酚F型中的至少1种。
(固体/(固体+液体))
在本发明的组合物中,基于本发明的效果更优异的理由,上述固体环氧树脂相对于上述固体环氧树脂与上述液体环氧树脂的合计的比例优选为10~50质量%。以下,将“固体环氧树脂相对于固体环氧树脂与液体环氧树脂的合计的比例”也称为“固体/(固体+液体)”。
基于本发明的效果更优异的理由,固体/(固体+液体)更优选为15~30质量%。
(A/(A+B))
在本发明的组合物中,基于本发明的效果更优异的理由,上述液体环氧树脂A相对于上述液体环氧树脂A与上述液体环氧树脂B的合计的比例优选为10~90质量%。以下,将“液体环氧树脂A相对于液体环氧树脂A与液体环氧树脂B的合计的比例”也称为“A/(A+B)”。
基于本发明的效果更优异的理由,A/(A+B)更优选为30~70质量%,进一步优选为40~60质量%。
〔特定固化剂〕
本发明所含有的阳离子系固化剂为铵盐。以下,将作为铵盐的阳离子系固化剂也称为“特定固化剂”。
这里铵盐为作为铵的阳离子与阴离子形成的盐。铵中包含吡啶
Figure BDA0003181934000000101
上述阴离子没有特别限定,但基于本发明的效果更优异的理由,优选为下述式(i)~(vi)所示的阴离子中的任一者。
Figure BDA0003181934000000111
<适合的方案>
基于本发明的效果更优异的理由,特定固化剂优选为下述式(1)所示的化合物。
Figure BDA0003181934000000112
在上述式(1)中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或取代基,L2表示单键、或2价不饱和烃基,Ar2表示可以具有取代基的芳香族烃基,X-表示阴离子。
如上述那样,在式(1)中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或取代基。基于本发明的效果更优异的理由,R1、R2和R3优选各自独立地为取代基,更优选为有机基。
作为上述有机基,可举出例如,可以具有取代基的、脂肪族烃基、芳香族烃基、或将它们组合而得的基团等。
上述脂肪族烃基可以为直链状、支链状、环状中的任一者。作为上述脂肪族烃基的具体例,可举出直链状或支链状的烷基(特别是,碳原子数1~30)、直链状或支链状的烯基(特别是,碳原子数2~30)、直链状或支链状的炔基(特别是,碳原子数2~30)等。
作为上述芳香族烃基,可举出例如,苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等碳原子数6~18的芳香族烃基等。
基于本发明的效果更优异的理由,上述式(1)中的R1和R2优选各自独立地为可以具有取代基的脂肪族烃基、或可以具有取代基的芳香族烃基。脂肪族烃基和芳香族烃基的具体例和适合的方案如上所述。
基于本发明的效果更优异的理由,上述式(1)中的R3优选为-L1-Ar1所示的基团。这里,L1表示单键、或2价不饱和烃基,Ar1表示可以具有取代基的芳香族烃基。基于本发明的效果更优异的理由,L1优选为单键。
作为上述2价不饱和烃基,可举出例如,直链状或支链状的烯基(特别是,碳原子数2~30)、直链状或支链状的炔基(特别是,碳原子数2~30)等。其中,基于本发明的效果更优异的理由,优选为烯基。
上述芳香族烃基的具体例如上所述。
如上所述,在式(1)中,L2表示单键或2价不饱和烃基。基于本发明的效果更优异的理由,L2优选为单键。2价不饱和烃基的具体例和适合的方案如上所述。
另外,在L2为单键的情况下,式(1)中的与N+结合的亚甲基的碳原子与Ar2直接结合。
如上所述,在式(1)中,Ar2表示可以具有取代基的芳香族烃基。芳香族烃基的具体例如上所述。
上述取代基没有特别限制,但基于本发明的效果更优异的理由,优选为烷氧基。
如上所述,在式(1)中,X-表示阴离子。阴离子没有特别限定。
基于本发明的效果更优异的理由,上述阴离子优选为上述式(i)~(vi)所示的阴离子中的任一者。
<含量>
在本发明的组合物中,基于本发明的效果更优异的理由,特定化合物的含量相对于上述导电粒子100质量份优选为0.001~1质量份,更优选为0.01~0.1质量份。
在本发明的组合物中,基于本发明的效果更优异的理由,特定化合物的含量相对于上述环氧树脂的含量优选为0.5~10质量%。
在本发明的组合物中,基于本发明的效果更优异的理由,上述环氧树脂与特定固化剂的合计含量相对于上述导电粒子100质量份优选为1~8质量份。
〔任意成分〕
本发明的组合物可以含有除上述成分以外的成分。
<溶剂>
基于本发明的效果更优异的理由,本发明的组合物优选含有溶剂。
作为上述溶剂,可举出例如,例如,丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、环己酮、甲基乙基酮、异佛尔酮、α-萜品醇等。
作为溶剂,可以使用市售品。
基于本发明的效果更优异的理由,本发明的组合物中的溶剂的含量优选为0.1~50质量%,更优选为1~10质量%。
<添加剂>
本发明的组合物根据需要可以进一步含有除特定固化剂以外的固化剂、还原剂、脂肪酸金属盐等添加剂。
作为除上述特定固化剂以外的固化剂,具体而言,可举出例如三氟化硼乙基胺、三氟化硼哌啶那样的三氟化硼与胺化合物的配位化合物、2-乙基-4-甲基咪唑那样的咪唑类、二亚乙基三胺、DICY(双氰胺)、异氰酸酯化合物、封闭异氰酸酯化合物、二氨基二苯基甲烷等胺类。
作为上述还原剂,具体而言,可举出例如,乙二醇类等。
上述脂肪酸金属盐只要是有机羧酸的金属盐,就没有特别限定,优选使用例如,选自银、镁、镍、铜、锌、钇、锆、锡和铅中的至少1种以上金属的羧酸金属盐。它们之中,优选使用银的羧酸金属盐(以下,也称为“羧酸银盐”。)。
这里,上述羧酸银盐只要是有机羧酸(脂肪酸)的银盐,就没有特别限定,可以使用例如,日本特开2008-198595号公报的[0063]~[0068]段落所记载的脂肪酸金属盐(特别是叔脂肪酸银盐)、日本专利第4482930号公报的[0030]段落所记载的脂肪酸银盐、日本特开2010-92684号公报的[0029]~[0045]段落所记载的具有1个以上羟基的脂肪酸银盐、日本特开2010-92684号公报的[0046]~[0056]段落所记载的仲脂肪酸银盐、日本特开2011-35062号公报的[0022]~[0026]所记载的羧酸银等。
〔导电性组合物的制造方法〕
本发明的组合物的制造方法没有特别限定,可举出将上述各成分例如通过辊、捏合机、挤出机、万能搅拌机等进行混合的方法。
[导电膜]
本发明的导电膜为使用本发明的组合物而形成的导电膜。
作为形成本发明的导电膜的方法,可举出例如,将本发明的组合物施与到基材,在180~230℃的条件下加热,使上述组合物固化的方法。
基材没有特别限制。可举出例如,硅基板、玻璃、金属、树脂基板、膜等。也可以对上述基材进行例如ITO膜(铟锡氧化物膜)等TCO膜(透明氧化物导电膜)处理。
本发明的导电膜,例如,可以作为太阳能电池单元的电极(集电极)、触摸面板的电极、LED的芯片接合(die bond)而使用。
可以使用具有本发明的导电膜的太阳能电池单元来制造太阳能电池模块。
实施例
以下,通过实施例对本发明进一步详细地说明,但本发明不限定于此。
〔导电性组合物的调制〕
将下述表1的各成分以该表所示的比例(质量份)混合,从而调制出各导电性组合物。
〔评价〕
对所得的各导电性组合物进行了以下评价。
<体积电阻率>
将所得的导电性组合物通过丝网印刷涂布在玻璃基板上,形成了作为2cm×2cm的实心(ベタ)涂布的测试图案。然后,利用烘箱在200℃下干燥和固化30分钟,制作出导电膜。关于制作的各导电膜,通过使用了电阻率计(ロレスターGP,三菱化学社制)的4端子4探针法而评价了体积电阻率。将结果示于表1中。在实用上,体积电阻率优选为小于7.5μΩ·cm,更优选为小于7.0μΩ·cm。
<接触电阻率>
在钠钙玻璃基板上,制作ITO膜作为透明导电膜而制作出评价用的玻璃基板。将所得的导电性组合物通过丝网印刷涂布在上述评价用的玻璃基板上,形成了宽度300μm、长度2.5cm的测试图案。然后,利用烘箱在200℃干燥30分钟,制作出细线形状的导电膜(细线电极)。电极间的距离设为2mm。进而,使用数字万用表(HIOKI制:3541RESISTANCE HiTESTER)测定了细线电极间的电阻值。进而,求出接触电阻率。将结果示于表1中(湿热试验前)。在实用上,接触电阻率优选为2.0mΩ·cm2以下。
此外,将所得的细线电极在80℃相对湿度95%的烘箱中保持24小时,同样地求出接触电阻率。将结果示于表1中(湿热试验后)。
此外,将湿热试验后的接触电阻率相对于湿热试验前的接触电阻率(湿热试验后的接触电阻率/湿热试验前的接触电阻率)示于表1中(试验后/试验前)。从耐湿性的观点考虑,“湿热试验后的接触电阻率/湿热试验前的接触电阻率”优选小。
Figure BDA0003181934000000161
Figure BDA0003181934000000171
Figure BDA0003181934000000181
将表1中的各成分的详细内容示于下述表2中。
这里,特定固化剂1~10和比较固化剂1为由表2所记载的阳离子部位(阳离子)与表2所记载的阴离子部位(阴离子)形成的盐。
由于特定固化剂1~10为铵盐,因此相当于上述特定固化剂。另一方面,由于比较固化剂1~2不是铵盐,因此不对应上述特定固化剂。
Figure BDA0003181934000000191
在表2中,阳离子系固化剂的阳离子部位和阴离子部位如下所述。这里,Me表示甲基。
[化3]
Figure BDA0003181934000000201
在表1中,“环氧树脂+固化剂”表示环氧树脂和阳离子系固化剂的合计的质量份。
此外,在表1中“固体/(固体+液体)”表示上述“固体/(固体+液体)”。
此外,在表1中“A/(A+B)”表示上述“A/(A+B)”。
由表1可知,与不含有特定固化剂的比较例1~8相比,含有特定固化剂的实施例1~21中,体积电阻率低,此外,接触电阻率也低。
根据实施例1~10的对比(仅特定固化剂的种类不同的方案彼此的对比),特定固化剂为上述式(1)所示的化合物的实施例1~9中,显示出更低的体积电阻率、更低的接触电阻率、和更优异的耐湿热性。
根据实施例1~4的对比(特定固化剂为上述式(1)所示的化合物,仅特定固化剂的阳离子的种类不同的方案彼此的对比),L2为单键的实施例1~3中,显示出更优异的耐湿热性。其中,Ar2为可以具有取代基的苯基的实施例1~2中,显示出进一步优异的耐湿热性。其中,Ar2为具有烷氧基的苯基的实施例2中,显示出特别优异的耐湿热性。
根据实施例2和5~9的对比(仅特定固化剂的阴离子的种类不同的方案彼此的对比),特定固化剂的阴离子为上述式(i)~(ii)所示的阴离子、或上述式(iv)~(vi)所示的阴离子的实施例2、5和7~9中,显示出更优异的耐湿热性。其中,特定固化剂的阴离子为上述式(i)~(ii)所示的阴离子的实施例2和5中,显示出进一步优异的耐湿热性。
根据实施例2和11~21的对比(使用了特定固化剂2作为特定固化剂的方案彼此的对比),环氧树脂的含量相对于导电粒子100质量份为2~6质量份的实施例2、11~17和20~21中,显示出更优异的耐湿热性。其中,固体/(固体+液体)为10~50质量%,并且,A/(A+B)为10~90质量%的实施例2和11~15中,显示出更低的体积电阻率。其中,A/(A+B)超过40质量%且为80质量%以下的实施例2中,显示出更优异的耐湿热性。

Claims (6)

1.一种导电性组合物,其含有导电粒子、环氧树脂、和阳离子系固化剂,
所述阳离子系固化剂为铵盐。
2.根据权利要求1所述的导电性组合物,所述阳离子系固化剂为下述式(1)所示的化合物,
Figure FDA0003181933990000011
在式(1)中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或取代基,L2表示单键或2价不饱和烃基,Ar2表示可以具有取代基的芳香族烃基,X-表示阴离子;另外,在L2为单键的情况下,式(1)中的与N+结合的亚甲基的碳原子与Ar2直接结合。
3.根据权利要求2所述的导电性组合物,在所述式(1)中,R1和R2各自独立地为可以具有取代基的脂肪族烃基、或可以具有取代基的芳香族烃基,R3为-L1-Ar1所示的基团;其中,L1表示单键或2价不饱和烃基,Ar1表示可以具有取代基的芳香族烃基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导电性组合物,所述环氧树脂和所述阳离子系固化剂的合计含量相对于所述导电粒子100质量份为1~8质量份。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导电性组合物,所述导电粒子为选自银粉、铜粉、和表面的至少一部分被银涂布而得的银涂布导电粉中的至少1种。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导电性组合物,所述阳离子系固化剂的含量相对于所述环氧树脂的含量为0.5~10质量%。
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