KR20110035946A

KR20110035946A - 도전성 페이스트

Info

Publication number: KR20110035946A
Application number: KR1020100094036A
Authority: KR
Inventors: 마사끼 사사끼; 유또 오다기리
Original assignee: 다이요 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-04-06
Also published as: CN102034562A; JP5560014B2; KR101392597B1; CN102034562B; JP2011076899A; KR20130060241A

Abstract

본 발명은 양호한 인쇄 적성을 가지고, 고온 공정을 이용하지 않으며, 양호한 전기적 특성을 얻을 수 있는 패턴을 형성하는 것이 가능한 도전성 페이스트를 제공한다.
본 발명에 따르면, 도전성 페이스트에 있어서 카르복실산 함유 수지, 도전 입자, 다가 알코올 화합물 및 유기 용제를 함유한다.

Description

도전성 페이스트 {CONDUCTIVE PASTE}

본 발명은, 예를 들면 그라비아 오프셋 인쇄에 의해 전자 디바이스의 전극 등의 도전 패턴을 형성하기 위해서 이용되는 도전성 페이스트에 관한 것이다.

일반적으로 전자 디바이스에서의 고정밀 패턴 형성 기술로서, 포토리소그래피가 널리 이용되고 있다. 그러나, 포토리소그래피는 재료를 제거함으로써 패턴을 형성하는 감법(減法) 공정이기 때문에, 재료의 사용 효율이 낮고, 공정이 복잡하며, 웨트 공정 등에 대규모 설비를 요하는 등의 문제가 있다.

한편, 원하는 개소에 재료를 부가하는 가법(加法) 공정으로서, 그라비아 인쇄, 그라비아 오프셋 인쇄 등의 인쇄법이 주목받고 있다. 예를 들면, 그라비아 오프셋 인쇄에 따르면, 페이스트화된 전자 재료(잉크)를 그라비아판에 공급하고, 이를 예를 들면 실리콘제의 블랭킷에 전사하고, 이어서 스테이지 상의 기재에 전사함으로써 패턴을 형성할 수 있다.

이러한 인쇄법에 있어서, 판을 통해 잉크를 기재에 전사하기 때문에, 양호한 전사성이 요구된다. 특히, 그라비아 오프셋 인쇄는, 잉크를 그라비아판으로부터 블랭킷을 통해 기재에 전사하기 때문에, 각각의 공정에서 확실하게 잉크를 전사할 필요가 있고, 연속 인쇄시에 블랭킷으로부터 기재에 대한 전이율이 100 ％인 것이 필수가 된다. 또한, 잉크의 늘어짐이나 정전기에 기인하여, 전기적 특성 열화(쇼트 불량)의 원인이 되는 패턴의 수염상 결함 등의 패턴 형상 불량을 억제하는 것이 필요해진다. 이 때문에, 적절한 레올로지 특성을 가지고, 인쇄 적성이 우수한 페이스트가 요구되고 있다.

한편, 디스플레이 등의 전극을 형성할 때, 무기 도전 입자와 유기 결합제를 포함하는 도전성 페이스트에 의해 패턴을 형성하고, 이를 고온 소성함으로써 결합제를 가열 분해함과 동시에, 무기 성분을 소결시킴으로써 양호한 도전성을 얻을 수 있다. 그러나 최근, 예를 들면 기재에 PET 등의 플렉시블(flexible) 기판을 이용한 전자 페이퍼 등의 플렉시블 디바이스나, 터치 패널 등의 내열성이 낮은 디바이스로의 적용을 위해, 250 ℃ 이하의 저온 소성에 의한 전극 형성이 요구되고 있다. 저온 소성 가능한 열경화형 도전성 페이스트에 대해서는 여러 가지가 제안되어 있지만(예를 들면, 특허문헌 1을 참조), 10^-5 Ω·cm 오더의 저저항을 발현하는 것은 곤란하다는 문제가 있다.

일본 특허 공개 제2004-355933호 공보

이와 같이, 인쇄법에 의해 전자 디바이스에서의 패턴을 형성할 때, 페이스트의 양호한 인쇄 적성뿐만 아니라, 고온 공정을 이용하지 않고 패턴을 형성하는 것이 가능하고, 또한 형성되는 패턴에 있어서 양호한 전기적 특성이 얻어지는 것이 요구된다. 그러나, 이들을 동시에 만족하는 페이스트를 얻는 것은 곤란하다는 문제가 있다.

본 발명은 양호한 인쇄 적성을 가지고, 고온 프로세스를 이용하지 않고, 양호한 전기적 특성을 얻을 수 있는 패턴을 형성하는 것이 가능한 도전성 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트는 카르복실산 함유 수지, 도전 입자, 다가 알코올 화합물 및 유기 용제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 양호한 그라비아 오프셋 인쇄 적성을 가지고, 고온 프로세스를 이용하지 않고 양호한 전기적 특성을 얻을 수 있는 패턴을 형성하는 것이 가능해진다.

본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트에 있어서, 다가 알코올 화합물 중 수산기는, 카르복실산 함유 수지 중 카르복실기에 대하여 0.1 내지 2.0 몰 당량 함유되는 것이 바람직하다. 몰 당량을 이 범위로 함으로써 형성되는 패턴의 내용제성, 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트에 있어서, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트로부터 선택된 적어도 1종인 상기 다가 알코올을 포함함으로써 양호한 그라비아 오프셋 인쇄 적성과, 형성되는 패턴의 내용제성, 밀착성의 향상이 가능해진다.

또한 본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트에 있어서, 다가 알코올 화합물은 불휘발성인 것이 바람직하다. 불휘발성으로 함으로써, 소성시 가교제의 비산을 방지하고, 결합제 수지와의 3차원 가교 반응을 효율적으로 진행시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 한 양태의 도전 패턴은, 상술한 본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트를 이용하고, 그라비아 오프셋 인쇄에 의해 기재 상에 형성되는 것이다. 이러한 도전 패턴에 있어서, 수염상 결함 등이 없는 양호한 패턴 형상, 양호한 전기적 특성을 얻는 것이 가능해진다.

그리고, 이러한 도전 패턴은 100 내지 250 ℃에서 소성되어 얻어지는 것이 바람직하다. 고온 소성을 행하지 않고 양호한 도전성을 얻을 수 있으며, 플렉시블 기판이나 내열성이 낮은 디바이스에 이용하는 것이 가능해진다.

본 발명의 한 양태의 도전성 페이스트에 따르면, 양호한 인쇄 적성을 가지고, 고온 공정을 이용하지 않으며, 양호한 전기적 특성을 얻을 수 있는 패턴을 형성하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 그라비아 오프셋 인쇄의 공정을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 한 실시 형태의 도전성 페이스트에 대해서 설명한다.

본 실시 형태의 도전성 페이스트는 카르복실산 함유 수지, 도전 입자, 다가 알코올 화합물 및 유기 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다. 그리고, 이러한 구성에 의해 그라비아 오프셋 인쇄에서의 양호한 인쇄 적성을 가지고, 고온 프로세스를 이용하지 않고 양호한 전기적 특성을 얻을 수 있는 패턴을 형성하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태의 도전성 페이스트에 있어서의 카르복실산 함유 수지는 인쇄 적성을 부여함과 동시에, 도전성 페이스트를 도포·건조, 경화 후에도 도막에 잔존하고, 기재에 대한 양호한 밀착성, 내굴곡성, 경도 등의 물성을 얻기 위한 결합제로서 이용된다. 이러한 카르복실산 함유 수지는 특별히 한정되는 것은 아니며, 분자 중에 카르복실기를 함유하고 있는 수지를 사용할 수 있다.

구체적으로는, 이하에 열거하는 수지를 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

(1) (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산과, 그것 이외의 불포화 이중 결합을 가지는 화합물의 1종 이상과 공중합함으로써 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(2) (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산과, 그것 이외의 불포화 이중 결합을 가지는 화합물의 1종 이상과의 공중합체에 부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르 등의 단관능 에폭시 화합물을 부가시킴으로써 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(3) 글리시딜(메트)아크릴레이트나 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트 등의 에폭시기와 불포화 이중 결합을 가지는 화합물과, 그것 이외의 불포화 이중 결합을 가지는 화합물과의 공중합체에 프로피온산 등의 포화 카르복실산을 반응시키고, 생성된 2급의 수산기에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(4) 무수 말레산 등의 불포화 이중 결합을 가지는 산 무수물과, 그것 이외의 불포화 이중 결합을 가지는 화합물과의 공중합체에 부틸알코올 등의 수산기를 가지는 화합물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(5) 다관능 에폭시 화합물과 포화 모노카르복실산을 반응시키고, 생성된 수산기에 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(6) 폴리비닐알코올 유도체 등의 수산기 함유 중합체에 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 수산기 및 카르복실산 함유 수지.

(7) 다관능 에폭시 화합물과, 포화 모노카르복실산과, 1 분자 중에 적어도 1개의 알코올성 수산기와, 에폭시기와 반응하는 알코올성 수산기 이외의 1개의 반응성기를 가지는 화합물과의 반응 생성물에 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(8) 1 분자 중에 적어도 2개의 옥세탄환을 가지는 다관능 옥세탄 화합물에 포화 모노카르복실산을 반응시키고, 얻어진 변성 옥세탄 수지 중 1급 수산기에 대하여 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

(9) 다관능 에폭시 수지에 포화 모노카르복실산을 반응시킨 후, 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지에, 분자 중에 1개의 옥시란환을 가지는 화합물을 더 반응시켜 얻어지는 카르복실산 함유 수지.

이들 중에서 특히 (1), (2) 및 (3)의 카르복실산 함유 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 이들은 분자량, 유리 전이점 등을 임의로 조정할 수 있으며, 페이스트의 인쇄 적성의 조정이나, 기재에 대한 밀착성을 적절하게 제어하는 것이 가능하다.

또한, 이러한 카르복실산 함유 수지의 산가는 40 내지 200 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 카르복실산 함유 수지의 산가가 40 mgKOH/g 미만이면 페이스트의 응집력이 저하되어 인쇄시에 전이 불량을 일으키기 쉬워진다. 한편, 200 mgKOH/g을 초과하면, 페이스트의 점도가 지나치게 높아지고, 다량의 가교제를 배합할 필요가 있는 등, 인쇄 적성의 부여가 곤란해진다. 보다 바람직하게는 45 내지 150 mgKOH/g이다.

이러한 카르복실산 함유 수지에 있어서, 인쇄 적성의 관점에서 그의 수 평균 분자량(Mn)이 3000 내지 50000인 것이 바람직하다. 수 평균 분자량이 3000 미만이면, 인쇄시의 전이 불량이 발생하기 쉬워지고, 양호한 도전 패턴의 형성이 곤란해진다. 한편, 수 평균 분자량이 50000을 초과하면, 인쇄시에 잉크의 늘어짐에 기인하는 수염상 결함이나, 라인의 주름 등이 발생하기 쉬워진다. 보다 바람직하게는 5000 내지 30000이다. 또한, 수 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정한 표준 폴리스티렌 환산의 값이다.

본 실시 형태의 도전성 페이스트에 있어서의 도전 입자는, 형성되는 패턴에서의 도전성을 부여하기 위해서 이용된다. 이러한 도전 입자를 구성하는 금속으로는 Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Cu, Al, Sn, Pb, Zn, Fe, Ir, Os, Rh, W, Mo, Ru 등을 들 수 있고, 이들 금속을 단체로 또는 합금으로서 사용할 수 있다. 또한, Cu를 피복한 Ag 입자 등, 이들 금속에 상이한 금속 피복층을 형성한 것을 이용할 수도 있다. 또한, 산화주석(SnO₂), 산화인듐(In₂O₃), ITO(Indium Tin Oxide; 인듐 주석 산화물) 등을 이용할 수도 있다. 이들 중에서, 특히 Ag이 바람직하게 이용된다.

그의 형성으로는 구상, 플레이크상, 덴트라이트상 등 여러 가지 형상을 사용할 수 있지만, 특히 인쇄 적성이나 페이스트 중 분산성을 고려하면, 종횡비가 1 내지 1.5인 구상인 것을 주체로서 이용하는 것이 바람직하다.

구상인 것을 이용하는 경우는, SEM 직경(SEM(주사형 전자 현미경)을 이용하여 10,000배로 관찰한 랜덤인 10개의 도전 입자의 평균 입경)으로 0.1 내지 5 ㎛인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이면, 도전 입자끼리의 접촉이 일어나기 어려워져, 충분한 도전성을 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 평균 입경이 5 ㎛를 초과하면, 형성되는 패턴 단부의 직선성을 얻는 것이 곤란해진다. 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.0 ㎛이다. 또한, 마이크로 트랙에 의해서 측정한 부피 평균 입경으로는 0.5 내지 7.0 ㎛인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

Ag 입자를 이용하는 경우, 탭 밀도가 3.0 내지 7.0 g/㎤인 것이 바람직하다. 탭 밀도가 3.0 g/㎤ 미만이면, 형성되는 회로 패턴의 도전성 분말의 밀도가 낮아져 저저항의 회로 패턴을 얻기 어려워지고, 탭 밀도를 3.0 내지 7.0 g/㎤의 범위로 함으로써, 저저항과 양호한 인쇄 적성을 가지는 도전성 페이스트를 얻는 것이 가능해진다. 보다 바람직하게는 4.0 내지 6.0 g/㎤이다.

또한, 비표면적은 0.1 내지 2.0 ㎡/g인 것이 바람직하다. 비표면적이 0.1 ㎡/g 미만이면, 보존시에 침강을 야기하기 쉽고, 한편 비표면적이 2.0 ㎡/g을 초과하는 경우, 흡유량이 커지고, 페이스트의 유동성이 손상된다. 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 ㎡/g이다.

이러한 도전 입자의 배합률은, 도전성 페이스트의 불휘발분(건조에 의해 페이스트 중으로부터 휘발하지 않고, 막에 잔존하는 성분)을 기준으로 하여 85 내지 97 질량％인 것이 바람직하다. 85 질량％ 미만이면 충분한 도전성을 얻는 것이 곤란해지고, 한편 97 질량％를 초과하면 페이스트의 유동성이 손상되어 인쇄 적성을 부여하는 것이 곤란해진다. 보다 바람직하게는 87 내지 95 질량％이다.

또한, 금속 이외에 이용할 수 있는 도전 분말로는 카본 블랙, 흑연, 그래파이트 등을 들 수 있다. 카본 블랙으로는 채널 블랙, 퍼니스 블랙 또는 램프 블랙 등의 색재용 카본 블랙 및 도전성 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 등을 들 수 있다.

본 실시 형태의 도전성 페이스트에 있어서의 다가 알코올 화합물은 가교제로서의 기능을 가지고, 인쇄 적성을 열화시키지 않으며, 카르복실산 함유 수지 중 카르복실기와 반응함으로써, 3차원 메쉬 쇄 구조를 형성하고, 형성되는 패턴의 내용제성, 밀착성을 향상시키기 위해서 이용된다.

이러한 다가 알코올 화합물은 소성시 가교제 성분의 비산에 의해, 결합제 수지 중 카르복실기와의 반응률이 저하되는 것을 방지하기 위해서, 불휘발성인 것이 바람직하다. 또한, 여기서 불휘발성이란, 상압(대체로 1.013 MPa)에 있어서, 비점이 200 ℃ 이상, 또는 비점을 갖지 않는 것을 가리킨다.

또한, 이러한 다가 알코올 화합물은 불휘발성이면 액체, 고체 중 어느 것도 사용 가능하지만, 인쇄 적성의 관점에서 고체가 바람직하다. 고체의 경우 융점은 50 내지 300 ℃인 것이 바람직하다. 융점이 300 ℃를 초과하면, 소성시에 카르복실기와 반응하기 어려워지고, 가교 반응의 진행이 부족하여 내용제성, 밀착성이 불충분해지기 쉬우며, 융점이 50 내지 300 ℃인 다가 알코올을 사용함으로써, 인쇄 적성이 양호한 도전 페이스트 및 내구성이 양호한 도전 패턴을 얻는 것이 가능해진다. 보다 바람직하게는 50 내지 250 ℃이다.

또한, 다가 알코올 화합물에 포함되는 수산기는 1급의 수산기인 것이 바람직하다. 이러한 다가 알코올 화합물로는, 구체적으로는 예를 들면 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 글리세린, 소르비톨, 각종 폴리에스테르폴리올류, 폴리에테르폴리올류, 그 밖에 히드록시에틸기를 가지는 유기 화합물류(예를 들면, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트) 등을 들 수 있다.

이러한 다가 알코올 화합물의 함유량은 카르복실산 함유 수지 중 카르복실기 1 몰 당량당 0.1 내지 2.0 몰 당량으로 하는 것이 바람직하다. 0.1 몰 당량 미만이면, 가교 밀도가 지나치게 낮아 충분한 내용제성이나 밀착성이 얻어지지 않게 되고, 한편 2.0 몰 당량을 초과하면 가교제의 배합량이 지나치게 많아져, 인쇄 적성의 부여가 곤란해지기 쉽다. 보다 바람직하게는 0.25 내지 1.5 몰 당량이다.

이러한 다가 알코올 화합물 가교제에는, 그의 종류에 따라서 선택된 공지된 촉매 또는 촉진제를 병용할 수 있다. 촉매로는 산 촉매가 바람직하고, 브뢴스테드산, 루이스산 등의 공지된 산 촉매로부터 선택할 수 있다.

본 실시 형태의 도전성 페이스트에 있어서의 유기 용제는, 도전성 페이스트를 그라비아 오프셋 인쇄에 적합한 점도로 조정하기 위해서 이용된다. 이러한 유기 용제로는 카르복실산 함유 수지와 화학 반응하지 않고 용해될 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 예를 들면 톨루엔, 크실렌, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 이소부틸알코올, 1-부탄올, 디아세톤알코올, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 테르피네올, 메틸에틸케톤, 카르비톨, 카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨 등을 들 수 있고, 이들을 단체로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 인쇄 과정에서의 페이스트의 건조를 방지하고, 전이성을 유지할 목적으로, 1.013 MPa에서의 비점이 240 내지 330 ℃의 범위인 고비점 용제를 병용할 수도 있다. 이러한 고비점 용제로는 디아밀벤젠(비점 260 내지 280 ℃), 트리아밀벤젠(비점 300 내지 320 ℃), n-도데카놀(비점 255 내지 259 ℃), 디에틸렌글리콜(비점 245 ℃), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(비점 247 ℃), 디에틸렌글리콜디부틸에테르(비점 255 ℃), 디에틸렌글리콜모노아세테이트(비점 250 ℃), 트리에틸렌글리콜(비점 276 ℃), 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르(비점 249 ℃), 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르(비점 256 ℃), 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르(비점 271 ℃), 테트라에틸렌글리콜(비점 327 ℃), 테트라에틸렌글리콜모노부틸에테르(비점 304 ℃), 트리프로필렌글리콜(비점 267 ℃), 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르(비점 243 ℃), 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트(비점 253 ℃) 등을 들 수 있다. 또한, 석유계 탄화수소류로는 신닛본 세끼유사 제조의 AF 용매 4호(비점 240 내지 265 ℃), 5호(비점 275 내지 306 ℃), 6호(비점 296 내지 317 ℃), 7호(비점 259 내지 282 ℃) 및 0호 용매 H(비점 245 내지 265 ℃) 등도 들 수 있고, 필요에 따라서 이들 2종 이상이 포함될 수도 있다. 이러한 유기 용제는 도전성 페이스트가 그라비아 오프셋 인쇄에 적합한 점도가 되도록 적절하게 함유된다.

이러한 도전성 페이스트에 있어서, 양호한 그라비아 오프셋 인쇄 적성을 얻기 위해서는, 그의 농도가 콘플레이트형 점도계에 의한 측정값(25 ℃)에서 50 내지 1000 dPa·s인 것이 바람직하다. 50 dPa·s 미만이면 페이스트 중 유기 용제의 비율이 지나치게 많아 전이성이 저하되고, 양호한 인쇄를 하는 것이 곤란해진다. 한편 1000 dPa·s를 초과하면 그라비아판에 충전되기 어렵고, 닥터 블레이드에서의 판독성이 악화되어, 바탕 오염(비획선부에의 페이스트의 부착)이 발생하기 쉬워진다. 보다 바람직하게는 100 내지 650 dPa·s이다. 또한, 인쇄시에 적절하게 희석하는 것도 가능하다.

또한, 이러한 도전성 페이스트의 동적 점착성을 나타내는 태크값이 5 내지 35인 것이 바람직하다. 태크값이 5 미만이면, 인쇄시 전이성이 떨어져 인쇄 품질을 악화시키는 경우가 있다. 한편, 태크값이 35를 초과하면, 인쇄시에 피인쇄물의 피킹(피인쇄물의 찢어짐)이나 잼(피인쇄물이 인쇄기에 걸림)이 발생하기 쉬워진다. 보다 바람직하게는 10 내지 30이다. 또한, 태크값은 회전식 태크미터(일반명: 잉코미터)를 이용하고, 30 ℃, 400 회전의 조건에서의 측정한 값이다.

또한, 본 실시 형태의 도전성 페이스트에는, 인쇄 적성을 손상시키지 않는 범위에서, 금속 분산제, 틱소트로피성 부여제, 소포제, 레벨링제, 희석제, 가소화제, 산화 방지제, 금속 불활성화제, 커플링제나 충전제 등의 첨가제를 배합할 수도 있다.

이러한 도전성 페이스트를 이용하여, 이하와 같이 하여 도전 패턴을 형성한다. 우선, 그라비아 오프셋 인쇄에 의해, 기재 상에 도전성 페이스트의 도막 패턴을 형성한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 도전성 페이스트 (11)을 그라비아판 (12)에 공급하고, 실리콘 블랭킷 (13)에 전사한다. 이를 이어서 스테이지 (14) 상의 기재 (15)에 전사함으로써 도막 패턴 (16)을 형성한다. 이 때, 기재로는 인쇄 배선판, 유리 기판 이외에, PET 필름 등의 플렉시블 기판을 사용할 수 있다.

이와 같이 하여 기재 상에 형성된 도막 패턴을 60 내지 120 ℃에서 1 내지 60 분간 건조한 후, 100 내지 250 ℃에서 1 내지 60 분간 저온 소성함으로써 도막 패턴을 경화시켜서, 도전 패턴을 형성한다.

이와 같이 하여 수염상 결함을 억제한 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 저저항이고, 내용제성이 높은 도전 패턴을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 도전 패턴은 고온 소성을 행하지 않고 얻을 수 있기 때문에, 플렉시블 기판이나 내열성이 낮은 디바이스의 전극으로서 이용하는 것이 가능해진다.

<실시예>

이하, 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(카르복실산 함유 수지의 합성)

온도계, 교반기, 적하 로트 및 환류 냉각기를 구비한 플라스크에 메틸메타크릴레이트와 아크릴산을 0.80:0.20의 몰비로 투입하고, 용매로서 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 촉매로서 아조비스이소부티로니트릴을 넣고 질소 분위기하에 80 ℃에서 6 시간 동안 교반하고, 불휘발분이 40 중량％인 카르복실산 함유 수지 용액을 얻었다.

얻어진 수지는 수 평균 분자량이 15000, 중량 평균 분자량이 약 40000, 산가가 97 mgKOH/g이었다. 또한, 중량 평균 분자량은 시마즈 세이사꾸쇼사 제조 펌프 LC-6AD와 쇼와 덴꼬사 제조 칼럼 쇼덱스(Shodex)(등록상표) KF-804, KF-803, KF-802를 3개 연결한 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정하였다. 이하, 이 카르복실산 함유 수지 용액을 A-1 바니시라 칭한다.

(실시예 1 내지 7 및 비교예)

하기 표 1에 나타내는 배합 비율(질량비)로 각 성분을 배합하고, 3축 롤밀로 연육하여 각 도전성 페이스트를 얻었다. 또한, 페이스트의 점도는 300 내지 500 dPa·s로 조정하였다.

여기서, 도전 입자는 SEM 입경: 1.2 ㎛, 탭 밀도: 5.0 g/㎤, 비표면적: 1.0 ㎡/g의 구상 은 분말이고, 도전성 페이스트 중 함유율이 93.5 중량％가 되도록 조정하였다.

이와 같이 하여 얻어진 각 도전성 페이스트에 대해서, 이하와 같이 평가를 행하였다.

<간이 그라비아 인쇄에 의한 인쇄 적성의 평가>

(시료의 제조)

얻어진 각 도전성 페이스트를 라인/스페이스=100/200 ㎛, 판 깊이: 20 ㎛의 스트라이프 패턴이 형성된 크롬 도금 요판의 오목부에, 스틸 닥터를 이용하여 충전하였다.

이어서, 이 크롬 도금 요판을 고무 경도 30°의 실리콘 고무로 이루어지는 블랭킷 몸통에 대고, 오목부에 충전된 도전성 페이스트를 블랭킷 몸통 표면에 전사시켰다(오프 공정). 이어서, 두께 1.8 mm의 소다 석회 유리 표면에 블랭킷 몸통 표면의 도전성 페이스트의 패턴을 전사하였다(세트 공정).

이와 같이 하여 얻어진 시료에 대해서, 이하와 같이 평가를 행하였다.

(인쇄 적성 1: 전사성 평가)

세트 공정 후, 블랭킷 몸통 표면에 도전성 페이스트가 남아 있는지를 육안으로 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

○: 블랭킷 표면에 도전성 페이스트의 잔존이 없는 것(100 ％가 전사한 것)

△: 블랭킷 표면의 일부에 도전성 페이스트가 잔존하고 있는 것

×: 블랭킷 전면에 도전성 페이스트가 남아 있는 것

(인쇄 적성 2: 수염상 결함 평가)

도전성 페이스트의 패턴이 전사된 유리 기판을 광학 현미경으로 관찰하고, 수염상 결함의 유무를 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

○: 수염상 결함이 전혀 인정되지 않는 것

△: 약간 수염상 결함이 발생한 것

×: 명백히 많은 수염상 결함이 발생한 것

<비저항값의 측정>

선폭 1 mm, 길이 40 cm의 테스트 패턴을 인쇄하고, 열풍 순환식 건조로를 이용하여 80 ℃에서 30 분간 건조하고, 이어서 200 ℃에서 30 분간 가열 처리를 행하였다. 얻어진 패턴의 저항값을 테스터(밀리옴 하이테스터 3540: 히오키사 제조)를 이용하여 측정하고, 패턴의 막 두께로부터 비저항값을 산출하였다.

<내용제성 평가>

인쇄 적성 평가와 마찬가지로 하여 얻어진 100/200 ㎛의 스트라이프 패턴을, 열풍 순환식 건조로를 이용하여 80 ℃에서 30 분간 건조하고, 이어서 200 ℃에서 30 분간 가열 처리를 행하고, 경화 패턴이 형성된 시료를 얻었다. 얻어진 시료를 실온에서 N-메틸피롤리돈(NMP)에 30 분간 침지하고, 에탄올로 세정·건조한 후, 테이프필 시험을 행하여 박리의 유무를 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

○: 박리가 인정되지 않는 것

△: 약간의 박리가 인정되는 것

×: 전부 박리된 것

이들 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

표 2로부터 실시예 1 내지 7에서는 모두 인쇄 적성이 우수하고, 양호한 비저항값, 내용제성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 다가 알코올 화합물 가교제를 이용하지 않는 비교예에서는 인쇄 적성이 열화하고, 특히 수염상 결함이 많이 발생함과 동시에, 비저항값도 약간 높고, 내용제성도 얻어지지 않는다는 것을 알 수 있다.

11: 도전성 페이스트
12: 그라비아판
13: 실리콘 블랭킷
14: 스테이지
15: 기재

Claims

카르복실산 함유 수지, 도전 입자, 다가 알코올 화합물 및 유기 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
제1항에 있어서, 상기 다가 알코올 화합물은 불휘발성인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
제1항에 있어서, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트로부터 선택된 적어도 1종인 상기 다가 알코올을 포함하는 도전성 페이스트.
제1항에 있어서, 상기 다가 알코올 화합물 중 수산기량은 상기 카르복실산 함유 수지 중 카르복실기에 대하여 0.1 내지 2.0 몰 당량인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트를 기재 상에 도포 건조시켜 도막을 형성하고, 이 도막을 100 내지 250 ℃에서 소성하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전 패턴.