JPWO2012014481A1 - オフセット印刷用導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
良好なオフセット印刷適性を有し、高精細な配線パターンの形成が可能なオフセット印刷用導電性ペーストを提供する。オフセット印刷用導電性ペーストにおいて、有機バインダー樹脂と、導電粉末と、760mmHgにおける沸点が250〜330℃である高沸点溶剤を30〜90質量%含む有機溶剤と、を含有する。
Description
本発明は、オフセット印刷用導電性ペーストに関する。
一般に、電子デバイスにおける高精細配線パターン形成技術として、フォトリソグラフィが広く用いられている。しかしながら、フォトリソグラフィは、材料を除去することでパターンを形成する減法プロセスであるため、材料の使用効率が低く、工程が複雑で、ウェットプロセスなどに大がかりな設備を要するなどの問題がある。
一方、所望の箇所に材料を付加する加法プロセスとして、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷などの印刷法が挙げられる。例えば、グラビアオフセット印刷によれば、導電性ペーストをグラビア版に供給し、これを例えばシリコーンなどの弾性体を用いたブランケット胴に転写し、さらにステージ上の基材に転写することにより、配線パターンなどの導電パターンを形成することができる(例えば特許文献1など参照)。
このようなグラビアオフセット印刷などのオフセット印刷法において、版からブランケット胴を介して導電性ペーストを基材に転写することから、それぞれの工程で良好な転写性が要求される。また、導電性ペーストの糸引きや静電気に起因し、電気的特性劣化(ショート不良)の原因となるパターンのヒゲ欠陥などのパターン形状不良を抑えることも必要となる。このため、適切なレオロジー特性を有し、印刷適性の優れた導電性ペーストが要求されている。
このように、導電性ペーストにおいて、転写性など印刷適性の向上が要求されている。オフセット印刷において、版上に形成されたパターンがブランケット胴上に転写され(オフ工程)、さらにブランケット胴から基材に転写される(セット工程)。この際、導電性ペーストがある程度乾燥していないと、ブランケット胴上にパターンが残存する。一方、ブランケット胴上で乾燥しすぎると、今度は基材に転写することができなくなる。従って、乾燥に大きく影響する導電性ペースト中に含有される有機溶剤の選択は重要となる。
そこで、本発明は、転写性など、良好なオフセット印刷適性を有し、高精細な導電パターンの形成が可能なオフセット印刷用導電性ペーストを提供することを目的とする。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストは、有機バインダー樹脂と、導電粉末と、760mmHgにおける沸点が250〜330℃である高沸点溶剤を30〜90質量%含む有機溶剤と、を含有することを特徴とする。
このような構成により、転写性など、良好なオフセット印刷適性を有し、高精細な配線パターンの形成が可能となる。
このような構成により、転写性など、良好なオフセット印刷適性を有し、高精細な配線パターンの形成が可能となる。
また、本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおいて、有機バインダー樹脂は、少なくとも1分子中にカルボキシル基を2つ以上含むカルボン酸含有樹脂を含有することが好ましい。
このようなカルボン酸含有樹脂を含有することにより、導電性ペーストの弾性が向上するため、印刷工程において転写(オフ工程、およびセット工程)の際にペーストの破断がおきにくくなり、良好な印刷適性を向上させることが可能となる。
このようなカルボン酸含有樹脂を含有することにより、導電性ペーストの弾性が向上するため、印刷工程において転写(オフ工程、およびセット工程)の際にペーストの破断がおきにくくなり、良好な印刷適性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおいて、架橋剤を含むことが好ましい。さらに、この架橋剤において、少なくとも1分子中にグリシジル基を2つ以上含むエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
このような架橋剤を含むことにより、有機バインダー樹脂と反応し、3次元網目鎖構造を形成し、形成されるパターンの耐溶剤性、密着性を向上させることが可能となる。
このような架橋剤を含むことにより、有機バインダー樹脂と反応し、3次元網目鎖構造を形成し、形成されるパターンの耐溶剤性、密着性を向上させることが可能となる。
さらに、このようなオフセット印刷用導電性ペーストのパターンを版上に形成し、形成されたパターンをブランケット胴表面に一次転写し、転写されたパターンを基材表面に2次転写し、2次転写されたパターンを80〜200℃で乾燥又は硬化させることが好ましい。
このようにして導電パターンを形成することにより、良好な形状を有し、高精細な導電パターンを得ることが可能となる。
このようにして導電パターンを形成することにより、良好な形状を有し、高精細な導電パターンを得ることが可能となる。
本発明の一態様のオフセット印刷用導電性ペーストによれば、転写性など、良好なオフセット印刷適性を有し、高精細な導電パターンの形成が可能となる。
以下、本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストについて説明する。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストは、有機バインダー樹脂と、導電粉末と、760mmHgにおける沸点が250〜330℃の範囲である高沸点溶剤を30〜90質量%含む有機溶剤と、を含有する物である。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストは、有機バインダー樹脂と、導電粉末と、760mmHgにおける沸点が250〜330℃の範囲である高沸点溶剤を30〜90質量%含む有機溶剤と、を含有する物である。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおける有機バインダー樹脂は、ペーストに良好な印刷適性を付与したり、導電パターン中に残存し、密着性や耐屈曲性、硬度などの物性を付与するために用いられる。このような有機バインダー樹脂としては、ペーストに印刷適性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂などの各種変性ポリエステル樹脂、ポリエーテルウレタン樹脂、ポリカーボネートウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、ニトロセルロース、セルロース・アセテート・ブチレート(CAB)、セルロース・アセテート・プロピオネート(CAP)などの変性セルロース類などが挙げられる。
このうち、特に、少なくとも1分子中にカルボキシル基を2つ以上含むカルボン酸含有樹脂を含むことが好ましい。このようなカルボン酸含有樹脂としては、具体的には、以下に列挙するような樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(1)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上と共重合することにより得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上との共重合体に、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの単官能エポキシ化合物を付加させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂。
(3)グリシジル(メタ)アクリレートや3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、プロピオン酸などの飽和カルボン酸を反応させ、生成した二級の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(4)無水マレイン酸などの不飽和二重結合を有する酸無水物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、ブチルアルコールなどの水酸基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(5)多官能エポキシ化合物と飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した水酸基に飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(6)ポリビニルアルコール誘導体などの水酸基含有ポリマーに、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られる水酸基及びカルボキシル基含有樹脂。
(7)多官能エポキシ化合物と、飽和モノカルボン酸と、一分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と、エポキシ基と反応するアルコール性水酸基以外の1個の反応性基を有する化合物との反応生成物に、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(8)一分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物に飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂中の第一級水酸基に対して飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(9)多官能エポキシ樹脂に飽和モノカルボン酸を反応させた後、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、更に、分子中に1個のオキシラン環を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(1)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上と共重合することにより得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上との共重合体に、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの単官能エポキシ化合物を付加させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂。
(3)グリシジル(メタ)アクリレートや3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、プロピオン酸などの飽和カルボン酸を反応させ、生成した二級の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(4)無水マレイン酸などの不飽和二重結合を有する酸無水物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、ブチルアルコールなどの水酸基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(5)多官能エポキシ化合物と飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した水酸基に飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(6)ポリビニルアルコール誘導体などの水酸基含有ポリマーに、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られる水酸基及びカルボキシル基含有樹脂。
(7)多官能エポキシ化合物と、飽和モノカルボン酸と、一分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と、エポキシ基と反応するアルコール性水酸基以外の1個の反応性基を有する化合物との反応生成物に、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(8)一分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物に飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂中の第一級水酸基に対して飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(9)多官能エポキシ樹脂に飽和モノカルボン酸を反応させた後、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、更に、分子中に1個のオキシラン環を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
これらのうち特に、(1)、(2)及び(3)のカルボキシル基含有樹脂を用いることが好ましい。これらは、分子量、ガラス転移点などを任意に調整することができ、ペーストの印刷適性の調整や、基材に対する密着性を適宜制御することが可能である。
また、このようなカルボキシル基含有樹脂の酸価は、40〜200mgKOH/gであることが好ましい。カルボキシル基含有樹脂の酸価が40mgKOH/g未満であるとペーストの凝集力が低下し印刷時に転移不良を起こしやすくなる。一方、200mgKOH/gを超えると、ペーストの粘度が高くなり過ぎ、多量の架橋剤を配合する必要があるなど、印刷適性の付与が困難となる。より好ましくは45〜150mgKOH/gである。
また、基材に樹脂フィルムを用いる場合は、耐屈曲性と基材に対する密着性の面から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、変性ポリエステル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、共重合ポリエステル樹脂などが好ましい。
有機バインダー樹脂としては、数平均分子量(Mn)が3000〜50000が好適である。数平均分子量が3000未満であると、印刷時の転移不良が発生し易くなり良好な導電パターンの形成が困難となる。一方、数平均分子量が50000を超えると印刷時にペーストの糸引きに起因するヒゲ欠陥やラインのうねり等が発生し易くなり印刷適性が劣化する。より好ましくは5000〜30000である。
なお、数平均分子量は、ゲルパーメーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した標準ポリスチレン換算の値である。
なお、数平均分子量は、ゲルパーメーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した標準ポリスチレン換算の値である。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおける導電粉末としては、形成された導電パターンに導電性を付与するものであればよい。このような導電粉末としては、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cu、Al、Sn、Pb、Zn、Fe、Ir、Os、Rh、W、Mo、Ruなどを挙げることができる。
これらの導電粉末は、単体の形態で用いるものに限らず、これらのいずれかの合金や、これらのいずれかをコア又は被覆層とする多層体であってもよい。さらに、酸化錫(SnO2)、酸化インジウム(In2O3)、ITO(Indiumu Tin Oxide)などの酸化物を用いてもよい。
その形状としては、球状、フレーク状、デントライト状など種々の形状のものを用いることができるが、特に印刷適性や分散性を考慮すると、球状のものを主体として用いることが好ましい。
このような導電粉末は、オフセット印刷用導電性ペーストの不揮発成分(乾燥工程でペースト中から揮発せず、膜に残存する成分)を基準として、85〜95質量%であることが好ましい。85質量%未満であると、十分な導電性を得ることが困難となり、95質量%を超えると、十分な印刷適性を得ることや、導電パターンの形状維持が困難となる。より好ましくは90〜94質量%である。
導電粉末の粒径は、球状の導電粉末を用いる場合、電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍にて観察したランダムな10個の導電粉末の平均粒径で、0.1〜5μmであることが好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合、導電粉末同士の接触が起き難くなり導電性が低下する。一方、平均粒径が5μmを超える場合、印刷した際のラインエッジの直進性が得られ難くなる。より好ましくは0.4〜2μmである。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜3.5μmの大きさのものを用いることが好ましい。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜3.5μmの大きさのものを用いることが好ましい。
また、フレーク状の導電粉末を用いる場合、電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍にて観察したランダムな10個の導電粉の平均粒径で、0.1〜10μmであることが好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合、導電粉末同士の接触が起き難くなり導電性が低下する。一方、平均粒径が10μmを超える場合、印刷した際のラインエッジの直進性が得られ難くなる。より好ましくは0.4〜5μmである。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜7μmの大きさのものを用いることが好ましい。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜7μmの大きさのものを用いることが好ましい。
このような導電粉末としては銀粉末が好ましく、その場合、銀粉末は、比表面積が0.01〜2m2/gであることが好ましい。比表面積が0.01m2/g未満の場合、保存時に沈降を引き起こし易く、一方、比表面積が2m2/gを超える場合、吸油量が大きくなってペーストの流動性が損なわれる。より好ましくは0.5〜1.5m2/gである。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおける有機溶剤は、良好な印刷適性を付与するために用いられる。このような有機溶剤としては、760mmHgにおける沸点が250〜330℃である高沸点溶剤を30〜90質量%含むものが用いられる。
高沸点溶剤としては、760mmHgにおける沸点が250〜330℃でのものが用いられる。沸点が250℃未満であると、乾燥速度が速すぎ、基材への転写が困難となる。一方、330℃を超えると、有機溶剤として用いることが困難となる。より好ましくは250℃〜300℃である。
このような高沸点溶剤としては、例えばジアミルベンゼン(沸点 260〜280℃)、トリアミルベンゼン(沸点 300〜320℃)、n−ドデカノール(沸点 255〜259℃)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(沸点 255℃)、ジエチレングリコールモノアセテート(沸点 250℃)、トリエチレングリコール(沸点 276℃)、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(沸点 256℃)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点 271℃)、テトラエチレングリコール(沸点 327℃)、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点 304℃)、トリプロピレングリコール(沸点 267℃)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(沸点 253℃)などが挙げられる。また、石油系炭化水素類としては、新日本石油社製 AFソルベント4号(沸点 240〜265℃)、5号(沸点=275〜306℃)、6号(沸点 296〜317℃)、7号(沸点 259〜282℃)、および0号ソルベントH(沸点 245〜265℃)などが挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
このうち、有機バインダー樹脂の溶解性などの観点から、トリエチレングリコール誘導体またはトリプロピレングリコール誘導体が好適に用いられる。
このような高沸点溶剤は、有機溶剤中30〜90質量%含まれる。30質量%未満であると、ペーストの乾燥速度が速すぎ、良好な転写性などの印刷適性を得ることが困難となる。一方、90質量%を超えると、ペーストが乾燥しにくくなり、ブランケット胴上に残存するなど、印刷適性が劣化する。より好ましくは、30〜60質量%である。
なお、これら高沸点溶剤以外の有機溶剤としては、有機バインダーを溶解できるものであれば公知のものを使用することができる。例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、1−ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、テルピネオール、メチルエチルケトン、カルビトール、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールなどが挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストは、このような高沸点溶剤を含む有機溶剤により、オフセット印刷に適切なペースト粘度、例えば、50〜1000dPa・sとなるように調整されることが好ましい。粘度が50dPa・s未満では、印刷されたパターンの膜厚が薄くなり、得られた導電パターンの表面抵抗が高くなりやすい。一方、粘度が1000dPa・sを超えると、グラビア印刷時にドクターブレードでのペーストのかきとりができ難くなり、地汚れ(非画線部へのペーストの付着)や、にじみなどの印刷不良が起こりやすくなる。より好ましい粘度は、100〜750dPa・sである。
なお、本発明におけるペーストの粘度は、コーンプレート型粘度計を用い、剪断速度が10s−1、25℃の条件にて測定した値である。
なお、本発明におけるペーストの粘度は、コーンプレート型粘度計を用い、剪断速度が10s−1、25℃の条件にて測定した値である。
また、本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおいて、3次元網目鎖構造を形成し、形成されるパターンの耐溶剤性、密着性を向上させるために、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
架橋剤としては、印刷適性を劣化させることなく有機バインダー樹脂と反応し、架橋させることができればよい。このような架橋剤としては、加熱により硬化する樹脂であれば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びそれらの変性樹脂が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。その他、分子中に少なくとも2個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物などが挙げられる。
このような架橋剤のうち、少なくとも1分子中にグリシジル基を2個以上含むエポキシ樹脂を含むことが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールAのノボラック型、ビフェノール型、ビキシレノール型、トリスフェノールメタン型、N−グリシジル型、N−グリシジル型のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂など、公知のエポキシ樹脂が挙げられるが、特定のものに限定されるものではなく、また、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらエポキシ樹脂の配合率は、有機バインダー樹脂100質量部当たり1〜100質量部が適当であり、好ましくは5〜40質量部である。
また、上記成分以外に、有機バインダー樹脂と架橋剤との反応を促進させるための硬化触媒、例えばアミン化合物、イミダゾール誘導体などを配合してもよい。
また、本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストを着色するために、着色剤を含有させることができる。着色剤の種類や形状など、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。着色剤の色は、例えば、ディスプレイ用途とする場合、外光反射を抑制するのに充分な明度の低下をもたらすために好適な色であれよい。好ましくは青、黒、3色混合による黒などが挙げられる。
特に黒色が好適であり、カーボンブラック、ソルベントブラック、オイルブラックなどが用いることができるが、入手の容易さなどから色材用カーボンブラックが適している。例えば、カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、あるいはランプブラックなどの色材用カーボンブラック、および導電性カーボンブラック、アセチレンブラックなどが挙げられる。
このような着色剤の配合量は、良好な印刷適性を得ることができ、目的とする明度に着色可能であればよい。印刷適性の観点では、有機バインダー樹脂100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましい。100質量部を超えると、著しい粘度の上昇やチキソ性が高くなりすぎるなどの問題が生じる。より好ましくは、80質量部以下である。
また、下限としては、例えば、ディスプレイ用途とした場合、有機バインダー樹脂100質量部に対して、5質量部以上とすることが好ましい。着色剤の配合量が5質量部未満の場合はペーストの明度が高くなり、ディスプレイの視認性が悪化する。より好ましくは10質量部以上である。
このような着色剤は、粉体や、分散液で添加することができる。
このような着色剤は、粉体や、分散液で添加することができる。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおいて、より優れた印刷適性と導電性を得るためには、有機バインダー樹脂、導電粉末、着色剤(含有される場合)の配合量が質量基準において、(導電粉末の配合量+着色剤の配合量)/有機バインダーの配合量:Aが、
12≦A≦26
の関係を満たすことが好ましい。
A値が12未満であると、相対的に導電粉の割合が減少するため導電性が低下し、かつペースト中の粉体成分の割合が少なくなるため印刷に適したレオロジーとすることが困難となり、26を超えるとペースト中の粉体の割合が多くなりすぎてチキソ性の高いペーストとなり、印刷に適したレオロジーを達成できなくなる。より好ましくは、13≦A≦22である。
12≦A≦26
の関係を満たすことが好ましい。
A値が12未満であると、相対的に導電粉の割合が減少するため導電性が低下し、かつペースト中の粉体成分の割合が少なくなるため印刷に適したレオロジーとすることが困難となり、26を超えるとペースト中の粉体の割合が多くなりすぎてチキソ性の高いペーストとなり、印刷に適したレオロジーを達成できなくなる。より好ましくは、13≦A≦22である。
その他、印刷適性を損なわない範囲で、金属分散剤、チクソトロピー付与剤、消泡剤、レベリング剤、表面張力低下剤、希釈剤、可塑化剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、カップリング剤や充填剤などの添加剤を配合してもよい。
本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストにおいて、良好な印刷適性をもたらすために、ペーストのタック値を5〜35とすることが好ましい。タック値が5未満であると印刷時にペーストの転移性が劣り印刷品質を悪化させ、印刷後の膜厚が薄くなり表面抵抗が高くなる傾向がある。一方、タック値が35を超えると、印刷時に被印刷物のピッキング(被印刷物の破れ)やジャム(被印刷物が印刷機に詰まる)が起こりやすくなる。より好ましくは10〜30である。
なお、タック値は、ロータリータックメーター(一般名:インコメーター)を用い、30℃、400回転の条件での測定した値である。
このように構成される本実施形態のオフセット印刷用導電性ペーストを用いて、プリント配線板、ガラス基板や、PETフィルムなどの樹脂フィルムといった基材上に、オフセット印刷により導電パターンを形成することができる。
先ず、グラビア版などの凹版や、凸版などの版上に、導電性ペーストを供給し、所望のパターンを形成する。このとき、グラビアオフセット印刷のような凹版印刷に用いる版は、銅、42アロイ、ガラスなどからなるシリンダーや平版の表面に対して、写真製版やレーザー彫刻等を施して製版される。必要に応じて、クロームめっき処理やDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)処理を施し凹版の耐久性を向上させてもよい。
このようにして、形成されたパターンを例えばシリコーンゴムなどからなるブランケット表面に1次転写する。1次転写されたパターンを、さらにステージ上に載置された基材上に2次転写することにより、基材上に塗膜パターンを形成する。
次いで、得られた塗膜パターンを、例えば熱風循環式乾燥炉などにより、80〜200℃で乾燥又は硬化させる。このようにして、基材上に導電パターンが形成される。得られた導電パターンにおいて、良好な形状を有し、高精細な導電パターンを得ることが可能となる。
なお、透明基材上に網目状の導電パターンを形成することにより、ディスプレイ前面板(シールド材)として用いられる透光性導電フィルムを形成することができる。
このとき、透明基材としては、樹脂フィルムが用いられ、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリプロピレン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ノルボルネン樹脂、ウレタン樹脂などからなる樹脂フィルムが挙げられる。フィルムの表面には、必要に応じて、ハードコート層、易接着層、離形処理層、導電性ポリマー層、インキ受容層などが設けられてもよいし、また、プラズマ処理などが施されていてもよい。フィルムの厚みは通常20〜800μmである。
また、網目状の導電パターンとは、三角形、四角形、五角形、その他のN角形(Nは6以上の整数)などの格子状であってもよく、丸型、葉型などのパターンでもよいし、不定形でもよい。
また、このパターンの線幅は、10〜80μm、線間隔は、100〜500μmであることが好ましい。線幅や線間隔をあまり大きくすると、得られる導電性パターンが目に付きやすくなり、画面の視認性が低下する傾向がある。また、線間隔をあまり小さくすると、得られる導電パターンが細かくなり(単位面積あたりの線の本数が多くなる)、可視光線の透過率が低下し、画面が暗くなる傾向にある。一方、線幅や、線間隔が小さいと、均一なパターンの形成が困難になる傾向にある。より好ましくは、線幅が10〜40μm、線間隔が125〜500μmである。
なお、このとき、ペーストに着色剤を添加することにより、黒化処理は不要となる。
さらに、必要に応じて、得られた透光性導電フィルムに、反射防止処理、色補正のための着色処理、近赤外線吸収処理などの後処理が施してもよい。また、さらに、ディスプレイに貼付けるための粘着剤をラミネートしてもよい。
このようにして形成される透光性導電フィルムにおいて、めっき処理を施すことなく十分な導電性が付与され、優れた電磁波遮蔽性能を得ることができる。
以下、実施例および比較例を示して本実施形態についてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」とあるのは、特に断りのない限り全て「質量部」を示す。
(カルボン酸含有樹脂の合成例1)
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレートとアクリル酸を0.80:0.20のモル比で仕込み、溶媒としてトリエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点 271℃)、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、80℃で6時間攪拌し、不揮発分が40質量%のカルボン酸含有樹脂溶液を得た。
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレートとアクリル酸を0.80:0.20のモル比で仕込み、溶媒としてトリエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点 271℃)、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、80℃で6時間攪拌し、不揮発分が40質量%のカルボン酸含有樹脂溶液を得た。
得られた樹脂は、数平均分子量が15000、重量平均分子量が約40000、酸価が97mgKOH/gであった。なお、重量平均分子量は、島津製作所社製ポンプLC−6ADと昭和電工社製カラムShodex(登録商標)KF−804,KF−803,KF−802を三本つないだ高速液体クロマトグラフィーにより測定した。以下、このカルボン酸含有樹脂溶液を、ワニス−1と称す。
(カルボン酸含有樹脂の合成例2)
溶剤をトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点=243℃)に変え、合成例1と同様の合成方法と、同様の仕込み比で、不揮発分40質量%のカルボン酸含有樹脂を得た。数平均分子量、重量平均分子量および酸価はワニス−1と同様の値であった。以下、このカルボン酸含有樹脂を、ワニス−2と称す。
溶剤をトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点=243℃)に変え、合成例1と同様の合成方法と、同様の仕込み比で、不揮発分40質量%のカルボン酸含有樹脂を得た。数平均分子量、重量平均分子量および酸価はワニス−1と同様の値であった。以下、このカルボン酸含有樹脂を、ワニス−2と称す。
(実施例1〜5、および比較例1、2)
表1に示す配合割合で各成分を配合し、3本ロールミルにて練肉して導電性ペーストを得た。なお、ペーストの粘度は、約150dPa・sに調整した。
表1に示す配合割合で各成分を配合し、3本ロールミルにて練肉して導電性ペーストを得た。なお、ペーストの粘度は、約150dPa・sに調整した。
※2:平均粒径1.5μmの球状銀粉末
※3:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点=217℃,グリコールエステル系溶剤)
※4:トリエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点=271℃、高沸点溶剤)
※5:2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジン イソシアヌル酸付加物
※6:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製 jER−828)
※7:日本アエロジル社製 エロジル#200
実施例1〜4および比較例1、2の有機溶剤中の高沸点溶剤の割合を表2に示す。
このようにして得られた各導電性ペーストについて、以下のように評価を行った。
〈簡易グラビア印刷による印刷適性の評価〉
(試料の作成)
得られた各導電性ペーストを、ライン/スペース=70/30μm、版深:10μmのストライプパターンが形成されたガラス凹版の凹部に、スチールドクターを用いて充填した。
〈簡易グラビア印刷による印刷適性の評価〉
(試料の作成)
得られた各導電性ペーストを、ライン/スペース=70/30μm、版深:10μmのストライプパターンが形成されたガラス凹版の凹部に、スチールドクターを用いて充填した。
次いで、このガラス凹版を、ゴム硬度30°のシリコーンゴムからなるブランケット胴に当て、凹部に充填された導電性ペーストを、ブランケット胴表面に転写させた(オフ工程)。さらに、厚さ1.8mmのソーダライムガラス表面に、ブランケット胴表面の導電性ペーストのパターンを転写した(セット工程)。
このようにして得られた試料について、以下のように評価を行った。
このようにして得られた試料について、以下のように評価を行った。
(印刷適性1:転写性評価)
オフ工程後、10秒後にセット工程を行い、ブランケット胴表面に導電性ペーストが残っているかを目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
○:ブランケット表面に導電性ペーストの残存がない(100%転写)。
△:ブランケット表面の一部に、導電性ペーストが残存している。
×:ブランケット全面に導電性ペーストが残っている。
オフ工程後、10秒後にセット工程を行い、ブランケット胴表面に導電性ペーストが残っているかを目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
○:ブランケット表面に導電性ペーストの残存がない(100%転写)。
△:ブランケット表面の一部に、導電性ペーストが残存している。
×:ブランケット全面に導電性ペーストが残っている。
(印刷適性2:ブランケット上で30秒放置後の転写性評価)
オフ工程後、30秒後にセット工程を行い、ブランケット胴表面に導電性ペーストが残っているかを目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
○:ブランケット表面に導電性ペーストの残存がない(100%転写)。
△:ブランケット表面の一部に、導電性ペーストが残存している。
×:ブランケット全面に導電性ペーストが残っている。
オフ工程後、30秒後にセット工程を行い、ブランケット胴表面に導電性ペーストが残っているかを目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
○:ブランケット表面に導電性ペーストの残存がない(100%転写)。
△:ブランケット表面の一部に、導電性ペーストが残存している。
×:ブランケット全面に導電性ペーストが残っている。
(印刷適性3:形成されたパターンの形状)
導電性ペーストのパターンが転写されたガラス基板を光学顕微鏡で観察し、印刷されたパターンの直進性、ヒゲ欠陥の有無を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:直進性がある、及び/又はヒゲ欠陥が全く認められない。
△:やや直進性に欠ける、及び/又はわずかにヒゲ欠陥が生じている。
×:パターンのうねりや断線がある、及び/又は明らかに多くのヒゲ欠陥が生じている。
導電性ペーストのパターンが転写されたガラス基板を光学顕微鏡で観察し、印刷されたパターンの直進性、ヒゲ欠陥の有無を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:直進性がある、及び/又はヒゲ欠陥が全く認められない。
△:やや直進性に欠ける、及び/又はわずかにヒゲ欠陥が生じている。
×:パターンのうねりや断線がある、及び/又は明らかに多くのヒゲ欠陥が生じている。
〈比抵抗値の測定〉
線幅1mm、長さ40cmのテストパターンを印刷し、熱風循環式乾燥炉を用いて、120℃にて30分間加熱処理をおこなった。得られたパターンの抵抗値を、テスター(ヒオキ社製 ミリオームハイテスター3540)を用いて測定し、パターンの膜厚から比抵抗値を算出した。
これらの評価結果を表2に示す。
線幅1mm、長さ40cmのテストパターンを印刷し、熱風循環式乾燥炉を用いて、120℃にて30分間加熱処理をおこなった。得られたパターンの抵抗値を、テスター(ヒオキ社製 ミリオームハイテスター3540)を用いて測定し、パターンの膜厚から比抵抗値を算出した。
これらの評価結果を表2に示す。
表2より、実施例1〜5においては、いずれも印刷適性に優れ、オフ工程からセット工程に至る時間が長くてもペーストが転移性を保っていることが分かる。
一方、高沸点溶剤を含まない比較例1では、長時間の放置でブランケット表面のペーストが乾燥してしまい、転写性が損なわれている。また、比較例2では、転写性は保っているものの、形成されたパターンは直進性に乏しく、印刷適性が劣化していることが分かる。
なお、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂(東洋紡社製 バイロン245)を用いることを試みたが、トリエチレングリコールモノブチルエーテルへ溶解しなかったため、検討を断念した。
Claims (6)
- 有機バインダー樹脂と、導電粉末と、760mmHgにおける沸点が250〜330℃である高沸点溶剤を30〜90質量%含む有機溶剤と、を含有することを特徴とするオフセット印刷用導電性ペースト。
- 前記有機バインダー樹脂は、少なくとも1分子中にカルボキシル基を2つ以上含むカルボン酸含有樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載のオフセット印刷用導電性ペースト。
- 架橋剤を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のオフセット印刷用導電性ペースト。
- 前記架橋剤は、少なくとも1分子中にグリシジル基を2つ以上含むエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項3に記載のオフセット印刷用導電性ペースト。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の導電性ペーストのパターンを版上に形成し、
形成された前記パターンをブランケット胴表面に一次転写し、
一次転写された前記パターンを基材表面に2次転写し、
2次転写されたパターンを80〜200℃で乾燥又は硬化させることを特徴とする導電パターンの形成方法。 - 請求項5に記載の導電パターンの形成方法により形成されたことを特徴とする導電パターン。
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