JP6758059B2 - 凸版反転印刷用導電性金属インク及びそれを用いた金属配線の形成方法 - Google Patents
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Description
平均粒子径4nmのAg微粒子(株式会社アルバック製の商品名「AgナノメタルインクAg1T」)100gに、アセトン500gを加えてAg微粒子を沈降させ、上澄み液をデカンテーションなどにより流出させる「洗浄工程」を複数回繰り返し、分散剤たる炭素数6〜18の脂肪酸及び炭素数6〜18の脂肪族アミンが表面に吸着したAg微粒子(以下「Ag微粒子1」という)を得た。表1に示すように、Ag微粒子1を30g、低極性溶媒としてのオクタンを45g、極性溶媒としてのオクタノール5g配合し(このとき、低極性溶媒の重量比が90wt%)、攪拌してAgインクを得た。得られたAgインクを用いて反転印刷法により被印刷体表面にAg配線パターンを印刷する。即ち、Agインクをコーターを用いてシリコーンゴム製のブランケット表面に塗布し、90秒乾燥した後、凸版(設計値線幅50μm)を押圧し、被印刷体たるガラス基板の表面に転写し、転写したAgインクを150℃で60分焼成した。このようにして形成(印刷)されたAg配線は、垂れや滲みや歪みが見られず、その線幅は52μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は18.1μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。これより、ブランケット表面にAgインクを均一に塗布でき、ブランケットからのAgインクの転写不良の発生や過乾燥によるクラックの発生を防止できることが判った。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを40g、極性溶媒のオクタノールを10g配合する(このとき、低極性溶媒の重量比が80wt%)点以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例2でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は51μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は19.1μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを35g、極性溶媒のオクタノールを15g配合する点(このとき、低極性溶媒の重量比が70wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例3でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は51μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は16.3μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを25g、極性溶媒のオクタノールを25g配合する点(このとき、低極性溶媒の重量比が50wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例4でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は51μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は19.3μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを20g、極性溶媒のオクタノールを30g配合する点(このとき、低極性溶媒の重量比が40wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例5でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は53μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は17.2μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、極性溶媒としてオクタノールに代えてテルピネオールを5g配合する点(このとき、低極性溶媒の重量比が90wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例6でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は52μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は21.5μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを35g、極性溶媒としてオクタノールに代えてテルピネオールを15g配合する点(このとき、低極性溶媒の重量比が70wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本実施例7でも、印刷されたAg配線には垂れや滲みや歪みは見られず、その線幅は52μm、膜厚は0.3μmであり、比抵抗値は20.1μΩ・cmであり、電導性の高いAg配線を細い線幅で形成できることが確認された。また、配線長181mmのAg配線の両端部及び中央部における線幅に差がなく、優れたパターニング性を有することが確認された。
表1に示すように、低極性溶媒のオクタンを50g配合し、極性溶媒を配合しない点(このとき、低極性溶媒の重量比が100wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例1では、ブランケット表面に塗布されたAgインクが過乾燥状態となってクラックが発生し、反転印刷法ではAg配線を形成することができないことが確認された。尚、得られたAgインクを反転印刷法ではなくスピンコート法にてガラス基材上に印刷し、150℃で60分焼成したところ、Ag膜の膜厚は0.21μmであり、比抵抗値は15μΩ・cmであった。
表1に示すように、低極性溶媒としてオクタンに代えてテトラデカンを50g配合し、極性溶媒を配合しない点(このとき、低極性溶媒の重量比が100wt%)以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例2では、ブランケットが膨潤すると共にAgインクの乾燥不足が生じ、反転印刷法ではAg配線を形成することができないことが確認された。尚、得られたAgインクを反転印刷法ではなくスピンコート法にてガラス基材上に印刷し、150℃で60分焼成したところ、Ag膜の膜厚は0.21μmであり、比抵抗値は15μΩ・cmであった。
低極性溶媒のオクタンを50g配合し、極性溶媒を配合せず、表面エネルギー調整剤(DIC株式会社製のフッ素系添加剤「F−552」)を0.8g配合する点以外は、上記実施例1と同様とした。本比較例3では、印刷されたAg配線は表面エネルギーの調整により乾燥が均一化されクラックが改善され垂れや滲みや歪みは見られなかったが、その膜厚は0.18μmであり、比抵抗値は2.5×106μΩ・cmと高く、導電性を発現しなかった。これは、表面エネルギー調整剤が不純物となっていることに起因するものと考えられる。
Claims (6)
- 凸版反転印刷法により金属配線を形成する際にシリコーンゴム製ブランケットに塗布される凸版反転印刷用導電性金属インクにおいて、
炭素数6〜18の脂肪酸及び炭素数6〜18の脂肪族アミンの少なくとも一方で表面が覆われた金属微粒子と、この金属微粒子を分散させるための低極性溶媒とを含み、
前記シリコーンゴム製ブランケットへの吸収が前記低極性溶媒よりも少ない極性溶媒を更に含み、
前記低極性溶媒及び前記極性溶媒として沸点が120℃〜230℃の範囲内のものを用いることを特徴とする凸版反転印刷用導電性金属インク。 - 前記低極性溶媒として沸点が120℃より高く、150℃未満のものを用いることを特徴とする請求項1記載の凸版反転印刷用導電性金属インク。
- 前記低極性溶媒及び前記極性溶媒に対する低極性溶媒の重量比が40〜90wt%であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の凸版反転印刷用導電性金属インク。
- 前記低極性溶媒は、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、イソデカン、イソドデカン、キシレン、テトラリン、デカヒドロナフタレン及びメシチレンから選ばれる少なくとも1種であり、
前記極性溶媒は、ヘキサノール、2メチル−2ペンタノール、オクタノール、デカノール、αテルピネオール、エチレングリコール、プロピレングリオール、ジブチルエーテル及びヘキシルエーテルから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の凸版反転印刷用導電性金属インク。 - 前記低極性溶媒は、オクタン及びキシレンから選ばれる少なくとも1種であり、
前記極性溶媒は、ヘキサノール、2メチル−2ペンタノール、オクタノール、デカノール、αテルピネオール、エチレングリコール、プロピレングリオール、ジブチルエーテル及びヘキシルエーテルから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項2記載の凸版反転印刷用導電性金属インク。 - 請求項1〜5のいずれか1項記載の凸版反転印刷用導電性金属インクをシリコーンゴム製ブランケットの表面に塗布する工程と、
シリコーンゴム製ブランケット表面に塗布された導電性金属インクを所定時間放置し、この塗布された導電性金属インクの溶媒をシリコーンゴム製ブランケットに吸収させて乾燥する工程と、
乾燥後の導電性金属インクに凸版を押圧してこの凸版に接触する部分の導電性金属インクを除去する工程と、
シリコーンゴム製ブランケット表面に残った導電性金属インクを被印刷体に転写する工程とを含むことを特徴とする金属配線の形成方法。
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