JP7005709B2 - Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards - Google Patents

Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards Download PDF

Info

Publication number
JP7005709B2
JP7005709B2 JP2020135952A JP2020135952A JP7005709B2 JP 7005709 B2 JP7005709 B2 JP 7005709B2 JP 2020135952 A JP2020135952 A JP 2020135952A JP 2020135952 A JP2020135952 A JP 2020135952A JP 7005709 B2 JP7005709 B2 JP 7005709B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
mass
dispersion
particles
organic substance
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
Application number
JP2020135952A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020202183A (en
Inventor
寛崇 大井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2020135952A priority Critical patent/JP7005709B2/en
Publication of JP2020202183A publication Critical patent/JP2020202183A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7005709B2 publication Critical patent/JP7005709B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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 dispersions. The present invention also relates to a substrate for manufacturing a printed wiring board having a film formed by 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 substrate. A conventional method for manufacturing such a circuit board is generally to apply a photoresist on a substrate to which a metal foil is bonded, and to expose and develop the photoresist to obtain a negative shape of a desired circuit pattern. , And removing the metal leaf of the portion not coated with the photoresist by chemical etching to form a pattern. The conventional method for manufacturing a circuit board can manufacture a high-performance conductive board. However, the conventional method for manufacturing a circuit board has drawbacks such as a large number of steps, complexity, and the need for 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。 On the other hand, a method including directly printing a desired wiring pattern on a substrate by using a dispersion in which particles containing a metal and a metal oxide are dispersed (hereinafter, also referred to as “conductive paste”) is attracting attention. Has been done. 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, the commonly used conductive paste uses silver fine particles as particles containing a metal and a metal oxide, and silver is very expensive, so that there is a cost merit brought about by the productivity improvement by the direct printing method. It will be offset. In addition, it is known that silver is easy to migrate, and wiring using silver paste is unreliable.

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。 To solve these problems, many conductive pastes using copper fine particles have been studied.

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, lead-free glass frit, copper oxide, a resin binder and a thixo 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Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-54113 特開2012-52240号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-52240

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 required for firing. Further, in the method described in Cited Document 2, although the firing temperature is 500 ° C., the resin base material cannot be used at 500 ° C., so there is room for further lowering the temperature. In addition, the copper nanoparticles are easily oxidized, and the dispersibility of the nanoparticles deteriorates due to the oxidation and aggregation proceeds, so that the dispersion cannot be stored for a long period of 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 obtain a dispersion capable of forming low resistance wiring on a low heat resistant resin substrate and a substrate for manufacturing a printed wiring board having a film formed by using the dispersion. 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 have conducted extensive research and experiments in order to achieve the above-mentioned problems. As a result, it was found that the above-mentioned problems can be achieved by using a dispersion containing particles containing a metal or a metal oxide and a non-volatile 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]
With particles containing metals and / or metal oxides,
A dispersion containing a non-volatile organic substance,
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.
The dispersion according to item 1.
[3]
The nitrogen-containing organic substance has an aldose structure.
The dispersion according to item 1 or 2.
[4]
The particles include particles composed of copper oxide,
The dispersion according to item 1.
[5]
A substrate for manufacturing a printed wiring board having a substrate and a film formed on the substrate, wherein the film is
With particles containing metals and / or metal oxides,
Contains 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, a substrate for manufacturing a printed wiring board.

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。 According to the present invention, it is possible to obtain a dispersion capable of forming low resistance wiring on a low heat resistant resin substrate and a substrate for manufacturing a printed wiring board having a film formed by using the dispersion.

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, the present invention will be described in detail for the purpose of exemplifying an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”), but the present invention is not limited to the present 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 a metal oxide and a non-volatile organic substance, the primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance. Is 6% by mass or more and 55% by 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 of the present embodiment are particles containing a metal and a metal oxide. As the metal and the metal oxide, 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. It 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, and other copper oxide having an oxidation number, and may be a core portion. It may be a particle having a core / shell structure in which copper is copper and the shell portion is copper oxide. As copper oxide, cuprous oxide and cupric oxide are preferable because they tend to have excellent dispersibility and are chemically stable, and cuprous oxide is particularly preferable because they tend to be easily sintered at low temperature. The particles containing a metal and a metal oxide may contain a metal salt, 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 of kinds may be used in combination.

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, still more preferably 20 nm or more. The average secondary particle size is the average particle size of agglomerates (secondary particles) formed by aggregating a plurality of primary particles. When the average secondary particle size is 1,000 nm or less, it tends to be easily fired at a low temperature, which is preferable. When the average secondary particle size is 5 nm or more, the long-term storage stability of the dispersion is improved, which is preferable. The average secondary particle size of the particles can be measured by the cumulant method using, for example, FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

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, still more preferably less than 20 nm. The average primary particle size is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, still more preferably 5 nm or more. When the average primary particle size is 100 nm or less, the firing temperature described later tends to be lowered, and the smaller the average primary particle size, the lower the firing temperature, which is preferable. It is considered that the reason why such low-temperature firing is possible is that the smaller the particle size of the particles, the larger the surface energy and the lower the melting point. Further, when the average primary particle size is 1 nm or more, good dispersibility can be obtained, which is preferable. The average primary particle size can be measured by 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。 The content of the particles in the dispersion of the present embodiment is preferably 0.50% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 1.0 to 60% by mass, and further, with respect to the total mass of the dispersion. It is preferably 5.0 to 50% by mass. When this content is 70% by mass or less, it tends to be easy to suppress the aggregation of particles. When the content is 0.50% by mass or more, the conductive film obtained by firing does not become excessively thin, and the conductivity tends to be good, 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 this embodiment, a commercially available product or a synthetic product may be used. Examples of commercially available products include cupric oxide particles manufactured by CIK Nanotech having an average primary particle size of 50 nm.

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) Water and a copper acetylacetonato complex are added to the polyol solvent, the organic copper compound is once heated and dissolved, an amount of water required for the reaction is further added, and the mixture is heated 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) above can be performed under the conditions described in, for example, Angewandte Chemie International Edition, No. 40, Volume 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 (2) above may be described, for example, in the Journal of American Chemical Society, 1999, Vol. 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) above, a divalent copper salt can be preferably used as the copper salt, and examples thereof include copper (II) acetate, copper (II) nitrate, and 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, with respect to 1 mol of the 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. By adding a water-soluble organic compound to the aqueous solution, the melting point of the aqueous solution is lowered, so that reduction at a lower temperature is possible. As the water-soluble organic compound, for example, alcohol, a 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) above can be, for example, −20 to 60 ° C., 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 in which the activity of hydrazine is high, the reduction is preferably performed at 10 ° C. or lower, and more preferably at 0 ° C. or lower. The reduction time is preferably 30 minutes to 300 minutes, more preferably 90 minutes to 200 minutes. The atmosphere during 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) above, the method (3) is preferable because it is easy to operate and particles having a small particle size can be 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 the present embodiment contains a non-volatile organic substance 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 non-volatile 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 onto 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 non-volatile organic substance in the present embodiment 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. The nitrogen content of the non-volatile organic substance is preferably 7.5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, preferably 21% by mass or less, and 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 firing at a lower temperature becomes possible, and if it is 10% by mass or more. If there is, the residue after firing is less likely to remain, so that the obtained conductive film has a lower resistance. When the nitrogen content is 55% by mass or less, the chemical stability is excellent and long-term storage is excellent, and when the nitrogen content is 50% by mass or less, the chemical stability is more excellent and long-term storage is possible. As used herein, the nitrogen content refers to the mass% of nitrogen contained in the non-volatile organic matter. 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 non-volatile organic substance in the present embodiment includes an organic substance having a structure containing nitrogen (also referred to as “nitrogen-containing organic substance” in the present specification). Examples of the nitrogen-containing structure include a nitrogen-containing functional group, a nitrogen-containing bond, a nitrogen-containing heterocyclic structure, and a nitrogen-containing other structure.

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 azido group, an isocyano group and the like. Organic substances having at least one group selected from a nitro group, a cyano group, and an amino group are preferable because they improve the dispersibility of the particles. In particular, organic substances having a nitro group and / or a cyano group are preferable because they have a low decomposition temperature and tend to be calcined 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, organic substances having an amide bond and / or a urethane bond are preferable because they are easily decomposed and tend to be calcined 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 nitrogen-containing heterocyclic structure include ethyleneimine, azirin, azacyclobutane, azeto, 2-pyrrolidone, pyrrolidine, pyrrole, piperidine, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, triazine, hexamethyleneimine, and azatropylidene. Imidazole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazoline, pyrazine, morpholine, thiadine, indole, isoindole, benzimidazole, purine, quinoline, isoquinoline, quinazoline, quinoxalin, phthalazine, cinnoline, pteridine, 1,4- Examples thereof include benzdiazepine, aclysine, phenoxazine, phenothiazine, carbazole, phenanthrolin, porphyrin, chlorin, choline, benzo-c-cinnoline, piperazine, quinuclidine, azetidine-2-one, and tropane.

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 enamine, imine, oxime, lactam, lactim, amidine, nitrone, nitrate ester and the like. An organic substance having a lactam structure is preferable because the dispersibility of particles is improved, and a γ-lactam structure is particularly preferable. Organic substances having a nitrate ester structure are preferable because they are 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 specified by an ultraviolet-visible absorption spectrum method, an infrared absorption spectrum method, a Raman spectrum method, a nuclear magnetic resonance method, an electron spin resonance method, a mass spectrometry method, an X-ray analysis method, or 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。 The non-volatile organic substance of the present embodiment may have, for example, the following structure in addition to the structure containing nitrogen. That is, the 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, polyallylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), poly Etherketone (PEK), polyphthalamide (PPA), polyethernitrile (PEN), polybenzimidazole (PBI), polycarbodiimide, polysiloxane, polymethacrylicamide, nitrile rubber, acrylic rubber, polyethylene tetrafluoride, epoxy resin , Phenol resin, melamine resin, urea resin, polymethylmethacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-diene copolymer, polybutadiene, polyisoprene, ethylene-propylene-diene Polymer, butyl rubber, polymethylpentene (PMP), polystyrene (PS), styrene-butadiene copolymer, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetheretherketone (PEEK) , Phenol novolak, benzocyclobutene, polyvinylphenol, polychloropyrene, polyoxymethylene, polysulfone (PSF), polysulfide, silicone resin, aldose, cellulose, amylose, purulan, dextrin, glucan, fructan, and chitin. Can be done. The non-volatile organic substance may have a structure in which the functional groups of these structures are modified, a structure in which these structures are modified, or a copolymer structure having these structures. Organic substances having a skeleton selected from the group consisting of polyethylene glycol structure, polypropylene glycol structure, polyacetal structure, polybutene structure, and polysulfide structure are preferable because they are easily decomposed and hardly leave a residue in the conductive film obtained after firing. Organic substances 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 are preferable because they tend to have excellent particle dispersibility. In particular, organic substances 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 substance 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 0% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, and further preferably 0.005% by mass or more. When the phosphorus content of the non-volatile organic substance is 5% by mass or less, the metal is less likely to be corroded by phosphorus and the conductivity is less likely to decrease. When the phosphorus content is 0.0001% by mass or more, the affinity between the non-volatile organic substance and the metal is improved, and the dispersibility of the particles is improved.

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。 It is preferable that the weight average molecular weight of the non-volatile organic substance is appropriately selected depending on the method of applying the dispersion to the substrate. When the dispersion is used for reverse printing, the weight average molecular weight of the non-volatile organic substance is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, still more preferably 1,000 or more; 40,000 or less. It is preferably 20,000 or less, more preferably 5,000 or less, and even 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. It is preferably 500,000 or less, more preferably 100,000 or less, and even 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. It is more preferably 50,000 or less, and even 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, preferably 1,000,000 or less, and 100. It is more preferably 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 matter can be measured by various mass spectrometry methods (MS) for low molecular weight compounds. On the other hand, high molecular weight compounds can be measured by gel permeation chromatography (GPC). As a guideline for low molecular weight, the molecular weight is less than 200, and as a guideline for high molecular weight, the 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)
When the organic substance is hydrophilic, the GPC measurement conditions are as follows, for example.
Data processing: Tosoh EcoSEC-WS
Pump: Waters Accessy H
RI detector: Tosoh RI8020
Oven: Tosoh CO8020
Column: TSKgel G3000PWXI + G2500PWXI (7.8mm ID x 30cm)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: pH = 3.5 aqueous phosphoric acid 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 the organic substance is hydrophobic, for example, it is as follows.
Data processing: Tosoh EcoSEC-WS
Equipment: Tosoh EcoSEC
Column: TSKgel SuperHZM-M (4.6 mm ID x 15 cm) + TSKgel SuperHZ2000 (4.6 mm ID x 15 cm)
Temperature: 40 ° C
Eluent: THF
Flow velocity: 0.35 ml / min
Detector: RI
Standard data: Polystyrene (Agilent 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 amount of the non-volatile organic substance added is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more, and 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the particles. It is preferably less than or equal to, more preferably 40 parts by mass or less, and further preferably 30 parts by mass or less. If the amount of the non-volatile organic substance added is 0.1 parts by mass or more, the film forming property is excellent, if it is 5 parts by mass or more, the dispersibility of the particles tends to be excellent, and if it is 10 parts by mass or more, the printability is excellent. There is a tendency. If it is 50 parts by mass or less, it is easy to obtain a conductive film by firing.

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 non-volatile 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 material 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 matter 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, as the nitrogen-containing organic substance, specifically, at least one compound selected from the group consisting of nitrocellulose, polyvinylpyrrolidone, and cyanoethyl pullulan can be preferably used. In particular, nitrocellulose is preferable because it is excellent in particle dispersibility and low resistance of the conductive film after firing. The chemical structure of nitrocellulose is shown below.

Figure 0007005709000001
Figure 0007005709000001

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 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 nitrocellulose is 6% by mass or more, the dispersibility of the particles is improved, and when it is 9% by mass or more, the organic matter is decomposed at a low temperature, so that low-temperature firing is possible, and when it is 11% by mass or more. Since the residue is less likely to remain, 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, still more preferably 2,000 or more; 1,000,000 or less. It is preferably 500,000 or less, more preferably 20,000 or less, and even more preferably 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, the particles tend to have thixotropic properties and the printability is improved. 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, the particles can be obtained. Kneading becomes easier.

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 non-volatile organic substance is preferably 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, further preferably 70% by mass or more, and even 100% by mass. good. When the ratio of the nitrogen-containing organic substance in the non-volatile organic substance is 50% by mass or more, it tends to be calcined at a low temperature, which is preferable.

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 the present embodiment contains a non-volatile organic substance including a nitrogen-containing organic substance as an essential component. However, the dispersion of the present embodiment may further contain other components in addition to these. Examples of such other components include surface energy modifiers, dispersants, plasticizers, solvents and the like.

[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 the coatability. This improves the smoothness of the resulting coating film when the dispersion is applied, thus resulting in a more uniform conductive film.

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 adjusting agent include, as trade names, for example, 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.; Chemical "Surflon S-221", "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, etc. may be mentioned. Among the surface energy modifiers, fluorine-containing surfactants are particularly preferable, and AGC Seimi Chemical's "Surflon S-221", "Surflon S-221", "Surflon S-231", "Surflon S-232", and "Surflon" are particularly preferable. "S-233", "Surfron S-242", "Surfron S-243", and "Surfron S-611"; 3M's "NovecFC-4430" and "NovecFC-4432"; and DIC's "Megafuck F". "-444" and "Megafuck F-558" are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

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, based on the total mass of the dispersion. be. The content of the surface energy adjusting agent is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, based on the total mass of the dispersion. When the dispersion pair contains 0.010% by mass or more of the surface energy adjusting agent, the film thickness of the obtained coating film becomes uniform when the dispersion is applied, and there is a tendency that coating unevenness is unlikely to occur. On the other hand, in the conductive film obtained by firing the coating film, the amount of the surface energy adjusting agent added is 2.0% by mass or less from the viewpoint of reducing the residue derived from the surface energy adjusting agent and obtaining good conductivity. Is preferable.

[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 coagulating 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。 As the dispersant, various commercially available dispersants can be used. Specific examples of the dispersant when the solvent is water or a highly polar solvent include DISPERBYK-102, DISPERBYK-187, DISPERBYK-190, DISPERBYK-191, DISPERBYK-193, DISPERBYK-194N, DISPERBYK-199 manufactured by Big Chemie. , DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012, DISPERBYK-2013, DISPERBYK-2015, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2060, DISPERBYK-2061, DISPERBYK-2096 and the like.

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。 Specific examples of the dispersant when the solvent is a solvent system include 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, DISPERBYK-2 DISPERBYK-2200, BYK-405, BYK-607, BYK-9076, BYK-9077, and Plysurf M208F and Plysurf DBS manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. can be mentioned.

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, BYK-P105 and the like.

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, still more preferably 2% by mass or more, and 20% by mass or less, based on the total mass of the dispersion. Is preferable, 15% by mass or less is more preferable, and 10% by mass or less is further preferable.
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, preferably 50% by mass or less, and 40% by mass, based on the total mass of the particles. It is more preferably mass% or less, and further preferably 30 mass% or less. 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 it is 2% by mass or more, good dispersibility can be obtained. If it is 10% by mass or more, good long-term storage stability can be obtained. When 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 firing 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 the drying rate of the dispersion. Therefore, the printability of the dispersion can be improved. The plasticizer is not particularly limited, but a plasticizer having excellent compatibility with other organic substances is preferable. As the plasticizer, fatty acid esters such as phthalates, phosphates, trimellitic acids and adipates, polyesters, epoxys, sulfonic acid amides and the like can be used. Specific examples of the plasticizer include triethyl citrate, acetyltriethyl 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, diamil 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, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dioctyl ether, O -Ethyl benzoyl benzoate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, N-ethyltoluene sulfonic acid amide, triacetin, p-toluene sulfonic acid O-cresyl, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tripropionin, Examples thereof include sebacic acid, hydride sebacic acid, polyethylene glycol-modified sebacic acid, and polyethylene glycol.

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。 The content of the plasticizer in the dispersion is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and preferably 60% by mass or less, preferably 40% by mass, based on the mass of the non-volatile organic substance. % Or less is more preferable, and 30% by mass or less is further 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]
In addition to the non-volatile organic substance, the dispersion of the present embodiment may contain a solvent from the viewpoint of adjusting the viscosity and improving the coatability.

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 the solvent in the dispersion of the present embodiment, various solvents can be used depending on the use of the dispersion. For example, it is preferable to use a high boiling point solvent in applications that require high smoothness, and it is preferable to use a low boiling point 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 of the low boiling point solvent at 20 ° C. 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. The vapor pressure is preferably 150 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. On the other hand, the vapor pressure is preferably 20 Pa or more in order to achieve a drying rate that does not cause cracks 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 solvent include water, ethyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, pentanol, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, methylethylketone, methylisobutylketone, dimethylcarbonate, methanol, ethanol, and 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, Examples thereof include 6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol and the like. Since the printing resin plate or blanket can be extended in life without swelling, the solvent is preferably a hydrophilic solvent, and among them, a mixed solvent composed of water and a monoalcohol having 10 or less carbon atoms is used. More preferred. Of the monoalcohols having 10 or less carbon atoms, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, and t are particularly suitable because of their dispersibility, volatileness, and viscosity. -At least one selected from the group consisting of butanol is further preferred. These monoalcohols may be used alone or in combination of two or more. When the number of carbon atoms of the monoalcohol is 10 or less, the dispersibility of the particles is 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 of the high boiling point solvent at 20 ° C. 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 further preferably 0.1 Pa or more and less than 14 Pa. The vapor pressure is preferably less than 20 Pa in order to maintain the smoothness of the dispersion coating film by the leveling effect. On the other hand, the vapor can be easily removed by a firing treatment described later, and in order to prevent the solvent residue that could not be completely removed from being mixed in the obtained conductive film and deteriorating its conductivity, the steam is used. 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 solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate, 3methoxy-3-methyl-butyl acetate, ethoxyethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monopropyl. Ether, Propylene Glycol Terriary Buty Ether, Dipropylene Glycol Monomethyl Ether, Ethylene Glycol Butyl Ether, Ethylene Glycol Ethyl Ether, Ethylene Glycol Methyl Ether, Xylene, Mesitylene, Ethylbenzene, Octane, Nonan, Decane, Ethylene Glycol, 1,2-Propylene Glycol, 1,3-butylene glycol, 2-pentanediol, 2-methylpentane-2,4-diol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptandiol, 2-ethylhexane-1,3-diol, diethylene glycol, Examples thereof include dipropylene glycol, hexanediol, octanediol, triethylene glycol, tri1,2-propylene glycol, glycerol and the like. Since the printing resin plate and the blanket do not swell and the life can be extended, the solvent is preferably a hydrophilic solvent, and a polyhydric alcohol having 10 or less carbon atoms is more preferable. These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more. When the number of carbon atoms of the polyhydric alcohol is 10 or less, the dispersibility of the particles is 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。 The above-mentioned low boiling point solvent and high boiling point solvent may be mixed and 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 preferably 10% by mass or more and 95% by mass or less, based on the total mass of the dispersion. More preferably, it is selected according to the 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 the present embodiment is applied to inkjet printing, the content of the solvent is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, based on the total mass of the dispersion. , 80% by mass or more, more preferably 99% by mass or less, further preferably 95% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less. When the content of the solvent is 99% by mass or less, the film thickness of the coating film becomes sufficiently thick, and wiring having high conductivity can be formed by the firing treatment. When the content of the solvent is 40% by mass or more, the viscosity of the dispersant can be adjusted in a range suitable for inkjet printing, and when it is 80% by mass or more, the viscosity of the print head of the inkjet printing machine can be adjusted. Clogs are 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 the present 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 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, still more 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 of the present 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, still more 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。
<< Manufacturing method of dispersion >>
The dispersion can be prepared by mixing the above-mentioned particles, the non-volatile organic substance, and other components optionally blended in a predetermined ratio, and dispersing the particles. The dispersion treatment is performed by using an appropriate device 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 be done.

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 concentrations of the above-mentioned particles and non-volatile organic substances, and optionally blended solvent, surface energy adjusting agent, and other components. The viscosity and surface energy of the body 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。 It is preferable that the viscosity of the dispersion of the present embodiment at 25 ° C. is appropriately selected depending on the intended use. 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 temperature of the dispersion is 25 ° C. The viscosity in the above is preferably 1 cp or more, more preferably 10 cp or more, further preferably 100 cp or more, preferably 1,000,000 cp or less, and more preferably 100,000 cp or less. It is preferably 1,000 cp or less, and more preferably 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 preferable, and it is more preferably 10,000 cp or less, and further preferably 1,000 cp or less. When the dispersion is used for reverse 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 more preferable, it is more preferably 100 cp or less, and further 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 more preferably 100,000 cp or less. It is preferably 10,000 cp or less, more preferably 1,000 cp or less, and even more preferably 1,000 cp or less. If the viscosity is in the above range, the printability will be better.

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。 The surface free energy of the dispersion of the present embodiment at 25 ° C. is not particularly limited, but is preferably 40 mN / m or less, more preferably 35 mN / m or less, and further preferably 30 mN / m or less. In reverse printing, the surface free energy of the dispersion at 25 ° C. is preferably 40 mN / m or less from the viewpoint of the wettability of the dispersion to the blanket. 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。
<< Substrates for manufacturing printed wiring boards and their manufacturing methods >>
The printed wiring board manufacturing substrate of the present embodiment has a substrate and a film formed on the substrate (hereinafter, also referred to as “coating film”). The film contains particles containing a metal and / or a metal oxide and a non-volatile organic substance, and the primary particle diameter of the particles is 5 nm or more and less than 100 nm, and the non-volatile organic substance contains a nitrogen-containing organic substance. The nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less. 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 the substrate and drying it. By printing the dispersion of the present embodiment in a desired pattern, a printed wiring board having a desired conductive pattern can be manufactured by a subsequent firing 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, a paper base material, and the like, in addition to a general printed circuit board. Examples of a general printed circuit board include a paper phenol substrate, a paper epoxy substrate, a glass composite substrate, a glass epoxy substrate, a Teflon substrate, an alumina substrate, a low temperature co-fired ceramics (LTCC) substrate, 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), polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), and the like. Polyacetal, polyallylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherketone (PEK), polyphthalamide (PPA) ), Polyethernitrile (PEN), Polybenzimidazole (PBI), Polycarbodiimide, Polysiloxane, Polymethacrylate, Nitrile rubber, Acrylic rubber, Polyethylene tetrafluoride, Epoxy resin, Phenolic resin, Melamine resin, Urea resin, Poly Methyl 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), polyetheretherketone (PEEK), phenol novolac, benzocyclobutene, polyvinylphenol, A substrate composed of polychloropyrene, polyoxymethylene, polysulfone (PSF), cycloolefin polymer (COP), silicone resin and the like can be used. In particular, PET and PEN are available at low cost, are significant from a business point of view, and are preferable.

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 lower, more preferably 275 ° C. or lower, and even more preferably 250 ° C. or lower. A substrate having a deflection temperature under load of 300 ° C. or less is available at low cost, is significant from a business point of view, and is preferable.

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 the base material can be, for example, 1 μm to 10 mm, preferably 25 μm to 250 μm. When the thickness of the base material is 250 μm or less, the manufactured electronic device can be made lighter, space-saving, and flexible, which is preferable.

[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。
[Preparation of base material]
The substrate may be washed before forming the coating film. As a method for cleaning the substrate, for example, wet treatment using a chemical solution; dry treatment 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 this solvent can be carried out by a method in which the film after coating is allowed to stand at, for example, 20 to 150 ° C. for, for example, 1 minute to 2 hours. As the heating method in this case, for example, hot air drying, infrared drying, vacuum drying and the like 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, use methods such as screen printing, spray coating, spin coating, slit coating, die coating, bar coating, knife coating, offset printing, reverse printing, flexo printing, inkjet printing, dispenser printing, gravure direct printing, and gravure offset printing. Can be done. Of these methods, reverse printing is preferable from the viewpoint of being able to perform high-definition patterning.

(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 of the present embodiment can be particularly preferably used for forming a patterned coating film on a substrate by reverse 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 the blanket.
The surface of the blanket is usually made of silicone rubber. In reverse printing, it is necessary that the dispersion adheres well to the silicone rubber to form a uniform coating film. Therefore, it is desirable that the viscosity of the dispersion of the present embodiment at 25 ° C. is 1 cp or more and 10,000 cp or less, 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 on which the uniform dispersion coating film was formed on the surface as described above was then brought into contact with the letterpress and pressed, and the coating film formed on the surface of the convex portion of the letterpress was formed on the surface of the blanket. A part is attached and transferred. As a result, a desired print 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 the patterned coating film on the substrate to be printed. 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。
[Film thickness of coating film]
The film thickness of the coating film can be selected according to the coating method.
For example, when inkjet printing is used, the film thickness of the coating film is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm as the value after removing 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 removing the solvent is preferably 1 to 100 μm, 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 reverse printing is used, the coating film thickness value after removing 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 further preferably 4 nm or less. When Ra is 12 nm or less, the coating film tends to adhere to the removal plate during reverse printing, and sufficient removal property tends to be obtained. When Ra is 7 nm or less, a flat film surface tends to be maintained even in the obtained conductive film. When Ra is 4 nm or less, firing unevenness 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 then preferably removed from the coating film. The removal of this solvent can be carried out by a method in which the film after coating is allowed to stand at, for example, 20 to 150 ° C. for, for example, 1 minute to 2 hours. As the heating method in this case, for example, hot air drying, infrared drying, vacuum drying and the like 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 coating the dispersion of the present embodiment contains particles containing a metal or a metal oxide and a non-volatile organic substance, and the non-volatile organic substance in the coating film contains a nitrogen-containing organic substance. The nitrogen content of the non-volatile organic matter 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。 Among the components contained in the dispersion used for coating, this film preferably contains components other than the solvent while maintaining its chemical structure and composition ratio. Therefore, as for the constituent components of the membrane, those described above are preferably applied as they are as the constituent components of the dispersion.

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 attached to the human torso, if it is 500 mm or less, it can be attached to the human leg, and if it is 100 mm or less, it can be attached to the human upper limb. In addition, it becomes possible to apply a roll-to-roll manufacturing method. The lower limit of the radius of curvature can be, for example, 0.1 mm or more.

《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 its manufacturing method >>
A conductive wiring having a conductive film can be formed by firing a substrate for manufacturing a printed wiring board having a coating film formed by the dispersion of the present embodiment.

[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]
By heating the coating film formed as described above and then performing a firing treatment, a conductive film can be formed on the substrate.

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。 The firing may be performed by, for example, a method using a heat medium such as a firing furnace, or may be performed by using plasma, ultraviolet rays, vacuum ultraviolet rays, electron beam, infrared lamp annealing, flash lamp annealing, laser or the like. Of these, plasma treatment, flash lamp annealing treatment, or contact treatment with a heat medium is preferable.

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 treatment and the plasma treatment have a feature that the inorganic substance is strongly heated but the organic substance is not heated so much. Therefore, heating by these methods heats only the particles and does not cause heat damage to the substrate. Therefore, an inexpensive but poorly heat-resistant resin such as PET can be used as the base material, which is preferable. In particular, plasma treatment is more preferable because only the surface of the inorganic substance tends to be heated and the damage to the base material 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。
(Formation of conductive film by heat treatment)
Specifically, the heat treatment in the present embodiment is a treatment in which the sample is heated by contacting it 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。 The high-temperature medium is not particularly specified, but for example, air, an inert gas, a reducing gas, a liquid, a metal, a ceramic, a 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, but for example, a far-infrared heater, a near-infrared heater, a resistance heating heater, a microwave heater, a combustion heating heater and 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 and the like can be used. As the near-infrared heater, for example, a halogen heater can be used. As the resistance heating 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 of a type that heats an object by an electromagnetic wave of about 100 kHz to 10 GHz. The combustion heater is a type of heater that heats an object by the heat of combustion when combustibles 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 even more preferably 120 ° C. or lower. When the heat treatment temperature is 180 ° C. or lower, a general-purpose resin substrate such as PEN or PET, which has low heat resistance but is inexpensive, can be used. The heat treatment temperature is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, and even more preferably 50 ° C. or higher. If the temperature is 20 degrees or higher, the particles move in the coating film due to thermal vibration, and the particles come into contact with each other to reduce the volume resistivity. At 30 ° C or higher, the softening of the organic matter in the coating film accelerates the movement of the particles in the coating film, and when the organic matter is further softened, the particles settle due to the difference in specific gravity between the particles and the organic matter, and the particle layer and the organic matter are formed. Since it is separated into layers and it becomes difficult for insulating organic substances to enter between the particles, the volume resistance can be further reduced. If the temperature is 50 ° C. or higher, the sintering of the particles proceeds, so that the volume resistance can be further reduced.

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 even more preferably 10 minutes or longer. If the heat treatment time is 10 seconds or more, the resistance of the fired film can be lowered by bringing the particles into contact with each other, and if the heat treatment time is 1 minute or more, the resistance of the particles themselves is lowered, so that the resistance of the fired film is further lowered. If it is 10 minutes or more, the resistance of the fired film can be further reduced by the progress of sintering of the particles. Further, the heating and firing time is preferably 4 hours or less from the viewpoint of reducing heat damage to the substrate.

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 it is preferably an inert atmosphere, and more preferably a reducing atmosphere. The atmosphere can be controlled, for example, by flowing an appropriate gas into the firing furnace. The inert atmosphere can be formed by flowing an inert gas. As the inert gas, a rare gas such as vacuum, nitrogen, argon, or helium can be used as an inert gas. The reducing atmosphere can be formed by flowing a reducing gas. Specifically, as the reducing gas, hydrogen, carbon monoxide, hydrogen sulfide, formaldehyde and the like can be used. Hydrogen is particularly preferable because it is not toxic. The inert gas and the reducing gas can be mixed to form a reducing atmosphere. For example, when the 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 reducing property 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, infrared lamp annealing is a method of directly heating a sample 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。 Although the infrared source is not particularly specified, for example, a halogen heater, a quartz tube heater, a carbon heater, a sheathed heater, a metal heater and 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 at the time of infrared lamp annealing is not particularly specified, but it is preferably an inert atmosphere, and more preferably a reducing atmosphere. The atmosphere can be controlled, for example, by flowing an appropriate gas into the firing furnace. The inert atmosphere can be formed by flowing an inert gas. As the inert gas, a rare gas such as vacuum, nitrogen, argon, or helium can be used as an inert gas. The reducing atmosphere can be formed by flowing a reducing gas. Specifically, as the reducing gas, hydrogen, carbon monoxide, hydrogen sulfide, formaldehyde and the like can be used. Hydrogen is particularly preferable because it is not toxic. The inert gas and the reducing gas can be mixed to form a reducing atmosphere. For example, when the 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 reducing property 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 for exposing the sample to the plasma by generating plasma in the 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。 The method of generating plasma is not particularly specified, but for example, a method using DC arc discharge, high frequency electromagnetic field, microwave, or the like can be used. In particular, the method using microwaves is preferable because plasma can be generated at a low temperature and the heat damage to the substrate is small. Specifically, the microwave means an electromagnetic wave having a frequency of 300 MHz or more and 3 THz or less. 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。 The device for generating microwave plasma is composed of, for example, a microwave oscillator, a transmission circuit, an antenna, and a discharge container. In addition to these, a magnetic field generator may be further used if necessary. In this device, 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 installed in the middle of the transmission circuit. As the structure of the apparatus, for example, it has a transmission line at the upper part and a discharge container at the lower part, the transmission line and the discharge container are connected to each other through a quartz window, and a sample table is placed at 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。 The microwave output is not particularly specified, but it is preferably 100 W or more and 10 kW or less. The microwave output may be constant during processing or may be changed during processing.

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 table is not particularly specified, but it is preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When 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 the temperature 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 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 into the discharge vessel. Although the gas flow rate is not particularly specified, it 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 formed by mixing a small amount of hydrogen with the inert gas. As the inert gas in this mixed gas, for example, nitrogen; a rare gas such as helium or argon can be used. The content of hydrogen 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 container may be atmospheric pressure or may be reduced.

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。 Although the plasma treatment time is not particularly specified, it is preferably 10 seconds or more and 30 minutes or less, more preferably 30 seconds or more and 10 minutes or less, and further preferably 1 minute or more and 5 minutes or less.

(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 treatment)
The flash lamp annealing treatment is a treatment for heating a sample by irradiating the sample with light having a high energy density in a pulsed manner.

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 the 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 fired without causing heat damage to the transparent resin substrate. The wavelength of the light source can be easily controlled via 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。 Although the pulse time is not particularly specified, it is preferably 10 μs or more and 100 msec or less, more preferably 50 μs or more and 10 msec or less, and further preferably 100 μs or more and 5 msec or less. Here, the pulse time means the time from the time when the power is applied to the lamp for pulse light irradiation to the time when the power supply to the lamp is stopped due to the pulse light extinguishing.

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 means the time from the time when the power is applied to the lamp for the irradiation of the pulse light to the time when the power is applied to the lamp for the irradiation of the next pulse light.

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 table is not particularly specified, but it is preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When 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 the temperature 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。 At the time of flash lamp annealing treatment, gas may flow in the container. In this case, since the sample is cooled by the gas flow, the thermal damage of the base material 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. Specific examples of this reducing atmosphere and gas flow rate are the same as those described above for the reducing atmosphere during plasma treatment.

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 the pressurizing method, for example, a roller press, a flat plate press, or the like can be used. A roller press is particularly 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 Manufacturing Method of Printed Wiring Board Using Dispersion of This Embodiment]
The dispersion of the present embodiment can form a patterned coating film and a conductive film by directly drawing the dispersion of the present embodiment on a substrate in a desired pattern. Therefore, the productivity can be significantly improved as compared with the method using a conventional 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。 Further, by using the dispersion of the present embodiment, it is possible to easily produce a conductive film laminate having a diameter of 7 inches or more, which was difficult to produce by conventional photolithography.

[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, still more preferably 5 nm or less. When 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. When Ra is 10 nm or less, defects tend to be less likely to occur when another film or element is further laminated on the conductive film. When Ra is 5 nm or less, the crystallinity of other materials further laminated on the conductive film can be improved, and therefore, 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 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 attached to the human torso, if it is 500 mm or less, it can be attached to the human leg, and if it is 100 mm or less, it can be attached to the human upper limb. In addition, it becomes possible to apply a roll-to-roll manufacturing method. The lower limit of the radius of curvature can be, for example, 0.1 mm or more.

《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 the dispersion of this embodiment >>
According to the dispersion of the present embodiment, it is possible to obtain a highly smooth conductive film having a finely divided pattern. Such a conductive film can be suitably used for, for example, a printed circuit board, a flexible printed circuit board, an electromagnetic wave shielding sheet, a semiconductor device (thin film transistor, a diode, a ferroelectric memory, etc.), a metal mesh transparent conductive film, or 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。 A case where the dispersion of the present embodiment is applied to a metal mesh transparent conductive film will be described. The metal mesh transparent conductive film means a transparent substrate in which metal wiring having a width of 50 μm or less is formed in a mesh shape. This metal mesh transparent conductive film has a feature that the surface is electrically low resistance while being apparently transparent. Since it is difficult to visually recognize a structure having a width of 50 μm or less, it seems that the metal wiring of the metal mesh transparent conductive film does not exist on the substrate. Further, the region (opening) where the metal wiring does not exist 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 of the present embodiment can be suitably used as a material for forming wiring in this 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 of 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 area of the entire surface of the conductive film is 50 area% or more. It is preferably 80 area% or more, more preferably 90 area% or more, and further preferably 90 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, the reflection of ambient light when the metal mesh transparent conductive film is used for a display. The amount is reduced, and the screen can be sufficiently recognized even outdoors; if the area is 90 area% or more, glare can be reduced when the metal mesh transparent conductive film is used for a display. The width of the wiring is preferably 50 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further 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 can be obtained for use in the transparent conductive film for a touch panel. 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 wiring of a metal mesh transparent conductive film in, for example, a common electrode of a liquid crystal display, an organic EL display, and an electronic paper; a light extraction electrode for organic EL lighting; and the like. 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, a case where the dispersion of this embodiment is applied to a thin film transistor will be described. The 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 laminated. The dispersion of the present embodiment can be suitably used as a material for forming a gate electrode, a source electrode, or a drain electrode. The distance (channel length) between the source electrode and the drain electrode 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]
80 g of copper acetate (II) monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in a mixed solvent consisting of 800 g of water and 400 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and hydrazine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved. After adding 24 g and stirring, the supernatant and the precipitate were separated by centrifugation. To 2.8 g of the obtained 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, Ltd.) as a solvent were added and dispersed using a homogenizer. By doing so, 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]
Copper (I) oxidation by the same operation 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. Dispersions of Comparative Example 2 and Examples 1 to 10 containing individual particles were 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 Film Co., Ltd.) by reverse printing according to the procedure shown below.

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 the PDMS smooth surface, which is the release surface of the blanket, with a bar coater so as to have a dry film thickness of about 400 nm, and air-dried for about 1 minute to obtain a coating film. Then, the removal plate was pressed against the dispersion coating film on the blanket and then separated to remove the coating film in the unnecessary portion. Subsequently, by pressing the PEN film onto the blanket, the pattern formed on the blanket was transferred onto the PEN film to manufacture a substrate for manufacturing a printed wiring board.

(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 L / S = 5 μm / 5 μm pattern could be formed: ◎ (good fine printability)
L / S = 5 μm / 5 μm pattern is generally formed, but the edges of the pattern are uneven: ○
When L / S = 5 μm / 5 μm pattern has poor removal or poor transfer: × (poor fine printability)

(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 matter Nitrogen content (mass%) of non-volatile organic matter by elemental analysis of the organic component of the coating film on the printed wiring board manufacturing substrate obtained in (1) above. 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, while introducing a process gas (hydrogen 3% by volume, nitrogen 97% by volume) into the firing furnace at a flow rate of 5 L / min, the above (1) The pattern obtained in 1 was heated to 180 ° C. The heating was carried out 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 the 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 Corporation.

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。 Table 1 shows various evaluation results of the dispersions of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 10.

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)
The names in the table refer to the following compounds.
PEG-SH800: Poly (ethylene glycol) methyl ether thiol with a number average molecular weight of 800 (manufactured by Aldrich)
BYK-145: Disperbyk-145, a phosphate ester salt of a high molecular weight copolymer having a pigment-affinitive group (trade name, manufactured by Big Chemie).
BYK-118: Disperbyk-118, a linear polymer with high polarity and various pigment affinity groups (trade name, manufactured by Big Chemie).
PVP: Polyvinylpyrrolidone (manufactured by Aldrich, product number PVP10-100G)
CEP: Cyanoethyl pullulan (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Cyanoresin CR-S)
NC1: Isopropanol swelling product of nitrocellulose with a solid content of 70% by mass (manufactured by Inabata & Co., Ltd., product number SL-1)
NC2: Isopropanol swelling product of nitrocellulose with a solid content of 70% by mass (manufactured by Inabata & Co., Ltd., product number DLX8-13)
Castor oil: Castor oil (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number 034-01586)
Dibutyl Tartrate: L- (+)-Dibutyl Tartrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number T0005)
Diamil phthalate: Diamil phthalate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number P0291)
Dioctyl maleate: Bis maleate (2-ethylhexyl) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product number M0011)
Ethanol: Ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number 057-00456)
2-ME: 2-methoxyethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product number 058-01106)

Figure 0007005709000002
Figure 0007005709000002

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。 In the dispersion according to the present invention, fine wiring can be obtained by coating and firing treatment. Therefore, the dispersion is suitably used for manufacturing printed wiring boards, electronic devices and the like.

Claims (5)

酸化銅を含む粒子と、
不揮発性有機物と
を含有する、プリント配線基板製造用分散体であって、
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、ニトロ基を有する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 containing copper oxide and
A dispersion for manufacturing a printed wiring board containing a non-volatile organic substance.
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 having a nitro group, 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が、アルドース構造を有する、請求項に記載の分散体。 The dispersion according to claim 1 , wherein the nitrogen-containing organic substance has an aldose structure. 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、
酸化銅を含む粒子と、
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、ニトロ基を有する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 substrate for manufacturing a printed wiring board having a substrate and a film formed on the substrate, wherein the film is
Particles containing copper oxide and
Contains 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 having a nitro group, and the nitrogen content of the non-volatile organic substance is 6% by mass or more and 55% by mass or less.
請求項1又は2に記載の分散体を基板上に塗布して、乾燥させることを含む、プリント配線基板製造用基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate for manufacturing a printed wiring board, which comprises applying the dispersion according to claim 1 or 2 onto the substrate and drying it. 請求項に記載のプリント配線基板製造用基板を焼成し、前記酸化銅を含む粒子の焼結膜を形成することを含む、プリント配線基板の製造方法。 A method for manufacturing a printed wiring board, which comprises firing the substrate for manufacturing a printed wiring board according to claim 3 to form a sintered film of particles containing copper oxide.
JP2020135952A 2020-08-11 2020-08-11 Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards Active JP7005709B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020135952A JP7005709B2 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020135952A JP7005709B2 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016176934A Division JP6767818B2 (en) 2016-09-09 2016-09-09 Dispersion and printed wiring board manufacturing board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020202183A JP2020202183A (en) 2020-12-17
JP7005709B2 true JP7005709B2 (en) 2022-01-24

Family

ID=73742112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020135952A Active JP7005709B2 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7005709B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178915A (en) 2005-12-28 2007-07-12 Fujifilm Corp Fine metal particle-dispersed material and infrared ray shielding filter
JP2014148633A (en) 2013-02-04 2014-08-21 Fujifilm Corp Composition for forming electrically conductive film, and method for producing electrically conductive film
WO2016088381A1 (en) 2014-12-05 2016-06-09 タツタ電線株式会社 Electromagnetic wave shielding film

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178915A (en) 2005-12-28 2007-07-12 Fujifilm Corp Fine metal particle-dispersed material and infrared ray shielding filter
JP2014148633A (en) 2013-02-04 2014-08-21 Fujifilm Corp Composition for forming electrically conductive film, and method for producing electrically conductive film
WO2016088381A1 (en) 2014-12-05 2016-06-09 タツタ電線株式会社 Electromagnetic wave shielding film

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020202183A (en) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7257305B2 (en) dispersion
JP7316414B2 (en) Dispersion, method for producing structure with conductive pattern using the same, and structure with conductive pattern
JP7403512B2 (en) Copper oxide ink and a method for manufacturing a conductive substrate using the same, a product including a coating film and a method for manufacturing a product using the same, a method for manufacturing a product with a conductive pattern, and a product with a conductive pattern
JP7430483B2 (en) Structure with conductive pattern area and manufacturing method thereof
JP5431071B2 (en) Conductive substrate, precursor thereof, and production method thereof
JP6767818B2 (en) Dispersion and printed wiring board manufacturing board
JP2022106695A (en) Dispersion, product containing coating film, method for producing structure with conductive pattern, and structure with conductive pattern
JP7005709B2 (en) Substrates for manufacturing dispersions and printed wiring boards
JP7208803B2 (en) STRUCTURE WITH CONDUCTIVE PATTERN AREA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP6847994B2 (en) Dispersion manufacturing method
WO2020153101A1 (en) Electroconductive paste, substrate equipped with electroconductive film, and method for manufacturing substrate equipped with electroconductive film
JP7048193B2 (en) Method for manufacturing cuprous oxide particles
JP2009088122A (en) Conductive substrate
JP7174618B2 (en) Products containing tin or tin oxide inks and coatings, and methods for manufacturing conductive substrates
JP7159262B2 (en) Dispersion and method for manufacturing conductive patterned structure using the same
JP7263124B2 (en) Inkjet copper oxide ink and method for producing conductive substrate provided with conductive pattern using the same
JP7477581B2 (en) Dispersion, method for producing conductive patterned structure using same, and conductive patterned structure
JP7193433B2 (en) Dispersion and method for manufacturing conductive patterned structure using the same
KR20180004964A (en) A manufacturing process of graphene anti-oxide layer coated nano copper electrode
JP2022171568A (en) Method for manufacturing metal wiring
TW201946982A (en) Photosintering composition and method of forming conductive film using the same
JP2014075455A (en) Method for manufacturing conductive substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200811

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211116

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211201

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: 20211221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7005709

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150