【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液相から導電膜を形成する導電性部材、具体的には、配線及び端子に利用できる金属導電膜等を有する導電性部材や、優れた導電性を有する有機半導体素子等の導電性部材の製造方法及び該方法により得られた導電性部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子等の電子デバイスにおける種々の機能膜（導電膜や絶縁膜等の薄膜）を形成する方法としては、真空プロセス、例えば、真空蒸着法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、スパッタリング法等が採用されている。これらのプロセスでは、真空を形成する必要があるため、装置が大型化し、煩雑となることが多いため、より簡易に且つ高性能の薄膜形成プロセスが要望されていた。
【０００３】
更に特許文献１は、基材上にコロイド層を形成し、該コロイド層の表面に、該基材より該コロイド層で大きな吸収強度となるエネルギー線を照射することにより導電性に優れた導電膜を製造する方法を開示し、実施例では、ガラス基板上に銀コロイド水溶液を滴下し、スピンコート法で塗布する方法が記載されている。しかし本発明者らの検討によれば、上記方法では、先ず得られる導電膜と基材との間の密着性が十分でなく、当該導電膜のデバイスへの応用を考慮すると、該導電膜と基材との密着性を向上させる必要があるとの認識を得た。又、特許文献１には、コロイド溶液をインクジェット記録ヘッドを用いて基材上に付与することが記載されているものの、本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の技術を用いて基材上に精細な導電パターンを形成するのは極めて困難であった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３４３５６公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、簡易な装置及び方法により良好な特性の膜（薄膜）を有する導電性部材の製造方法及び良好な特性の膜を有する導電性部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、基材表面に導電膜を具備している導電性部材の製造方法であって、（ｉ）少なくとも多孔性表面を有している基材（以下単に「基材」という）の、該多孔性表面にコロイド溶液を適用してコロイドを含む層を形成する工程と、（ｉｉ）該コロイドを含む層を乾燥して導電膜とする工程、とを有することを特徴とする導電性部材の製造方法を提供する。
【０００７】
上記本発明においては、前記コロイドが、金属コロイドであること；前記金属が、銀、金、白金又はパラジウムであること；前記コロイド溶液を、スピンコート法で前記多孔性表面に適用して前記コロイドを含む層を形成する工程を有すること；前記コロイドを含む層を、前記多孔性表面に位置選択的に形成する工程を有すること；前記コロイド溶液をインクジェット法で前記多孔性表面に適用して前記コロイドを含む層を位置選択的に形成すること；及び多孔性表面の該表面を含む表面近傍が、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物からなることが好ましい。
【０００８】
又、上記本発明においては、前記金属コロイドの平均粒径をφ１ａｖｅとし、前記多孔性表面の平均細孔径をφ２ａｖｅとしたときに、下記の条件を満たしている前記の導電性部材の製造方法を提供する。
φ１ａｖｅ≧φ２ａｖｅ
【０００９】
又、本発明は、前記本発明の方法で製造されたことを特徴とする導電性部材；基材の多孔性表面に導電膜を具備している導電性部材であって、該導電膜がコロイド粒子を含む湿式塗布膜の乾燥膜であることを特徴とする導電性部材を提供し、該導電性部材における導電膜は、有機半導体との接触部位を有していてもよい。
【００１０】
本発明者らは、
１；金属コロイド溶液を多孔性表面を有する基材に塗布し、吸収及び乾燥することで、金属コロイド粒子の周囲に元々存在する有機物を除去して、金属粒子−金属粒子コンタクトを形成する。
２；基材上に多孔性の吸収層を設けることで、金属コロイド粒子の保持を確実にし、高精細なパターンを作成する。
以上の対応にて、前記課題を解決し得ることを知見したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
（導電性部材の製造方法）
以下、本発明の導電性部材の製造方法について詳細に説明する。本発明にかかる導電性部材の製造方法は、基材の多孔性表面にコロイド溶液を適用し、コロイドを含む層を形成し、該コロイドを含む層を乾燥して導電性部材とする工程を含む。この方法によれば、大型の装置や煩雑な方法によらずとも、良好な導電性の膜を有する導電性部材が得られる。そして、本発明においては、特に、前記コロイドとして金属コロイドを用いることで、特に導電性に優れ、又、精細なパターン状の導電膜を有する導電性部材を安価に製造することができる。
【００１２】
以下、本発明にかかる導電性部材の製造方法の好ましい実施形態として、上記の金属コロイド溶液を用いた導電性部材の製造方法の例を詳述する。金属コロイド溶液は、一般に、コロイド粒子の安定化のために、図１に模式的に示すように、金属コロイド粒子１の周囲に有機物２が付着している。ここで、有機物２の例としては、クエン酸、ＰＶＰ（ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン））、ＭＭＳ−ＮＶＰ（メルカプトメチルスチレン−Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）共重合体、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。３は金属コロイド粒子１を分散するための液媒体であり、有機溶媒から水まで選択可能である。
【００１３】
本実施形態においては、基材の多孔性表面に、金属コロイド溶液を適用すると、図２に示すように、金属コロイドを含む層Ｘ（未処理、即ち後述する乾燥前）は、多孔性表面５上で、金属コロイド粒子１が、多孔性表面による液媒体の吸収により液媒体３から分離したような状態となっている。そして、かかる状態の金属コロイドを含む層Ｘ中の液媒体の乾燥と多孔性表面による吸収とにより、金属コロイドを含む層Ｘにおける有機物２及び液媒体３が除去され、乾燥後には、金属コロイド粒子１間に強い接触状態が形成されている層Ｙ（図３）を形成することができる。６は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や紙等からなる基材である。
【００１４】
図３は、金属コロイド粒子１間に強い接触が形成された層Ｙが形成されている状態を模式的に示したものである。同図３において、有機物及び液媒体は吸収及び乾燥で除去され、金属コロイド粒子１のうちの粒径の小さいものは、多孔性表面５の孔４に落ち込み、多孔性表面５上の金属コロイド粒子１と結びつく。その結果、層Ｙと多孔性表面５との間には強力なアンカー効果が働き、層Ｙが、多孔性表面５から剥離することを極めて有効に抑えることができる。言い換えれば、層Ｙと多孔性表面５との密着性を向上させることができる。
【００１５】
以上の方法によれば、導電性が高く、且つ多孔性表面５に対して密着性に優れた導電膜Ｙを備えた導電性部材が得られるという優れた効果を有するものとなる。又、本実施形態においては、前記吸収及び乾燥による有機物と媒体の除去を同時に行うことができるため、処理される基材に悪影響を与えずに、基材表面に所望の導電膜を形成することができる。
【００１６】
乾燥方法としては、熱風、近赤外光線、赤外線及び遠赤外線の照射等が挙げられる。そして、金属コロイドを含む層の表面を乾燥する装置としては、例えば、乾燥炉、オーブン、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯又はそれぞれのランプにフィルターを装着したもの等が挙げられ、特にオーブンが好ましい。
【００１７】
基材上への金属コロイドを含む層の形成は、金属コロイドが液媒体に分散されているコロイド溶液を、常法、例えば、スピンコート法、インクジェット記録用ヘッドを用いる成膜法、ディップによる成膜法又はブレードコート法等により、多孔性表面５に適用することで行われる。特に、スピンコート法又はインクジェット記録用ヘッドを用いる成膜法により行われることが好ましい。
【００１８】
本実施形態においては、コロイド溶液の多孔性表面への適用、並びにその結果として形成されるコロイドを含む層の乾燥により導電膜が形成されるため、コロイドの材料としては、広範な種々の金属を用いることができる。従って、前記金属コロイドに用いられる金属としては、特に制限されず、例えば、銀、金、白金、パラジウム及びニッケル等が挙げられ、中でも、銀、金、白金及びパラジウムが安定性の点で好ましい。又、前記金属コロイド層の厚みは、特に制限されないが、通常、０．１〜５μｍ、好ましくは０．５〜２μｍとする。
【００１９】
本実施形態に使用される、前記金属コロイドを含む層を形成するための基材としては、例えば、ガラス基板、ポリアニリン、ＰＥＴ等のポリエステル等の高分子基板、紙等の可撓性の材料が挙げられる。そして、これらの基材上に、例えば、後述するように擬ベーマイト構造のアルミナ水和物を含む多孔質層を形成することで、多孔性表面を担持させる。擬ベーマイト構造のアルミナ水和物を含む多孔質層の製造方法は、例えば、特開２０００−３１８３０８公報に詳細に記載されている。
【００２０】
本発明においては、このように多孔性表面を備えた基材上にコロイド溶液を適用することで、前記したように導電膜と基材との間のアンカー効果により導電膜の基材に対する密着性を格段に向上させることができる。又、コロイド溶液中の液媒体が多孔性表面に吸収されるために、例えば、コロイド溶液をインクジェット記録ヘッドなどの液滴付与手段を用いて微細なパターン状に付与した場合にも液滴が基材上で無秩序に拡がることがない。その結果、基材表面にパターン状の撥水処理や親水処理等の前処理を施さなくても、精細な導電性パターンを備えた導電性部材を得ることができる。
本実施形態の製造方法によれば、導電性に優れた金属導電膜を有する導電性部材を容易に且つ安価に得ることができる。
【００２１】
又、本発明にかかる導電性部材の製造方法は、前述した好ましい実施形態に限定されず、例えば、コロイド層として、前記金属コロイド層の代わりに、セレン化カドミウム、硫化カドミウム及び酸化チタン等の半導体コロイド層等を用い、半導体膜等の良好な特性の膜（薄膜）を有する導電性部材を製造する方法の形態とすることも可能である。
【００２２】
（金属導電膜）
本発明に係る導電性部材は、その好ましい実施形態として、前述したような製造方法により得られる金属導電膜を有する導電性部材が挙げられる。本実施形態の導電性部材の導電膜は、それを構成する金属コロイド粒子の粒径が、５〜１，０００ｎｍ、特に２００〜５００ｎｍ程度のものである。
【００２３】
又、本実施形態の導電性部材の導電膜の厚みは、特に制限されないが、０．１〜５μｍ、特に０．５〜２μｍ程度である。又、多孔性吸収層の厚みはおよそ３０μｍである。
【００２４】
本実施形態の導電膜を有する導電性部材は、例えば、配線や端子の他に、水素吸蔵デバイス等の用途に利用できる。特に、本実施形態の導電膜を有する導電性部材は、前述の通り優れた導電性を有するため、主として配線及び端子に好適に利用できる。
【００２５】
又、本発明の導電性部材の膜は、前述した好ましい実施形態としての導電膜に限定されず、他の機能薄膜の形態とすることもでき、例えば、有機半導体素子や、他の機能デバイスにおける機能薄膜等の用途にも利用できる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により本発明の導電性部材の製造方法及び該方法による導電性部材を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例により何等制限されるものではない。
【００２７】
〔実施例１〕
図１に示すように有機物２で保護された銀コロイド粒子の直径をφ１ａｖｅとし、該銀コロイド粒子の平均粒径をφ１ａｖｅとした場合、本実施例ではφ１ａｖｅは、マイクロトラック社製の粒度分布測定機で測定したところ、１０ｎｍであった。
【００２８】
次に銀コロイド溶液をキヤノン製のインクジェットプリンタ「ＢＪＣ６００」の空のインクカセットに注入し、Ａ４サイズの光沢紙「ＰＲ１０１」の表面に設けた下記インク受理層上に、図４に示す電気回路パターンを印刷した。次いで該光沢紙をオーブンで１５０℃で３０分間乾燥させ、パターンの定着を行った。図４中の電極部Ａ及びＢを線分ａｂで切断した断面を図５で詳細に説明を行う。
【００２９】
図５中のＡ及びＢは、それぞれ図４における電極部Ａ及びＢに対応し、プリンタで印刷された直後の様子を示している。５は多孔性吸収層であるところの、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物を含むインク受理層（多孔性表面）である。これらの擬ベーマイト構造のアルミナ水和物は、アルミニウムアルコキシドの加水分解やアルミン酸ナトリウムの加水分解等の公知の方法で製造することができる。
【００３０】
尚、上記擬ベーマイト構造のアルミナ水和物を含む塗工液として用いて作成した記録媒体の場合、従来の記録媒体に比べてインク中の染料の定着が良く、発色性の高い画像を得ることができることが、特開２０００−３１８３０８公報に開示されている。図５中のφ２は、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物からなるインク受理層中の細孔径であり、その断面を電子顕微鏡で観察して算出した平均径φ２ａｖｅは、およそ１０ｎｍである。
【００３１】
このような構成になっているので、プリンタヘッドから吐出された銀コロイド溶液は、電極パターンＡ及びＢに着弾した直後に溶媒（この場合水）はすぐ下の多孔性吸収層５に浸み込み、横方向へ滲むことがなく、電極パターンが繋がってしまうことも防止できるようになった。又、この媒体の浸み込みによって、有機物の大部分がコロイド粒子から分離除去される。
【００３２】
図６は、図５に示したコロイドを含有する電極パターンＡ及びＢを有する基材を、オーブンで１５０℃、３０分間乾燥させた後の状態を示す図である。ここでは図５中の有機物や溶媒は多孔質の表面５への吸収、空気中への蒸発等により多孔質表面には残っていない。又、ここで銀コロイド粒子の平均粒径と擬ベーマイト構造のアルミナ水和物からなるインク受理層の平均細孔径には下記の関係がある。
φ１ａｖｅ≧φ２ａｖｅ
【００３３】
従って、銀コロイド粒子の一部は、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物からなるインク受理層の細孔に嵌り込み、アンカー効果として電極パターンＡ及びＢのの定着性の向上に効果がある。同時に銀コロイド粒子は、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物からなるインク受理層の細孔より大きいので、そこを潜り抜け、粒子同士が連なって電極Ａと電極Ｂを導通させることもなかった。
【００３４】
（導電性評価）
又、得られた銀導電膜について、テスターによる抵抗値の測定により、導電率（導電性）を評価した。その結果、図４中のＡ−Ｂ間の抵抗値は６Ω、Ｂ−Ｃ間は１８Ωであり、上記導電膜は導電性に優れたものであった。このように、テスターという最も初歩的で且つ接触抵抗の大きな実験条件の中で、乾燥後でこれだけの小さな抵抗値が出ており、十分に実用に耐え得るといえる。
【００３５】
〔実施例２〕
図７は、本発明を利用して得られた導電性部材としての電界効果型（ＦＥＴ）トランジスタの模式的な平面図である。図７中、Ａ及びＢは、前記プリンタで印刷した櫛形電極である。１２は撥水性の絶縁部であり、電極Ａ（ソース）及びＢ（ドレイン）の印刷の前に予めオフセット印刷で形成しておいたものである。材料はポリイミドであり、日産化学の「ＲＮ−８１２」を用いた。これにより電極間ギャップが保たれるのである。因にチャネル長はＬ＝１００μｍ、チャネル幅Ｗ＝４ｍｍ×３０本である。線分ａｂで切断した断面が図８である。
【００３６】
図８において、７は電極Ａ（ソース）であり、８は電極Ｂ（ドレイン）である。絶縁部１２の下部は多孔性吸収層５の細孔４に侵入し、確実にアンカー効果を演じている。図８は、プリンタでコロイド溶液が印刷された直後の様子を示している。このような構成になっているので、プリンタヘッドから吐出された銀コロイド溶液は電極パターンＡ及びＢに着弾した直後に溶媒（この場合水）及び媒体中に溶解している有機物はすぐ下の多孔性吸収層５に染込み、横方向へ滲むことがなく、電極パターンＡ及びＢが繋がってしまうこともない。更に１２は撥水性であるので、電極間ギャップは１２の印刷精度で決まり、１００μｍのチャンネル長が作成できた。
【００３７】
図９は、図８に示したコロイドを含有する電極Ａ及びＢを有する基材をオーブンで１５０℃、３０分間乾燥させた後の状態を示す図である。ここでは図８中の有機物及び溶媒は、多孔性吸収層５に吸収され、或いは空気中に蒸発してしまい、多孔質表面には残っていない。
【００３８】
図１０において、９は銅フタロシアニンからなる有機半導体を蒸着したものである。１０は絶縁層であり、１２と同じ日産化学の「ＲＮ−８１２」をスピンコートでコートした。１１はゲート電極であり、７、８と同じように銀コロイドをインクジェットプリンタを用いて印刷したものである。
【００３９】
上記ＦＥＴの静特性（準静的にゲート電圧Ｖｇを変化させたときのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓに対応するドレイン・ソース間電流Ｉｄｓ）を測定した結果を図１１に示す。この結果からも明らかなように、上記ＦＥＴはシリコンＦＥＴに比べれば性能は劣るが、使用範囲を限定すればＦＥＴとして使える可能性がある。
【００４０】
〔実施例３〕
実施例１において、銀に代えて、金、白金又はパラジウムを用いて、それぞれ実施例１と同様にして、金導電膜、白金導電膜及びパラジウム導電膜を有する導電性部材を形成した。得られた導電性部材の良導電膜について、実施例１と同様の評価をしたところ、何れの導電膜も、実施例１と同様の優れた効果が得られた。
【００４１】
〔実施例４〕
金属コロイド層を形成する際の成膜法を、インクジェット記録用ヘッドを用いる方法に代えて、スピンコート法、オフセット印刷又はシルク印刷を用いた以外は実施例１と同様にして、銀導電膜を有する導電性部材を形成した。そして、この導電膜について実施例１と同様の評価をしたところ、実施例１と同様の優れた効果が得られた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、良好な特性の膜（薄膜）を有する導電性部材を提供することができ、特に、膜を液相から形成でき、吸収及び乾燥による有機物及び溶媒の除去が簡単にできるため、容易に且つ安価に、導電性に優れた金属導電膜を有する導電性部材及び有機半導体素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属コロイド粒子の周囲に有機物が付着している状態を示す図である。
【図２】金属コロイド溶液が多孔性表面に付与された状態を示す図である。
【図３】有機物及び媒体が除去された状態を示す図である。
【図４】電気回路パターンの図である。
【図５】図４中の電極部Ａ及びＢを線分ａｂで切断した断面図である。
【図６】オーブンで乾燥させた後の状態を示す図である。
【図７】電界効果型（ＦＥＴ）トランジスタを示す図である。
【図８】図７中の線分ａｂで切断した断面図である。
【図９】オーブンで乾燥させた後の状態を示す図である。
【図１０】ＦＥＴを示す図である。
【図１１】ＦＥＴの静特性を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
１：金属コロイド粒子
２：有機物
３：液媒体
４：孔
５：多孔性表面（多孔性吸収層）
６：基材
７、８：電極
９：有機半導体
１０：絶縁層
１１：ゲート電極
１２：絶縁部
Ｘ：金属コロイド層（未処理）
Ｙ：導電膜
Ａ、Ｂ：電極部（電極パターン、電極）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive member for forming a conductive film from a liquid phase, specifically, a conductive member having a metal conductive film or the like that can be used for wiring and terminals, or a conductive member such as an organic semiconductor element having excellent conductivity. The present invention relates to a method for producing a conductive member and a conductive member obtained by the method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming various functional films (thin films such as a conductive film and an insulating film) in an electronic device such as a semiconductor element, a vacuum process, for example, a vacuum deposition method, a chemical vapor deposition method (CVD), and a sputtering method The law has been adopted. In these processes, since a vacuum needs to be formed, the apparatus becomes large and complicated in many cases. Therefore, a simpler and higher performance thin film forming process has been demanded.
[0003]
Further, Patent Document 1 discloses a conductive film having excellent conductivity by forming a colloid layer on a base material and irradiating the surface of the colloid layer with energy rays having a higher absorption intensity in the colloid layer than the base material. Is disclosed, and the embodiment describes a method in which an aqueous silver colloid solution is dropped on a glass substrate and applied by a spin coating method. However, according to the study of the present inventors, in the above-described method, first, the adhesion between the obtained conductive film and the substrate is not sufficient, and in consideration of application of the conductive film to a device, the conductive film and It was recognized that it was necessary to improve the adhesion to the substrate. Further, Patent Document 1 describes that a colloid solution is applied onto a substrate using an ink jet recording head. However, according to studies by the present inventors, the technique described in Patent Document 1 is used. Therefore, it is extremely difficult to form a fine conductive pattern on a substrate.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-234356 A
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conductive member having a film (thin film) having good characteristics by a simple apparatus and a simple method, and to provide a conductive member having a film having good characteristics.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention relates to a method for producing a conductive member having a conductive film on the surface of a substrate, wherein (i) a substrate having at least a porous surface (hereinafter simply referred to as “substrate”) Forming a layer containing a colloid by applying a colloid solution to the porous surface; and (ii) drying the layer containing the colloid to form a conductive film. Provided is a method for manufacturing a conductive member.
[0007]
In the present invention, the colloid is a metal colloid; the metal is silver, gold, platinum or palladium; and the colloid solution is applied to the porous surface by spin coating to form the colloid. Forming a layer containing the colloid; and forming a layer containing the colloid on the porous surface regioselectively; applying the colloid solution to the porous surface by an ink-jet method, It is preferable that a layer containing a colloid is formed regioselectively; and that the surface of the porous surface including the surface is formed of alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure.
[0008]
Further, in the present invention, when the average particle diameter of the metal colloid is φ1ave and the average pore diameter of the porous surface is φ2ave, the method for producing a conductive member satisfying the following conditions is described. provide.
φ1ave ≧ φ2ave
[0009]
Further, the present invention provides a conductive member produced by the method of the present invention; a conductive member having a conductive film on a porous surface of a substrate, wherein the conductive film is a colloid. A conductive member is provided which is a dry film of a wet coating film containing particles, and the conductive film in the conductive member may have a contact portion with an organic semiconductor.
[0010]
We have:
1. A metal particle-metal particle contact is formed by applying a metal colloid solution to a substrate having a porous surface, absorbing and drying to remove organic substances originally present around the metal colloid particles.
2: By providing a porous absorbing layer on the substrate, the retention of metal colloid particles is ensured, and a high-definition pattern is created.
It has been found that the above measures can solve the above-mentioned problem.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
(Method of manufacturing conductive member)
Hereinafter, the method for producing a conductive member of the present invention will be described in detail. The method for producing a conductive member according to the present invention includes a step of applying a colloid solution to a porous surface of a substrate, forming a layer containing colloid, and drying the layer containing colloid to form a conductive member. . According to this method, a conductive member having a good conductive film can be obtained without using a large-sized apparatus or a complicated method. In the present invention, in particular, by using a metal colloid as the colloid, a conductive member having excellent conductivity and having a fine patterned conductive film can be manufactured at low cost.
[0012]
Hereinafter, as a preferred embodiment of a method for manufacturing a conductive member according to the present invention, an example of a method for manufacturing a conductive member using the above-described metal colloid solution will be described in detail. In the metal colloid solution, generally, an organic substance 2 is attached around the metal colloid particles 1 for stabilizing the colloid particles, as schematically shown in FIG. Here, examples of the organic substance 2 include citric acid, PVP (poly (N-vinyl-2-pyrrolidone)), MMS-NVP (mercaptomethylstyrene-N-vinyl-2-pyrrolidone) copolymer, polyacrylonitrile, and the like. Is mentioned. Reference numeral 3 denotes a liquid medium for dispersing the metal colloid particles 1, which can be selected from an organic solvent to water.
[0013]
In the present embodiment, when the metal colloid solution is applied to the porous surface of the substrate, as shown in FIG. 2, the layer X containing the metal colloid (untreated, that is, before drying as described later) is Above, the metal colloid particles 1 are separated from the liquid medium 3 by the absorption of the liquid medium by the porous surface. The organic substance 2 and the liquid medium 3 in the layer X containing the metal colloid are removed by the drying of the liquid medium in the layer X containing the metal colloid in this state and the absorption by the porous surface. A layer Y (FIG. 3) in which a strong contact state is formed between the layers 1 can be formed. Reference numeral 6 denotes a substrate made of, for example, PET (polyethylene terephthalate) or paper.
[0014]
FIG. 3 schematically shows a state in which a layer Y in which strong contact is formed between the metal colloid particles 1 is formed. In FIG. 3, the organic matter and the liquid medium are removed by absorption and drying, and the metal colloid particles 1 having a small particle diameter fall into the pores 4 of the porous surface 5, and the metal colloid particles on the porous surface 5 are removed. Connect with 1. As a result, a strong anchor effect acts between the layer Y and the porous surface 5, and it is possible to extremely effectively prevent the layer Y from peeling off from the porous surface 5. In other words, the adhesion between the layer Y and the porous surface 5 can be improved.
[0015]
According to the above-described method, an excellent effect is obtained in that a conductive member having the conductive film Y having high conductivity and excellent adhesion to the porous surface 5 can be obtained. Further, in the present embodiment, since the organic matter and the medium can be simultaneously removed by the absorption and drying, it is possible to form a desired conductive film on the surface of the substrate without adversely affecting the substrate to be treated. Can be.
[0016]
Examples of the drying method include irradiation with hot air, near infrared rays, infrared rays, and far infrared rays. As a device for drying the surface of the layer containing the metal colloid, for example, a drying oven, an oven, a xenon lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, or a device in which a filter is attached to each lamp, and the like are preferable, and an oven is particularly preferable.
[0017]
The layer containing the metal colloid is formed on the substrate by applying a colloid solution in which the metal colloid is dispersed in a liquid medium by a conventional method, for example, a spin coating method, a film forming method using an inkjet recording head, or dipping. It is performed by applying to the porous surface 5 by a film method or a blade coating method. In particular, it is preferably performed by a spin coating method or a film forming method using an inkjet recording head.
[0018]
In the present embodiment, since a conductive film is formed by applying the colloid solution to the porous surface and drying the resulting layer containing colloid, a wide variety of metals can be used as the colloid material. Can be used. Accordingly, the metal used for the metal colloid is not particularly limited, and examples thereof include silver, gold, platinum, palladium, and nickel. Among them, silver, gold, platinum, and palladium are preferable in terms of stability. The thickness of the metal colloid layer is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5 μm, preferably 0.5 to 2 μm.
[0019]
As the base material for forming the layer containing the metal colloid used in the present embodiment, for example, a glass substrate, polyaniline, a polymer substrate such as polyester such as PET, or a flexible material such as paper. No. Then, on these substrates, for example, a porous layer containing alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure is formed as described later, so that the porous surface is supported. A method for producing a porous layer containing alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure is described in detail, for example, in JP-A-2000-318308.
[0020]
In the present invention, by applying the colloid solution on the substrate having the porous surface in this manner, the adhesion of the conductive film to the substrate is caused by the anchor effect between the conductive film and the substrate as described above. Can be significantly improved. Further, since the liquid medium in the colloid solution is absorbed by the porous surface, even when the colloid solution is applied in a fine pattern using a droplet applying means such as an ink jet recording head, the droplets are not formed. It does not spread randomly on the material. As a result, a conductive member having a fine conductive pattern can be obtained without performing a pattern-like pretreatment such as a water-repellent treatment or a hydrophilic treatment on the substrate surface.
According to the manufacturing method of the present embodiment, a conductive member having a metal conductive film having excellent conductivity can be easily and inexpensively obtained.
[0021]
Further, the method for producing a conductive member according to the present invention is not limited to the preferred embodiment described above. For example, instead of the metal colloid layer, a semiconductor such as cadmium selenide, cadmium sulfide, and titanium oxide may be used as the colloid layer. It is also possible to adopt a mode of a method of manufacturing a conductive member having a film (thin film) having good characteristics such as a semiconductor film using a colloid layer or the like.
[0022]
(Metal conductive film)
The conductive member according to the present invention includes, as a preferred embodiment, a conductive member having a metal conductive film obtained by the above-described manufacturing method. The conductive film of the conductive member according to the present embodiment has a metal colloid particle having a particle diameter of 5 to 1,000 nm, particularly about 200 to 500 nm.
[0023]
Further, the thickness of the conductive film of the conductive member of the present embodiment is not particularly limited, but is about 0.1 to 5 μm, particularly about 0.5 to 2 μm. The thickness of the porous absorption layer is about 30 μm.
[0024]
The conductive member having the conductive film of the present embodiment can be used for, for example, a hydrogen storage device in addition to wiring and terminals. In particular, since the conductive member having the conductive film of the present embodiment has excellent conductivity as described above, it can be suitably used mainly for wiring and terminals.
[0025]
Further, the film of the conductive member of the present invention is not limited to the conductive film as the preferred embodiment described above, and may be in the form of another functional thin film, for example, in an organic semiconductor element or another functional device. It can also be used for applications such as functional thin films.
[0026]
【Example】
Hereinafter, a method for manufacturing a conductive member of the present invention and a conductive member according to the method will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited in any way by these examples.
[0027]
[Example 1]
As shown in FIG. 1, when the diameter of the silver colloid particles protected by the organic substance 2 is φ1ave and the average particle diameter of the silver colloid particles is φ1ave, in this example, φ1ave is the particle size distribution measurement manufactured by Microtrac. It was 10 nm when measured with a machine.
[0028]
Next, the silver colloid solution was injected into an empty ink cassette of a Canon inkjet printer "BJC600", and the electric circuit pattern shown in FIG. 4 was formed on the following ink receiving layer provided on the surface of A4-size glossy paper "PR101". Was printed. Next, the glossy paper was dried in an oven at 150 ° C. for 30 minutes to fix the pattern. A cross section of the electrode portions A and B in FIG. 4 taken along a line ab will be described in detail with reference to FIG.
[0029]
A and B in FIG. 5 correspond to the electrode portions A and B in FIG. 4, respectively, and show a state immediately after printing by the printer. Reference numeral 5 denotes an ink receiving layer (porous surface) containing alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure, which is a porous absorbing layer. These pseudo-boehmite-structured alumina hydrates can be produced by a known method such as hydrolysis of aluminum alkoxide or sodium aluminate.
[0030]
Incidentally, in the case of the recording medium prepared using the coating liquid containing the alumina hydrate having the pseudo-boehmite structure, the dye in the ink is fixed better than the conventional recording medium, and an image having a high coloring property can be obtained. Is disclosed in JP-A-2000-318308. In FIG. 5, φ2 is a pore diameter in the ink receiving layer made of alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure, and an average diameter φ2ave calculated by observing a cross section thereof with an electron microscope is about 10 nm.
[0031]
With such a configuration, the solvent (in this case, water) permeates the porous absorbing layer 5 immediately below the silver colloid solution discharged from the printer head immediately after landing on the electrode patterns A and B. In addition, it is possible to prevent the electrode patterns from being connected without bleeding in the lateral direction. In addition, most of the organic matter is separated and removed from the colloid particles by the infiltration of the medium.
[0032]
FIG. 6 is a view showing a state after the substrate having the electrode patterns A and B containing colloid shown in FIG. 5 is dried in an oven at 150 ° C. for 30 minutes. Here, the organic matter and the solvent in FIG. 5 do not remain on the porous surface due to absorption into the porous surface 5 and evaporation into the air. The average particle diameter of the colloidal silver particles and the average pore diameter of the ink receiving layer made of alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure have the following relationship.
φ1ave ≧ φ2ave
[0033]
Therefore, a part of the silver colloid particles fits into the pores of the ink receiving layer made of alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure, and has an effect of improving the fixability of the electrode patterns A and B as an anchor effect. At the same time, since the silver colloid particles were larger than the pores of the ink receiving layer made of alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure, they did not slip through them, and the particles did not continue to connect the electrodes A and B.
[0034]
(Conductivity evaluation)
The electrical conductivity (electric conductivity) of the obtained silver conductive film was evaluated by measuring the resistance value using a tester. As a result, the resistance value between A and B in FIG. 4 was 6Ω, and between B and C was 18Ω, and the conductive film was excellent in conductivity. As described above, under the most rudimentary test condition of a tester having a large contact resistance, such a small resistance value is obtained after drying, and it can be said that the tester can sufficiently withstand practical use.
[0035]
[Example 2]
FIG. 7 is a schematic plan view of a field-effect (FET) transistor as a conductive member obtained by using the present invention. In FIG. 7, A and B are comb electrodes printed by the printer. Reference numeral 12 denotes a water-repellent insulating portion, which is formed in advance by offset printing before printing the electrodes A (source) and B (drain). The material was polyimide, and "RN-812" from Nissan Chemical was used. As a result, the gap between the electrodes is maintained. The channel length is L = 100 μm and the channel width W = 4 mm × 30. FIG. 8 shows a cross section cut along the line segment ab.
[0036]
In FIG. 8, reference numeral 7 denotes an electrode A (source), and reference numeral 8 denotes an electrode B (drain). The lower part of the insulating part 12 penetrates into the pores 4 of the porous absorption layer 5 and reliably plays the anchor effect. FIG. 8 shows a state immediately after the printing of the colloid solution by the printer. With such a configuration, the silver colloid solution discharged from the printer head immediately lands on the electrode patterns A and B, and the solvent (in this case, water) and the organic matter dissolved in the medium are immediately below the porous material. The electrode patterns A and B do not permeate into the conductive absorbing layer 5 and do not bleed in the lateral direction. Furthermore, since 12 is water-repellent, the gap between the electrodes is determined by the printing accuracy of 12, and a channel length of 100 μm was created.
[0037]
FIG. 9 is a view showing a state after the substrate having the electrodes A and B containing the colloid shown in FIG. 8 is dried in an oven at 150 ° C. for 30 minutes. Here, the organic matter and the solvent in FIG. 8 are absorbed by the porous absorption layer 5 or evaporated into the air, and do not remain on the porous surface.
[0038]
In FIG. 10, reference numeral 9 denotes an organic semiconductor made of copper phthalocyanine deposited. Numeral 10 denotes an insulating layer, which is the same as Nissan Chemical's “RN-812” and is coated by spin coating. Reference numeral 11 denotes a gate electrode, which is obtained by printing silver colloid using an ink jet printer in the same manner as in 7 and 8.
[0039]
FIG. 11 shows the measurement results of the static characteristics (the drain-source current Ids corresponding to the drain-source voltage Vds when the gate voltage Vg is quasi-statically changed) of the FET. As is clear from these results, the performance of the above FET is inferior to that of the silicon FET, but there is a possibility that it can be used as an FET if the range of use is limited.
[0040]
[Example 3]
In Example 1, a conductive member having a gold conductive film, a platinum conductive film, and a palladium conductive film was formed in the same manner as in Example 1, except that gold, platinum, or palladium was used instead of silver. When the same good conductive film as the obtained conductive member was evaluated in the same manner as in Example 1, all the conductive films obtained the same excellent effects as in Example 1.
[0041]
[Example 4]
A silver conductive film was formed in the same manner as in Example 1 except that the film forming method for forming the metal colloid layer was replaced with a method using an inkjet recording head, but using a spin coating method, offset printing or silk printing. Having a conductive member. Then, when this conductive film was evaluated in the same manner as in Example 1, excellent effects similar to those in Example 1 were obtained.
[0042]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of this invention, the conductive member which has a film (thin film) of a favorable characteristic can be provided, In particular, a film can be formed from a liquid phase and removal of an organic substance and a solvent by absorption and drying is easy. Therefore, it is possible to easily and inexpensively provide a conductive member and an organic semiconductor element having a metal conductive film having excellent conductivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a state in which an organic substance is attached around metal colloid particles.
FIG. 2 is a view showing a state in which a metal colloid solution is applied to a porous surface.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which an organic substance and a medium have been removed.
FIG. 4 is a diagram of an electric circuit pattern.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrode units A and B in FIG. 4 taken along a line segment ab.
FIG. 6 is a diagram showing a state after drying in an oven.
FIG. 7 is a diagram showing a field effect (FET) transistor.
FIG. 8 is a sectional view taken along line ab in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a state after drying in an oven.
FIG. 10 is a diagram showing an FET.
FIG. 11 is a diagram showing a result of measuring static characteristics of an FET.
[Explanation of symbols]
1: Metal colloid particles 2: Organic substance 3: Liquid medium 4: Pores 5: Porous surface (porous absorbing layer)
6: base material 7, 8: electrode 9: organic semiconductor 10: insulating layer 11: gate electrode 12: insulating portion X: metal colloid layer (untreated)
Y: conductive film A, B: electrode part (electrode pattern, electrode)
