JP5886591B2

JP5886591B2 - 印刷用溶剤及びペースト組成物

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Publication number: JP5886591B2
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Inventors: 陽二鈴木; 泰之赤井
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Description

本発明は、印刷法により電子素子パターンを形成するためのペースト組成物等に含有する溶剤であって、バインダー樹脂の優れた溶解性、及び印刷法に適した初期せん断粘度、及び高温乾燥による速乾性を付与する溶剤に関する。

従来、配線基板やディスプレイなどの電子素子のパターン形成は、フォトリソグラフィと呼ばれる方法で形成されることが多かった。フォトリソグラフィは、感光性物質を基板に塗布し、微細パターンを露光して焼き付け、エッチングにて不要な部分を除去してパターン形成を行う方法である。しかし、一般に、エッチング廃液処理設備を必要とすることから装置自体が巨大となり、巨額の設備投資が必要であり、材料の使用効率も悪く、製造工程が多いため生産性が悪いことが問題であった。また、装置の容量に制限されるため大面積基板へのパターン形成は困難であった。

そのため、近年、パターン形成方法としては、巨大な装置が不要で、材料の使用効率がよく、大面積基板への対応も容易である、インクジェット法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト印刷法、ナノインプリント法等の印刷法が注目されている。

印刷法に用いられるペースト組成物には、一般的に、溶剤としてターピネオールやジヒドロターピニルアセテートなどのターピネオール水素添加物を含むテルペン系溶剤等が使用される（特許文献１）。しかし、前記テルペン系溶剤は松脂由来の天然物であるため供給安定性に問題があった。また、ターピネオールは、α−ターピネオール、β−ターピネオール及びγ−ターピネオールの混合物であり、ターピネオール水素添加物には２種類の異性体が存在しているため、産地により混合比や純度に変動がある点も問題であった。

また、ターピネオールやジヒドロターピニルアセテートなどのターピネオール水素添加物を含むテルペン系溶剤は高温条件下でも蒸発速度が遅く、乾燥には長時間を要するが、長時間の高温乾燥により基板等が軟化、変形してしまうという問題が認められた。更に、印刷法に用いられるペースト組成物は、印刷中に経時的粘度変動が大きいと、印刷不良を引き起こしやすい。そのため、印刷温度においては蒸発し難く、高温環境下に曝すことにより速やかに蒸発することが求められていた。

ペースト組成物を基板上に塗布し配線・塗膜を形成する方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法により行うのが一般的であるが、特にスクリーン印刷法においては、ペースト組成物の初期せん断粘度が低いと塗布後の配線パターンに「滲み」や「ダレ」が生じ、微細な配線パターンを精度よく形成することが困難となる。そこで、ペースト組成物は、ある程度の初期せん断粘度を有することが求められる。初期せん断粘度を高める方法としては、バインダー樹脂の添加量を増量する方法が挙げられるが、この方法では、焼成により生じるバインダー樹脂の残渣が増加して導電性低下を引き起こすことが問題であった。

特開２００９−１７０４４７号公報

塗料の研究（No.145 ,Mar.2006）

従って、本発明の目的は、印刷法による電子素子パターン製造工程において、被塗布面部材に塗布することにより配線又は塗膜形成を行う電子素子パターン印刷用ペースト組成物（以後、「印刷用ペースト組成物」と称する場合がある）に含有する溶剤であって、前記印刷用ペースト組成物に含有するバインダー樹脂の溶解性に優れ、印刷温度では蒸発し難く、高温条件では速やかに蒸発し、且つ、バインダー樹脂の添加量を増量することなく、印刷法に適した初期せん断粘度を前記塗布ペーストに付与することができる電子素子パターン製造用溶剤（以後、「印刷用溶剤」と称する場合がある）を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記電子素子パターン印刷用溶剤とバインダー樹脂とを少なくとも含有する電子素子パターン印刷用ペースト組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記電子素子パターン印刷用ペースト組成物を使用する電子素子パターン形成方法を提供することにある。

尚、本発明における初期せん断粘度は、２５℃におけるせん断粘度とせん断速度の関係を示すグラフに近似直線を引いて得られる、せん断速度（ｓ^-1）ゼロ時点におけるせん断粘度（ｍＰａ・ｓ）である。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルは、エチルセルロース等のバインダー樹脂の溶解性が高く、その上、蒸発速度が温度により大きく変動し、印刷温度（例えば、５０℃以下程度、好ましくは０〜４０℃）では蒸発速度が遅いため蒸発しにくく、８０℃以上（好ましくは１００〜１８０℃）の高温条件では蒸発速度が速く、蒸発しやすいことを見出した。

また、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルにバインダー樹脂を溶解して得られる印刷用ペースト組成物はチクソトロピー性が高く、バインダー樹脂を増量することなく、各印刷法等に適した初期せん断粘度に容易に調整することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。

すなわち、本発明は、電子素子パターンを印刷法により形成する際に使用する溶剤であって、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルを含有することを特徴とする電子素子パターン印刷用溶剤を提供する。

電子素子パターンとしては、太陽電池、有機薄膜トランジスター、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイから選択される少なくとも１種が含まれる。

本発明は、また、前記電子素子パターン印刷用溶剤とバインダー樹脂とを少なくとも含有する電子素子パターン印刷用ペースト組成物を提供する。

前記バインダー樹脂としては、セルロース系樹脂及び／又はアクリル系樹脂が好ましい。

本発明は、更に、太陽電池、有機薄膜トランジスター、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイから選択される少なくとも１種を構成する素子のパターン形成方法であって、基板上に、前記電子素子パターン印刷用ペースト組成物を印刷法を用いて塗布することによりパターン層を形成する工程と、前記パターン層を固着及び／又は焼成させる工程とを有することを特徴とする電子素子パターン形成方法を提供する。

本発明の印刷用溶剤は、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルを含有するため、エチルセルロースなどのバインダー樹脂の溶解性に優れる。また、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及びジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルは、印刷温度では乾燥し難く、印刷中に印刷用ペースト組成物の粘度が経時的に変動することを抑制することができ、ムラなく印刷することができる。そして、高温条件においては速やかに蒸発・乾燥するため、乾燥時間を短縮することが可能となる。それにより、加熱乾燥工程における被塗布面部材の劣化を抑制し、生産性、作業性を向上することができる。

更に、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及びジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルは、エチルセルロース等のバインダー樹脂と混合することにより得られる印刷用ペースト組成物に高いチクソトロピー性を付与することができ、バインダー樹脂を増量することなしに（従来と同等のバインダー樹脂を添加、或いは、従来と比べて少ない量のバインダー樹脂の添加により）、適度な初期せん断粘度に調整することができる。そのため、本発明の印刷用溶剤を含有する印刷用ペースト組成物は、焼成により生じて材料機能の妨げとなるバインダー樹脂由来の残渣量を増加することがなく、かえって低減することが可能となり、各印刷法により微細パターンを精度良く形成することができる。

本発明の印刷用溶剤を含有する印刷用ペースト組成物は、以上の特性を兼ね備えるため、大面積及び／又はフレキシブルな基材に対しても、印刷法により効率よく、均一に塗布することができ、例えば、太陽電池、有機薄膜トランジスター（以後、「有機ＴＦＴ」と称する場合がある）、ラジオ周波数識別（＝Radio Frequency Identification）タグ、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンスデバイス（例えば、ディスプレイ、照明等、以後、「有機ＥＬデバイス」と称する場合がある）、タッチパネル、及びプラズマディスプレイの製造において、生産性、及び作業性を向上し、配線・塗膜パターンの微細化、高密度配線化への対応を可能とする。

［電子素子パターン印刷用溶剤］
本発明の電子素子パターン印刷用溶剤は、電子素子パターンを印刷法により形成する際に使用する溶剤であって、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルを含有することを特徴とする。

前記印刷法としては、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト印刷法、ナノインプリント法等を挙げることができる。

本発明の電子素子パターン印刷用溶剤全量（１００重量％）における、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルの含有量（ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテルとジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルとを含有する場合はその総量）としては、例えば５重量％以上程度［好ましくは１０重量％以上（例えば、１０〜１００重量％程度）、特に好ましくは２０重量％以上］である。ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルの含有量が上記範囲を下回ると、導電性低下等を引き起こすことなく印刷用ペースト組成物の初期せん断粘度を調整することが困難となる傾向がある。また、印刷用ペースト組成物に含有するバインダー樹脂の溶解性、パターン精度、生産性及び作業性が低下する傾向がある。更に、高温条件において速やかに乾燥させることが困難となる傾向がある。

また、本発明の印刷用溶剤には、バインダー樹脂の溶解性、初期せん断粘度、及び速乾性を損なわない範囲であれば、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及びジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテル以外に、必要に応じて他の有機溶剤を添加することができる。

他の有機溶剤としては、例えば、シクロアルキルアルコール、シクロアルキルアセテート、アルキレングリコール、アルキレングリコールジアセテート、アルキレングリコールモノエーテル、上記以外のアルキレングリコールジアルキルエーテル、アルキレングリコールモノエーテルアセテート、ジアルキレングリコールモノエーテル、上記以外のジアルキレングリコールジアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリアルキレングリコールモノエーテル、トリアルキレングリコールモノエーテルアセテート、３−メトキシブタノール、３−メトキシブタノールアセテート、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコールアセテート、テルペン系化合物とその誘導体等を挙げることができる。

シクロアルキルアルコールとしては、例えば、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクチルアルコール、メチルシクロヘキシルアルコール、エチルシクロヘキシルアルコール、プロピルシクロヘキシルアルコール、ｉ−プロピルシクロヘキシルアルコール、ブチルシクロヘキシルアルコール、ｉ−ブチルシクロヘキシルアルコール、s−ブチルシクロヘキシルアルコール、t−ブチルシクロヘキシルアルコール、ペンチルシクロヘキシルアルコール等のＣ_1-5アルキル基等の置換基を有していてもよい３員〜１５員のシクロアルキルアルコール等を挙げることができる。

シクロアルキルアセテートとしては、例えば、シクロヘキシルアセテート、シクロペンチルアセテート、シクロオクチルアセテート、メチルシクロヘキシルアセテート、エチルシクロヘキシルアセテート、プロピルシクロヘキシルアセテート、ｉ−プロピルシクロヘキシルアセテート、ブチルシクロヘキシルアセテート、ｉ−ブチルシクロヘキシルアセテート、ｓ−ブチルシクロヘキシルアセテート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアセテート、ペンチルシクロヘキシルアセテート等のＣ_1-5アルキル基等の置換基を有していてもよい３員〜１５員のシクロアルキルアセテート等を挙げることができる。

アルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等を挙げることができる。

アルキレングリコールジアセテートとしては、例えば、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、１，３−プロパンジオールジアセテート、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，４−ブタンジオールジアセテート、１，５−ペンタンジオールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート等を挙げることができる。

アルキレングリコールモノエーテルとしては、例えば、エチ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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル等のエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル；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モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノペンチルエーテル等のプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル等を挙げることができる。

アルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールジペンチルエーテル等のエチレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基対称）；エチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールメチルプロピルエーテル、エチレングリコールブチルメチルエーテル、エチレングリコールメチルペンチルエーテル、エチレングリコールエチルプロピルエーテル、エチレングリコールブチルエチルエーテル、エチレングリコールエチルペンチルエーテル、エチレングリコールブチルプロピルエーテル、エチレングリコールプロピルペンチルエーテル、エチレングリコールブチルペンチルエーテル等のエチレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基非対称）；プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジペンチルエーテル等のプロピレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基対称）；プロピレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールメチルプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルメチルエーテル、プロピレングリコールメチルペンチルエーテル、プロピレングリコールエチルプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエチルエーテル、プロピレングリコールエチルペンチルエーテル、プロピレングリコールブチルプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルペンチルエーテル、プロピレングリコールブチルペンチルエーテル等のプロピレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基非対称）等を挙げることができる。

アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート；プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート等を挙げることができる（異性体を含む）。

ジアルキレングリコールモノエーテルとしては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル等のジエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル；ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノペンチルエーテル等のジプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル等を挙げることができる（異性体を含む）。

ジアルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、例えば、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プロピルエーテル、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ペンチルエーテル等のジエチレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基対称）；ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールブチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールプロピルペンチルエーテル、ジエチレングリコールブチルペンチルエーテル等のジエチレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキルエーテル（直鎖または分岐鎖）（末端アルキル基非対称）；ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジペンチルエーテル等のジプロピレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基対称）；ジプロピレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルペンチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルペンチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルペンチルエーテルなどのジプロピレングリコールＣ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）Ｃ_1-5アルキル（直鎖または分岐鎖）エーテル（末端アルキル基非対称）等を挙げることができる（異性体を含む）。

ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートとしては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート；ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のジプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート等を挙げることができる（異性体を含む）。

トリアルキレングリコールモノエーテルとしては、例えば、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノペンチルエーテル等のトリエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル；トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノペンチルエーテル等のトリプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテル等を挙げることができる（異性体を含む）。

トリアルキレングリコールモノエーテルアセテートとしては、例えば、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のトリエチレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート；トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノペンチルエーテルアセテート等のトリプロピレングリコールモノＣ_1-5アルキルエーテルアセテート等を挙げることができる（異性体を含む）。

テルペン系化合物とその誘導体としては、例えば、ターピネオール、ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピニルアセテート、ジヒドロターピニルプロピオネート、リモネン、メンタン、メントール等を挙げることができる。

他の有機溶剤の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲内において適宜調整することができる。更に他の有機溶剤は単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。

本発明に係る印刷用溶剤は、バインダー樹脂の溶解性に優れ、バインダー性能を十分に発揮させることができる。その上、エチルセルロース等のバインダー樹脂を溶解して得られる印刷用ペースト組成物に高い初期せん断粘度（２５℃における）を付与することができる。すなわち、本発明に係る印刷用溶剤を使用すると、印刷用ペースト組成物に、低せん断速度領域において高い粘性を有する性質（すなわち、高いチキソトロピー性）を付与することができる。そのため、バインダー樹脂の添加量を増量する必要がなく、従来と同等、若しくは従来より少ない量のバインダー樹脂を使用して、基板上に塗布し配線・塗膜を形成する際に用いられる各印刷法に応じて最適な粘度を有する印刷用ペースト組成物を容易に調製することができる。

［電子素子パターン印刷用ペースト組成物］
本発明の電子素子パターン印刷用ペースト組成物は、前記電子素子パターン印刷用溶剤とバインダー樹脂とを少なくとも含有する。

バインダー樹脂としては、特に限定されることがなく、電子素子パターンの形成に使用される周知慣用の樹脂を使用することができ、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、メチルヒドロキシセルロース等のセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール等のビニル系樹脂等を挙げることができる。これらは単独で又は２種以上を混合して使用することができる。本発明においては、なかでも、塗布時の版離れがよく、チクソトロピー性及び印刷物の形状安定性に優れる点で、セルロース系樹脂及び／又はアクリル系樹脂（特に、セルロース系樹脂）を使用することが好ましい。

印刷用ペースト組成物全量（１００重量％）における前記印刷用溶剤の含有量としては、用途に応じて適宜調整することができ、例えば１０〜９５重量％程度、好ましくは１０〜８０重量％程度、特に好ましくは１０〜７０重量％程度である。

また、印刷用ペースト組成物全量（１００重量％）におけるバインダー樹脂の含有量としては、用途に応じて適宜調整することができ、例えば、０．１〜１０重量％程度、好ましくは０．１〜５重量％程度である。

本発明の印刷用ペースト組成物は、導体機能、絶縁機能、半導体機能の何れを発現するものであってもよく、上記印刷用溶剤、バインダー樹脂以外に他の添加物を添加してもよい。他の添加物としては、例えば、ガラスフリット、金属酸化物、誘電体材料等の金属材料、有機ＴＦＴ材料、導電性高分子材料、イオン伝導体材料、有機−無機ハイブリッドイオン伝導材料、有機又は無機顔料、分散剤、消泡剤、安定剤、酸化防止剤、硬化促進剤、増感剤、充填剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を挙げることができる。他の添加物の添加量としては、本発明の効果を損なわない範囲内であればよく、例えば、印刷用ペースト組成物（１００重量％）に対して、２５〜９００重量％程度（好ましくは４０〜９００重量％、特に好ましくは４０〜８００重量％、最も好ましくは４０〜７００重量％）である。

本発明の印刷用ペースト組成物は、例えば、上記印刷用溶剤、及びバインダー樹脂、及び必要に応じて他の有機溶剤、添加物を配合して、混合ミキサー等の撹拌装置を用いて充分混練し、均一に分散することにより調製することができる。

印刷用ペースト組成物の２５℃における初期せん断粘度は、上記印刷用溶剤に含有するジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルの含有量をコントロールすることにより調整することができる。

印刷用ペースト組成物の２５℃における初期せん断粘度の好ましい値は、印刷方法によって異なる。例えば、グラビア印刷用ペースト組成物の場合の２５℃における初期せん断粘度としては、例えば、２５ｍＰａ・ｓ以上程度（例えば２５〜１０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２５〜５００ｍＰａ・ｓ程度、特に好ましくは２５〜２５０ｍＰａ・ｓ）である。グラビア印刷用ペースト組成物の２５℃における初期せん断粘度が上記範囲を下回ると、弾性が低くなりすぎて微細パターンを精度良く形成することが困難となる。

また、スクリーン印刷用ペースト組成物の場合の２５℃における初期せん断粘度としては、例えば、１２００ｍＰａ・ｓ以上程度（例えば１２００〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１５００〜１００００ｍＰａ・ｓ程度、特に好ましくは１８００〜１００００ｍＰａ・ｓ）である。スクリーン印刷用ペースト組成物の２５℃における初期せん断粘度が上記範囲を下回ると、弾性が低くなりすぎて微細パターンを精度良く形成することが困難となる。

本発明の印刷用ペースト組成物は、バインダー樹脂の含有量が従来と同程度、或いは、従来に比べて少量でも、各印刷用に最適な初期せん断粘度を発現することができ、微細パターンを精度良く形成して、配線・塗膜パターンの微細化、高密度配線化に対応することができると共に、焼成により生じるバインダー樹脂の残渣増加を防止、或いは残渣を低減することができ、バインダー樹脂の残渣による導電性低下を防止することができる。

更に、本発明の印刷用ペースト組成物は、含有する印刷用溶剤が印刷温度では蒸発し難いため、印刷中に経時的粘度変動が生じて印刷にムラが生じるといった問題が発生しない。また、前記印刷用溶剤は、高温では速やかに蒸発して乾燥するため、電子素子パターンの生産効率を著しく向上することができる。本発明の印刷用ペースト組成物は、例えば、太陽電池、有機ＴＦＴ、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機ＥＬデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイなどの印刷用ペースト組成物として有用である。

［電子素子パターン形成方法］
本発明の電子素子パターン形成方法は、太陽電池、有機薄膜トランジスター、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機ＥＬデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイから選択される少なくとも１種を構成する素子のパターン形成方法であって、下記工程を有することを特徴とする。
工程１：基板上に、前記電子素子パターン印刷用ペースト組成物を印刷法を用いて塗布することによりパターン層を形成する工程
工程２：前記パターン層を固着及び／又は焼成させる工程

前記印刷法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、マイクロコンタクト印刷法、ナノインプリント法からなる群より選択される少なくとも１種の方法を挙げることができる。

上記印刷法により形成されたパターン層は、含有するバインダー樹脂の種類により適宜選択した方法により固着することができる。例えば、バインダー樹脂としてセルロース系樹脂を使用する場合は、印刷用溶剤を蒸発させることにより、乾燥・固化して固着することができる。また、バインダー樹脂としてアクリル系樹脂及び／又はビニル系樹脂を使用する場合は、加熱処理及び／又は光照射処理を行うことにより重合・硬化させて固着することができる。乾燥・固化又は重合・硬化後は、更に焼成してもよい。

印刷用溶剤を蒸発させることによる乾燥・固化は、室温（２５℃程度）で行ってもよいが、作業性を向上することができる点で加熱して行うことが好ましく、例えば、８０〜２００℃程度（好ましくは、１００〜１８０℃程度）の温度で、例えば０．０２〜３時間程度加熱して乾燥させることが好ましい。

加熱処理により重合・硬化を行う場合、その温度としては、反応に供する成分や触媒の種類などに応じて適宜調整することができ、例えば５０〜２００℃程度である。また、加熱時間としては、例えば０．５〜３時間程度である。光照射により重合・硬化を行う場合、その光源としては、例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、メタルハライドランプ、太陽光、電子線、レーザー光等を使用することができる。光照射時間としては、例えば０．５〜３０分程度である。

乾燥・固化又は重合・硬化後に焼成を行う場合、焼成温度としては、例えば２００〜１５００℃程度である。また、焼成時間としては、例えば０．１〜５時間程度である。

上記方法により得られるパターン層厚みは用途に応じて適宜調整することができ、例えば数ｎｍ〜２００μｍ程度である。

パターン層を形成する基板としては、耐熱性及び耐溶剤性を有する基板が好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフロロエチレンなどの含フッ素樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、シクロオレフィンコポリマー、導電性ポリマー、ナイロン、セルロース、ガラス、ＩＴＯ等を挙げることができる。基板厚みとしては、例えば０．１〜５０ｍｍ程度である。

一般に、太陽電池（特に、有機太陽電池）はｎ型半導体層とｐ型半導体層とを含む光電変換層が光入射側電極（バス電極及びフィンガー電極からなる）と裏面側電極とで挟まれた構造を有する。

太陽電池は、例えば、下記方法により製造することができる。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、太陽電池を精度良く形成することができる。
１：Ｂ（ボロン原子）等を不純物として添加したｐ型半導体を、印刷法により形成する。
２：得られたｐ型半導体表面にテクスチャ（凹凸）加工を施してから、Ｐ（リン原子）等を不純物として添加したｎ型半導体を印刷法により積層する。
３：ｐ型半導体表面に窒化ケイ素、酸化チタン等の反射防止膜を形成する。
４：ｎ型半導体表面にバス電極とフィンガー電極（光入射側電極）を印刷法により形成する。

一般に、有機ＴＦＴは、電極層（ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層）、及び有機半導体層で構成される。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、有機ＴＦＴを精度良く形成することができる。

一般に、ラジオ周波数識別タグは、基板上に回路を印刷することで形成できる。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、ラジオ周波数識別タグを精度良く形成することができる。

一般に、電子ペーパーは、表示層とそれを制御するドライバ層が基板で挟まれた構造を有する。そして、ドライバ層として上記有機ＴＦＴを採用することにより、フレキシブルなディスプレイを実現することができる。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、電子ペーパーを精度良く形成することができる。

一般に、有機ＥＬデバイスは一層〜多層からなる発光層が２つの電極（陽極、陰極）に挟まれた構造を有する。

有機ＥＬデバイスは、例えば、下記工程を経て製造される。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、有機ＥＬデバイスを精度良く形成することができる。
１：ガラス等の基板上に陽極を形成する。
２：ガラス等の基板上の、陽極を形成した部分以外の部分に隔壁を形成する。
３：陽極上に、赤、緑、青、又は白色の発光層を印刷法により形成する。
４：発光層及び隔壁の上に陰極を形成する。

一般に、タッチパネルは上部電極板（可動電極板）と下部電極板（固定電極板）が、スペーサを介して相対した構造を有する。

タッチパネルは、例えば、下記工程を経て製造される。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、タッチパネルを精度良く形成することができる。
１：ＩＴＯ／ＰＥＴ基板上の動作領域部にレジストを印刷し、エッチングして周辺の銀回路印刷部分のＩＴＯ膜を除去する。
２：可視領域以外の部分に銀インキを印刷して銀回路を形成する。
３：銀回路を覆うように絶縁インキを印刷して上部電極を得る。
４：ＩＴＯ／ガラス基板上の動作領域部にレジストを印刷し、エッチングして周辺の銀回路印刷部分のＩＴＯ膜を除去する。
５：ドットスペーサを印刷・焼成した後、銀インキを印刷して銀回路を形成し、銀回路を覆うように絶縁インキを印刷して下部電極を得る。
６：上下電極貼り付け用の糊を印刷し、引き出し線用のフレキシブルプリント基板と上下電極を貼り合わせ、導電性ペーストと熱圧着させることでタッチパネルを形成する。

一般に、プラズマディスプレイは、電極を表面に形成した前面ガラス基板と、電極及び蛍光体層を形成した背面ガラス基板とを狭い間隔で対向させて希ガスを封入した構造を有する。

プラズマディスプレイは、例えば、下記方法により製造することができる。本発明に係る電子素子パターン形成方法によれば、プラズマディスプレイを精度良く形成することができる。
１：前面ガラス基板上に表示電極、バス電極を形成する。
２：さらに誘電体層、ＭｇＯ層を形成する。
３：背面ガラス基板上にデータ電極を形成し、誘電体層を形成し、さらにバリアリブ、蛍光体層を形成する。
４：前面ガラス基板と背面ガラス基板を張り合わせ、排気し、放電ガスを封入した後、プリント基板を実装する。

本発明の電子素子パターン形成方法は印刷法を用いるため、基板に対して非接触の状態でパターンを形成することができ、大面積及び／又はフレキシブルな基板にも容易に微細な素子パターンを高精度に形成することができる。また、マスクの作成等の複雑な工程を経ることなく直接描写することが可能であり、微細加工技術を用いる必要がない。更に、常温常圧環境下で製造することができる。そのため、製造プロセスの大幅な簡素化、設備の簡素化、製造コストの低減化が可能である。以上より、本発明に係るパターン形成方法は、太陽電池、有機ＴＦＴ、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機ＥＬデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイ等の電子素子の製造において特に有用である。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

実施例、比較例
下記表１に記載の溶剤について、蒸発速度、及び５重量％エチルセルロース溶液のせん断粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を測定した。

（蒸発速度測定）
実施例及び比較例の溶剤（サンプル数：１２個）の５０℃、９０℃、１２０℃、１５０℃における蒸発速度は、示差熱・熱重量同時測定装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を使用して、下記条件で測定し、試験開始２分後から試験終了までの重量変化を測定し、その平均を蒸発速度とした。
＜ＴＧ−ＤＴＡ測定条件＞
サンプル容器：アルミパン
初期温度：２０℃
昇温速度：４０℃／分
最終温度：５０℃、９０℃、１２０℃、１５０℃
最終温度保持時間：１０分間

上記結果を下記表にまとめて示す。

表１中の略号は以下の通りである。
ＤＰＭＩＡ：ジプロピレングリコールメチル−ｉ−ペンチルエーテル（（株）ダイセル製）
ＤＰＭＩＢ：ジプロピレングリコールメチル−ｉ−ブチルエーテル（（株）ダイセル製）
ＤＨＴＡ：ジヒドロターピニルアセテート（商品名「メンタノールＡＣ」、日本香料薬品（株）製）
ＤＰＭＮＢ：ジプロピレングリコールメチル-ｎ−ブチルエーテル（（株）ダイセル製）

続いて、実施例及び比較例の溶剤に、エチルセルロース（商品名「エトセルＳＴＤ」、ＤＯＷ（株）製）を完溶して、５重量％エチルセルロース溶液を得た。
得られた５重量％エチルセルロース溶液のせん断粘度（ｍＰａ・ｓ、２５℃）を、粘弾性測定装置（商品名「Anton Paar Physica MCR 301」、（株）アントンパール製）を使用して、２５℃でせん断速度を１〜１００ｓ^-1の間で１次連続的に変化させて、１０秒毎に（合計２０点）せん断粘度を測定した。上記結果を下記表２にまとめて示す。

Claims

電子素子パターンを印刷法により形成する際に使用する溶剤であって、ジプロピレングリコールメチルイソブチルエーテル及び／又はジプロピレングリコールメチルイソペンチルエーテルを含有し、セルロース系樹脂を含有する電子素子パターン印刷用ペースト組成物に使用することを特徴とする電子素子パターン印刷用溶剤。
電子素子が、太陽電池、有機薄膜トランジスター、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイから選択される少なくとも１種である請求項１に記載の電子素子パターン印刷用溶剤。
請求項１又は２に記載の電子素子パターン印刷用溶剤とセルロース系樹脂とを少なくとも含有する電子素子パターン印刷用ペースト組成物。
太陽電池、有機薄膜トランジスター、ラジオ周波数識別タグ、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、タッチパネル、及びプラズマディスプレイから選択される少なくとも１種を構成する素子のパターン形成方法であって、基板上に、請求項３に記載の電子素子パターン印刷用ペースト組成物を印刷法を用いて塗布することによりパターン層を形成する工程と、前記パターン層を固着及び／又は焼成させる工程とを有することを特徴とする電子素子パターン形成方法。