JP2018041697A - Dispersion and substrate for the production of printed wiring board - Google Patents

Dispersion and substrate for the production of printed wiring board Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion that can form a low-resistant wire on a low heat-resistant resin substrate, and a substrate for the production of a printed wiring board having a film formed using the same.SOLUTION: A dispersion has particles containing metal and/or metal oxide, and nonvolatile organic matter. The particles have a primary particle size of 5 nm or more and less than 100 nm, the nonvolatile organic matter contains nitrogen-containing organic matter, and the nonvolatile organic matter has a nitrogen content of 6 mass% or more and 55 mass% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は分散体に関する。本発明は、本発明の分散体を用いて形成された膜を有するプリント配線基板製造用基板にもまた関する。   The present invention relates to a dispersion. The present invention also relates to a printed wiring board manufacturing substrate having a film formed using the dispersion of the present invention.

回路基板は、基板上に導電性の配線を施した構造を有する。このような回路基板を製造する従来の方法は、一般に、金属箔を貼り合せた基板上にフォトレジストを塗布すること、これを露光及び現像して所望の回路パターンのネガ状の形状を得ること、及びフォトレジストに被覆されていない部分の金属箔をケミカルエッチングにより除去してパターンを形成することを含む。回路基板の従来の製造方法は、高性能の導電性基板を製造することができる。しかしながら、回路基板の従来の製造方法は、工程数が多く、煩雑であるとともに、フォトレジスト材料を要する等の欠点がある。   The circuit board has a structure in which conductive wiring is provided on the board. Conventional methods for manufacturing such a circuit board generally apply a photoresist on a substrate on which a metal foil is bonded, and expose and develop it to obtain a negative shape of a desired circuit pattern. And removing a portion of the metal foil not covered with the photoresist by chemical etching to form a pattern. The conventional manufacturing method of a circuit board can manufacture a high-performance conductive substrate. However, the conventional method for manufacturing a circuit board has a number of steps, is complicated, and has the disadvantages of requiring a photoresist material.

これに対し、金属及び金属酸化物を含む粒子を分散させた分散体(以下、「導電性ペースト」ともいう)を用いて、基板上に所望の配線パターンを直接印刷することを含む方法が注目されている。このような、基板上に所望の配線パターンを直接印刷する方法は、工程数が少なく、フォトレジスト材料を用いる必要がない等、極めて生産性が高い。   In contrast, a method including directly printing a desired wiring pattern on a substrate using a dispersion in which particles containing metal and metal oxide are dispersed (hereinafter also referred to as “conductive paste”) is noted. Has been. Such a method of directly printing a desired wiring pattern on a substrate has extremely high productivity because the number of steps is small and it is not necessary to use a photoresist material.

しかしながら、一般的に用いられる導電性ペーストは、金属及び金属酸化物を含む粒子として銀微粒子を使用しており、銀は非常に高価であるため、直接印刷法による生産性向上がもたらすコストメリットが相殺されてしまう。また、銀はマイグレーションしやすいことが知られており、銀ペーストを用いた配線は信頼性が低い。   However, generally used conductive paste uses silver fine particles as particles containing metal and metal oxide, and silver is very expensive, so there is a cost merit brought by productivity improvement by direct printing method. It will be offset. Also, silver is known to easily migrate, and wiring using silver paste has low reliability.

これらの問題に対して、銅微粒子を用いた導電性ペーストが多く検討されている。   Many electroconductive pastes using copper fine particles have been studied for these problems.

例えば、特許文献1では、銅粉、非鉛ガラスフリット、酸化銅、樹脂バインダー及びチキソ剤を含む銅ペーストが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a copper paste containing copper powder, non-lead glass frit, copper oxide, a resin binder, and a thixotropic agent.

特許文献2では、銅ナノ粒子とエチルセルロースとを含有する分散体が開示されている。粒子径100nm程度の銅ナノ粒子を用いることで、500℃で焼成することができる。   Patent Document 2 discloses a dispersion containing copper nanoparticles and ethyl cellulose. By using copper nanoparticles having a particle diameter of about 100 nm, firing can be performed at 500 ° C.

特開2012−54113号公報JP 2012-54113 A 特開2012−52240号公報JP 2012-52240 A

しかしながら、引用文献1に記載の方法では、粒径の大きい粒子を用いているため、焼成に900℃という高温が必要であった。また、引用文献2に記載の方法では、焼成温度が500℃であるものの、500℃では樹脂基材を用いることができないため、さらなる低温化の余地がある。また、銅ナノ粒子は酸化されやすく、酸化によってナノ粒子の分散性が悪化し凝集が進むため、分散体を長期間保管することができなかった。   However, in the method described in Cited Document 1, since particles having a large particle size are used, a high temperature of 900 ° C. is necessary for firing. Moreover, although the baking temperature is 500 degreeC by the method of the cited reference 2, since a resin base material cannot be used at 500 degreeC, there exists room for further temperature reduction. Further, the copper nanoparticles were easily oxidized, and the dispersibility of the nanoparticles deteriorated due to the oxidation, and the aggregation proceeded. Therefore, the dispersion could not be stored for a long time.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、低耐熱な樹脂基板上に低抵抗な配線を形成することができる分散体、及びこれを用いて形成された膜を有するプリント配線基板製造用基板を提供することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a dispersion capable of forming a low resistance wiring on a low heat resistant resin substrate, and a printed wiring board manufacturing substrate having a film formed using the same. Is to provide.

本発明者らは、前記課題を達成すべく鋭意研究し実験を重ねた。その結果、金属又は金属酸化物を含む粒子と、窒素を特定量含有する不揮発性有機物とを含有する分散体を使用することにより、前記課題が達成されることを見出し、これに基づいて本発明を完成したものである。   The present inventors diligently researched and conducted experiments in order to achieve the above-mentioned problems. As a result, it has been found that the above problems can be achieved by using a dispersion containing particles containing a metal or metal oxide and a nonvolatile organic substance containing a specific amount of nitrogen, and the present invention is based on this. Is completed.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔1〕
金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、
不揮発性有機物と
を含有する分散体であって、
上記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、
上記不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、上記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である、分散体。
〔2〕
上記窒素含有有機物は、硝酸エステル構造、ニトロ基、シアノ基、及び窒素を含む複素環構造から選択される少なくとも一つを有する、
項目1に記載の分散体。
〔3〕
上記窒素含有有機物が、アルドース構造を有する、
項目1又は2に記載の分散体。
〔4〕
上記粒子が酸化銅から構成される粒子を含む、
項目1に記載の分散体。
〔5〕
基材と、上記基材上に形成された膜とを有する、プリント配線基板製造用基板であって、上記膜は、
金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、
不揮発性有機物と
を含有し、
上記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、
上記不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、上記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である、プリント配線基板製造用基板。
That is, the present invention is as follows.
[1]
Particles comprising metal and / or metal oxide;
A dispersion containing non-volatile organic matter,
The primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm,
The non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less.
[2]
The nitrogen-containing organic substance has at least one selected from a nitrate ester structure, a nitro group, a cyano group, and a heterocyclic structure containing nitrogen.
Item 4. The dispersion according to item 1.
[3]
The nitrogen-containing organic substance has an aldose structure,
Item 3. The dispersion according to item 1 or 2.
[4]
The particles include particles composed of copper oxide,
Item 4. The dispersion according to item 1.
[5]
A printed wiring board manufacturing substrate having a base material and a film formed on the base material, wherein the film is
Particles comprising metal and / or metal oxide;
Containing non-volatile organic matter,
The primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm,
The non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less.

本発明によれば、低耐熱な樹脂基板上に低抵抗な配線を形成することができる分散体、及びこれを用いて形成された膜を有するプリント配線基板製造用基板を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate for printed wiring board manufacture which has a dispersion | distribution which can form low resistance wiring on a low heat resistant resin substrate, and a film | membrane formed using this can be obtained.

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」という。)を例示する目的で詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本願明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “this embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to this embodiment. In the present specification, the upper limit value and the lower limit value of each numerical range can be arbitrarily combined.

《分散体》
本実施形態の分散体は、金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、不揮発性有機物とを含有し、上記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、上記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である。
<Dispersion>
The dispersion of the present embodiment contains particles containing a metal and / or metal oxide and a non-volatile organic substance, the primary particle diameter of the particle is 5 nm or more and less than 100 nm, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance Is 6 mass% or more and 55 mass% or less.

[粒子]
本実施形態の分散体における粒子は、金属及び金属酸化物を含む粒子である。金属及び金属酸化物としては、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、錫、鉛、インジウム、アルミニウム、ジルコニウム、セリウム、ハフニウム、及びマグネシウム、並びにこれら金属の酸化物からなる群から選択される少なくとも一つであってよい。銅及び銅酸化物は、安価であり、焼成によって抵抗の低い配線を形成することができるため好ましい。銅及び銅酸化物を含む粒子の具体例としては、例えば、銅、酸化第一銅、酸化第二銅、及びその他の酸化数を持つ酸化銅等から構成される粒子であってよく、コア部が銅でありシェル部が酸化銅であるコア/シェル構造を有する粒子であってもよい。酸化銅としては、酸化第一銅及び酸化第二銅は、分散性に優れる傾向にあり、化学的に安定であるので好ましく、酸化第一銅は低温焼結し易い傾向にあるので特に好ましい。金属及び金属酸化物を含む粒子は、少量の不純物として金属塩若しくは金属錯体又はその双方を含んでもよい。金属及び金属酸化物を含む粒子は、一種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
[particle]
The particles in the dispersion according to the present embodiment are particles containing a metal and a metal oxide. The metal and metal oxide are at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, cobalt, tin, lead, indium, aluminum, zirconium, cerium, hafnium, and magnesium, and oxides of these metals. May be one. Copper and copper oxide are preferable because they are inexpensive and can form wiring with low resistance by firing. Specific examples of the particles containing copper and copper oxide may be, for example, particles composed of copper, cuprous oxide, cupric oxide, copper oxide having other oxidation numbers, and the like, and the core portion. May be a particle having a core / shell structure in which is a copper and the shell portion is copper oxide. As the copper oxide, cuprous oxide and cupric oxide are preferable because they tend to be excellent in dispersibility and are chemically stable, and cuprous oxide is particularly preferable because it tends to be sintered at low temperature. The particles containing a metal and a metal oxide may contain a metal salt or a metal complex or both as a small amount of impurities. As the particles containing a metal and a metal oxide, one kind may be used alone, or a plurality kinds may be mixed and used.

本実施形態の分散体に含まれる粒子の平均二次粒径は、特に制限されないが、好ましくは1,000nm以下、より好ましくは500nm以下、更に好ましくは200nm以下、特に好ましくは80nm以下である。粒子の平均二次粒径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは15nm以上、更に好ましくは20nm以上である。平均二次粒径とは、一次粒子が複数個集まって形成される凝集体(二次粒子)の平均粒径のことである。この平均二次粒径が1,000nm以下であると、低温で焼成しやすい傾向があるので好ましい。平均二次粒径が5nm以上であれば、分散体の長期保管安定性が向上するため好ましい。粒子の平均二次粒径は、例えば、大塚電子製、FPAR−1000を用いて、キュムラント法によって測定できる。   The average secondary particle size of the particles contained in the dispersion of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 1,000 nm or less, more preferably 500 nm or less, still more preferably 200 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. The average secondary particle size of the particles is preferably 5 nm or more, more preferably 15 nm or more, and further preferably 20 nm or more. The average secondary particle size is the average particle size of aggregates (secondary particles) formed by collecting a plurality of primary particles. The average secondary particle size is preferably 1,000 nm or less because it tends to be fired at a low temperature. An average secondary particle size of 5 nm or more is preferable because long-term storage stability of the dispersion is improved. The average secondary particle size of the particles can be measured by a cumulant method using, for example, FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics.

二次粒子を構成する一次粒子の平均一次粒径は、好ましくは100nm未満、より好ましくは50nm未満、更に好ましくは20nm未満である。平均一次粒径は、好ましくは1nm以上、より好ましくは2nm以上、更に好ましくは5nm以上である。平均一次粒径が100nm以下の場合、後述する焼成温度を低くすることができる傾向にあり、さらに平均一次粒径が小さくなるほど焼成温度が低くなり好ましい。このような低温焼成が可能になる理由は、粒子の粒径が小さいほど、その表面エネルギーが大きくなって、融点が低下するためと考えられる。また、平均一次粒径が1nm以上であれば、良好な分散性を得ることができるため好ましい。平均一次粒径は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。   The average primary particle size of the primary particles constituting the secondary particles is preferably less than 100 nm, more preferably less than 50 nm, and even more preferably less than 20 nm. The average primary particle size is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and further preferably 5 nm or more. When the average primary particle size is 100 nm or less, it tends to be possible to lower the firing temperature described later, and the smaller the average primary particle size, the lower the firing temperature, which is preferable. The reason why such low-temperature firing is possible is considered to be that the smaller the particle diameter, the greater the surface energy and the lower the melting point. Moreover, it is preferable if the average primary particle size is 1 nm or more because good dispersibility can be obtained. The average primary particle size can be measured with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope.

本実施形態の分散体における粒子の含有率は、分散体の全質量に対して、0.50質量%以上70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは1.0〜60質量%、更に好ましくは5.0〜50質量%である。この含有率が70質量%以下であれば、粒子の凝集を抑制し易くなる傾向がある。含有率が0.50質量%以上であると、焼成して得られる導電膜が過度に薄くならず、導電性が良好となる傾向があるので好ましい。   It is preferable that the content rate of the particle | grains in the dispersion of this embodiment is 0.50 mass% or more and 70 mass% or less with respect to the total mass of a dispersion, More preferably, it is 1.0-60 mass%, Furthermore, Preferably it is 5.0-50 mass%. If the content is 70% by mass or less, the aggregation of particles tends to be easily suppressed. When the content is 0.50% by mass or more, the conductive film obtained by firing is not excessively thin and the conductivity tends to be favorable, which is preferable.

本実施形態における粒子としては、市販品を用いてもよいし、合成物を用いてもよい。市販品としては、例えば、CIKナノテック製の平均一次粒径50nmの酸化第二銅粒子が挙げられる。   As the particles in the present embodiment, commercially available products may be used, or synthetic products may be used. As a commercial item, the cupric oxide particle with an average primary particle diameter of 50 nm made from CIK nanotech is mentioned, for example.

粒子の合成法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
(1)ポリオール溶剤中に、水及び銅アセチルアセトナト錯体を加え、一旦有機銅化合物を加熱溶解させ、反応に必要な量の水を更に添加し、有機銅の還元温度に加熱して還元する方法。
(2)有機銅化合物(銅−N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン錯体)を、ヘキサデシルアミン等の保護剤の存在下、不活性雰囲気中で、300℃程度の高温で加熱する方法。
(3)水溶液に溶解した銅塩をヒドラジンで還元する方法。
Examples of the particle synthesis method include the following methods.
(1) Add water and a copper acetylacetonate complex to a polyol solvent, once dissolve the organic copper compound by heating, add further water in an amount necessary for the reaction, and heat to the reduction temperature of the organic copper for reduction. Method.
(2) A method of heating an organic copper compound (copper-N-nitrosophenylhydroxylamine complex) at a high temperature of about 300 ° C. in an inert atmosphere in the presence of a protective agent such as hexadecylamine.
(3) A method of reducing a copper salt dissolved in an aqueous solution with hydrazine.

上記(1)の方法は、例えば、アンゲバンテ・ケミ・インターナショナル・エディション、40号、2巻、p.359、2001年に記載の条件で行うことができる。   The method (1) can be carried out under the conditions described in, for example, Angelevante Chemi International Edition, No. 40, Vol. 2, p. 359, 2001.

上記(2)の方法は、例えば、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ・1999年、121巻、p.11595に記載の条件で行うことができる。   The method of (2) is described, for example, in Journal of American Chemical Society 1999, 121, p. It can be carried out under the conditions described in 11595.

上記(3)の方法において、銅塩としては、二価の銅塩を好適に用いることができ、その例として、例えば、酢酸銅(II)、硝酸銅(II)、炭酸銅(II)、塩化銅(II)、硫酸銅(II)等を挙げることができる。ヒドラジンの使用量は、銅塩1モルに対して、0.2モル〜2モルとすることが好ましく、0.25モル〜1.5モルとすることがより好ましい。   In the method (3), a divalent copper salt can be suitably used as the copper salt. Examples thereof include copper (II) acetate, copper (II) nitrate, copper (II) carbonate, Examples thereof include copper (II) chloride and copper (II) sulfate. The amount of hydrazine used is preferably 0.2 mol to 2 mol, more preferably 0.25 mol to 1.5 mol, per 1 mol of copper salt.

銅塩を溶解した水溶液には、水溶性有機化合物を添加してもよい。該水溶液に水溶性有機化合物を添加することによって該水溶液の融点が下がるので、より低温における還元が可能となる。水溶性有機化合物としては、例えば、アルコール、水溶性高分子等を用いることができる。   A water-soluble organic compound may be added to the aqueous solution in which the copper salt is dissolved. Since the melting point of the aqueous solution is lowered by adding a water-soluble organic compound to the aqueous solution, reduction at a lower temperature is possible. As the water-soluble organic compound, for example, alcohol, water-soluble polymer and the like can be used.

アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等を用いることができる。水溶性高分子としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体等を用いることができる。   As the alcohol, for example, methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, decanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like can be used. As the water-soluble polymer, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer and the like can be used.

上記(3)の方法における還元の際の温度は、例えば−20〜60℃とすることができ、−10〜30℃とすることが好ましい。この還元温度は、反応中一定でもよいし、途中で昇温又は降温してもよい。ヒドラジンの活性が高い反応初期は、10℃以下で還元することが好ましく、0℃以下で還元することがより好ましい。還元時間は、30分〜300分とすることが好ましく、90分〜200分とすることがより好ましい。還元の際の雰囲気は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気であることが好ましい。   The temperature at the time of reduction in the method (3) can be, for example, −20 to 60 ° C., and preferably −10 to 30 ° C. This reduction temperature may be constant during the reaction, or may be raised or lowered during the reaction. In the initial stage of the reaction when the activity of hydrazine is high, the reduction is preferably 10 ° C. or less, and more preferably 0 ° C. or less. The reduction time is preferably 30 minutes to 300 minutes, and more preferably 90 minutes to 200 minutes. The atmosphere during the reduction is preferably an inert atmosphere such as nitrogen or argon.

上記(1)〜(3)の方法の中でも、(3)の方法は操作が簡便で、且つ、粒径の小さい粒子が得られるので好ましい。   Among the methods (1) to (3), the method (3) is preferable because the operation is simple and particles having a small particle diameter are obtained.

[不揮発性有機物]
本実施形態の分散体は、印刷適性向上と、長期保管安定性と、焼成低温化と、を目的として不揮発性有機物を含有する。
[Non-volatile organic matter]
The dispersion of this embodiment contains a non-volatile organic material for the purpose of improving printability, long-term storage stability, and lowering the firing temperature.

本実施形態における不揮発性有機物とは、単一化合物であってもよく、複数化合物の混合物であってもよい。ここで不揮発性有機物とは、基材上に分散体を塗布し、100℃で30分間乾燥させた後基材上に残る有機成分のことをいう。   The nonvolatile organic substance in the present embodiment may be a single compound or a mixture of a plurality of compounds. Here, the non-volatile organic substance refers to an organic component that remains on the substrate after the dispersion is applied on the substrate and dried at 100 ° C. for 30 minutes.

本実施形態における不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、不揮発性有機物の窒素含有量は、6質量%以上55質量%以下である。不揮発性有機物の窒素含有量は、好ましくは7.5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、好ましくは21質量%以下、より好ましくは13質量%以下である。窒素含有量が6質量%以上であれば粒子の分散性が向上し、7.5質量%以上であればより低温で有機物が分解するためより低温での焼成が可能となり、10質量%以上であれば焼成後の残渣が残りにくくなるため得られる導電性膜がより低抵抗化する。窒素含有量が55質量%以下であれば化学的安定性に優れ長期保管に優れ、50質量%以下であればより化学的安定性に優れ、より長期での保管が可能となる。本願明細書において、窒素含有量とは、不揮発性有機物中に含まれる窒素の質量%のことをいう。窒素含有量は、元素分析法によって測定することができる。   The nonvolatile organic substance in the present embodiment contains a nitrogen-containing organic substance, and the nitrogen content of the nonvolatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less. The nitrogen content of the nonvolatile organic material is preferably 7.5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, preferably 21% by mass or less, more preferably 13% by mass or less. If the nitrogen content is 6% by mass or more, the dispersibility of the particles is improved, and if it is 7.5% by mass or more, the organic matter is decomposed at a lower temperature, so that the firing can be performed at a lower temperature. If it exists, since the residue after baking becomes difficult to remain, the conductive film obtained becomes lower resistance. If the nitrogen content is 55% by mass or less, it is excellent in chemical stability and excellent in long-term storage, and if it is 50% by mass or less, it is excellent in chemical stability and can be stored for a long time. In the present specification, the nitrogen content means mass% of nitrogen contained in the non-volatile organic substance. The nitrogen content can be measured by elemental analysis.

本実施形態における不揮発性有機物は、窒素を含む構造を有する有機物(本願明細書において「窒素含有有機物」ともいう。)を含む。窒素を含む構造としては、例えば、窒素を含む官能基、窒素を含む結合、窒素を含む複素環構造、及び窒素を含むその他構造が挙げられる。   The nonvolatile organic material in the present embodiment includes an organic material having a structure containing nitrogen (also referred to as “nitrogen-containing organic material” in the present specification). Examples of the structure containing nitrogen include a functional group containing nitrogen, a bond containing nitrogen, a heterocyclic structure containing nitrogen, and other structures containing nitrogen.

窒素を含む官能基としては、具体的には、アミノ基、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、イソシアネート基、アジド基、及びイソシアノ基等が挙げられる。ニトロ基、シアノ基、及びアミノ基から選択される少なくとも1つの基を有する有機物は、粒子の分散性を向上させるため好ましい。特にニトロ基及び/又はシアノ基を有する有機物は、分解温度が低く低温で焼成できる傾向があるため好ましい。   Specific examples of the functional group containing nitrogen include an amino group, a nitro group, a nitroso group, a cyano group, an isocyanate group, an azide group, and an isocyano group. An organic substance having at least one group selected from a nitro group, a cyano group, and an amino group is preferable because the dispersibility of the particles is improved. In particular, an organic substance having a nitro group and / or a cyano group is preferable because it has a low decomposition temperature and can be baked at a low temperature.

窒素を含む結合としては、具体的には、イミド結合、アミド結合、ウレタン結合、イオン結合、水素結合、及び配位結合等が挙げられる。特にアミド結合及び/又はウレタン結合を有する有機物は、分解しやすく低温で焼成できる傾向があるため好ましい。   Specific examples of the bond containing nitrogen include an imide bond, an amide bond, a urethane bond, an ionic bond, a hydrogen bond, and a coordination bond. In particular, an organic substance having an amide bond and / or a urethane bond is preferable because it easily decomposes and can be fired at a low temperature.

窒素を含む複素環構造としては、具体的には、エチレンイミン、アジリン、アザシクロブタン、アゼト、2−ピロリドン、ピロリジン、ピロール、ピペリジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン、ヘキサメチレンイミン、アザトロピリデン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾリン、ピラジン、モルホリン、チアジン、インドール、イソインドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、フタラジン、シンノリン、プテリジン、1,4−ベンゾジアゼピン、アクリジン、フェノキサジン、フェノチアジン、カルバゾール、フェナントロリン、ポルフィリン、クロリン、コリン、ベンゾ−c−シノリン、ピペラジン、キヌクリジン、アゼチジン−2−オン、及びトロパン等が挙げられる。   Specific examples of the heterocyclic structure containing nitrogen include ethyleneimine, azirine, azacyclobutane, azeto, 2-pyrrolidone, pyrrolidine, pyrrole, piperidine, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, triazine, hexamethyleneimine, azatropylidene, Imidazole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazoline, pyrazine, morpholine, thiazine, indole, isoindole, benzimidazole, purine, quinoline, isoquinoline, quinazoline, quinoxaline, phthalazine, cinnoline, pteridine, 1,4- Benzodiazepine, acridine, phenoxazine, phenothiazine, carbazole, phenanthroline, porphyrin, chlorin, choline, benzo-c-sinoli , Piperazine, quinuclidine, azetidin-2-one, and tropane the like.

窒素を含むその他構造としては具体的には、エナミン、イミン、オキシム、ラクタム、ラクチム、アミジン、ニトロン、及び硝酸エステル等が挙げられる。ラクタム構造を有する有機物は粒子の分散性が向上するため好ましく、特にγ−ラクタム構造が好ましい。硝酸エステル構造を有する有機物は、分解しやすく焼成後の導電性膜が低抵抗化する傾向にあるため好ましい。   Specific examples of other structures containing nitrogen include enamines, imines, oximes, lactams, lactims, amidines, nitrones, and nitrate esters. An organic substance having a lactam structure is preferable because the dispersibility of the particles is improved, and a γ-lactam structure is particularly preferable. An organic substance having a nitrate ester structure is preferable because it is easily decomposed and the conductive film after firing tends to have a low resistance.

上記窒素を含む構造は、紫外−可視吸収スペクトル法、赤外吸収スペクトル法、ラマンスペクトル法、核磁気共鳴法、電子スピン共鳴法、質量分析法、及びX線解析法等により特定することができる。   The structure containing nitrogen can be identified by ultraviolet-visible absorption spectroscopy, infrared absorption spectroscopy, Raman spectroscopy, nuclear magnetic resonance, electron spin resonance, mass spectrometry, X-ray analysis, and the like. .

本実施形態の不揮発性有機物は、窒素を含む構造以外に、例えば、以下に示す構造を有してもよい。すなわち、不揮発性有機物は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリイミド、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)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリアセタール、ポリアリレート(PAR)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリカルボジイミド、ポリシロキサン、ポリメタクリルアミド、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリエチレンテトラフルオライド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−ジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ブチルゴム、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリスチレン(PS)、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フェノールノボラック、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ポリクロロピレン、ポリオキシメチレン、ポリスルホン(PSF)、ポリスルフィド、シリコーン樹脂、アルドース、セルロース、アミロース、プルラン、デキストリン、グルカン、フルクタン、及びキチン等の構造を有することができる。不揮発性有機物は、これら構造の官能基を変性した構造を有してもよく、これら構造を修飾した構造を有してもよく、これら構造の共重合体の構造を有してもよい。ポリエチレングリコール構造、ポリプロピレングリコール構造、ポリアセタール構造、ポリブテン構造、及びポリスルフィド構造からなる群から選択される骨格を有する有機物は、分解し易く、焼成後に得られる導電性膜中に残渣を残し難いため好ましい。セルロース構造、アミロース構造、プルラン構造、デキストリン構造、グルカン構造、フルクタン構造、及びキチン構造からなる群から選択される構造を有する有機物は、粒子の分散性に優れる傾向にあるため好ましい。特にセルロース構造、及びプルラン構造を有する有機物は入手が容易であるため好適に利用できる。   In addition to the structure containing nitrogen, the nonvolatile organic material of the present embodiment may have the following structure, for example. That is, non-volatile organic substances are polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polyimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, polycarbonate (PC), polyvinyl. Alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyacetal, polyarylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), poly Ether ketone (PEK), polyphthalamide (PPA), polyether nitrile (PEN), polybenzimidazole (PBI), polycarbodiimide, polysiro Sun, polymethacrylamide, nitrile rubber, acrylic rubber, polyethylene tetrafluoride, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, polymethyl methacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene -Butene-diene copolymer, polybutadiene, polyisoprene, ethylene-propylene-diene copolymer, butyl rubber, polymethylpentene (PMP), polystyrene (PS), styrene-butadiene copolymer, polyethylene (PE), polychlorinated Vinyl (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetheretherketone (PEEK), phenol novolac, benzocyclobutene, polyvinylphenol, polychloropyrene, polyoxymethylene, poly Sulfone (PSF), it may have polysulfide, silicone resins, aldose, cellulose, amylose, pullulan, dextrin, glucan, fructans, and a structure such as chitin. The non-volatile organic substance may have a structure obtained by modifying the functional group of these structures, may have a structure obtained by modifying these structures, or may have a copolymer structure of these structures. An organic substance having a skeleton selected from the group consisting of a polyethylene glycol structure, a polypropylene glycol structure, a polyacetal structure, a polybutene structure, and a polysulfide structure is preferable because it easily decomposes and does not easily leave a residue in the conductive film obtained after firing. An organic substance having a structure selected from the group consisting of a cellulose structure, an amylose structure, a pullulan structure, a dextrin structure, a glucan structure, a fructan structure, and a chitin structure is preferable because it tends to be excellent in particle dispersibility. In particular, organic materials having a cellulose structure and a pullulan structure can be suitably used because they are easily available.

本実施形態の不揮発性有機物のリン含有量は、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましく、0.0001質量%以上であることが好ましく、0.001質量%以上であることがより好ましく、0.005質量%以上であることがさらに好ましい。不揮発性有機物のリン含有量が5質量%以下であれば、金属がリンにより腐食されにくく、導電性が低下しにくい。リン含有量が0.0001質量%以上であれば、不揮発性有機物と金属との親和性が向上し、粒子の分散性が向上する。   The phosphorus content of the non-volatile organic material of the present embodiment is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, further preferably 0.5% by mass or less, and 0.0001 It is preferably at least mass%, more preferably at least 0.001 mass%, and even more preferably at least 0.005 mass%. When the phosphorus content of the nonvolatile organic substance is 5% by mass or less, the metal is hardly corroded by phosphorus and the conductivity is not easily lowered. If phosphorus content is 0.0001 mass% or more, the affinity of a non-volatile organic substance and a metal will improve, and the dispersibility of particle | grains will improve.

不揮発性有機物の重量平均分子量は、分散体の基材への適用方法によって適切に選ぶことが好ましい。分散体を反転印刷に用いる場合、不揮発性有機物の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、800以上であることがより好ましく、1,000以上であることがさらに好ましく;40,000以下であることが好ましく、20,000以下であることがより好ましく、5,000以下であることがさらに好ましい。分散体をスクリーン印刷に用いる場合、1,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましく、50,000以上であることがさらに好ましく、1,000,000以下であることが好ましく、500,000以下であることがより好ましく、100,000以下であることがさらに好ましい。分散体をオフセット印刷に用いる場合、500以上であることが好ましく、1,000以上であることがよりこのましく、5,000以上であることがさらに好ましく、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましく、20,000以下であることがさらに好ましい。分散体を凸版印刷に用いる場合、500以上であることが好ましく、800以上であることがより好ましく、3,000以上であることがさらに好ましく、1,000,000以下であることが好ましく、100,000以下であることがより好ましく、10,000以下であることがさらに好ましい。   The weight average molecular weight of the non-volatile organic material is preferably selected appropriately depending on the application method of the dispersion to the substrate. When the dispersion is used for reversal printing, the weight average molecular weight of the non-volatile organic material is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, still more preferably 1,000 or more; 40,000 or less Preferably, it is 20,000 or less, more preferably 5,000 or less. When the dispersion is used for screen printing, it is preferably 1,000 or more, more preferably 10,000 or more, further preferably 50,000 or more, and 1,000,000 or less. Is preferably 500,000 or less, and more preferably 100,000 or less. When the dispersion is used for offset printing, it is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, further preferably 5,000 or more, and preferably 100,000 or less. 50,000 or less, more preferably 20,000 or less. When the dispersion is used for letterpress printing, it is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, further preferably 3,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, 100 Is more preferably 10,000 or less, and even more preferably 10,000 or less.

不揮発性有機物の重量平均分子量は、低分子量化合物については、各種の質量分析法(MS)により測定することができる。一方、高分子量化合物については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定できる。低分子量の目安としては分子量200未満であり、高分子量の目安としては分子量100以上である。   The weight average molecular weight of the non-volatile organic substance can be measured for various low molecular weight compounds by various mass spectrometry (MS). On the other hand, high molecular weight compounds can be measured by gel permeation chromatography (GPC). The standard for low molecular weight is less than 200, and the standard for high molecular weight is 100 or more.

上記GPC測定条件は、有機物が親水性である場合、例えば以下のとおりである。
データ処理:東ソー社 EcoSEC−WS
ポンプ:Waters社 Acquity H
RI検出器:東ソー社 RI8020
オーブン:東ソー社 CO8020
カラム:TSKgel G3000PWXI+G2500PWXI(7.8mmID×30cm)
カラム温度:40℃
溶離液:pH=3.5リン酸水溶液
流速:1.0ml/min
注入量:50μl
標準試料:ポリエチレンオキサイド(Aldrich社、PRODUCT No.02393)
The GPC measurement conditions are, for example, as follows when the organic substance is hydrophilic.
Data processing: Tosoh Corporation EcoSEC-WS
Pump: Waters Acquity H
RI detector: Tosoh Corporation RI8020
Oven: Tosoh Corporation CO8020
Column: TSKgel G3000PWXI + G2500PWXI (7.8 mm ID × 30 cm)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: pH = 3.5 phosphoric acid aqueous solution Flow rate: 1.0 ml / min
Injection volume: 50 μl
Standard sample: Polyethylene oxide (Aldrich, PRODUCT No. 02393)

有機物が疎水性である場合、例えば以下のとおりである。
データ処理:東ソー社 EcoSEC−WS
装置:東ソー社 EcoSEC
カラム:TSKgel SuperHZM−M(4.6mmID×15cm)+TSKgel SuperHZ2000(4.6mmID×15cm)
温度:40℃
溶離液:THF
流速:0.35ml/min
検出器:RI
標準資料:ポリスチレン(Agilent社 easy cal)
When organic substance is hydrophobic, it is as follows, for example.
Data processing: Tosoh Corporation EcoSEC-WS
Equipment: Tosoh Corporation EcoSEC
Column: TSKgel SuperHZM-M (4.6 mmID × 15 cm) + TSKgel SuperHZ2000 (4.6 mmID × 15 cm)
Temperature: 40 ° C
Eluent: THF
Flow rate: 0.35 ml / min
Detector: RI
Standard document: Polystyrene (Agilent company easy cal)

不揮発性有機物の添加量は、粒子100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましく、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましい。不揮発性有機物の添加量が0.1質量部以上であれば成膜性に優れ、5質量部以上であれば粒子の分散性に優れる傾向にあり、10質量部以上であれば印刷性に優れる傾向にある。50質量部以下であれば焼成によって導電性膜を得ることが容易である。   The addition amount of the non-volatile organic substance is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, further preferably 10 parts by mass or more, and 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the particles. The content is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less. If the addition amount of the nonvolatile organic substance is 0.1 parts by mass or more, the film formability is excellent, and if it is 5 parts by mass or more, the dispersibility of the particles tends to be excellent. If it is 10 parts by mass or more, the printability is excellent. There is a tendency. If it is 50 mass parts or less, it is easy to obtain a conductive film by baking.

本実施形態において、不揮発性有機物は、窒素を含む構造を有する有機物(本願明細書において「窒素含有有機物」ともいう。)を含む。   In the present embodiment, the nonvolatile organic substance includes an organic substance having a structure containing nitrogen (also referred to as “nitrogen-containing organic substance” in the present specification).

窒素含有有機物は、硝酸エステル構造、ニトロ基、シアノ基、及び窒素を含む複素環構造から選択される少なくとも一つを有することが好ましい。窒素含有有機物は、アルドース構造を有することが好ましい。   The nitrogen-containing organic substance preferably has at least one selected from a nitrate ester structure, a nitro group, a cyano group, and a heterocyclic structure containing nitrogen. The nitrogen-containing organic substance preferably has an aldose structure.

本実施形態において、窒素含有有機物としては、具体的には、ニトロセルロース、ポリビニルピロリドン、及びシアノエチルプルランからなる群から選択される少なくとも一つの化合物を好適に用いることができる。特にニトロセルロースは粒子分散性と焼成後の導電性膜の低抵抗化に優れるため好ましい。ニトロセルロースの化学構造を下記に示す。   In the present embodiment, specifically, as the nitrogen-containing organic substance, specifically, at least one compound selected from the group consisting of nitrocellulose, polyvinyl pyrrolidone, and cyanoethyl pullulan can be suitably used. Nitrocellulose is particularly preferable because of its excellent particle dispersibility and low resistance of the conductive film after firing. The chemical structure of nitrocellulose is shown below.

Figure 2018041697
Figure 2018041697

ニトロセルロースの窒素含有量は6質量%以上が好ましく、9質量%以上がより好ましく、11質量%以上がさらに好ましく、13質量%以下であることが好ましく、12.5質量%以下であることがより好ましい。ニトロセルロースの窒素含有量が6質量%以上であれば、粒子の分散性が向上し、9質量%以上であれば低温で有機物が分解するため低温焼成が可能となり、11質量%以上であれば残渣が残りにくくなるため焼成後の導電性膜がより低抵抗化する。13質量%以下であれば安全に取り扱え、12.5質量%以下であれば溶媒に溶解しやすくなる。   The nitrogen content of the nitrocellulose is preferably 6% by mass or more, more preferably 9% by mass or more, further preferably 11% by mass or more, preferably 13% by mass or less, and preferably 12.5% by mass or less. More preferred. When the nitrogen content of the nitrocellulose is 6% by mass or more, the dispersibility of the particles is improved. When the nitrogen content is 9% by mass or more, the organic matter is decomposed at a low temperature so that low temperature firing is possible. Since the residue hardly remains, the resistance of the conductive film after firing is further reduced. If it is 13% by mass or less, it can be handled safely, and if it is 12.5% by mass or less, it is easily dissolved in a solvent.

窒素含有有機物の重量平均分子量は、特に限定されないが、500以上であることが好ましく、1,000以上であることがより好ましく、2,000以上であることがさらに好ましく;1,000,000以下であることが好ましく、500,000以下であることがより好ましく、20,000以下であることがさらに好ましい。重量平均分子量が500以上であれば粒子の分散性が向上し、1,000以上であれば長期保管安定性が向上し、2,000以上であればチキソ性を持つ傾向にあり印刷性が向上する。重量平均分子量が1,000,000以下であれば十分な溶解性を得ることができ、500,000以下であれば印刷可能な流動性を得ることができ、20,000以下であれば粒子との混練が容易になる。   The weight average molecular weight of the nitrogen-containing organic substance is not particularly limited, but is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, and further preferably 2,000 or more; 1,000,000 or less. It is preferable that it is 500,000 or less, and it is further more preferable that it is 20,000 or less. If the weight average molecular weight is 500 or more, the dispersibility of the particles is improved, if it is 1,000 or more, the long-term storage stability is improved, and if it is 2,000 or more, it tends to have thixotropy and printability is improved. To do. If the weight average molecular weight is 1,000,000 or less, sufficient solubility can be obtained, if it is 500,000 or less, printable fluidity can be obtained, and if it is 20,000 or less, particles and Kneading becomes easy.

不揮発性有機物中の窒素含有有機物の割合は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%であってもよい。不揮発性有機物中の窒素含有有機物の割合が50質量%以上であれば、低温で焼成できる傾向にあるため好ましい。   The ratio of the nitrogen-containing organic substance in the nonvolatile organic substance is preferably 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even 100% by mass. Good. If the ratio of the nitrogen-containing organic substance in the non-volatile organic substance is 50% by mass or more, it is preferable because it tends to be fired at low temperature.

本実施形態の分散体は、窒素含有有機物を含む不揮発性有機物を必須の成分として含有する。しかしながら、本実施形態の分散体は、これら以外にその他の成分をさらに含有していてもよい。このようなその他の成分としては、例えば、表面エネルギー調整剤、分散剤、可塑剤、及び溶媒等を挙げることができる。   The dispersion of this embodiment contains a nonvolatile organic material including a nitrogen-containing organic material as an essential component. However, the dispersion of the present embodiment may further contain other components besides these. Examples of such other components include a surface energy adjusting agent, a dispersant, a plasticizer, and a solvent.

[表面エネルギー調整剤]
本実施形態の分散体は、塗工性を向上させるため、表面エネルギー調整剤を含んでもよい。これにより、分散体を塗布する時、得られる塗布膜の平滑性が向上し、従ってより均一な導電性膜が得られる。
[Surface energy regulator]
The dispersion of the present embodiment may contain a surface energy adjusting agent in order to improve coatability. Thereby, when the dispersion is applied, the smoothness of the obtained coating film is improved, and thus a more uniform conductive film can be obtained.

表面エネルギー調整剤の具体例としては、商品名として、例えば、Triton X−45、Triton X−100、Triton X、Triton A−20、Triton X−15、Triton X−114、Triton X−405、Tween #20、Tween #40、Tween #60、Tween #80、Tween #85、Pluronic F−68、Pluronic F−127、Span 20、Span 40、Span 60、Span 80、Span 83、Span 85等;AGCセイミケミカル製の「サーフロンS−211」、「サーフロンS−221」、「サーフロンS−231」、「サーフロンS−232」、「サーフロンS−233」、「サーフロンS−242」、「サーフロンS−243」、「サーフロンS−611」等;スリーエム製の「NovecFC−4430」、「NovecFC−4432」等;DIC製の「メガファックF−444」、「メガファックF−558」等が挙げられる。表面エネルギー調整剤の中でも含フッ素界面活性剤が特に好ましく、AGCセイミケミカル製の「サーフロンS−211」、「サーフロンS−221」、「サーフロンS−231」、「サーフロンS−232」、「サーフロンS−233」、「サーフロンS−242」、「サーフロンS−243」、及び「サーフロンS−611」;スリーエム製の「NovecFC−4430」及び「NovecFC−4432」;並びにDIC製の「メガファックF−444」及び「メガファックF−558」が好適に用いられる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。   Specific examples of the surface energy modifier include trade names such as Triton X-45, Triton X-100, Triton X, Triton A-20, Triton X-15, Triton X-114, Triton X-405, Tween. # 20, Tween # 40, Tween # 60, Tween # 80, Tween # 85, Pluronic F-68, Pluronic F-127, Span 20, Span 40, Span 60, Span 80, Span 83, Span 85, etc .; AGC Seimi "Surflon S-211", "Surflon S-221", "Surflon S-231", "Surflon S-232", "Surflon S-233", "Surflon S-242", "Surflon S-" “243”, “Surflon S-611”, etc .; “NovecFC-4430”, “NovecFC-4432”, etc. manufactured by 3M; “Megafuck F-444”, “Megafuck F-558” manufactured by DIC, and the like. Among the surface energy modifiers, fluorine-containing surfactants are particularly preferable. “Surflon S-211”, “Surflon S-221”, “Surflon S-231”, “Surflon S-232”, “Surflon” manufactured by AGC Seimi Chemical “S-233”, “Surflon S-242”, “Surflon S-243”, and “Surflon S-611”; “NovecFC-4430” and “NovecFC-4432” manufactured by 3M; -444 "and" Megafuck F-558 "are preferably used. These may be used alone or in combination.

本実施形態の分散体における表面エネルギー調整剤の含有量は、特に制限されないが、分散体の全質量に対して、好ましくは0.010質量%以上であり、より好ましくは0.10質量%である。表面エネルギー調整剤の含有量は、分散体の全質量に対して、好ましくは2.0質量%以下であり、より好ましくは1.5質量%以下である。分散対が表面エネルギー調整剤を0.010質量%以上含有する場合、分散体を塗布する時に、得られる塗布膜の膜厚が均一となり、塗布ムラが生じ難い傾向がある。一方で、塗布膜を焼成して得られる導電性膜において、表面エネルギー調整剤由来の残渣を少なくし、良好な導電性を得る観点から、表面エネルギー調整剤の添加量は2.0質量%以下であることが好ましい。   The content of the surface energy adjusting agent in the dispersion of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 0.010% by mass or more, more preferably 0.10% by mass with respect to the total mass of the dispersion. is there. The content of the surface energy adjusting agent is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, with respect to the total mass of the dispersion. When the dispersion pair contains 0.010% by mass or more of the surface energy adjusting agent, when the dispersion is applied, the thickness of the obtained coating film tends to be uniform, and coating unevenness tends not to occur. On the other hand, in the conductive film obtained by baking the coating film, from the viewpoint of reducing the residue derived from the surface energy adjusting agent and obtaining good conductivity, the addition amount of the surface energy adjusting agent is 2.0% by mass or less. It is preferable that

[分散剤]
分散剤は、粒子の分散性を向上し、粒子が凝集沈降することを防止する機能を有する。したがって、分散剤は、分散体の保管安定性及び分散体を塗布した際の塗布膜の平滑性と膜厚均一性を向上させる。
[Dispersant]
The dispersant has a function of improving the dispersibility of the particles and preventing the particles from aggregating and settling. Therefore, the dispersant improves the storage stability of the dispersion and the smoothness and film thickness uniformity of the coating film when the dispersion is applied.

分散剤としては、市販の種々の分散剤を用いることができる。溶媒が水及び高極性溶媒の場合の分散剤として、具体的には、ビックケミー社製のDISPERBYK−102、DISPERBYK−187、DISPERBYK−190、DISPERBYK−191、DISPERBYK−193、DISPERBYK−194N、DISPERBYK−199、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2012、DISPERBYK−2013、DISPERBYK−2015、DISPERBYK−2055、DISPERBYK−2060、DISPERBYK−2061、及びDISPERBYK−2096等を挙げることができる。   Various commercially available dispersants can be used as the dispersant. Specific examples of the dispersant in the case where the solvent is water and a highly polar solvent include DISPERBYK-102, DISPERBYK-187, DISPERBYK-190, DISPERBYK-191, DISPERBYK-193, DISPERBYK-194N, DISPERBYK-199 manufactured by BYK Chemie. , DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012, DISPERBYK-2013, DISPERBYK-2015, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2060, DISPERBYK-2061, and DISPERBYK-2096.

溶媒が溶剤系の場合の分散剤として、具体的には、DISPERBYK−102、DISPERBYK−103、DISPERBYK−109、DISPERBYK−110、DISPERBYK−111、DISPERBYK−118、DISPERBYK−140、DISPERBYK−145、DISPERBYK−168、DISPERBYK−180、DISPERBYK−182、DISPERBYK−2000、DISPERBYK−2001、DISPERBYK−2009、DISPERBYK−2022、DISPERBYK−2025、DISPERBYK−2050、DISPERBYK−2055、DISPERBYK−2150、DISPERBYK−2155、DISPERBYK−2164、DISPERBYK−2200、BYK−405、BYK−607、BYK−9076、及びBYK−9077、並びに第一工業製薬社製のプライサーフM208F、及びプライサーフDBS等を挙げることができる。   Specifically, as the dispersant when the solvent is a solvent system, DISPERBYK-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-118, DISPERBYK-140, DISPERBYK-145, DISPERBYK- 168, DISPERBYK-180, DISPERBYK-182, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2022, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2055, 150 DISPER YK-2200, BYK-405, BYK-607, BYK-9076, and BYK-9077, and Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co. PLYSURF M208F, and can be exemplified PLYSURF DBS like.

溶媒を用いない場合の分散剤として、具体的には、DISPERBYK−102、DISPERBYK−106、DISPERBYK−109、DISPERBYK−111、DISPERBYK−145、DISPERBYK−180、DISPERBYK−2008、DISPERBYK−2013、DISPERBYK−2055、DISPERBYK−2096、DISPERBYK−2152、DISPERBYK−2155、DISPERBYK−2200、BYK−9076、BYK−9077、及びBYK−P105等を挙げることができる。   Specific examples of the dispersant when no solvent is used include DISPERBYK-102, DISPERBYK-106, DISPERBYK-109, DISPERBYK-111, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2013, DISPERBYK-20. , DISPERBYK-2096, DISPERBYK-2152, DISPERBYK-2155, DISPERBYK-2200, BYK-9076, BYK-9077, and BYK-P105.

分散体における分散剤の含有量としては、分散体の全質量に対して0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、2質量%以上がさらに好ましく、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
また、分散剤の含有量は、粒子の全質量に対して、0.1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましく、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましい。粒子の全質量に対する分散剤の含有量が、0.1質量%以上であれば粒子の沈降を効果的に防止することができ、2質量%以上であれば良好な分散性を得ることができ、10質量%以上であれば良好な長期保管安定性を得ることができる。粒子の全質量に対する分散剤の含有量が、50質量%以下であれば塗布膜を焼成することで導電性膜を得ることが容易である。
The content of the dispersant in the dispersion is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 2% by mass or more, and 20% by mass or less, based on the total mass of the dispersion. Is preferable, 15 mass% or less is more preferable, and 10 mass% or less is further more preferable.
Further, the content of the dispersant is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, based on the total mass of the particles. The mass% or less is more preferable, and 30 mass% or less is more preferable. If the content of the dispersant with respect to the total mass of the particles is 0.1% by mass or more, sedimentation of the particles can be effectively prevented, and if the content is 2% by mass or more, good dispersibility can be obtained. If it is 10 mass% or more, good long-term storage stability can be obtained. If the content of the dispersant with respect to the total mass of the particles is 50% by mass or less, it is easy to obtain a conductive film by baking the coating film.

[可塑剤]
可塑剤は、分散体の粘度や乾燥速度の調整を目的として添加することができる。したがって分散体の印刷性を向上させることができる。可塑剤としては、特に制限されないが、他の有機物との相溶性に優れるものが好ましい。可塑剤としては、フタル酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、アジピン酸エステル等の脂肪酸エステル、ポリエステル、エポキシ、及びスルホン酸アミド等を用いることができる。可塑剤としては、具体的には、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジアリール、フタル酸オクチル、フタル酸ジ−2−メトキシエチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジアミル、酒石酸ジメチル、酒石酸ジエチル、酒石酸ジブチル、酒石酸ジオクチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−2−メトキシエチル、セバシン酸ジオクチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジオクチルエーテル、O−ベンゾイル安息香酸エチル、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、N−エチルトルエンスルホン酸アミド、トリアセチン、p−トルエンスルホン酸O−クレジル、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、トリプロピオニン、ひまし油、水素化ひまし油、ポリエチレングリコール変性ひまし油、及びポリエチレングリコール等を挙げることができる。
[Plasticizer]
The plasticizer can be added for the purpose of adjusting the viscosity and drying speed of the dispersion. Therefore, the printability of the dispersion can be improved. Although it does not restrict | limit especially as a plasticizer, A thing excellent in compatibility with another organic substance is preferable. As the plasticizer, phthalic acid esters, phosphoric acid esters, trimellitic acid esters, adipic acid esters and other fatty acid esters, polyesters, epoxies, sulfonic acid amides, and the like can be used. Specific examples of the plasticizer include triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diaryl phthalate, octyl phthalate, di-2-methoxyethyl phthalate, and phthalic acid. Bis (2-ethylhexyl), diisononyl phthalate, diundecyl phthalate, diamyl phthalate, dimethyl tartrate, diethyl tartrate, dibutyl tartrate, dioctyl tartrate, dimethyl adipate, diethyl adipate, dioctyl adipate, dimethyl sebacate, diethyl sebacate , Dibutyl sebacate, di-2-methoxyethyl sebacate, dioctyl sebacate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate, dioctyl maleate, diethylene glycol dimethyl ether, die Lenglycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dioctyl ether, ethyl O-benzoylbenzoate, ethylphthalylethyl glycolate, methylphthalylethyl glycolate, N-ethyltoluenesulfonic acid amide, triacetin, p-toluenesulfonic acid O -Cresyl, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tripropionine, castor oil, hydrogenated castor oil, polyethylene glycol-modified castor oil, polyethylene glycol and the like.

分散体における可塑剤の含有量としては、不揮発性有機物の質量に対して1質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましく、60質量%以下が好ましく40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましい。   As content of the plasticizer in a dispersion, 1 mass% or more is preferable with respect to the mass of a non-volatile organic substance, 10 mass% or more is more preferable, 20 mass% or more is further more preferable, 60 mass% or less is preferable, and 40 mass% or less is preferable. % Or less is more preferable, and 30% by mass or less is more preferable.

[溶媒]
本実施形態の分散体は、上記不揮発性有機物とは別に、粘度調製、及び塗工性向上等の観点から、溶媒を含有してもよい。
[solvent]
The dispersion of this embodiment may contain a solvent from the viewpoints of viscosity adjustment, coating property improvement, and the like, in addition to the nonvolatile organic material.

本実施形態の分散体における溶媒としては、該分散体の用途に応じて様々な溶媒を用いることができる。例えば、高い平滑性が要求される用途においては高沸点溶媒を用いることが好ましく、速乾性が要求される用途においては低沸点溶媒を用いることが好ましい。   As a solvent in the dispersion of this embodiment, various solvents can be used depending on the use of the dispersion. For example, it is preferable to use a high-boiling solvent in applications that require high smoothness, and it is preferable to use a low-boiling solvent in applications that require quick drying.

低沸点溶媒の20℃における蒸気圧は、20Pa以上150hPa以下であることが好ましく、より好ましくは100Pa以上100hPa以下、更に好ましくは300Pa以上20hPa以下である。溶媒の揮発速度を高く維持しつつ、分散体における粒子の分散安定性を確保するために、該蒸気圧は150hPa以下であることが好ましい。一方で、分散体塗布膜にクラックが入らない程度の乾燥速度にするために、該蒸気圧は20Pa以上であることが好ましい。   The vapor pressure at 20 ° C. of the low boiling point solvent is preferably 20 Pa or more and 150 hPa or less, more preferably 100 Pa or more and 100 hPa or less, and further preferably 300 Pa or more and 20 hPa or less. In order to ensure the dispersion stability of the particles in the dispersion while maintaining a high volatilization rate of the solvent, the vapor pressure is preferably 150 hPa or less. On the other hand, the vapor pressure is preferably 20 Pa or more in order to obtain a drying speed at which cracks do not occur in the dispersion coating film.

低沸点溶媒としては、具体的には、例えば、水、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルカーボネート、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、及びジアセトンアルコール等が挙げられる。印刷樹脂版又はブランケットを膨潤せず、長寿命化させることができるため、溶媒は親水性溶媒であることが好ましく、中でも、水と、炭素数10以下のモノアルコールとから構成される混合溶媒がより好ましい。炭素数10以下のモノアルコールの中でも、分散性、揮発性、及び粘性が特に適していることから、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、及びt−ブタノールからなる群から選択される少なくとも一つが更に好ましい。これらのモノアルコールは、それぞれ単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。モノアルコールの炭素数が10以下であれば、粒子の分散性がより良好となる。   Specific examples of the low boiling point solvent include water, ethyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, pentane, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dimethyl carbonate, methanol, ethanol, n -Propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, t-pentanol, 3- Methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol N-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, and diacetone alcohol. . Since the printing resin plate or blanket can be extended without extending the life, the solvent is preferably a hydrophilic solvent. Among them, a mixed solvent composed of water and a monoalcohol having 10 or less carbon atoms is preferable. More preferred. Among monoalcohols having 10 or less carbon atoms, dispersibility, volatility, and viscosity are particularly suitable, so ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, and t -At least one selected from the group consisting of butanol is more preferred. These monoalcohols may be used alone or in combination. If the carbon number of the monoalcohol is 10 or less, the dispersibility of the particles becomes better.

高沸点溶媒の20℃における蒸気圧は、0.010Pa以上20Pa未満であることが好ましく、より好ましくは0.05Pa以上16Pa未満、更に好ましくは0.1Pa以上14Pa未満である。レベリング効果によって分散体塗布膜の平滑性を維持するために、該蒸気圧は20Pa未満であることが好ましい。一方で、後述する焼成処理によって容易に除去することができ、得られる導電性膜中に除去しきれなかった溶媒残渣が混入してその導電性を悪化させることを抑制するためには、該蒸気圧は0.010Pa以上であることが好ましい。   The vapor pressure at 20 ° C. of the high boiling point solvent is preferably 0.010 Pa or more and less than 20 Pa, more preferably 0.05 Pa or more and less than 16 Pa, and still more preferably 0.1 Pa or more and less than 14 Pa. In order to maintain the smoothness of the dispersion coating film by the leveling effect, the vapor pressure is preferably less than 20 Pa. On the other hand, the vapor can be easily removed by a baking treatment described later, and the vapor can be prevented from being mixed with a solvent residue that could not be removed in the resulting conductive film. The pressure is preferably 0.010 Pa or more.

高沸点溶媒としては、具体的には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3メトキシ−3−メチルーブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、オクタン、ノナン、デカン、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2−ペンタンジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリエチレングリコール、トリ1,2−プロピレングリコール、及びグリセロール等が挙げられる。印刷樹脂版やブランケットが膨潤せず、長寿命化させることができるため、溶媒は親水性溶媒であることが好ましく、中でも炭素数10以下の多価アルコールがより好ましい。これらの多価アルコールは、それぞれ単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。多価アルコールの炭素数が10以下であれば、粒子の分散性がより良好となる。   Specific examples of the high boiling point solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate, 3 methoxy-3-methyl-butyl acetate, ethoxyethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monopropyl. Ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, xylene, mesitylene, ethylbenzene, octane, nonane, decane, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2-pentanediol, 2-methylpentane-2,4 Diol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2-ethylhexane-1,3-diol, diethylene glycol, dipropylene glycol, hexanediol, octanediol, triethylene glycol, tri1,2-propylene glycol And glycerol. Since the printing resin plate and the blanket do not swell and can extend the life, the solvent is preferably a hydrophilic solvent, and more preferably a polyhydric alcohol having 10 or less carbon atoms. These polyhydric alcohols may be used alone or in combination. If the carbon number of the polyhydric alcohol is 10 or less, the dispersibility of the particles becomes better.

上記低沸点溶媒と高沸点溶媒を混合して用いてもよい。   A mixture of the low boiling point solvent and the high boiling point solvent may be used.

溶媒の使用量は、分散体の全質量に対して1質量%以上99質量%以下が好ましく、10質量%以上95質量%以下が好ましい。さらに好ましくは、塗布方法に応じて選択する。   The amount of the solvent used is preferably 1% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of the dispersion. More preferably, it selects according to the application | coating method.

例えば、本実施形態の分散体をインクジェット印刷に適用する場合、溶媒の含有量は、分散体の全質量に対して40質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましい。溶媒の含有量が99質量%以下であることにより、塗布膜の膜厚が十分に厚くなり、焼成処理によって導電性の高い配線を形成することができる。溶媒の含有量が40質量%以上であることにより、分散剤の粘度をインクジェット印刷に適した範囲に調整することができ、更に80質量%以上とすることにより、インクジェット印刷機の印刷ヘッドの目詰まりが効果的に防止される。   For example, when the dispersion of this embodiment is applied to inkjet printing, the content of the solvent is preferably 40% by mass or more, and more preferably 60% by mass or more with respect to the total mass of the dispersion. 80% by mass or more, more preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and further preferably 90% by mass or less. When the content of the solvent is 99% by mass or less, the thickness of the coating film is sufficiently increased, and a highly conductive wiring can be formed by baking treatment. When the content of the solvent is 40% by mass or more, the viscosity of the dispersant can be adjusted to a range suitable for inkjet printing, and when the content is 80% by mass or more, the eyes of the print head of the inkjet printing machine. Clogging is effectively prevented.

本実施形態の分散体をスクリーン印刷に適用する場合、溶媒の含有量は分散体の全質量に対して1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましく、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。   When the dispersion of this embodiment is applied to screen printing, the content of the solvent is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass with respect to the total mass of the dispersion. % Or more, more preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less.

本実施形態の分散体を反転印刷に適用する場合、溶媒の含有量は分散体の全質量に対して40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることがさらに好ましい。   When the dispersion according to this embodiment is applied to reverse printing, the content of the solvent is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and 70% by mass with respect to the total mass of the dispersion. % Or more, more preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further preferably 85% by mass or less.

《分散体の製造方法》
分散体は、前述の粒子と、不揮発性有機物と、任意的に配合されるその他の成分とを、それぞれ所定の割合で混合し、分散処理することにより、調製することができる。上記分散処理は、例えば、超音波法、ミキサー法、3本ロール法、2本ロール法、アトライター、バンバリーミキサー、ペイントシェイカー、ニーダー、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル等の適宜の装置を用いて行うことができる。
<Method for producing dispersion>
The dispersion can be prepared by mixing the above-mentioned particles, the non-volatile organic substance, and other components optionally blended at a predetermined ratio, respectively, and dispersing the mixture. The dispersion treatment is performed using an appropriate apparatus such as an ultrasonic method, a mixer method, a three-roll method, a two-roll method, an attritor, a Banbury mixer, a paint shaker, a kneader, a homogenizer, a ball mill, and a sand mill. Can do.

本実施形態の分散体を調製する際、前述の粒子及び不揮発性有機物、並びに任意的に配合される溶媒、表面エネルギー調整剤、及びその他の成分の濃度を適宜に設定することによって、得られる分散体の粘度及び表面エネルギーを調整することができる。   When preparing the dispersion of the present embodiment, the dispersion obtained by appropriately setting the concentration of the above-mentioned particles and nonvolatile organic substances, and optionally mixed solvent, surface energy adjusting agent, and other components Body viscosity and surface energy can be adjusted.

本実施形態の分散体の25℃における粘度は、用途によって適切に選ぶことが好ましい。コーン・プレート型回転粘度計を用いて測定したずり速度が1×10−1−1〜1×10−1である領域において、分散体をスクリーン印刷に用いる場合、分散体の25℃における粘度は1cp以上であることが好ましく、10cp以上であることがより好ましく、100cp以上であることがさらに好ましく、1,000,000cp以下であることが好ましく、100,000cp以下であることがより好ましく、1,000cp以下であることがさらに好ましい。分散体をグラビアオフセット印刷に用いる場合、分散体の25℃における粘度1cp以上であることが好ましく、10cp以上であることがより好ましく、100cp以上であることがさらに好ましく、100,000cp以下であることが好ましく、10,000cp以下であることがより好ましく、1,000cp以下であることがさらに好ましい。分散体を反転印刷に用いる場合、分散体の25℃における粘度0.1cp以上であることが好ましく、1cp以上であることがより好ましく、5cp以上であることがさらに好ましく、1,000cp以下であることが好ましく、100cp以下であることがさらに好ましく、50cp以下であることがさらに好ましい。分散体を凸版印刷に用いる場合、分散体の25℃における粘度1cp以上であることが好ましく、10cp以上であることがより好ましく、100cp以上であることがさらに好ましく、100,000cp以下であることが好ましく、10,000cp以下であることがより好ましく、1,000cp以下であることがさらに好ましい。上記範囲の粘度であれば、印刷性がより良好となる。 The viscosity at 25 ° C. of the dispersion of this embodiment is preferably selected appropriately depending on the application. When the dispersion is used for screen printing in a region where the shear rate measured using a cone-plate type rotational viscometer is 1 × 10 −1 s −1 to 1 × 10 2 s −1 , the dispersion is used at 25 ° C. The viscosity in is preferably 1 cp or more, more preferably 10 cp or more, still more preferably 100 cp or more, preferably 1,000,000 cp or less, more preferably 100,000 cp or less. Preferably, it is 1,000 cp or less. When the dispersion is used for gravure offset printing, the viscosity of the dispersion at 25 ° C. is preferably 1 cp or more, more preferably 10 cp or more, further preferably 100 cp or more, and 100,000 cp or less. Is preferably 10,000 cp or less, and more preferably 1,000 cp or less. When the dispersion is used for reversal printing, the viscosity of the dispersion at 25 ° C. is preferably 0.1 cp or more, more preferably 1 cp or more, further preferably 5 cp or more, and 1,000 cp or less. It is preferably 100 cp or less, more preferably 50 cp or less. When the dispersion is used for letterpress printing, the viscosity of the dispersion at 25 ° C. is preferably 1 cp or more, more preferably 10 cp or more, further preferably 100 cp or more, and 100,000 cp or less. Preferably, it is 10,000 cp or less, more preferably 1,000 cp or less. If it is the viscosity of the said range, printability will become more favorable.

本実施形態の分散体の25℃における表面自由エネルギーに特に制限はないが、好ましくは40mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下、更に好ましくは30mN/m以下である。反転印刷において、分散体のブランケットに対する濡れ性の点から、分散体の25℃における表面自由エネルギーは40mN/m以下が好ましい。表面自由エネルギーは接触角計を用いて測定することができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the surface free energy in 25 degreeC of the dispersion of this embodiment, Preferably it is 40 mN / m or less, More preferably, it is 35 mN / m or less, More preferably, it is 30 mN / m or less. In reverse printing, from the viewpoint of wettability of the dispersion to the blanket, the surface free energy at 25 ° C. of the dispersion is preferably 40 mN / m or less. The surface free energy can be measured using a contact angle meter.

《プリント配線基板製造用基板、及びその製造方法》
本実施形態のプリント配線基板製造用基板は、基材と、前記基材上に形成された膜(以下「塗布膜」ともいう。)とを有する。上記膜は、金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、不揮発性有機物とを含有し、上記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、上記不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、上記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である。本実施形態のプリント配線基板製造用基板は、例えば、本実施形態の分散体を基板上に塗布(印刷)し、乾燥させることにより製造することができる。本実施形態の分散を所望のパターンで印刷することによって、後の焼成処理によって所望の導電性パターンを有するプリント配線基板を製造することができる。
<< Printed Wiring Board Manufacturing Substrate and Method for Manufacturing the Same >>
The printed wiring board manufacturing substrate of this embodiment includes a base material and a film (hereinafter also referred to as “coating film”) formed on the base material. The film contains particles containing a metal and / or metal oxide, and a non-volatile organic substance, and the primary particle diameter of the particle is 5 nm or more and less than 100 nm, the non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance, The non-volatile organic substance has a nitrogen content of 6% by mass to 55% by mass. The printed wiring board manufacturing substrate of the present embodiment can be manufactured, for example, by applying (printing) the dispersion of the present embodiment on a substrate and drying it. By printing the dispersion of this embodiment in a desired pattern, a printed wiring board having a desired conductive pattern can be manufactured by a subsequent baking process.

[基材]
基材としては、一般的なプリント基板の他に、樹脂基材、ガラス基材、シリコンウェハ、及び紙基材等が挙げられる。一般的なプリント基板としては、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン基板、アルミナ基板、及び低温同時焼成セラミックス(LTCC)基板等が挙げられる。
[Base material]
Examples of the base material include a resin base material, a glass base material, a silicon wafer, and a paper base material in addition to a general printed circuit board. Typical printed boards include paper phenol boards, paper epoxy boards, glass composite boards, glass epoxy boards, Teflon boards, alumina boards, low temperature co-fired ceramics (LTCC) boards, and the like.

樹脂基材としては、例えば、ポリイミド、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)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリアセタール、ポリアリレート(PAR)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリカルボジイミド、ポリシロキサン、ポリメタクリルアミド、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリエチレンテトラフルオライド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−ジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ブチルゴム、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリスチレン(PS)、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フェノールノボラック、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ポリクロロピレン、ポリオキシメチレン、ポリスルホン(PSF)、シクロオレフィンポリマー(COP)、及びシリコーン樹脂等から構成される基材を用いることができる。特に、PET及びPENは、低コストで入手可能であり、事業の観点から有意であり、好ましい。   Examples of the resin base material include polyimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), Polyacetal, polyarylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ketone (PEK), polyphthalamide (PPA) ), Polyether nitrile (PEN), polybenzimidazole (PBI), polycarbodiimide, polysiloxane, polymethacrylamide, nitrile rubber, acrylic rubber, polyethylene Rafluoride, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, polymethyl methacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-diene copolymer, polybutadiene, polyisoprene, ethylene- Propylene-diene copolymer, butyl rubber, polymethylpentene (PMP), polystyrene (PS), styrene-butadiene copolymer, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyether ether Ketone (PEEK), phenol novolac, benzocyclobutene, polyvinylphenol, polychloropyrene, polyoxymethylene, polysulfone (PSF), cycloolefin polymer (COP), and silicone Can be used consists substrate from butter, and the like. In particular, PET and PEN are available at low cost and are significant and preferred from a business perspective.

基材の荷重たわみ温度は、300℃以下であることが好ましく、275℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。荷重たわみ温度が300℃以下の基材は、低コストで入手可能であり、事業の観点から有意であり、好ましい。   The deflection temperature under load of the substrate is preferably 300 ° C. or less, more preferably 275 ° C. or less, and further preferably 250 ° C. or less. A base material having a deflection temperature under load of 300 ° C. or lower is available at low cost, and is significant and preferable from the viewpoint of business.

基材の厚さは、例えば1μm〜10mmとすることができ、好ましくは25μm〜250μmである。基材の厚さが250μm以下であれば、作製される電子デバイスを、軽量化、省スペース化、及びフレキシブル化できるため好ましい。   The thickness of a base material can be 1 micrometer-10 mm, for example, Preferably it is 25 micrometers-250 micrometers. If the thickness of the base material is 250 μm or less, it is preferable because an electronic device to be manufactured can be reduced in weight, space-saving, and flexible.

[基材の前処理]
塗布膜を形成する前に、基材を洗浄してもよい。基材の洗浄方法として、例えば、薬液を用いる湿式処理;コロナ放電、プラズマ、UV、オゾン等を用いる乾式処理等を用いることができる。
[Pretreatment of substrate]
The substrate may be washed before forming the coating film. As the substrate cleaning method, for example, wet processing using a chemical solution; dry processing using corona discharge, plasma, UV, ozone, or the like can be used.

形成された塗布膜が溶媒を含有する場合には、塗布膜から、好ましくは溶媒を除去する。この溶媒の除去は、塗布後の膜を、例えば20〜150℃において、例えば1分〜2時間静置する方法によることができる。この場合の加熱方法としては、例えば、熱風乾燥、赤外線乾燥、真空乾燥等の手法を用いることができる。   When the formed coating film contains a solvent, the solvent is preferably removed from the coating film. The removal of the solvent can be performed by a method of leaving the coated film, for example, at 20 to 150 ° C., for example, for 1 minute to 2 hours. As a heating method in this case, for example, techniques such as hot air drying, infrared drying, and vacuum drying can be used.

[塗布膜形成方法]
本実施形態の分散体を用いて上記のような基材上に塗布膜を形成する方法は、特に制限されない。例えば、スクリーン印刷、スプレーコート、スピンコート、スリットコート、ダイコート、バーコート、ナイフコート、オフセット印刷、反転印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ディスペンサ印刷、グラビアダイレクト印刷、グラビアオフセット印刷等の方法を用いることができる。これらの方法のうち、より高精細のパターニングを行うことができるという観点から、反転印刷が好ましい。
[Coating film forming method]
The method for forming the coating film on the substrate as described above using the dispersion of the present embodiment is not particularly limited. For example, screen printing, spray coating, spin coating, slit coating, die coating, bar coating, knife coating, offset printing, reversal printing, flexographic printing, ink jet printing, dispenser printing, gravure direct printing, gravure offset printing, etc. Can do. Of these methods, reverse printing is preferable from the viewpoint that higher-definition patterning can be performed.

(反転印刷)
本実施形態の分散体は、反転印刷によって基板上にパターン状の塗布膜を形成するために、特に好適に用いることができる。
(Reverse printing)
The dispersion according to the present embodiment can be particularly preferably used for forming a patterned coating film on a substrate by reversal printing.

反転印刷法においては、先ず、ブランケットの表面に均一な厚みの塗布膜を形成する。
ブランケットの表面は、通常、シリコーンゴムから構成されている。反転印刷においては、このシリコーンゴムに対して分散体が良好に付着し、均一な塗布膜が形成される必要がある。そのため、本実施形態の分散体の25℃における粘度を1cp以上10,000cp以下とし、25℃における表面自由エネルギーを40mN/m以下とすることが望ましい。
In the reverse printing method, first, a coating film having a uniform thickness is formed on the surface of a blanket.
The surface of the blanket is usually composed of silicone rubber. In reverse printing, it is necessary that the dispersion adheres well to the silicone rubber and a uniform coating film is formed. Therefore, it is desirable that the dispersion at 25 ° C. of the dispersion of this embodiment is 1 cp to 10,000 cp and the surface free energy at 25 ° C. is 40 mN / m or less.

上記のようにして表面に均一な分散体塗膜が形成されたブランケットの表面を、次いで、凸版に接触させて押圧し、該凸版の凸部の表面にブランケット表面上に形成された塗布膜の一部を付着させて転移させる。これにより、ブランケットの表面に残った塗布膜には、所望の印刷パターンが形成される。   The surface of the blanket with the uniform dispersion coating film formed on the surface as described above is then pressed in contact with the relief printing plate, and the coating film formed on the blanket surface on the surface of the projection of the relief printing plate. A part is attached and transferred. Thereby, a desired printing pattern is formed on the coating film remaining on the surface of the blanket.

そして、この状態のブランケットを被印刷基材の表面に押圧し、該ブランケット上に残ったパターン状の塗布膜を転写することにより、被印刷基材上にパターン状の塗布膜を形成することができる。   Then, the blanket in this state is pressed against the surface of the substrate to be printed, and the patterned coating film remaining on the blanket is transferred to form a patterned coating film on the substrate to be printed. it can.

[塗布膜の膜厚]
塗布膜の膜厚は、塗布方法に応じて選択することができる。
例えば、インクジェット印刷を使用する場合の塗布膜の膜厚は、溶媒除去後の値として、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがより好ましい。
[Thickness of coating film]
The film thickness of the coating film can be selected according to the coating method.
For example, the film thickness of the coating film when using inkjet printing is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm, as a value after removal of the solvent.

スクリーン印刷を使用する場合には、溶媒除去後の塗布膜厚値として、1〜100μmであることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましい。   When screen printing is used, the coating film thickness value after removal of the solvent is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 10 to 50 μm.

反転印刷を使用する場合には、溶媒除去後の塗布膜厚値として、0.01〜5μmであることが好ましく、0.1〜1μmであることがより好ましい。   When using reverse printing, the coating film thickness after removal of the solvent is preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.1 to 1 μm.

塗布膜の表面粗さ(Ra)としては、12nm以下であることが好ましく、7nm以下であることがより好ましく、4nm以下であることが更に好ましい。Raが12nm以下であれば、反転印刷時に塗布膜が除去版と密着し、十分な除去性が得られる傾向がある。Raが7nm以下であれば、得られる導電性膜においても平坦な膜表面が維持される傾向がある。Raが4nm以下であれば、焼成ムラが非常に小さく、均一な電気特性が得られる傾向がある。   The surface roughness (Ra) of the coating film is preferably 12 nm or less, more preferably 7 nm or less, and still more preferably 4 nm or less. If Ra is 12 nm or less, the coating film is in close contact with the removal plate during reverse printing, and sufficient removability tends to be obtained. If Ra is 7 nm or less, a flat film surface tends to be maintained even in the obtained conductive film. If Ra is 4 nm or less, uneven firing is very small and uniform electrical characteristics tend to be obtained.

上記のようにして形成された塗布膜が溶媒を含有する場合には、次いで該塗布膜から、好ましくは溶媒を除去する。この溶媒の除去は、塗布後の膜を、例えば20〜150℃において、例えば1分〜2時間静置する方法によることができる。この場合の加熱方法としては、例えば、熱風乾燥、赤外線乾燥、真空乾燥等の手法を用いることができる。   When the coating film formed as described above contains a solvent, the solvent is preferably removed from the coating film. The removal of the solvent can be performed by a method of leaving the coated film, for example, at 20 to 150 ° C., for example, for 1 minute to 2 hours. As a heating method in this case, for example, techniques such as hot air drying, infrared drying, and vacuum drying can be used.

[塗布膜]
本実施形態の分散体を塗布することにより形成される塗布膜は、金属又は金属酸化物を含む粒子と、不揮発性有機物とを含み、塗布膜中の不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上である。
[Coating film]
The coating film formed by applying the dispersion of the present embodiment includes particles containing a metal or metal oxide and a nonvolatile organic substance, and the nonvolatile organic substance in the coating film contains a nitrogen-containing organic substance, The nitrogen content of the nonvolatile organic material is 6% by mass or more.

この膜は、塗布に使用した分散体が含有する成分のうち、溶媒以外の成分を、好ましくはその化学構造及び組成比を維持したまま含有する。従って、上記膜の構成成分については、分散体の構成成分として上述したものが好ましくはそのまま当てはまる。   This film contains components other than the solvent among the components contained in the dispersion used for coating, preferably while maintaining its chemical structure and composition ratio. Therefore, as the constituent components of the membrane, those described above as the constituent components of the dispersion are preferably applied as they are.

本実施形態の塗布膜は、その機能を損なうことなく曲げ可能、すなわちフレキシブルであることが好ましい。曲げ可能な曲率半径としては、1,000mm以下であることが好ましく、500mm以下であることがより好ましく、100mm以下であることが更に好ましい。1,000mm以下であれば人間の胴体に装着することが可能となり、500mm以下であれば人間の脚部に装着することが可能となり、100mm以下であれば人間の上肢に装着することが可能となる他、ロールトゥロールの製造方法を適用することが可能となる。曲率半径の下限値は、例えば、0.1mm以上とすることができる。   The coating film of the present embodiment is preferably bendable, that is, flexible without impairing its function. The bendable radius of curvature is preferably 1,000 mm or less, more preferably 500 mm or less, and even more preferably 100 mm or less. If it is 1,000 mm or less, it can be worn on a human torso, if it is 500 mm or less, it can be worn on a human leg, and if it is 100 mm or less, it can be worn on a human upper limb. In addition, it becomes possible to apply a roll-to-roll manufacturing method. The lower limit value of the radius of curvature can be set to 0.1 mm or more, for example.

《プリント配線基板、及びその製造方法》
本実施形態の分散体によって形成された塗布膜を有するプリント配線基板製造用基板を焼成することによって、導電性膜を有する導電配線を形成することができる。
<< Printed wiring board and manufacturing method thereof >>
By firing a printed wiring board manufacturing substrate having a coating film formed from the dispersion of the present embodiment, a conductive wiring having a conductive film can be formed.

[焼成]
上記のようにして形成された塗布膜を、次いで加熱して焼成処理を施すことにより、上記基材上に導電性膜を形成することができる。
[Baking]
A conductive film can be formed on the base material by heating the coating film formed as described above, followed by baking treatment.

焼成方法としては、塗布膜中に含有される粒子が融着して、金属粒子の焼結膜を形成することができる方法であれば特に制限されない。   The firing method is not particularly limited as long as the particles contained in the coating film can be fused to form a sintered film of metal particles.

焼成は、例えば、焼成炉等の熱媒体を用いる方法によって行ってもよいし、プラズマ、紫外線、真空紫外線、電子線、赤外線ランプアニール、フラッシュランプアニール、レーザー等を用いて行ってもよい。これらのうち、プラズマ処理、フラッシュランプアニール処理、又は熱媒体との接触処理によって行われることが好ましい。   Firing may be performed, for example, by a method using a heat medium such as a firing furnace, or may be performed using plasma, ultraviolet light, vacuum ultraviolet light, electron beam, infrared lamp annealing, flash lamp annealing, laser, or the like. Among these, it is preferable to perform by plasma treatment, flash lamp annealing treatment, or contact treatment with a heat medium.

特に、フラッシュランプアニール処理及びプラズマ処理は、無機物は強く加熱するが有機物はあまり加熱しないという特徴を有している。そのためこれらの方法による加熱は、粒子のみを加熱し、基材には熱ダメージを与えない。従って、PET等の安価であるが耐熱性の乏しい樹脂を基材に用いることができ、好ましい。特にプラズマ処理は、無機物表面のみが加熱される傾向があり、伝熱による基材へのダメージも少ないため、より好ましい。   In particular, the flash lamp annealing process and the plasma process are characterized in that inorganic substances are heated strongly but organic substances are not heated so much. Therefore, the heating by these methods heats only the particles and does not damage the substrate. Therefore, an inexpensive but poorly heat-resistant resin such as PET can be used for the substrate, which is preferable. In particular, plasma treatment is more preferable because only the inorganic surface tends to be heated and damage to the substrate due to heat transfer is small.

(加熱処理による導電性膜形成)
本実施の形態における加熱処理とは、具体的には、試料を高温の媒体と接触させることによって加熱する処理である。
(Conductive film formation by heat treatment)
Specifically, the heat treatment in this embodiment is a treatment in which a sample is heated by being brought into contact with a high-temperature medium.

高温の媒体に特に指定はないが、例えば、空気、不活性ガス、還元性ガス、液体、金属、セラミック、樹脂等を用いることができる。   Although there is no particular designation for the high-temperature medium, for example, air, inert gas, reducing gas, liquid, metal, ceramic, resin, or the like can be used.

媒体を加熱する熱源に特に指定はないが、例えば、遠赤外線ヒーター、近赤外線ヒーター、抵抗加熱ヒーター、マイクロ波ヒーター、燃焼加熱ヒーター等を用いることができる。遠赤外線ヒーターとしては、例えば、ハロゲンヒーター、石英管ヒーター、カーボンヒーター、シーズヒーター、メタルヒーター等を用いることができる。近赤外線ヒーターとしては、例えば、ハロゲンヒーターを用いることができる。抵抗加熱ヒーターとしては、例えば、メタルヒーター、セラミックヒーターを用いることができる。メタルヒーターの発熱体としては、例えば、鉄−クロム−アルミ系合金、ニッケル−クロム系合金等の合金及び白金、モリブデン、タンタル、タングステン等の金属を用いることができる。セラミックヒーターの発熱体としては、例えば、炭化ケイ素、モリブデン−シリサイト、カーボン等を用いることができる。マイクロ波ヒーターとは、100kHzから10GHz程度の電磁波によって対象物を加熱する方式のヒーターである。燃焼加熱ヒーターとは、重油、ガス等の可燃物を燃焼した際の燃焼熱によって対象物を加熱する方式のヒーターである。   The heat source for heating the medium is not particularly specified, and for example, a far infrared heater, a near infrared heater, a resistance heater, a microwave heater, a combustion heater, or the like can be used. As the far infrared heater, for example, a halogen heater, a quartz tube heater, a carbon heater, a sheathed heater, a metal heater or the like can be used. As the near-infrared heater, for example, a halogen heater can be used. As the resistance heater, for example, a metal heater or a ceramic heater can be used. As the heating element of the metal heater, for example, an alloy such as an iron-chromium-aluminum alloy or a nickel-chromium alloy and a metal such as platinum, molybdenum, tantalum, or tungsten can be used. As the heating element of the ceramic heater, for example, silicon carbide, molybdenum-silicite, carbon or the like can be used. The microwave heater is a heater that heats an object with an electromagnetic wave of about 100 kHz to 10 GHz. The combustion heater is a heater that heats an object with combustion heat when combustible substances such as heavy oil and gas are burned.

加熱処理温度は、180℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、120℃以下であることがさらに好ましい。加熱処理温度が180℃以下であれば、PEN、PET等の耐熱性の低いが安価な汎用樹脂基板を用いることができる。また、加熱処理温度は、20度以上であることが好ましく、30度以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましい。20度以上であれば、熱振動によって粒子が塗布膜中を移動し、粒子同士が接触することで体積抵抗率を下げることができる。30℃以上であれば、塗布膜中の有機物の軟化により粒子の塗布膜中での移動が高速化し、さらに有機物が軟化すると、粒子と有機物の比重差によって粒子が沈降し、粒子の層と有機物の層に分離し、粒子間に絶縁性の有機物が入りにくくなるため、より体積抵抗率を下げることができる。50℃以上であれば、粒子同士の焼結が進行するためさらに体積抵抗を下げることができる。   The heat treatment temperature is preferably 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, and further preferably 120 ° C. or lower. When the heat treatment temperature is 180 ° C. or lower, a low-heat-resistant general-purpose resin substrate such as PEN or PET can be used. The heat treatment temperature is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, and further preferably 50 ° C. or higher. If it is 20 degree | times or more, particle | grains will move in a coating film by a thermal vibration, and volume resistivity can be lowered | hung by particle | grains contacting. If it is 30 ° C. or higher, the movement of the particles in the coating film is accelerated due to the softening of the organic substance in the coating film, and when the organic substance is further softened, the particles settle due to the specific gravity difference between the particles and the organic substance, and the particle layer and the organic substance The volume resistivity can be further reduced because the insulating organic substance is less likely to enter between the particles. If it is 50 degreeC or more, since sintering of particle | grains will advance, volume resistance can be lowered | hung further.

加熱処理時間は、10秒以上であることが好ましく、1分以上であることがよりこの好ましく、10分以上であることがさらに好ましい。加熱処理時間が10秒以上であれば、粒子同士を接触させることによって焼成膜の抵抗を下げることができ、1分以上であれば粒子自体が低抵抗化するためより焼成膜の抵抗を下げることができ、10分以上であれば粒子同士の焼結が進むことでさらに焼成膜の抵抗を下げることができる。また、加熱焼成時間は4時間以下であることが、基材への熱ダメージ低減の観点から好ましい。   The heat treatment time is preferably 10 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer, and further preferably 10 minutes or longer. If the heat treatment time is 10 seconds or longer, the resistance of the fired film can be lowered by bringing the particles into contact with each other. If the heat treatment time is 1 minute or longer, the resistance of the fired film is further lowered because the resistance of the particles themselves is reduced. In the case of 10 minutes or more, the sintering of the particles proceeds and the resistance of the fired film can be further reduced. Moreover, it is preferable from a viewpoint of heat damage reduction to a base material that the heat-firing time is 4 hours or less.

加熱処理の際の雰囲気には特に指定はないが、不活性雰囲気であることが好ましく、還元性雰囲気であることがより好ましい。雰囲気は、例えば、焼成炉内に適当なガスを流すことにより、制御することができる。不活性雰囲気は不活性ガスを流すことで形成することができる。不活性ガスとしては、具田的には、真空、窒素、アルゴン、ヘリウム等の希ガスを用いることができる。還元性雰囲気は還元性ガスを流すことで形成することができる。還元性ガスとしては、具体的には、水素、一酸化炭素、硫化水素、ホルムアルデヒド等を用いることができる。特に水素は毒性がないため好ましい。不活性ガスと還元性ガスを混合して還元性雰囲気を形成することもできる。例えば、不活性ガスと水素を混合する場合、水素含有量は0.1質量%以上4質量%以下が好ましい。0.1質量%より少量では十分な還元性が得られず、4質量%以下であれば可燃性を示さないため安全に使用できる。   The atmosphere during the heat treatment is not particularly specified, but an inert atmosphere is preferable, and a reducing atmosphere is more preferable. The atmosphere can be controlled, for example, by flowing an appropriate gas in the firing furnace. The inert atmosphere can be formed by flowing an inert gas. As the inert gas, rare gas such as vacuum, nitrogen, argon, helium can be used. The reducing atmosphere can be formed by flowing a reducing gas. Specifically, hydrogen, carbon monoxide, hydrogen sulfide, formaldehyde, or the like can be used as the reducing gas. Hydrogen is particularly preferable because it is not toxic. A reducing atmosphere can also be formed by mixing an inert gas and a reducing gas. For example, when an inert gas and hydrogen are mixed, the hydrogen content is preferably 0.1% by mass or more and 4% by mass or less. If the amount is less than 0.1% by mass, sufficient reducibility cannot be obtained, and if it is 4% by mass or less, it does not show flammability and can be used safely.

(赤外線ランプアニールによる加熱)
赤外線ランプアニールとは、具体的には、試料に対して赤外線を照射することで直接試料を加熱する方法である。
(Heating by infrared lamp annealing)
Specifically, the infrared lamp annealing is a method in which a sample is directly heated by irradiating the sample with infrared rays.

赤外線源には特に指定はないが、例えば、ハロゲンヒーター、石英管ヒーター、カーボンヒーター、シーズヒーター、メタルヒーター等を用いることができる。   The infrared source is not particularly specified, but for example, a halogen heater, a quartz tube heater, a carbon heater, a seed heater, a metal heater, or the like can be used.

赤外線ランプアニールの際の雰囲気には特に指定はないが、不活性雰囲気であることが好ましく、還元性雰囲気であることがより好ましい。雰囲気は、例えば、焼成炉内に適当なガスを流すことにより、制御することができる。不活性雰囲気は不活性ガスを流すことで形成することができる。不活性ガスとしては、具田的には、真空、窒素、アルゴン、ヘリウム等の希ガスを用いることができる。還元性雰囲気は還元性ガスを流すことで形成することができる。還元性ガスとしては、具体的には、水素、一酸化炭素、硫化水素、ホルムアルデヒド等を用いることができる。特に水素は毒性がないため好ましい。不活性ガスと還元性ガスを混合して還元性雰囲気を形成することもできる。例えば、不活性ガスと水素を混合する場合、水素含有量は0.1質量%以上4質量%以下が好ましい。0.1質量%より少量では十分な還元性が得られず、4質量%以下であれば可燃性を示さないため安全に使用できる。   The atmosphere during the infrared lamp annealing is not particularly specified, but is preferably an inert atmosphere, and more preferably a reducing atmosphere. The atmosphere can be controlled, for example, by flowing an appropriate gas in the firing furnace. The inert atmosphere can be formed by flowing an inert gas. As the inert gas, rare gas such as vacuum, nitrogen, argon, helium can be used. The reducing atmosphere can be formed by flowing a reducing gas. Specifically, hydrogen, carbon monoxide, hydrogen sulfide, formaldehyde, or the like can be used as the reducing gas. Hydrogen is particularly preferable because it is not toxic. A reducing atmosphere can also be formed by mixing an inert gas and a reducing gas. For example, when an inert gas and hydrogen are mixed, the hydrogen content is preferably 0.1% by mass or more and 4% by mass or less. If the amount is less than 0.1% by mass, sufficient reducibility cannot be obtained, and if it is 4% by mass or less, it does not show flammability and can be used safely.

(プラズマ処理による加熱)
プラズマ処理とは、具体的には、試料を設置した空間にプラズマを発生させることにより、上記試料をプラズマに暴露させる処理である。
(Heating by plasma treatment)
Specifically, the plasma treatment is a treatment in which the sample is exposed to plasma by generating plasma in a space where the sample is placed.

プラズマの発生方法に特に指定はないが、例えば、直流アーク放電、高周波電磁場、マイクロ波等を利用する方法を用いることができる。特に、マイクロ波を利用する方法は、低温でプラズマを発生することができるから、基材に与える熱ダメージが小さいため、好ましい。マイクロ波とは、具体的には、周波数が300MHz以上3THz以下の電磁波のことをいう。マイクロ波の中心周波数は、2GHz以上4GHz以下であることが好ましく、2.4GHz以上2.5GHz以下であることが更に好ましい。   A method for generating plasma is not particularly specified. For example, a method using a DC arc discharge, a high-frequency electromagnetic field, a microwave, or the like can be used. In particular, a method using a microwave is preferable because plasma can be generated at a low temperature, and thermal damage to the substrate is small. The microwave specifically refers to an electromagnetic wave having a frequency of 300 MHz to 3 THz. The center frequency of the microwave is preferably 2 GHz or more and 4 GHz or less, and more preferably 2.4 GHz or more and 2.5 GHz or less.

マイクロ波プラズマを発生させる装置は、例えば、マイクロ波発振器、伝送回路、アンテナ、及び放電容器から構成される。これらに加え、必要に応じて磁場発生装置を、更に用いてもよい。この装置において、プラズマは、上記放電容器内に発生する。マイクロ波発振器としては、例えば、クライストロン、マグネトロン、ジャイロトロン等を用いることができる。伝送回路としては、例えば、矩形導波管、円形導波管、同軸線路等を用いることができる。伝送回路の途中に、パワーモニタ、及び反射電力を吸収するダミーロードを取り付けてもよい。装置の構造としては、例えば、上部に伝送線路を有し、下部に放電容器を有し、該伝送線路と該放電容器とが、石英窓を介して接続され、試料台が該放電容器下部に設置されていることが好ましい。   An apparatus for generating microwave plasma includes, for example, a microwave oscillator, a transmission circuit, an antenna, and a discharge vessel. In addition to these, a magnetic field generator may be further used as necessary. In this apparatus, plasma is generated in the discharge vessel. As the microwave oscillator, for example, a klystron, a magnetron, a gyrotron, or the like can be used. As the transmission circuit, for example, a rectangular waveguide, a circular waveguide, a coaxial line, or the like can be used. A power monitor and a dummy load that absorbs reflected power may be attached in the middle of the transmission circuit. As the structure of the apparatus, for example, it has a transmission line in the upper part and a discharge container in the lower part, the transmission line and the discharge container are connected via a quartz window, and the sample stage is in the lower part of the discharge container. It is preferable that it is installed.

マイクロ波の出力に特に指定はないが、100W以上10kW以下の出力であることが好ましい。マイクロ波の出力は、処理中一定でもよいし、途中で変化させてもよい。   There is no specific designation for the microwave output, but an output of 100 W or more and 10 kW or less is preferable. The output of the microwave may be constant during the process or may be changed during the process.

試料台の温度に特に指定はないが、30℃以上150℃以下であることが好ましい。この温度が150℃以下であれば、基材として、PET等の耐熱性の低い汎用樹脂基板を用いることができる。30℃以上であれば緻密な導電性膜が得られる。   The temperature of the sample stage is not particularly specified, but is preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. If this temperature is 150 ° C. or lower, a general-purpose resin substrate having low heat resistance such as PET can be used as the base material. If it is 30 ° C. or higher, a dense conductive film can be obtained.

プラズマ処理時の周囲雰囲気に特に指定はないが、還元性雰囲気であることが好ましい。周囲雰囲気は、例えば、放電容器内に適当なガスを流すことにより、制御することができる。ガスの流量に特に指定はないが、10SCCM以上1,000SCCM以下であることが好ましく、50SCCM以上5,600SCCM以下であることがより好ましく、100SCCM以上400SCCM以下であることが更に好ましい。特に、不活性ガスに少量の水素を混合して成る混合ガスを流すことによって還元性雰囲気を形成することが好ましい。この混合ガス中の不活性ガスとしては、例えば、窒素;ヘリウム、アルゴン等の希ガス等を用いることができる。混合ガス中の水素の含有量としては、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以上6質量%以下である。   The ambient atmosphere during the plasma treatment is not particularly specified, but a reducing atmosphere is preferable. The ambient atmosphere can be controlled, for example, by flowing an appropriate gas through the discharge vessel. The gas flow rate is not particularly specified, but is preferably 10 SCCM or more and 1,000 SCCM or less, more preferably 50 SCCM or more and 5,600 SCCM or less, and further preferably 100 SCCM or more and 400 SCCM or less. In particular, it is preferable to form a reducing atmosphere by flowing a mixed gas obtained by mixing a small amount of hydrogen with an inert gas. As the inert gas in the mixed gas, for example, nitrogen; a rare gas such as helium or argon can be used. The hydrogen content in the mixed gas is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 6% by mass or less.

放電容器内の圧力は、大気圧でもよいし、減圧されていてもよい。   The pressure in the discharge vessel may be atmospheric pressure or reduced pressure.

プラズマ処理時間に特に指定はないが、10秒以上30分以下であることが好ましく、30秒以上10分以下がより好ましく、1分以上5分以下が更に好ましい。   The plasma treatment time is not particularly specified, but is preferably 10 seconds or longer and 30 minutes or shorter, more preferably 30 seconds or longer and 10 minutes or shorter, and further preferably 1 minute or longer and 5 minutes or shorter.

(フラッシュランプアニール処理による加熱)
フラッシュランプアニール処理とは、試料に対して、エネルギー密度の高い光をパルス照射することにより、該試料を加熱する処理である。
(Heating by flash lamp annealing)
The flash lamp annealing process is a process for heating a sample by irradiating the sample with light having a high energy density.

フラッシュランプアニール処理に用いる光源としては、例えば、キセノンランプ、クリプトンランプ等を用いることができる。   As a light source used for the flash lamp annealing treatment, for example, a xenon lamp, a krypton lamp, or the like can be used.

光源の波長は、可視光領域であれば、透明樹脂基板へ熱ダメージを与えることなく塗布膜を焼成することができるため、好ましい。光源の波長は、カラーフィルタを介することにより、容易に制御することができる。   The wavelength of the light source is preferably in the visible light region because the coating film can be baked without causing thermal damage to the transparent resin substrate. The wavelength of the light source can be easily controlled through a color filter.

パルス当たりのエネルギーとしては、特に指定はないが、50J以上3,000J以下であることが好ましく、100J以上2,000J以下であることがより好ましく、150J以上1,500J以下であることが更に好ましい。   The energy per pulse is not particularly specified, but is preferably 50 J or more and 3,000 J or less, more preferably 100 J or more and 2,000 J or less, and further preferably 150 J or more and 1,500 J or less. .

パルス時間には特に指定はないが、10μ秒以上100m秒以下であることが好ましく、50μ秒以上10m秒以下であることがより好ましく、100μ秒以上5m秒以下であることが更に好ましい。ここで、パルス時間とは、パルス光照射のためにランプに電力を投入した時刻から、パルス光消灯のためにランプへの電力供給を停止した時刻までの時間をいう。   The pulse time is not particularly specified, but is preferably 10 μsec or more and 100 msec or less, more preferably 50 μsec or more and 10 msec or less, and further preferably 100 μsec or more and 5 msec or less. Here, the pulse time refers to the time from the time when power is supplied to the lamp for pulsed light irradiation to the time when power supply to the lamp is stopped for turning off the pulsed light.

試料に対し、複数回パルス光を照射してもよい。パルス間隔に特に指定はないが、10μ秒以上1秒以下であることが好ましい。ここで、パルス間隔とは、パルス光の照射のためにランプに電力を投入した時刻から、次のパルス光の照射のためにランプに電力を投入した時刻までの時間をいう。   The sample may be irradiated with pulsed light multiple times. The pulse interval is not particularly specified, but is preferably 10 μs or more and 1 second or less. Here, the pulse interval refers to the time from the time when power is applied to the lamp for pulsed light irradiation to the time when power is applied to the lamp for the next pulsed light irradiation.

試料台の温度に特に指定はないが、30℃以上150℃以下であることが好ましい。この温度が150℃以下であれば、基材として、PET等の耐熱性の低い汎用樹脂基板を用いることができる。30℃以上であれば、緻密な導電性膜が得られる。   The temperature of the sample stage is not particularly specified, but is preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. If this temperature is 150 ° C. or lower, a general-purpose resin substrate having low heat resistance such as PET can be used as the base material. If it is 30 ° C. or higher, a dense conductive film can be obtained.

フラッシュランプアニール処理時には、容器内にガスを流してもよい。この場合、ガス流によって試料が冷却されるため、基材の熱ダメージを低減することができる。   During the flash lamp annealing process, a gas may be flowed into the container. In this case, since the sample is cooled by the gas flow, thermal damage to the substrate can be reduced.

フラッシュランプアニール処理時の周囲雰囲気に特に指定はないが、還元性雰囲気であることが好ましい。この還元性雰囲気の具体例及びガス流量については、プラズマ処理時の還元性雰囲気について上記したところと同様である。   The ambient atmosphere during the flash lamp annealing treatment is not particularly specified, but a reducing atmosphere is preferable. The specific example of the reducing atmosphere and the gas flow rate are the same as those described above for the reducing atmosphere during plasma processing.

フラッシュランプアニール処理の後に、更に、加圧処理を行ってもよい。フラッシュランプアニール処理後に試料を加圧することによって、形成された導電性膜をより緻密にすることができるため、好ましい。加圧方法としては、例えば、ローラープレス、平板プレス等を用いることができる。特にローラープレスは大面積のプレスに向いているため、好ましい。   After the flash lamp annealing treatment, a pressure treatment may be further performed. By pressurizing the sample after the flash lamp annealing treatment, the formed conductive film can be made denser, which is preferable. As a pressing method, for example, a roller press, a flat plate press, or the like can be used. In particular, a roller press is preferable because it is suitable for a large area press.

[本実施形態の分散体を用いたプリント配線基板の製造方法の利点]
本実施形態の分散体は、基材上に本実施形態の分散体を所望のパターンに直接描画してパターン状の塗布膜及び導電性膜を形成することができる。そのため、従来のフォトレジストを用いる手法と比較して、生産性を著しく向上させることができる。
[Advantages of Printed Wiring Board Manufacturing Method Using Dispersion of Present Embodiment]
The dispersion according to the present embodiment can be formed by directly drawing the dispersion according to the present embodiment in a desired pattern on a substrate to form a patterned coating film and a conductive film. Therefore, productivity can be remarkably improved as compared with a conventional method using a photoresist.

更に、本実施形態の分散体を用いることにより、従来のフォトリソグラフィーでは作製が困難であった、直径7インチ以上の導電性膜積層体を容易に製造することができる。   Furthermore, by using the dispersion of this embodiment, a conductive film laminate having a diameter of 7 inches or more, which was difficult to produce by conventional photolithography, can be easily produced.

[導電性膜]
上記方法によって得られた導電性膜の表面粗さ(Ra)は、好ましくは20nm以下、より好ましくは10nm以下、更に好ましくは5nm以下である。Raが20nm以下であれば、局所的に膜厚の薄い場所が少なく、断線による不良を低減することができる。Raが10nm以下であれば、該導電性膜上に他の膜又は素子を更に積層する際に、欠陥が生じ難い傾向がある。Raが5nm以下であれば、該導電性膜上に更に積層する他の材料の結晶性を向上させることができるから、例えば、薄膜トランジスタの電極の形成に好適に用いることができる。
[Conductive film]
The surface roughness (Ra) of the conductive film obtained by the above method is preferably 20 nm or less, more preferably 10 nm or less, and still more preferably 5 nm or less. If Ra is 20 nm or less, there are few places where the film thickness is locally thin, and defects due to disconnection can be reduced. If Ra is 10 nm or less, defects tend not to occur when another film or element is further laminated on the conductive film. If Ra is 5 nm or less, the crystallinity of another material further laminated on the conductive film can be improved, and thus, for example, it can be suitably used for forming an electrode of a thin film transistor.

本実施形態の導線性膜の抵抗率は、200μΩcm以下であることが好ましく、100μΩcm以下であることがより好ましく、30μΩcm以下であることが更に好ましい。   The resistivity of the conductive film of the present embodiment is preferably 200 μΩcm or less, more preferably 100 μΩcm or less, and further preferably 30 μΩcm or less.

本実施形態の導電性膜は、その機能を損なうことなく曲げ可能、すなわちフレキシブルであることが好ましい。曲げ可能な曲率半径としては、1,000mm以下であることが好ましく、500mm以下であることがより好ましく、100mm以下であることが更に好ましい。1,000mm以下であれば人間の胴体に装着することが可能となり、500mm以下であれば人間の脚部に装着することが可能であり、100mm以下であれば人間の上肢に装着することが可能となる他、ロールトゥロールの製造方法を適用することが可能となる。曲率半径の下限値は、例えば、0.1mm以上とすることができる。   The conductive film of this embodiment is preferably bendable, that is, flexible without impairing its function. The bendable radius of curvature is preferably 1,000 mm or less, more preferably 500 mm or less, and even more preferably 100 mm or less. If it is 1,000 mm or less, it can be worn on a human torso, if it is 500 mm or less, it can be worn on a human leg, and if it is 100 mm or less, it can be worn on a human upper limb. In addition, the roll-to-roll manufacturing method can be applied. The lower limit value of the radius of curvature can be set to 0.1 mm or more, for example.

《本実施形態の分散体の適用例》
本実施形態の分散体によれば、微細化されたパターンを有する平滑性の高い導電性膜を得ることができる。このような導電性膜は、例えば、プリント基板、フレキシブルプリント基板、電磁波シールドシート、半導体デバイス(薄膜トランジスタ、ダイオード、強誘電体メモリ等)、メタルメッシュ透明導電膜等に好適に利用することができる。
<< Application Example of Dispersion of this Embodiment >>
According to the dispersion of the present embodiment, a highly smooth conductive film having a miniaturized pattern can be obtained. Such a conductive film can be suitably used for, for example, a printed board, a flexible printed board, an electromagnetic wave shielding sheet, a semiconductor device (thin film transistor, diode, ferroelectric memory, etc.), a metal mesh transparent conductive film, and the like.

本実施形態の分散体を、メタルメッシュ透明導電膜に適用する場合について説明する。メタルメッシュ透明導電膜とは、透明基材上に、幅50μm以下の金属配線がメッシュ状に形成されたものをいう。このメタルメッシュ透明導電膜は、見かけ上透明でありながら表面が電気的に低抵抗であるという特徴を有している。幅50μm以下の構造体は視認が困難であるため、メタルメッシュ透明導電膜の金属配線は基材上に存在しないかのように見える。更に、金属配線の存在しない領域(開口部)は光を透過する。そのため、メタルメッシュ透明導電膜は透明体として視認される。   The case where the dispersion of this embodiment is applied to a metal mesh transparent conductive film will be described. The metal mesh transparent conductive film refers to a metal substrate having a width of 50 μm or less formed on a transparent substrate in a mesh shape. This metal mesh transparent conductive film has a feature that its surface is electrically low resistance while being apparently transparent. Since a structure having a width of 50 μm or less is difficult to visually recognize, it seems as if the metal wiring of the metal mesh transparent conductive film does not exist on the substrate. Further, the region where the metal wiring does not exist (opening) transmits light. Therefore, the metal mesh transparent conductive film is visually recognized as a transparent body.

本実施形態の分散体は、このメタルメッシュ透明導電膜における配線を形成する材料として、好適に利用することができる。   The dispersion according to this embodiment can be suitably used as a material for forming wiring in the metal mesh transparent conductive film.

本実施形態の分散体をメタルメッシュ透明導電膜の配線形成に適用する場合、メタルメッシュ透明導電膜の開口部の面積が該導電膜の表面全体の面積に占める割合は、50面積%以上であることが好ましく、80面積%以上であることがより好ましく、90面積%以上であることが更に好ましい。この割合が50面積%以上であれば、該メタルメッシュ透明導電膜は透明体として認識され;80面積%以上であれば、該メタルメッシュ透明導電膜をディスプレイに用いた際に、環境光の反射量が少なくなり、屋外でも画面を十分認識できるようになり;90面積%以上であれば、該メタルメッシュ透明導電膜をディスプレイに用いた際に、ギラツキを低減することができる。配線の幅は50μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、2μm以下であることが更に好ましい。この幅が50μm以下であれば、該メタルメッシュ透明導電膜が透明体として認識され;10μm以下であれば、タッチパネル用透明導電膜に用いるのに十分な光線透過率とメッシュ密度とを得ることができ;2μm以下であれば、メッシュ上に均一性の高い電界を形成することができる。   When the dispersion according to the present embodiment is applied to the wiring formation of the metal mesh transparent conductive film, the ratio of the area of the opening of the metal mesh transparent conductive film to the entire surface area of the conductive film is 50 area% or more. It is preferably 80% by area or more, and more preferably 90% by area or more. If this ratio is 50 area% or more, the metal mesh transparent conductive film is recognized as a transparent body; if it is 80 area% or more, reflection of ambient light when the metal mesh transparent conductive film is used for a display. When the amount is less than 90% by area and the metal mesh transparent conductive film is used for a display, glare can be reduced. The width of the wiring is preferably 50 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 2 μm or less. If this width is 50 μm or less, the metal mesh transparent conductive film is recognized as a transparent body; if it is 10 μm or less, sufficient light transmittance and mesh density to be used for the transparent conductive film for touch panel can be obtained. Yes; if it is 2 μm or less, a highly uniform electric field can be formed on the mesh.

本実施形態の分散体は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、及び電子ペーパーのコモン電極;有機EL照明の光取り出し電極;等におけるメタルメッシュ透明導電膜の配線を形成するために、好適に利用できる。   The dispersion of the present embodiment is suitably used for forming a wiring of a metal mesh transparent conductive film in, for example, a common electrode of a liquid crystal display, an organic EL display, and electronic paper; a light extraction electrode of organic EL lighting; it can.

次に、本実施形態の分散体を薄膜トランジスタに適用する場合について説明する。薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体、ソース電極、及びドレイン電極が積層されて成る電子デバイスである。本実施形態の分散体は、ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を形成する材料として、好適に利用することができる。ソース電極−ドレイン電極間距離(チャネル長)は、50μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、2μm以下であることが更に好ましい。チャネル長が小さいほど、薄膜トランジスタの動作周波数が向上する。   Next, the case where the dispersion of this embodiment is applied to a thin film transistor will be described. A thin film transistor is an electronic device in which a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor, a source electrode, and a drain electrode are stacked. The dispersion of this embodiment can be suitably used as a material for forming a gate electrode, a source electrode, or a drain electrode. The distance between the source electrode and the drain electrode (channel length) is preferably 50 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further preferably 2 μm or less. The smaller the channel length, the higher the operating frequency of the thin film transistor.

[比較例1]
水800g及び1,2−プロピレングリコール(和光純薬製)400gから成る混合溶媒中に、酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)80gを溶解し、ヒドラジン(和光純薬製)24gを加えて攪拌した後、遠心分離を用いて上澄みと沈殿物とに分離した。得られた沈殿物(1)2.8gに、PEG−SH800(商品名、アルドリッチ社製)0.4g及び溶媒としてn−エタノール(和光純薬製)6.6gを加え、ホモジナイザーを用いて分散することにより、銅(I)酸化物粒子を含有する比較例1の分散体を得た。
[Comparative Example 1]
In a mixed solvent composed of 800 g of water and 400 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 80 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) is dissolved, and hydrazine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) is dissolved. After adding 24 g and stirring, it was separated into a supernatant and a precipitate using centrifugation. To 2.8 g of the resulting precipitate (1), 0.4 g of PEG-SH800 (trade name, manufactured by Aldrich) and 6.6 g of n-ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) as a solvent are added and dispersed using a homogenizer. As a result, a dispersion of Comparative Example 1 containing copper (I) oxide particles was obtained.

[比較例2及び実施例1〜10]
沈殿物(1)2.8gに加える有機物の種類及び量、並びに溶媒の種類及び量を、それぞれ表1に記載のとおりに変更した他は上記比較例と同様の操作により、銅(I)酸化物粒子をそれぞれ含有する比較例2及び実施例1〜10の分散体を得た。
[Comparative Example 2 and Examples 1 to 10]
The copper (I) oxidation was carried out in the same manner as in the above Comparative Example except that the type and amount of the organic substance added to 2.8 g of the precipitate (1) and the type and amount of the solvent were changed as shown in Table 1, respectively. The dispersion of Comparative Example 2 and Examples 1 to 10 each containing product particles was obtained.

[測定及び評価方法]
(1)塗布膜の形成
上記で得られた分散体を用いて、以下に示す手順の反転印刷により、L/S=5μm/5μmパターンをPENフィルム(帝人デュポンフィルム社製)上に形成した。
[Measurement and evaluation method]
(1) Formation of coating film Using the dispersion obtained above, an L / S = 5 μm / 5 μm pattern was formed on a PEN film (manufactured by Teijin DuPont Films) by reversal printing according to the following procedure.

ブランケットの離形面となるPDMS平滑面にバーコーターによりドライ膜厚約400nmになるように分散体を均一に塗布し、約1分間自然乾燥させて塗布膜を得た。その後、除去板を、ブランケット上の分散体塗布膜に押し付け、次いで離して、不要部分の塗布膜を除去した。続いて、PENフィルムをブランケット上に押し付けることにより、ブランケット上に形成されたパターンをPENフィルム上に転写し、プリント配線基板製造用基板を製造した。   The dispersion was uniformly applied to a PDMS smooth surface as a release surface of the blanket by a bar coater so as to have a dry film thickness of about 400 nm, and naturally dried for about 1 minute to obtain a coating film. Thereafter, the removal plate was pressed against the dispersion coating film on the blanket and then released to remove the unnecessary portion of the coating film. Subsequently, by pressing the PEN film onto the blanket, the pattern formed on the blanket was transferred onto the PEN film, and a printed wiring board manufacturing substrate was manufactured.

(2)微細印刷性の評価
上記(1)で得たパターンの形状を、光学顕微鏡を用いて観察し、以下の基準により評価した。
L/S=5μm/5μmパターンが形成できていた場合:◎(微細印刷性良好)
L/S=5μm/5μmパターンがおおむね形成されているが、パターンのエッジが凸凹している場合:○
L/S=5μm/5μmパターンに、除去不良又は転写不良があった場合:×(微細印刷性不良)
(2) Evaluation of fine printability The shape of the pattern obtained in (1) above was observed using an optical microscope and evaluated according to the following criteria.
When a pattern of L / S = 5 μm / 5 μm was formed: ◎ (good fine printability)
When L / S = 5 μm / 5 μm pattern is generally formed, but the edge of the pattern is uneven: ○
When there is a removal failure or transfer failure in the L / S = 5 μm / 5 μm pattern: × (fine printability failure)

(3)不揮発性有機物の窒素含有量の測定
上記(1)で得たプリント配線基板製造用基板上の塗布膜の有機成分を元素分析することにより、不揮発性有機物の窒素含有量(質量%)を測定した。
(3) Measurement of nitrogen content of non-volatile organic substance Elemental analysis of the organic component of the coating film on the printed wiring board manufacturing substrate obtained in (1) above results in the nitrogen content (% by mass) of the non-volatile organic substance. Was measured.

(4)導電性膜の形成
遠赤外線焼成炉を用い、焼成炉内にプロセスガス(水素3体積%、窒素97体積%)を流量5L/minで導入しながら、セラミックヒーターで、上記(1)で得たパターンを180℃に加熱した。加熱は10時間行った。
(4) Formation of conductive film Using a far-infrared firing furnace, a process gas (3 volume% hydrogen, 97 volume% nitrogen) is introduced into the firing furnace at a flow rate of 5 L / min. The pattern obtained in (1) was heated to 180 ° C. Heating was performed for 10 hours.

(5)導電性膜の体積抵抗率
上記(3)で得た導電性膜の体積抵抗率を、三菱化学製の低抵抗率計ロレスターGPを用いて測定した。
(5) Volume resistivity of conductive film The volume resistivity of the conductive film obtained in (3) above was measured using a low resistivity meter Lorester GP manufactured by Mitsubishi Chemical.

比較例1及び2、並びに実施例1〜10の分散体の各種評価結果を、表1に合わせて示す。   Various evaluation results of the dispersions of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 10 are shown in Table 1.

なお、表中の名称はそれぞれ以下の化合物を指す。
PEG−SH800:数平均分子量800のポリ(エチレングリコール)メチルエーテルチオール(アルドリッチ社製)
BYK−145:Disperbyk−145、顔料親和性基を有する高分子量共重合物のリン酸エステル塩(商品名、ビックケミー社製)
BYK−118:Disperbyk−118、高極性、各種顔料親和性基を有する直鎖ポリマー(商品名、ビックケミー社製)
PVP:ポリビニルピロリドン(アルドリッチ社製、製品番号PVP10−100G)
CEP:シアノエチルプルラン(信越化学工業社製、シアノレジンCR−S)
NC1:固形分70質量%のニトロセルロースのイソプロパノール膨潤品(稲畑産業社製、製品番号SL−1)
NC2:固形分70質量%のニトロセルロースのイソプロパノール膨潤品(稲畑産業社製、製品番号DLX8−13)
ひまし油:ひまし油(和光純薬工業社製、製品番号034−01586)
酒石酸ジブチル:L−(+)−酒石酸ジブチル(東京化成工業社製、製品番号T0005)
フタル酸ジアミル:フタル酸ジアミル(東京化成工業社製、製品番号P0291)
マレイン酸ジオクチル:マレイン酸ビス(2−エチルヘキシル)(東京化成工業社製、製品番号M0011)
エタノール:エタノール(和光純薬工業社製、製品番号057−00456)
2−ME:2−メトキシエタノール(和光純薬工業社製、製品番号058−01106)
In addition, the name in a table | surface points out the following compounds, respectively.
PEG-SH800: poly (ethylene glycol) methyl ether thiol (manufactured by Aldrich) having a number average molecular weight of 800
BYK-145: Disperbyk-145, a phosphate ester salt of a high molecular weight copolymer having a pigment affinity group (trade name, manufactured by Big Chemie)
BYK-118: Disperbyk-118, high polarity, linear polymer having various pigment affinity groups (trade name, manufactured by Big Chemie)
PVP: Polyvinylpyrrolidone (manufactured by Aldrich, product number PVP10-100G)
CEP: Cyanoethyl pullulan (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Cyano Resin CR-S)
NC1: Isopropanol swollen product of nitrocellulose having a solid content of 70% by mass (product number SL-1 manufactured by Inabata Sangyo Co., Ltd.)
NC2: Isopropanol swelling product of nitrocellulose having a solid content of 70% by mass (product number DLX8-13, manufactured by Inabata Sangyo Co., Ltd.)
Castor oil: Castor oil (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, product number 034-01586)
Dibutyl tartrate: L-(+)-dibutyl tartrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number T0005)
Diamyl phthalate: Diamyl phthalate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number P0291)
Dioctyl maleate: bis (2-ethylhexyl) maleate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number M0011)
Ethanol: Ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, product number 057-00456)
2-ME: 2-methoxyethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, product number 058-01106)

Figure 2018041697
Figure 2018041697

本発明に係る分散体は、塗布及び焼成処理によって微細な配線を得ることができる。そのため、該分散体は、プリント配線板、電子デバイス等の製造に好適に用いられる。   The dispersion according to the present invention can obtain fine wiring by coating and baking treatment. Therefore, the dispersion is suitably used for producing printed wiring boards, electronic devices and the like.

Claims (5)

金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、
不揮発性有機物と
を含有する分散体であって、
前記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、
前記不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、前記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である、分散体。
Particles comprising metal and / or metal oxide;
A dispersion containing non-volatile organic matter,
The primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm,
The non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less.
前記窒素含有有機物は、硝酸エステル構造、ニトロ基、シアノ基、及び窒素を含む複素環構造から選択される少なくとも一つを有する、請求項1に記載の分散体。   The dispersion according to claim 1, wherein the nitrogen-containing organic substance has at least one selected from a nitrate ester structure, a nitro group, a cyano group, and a heterocyclic structure containing nitrogen. 前記窒素含有有機物が、アルドース構造を有する、請求項1又は2に記載の分散体。   The dispersion according to claim 1 or 2, wherein the nitrogen-containing organic substance has an aldose structure. 前記粒子が酸化銅から構成される粒子を含む、請求項1に記載の分散体。   The dispersion according to claim 1, wherein the particles include particles composed of copper oxide. 基材と、前記基材上に形成された膜とを有する、プリント配線基板製造用基板であって、前記膜は、
金属及び/又は金属酸化物を含む粒子と、
不揮発性有機物と
を含有し、
前記粒子の一次粒子径が5nm以上100nm未満であり、
前記不揮発性有機物は窒素含有有機物を含有し、前記不揮発性有機物の窒素含有量が6質量%以上55質量%以下である、プリント配線基板製造用基板。
A printed wiring board manufacturing substrate having a base material and a film formed on the base material, wherein the film is
Particles comprising metal and / or metal oxide;
Containing non-volatile organic matter,
The primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm,
The non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less.
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