JP2017088734A - 導電性金属インク - Google Patents
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(実施例1)
[Agインクの製造]
平均粒子径4nmのAg微粒子を分散させた分散液(株式会社アルバック製の「AgナノメタルインクAg1T」)100gに、アセトン500gを加えてAg微粒子を沈降させ、上澄み液をデカンテーションなどにより流出させる「洗浄工程」を複数回繰り返し、分散剤たる炭素数6〜18の脂肪酸及び炭素数6〜18の脂肪族アミンが表面に吸着したAg微粒子(以下「Ag微粒子1」という)を得た。Ag微粒子1を15.6g、低極性溶媒としてのテトラデカンを6g、極性溶媒としてのイソステアリルアルコール(日産化学工業社製の「ファインオキソコール180T」)を14g配合し(このとき、極性溶媒の重量比が70wt%)、攪拌してAgインクを得た。
ポリジメチルシロキサン(信越化学社製の「X−32−3279A/B」)を2液混合により架橋反応を用いてシリコーンゴム製の樹脂を得て、この得られた樹脂をスピンコータを用いてスピンコートすることで平滑なブランケットを得た。このブランケットの表面に対し、プラズマ処理装置(ヤマト科学社製の「MPC−5000S」)を用い、酸素ガス流量:100mL/min、高周波電力:200Wの条件で酸素プラズマ処理を4分行った。表面処理が施されたブランケット表面にフォトレジスト(AZエレクトロニクス社製の「AZ5214」)をスピンコート法により塗布し、ホットプレートにて120℃でのプリベイクを6分間行い、露光装置(日立ハイテク社製の「ME1000−RD1E」)を用いてフォトレジスト表面にパターンを露光した。尚、露光光は、波長365nmのUV光(250mJ/cm2)とした。露光後のフォトレジスト付きブランケットを現像液(0.4%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)に1分浸漬させて現像処理を行い、純水を用いて洗浄した後、ホットプレートにて200℃でのポストベイクを2分間行うことで、ブランケット表面に凹凸形状を有するレジストパターンを形成した。尚、凹部の幅は、20μmであった。次いで、上記プラズマ処理装置を用いた酸素プラズマ処理を再度行い、レジストパターンの凹部を介して露出するブランケット表面を親液化した。さらに、上記プラズマ処理装置を用い、CF4ガス流量:100mL/min、高周波電力:200Wの条件でCF4プラズマ処理を1分行い、レジストパターンを撥液パターンとした(撥液化処理)。
上記の如く親液性を有するブランケットと撥液パターンたるレジストパターンに対し、低極性溶媒であるテトラデカン、極性溶媒である2エチルヘキサノール(炭素数8、分岐アルキル鎖有り)、n−デカノール(炭素数10、分岐アルキル鎖無し)、イソステアリルアルコール(炭素数18、分岐アルキル鎖有り)、イソパルミチルアルコール(炭素数16、分岐アルキル鎖有り)を滴下し、測定装置(協和界面科学社製の「DM−701」)を用いて静的接触角を測定した結果を表1に示す。
上記撥液パターン付きブランケットに対してAgインクをインクジェット装置(Dimatix社製の「DMP3000」)を用いて噴射し、撥液パターンの凹部にAgインクを充填した。このときのブランケット及び撥液パターンにおける静的接触角を夫々測定した結果、表2に示すように、撥液パターンに対する接触角が71°であり、ブランケット表面に対する接触角が31°であり、凹部のみにAgインクを充填することが確認された。このように充填したAgインクを被印刷体に転写し、転写したAgインクを150℃で60分焼成した。このようにして形成されたAg配線には滲みや歪みが見られず、その線幅は20μmであり、撥液パターンの凹部に従う優れた形状のAg配線を印刷できることが確認された。
低極性溶媒のテトラデカンを4g、極性溶媒のイソステアリルアルコールを16g配合する(このとき、極性溶媒の重量比が80wt%)点以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例2でも、印刷されたAg配線には滲みや歪みは見られず、その線幅は20μmであり、撥液パターンの凹部に従う優れた形状のAg配線を印刷できることが確認された。これより、撥液パターンの凹部にのみ導電性金属インクを充填できることが判った。
低極性溶媒のテトラデカンを2g、極性溶媒のイソステアリルアルコールを18g配合する(このとき、極性溶媒の重量比が90wt%)点以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例3でも、印刷されたAg配線には滲みや歪みは見られず、その線幅は20μmであり、撥液パターンの凹部に従う優れた形状のAg配線を印刷できることが確認された。これより、撥液パターンの凹部にのみ導電性金属インクを充填できることが判った。
極性溶媒としてイソステアリルアルコールではなくイソパルミチルアルコール(日産化学工業社製の「ファインオキソコール1600」)を14g配合する点(このとき、極性溶媒の重量比が70wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例4では、Agインクを充填したときのブランケット及び撥液パターンにおける静的接触角を夫々測定した結果、撥液パターンに対する接触角が69°であり、ブランケット表面に対する接触角が30°であり、凹部のみにAgインクを充填することが確認された。本実施例4でも、印刷されたAg配線には滲みや歪みは見られず、その線幅は20μmであり、撥液パターンの凹部に従う優れた形状のAg配線を印刷できることが確認された。これより、撥液パターンの凹部にのみ導電性金属インクを充填できることが判った。
低極性溶媒のテトラデカンを2g、極性溶媒のイソパルミチルアルコールを18g配合する(このとき、極性溶媒の重量比が90wt%)点以外は、上記実施例4と同様とした。本実施例5でも、印刷されたAg配線には滲みや歪みは見られず、その線幅は20μmであり、撥液パターンの凹部に従う優れた形状のAg配線を印刷できることが確認された。これより、撥液パターンの凹部にのみ導電性金属インクを充填できることが判った。
(比較例1)
低極性溶媒のテトラデカンを20g配合し、極性溶媒を配合しない点(このとき、極性溶媒の重量比が0wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例1では、撥液パターンの凹部にAgインクを充填したときの撥液パターンに対する接触角が65°であり、ブランケット表面に対する接触角が33°であり、両接触角の差が上記実施例1よりも小さいことが確認された。そして、上記実施例1と同様に転写・焼成することで得られたAg配線の線幅は25μmであり、撥液パターンの凹部の開口幅よりも太くなっており、凹部のみにAgインクを充填できていないことが判った。
低極性溶媒のテトラデカンを10g、極性溶媒のイソステアリルアルコールを10g配合する(このとき、極性溶媒の重量比が50wt%)点以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例2では、撥液パターンの凹部にAgインクを充填したときの撥液パターンに対する接触角が63°であり、ブランケット表面に対する接触角が32°であり、両接触角の差が上記実施例1よりも小さいことが確認され、撥液パターン上で濡れ広がっていた。このため、上記実施例1と同様に転写・焼成することで得られたAg配線の線幅は、明らかに凹部に追従するものではなかった。
極性溶媒としてイソステアリルアルコールではなくOH基を持たないシクロヘキシルベンゼンを10g配合する点以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例3では、撥液パターンの凹部にAgインクを充填したときの撥液パターンに対する接触角が72°であったが、ブランケット表面に対する接触角が55°と上昇してしまい、両接触角の差が上記実施例1よりも小さいことが確認された。
Claims (7)
- 金属配線を形成する際に、親液性の樹脂製ブランケットの表面に形成された撥液パターンの凹部にインクジェット法により充填される導電性金属インクにおいて、
炭素数6〜18の脂肪酸及び炭素数6〜18の脂肪族アミンの少なくとも一方で表面が覆われた金属微粒子と、この金属微粒子を分散させるための低極性溶媒とを含み、
前記ブランケットへの吸収が前記低極性溶媒よりも少ない極性溶媒を更に含むことを特徴とする導電性金属インク。 - 前記低極性溶媒及び前記極性溶媒に対する前記極性溶媒の重量比が70〜90wt%であることを特徴とする請求項1記載の導電性金属インク。
- 前記低極性溶媒及び前記極性溶媒の沸点が150〜400℃であることを特徴とする請求項1または2記載の導電性金属インク。
- 前記極性溶媒は、ヒドロキシ基を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の導電性金属インク。
- 前記極性溶媒は、炭素数16以上であり、かつ、分岐のアルキル鎖を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の導電性金属インク。
- 前記極性溶媒は、イソパルミチルアルコール及びイソステアリルアルコールから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5記載の導電性金属インク。
- 前記低極性溶媒は、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、シクロドデカン、シクロドデセン、オクチルベンゼン及びドデシルベンゼンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性金属インク。
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