JP2017115236A - 金属粒子組成物、それを用いた導体、積層体、積層配線基板、及び電子機器。 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁膜を介する配線パターン等の導体同士を電気的に接続するためのヴィアを簡便に形成することが可能な金属粒子組成物、並びに、それを用いた導体、積層体、積層配線基板及び電子機器を提供する。【解決手段】（Ｂ）金属粒子と、（Ａ）前記（Ｂ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物と、（Ｃ）溶媒とを含む金属粒子組成物であって、前記（Ａ）フッ素含有化合物が、フッ素含有ジスルフィド化合物、フッ素含有アミン化合物、フッ素含有カルボン酸化合物、フッ素含有シラン化合物、フッ素含有ニトリル化合物、フッ素含有テルル化合物、フッ素含有アルコキシシラン化合物、及びフッ素含有セレン化合物からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする金属粒子組成物。【選択図】図３

Description

本発明は、金属配線を形成するインク、ペースト等として使用できる金属粒子組成物、それを用いた導体、積層体、積層配線基板、及び電子機器に関する。

近年、プラスチック基板上に低コストプロセスで複数の有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）を備えるトランジスタアレイを形成し、電子ペーパー、液晶ディスプレイ等のバックプレーンとして応用することが検討されている。
この有機薄膜トランジスタの製造方法では、従来のシリコンＴＦＴと差別化するために、真空プロセスや、フォトリソグラフィー技術を行うことなく、印刷プロセスのみで各構成要素をパターン形成し、低コスト化することが強く望まれている。また、電子機器の小型化が進んでおり、微細な回路形成が求められている電子機器も多い。

このような背景から、トランジスタアレイと配線パターン等との導体同士を電気的に接続するためのヴィアを、印刷法を用いて形成する方法が検討されている。
例えば、基板上に設けられた配線パターンを覆う状態で、基板上に絶縁膜を形成した後、インクジェット法により絶縁膜を溶かす溶媒を配線パターン上の絶縁膜に向けて飛ばす工程と、乾燥工程とを繰り返すことで、これらの配線パターンに達するヴィアホールを形成し、このヴィアホールを導電材料で埋め込む方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、基板上に設けられた配線パターン上に、インクジェット法により特殊な形状で直接ヴィアを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−２０４６５８号公報 特許第５１４５６８７号明細書

特許文献１に記載された方法では、確実にヴィアホールを形成するために、絶縁膜の同一箇所に何度も溶媒を飛ばす工程を行うとともに、上記工程と乾燥工程を繰り返すため、時間を要するという問題があった。また、この方法により形成されるヴィアホールの径は、上記溶媒の体積及び吐出回数である程度の制御は可能であるものの、ヴィアホールの径を精度よく制御することは難しいという問題がある。
また、特許文献２に記載された方法では、導電部の突出した周縁部を用いるため、形成された導電部が小さくなるにつれ、有効な導電面積が得られなくなるという問題がある。
さらに、これらは印刷プロセスでヴィアを形成するための工程のみを工夫したものであり、複雑で工程数も多く歩留まり生産を低下させるという問題がある。

本発明の目的は、絶縁膜を介する配線パターン等の導体同士を電気的に接続するためのヴィアを簡便に形成することが可能な金属粒子組成物、並びに、それを用いた導体、積層体、積層配線基板及び電子機器を提供することである。

本発明によれば、以下の金属粒子組成物等が提供される。
１．（Ｂ）金属粒子と、
（Ａ）前記（Ｂ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物と、（Ｃ）溶媒とを含む金属粒子組成物であって、
前記（Ａ）フッ素含有化合物が、フッ素含有ジスルフィド化合物、フッ素含有アミン化合物、フッ素含有カルボン酸化合物、フッ素含有シラン化合物、フッ素含有ニトリル化合物、フッ素含有テルル化合物、フッ素含有アルコキシシラン化合物、及びフッ素含有セレン化合物からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする金属粒子組成物。
２．前記（Ｃ）溶媒が、水及び／又はグリコールを含むことを特徴とする１に記載の金属粒子組成物。
３．前記（Ｃ）溶媒が、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、及び１，６−ヘキサンジオールからなる群から選択される１種以上であることを特徴とする１又は２に記載に金属粒子組成物。
４．乾燥し固化した固化膜の表面エネルギーが６０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の金属粒子組成物。
５．前記（Ｂ）金属粒子の表面に、前記（Ａ）フッ素含有化合物が結合している、又は、吸着していることを特徴とする１〜４のいずれかに記載の金属粒子組成物。
６．前記（Ａ）フッ素含有化合物の含有量が、金属粒子組成物全量に対して１０質量％以下であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の金属粒子組成物。
７．前記（Ｃ）溶媒の含有量が、金属粒子組成物全量に対して２５質量％以上８２質量％以下であることを特徴とする１〜６のいずれかに記載の金属粒子組成物。
８．前記（Ｂ）金属粒子が、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒子、パラジウム粒子、白金粒子及び金粒子からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする１〜７のいずれかに記載の金属粒子組成物。
９．前記（Ｂ）金属粒子が、銀粒子であることを特徴とする１〜８のいずれかに記載の金属粒子組成物。
１０．前記（Ｂ）金属粒子の含有量が、金属粒子組成物全量に対して１５質量％以上７０質量％以下であることを特徴とする１〜９のいずれかに記載の金属粒子組成物。
１１．金属粒子分散液である１〜１０のいずれかに記載の金属粒子組成物。
１２．１〜１１のいずれかに記載の金属粒子組成物からなる導体。
１３．縦断面形状が山形、半円形状、半楕円形状、四角形状、中央に平坦部もしくは窪みを有している山形、中央に平坦部もしくは窪みを有している半円形状、中央に平坦部もしくは窪みを有している半楕円形状、及び中央に平坦部もしくは窪みを有している四角形状から選択されるいずれかである１２に記載の導体。
１４．基板と、
前記基板上に設けられた電極と、
前記電極上に形成された１２又は１３に記載の導体と、を備える積層体。
１５．前記基板及び前記電極上に形成され、前記導体の一部を露出している絶縁膜をさらに備えることを特徴とする１４に記載の積層体。
１６．前記絶縁膜上に形成され、前記導体の露出部に接する導電膜をさらに備えることを特徴とする１５に記載の積層体。
１７．１４〜１６のいずれかに記載の積層体を備えることを特徴とする積層配線基板。
１８．１７に記載の積層配線基板を備えることを特徴とする電子機器。
１９．液晶ディスプレイ、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、自動車、ロボット、発光ダイオード照明又はウェアラブルデバイスである１８に記載の電子機器。

本発明によれば、絶縁膜を介する配線パターン等の導体同士を電気的に接続するためのヴィアを簡便に形成することが可能な金属粒子組成物、並びに、それを用いた導体、積層体、積層配線基板及び電子機器が提供できる。

ヴィア形成前の配線パターン付き基板（アレイ）を示す概略図である。 ヴィアを形成した後のアレイを示す概略図である。 絶縁膜を形成した後のアレイを示す概略図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である（縦断面図）。 導電膜を形成した後のアレイを示す概略図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。

［金属粒子組成物］
本発明の金属粒子組成物は、（Ｂ）金属粒子と（Ａ）（Ｂ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物と（Ｃ）溶媒とを含む。
ここで、「金属粒子組成物」の形態としては、分散液だけでなくペースト等であってもよく、粘度で表現すると数ｍＰａ・ｓから数千Ｐａ・ｓまで、各種印刷法に合わせた形態を金属粒子組成物の各組成比を調整することでコントロールすることができる。特に粘度が数ｍＰａ・ｓから数百ｍＰａ・ｓ程度の金属粒子組成物（以下、粘度が当該範囲にある金属粒子組成物を「金属粒子分散液」と表現する場合がある）が好ましい。
本発明の金属粒子組成物（以下、単に本発明の組成物という場合がある）の印刷体は、導電性と撥液性の両方を示すことができる。従って、例えば本発明の組成物の印刷体は導体間を電気的に接続するヴィアとして用いることができる。具体的に、本発明の組成物の印刷体を乾燥させ固化した膜上に絶縁材料を塗布したとしても、本発明の組成物の印刷体を乾燥させ固化した膜部分だけは絶縁材料をはじくことができる。これにより、ヴィアとして本発明の組成物の印刷体を用いることができ、ヴィア形成を簡便に行うことができる。

本発明の組成物は、乾燥し固化した固化膜の表面エネルギーが６０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。一方、表面エネルギーが６０ｍＮ／ｍを超えると、本発明の組成物の印刷体を乾燥し固化した固化膜上にも絶縁膜が覆われてしまうおそれがある。絶縁膜に覆われるか覆われないかは、絶縁膜の種類、膜厚も影響するため、絶縁膜の種類、膜厚の選択の幅が広がるという点で本発明の組成物の固化膜の表面エネルギーは、４０ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。
組成物を乾燥し固化した固化膜の表面エネルギーは、例えば、測定対象上に数マイクロリットルの液体を滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角を計測することにより接触角を測定し、各溶媒にて測定した接触角の値から北崎、畑の拡張Ｆｏｗｋｅｓ式に基づく幾何学平均法による解析（北崎寧昭、畑敏雄ら、日本接着協会誌、第８巻（３）１３１−１４１頁（１９７２年））で求めることができる。
接触角の測定装置としては、例えば、井元製作所製接触角測定装置や、協和界面科学製接触角計ＤＭ−７００を用いて測定することができる。
また本発明の組成物を乾燥し固化した固化膜の表面エネルギーを調整する手段としては、（Ａ）成分の種類や配合量、乾燥時の温度、乾燥時の時間を調整すること等が挙げられる。
以下、本発明の組成物が含む各成分等について説明する。

［（Ａ）成分］
本発明の組成物における（Ａ）成分は、金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物である。（Ｂ）成分である金属粒子の表面に（Ａ）成分が結合する、又は吸着することで、金属粒子に撥液性をもたらすことができる。その結果、本発明の組成物から得られる印刷体の固化膜は導電性と撥液性の両方を示すことができる。

（Ａ）成分であるフッ素含有化合物は、フッ素含有ジスルフィド化合物、フッ素含有アミン化合物、フッ素含有カルボン酸化合物、フッ素含有シラン化合物、フッ素含有ニトリル化合物、フッ素含有テルル化合物、フッ素含有アルコキシシラン化合物、及びフッ素含有セレン化合物からなる群から選択される１種以上である。これらのうち、フッ素含有アミン化合物、及びフッ素含有カルボン酸化合物からなる群から選択される１種以上であると好ましい。
尚、フッ素含有チオール化合物とフッ素含有ジスルフィド化合物は金属と結合、又は、吸着することが知られているが、焼成時に腐食性ガスが発生したり、他の電極材料を腐食させるおそれがあると言われている。

フッ素含有ジスルフィド化合物としては、芳香環を有するフッ素含有ジスルフィド化合物、フッ化部を持つ炭素鎖を有するジスルフィド化合物等が挙げられる。これらの中でも、金属粒子の表面修飾性から、芳香環を有するフッ素含有ジスルフィド化合物が好ましく、芳香環を有する炭素数１２〜４０のフッ素含有ジスルフィド化合物がより好ましく、ベンゼン環を有する炭素数１２〜４０のフッ素含有ジスルフィド化合物がさらに好ましい。

芳香環を有する炭素数１２〜４０のフッ素含有ジスルフィド化合物としては、フッ素含有チオール化合物の二量体を用いることができる。具体的には、４−トリフルオロメチルベンゼンチオール、３−トリフルオロメチルベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオール、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンチオール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンチオール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メルカプト安息香酸メチルエステル、３，５−ビストリフルオロメチルベンゼンチオール、４−フルオロベンゼンチオール、及び１１−（２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンジルオキシ）−１−ウンデカンチオール（下記化学式）、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデカンチオール、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクタンチオールから選択されるフッ素含有チオール化合物が二量化した化合物が挙げられ、撥液性の観点からペンタフルオロベンゼンチオール、トリフルオロメチルベンゼンチオール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンチオール、又は下記式化合物が二量化した化合物が特に好ましい。

例えば、フッ素含有アミン化合物では、アミン部がアミン（−ＮＨ_２）として金属粒子の表面に結合する又は吸着し、フッ素含有カルボン酸化合物では、カルボン酸部がカルボキシラートアニオン（−ＣＯＯ⁻）として金属粒子の表面に結合する又は吸着する。
これらフッ素含有化合物は、組成物中で金属粒子の表面に結合した状態又は吸着した状態で存在でき、好ましくは組成物中の全てのフッ素含有化合物が金属粒子に結合している、又は吸着している。但し、本発明の組成物は、金属粒子の表面に結合している又は吸着しているフッ素含有化合物からなる金属粒子を含めばよく、金属粒子に結合していない又は吸着していないフッ素含有化合物、及び、フッ素含有化合物が結合していない又は吸着していない金属粒子が存在してもよい。

フッ素含有アミン化合物としては、芳香環を有するフッ素含有アミン化合物、フッ化部を持つ炭素鎖を有するアミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、金属粒子の表面修飾性から、芳香環を有するフッ素含有アミン化合物が好ましく、芳香環を有する炭素数６〜２０のフッ素含有アミン化合物がより好ましく、ベンゼン環を有する炭素数６〜２０のフッ素含有アミン化合物がさらに好ましい。

フッ素含有アミン化合物の具体例としては、２，３，４，５，６−ペンタフルオロアニリン、２，３，４，５−テトラフルオロアニリン、２，４，５−トリフルオロフェニルアミン、４，５−ジフルオロ−２−アミノベンゾトリフルオリド、２−アミノ−５，６−ジフルオロ−ベンゾトリフルオリド、（３，４，５−トリフルオロフェニル）−（７−メトキシメチル−［１，４］−ジオキサノ［２，３−ｇ］キナゾリン−４−イル）−アミン、４−フルオロ−２−（トリフルオロメチル）−アニリン、３，４−ジフルオロアニリン、２−（ジフルオロメチル）−４−フルオロアニリン、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクタン-1-アミンが挙げられる。

フッ素含有カルボン酸化合物としては、芳香環を有するフッ素含有カルボン酸化合物、フッ化部を持つ炭素鎖を有するカルボン酸化合物等が挙げられる。これらの中でも、金属粒子の表面修飾性から、芳香環を有するフッ素含有カルボン酸化合物が好ましく、芳香環を有する炭素数６〜２０のフッ素含有カルボン酸化合物がより好ましく、ベンゼン環を有する炭素数６〜２０のフッ素含有カルボン酸化合物がさらに好ましい。

フッ素含有カルボン酸化合物の具体例としては、２，３，４，５，６−ペンタフルオロ安息香酸、２，３，４，６−テトラフルオロ安息香酸、２，４，５−トリフルオロ安息香酸、２，３，４−トリフルオロ安息香酸、２−エチル−テトラフルオロ安息香酸、２−イソプロピル−テトラフルオロ安息香酸、３−シクロプロピル−２，４，５−トリフルオロ安息香酸、２−ブチル−テトラフルオロ安息香酸、ウンデカフルオロヘキサン酸、ノナデカフルオロデカン酸が挙げられる。

（Ａ）成分の含有量は、組成物全量に対して、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の含有量が当該範囲内であれば、組成物中の金属粒子の分散性を阻害しない。
（Ａ）成分の含有量の下限は特に制限されないが、本発明の組成物から得られる印刷体の撥液性の観点から、０．１質量％以上であることが好ましい。

［（Ｂ）成分］
（Ｂ）成分である金属粒子は、本発明の組成物の導電性発現の起源となる。
金属粒子は、平均粒子径１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の金属粒子であることが好ましく、平均粒子径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の金属ナノ粒子であることがより好ましい。また、金属粒子には直径５０ｎｍ以下の金属ナノワイヤーを含んでもよい。
上記金属粒子の平均粒径測定は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定が可能である。具体的には、５０個程度の粒子を含む視野において、全ての粒子の投影面積円相当径を測定し、その平均を算出する方法が挙げられる。
本発明の組成物に用いる（Ｂ）成分である金属粒子は、フッ素含有化合物が結合している、又は、吸着している金属粒子と、フッ素含有化合物が結合していない、又は、吸着していない金属粒子を混合して用いてもよい。

金属粒子を構成する金属としては、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、及び金が挙げられる。金属粒子は、これらのうち１種の金属粒子を単独で用いてもよく、２種以上の金属粒子を併用してもよい。これらの中でも、導体特性と金属粒子組成物の扱いやすさの観点から、銀ナノ粒子が特に好ましい。

金属粒子は、本発明の組成物の好ましい形態である分散液（以下、本発明の分散液という場合がある）の製造の際に、分散媒に分散した金属粒子分散液の状態で用いられる場合があるが、この場合に金属粒子の表面に分散剤が結合している、又は吸着していてもよい。金属粒子の表面に分散剤が結合している、又は吸着している場合、フッ素含有化合物と混ぜた際にその分散剤は脱離したり、そのまま金属表面に残る場合がある。これは分散剤の種類や分散剤の被覆量によって異なる。
本発明の組成物製造の際に使用する金属粒子は、市販されている金属粒子分散液、固体の金属粒子、分散剤が成分（Ａ）である金属粒子分散液のいずれでもよい。

（Ｂ）成分の含有量は、組成物全量に対して１５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。（Ｂ）成分の含有量が当該範囲内であれば、より効率よく導電性ヴィアが形成できる。

［（Ｃ）成分］
（Ｃ）成分である溶媒としては、水及び／又はグリコールを含む溶媒が好ましい。
水は、特に制限されず、イオン交換水や蒸留水等の純水を使用することができる。
グリコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、及び１，６−ヘキサンジオールが挙げられ、１，３−プロパンジオール、エチレングリコールが好ましい。これらグリコールは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
尚、例えばインクジェット印刷のような低粘度のインクを用いる印刷方式の場合、水のみでは、沸点が低いため溶媒の蒸発が早くインクジェットヘッドのつまりを発生しやすい、且つ、表面張力が高すぎて印刷が難しい場合がある。一方、グリコールのみでは粘度が高すぎて印刷が難しい場合があるため、水とグリコールを混合し、粘度と表面張力、溶媒の蒸発時間のバランスをとることが好ましい。

（Ｃ）成分は、水とグリコールの混合溶媒であると好ましく、水とグリコールを主成分とする溶媒がより好ましい。ここで「主成分」とは、（Ｃ）成分の７０質量％以上が水及びグリコールからなることをいう。
（Ｃ）成分は、水とグリコールから実質的になってもよく、水とグリコールのみからなってもよい。「実質的」とは、例えば（Ｃ）成分の９５質量％以上、９８質量％以上、又は９９質量％以上が水及びグリコールからなることをいう。

（Ｃ）成分の含有量は、組成物全量に対して、２５質量％以上８２質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。（Ｃ）成分の含有量が当該範囲内であれば、本発明の組成物を適正に塗布できる。

［その他の成分］
本発明の組成物は、（Ａ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物、（Ｂ）金属粒子及び（Ｃ）溶媒を含めばよく、さらに任意の成分を含んでもよい。
任意成分としては、本発明の分散液を安定化させる分散剤等が挙げられる

［金属粒子組成物の製造方法］
本発明の金属粒子組成物は、例えば、上述した各成分を混合することにより製造することができる。混合方法は、特に限定されず、例えば、メカニカルスターラー、マグネティックスターラー、超音波分散機、遊星ミル、ボールミル、３本ロール等の混合機を用いて混合する方法が挙げられる。

［ヴィアの形成方法］
本発明の組成物から得られる印刷体は、導電性と撥液性とを兼ね備える導体として機能する。本発明の（Ａ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物と（Ｂ）金属粒子を含む導体は、配線パターン等の導体間を電気的に接続するためのヴィアとして、好適に用いることができる。
上記導体を備える本発明の積層体は、より具体的には、基板と、基板上に設けられた電極、及び電極上に形成された導体を備える。本発明の積層体は、好ましくは基板及び電極上に形成され、導体の一部を露出している絶縁膜をさらに備え、より好ましくは当該絶縁膜上に形成され、導体の露出部に接する導電膜をさらに備える。
以下、本発明の分散液を用いたヴィア形成の一実施形態を、図面に基づいて説る。

図１は、ヴィア形成前の配線パターン付き基板（アレイ）を示す概略図である。
図１に示すように、基板１上に金属電極からなる配線パターン２を設けたアレイ３を準備する。配線パターン２は、公知の方法により設けることができる。
基板としては、ガラス基板や、プラスチックフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ））等を用いることが可能である。金属電極の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、上述の金属粒子の材料と同様のものを用いることができる。

次に、図２に示すように、配線パターン２の表面の所望の箇所に、本発明の金属粒子分散液を塗布することで、ヴィア４を形成する。
分散液の塗布方法としては、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法が挙げられ、好ましくは、フレキシブルアライメントが可能なインクジェット印刷法である。インクジェット印刷法によれば、ヴィア４の径は、金属粒子分散液の塗布パターンの径と略同一とすることができる。そのため、分散液の塗布量等を調節することにより、ヴィア４の径を容易に所望の値に制御することが可能である。ここでヴィア４は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下の径で形成される。
分散液を塗布後、乾燥させ固化膜とする条件としては、５０℃〜２５０℃で３分〜１時間が好ましい。加熱温度は、低すぎると乾燥せず、高すぎると周辺部材に耐熱性が高い部材を使用する必要があることから１００℃〜１８０℃であることが特に好ましい。時間は、短いほど好ましいが、短すぎると十分乾燥せず導電性が低くなるため１０分〜３０分が特に好ましい。

次に、図３に示すように、ヴィア４形成後のアレイ３上に、絶縁材料を用いて、スピンコート法等により絶縁膜５を成膜する。絶縁材料としては、電気絶縁性を有し薄膜として形成できるものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。
このとき、本発明の分散液を用いて形成したヴィア４の撥液性により、ヴィア４が絶縁材料をはじくため、凸状のヴィア４の突出部が絶縁膜５で覆われることなく露出する（図４参照）。ヴィア形成に本発明の分散液を用いた場合は、絶縁膜で覆われたヴィア部分を露出させる工程は必要なく、配線パターン２と後述の導電膜６とを、電気的に接続できるヴィア４を形成することが可能となる。

そして、図５に示すように、絶縁膜５成膜後のアレイ３上に、導電材料を用いて、スクリーン印刷法等により導電膜６を成膜する。これにより、ヴィア４の突出部と導電膜６が接するため、配線パターン２と導電膜６とが導通し、電極の取り出しが可能となる（図６参照）。尚、導電材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、前記金属電極の材料と同様のものを用いることができる。

本発明の組成物で得られる印刷体の固化膜は、導電性と撥液性を有している。そのため、例えば前記のように、当該組成物を用いてヴィアを形成した後、次工程で絶縁材料を塗布した際に、ヴィアの撥液性によってヴィア形成部分の絶縁材料は撥かれ、ヴィアは絶縁膜に覆われない。絶縁膜に覆われず露出したヴィアを介して、ヴィアの導電性によって、絶縁膜上に形成する電極と絶縁膜の下にある電極をつなぐことが可能となる。その結果、層間絶縁膜のパターニング形成が不要となり、ヴィアの形成工程を大幅に削減することができるため、生産性を向上させることができる。また、インクジェット印刷法によりヴィアを形成することが可能であるため、精度よくヴィアを形成することができる。尚、ヴィアの縦断面形状（基板に対して垂直方向の断面形状）は、ヴィアが絶縁膜に覆われなければ、特に限定されず、例えば、山形状、円形状、楕円形状、四角形状、多角形状等が挙げられる。なかでも、ヴィアの縦断面形状が、山形状、円形状、楕円形状であることが好ましい。

上記のヴィアの形成方法により得られるヴィアを介して２つの電極が導通する積層体は、例えば、半導体素子、タッチパネルセンサ、ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、有機エレクトロルミネッセンス素子、積層配線基板（フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、リジットプリント基板）等に用いることができる。
また、上記の積層配線基板は、液晶ディスプレイ、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、自動車、ロボット、発光ダイオード照明等の電子機器に使用できる。

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例によってなんら限定されるものではない。

実施例１
（１）金属粒子分散液の調製
平均粒径４０ｎｍの銀ナノ粒子：ペンタフルオロ安息香酸：溶媒（水、エチレングリコール）＝３５：２：６３の質量比の金属粒子分散液１を製造した。

（２）積層体の製造
ガラス基板上に、フレキソ印刷により銀電極からなる配線パターンを設け、アレイを作製した。
次いで、配線パターンの表面の所望の箇所に、インクジェット印刷法により、調製した金属粒子分散液１を印刷することで、ヴィアを形成した。形成したヴィアを１２０℃１５分加熱処理した。このヴィアの縦断面形状は、触針式段差計で測定した結果、ほぼ山形であった。
次いで、ヴィア形成後の基板上に、カネカ製ＡＮＬ１（商品名）をスピンコートして絶縁膜を成膜した。その結果、膜厚５００ｎｍの絶縁膜が得られた。また、インクジェット印刷法で形成したヴィアの上部が絶縁膜で覆われていないことが光学顕微鏡で確認できた。

（３）固化膜の表面エネルギーの測定
ガラス基板上に、調製した金属粒子分散液１をスピンコーターを用いて均一塗布し、１２０℃１５分加熱処理をし、金属粒子分散液の固化膜を作製した。作製した固化膜上に、２〜５マイクロリットル程度の水、ジヨードメタン、ヘキサデカンをそれぞれ滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角（接触角）を測定した。各溶媒にて測定した接触角の値から北崎、畑の拡張Ｆｏｗｋｅｓ式に基づく幾何学平均法による解析で固化膜の表面エネルギーを求めたところ、３７ｍＮ／ｍであった。測定装置は、協和界面科学製接触角計ＤＭ−７００を用いた。

実施例２
（１）金属粒子分散液の調製
平均粒径４０ｎｍの銀ナノ粒子：ペンタフルオロアニリン：溶媒（水、エチレングリコール）＝３４：２：６４の質量比の金属粒子分散液２を製造した。

（２）積層体の製造
ガラス基板上に、フレキソ印刷により銀電極からなる配線パターンを設け、アレイを作製した。
次いで、配線パターンの表面の所望の箇所に、インクジェット印刷法により、調製した金属粒子分散液２を印刷することで、ヴィアを形成した。形成したヴィアを１２０℃１５分加熱処理した。また、このヴィアの縦断面形状は、触針式段差計で測定した結果、ほぼ山形であった。
次いで、ヴィア形成後の基板上に、カネカ製ＡＮＬ１をスピンコートして絶縁膜を成膜した。その結果、膜厚５００ｎｍの絶縁膜が得られた。また、インクジェット印刷法で形成したヴィアの上部が絶縁膜で覆われていないことが光学顕微鏡で確認できた。

（３）固化膜の表面エネルギーの測定
ガラス基板上に、調製した金属粒子分散液２をスピンコーターを用いて均一塗布し、１２０℃１５分加熱処理をし、金属粒子分散液の固化膜を作製した。作製した固化膜上に、２〜５マイクロリットル程度の水、ジヨードメタン、ヘキサデカンをそれぞれ滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角（接触角）を測定した。各溶媒にて測定した接触角の値から北崎、畑の拡張Ｆｏｗｋｅｓ式に基づく幾何学平均法による解析で固化膜の表面エネルギーを求めたところ、５７ｍＮ／ｍであった。測定装置は、協和界面科学製接触角計ＤＭ−７００を用いた。

比較例１
（１）金属粒子分散液の調製
平均粒径４０ｎｍの銀ナノ粒子：溶媒（水、エチレングリコール）＝３５：６５の質量比の金属粒子分散液３を製造した。

（２）積層体の製造
ガラス基板上に、フレキソ印刷により銀電極からなる配線パターンを設け、アレイを作製した。
次いで、配線パターンの表面の所望の箇所に、インクジェット印刷法により、金属粒子分散液３を印刷することで、ヴィアを形成した。形成したヴィアを１２０℃１５分加熱処理した。また、このヴィアの縦断面形状は、触針式段差計で測定した結果、ヴィアの高さが実施例１より低いがほぼ山形であった。
次いで、ヴィア形成後の基板上に、カネカ製ＡＮＬ１を用いて、スピンコート法により絶縁膜を成膜した。その結果、膜厚５００ｎｍの絶縁膜が得られた。但し、インクジェット印刷法で形成したヴィアの上部は絶縁膜で覆われてしまっていた。

（３）固化膜の表面エネルギーの測定
ガラス基板上に、調製した金属粒子分散液３をスピンコーターを用いて均一塗布し、１２０℃１５分加熱処理をし、金属粒子分散液の固化膜を作製した。作製した固化膜上に、２〜５マイクロリットル程度の水、ジヨードメタン、ヘキサデカンをそれぞれ滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角（接触角）を測定した。各溶媒にて測定した接触角の値から北崎、畑の拡張Ｆｏｗｋｅｓ式に基づく幾何学平均法による解析で固化膜の表面エネルギーを求めたところ、１０９ｍＮ／ｍであった。測定装置は、協和界面科学製接触角計ＤＭ−７００を用いた。

比較例２
（１）金属粒子分散液の調製
平均粒径４０ｎｍの銀ナノ粒子：溶媒（水、エチレングリコール）＝３４：６６の金属粒子分散液４を製造した。

（２）積層体の製造
ガラス基板上に、フレキソ印刷により銀電極からなる配線パターンを設け、アレイを作製した。
次いで、配線パターンの表面の所望の箇所に、インクジェット印刷法により、金属粒子分散液４を印刷することで、ヴィアを形成した。形成したヴィアを１２０℃１５分加熱処理した。また、このヴィアの縦断面形状は、触針式段差計で測定した結果、ヴィアの高さが実施例２より低いがほぼ山形であった。
次いで、ヴィア形成後の基板上に、カネカ製ＡＮＬ１を用いて、スピンコート法により絶縁膜を成膜した。その結果、膜厚５００ｎｍの絶縁膜が得られた。但し、インクジェット印刷法で形成したヴィアの上部は絶縁膜で覆われてしまっていた。

（３）固化膜の表面エネルギーの測定
ガラス基板上に、調製した金属粒子分散液４をスピンコーターを用いて均一塗布し、１２０℃１５分加熱処理をし、金属粒子分散液の固化膜を作製した。作製した固化膜上に、２〜５マイクロリットル程度の水、ジヨードメタン、ヘキサデカンをそれぞれ滴下し、滴下した液滴の形状を側面より観測し、液滴と測定対象とのなす角（接触角）を測定した。各溶媒にて測定した接触角の値から北崎、畑の拡張Ｆｏｗｋｅｓ式に基づく幾何学平均法による解析で表面エネルギーを求めたところ、１０９ｍＮ／ｍであった。測定装置は、協和界面科学製接触角計ＤＭ−７００を用いた。

本発明は、トランジスタアレイにおいて、導体間を電気的に接続するためのヴィアの形成に利用できる。

１ 基板
２ 配線パターン
３ アレイ
４ ヴィア
５ 絶縁膜
６ 導電膜

Claims (19)

1. （Ｂ）金属粒子と、
   （Ａ）前記（Ｂ）金属粒子に結合する、又は吸着するフッ素含有化合物と、（Ｃ）溶媒とを含む金属粒子組成物であって、
   前記（Ａ）フッ素含有化合物が、フッ素含有ジスルフィド化合物、フッ素含有アミン化合物、フッ素含有カルボン酸化合物、フッ素含有シラン化合物、フッ素含有ニトリル化合物、フッ素含有テルル化合物、フッ素含有アルコキシシラン化合物、及びフッ素含有セレン化合物からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする金属粒子組成物。
2. 前記（Ｃ）溶媒が、水及び／又はグリコールを含むことを特徴とする請求項１に記載の金属粒子組成物。
3. 前記（Ｃ）溶媒が、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、及び１，６−ヘキサンジオールからなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載に金属粒子組成物。
4. 乾燥し固化した固化膜の表面エネルギーが６０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
5. 前記（Ｂ）金属粒子の表面に、前記（Ａ）フッ素含有化合物が結合している、又は、吸着していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
6. 前記（Ａ）フッ素含有化合物の含有量が、金属粒子組成物全量に対して１０質量％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
7. 前記（Ｃ）溶媒の含有量が、金属粒子組成物全量に対して２５質量％以上８２質量％以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
8. 前記（Ｂ）金属粒子が、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒子、パラジウム粒子、白金粒子及び金粒子からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
9. 前記（Ｂ）金属粒子が、銀粒子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
10. 前記（Ｂ）金属粒子の含有量が、金属粒子組成物全量に対して１５質量％以上７０質量％以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
11. 金属粒子分散液である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の金属粒子組成物。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の金属粒子組成物からなる導体。
13. 縦断面形状が山形、半円形状、半楕円形状、四角形状、中央に平坦部もしくは窪みを有している山形、中央に平坦部もしくは窪みを有している半円形状、中央に平坦部もしくは窪みを有している半楕円形状、及び中央に平坦部もしくは窪みを有している四角形状から選択されるいずれかである請求項１２に記載の導体。
14. 基板と、
    前記基板上に設けられた電極と、
    前記電極上に形成された請求項１２又は１３に記載の導体と、を備える積層体。
15. 前記基板及び前記電極上に形成され、前記導体の一部を露出している絶縁膜をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の積層体。
16. 前記絶縁膜上に形成され、前記導体の露出部に接する導電膜をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の積層体。
17. 請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の積層体を備えることを特徴とする積層配線基板。
18. 請求項１７に記載の積層配線基板を備えることを特徴とする電子機器。
19. 液晶ディスプレイ、テレビ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、自動車、ロボット、発光ダイオード照明又はウェアラブルデバイスである請求項１８に記載の電子機器。

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