JP6477420B2 - 導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 - Google Patents
導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6477420B2 JP6477420B2 JP2015212676A JP2015212676A JP6477420B2 JP 6477420 B2 JP6477420 B2 JP 6477420B2 JP 2015212676 A JP2015212676 A JP 2015212676A JP 2015212676 A JP2015212676 A JP 2015212676A JP 6477420 B2 JP6477420 B2 JP 6477420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive polymer
- etching
- ink
- present
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 title claims description 113
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims description 30
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 30
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 21
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 18
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 8
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 4
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 4
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 4
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 75
- -1 Ce (SO 4 ) 2 Inorganic materials 0.000 description 20
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 11
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 3
- 229910000667 (NH4)2Ce(NO3)6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019617 (NH4)4Ce(SO4)4 Inorganic materials 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trichloro-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound ClN1C(=O)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- 239000004157 Nitrosyl chloride Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002377 Polythiazyl Polymers 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VDQQXEISLMTGAB-UHFFFAOYSA-N chloramine T Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S(=O)(=O)[N-]Cl)C=C1 VDQQXEISLMTGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N dichloroisocyanuric acid Chemical compound ClN1C(=O)NC(=O)N(Cl)C1=O CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007644 letterpress printing Methods 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- VPCDQGACGWYTMC-UHFFFAOYSA-N nitrosyl chloride Chemical compound ClN=O VPCDQGACGWYTMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019392 nitrosyl chloride Nutrition 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000007649 pad printing Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920002805 poly(2,2'-bithiophene-5,5'-diyl) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000015 polydiacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229950009390 symclosene Drugs 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N tetrachloro-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C(Cl)C1=O UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLDYACGHTUPAQU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoethylene Chemical group N#CC(C#N)=C(C#N)C#N NLDYACGHTUPAQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Description
導電性高分子は、導電性、光の透過性、発光性、成膜後もフレキシブルであるという特徴があり、透明導電膜、電解コンデンサー、帯電防止剤、電池および有機EL素子等への応用が期待されている。
り、特に、タッチパネル、タッチスイッチのセンサー部の透明性材料として期待されている。そのため、導電性高分子をエッチングして、導電性高分子膜をパターニングする方法は、導電性高分子を使用するにあたり重要な技術となっている。
また、導電性高分子用エッチング剤、増粘剤および水系媒体を含む導電性高分子エッチング用インクを使用して、導電性高分子をパターニングする方法が開示されている(特許文献2)。
また、特許文献2に記載された方法では、増粘剤に球状のシリカ粒子やアルミナ粒子が使用されているため、インクの粘度の経時変化が大きく、また、印刷して間もなく乾燥してこれらの粒子が飛散するため、クリーンルーム内のパーティクル濃度が上昇する。また、印刷中に乾燥してスクリーン版のメッシュやノズルに詰まるため、連続処理性に劣る。さらに、インクの洗浄性が悪いために、フィルム上にこれらの粒子が残り、光学特性を悪化させる原因となる。
上記の状況を鑑み、本発明は、導電性高分子膜をエッチングするに際し、耐乾燥性、洗浄性および印刷特性に優れたエッチングインクを提供すること、および該エッチングインクを使用した導電性高分子のパターニング方法を提供することを目的とする。
さらに、上記第1形態において、導電性高分子用エッチングインクの構成成分
である前記(A)〜(C)を特定の好ましい化合物に限定する実施態様も含まれる。
本発明の導電性高分子用エッチングインク(以下、単に「本発明のインク」ともいう。)は、導電性高分子用エッチング剤(A)、無機粒子(B)、ポリアクリル酸またはその塩(C)および水系媒体(D)を含むことを特徴とする。
本発明のインクは、導電性高分子に接触することにより、当該接触部分の導電性高分子を不活化することができる。すなわち、本発明のインクを所望の形状で導電性高分子上に付与し、エッチングすることにより、所望の形状に導電性高分子をパターニングすることができる。
従来の導電性高分子のパターニング方法としては、レジスト膜を使用する方法が知られているが、本発明のインクを用いることにより、レジスト膜を使用することなく、簡便に導電性高分子のパターニングを行なうことができる。
本発明に用いることができる導電性高分子用エッチング剤(A)としては、(NH4)2Ce(NO3)6、Ce(SO4)2、(NH4)4Ce(SO4)4、塩化ニトロシル、臭素酸化合物、塩素酸化合物、過マンガン酸化合物、6価クロム化合物、ジクロロイソシアヌル酸、トリクロロイソシアヌル酸、さらし粉、クロラミン、クロラミンT、1,3−ジクロロー5,5−ジメチルヒダントイン、亜塩素酸塩および次亜塩素酸塩などが挙げられ、これらの中でも、エッチング性の観点からは、(NH4)2Ce(NO3)6、Ce(SO4)2、(NH4)4Ce(SO4)4および次亜塩素酸塩が好ましく、コストおよび汎用性の観点から次亜塩素酸塩が特に好ましい。
本発明のインクのpHを調整するために酸やアルカリを併用してもよい。併用する酸としては無機酸および有機酸のいずれも使用することができる。具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、クエン酸が挙げられ、これらの中でも硫酸および硝酸が好ましい。
併用するアルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、炭酸ソーダ、炭酸カリなどが挙げられ、これらの中でも苛性ソーダが好ましい。
測定する試料をWグラム採取し、イオン交換水を加え250mlとする。この試料液10mlを分取し、ヨウ化カリウム10%水溶液10mlを加える。そして、酢酸(1:2)10mlを加えpHを酸性にし、0.1規定濃度チオ硫酸ナトリウム水溶液で測定する(滴定の途中で終点を判定しやすくするため可溶性でんぷんを加えてもよい。)。0.1規定濃度Na2SO3の滴定量および試料採取料Wと次式から有効塩素濃度を求める。
無機粒子の形状としては、特に制限がなく、球状、平板状、針状、繊維状、不定形状など挙げられるが、これらの中でも平板状および針状の無機粒子が好ましく、ベントナイト、セピオライトおよびアタパルジャイトが特に好ましい。
平板状および針状の無機粒子を用いることでインク粘度の経時変化が小さくなる効果がある。
無機粒子の平均一次粒径としては、3nm〜100μmであることが好ましく、3nm〜25μmであることがより好ましく、3nm〜2μmであることが更に好ましい。
したがって、ポリアクリル酸またはその塩(C)を添加することで、洗浄性が向上し、インクが乾燥し難くなるため、長時間放置しても無機粒子が飛散することなく、洗浄性も改良される。その結果、ロール・ツー・ロールのような量産向けの連続処理だけでなく、カットした導電フィルムを数十枚連続印刷したものをラックに並べ、その後一度に洗浄するなどの少量向けの枚葉処理にも適用できる。
また、乾燥しにくいことで、スクリーンメッシュへの詰まりを抑えて連続処理可能となること、さらに、ポリアクリル酸と無機粒子の組み合わせで、スクリーン印刷に適した粘度特性に調節することが可能になるなどの効果も発現する。
ポリアクリル酸またはその塩の重量平均分子量としては、1000〜50万であることが好ましく、架橋型ではなく、直鎖型のポリアクリル酸またはその塩が好ましい。
ポリアクリル酸またはその塩の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する。例えば、GPCの測定条件は、HLC8020システム(東ソー社製)を使用し、検出はRIで行い、カラムはG4000PW×1、G3000PW×1、G2500PW×1を連結して使用して、溶解液は0.1MNaCl+リン酸バッファー(pH7)とし、検量線はポリアクリル酸ナトリウムを用いて作成する。
本発明のインクには、水系媒体を25質量%〜87質量%含有することが好ましい。
例えば、界面活性剤、消泡剤、表面調整剤、レベリング剤、潤滑剤、乾き防止剤、pH調整剤(苛性ソーダ、苛性カリなど)、次亜塩素酸塩安定剤など本発明のインクの性能に影響を与えない範囲で使用することができる。
ポリアクリル酸ナトリウムを水に溶かして水溶液とした後、無機粒子および導電性高分子用エッチング剤を添加した後、無機粒子が均一に分散するまで三本ロールで混合処理を行い、本発明のインクを調整する。
導電性高分子は、π電子が移動して導電性を示す。このような導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリビチオフェン、ポリイソチオフェン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリイソチアナフテン、ポリイソナフトチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリチアジル、ポリエチレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリドデシルチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリエチレンビニレン、ポリフェニレンスルフィドなどおよびこれらの誘導体が挙げられる。
これらの中でも、ポリアニリン類、ポリピロール類およびポリチオフェン類が好ましく、ポリピロール類およびポリチオフェン類がより好ましく、電気伝導度、空気中での安定性および耐熱性に優れたポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が最も好ましい。
併用するドーパントとしては、公知のドーパントを用いることができ、導電性高分子の種類に応じて、ハロゲン類(臭素、ヨウ素、塩素塔)、ルイス酸(BF3、PF5など)、プロトン酸(HNO3、H2SO4など)、遷移金属ハライド(FeCl3、MoCl5など)、アルカリ金属(Li、Naなど)、有機物質(アミノ酸、核酸、界面活性剤、色素、アルキルアンモニウムイオン、クロラニル、テトラシアノエチレン)などが挙げられる。導電性高分子自体にドーピング効果を持つ自己ドープ型導電性高分子であってもよい。また、ポリトフェン類を用いる場合、ドーパントとしてはポリスチレンスルホン酸を用いることが好ましい。
前記可視光域とは400〜700nmであり、透過率の測定は、分光光度計により測定することができる。
その他、アキレス社製の「STポリ」(商品名)はポリピロールであり、東洋紡績社製の「PETMAX」(商品名)はスルホン化ポリアニリンであり、マルアイ社製の「SCS−NEO」(商品名)はポニアニリンであり、これらも本発明に使用できる。
本発明のインクを導電性高分子に接触させることにより、当該接触部分を不活化することができ、導電性高分子の形状は、特に制限はなく、任意の形状でよいが、膜状であることが好ましい。
成膜工程における導電性高分子の膜の厚さが、所望の厚さでよいが、1nm〜100μmが好ましく、2nm〜1μmがより好ましく、5〜500nmであることが更に好ましい。
基材と導電性高分子の膜との間には、必要に応じ、他の層を有していてもよい。また、前記印刷工程の前に、導電性高分子の膜上に他の層を形成してもよい。
基材上に形成する導電性高分子の膜は、一様な膜であっても、一部が既に本発明のパターニング方法または他の方法によりパターニングされた膜でもよい。
印刷工程におけるインクの付与量は、膜の面積当たり一定の量を付与してもよいし、一部分のインク量をその他の部分のインク量に対して増減させてもよい。
また、前記膜における導電性高分子を不活化させる領域の形状は、特に制限はなく、必要に応じた形状であればよい。本発明のパターニング方法はナノオーダーからセンチオーダーの線幅のエッチングに好適に用いることができ、マイクロオーダーからミリオーダーの線幅のエッチングにより好適に用いることができる。
エッチング工程における経過時間(エッチング時間)は、特に制限はなく、インクの組成、導電性高分子の材質や膜の厚さ、エッチングを行う温度、エッチングを行う深さ等に応じ、適時選択することができる。
エッチング時の温度は特に制限はないが、例えば、常温(10〜30℃)で行うことができる。また、エッチング速度の調製等のため、エッチング雰囲気および/または導電性高分子の膜を有する基材を加熱または冷却してもよい。
また、エッチング工程においては、前記導電性高分子の膜を有する基材を静置しておいてもよいし、エッチングに影響しない範囲で導電性高分子の膜を有する基材を動かしていてもよい。
水洗に使用する水の量としては、除去に必要な量であればよく、特に制限はない。また、水洗方法としては、パターニングされた導電性高分子を有する基材を流水により洗浄する方法、パターニングされた導電性高分子の膜を有する基材を水に浸漬する方法などが挙げられる。
また、本発明のパターニング方法においては、本発明のインクを2種以上併用してもよい。
<実施例1>
重量平均分子量が6000であるポリアクリル酸ナトリウム(ポリアクリル酸Na)35gを水に溶解させ、無機粒子であるクニピアF(商品名、クニミネ工業製)を13gおよび有効塩素濃度13%の次亜塩素酸ナトリウム(次亜塩素酸Na)を7.7g添加して、全体が100gになるように水を追加した後、三本ロールで均一になるまで混練することで、エッチングインクを得た。この時のインクの有効塩素濃度は1.0質量%であり、pHは12であった。
前記エッチングインクをスクリーン版に適量載せて、ポリチオフェン系導電性高分子が塗工された導電フィルム(電子化工社製、表面抵抗370Ω/□)にスクリーン印刷を行った。
印刷終了後に導電フィルム上のエッチングインクを大量の水で洗い流し乾燥することで、エッチングインクが印刷された部分が不活化し、スクリーンパターンに従った導電性高分子のパターニングが完成した。上記スクリーン印刷から洗浄までの操作を連続で繰り返し行った。
エッチングインクを用いたスクリーン印刷時における連続処理時の印刷精度、耐乾燥性、洗浄性、保管時の有効塩素濃度および粘度の経時変化を下記方法で評価して、その結果を表1に示す。
表1に示す無機微粒子、ポリアクリル酸Naおよび次亜塩素酸Naを使用した以外は、実施例1と同様にエッチングインクを調整して、スクリーン印刷を行った。各エッチングインクを用いたスクリーン印刷時における連続処理時の印刷精度、耐乾燥性、洗浄性、保管時の有効塩素濃度および粘度の経時変化を評価して、その結果を表1に示す。
ポリアクリル酸Naを添加せずに、表1に示す無機粒子と次亜塩素酸Naを使用した以外は、実施例1と同様にエッチングインクを調整して、スクリーン印刷を行った。各エッチングインクを用いたスクリーン印刷時における連続処理時の印刷精度、耐乾燥性、洗浄性、保管時の有効塩素濃度および粘度の経時変化を評価して、その結果を表1に示す。
・連続処理時の印刷精度の評価基準
×:5枚連続印刷するとパターンのかすれやにじみが生じる。
○:50枚連続印刷してもパターン通りに印刷できる。
・耐乾燥性の評価基準
×:インクを印刷した状態で30分放置すると、乾燥して粉が舞う。
○:インクを印刷した状態で30分放置しても、乾燥しない。
・洗浄性の評価基準
○:印刷30分後に洗浄してもインクが綺麗に洗い流せる。
×:印刷5分後に洗浄してもインクが固着してフィルム上に残る。
・保管時の有効塩素濃度変化の評価基準
○:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の有効塩素濃度が初期の50%以上を維持している。
△:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の有効塩素濃度が初期の30〜50%を維持している。
×:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の有効塩素濃度が初期の30%未満となる。
・保管時の粘度変化の評価基準
○:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の粘度が初期の1/10〜10倍の範囲にある。
△:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の粘度が初期の1/10〜1/100倍、もしくは10〜100倍の範囲にある。
×:冷蔵(5℃)保管で3カ月後の粘度が初期の1/100未満、もしくは100倍を超える。
・クニピアF(商品名):クニミネ工業社製、平板状ベントナイト
・OPTIGFL CK(商品名):Rookwood社製、平板状ベントナイト
・アタゲル50(商品名):林化成社製、針状アタパルジャイト
・PANGEL AD(商品名):楠本化成社製、針状セピオライト
・ミラクレーP−150(商品名):近江鉱業社製、針状セピオライト
・アロエジルCOK84(商品名):日本アロエジル社製、球状でシリカ:アルミナ=5:1の混合物
したがって、高分子有機ELディスプレイに代表されるディスプレイの表示画素部分の導電性高分子および周辺回路と導電性高分子の接続部分のパターニング、タッチパネルの検出部分の導電性高分子および周辺回路と導電性高分子の接続部分のパターニング、コンデンサー製造時に不要部分に付着した導電性高分子の除去などのエッチングが必要な用途において導電性高分子の利用が促進されることが期待される。
Claims (7)
- 導電性高分子用エッチング剤(A)、無機粒子(B)、ポリアクリル酸またはその塩(C)、および水系媒体(D)を含む導電性高分子用エッチングインク。
- 導電性高分子用エッチング剤(A)が次亜塩素酸塩である請求項1に記載の導電性高分子用エッチングインク。
- ポリアクリル酸またはその塩(C)の重量平均分子量が1000〜50万である請求項1または請求項2に記載の導電性高分子用エッチングインク。
- 無機粒子(B)が、一次粒子形状が平板状または針状の無機粒子である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の導電性高分子用エッチングインク。
- 無機粒子(B)が、ベントナイト、セピオライトおよびアタパルジャイトの少なくとも1つである請求項1〜請求項4のいずれかに記載の導電性高分子用エッチングインク。
- 基材上に導電性高分子の膜を形成する成膜工程、
前記膜における導電性高分子を不活化させる領域に請求項1〜5のいずれか1つに記載の導電性高分子用エッチングインクを付与する印刷工程、
前記導電性高分子用エッチングインクにより前記不活化させる領域の導電性高分子をエッチングするエッチング工程、並びに、
残存する導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のエッチング残液を基板上より除去する除去工程を含むことを特徴とする導電性高分子のパターニング方法。 - 前記導電性高分子が、ポリアニリン類、ポリピロール類またはポリチオフェン類である、請求項6に記載の導電性高分子のパターニング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015212676A JP6477420B2 (ja) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | 導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015212676A JP6477420B2 (ja) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | 導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017084994A JP2017084994A (ja) | 2017-05-18 |
JP6477420B2 true JP6477420B2 (ja) | 2019-03-06 |
Family
ID=58711367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015212676A Active JP6477420B2 (ja) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | 導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6477420B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010113744A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 東レ株式会社 | 導電膜除去剤および導電膜除去方法 |
KR101872040B1 (ko) * | 2010-04-09 | 2018-06-27 | 쯔루미소다 가부시끼가이샤 | 도전성 고분자 에칭용 잉크 및 도전성 고분자의 패터닝 방법 |
-
2015
- 2015-10-29 JP JP2015212676A patent/JP6477420B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017084994A (ja) | 2017-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101465929B1 (ko) | 도전성 고분자용 에칭액 및 도전성 고분자를 패터닝하는 방법 | |
KR101872040B1 (ko) | 도전성 고분자 에칭용 잉크 및 도전성 고분자의 패터닝 방법 | |
JP5719096B2 (ja) | ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリ陰イオンとの複合体の水分散体の製造方法 | |
JP2006028214A (ja) | ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリ陰イオンとの複合体の水分散体の製造方法 | |
JP6443563B2 (ja) | 導電性高分子用インビジブルエッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 | |
Nguyen et al. | Exploring conducting polymers as a promising alternative for electrochromic devices | |
JP2008050607A (ja) | 帯電防止用コーティング組成物、それを利用した帯電防止コーティング膜の製造方法及びそのコーティング膜 | |
JP5080180B2 (ja) | 導電性高分子用エッチング液、及び、導電性高分子をパターニングする方法 | |
JP6477420B2 (ja) | 導電性高分子用エッチングインクおよび導電性高分子のパターニング方法 | |
JP5303994B2 (ja) | エッチング方法、及び、導電性高分子を有する基板 | |
JP5688395B2 (ja) | 導電性パターンの形成方法、および透明導電性フィルム | |
JP5943195B2 (ja) | 導電性高分子のエッチング液、およびエッチング液を用いた導電性高分子パターンの形成方法。 | |
JP2010161013A (ja) | 導電性樹脂パターンを有する積層体の製造方法、および、積層体 | |
JP2008088231A (ja) | 導電性高分子用エッチング液および導電性高分子をパターニングする方法 | |
JP2008257934A (ja) | 導電性ポリマー組成物及びその製造方法 | |
KR101163940B1 (ko) | 금속 나노 입자를 함유한 전도성 고분자 전극 형성 방법 및 전극 물질 | |
JP2008091487A (ja) | 導電性高分子用エッチング液、及び、導電性高分子をパターニングする方法 | |
JP2008115310A (ja) | 導電性高分子用エッチング液及び導電性高分子をパターニングする方法 | |
KR102145927B1 (ko) | 전도성 고분자를 포함하는 유기계 열전 소재 및 이의 제조방법 | |
JP2023094369A (ja) | 導電性高分子溶液、導電性高分子薄膜及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6477420 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |