JP2015147929A - 導電性インク組成物、電気的導通部位の製造方法、及びその用途 - Google Patents
導電性インク組成物、電気的導通部位の製造方法、及びその用途 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 還元力を有するカルボン酸と銅イオンとからなる銅塩の微粒子(A)、及び配位性化合物(B)を含有する導電性インク組成物を、基材中の電気的導通を得たいと所望する部位に塗布又は充填し、当該基材を加熱処理して、電気的導通部位を形成する。
【選択図】 なし
Description
[1]還元力を有するカルボン酸と銅イオンとからなる銅塩の微粒子(A)、アルカンチオール、脂肪族アミン、芳香族アミン、及び環状アミンからなる群より選ばれる一種又は二種以上の配位性化合物(B)及び分散媒(D)を含有し、粘度が10〜300Pa・sの範囲である導電性インク組成物。
[2]還元力を有するカルボン酸と銅イオンとからなる銅塩が、ギ酸銅、ヒドロキシ酢酸銅、グリオキシル酸銅、乳酸銅、シュウ酸銅、酒石酸銅、リンゴ酸銅、及びクエン酸銅からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする上記[1]に記載の導電性インク組成物。
[3]銅塩の微粒子(A)の一次平均粒子径が、1nm〜5μmの範囲であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の導電性インク組成物。
[4]金属触媒が、金属微粒子及び/又は金属化合物を含有することを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の導電性インク組成物。
[5]金属微粒子が、金微粒子、銀微粒子、銅微粒子、白金微粒子、及びパラジウム微粒子からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする上記[4]に記載の導電性インク組成物。
[6]金属微粒子の平均粒子径が、1〜1000nmの範囲であることを特徴とする上記[4]又は[5]に記載の導電性インク組成物。
[7]金属化合物が、金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群より選ばれる一種又は二種以上の金属元素からなる化合物であることを特徴とする上記[4]に記載の導電性インク組成物。
[8]金属化合物が、金属塩、金属酸化物、及び金属硫化物からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする上記[4]又は[7]に記載の導電性インク組成物。
[9]上記[1]乃至[8]のいずれかに記載の導電性インク組成物を、基材中の電気的導通を得たいと所望する部位に塗布又は充填し、当該基材を加熱処理することを特徴とする電気的導通部位の製造方法。
[10]基材が、樹脂、紙、ガラス、シリコン系半導体、化合物半導体、金属酸化物、金属窒化物、及び木材からなる群より選ばれる一種、又は二種以上の複合基材であることを特徴とする上記[9]に記載の電気的導通部位の製造方法。
[11]加熱処理の温度が60℃〜300℃の範囲であることを特徴とする上記[9]又は[10]に記載の電気的導通部位の製造方法。
[12]非酸化性雰囲気で加熱処理を行うことを特徴とする上記[9]乃至[11]のいずれかに記載の電気的導通部位の製造方法。
[13]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により形成された電気的導通部位。
[14]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする画像表示装置。
[15]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする発光装置。
[16]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする回路基板。
[17]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とするコンデンサ。
[18]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする太陽電池。
[19]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする二次電池。
[20]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする電波方式認識タグ。
[21]上記[9]乃至[12]のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする電磁波遮蔽シールド。
限定するものではないが、1nm以上、5μm未満の範囲であることが好ましい。粒子径が1nm未満になると、粒子表面の活性が非常に高くなり、溶解するおそれがある。溶解した場合、再析出した際に、他の微粒子を核として析出し、微粒子の粗大化を引起すおそれがあるため好ましくない。また、5μm以上では、印刷法により配線等のパターン形成できる導電性インク組成物への適応が困難となったり、電気的導通部位を形成する際に、粒子の内部まで完全に反応せず、金属銅への還元が不十分となり、形成された電気的導通部位の導電性に悪影響を及ぼすおそれがある。よって、上記範囲内であることが望ましい。
(a)本発明の導電性インク組成物を基材上に塗布し、非酸化性雰囲気下で加熱処理して、導電性薄膜を形成する方法、
(b)本発明の導電性インク組成物を基材上にパターン塗布し、非酸化性雰囲気下で加熱処理して、配線及び/又は電極を形成する方法、
(c)本発明の導電性インク組成物を、基材に設けたスルーホールに充填し、非酸化性雰囲気下で加熱処理して、当該スルーホールを介した両面及び/又は多層間の電気的導通部位を形成する方法、
(d)本発明の導電性インク組成物を基材上に塗布した後、当該基材と被接合物とを密着させ、非酸化性雰囲気下で加熱処理して、当該基材と被接合物を接合させ、電気的導通部位を形成する方法、
等を挙げることができる。
エタノール40gにギ酸銅粉末(一次平均粒子径21μm)2.24g、及びジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製、商品名:YZT ボール、サイズ:Φ0.1mm)150gを添加し、攪拌用モーターに連結した攪拌羽を用い、周速10m/秒で、12時間攪拌し粉砕を行った。
アニリン10gに酢酸銀1.67gを加え、固形物が完全に溶解し、均一溶液となるまで約10分間40℃で攪拌した。続いて、水素化ホウ素ナトリウム0.37gを水1.63gに溶解させた溶液を、室温で30分間かけて滴下した。さらに室温で30分間攪拌し、窒素気流下分液ロートに移液した。相分離した下部の無色透明な水相を除去した後、10gのイオン交換水で洗浄し再び相分離した下部の水相を除去することで、黒色の銀微粒子分散体を得た。
テトラヒドロフラン10gに、参考例1で得たギ酸銅微粒子(一次平均粒子径210nm)1.68g、及びn−オクチルアミンを0.65g添加し、乳鉢で完全に分散状態になるまで十分に混練した。このスラリー状の混合物を、減圧条件で60℃を超えない温度で、テトラヒドロフランと余分な水分を留去することで、ペースト状の導電性インク組成物を調製した。
テトラヒドロフラン10gに、参考例1で得たギ酸銅微粒子(一次平均粒子径210nm)1.68g、2−エチルヘキシルアミン 0.65g、及びターピネオール 0.75gを添加し、乳鉢で完全に分散状態になるまで十分に混練した。このスラリー状の混合物を、減圧条件で60℃を超えない温度で、テトラヒドロフランと余分な水分を留去することで、ペースト状の導電性インク組成物を調製した。
n−ヘキサン10gに、参考例1で得たギ酸銅微粒子(一次平均粒子径210nm)1.68g、参考例2で得た銀微粒子を0.15g、及びヘキサメチレンイミンを0.90g添加し、乳鉢で完全に分散状態になるまで十分に混練した。このスラリー状の混合物を、減圧条件で60℃を超えない温度で、ヘキサンと余分な水分を留去することで、ペースト状の導電性インク組成物を調製した。
テトラヒドロフラン10gに、参考例1で得たギ酸銅微粒子(一次平均粒子径210nm)1.68g、酢酸パラジウムを0.15g、及びn−ヘキサンチオールを0.98g添加し、乳鉢で完全に分散状態になるまで十分に混練した。このスラリー状の混合物を、減圧条件で60℃を超えない温度で、テトラヒドロフランと余分な水分を留去することで、ペースト状の導電性インク組成物を調製した。
テトラヒドロフラン10gにギ酸銅を2.24g、n−ヘキシルアミンを2.1g順次添加した。室温で、完全に溶解するまで10分間攪拌し、均一な溶液とした。この溶液を、0.5μmメンブランフィルターで濾過した後、得られた濾液中のテトラヒドロフランを、減圧濃縮により脱溶剤して、導電性インク組成物を調製した。
ガラス基材上に、ペーストA〜Dを、スクリーン印刷法(スクリーン仕様 メッシュ数:200、線径:40μm、織厚:115μm、目開き:87μm、空間率:46.9%、ペースト透過体積:53.94mg/cm3)を用いてガラス基板に塗布し、幅2mm×長さ30mm、膜厚54μmの均一な塗布膜とした。
断裂、欠け、にじみが無い場合:○,
断裂、欠け、にじみがある場合:×,
と評価した。
Claims (21)
- 還元力を有するカルボン酸と銅イオンとからなる銅塩の微粒子(A)、アルカンチオール、脂肪族アミン、芳香族アミン、及び環状アミンからなる群より選ばれる一種又は二種以上の配位性化合物(B)及び分散媒(D)を含有し、粘度が10〜300Pa・sの範囲である導電性インク組成物。
- 還元力を有するカルボン酸と銅イオンとからなる銅塩が、ギ酸銅、ヒドロキシ酢酸銅、グリオキシル酸銅、乳酸銅、シュウ酸銅、酒石酸銅、リンゴ酸銅、及びクエン酸銅からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする請求項1に記載の導電性インク組成物。
- 銅塩の微粒子(A)の一次平均粒子径が、1nm〜5μmの範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の導電性インク組成物。
- 金属触媒が、金属微粒子及び/又は金属化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の導電性インク組成物。
- 金属微粒子が、金微粒子、銀微粒子、銅微粒子、白金微粒子、及びパラジウム微粒子からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする請求項4に記載の導電性インク組成物。
- 金属微粒子の平均粒子径が、1〜1000nmの範囲であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の導電性インク組成物。
- 金属化合物が、金、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群より選ばれる一種又は二種以上の金属元素からなる化合物であることを特徴とする請求項4に記載の導電性インク組成物。
- 金属化合物が、金属塩、金属酸化物、及び金属硫化物からなる群より選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする請求項4又は請求項7に記載の導電性インク組成物。
- 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の導電性インク組成物を、基材中の電気的導通を得たいと所望する部位に塗布又は充填し、当該基材を加熱処理することを特徴とする電気的導通部位の製造方法。
- 基材が、樹脂、紙、ガラス、シリコン系半導体、化合物半導体、金属酸化物、金属窒化物、及び木材からなる群より選ばれる一種、又は二種以上の複合基材であることを特徴とする請求項9に記載の電気的導通部位の製造方法。
- 加熱処理の温度が60℃〜300℃の範囲であることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の電気的導通部位の製造方法。
- 非酸化性雰囲気で加熱処理を行うことを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれかに記載の電気的導通部位の製造方法。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により形成された電気的導通部位。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする画像表示装置。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする発光装置。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする回路基板。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とするコンデンサ。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする太陽電池。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする二次電池。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする電波方式認識タグ。
- 請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の製造方法により、一部乃至全体を製造した電気的導通部位を有することを特徴とする電磁波遮蔽シールド。
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