JP6949827B2 - スクリーン印刷用インク - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、スクリーン印刷法を使用して電子部品を製造する用途に用いられるインクであって、スクリーン印刷により高精度の細線を描画することができ、連続してスクリーン印刷することができ、且つ基板密着性に優れた電子部品を形成することができるインクを提供することにある。
本発明の他の目的は、前記インクを用いる電子デバイスの製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記インクの焼結体を備えた電子デバイスを提供することにある。
表面修飾銀ナノ粒子(A):銀ナノ粒子の表面が、アミンを含む保護剤で被覆された構成を有する
溶剤(B):テルペン系溶剤を少なくとも含み、且つ沸点が130℃未満の溶剤の含有量は溶剤全量の20重量%以下である
で表される、総炭素数1〜8のジアミンである前記スクリーン印刷用インクを提供する。
R11−(O−R13)m−OR12 (b)
(式中、R11、R12は、同一又は異なって、アルキル基又はアシル基を示し、R13は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。mは1以上の整数を示す)
で表される化合物を含む、前記スクリーン印刷用インクを提供する。
[1] 下記表面修飾銀ナノ粒子(A)及び下記溶剤(B)を含有し、25℃、せん断速度10(1/s)における粘度が60Pa・s以上(好ましくは70Pa・s以上、より好ましくは80Pa・s以上、更に好ましくは90Pa・s以上、更に好ましくは100Pa・s以上、特に好ましくは150Pa・s以上である。粘度の上限は、好ましくは500Pa・s、より好ましくは450Pa・s、特に好ましくは400Pa・s、最も好ましくは350Pa・sである)である、スクリーン印刷用インク。
表面修飾銀ナノ粒子(A):銀ナノ粒子の表面が、アミンを含む保護剤で被覆された構成を有する
溶剤(B):テルペン系溶剤を少なくとも含み、且つ沸点が130℃未満の溶剤の含有量は溶剤全量の20重量%以下(好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下、最も好ましくは1重量%以下)である
[2] 保護剤が、アミンとして、総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)と、総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)及び/又は総炭素数8以下の脂肪族ジアミン(3)とを含む、[1]に記載のスクリーン印刷用インク。
[3] 総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)が、直鎖状アルキル基を有する総炭素数6〜18のモノアミン、及び/又は、分岐鎖状アルキル基を有する総炭素数6〜16のモノアミンである、[2]に記載のスクリーン印刷用インク。
[4] 総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)が、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有する第一級アミンである、[2]に記載のスクリーン印刷用インク。
[5] 総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)が、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、イソヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、及びtert−オクチルアミンから選択される少なくとも1種の化合物である、[2]に記載のスクリーン印刷用インク。
[6] 総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)が、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有する総炭素数2〜5(好ましくは、総炭素数4〜5)の第一級アミンである、[2]〜[5]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[7] 総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)が、直鎖状アルキル基を有する総炭素数2〜5(好ましくは、総炭素数4〜5)の第一級アミンである、[2]〜[5]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[8] 総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)が、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、及びtert−ペンチルアミンから選択される少なくとも1種の化合物である、[2]〜[5]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[9] 総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)が、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有する総炭素数2〜5のモノアミンである、[2]〜[8]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[10] 総炭素数8以下の脂肪族ジアミン(3)が、式(a-2)で表される総炭素数1〜8のジアミンである、[2]〜[9]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[11] 総炭素数8以下の脂肪族ジアミン(3)が、式(a-2)で表され、式中のR4、R5が同一又は異なって直鎖状又は分岐鎖状アルキル基であり、R6、R7が水素原子であり、R8が直鎖状又は分岐鎖状アルキレン基であるジアミンである、[2]〜[9]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[12] 総炭素数8以下の脂肪族ジアミン(3)が、式(a-2)で表され、式中のR4、R5が直鎖状アルキル基であり、R6、R7が水素原子であり、R8が直鎖状アルキレン基であるジアミンである、[2]〜[9]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[13] 表面修飾銀ナノ粒子(A)において銀ナノ粒子の表面を被覆するアミン全量において、モノアミン(1)の含有量が5〜65モル%(下限は、好ましくは10モル%、特に好ましくは15モル%である。また、上限は、好ましくは50モル%、特に好ましくは40モル%、最も好ましくは35モル%である)であり、モノアミン(2)の含有量が35〜95モル%(下限は、好ましくは50モル%、特に好ましくは60モル%、最も好ましくは65モル%である。また、上限は、好ましくは90モル%、特に好ましくは85モル%である)である、[2]〜[12]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[14] 表面修飾銀ナノ粒子(A)において銀ナノ粒子の表面を被覆するアミン全量における、モノアミン(1)、モノアミン(2)、及びジアミン(3)の合計含有量の占める割合が60重量%以上(好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上)である、[2]〜[13]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[15] テルペン系溶剤の沸点が130℃以上であり、且つ粘度(20℃における)が50〜250mPa・sである、[1]〜[14]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[16] 溶剤(B)が、更に沸点が130℃以上のグリコールエーテル系溶剤を含む、[1]〜[15]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[17] グリコールエーテル系溶剤が、下記式(b)
R11−(O−R13)m−OR12 (b)
(式中、R11、R12は、同一又は異なって、アルキル基又はアシル基を示し、R13は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。mは1以上の整数を示す)
で表される化合物を含む、[16]に記載のスクリーン印刷用インク。
[18] グリコールエーテル系溶剤が、下記式(b’)
R14−(O−R15)n−OH (b’)
(式中、R14はアルキル基又はアリール基を示し、R15は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。nは1以上の整数を示す)
で表される化合物を含む、[16]に記載のスクリーン印刷用インク。
[19] グリコールエーテル系溶剤が、下記式(b)
R11−(O−R13)m−OR12 (b)
(式中、R11、R12は、同一又は異なって、アルキル基又はアシル基を示し、R13は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。mは1以上の整数を示す)
で表される化合物、及び/又は下記式(b’)
R14−(O−R15)n−OH (b’)
(式中、R14はアルキル基又はアリール基を示し、R15は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。nは1以上の整数を示す)
で表される化合物を含む、[16]に記載のスクリーン印刷用インク。
[20] 式(b)で表される化合物の沸点が130℃以上(好ましくは170℃以上、特に好ましくは200℃以上)である、[17]又は[19]に記載のスクリーン印刷用インク。
[21] 式(b)で表される化合物の沸点が130〜300℃(好ましくは170〜300℃、特に好ましくは200〜300℃)である、[17]又は[19]に記載のスクリーン印刷用インク。
[22] 式(b)で表される化合物が、グリコールジエーテル、グリコールエーテルアセテート、及びグリコールジアセテートから選択される少なくとも1種の化合物である、[17][19]〜[21]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[23] 式(b)で表される化合物が、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、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、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メチル−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチル−イソペンチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルシクロペンチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジメチルエーテルから選択される少なくとも1種の化合物である、[17][19]〜[21]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[24] 式(b’)で表される化合物の沸点が130℃以上(好ましくは140℃以上)である、[18]〜[23]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[25] 式(b’)で表される化合物の沸点が130〜310℃(好ましくは130〜250℃、特に好ましくは130〜200℃、最も好ましくは130〜180℃、とりわけ好ましくは140〜180℃)である、[18]〜[23]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[26] 式(b’)で表される化合物が、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イソプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、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ブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及び3−メトキシ−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の化合物である、[18]〜[25]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[27] 式(b’)で表される化合物が、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル、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ペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及び3−メトキシ−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の化合物である、[18]〜[25]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[28] 式(b’)で表される化合物が、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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イソブチルエーテル、エチレングリコールモノt−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、ジエチレングリコールモノイソペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及び3−メトキシ−1−ブタノールから選択される少なくとも1種の化合物である、[18]〜[25]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[29] 更に、バインダー樹脂(C)を含有する、[1]〜[28]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[30] スクリーン印刷用インク全量(100重量%)における、表面修飾銀ナノ粒子の含有量が60〜85重量%(好ましくは70〜85重量%)である、[1]〜[29]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[31] スクリーン印刷用インク全量(100重量%)における、表面修飾銀ナノ粒子の含有量が60〜85重量%(好ましくは60〜80重量%、特に好ましくは60〜75重量%)である、[1]〜[29]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[32] スクリーン印刷用インク全量(100重量%)における、テルペン系溶剤の含有量が5〜30重量%(下限は、好ましくは10重量%、特に好ましくは14重量%である。上限は、好ましくは25重量%、特に好ましくは18重量%である)である、[1]〜[31]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[33] スクリーン印刷用インク全量(100重量%)における、式(b)で表される化合物の含有量が0.5〜5重量%(下限は、好ましくは1.6重量%である。上限は、好ましくは3重量%、特に好ましくは2重量%である)である、[17][19]〜[32]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[34] スクリーン印刷用インク全量(100重量%)における、式(b’)で表される化合物の含有量が5〜10重量%(好ましくは5〜8.5重量%)である、[18]〜[32]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[35] 25℃、せん断速度100(1/s)における粘度が10〜100Pa・s(上限は、好ましくは80Pa・s、特に好ましくは60Pa・s、最も好ましくは50Pa・s、とりわけ好ましくは40Pa・sである。下限は、好ましくは15Pa・s、特に好ましくは20Pa・s、最も好ましくは25Pa・s、とりわけ好ましくは30Pa・sである)である、[1]〜[34]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[36] 25℃におけるTI値(せん断速度10(1/s)時の粘度/せん断速度100(1/s)時の粘度)が3.0〜10.0(好ましくは3.5〜7.0、特に好ましくは4.0〜6.5、最も好ましくは4.5〜6.3、とりわけ好ましくは4.8〜6.2)である、[1]〜[35]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[37] 120℃で30分間焼結して得られる焼結体の体積抵抗率が10μΩcm以下(好ましくは8μΩcm以下、特に好ましくは6μΩcm以下)である、[1]〜[36]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インク。
[38] 基板上に、[1]〜[37]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インクを、スクリーン印刷法により塗布する工程、及び焼結する工程を含む、電子デバイスの製造方法。
[39] 基板上に、[1]〜[37]の何れか1つに記載のスクリーン印刷用インクの焼結体を備えた、電子デバイス。
本発明のスクリーン印刷用インクは、下記表面修飾銀ナノ粒子(A)及び下記溶剤(B)を含有し、粘度(25℃、せん断速度10(1/s)における)が60Pa・s以上である。
表面修飾銀ナノ粒子(A):銀ナノ粒子の表面が、アミンを含む保護剤で被覆された構成を有する
溶剤(B):テルペン系溶剤を少なくとも含み、且つ沸点が130℃未満の溶剤の含有量は溶剤全量の20重量%以下である
本発明における表面修飾銀ナノ粒子は、銀ナノ粒子の表面が、アミンを含む保護剤で被覆された構成、より詳細には、銀ナノ粒子表面にアミンの非共有電子対が電気的に配位した構成を有する。本発明のスクリーン印刷用インクは、導電材料として表面修飾銀ナノ粒子を含有するため、分散安定性に優れる。
本発明における溶剤(B)は、テルペン系溶剤を少なくとも含み、且つ沸点が130℃未満の溶剤の含有量は溶剤全量の20重量%以下である。本発明のスクリーン印刷用インクは前記溶剤(B)を含有するため、溶剤が揮発することによるスクリーン版の目詰まりが抑制され、それにより連続印刷が可能となった。
R11−(O−R13)m−OR12 (b)
(式中、R11、R12は、同一又は異なって、アルキル基又はアシル基を示し、R13は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。mは1以上の整数を示す)
で表される化合物を挙げることができる。
R14−(O−R15)n−OH (b’)
(式中、R14はアルキル基又はアリール基を示し、R15は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。nは1以上の整数を示す)
で表される化合物(グリコールモノエーテル)を含有していても良い。
本発明のスクリーン印刷用インクは、上記成分以外にも、例えば、バインダー樹脂、表面エネルギー調整剤、可塑剤、レベリング剤、消泡剤、密着性付与剤等の添加剤を必要に応じて含有することができる。本発明においては、なかでも、本発明のスクリーン印刷用インクを基板上に塗布(あるいは印刷)し、その後、焼結して得られる焼結体の前記基板に対する密着性や可とう性を向上する効果が得られる点で、バインダー樹脂(C)を含有することが好ましい。
本発明のスクリーン印刷用インクは、例えば、銀化合物と、アミンを含む保護剤とを混合して、前記銀化合物とアミンを含む錯体を生成させる工程(錯体生成工程)、前記錯体を熱分解させる工程(熱分解工程)、及び、必要に応じて反応生成物を洗浄する工程(洗浄工程)を経て表面修飾銀ナノ粒子(A)を製造し、得られた表面修飾銀ナノ粒子(A)と、少なくともテルペン系溶剤を含む溶剤(B)とを混合する工程(インクの調製工程)を経て製造することができる。
前記銀化合物としては、加熱により容易に分解して、金属銀を生成する化合物を使用することが好ましい。このような銀化合物としては、例えば、ギ酸銀、酢酸銀、シュウ酸銀、マロン酸銀、安息香酸銀、フタル酸銀等のカルボン酸銀;フッ化銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀等のハロゲン化銀;硫酸銀、硝酸銀、炭酸銀等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、銀含有率が高く、且つ、還元剤無しに熱分解することができ、分解により容易に金属銀を生成し、インクに還元剤由来の不純物が混入しにくい点で、シュウ酸銀が好ましい。
モノアミン(1)の含有量:例えば5〜65モル%(下限は、好ましくは10モル%、特に好ましくは15モル%である。また、上限は、好ましくは50モル%、特に好ましくは40モル%、最も好ましくは35モル%である)
モノアミン(2)とジアミン(3)の合計含有量:例えば35〜95モル%(下限は、好ましくは50モル%、特に好ましくは60モル%、最も好ましくは65モル%である。また、上限は、好ましくは90モル%、特に好ましくは85モル%である)
モノアミン(2):例えば5〜70モル%(下限は、好ましくは10モル%、特に好ましくは15モル%である。また、上限は、好ましくは65モル%、特に好ましくは60モル%である)
ジアミン(3):例えば5〜50モル%(下限は、好ましくは10モル%である。また、上限は、好ましくは45モル%、特に好ましくは40モル%である)
熱分解工程は、錯体生成工程を経て得られた銀−アミン錯体を熱分解させて、表面修飾銀ナノ粒子を形成する工程である。銀−アミン錯体を加熱することにより、銀原子に対するアミンの配位結合を維持したままで銀化合物が熱分解して銀原子を生成し、次に、アミンが配位した銀原子が凝集して、アミン保護膜(これは、銀ナノ粒子相互間の再凝集を防止する役割を果たすものである)で被覆された銀ナノ粒子が形成されると考えられる。
銀−アミン錯体の熱分解反応終了後、過剰の保護剤(例えば、アミン)が存在する場合は、これを除去するために、デカンテーションを1回、又は2回以上繰り返して行うことが好ましい。また、デカンテーション終了後の表面修飾銀ナノ粒子は、乾燥・固化することなく、湿潤状態のままで後述のインクの調製工程へ供することが、銀ナノ粒子の再凝集を抑制することができ、銀ナノ粒子の高分散性を維持することができる点で好ましい。
インクの調製工程は、上記工程を経て得られた表面修飾銀ナノ粒子(A)(好ましくは、洗浄溶剤で湿潤状態とされた表面修飾銀ナノ粒子(A))と、少なくともテルペン系溶剤を含む溶剤(B)と、必要に応じて添加剤とを混合して、本発明のスクリーン印刷用インクを得る工程である。前記混合には、例えば、自公転式撹拌脱泡装置、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、3本ロールミル、ビーズミル等の一般的に知られる混合用機器を使用することができる。また、各成分は、同時に混合してもよいし、逐次混合してもよい。
本発明の電子デバイスの製造方法は、基板上に、前記インクをスクリーン印刷法により塗布する工程、及び焼結する工程を含む。
硝酸銀(和光純薬工業(株)製)とシュウ酸二水和物(和光純薬工業(株)製)から、シュウ酸銀(分子量:303.78)を得た。
500mLフラスコに前記シュウ酸銀40.0g(0.1317mol)を仕込み、これに、60gのn−ブタノールを添加し、シュウ酸銀のn−ブタノールスラリーを調製した。このスラリーに、30℃で、n−ブチルアミン(分子量:73.14、東京化成工業(株)製試薬)115.58g(1.5802mol)、2−エチルヘキシルアミン(分子量:129.25、和光純薬工業(株)製試薬)51.06g(0.3950mol)、及びn−オクチルアミン(分子量:129.25、東京化成工業(株)製試薬)17.02g(0.1317mol)のアミン混合液を滴下した。滴下後、30℃で1時間撹拌して、シュウ酸銀とアミンの錯形成反応を進行させた。シュウ酸銀−アミン錯体の形成後に、110℃にて1時間加熱して、シュウ酸銀−アミン錯体を熱分解させて、濃青色の、表面修飾銀ナノ粒子を含む懸濁液を得た。
ブチルカルビトールに代えてプロピレングリコールモノブチルエーテルを使用した以外は調製例1と同様にして、プロピレングリコールモノブチルエーテルを10重量%含む湿った状態の表面修飾銀ナノ粒子(2)を得た。
ブチルカルビトールに代えてプロピレングリコールモノプロピルエーテルを使用した以外は調製例1と同様にして、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを10重量%含む湿った状態の表面修飾銀ナノ粒子(3)を得た。
ブチルカルビトールに代えて3−メトキシ−1−ブタノールを使用した以外は調製例1と同様にして、3−メトキシ−1−ブタノールを10重量%含む湿った状態の表面修飾銀ナノ粒子(4)を得た。
ブチルカルビトールに代えてプロピレングリコールモノエチルエーテルを使用した以外は調製例1と同様にして、プロピレングリコールモノエチルエーテルを10重量%含む湿った状態の表面修飾銀ナノ粒子(5)を得た。
ブチルカルビトールに代えてエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテルを使用した以外は調製例1と同様にして、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテルを10重量%含む湿った状態の表面修飾銀ナノ粒子(6)を得た。
THA−70、DPMIA、及びEC300を加えて、オイルバス(100rpm)で3時間攪拌し、その後、自転公転式混練機(倉敷紡績(株)製、マゼルスターKKK2508)で攪拌混練(2分間×3回)して液Aを調製した。
下記表1に記載(単位:重量部)の通りに処方を変更した以外は実施例1と同様に行った。
実施例2〜6、及び比較例1〜4で得られた銀インクの印刷性を、下記基準で評価した。
○:スクリーン印刷法により精度良く印字できる
△:スクリーン印刷法により印字可能であるが、にじみや断線あり
×:スクリーン印刷法で印字できない
実施例2〜6、及び比較例1〜4で得られた銀インクを、25℃において、スクリーン印刷装置(ニューロング精密工業(株)製、LS−150TV)を用いてPETフィルム上に印刷し、連続して40回以上印刷できた場合を連続印刷性良好(○)、連続して印刷できた回数が40回未満であった場合を、連続印刷性不良(×)と評価した。
実施例2〜6、及び比較例1〜4で得られた銀インクを用い、25℃において、スクリーン印刷装置(ニューロング精密工業(株)製、LS−150TV)を用いてPET基板上に細線を描画し、高精度に描画できた細線の線幅の最小値から細線描画性を評価した。
実施例2〜6、及び比較例1〜4で得られた銀インクをソーダガラス板上に塗布して塗膜を形成した。塗膜形成後、速やかに塗膜を120℃、30分間の条件で送風乾燥炉にて焼結し、およそ2μm厚みの焼結体を得た。得られた焼結体の導電性について、4端子法(ロレスタGP MCP−T610)を用いて体積抵抗率を測定して、焼結体の導電性を評価した。
導電性評価と同様の方法で得られた、ソーダガラス板/焼結体をサンプルとした。前記サンプルについてテープ剥離試験(JIS K 5600に準拠)を行い、焼結体が100%残存している場合を密着性良好(○)、60%以上、100%未満の場合を密着性やや不良(△)、60%未満の場合を密着性不良(×)として焼結体の基板密着性を評価した。
ジヒドロターピニネオール:日本テルペン化学(株)製、沸点:210℃、粘度(20℃):83mPa・s
ジヒドロターピニルアセテート:日本テルペン化学(株)製、沸点:220〜225℃、粘度(20℃):7mPa・s
DPMIA:ジプロピレングリコール−メチル−イソペンチルエーテル、沸点:227℃、(株)ダイセル製
p−メンタン:1−メチル−4−(1−メチルエチル)シクロヘキサン、日本テルペン化学(株)製、沸点:168℃
TOE−100:2−(1−メチル−1−(4−メチル−3−シクロヘキセニル)エトキシ)エタノール、商品名「テルソルブTOE−100」、日本テルペン化学(株)製、沸点:268〜282℃
EC300:エチルセルロース樹脂、商品名「エトセルstd.300(ETHOCELTM, std.300)」、ダウケミカル社製
湿潤状態の表面修飾銀ナノ粒子(1)(ブチルカルビトールを10重量%含む)に代えて、調製例2〜6で得られた湿潤状態の表面修飾銀ナノ粒子(2)〜(6)を使用し、各成分の含有量を下記表2に記載(単位:重量部)の通りに処方を変更した以外は実施例1と同様に行って銀インクを得た。
表3(単位:重量部)に記載の通りに配合割合を変更した以外は、実施例9と同様に行って銀インクを得た。
Claims (10)
- 下記表面修飾銀ナノ粒子(A)、下記溶剤(B)、及び下記バインダー樹脂(C)を含有し、下記バインダー樹脂(C)の含有量が0.5〜5.0重量%であり、粘度(25℃、せん断速度10(1/s)における)が60Pa・s以上である、スクリーン印刷用インク。
表面修飾銀ナノ粒子(A):銀ナノ粒子の表面が、アミンを含む保護剤で被覆された構成を有する
溶剤(B):テルペン系溶剤と沸点が130℃以上のグリコールエーテル系溶剤を少なくとも含み、且つ沸点が130℃未満の溶剤の含有量は溶剤全量の20重量%以下である
バインダー樹脂(C):塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、及びセルロース系樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂 - 保護剤が、アミンとして、総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)と、総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)及び/又は総炭素数8以下の脂肪族ジアミン(3)とを含む、請求項1に記載のスクリーン印刷用インク。
- 総炭素数6以上の脂肪族モノアミン(1)が、直鎖状アルキル基を有する総炭素数6〜18のモノアミン、及び/又は、分岐鎖状アルキル基を有する総炭素数6〜16のモノアミンである請求項2に記載のスクリーン印刷用インク。
- 総炭素数5以下の脂肪族モノアミン(2)が、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有する総炭素数2〜5のモノアミンである請求項2又は3に記載のスクリーン印刷用インク。
- テルペン系溶剤の沸点が130℃以上であり、且つ粘度(20℃における)が50〜250mPa・sである、請求項1〜5の何れか1項に記載のスクリーン印刷用インク。
- グリコールエーテル系溶剤が、下記式(b)
R11−(O−R13)m−OR12 (b)
(式中、R11、R12は、同一又は異なって、アルキル基又はアシル基を示し、R13は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。mは1以上の整数を示す)
で表される化合物、又は下記式(b’)
R 14 −(O−R 15 ) n −OH (b’)
(式中、R 14 はアルキル基又はアリール基を示し、R 15 は炭素数1〜6のアルキレン基を示す。nは1以上の整数を示す)
で表される化合物を含む、請求項1〜6の何れか1項に記載のスクリーン印刷用インク。 - 120℃で30分間焼結して得られる焼結体の体積抵抗率が10μΩcm以下である、請求項1〜7の何れか1項に記載のスクリーン印刷用インク。
- 基板上に、請求項1〜8の何れか1項に記載のスクリーン印刷用インクを、スクリーン印刷法により塗布する工程、及び焼結する工程を含む、電子デバイスの製造方法。
- 基板上に、請求項1〜8の何れか1項に記載のスクリーン印刷用インクの焼結体を備えた、電子デバイス。
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