TW201410810A - 導電性油墨組成物、導電性圖案的製造方法及導電性電路 - Google Patents

導電性油墨組成物、導電性圖案的製造方法及導電性電路 Download PDF

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Abstract

本發明提供低黏度且印刷適應性優異、能夠在更低溫更短時間下固化、能夠得到具有高導電性而且高精細的圖案的導電性油墨組成物。所述導電性油墨組成物的特徵在於:所述導電性油墨組成物含有導電性填料、熱固性樹脂組成物、有機溶劑作為必須成分,進一步含有具有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物。

Description

導電性墨水組成物、導電性圖案的製造方法以及導電性電路
本發明涉及用於形成導電性膜的導電性油墨組成物、導電性圖案的製造方法以及導電性電路。
作為在觸控式面板、電子紙以及各種電子部件中使用的導電電路、電極等導電圖案的形成方法,已知有印刷法或蝕刻法。
在通過蝕刻法形成導電圖案的情況下,在蒸鍍了各種金屬膜的基板上通過光微影形成圖案化的抗蝕劑膜後,必須將不需要的蒸鍍金屬膜通過化學或電化學溶解除去,最後將抗蝕劑膜除去,該步驟非常地複雜且不能批量生產。
另一方面,通過印刷法能夠以低成本來進行大量生產期望的圖案,進一步通過將印刷塗膜乾燥或者固化而可容易地賦予導電性。
作為這些印刷方式,根據所欲形成的圖案的線寬度、厚度、生產速度,提出了柔版印刷、絲網印刷、凹版印刷、凹版膠印(gravure offset)印刷、噴墨等。
作為印刷圖案,從電子設備的小型化、設計性提高等觀點考慮,要求形成線寬度50μm以下的高精細的導電圖案。
另外,為了應對對電子設備的薄型化、輕量化、柔軟化的要求提高或生產率高的卷對卷印刷,要求在塑膠薄膜上印刷而通過低溫短時間的燒成,從而可得到高導電性、基材密合性、膜硬度等的導電性油墨。進一步,要求在塑膠薄膜中,在廉價且透明性高的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜或在PET薄膜上形成了氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)膜的透明導電薄膜那樣的非耐熱性基材上進行印刷時,能得到上述物性的導電性油墨。
在這樣的情況中,已知各種導電性油墨組成物為含有銀粉末、加熱固化性(熱固性樹脂組成物)成分和溶劑的加熱固化型導電性糊料組成物,上述加熱固化性(熱固性樹脂組成物)成分包含封閉化聚異氰酸酯化合物和熱塑性樹脂,該熱塑性樹脂為從環氧樹脂、線狀聚酯樹脂和氯乙烯乙酸乙烯酯共聚物所組成的群組中選擇的至少一種以上的熱塑性樹脂(專利文獻1~專利文獻6)。
然而,這些導電性油墨組成物的黏度都較高,印刷適應性不優異。另外,為了僅改良印刷適應性,可以在導電性油墨組成物中添加界面活性劑等,但大多數情況是雖然印刷適應性能夠改良但反過來會損害導電性。
專利文獻1:日本專利特開2002-161123
專利文獻2:日本專利特開2006-302825
專利文獻3:日本專利特開2009-26558
專利文獻4:日本專利特開2009-24066
專利文獻5:日本專利特開2012-38614
專利文獻6:日本專利特開2012-38615
本發明要解決的課題為提供一種低黏度且印刷適應性優異、能夠得到具有高導電性的圖案的導電性油墨組成物。
本發明人等為了解決上述課題,深入研究的結果發現:通過在現有的導電性油墨組成物中包含具有磷酸基團的化合物,則在熱固化後也不會損傷得到的導電性圖案的高導電性,得到能夠形成低黏度且印刷適應性優異的導電性圖案的導電性油墨組成物,從而完成本發明。
即本發明提供一種導電性油墨組成物,其特徵在於:所述導電性油墨組成物是含有導電性填料、熱固性樹脂組成物、有機溶劑作為必須成分的導電性油墨組成物,進一步含有具有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物。
另外,本發明提供一種導電性圖案的製造方法,將上述的導電性油墨組成物塗布在非耐熱性基材上,進行加熱。
進一步,本發明提供一種導電性電路,其包含在非耐熱性基材上形成有上述導電性油墨組成物的固化膜的導電性圖案。
由於本發明的導電性油墨組成物含有具有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物,因此可實現低黏度且印刷適應性優異這樣特別顯著的效果。由此,即使在使用PET薄膜等非耐熱性基材的情況下,也能夠製造高導電性的導電性圖案。
(導電性填料)
作為本發明所使用的導電性填料,可以使用公知的物質。例如可列舉鎳、銅、金、銀、鋁、鋅、鎳、錫、鉛、鉻、鉑、鈀、鎢、鉬等,和這些2種以上的合金、混合物或者這些金屬的化合物且具有良好導電性的物質等。特別是由於銀粉可容易實現穩定的導電性,另外熱傳導特性也良好,因此優選。
(銀粉)
在使用銀粉作為本發明的導電性填料的情況下,作為平均粒徑,優選使用中值粒徑(D50)為0.1μm~10μm的球狀銀粉,更優選為0.1μm~3μm。在該範圍內,與含有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物併用,能夠使導電性油墨組成物的流動性的改善效果更大,流動性更良好,在柔版印刷、絲網印刷、凹版印刷或凹版膠印印 刷等特定印刷方法中,即使在這些印刷機上連續地進行印刷的情況下,也容易得到難以發生故障、穩定地良好的導電性圖案。
作為這種銀粉,例如可列舉AG2-1C(DOWA電子學(股)製,平均粒徑D50:0.8μm)、SPQ03S(三井金屬礦山(股)製、平均粒徑D50:0.5μm)、EHD(三井金屬礦山(股)製、平均粒徑D50:0.5μm)、SYLVESTER C-34((股)德力化學研究所製、平均粒徑D50:0.35μm)、AG2-1(DOWA電子學(股)製,平均粒徑D50:1.3μm)、SYLVESTER AgS-050((股)德力化學研究所製、平均粒徑D50:1.4μm)等。
導電性填料也可以為預先用後述的含有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物進行表面被覆而形成的導電性填料。
在本發明的導電性油墨組成物中,導電性填料和後記的熱固性樹脂組成物的比例沒有特別限制,但從得到的導電性圖案的導電性的觀點考慮,以質量換算計,優選每100份導電性填料中,熱固性樹脂組成物為3份~15份的方式調製。
(熱固性樹脂組成物)
在本發明中使用熱固性樹脂組成物。所謂熱固性樹脂組成物,其只是由不能固化的主劑與固化劑的組合構成的組成物。關於主劑和固化劑,按照即使將兩者混合,在常溫下也不會反應,通過加熱才開始進行固化的方式各自選擇。作為主劑,大多使用其本身具有成膜性的熱塑性樹脂,因為容易得到高精細的導電性 圖案。作為這種熱固性樹脂組成物,例如可以列舉:作為主劑的環氧化合物與酸酐、胺、酚樹脂等環氧樹脂固化劑的組合,作為主劑的含有羥基的氯乙烯-乙酸乙烯酯樹脂、含有羥基的聚酯樹脂、含有羥基的丙烯酸系樹脂等含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂與封閉聚異氰酸酯那樣的異氰酸酯固化劑的組合。在調製熱固性樹脂組成物時,上述所例示的主劑或固化劑可以單獨使用,也可以併用二種以上。
作為含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂的市售品,例如作為含有羥基的氯乙烯-乙酸乙烯酯樹脂,可列舉日信化學工業製SOLBIN系列、作為含有羥基的聚酯樹脂,可列舉東洋紡織製BYRON系列等。
特別是優選封閉聚異氰酸酯與具有羥基的成膜性的熱塑性樹脂的組合,因為可以使導電性填料的分散性優異,在組成物中含有更多該組合,其結果是能夠進一步提高導電性,而且對固化時的基材的密合性優異。該密合性在形成導電性圖案的物件為柔軟的非耐熱性基材的情況下,在提高設置有導電性電路的電氣電子部件的彎曲性方面,在能夠高積體化方面極為有利。
(封閉聚異氰酸酯)
在本發明中使用且使封閉劑熱解離而產生遊離異氰酸基的封閉聚異氰酸酯由聚異氰酸酯化合物和封閉劑構成。
作為聚異氰酸酯化合物的種類,沒有特別限定,可為芳香族、脂肪族、脂環族二異氰酸酯、由二異氰酸酯的改質得到的2 聚體或3聚體、含有末端異氰酸基的化合物等。可以單獨使用也可以併用。作為芳香族二異氰酸酯,例如可列舉2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二異氰酸酯、聯茴香胺二異氰酸酯等。作為脂肪族二異氰酸酯,例如可列舉1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯(以下HMDI)、2,2,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯等。作為脂環族二異氰酸酯,例如可列舉離胺酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(以下IPDI)、1,3-雙(異氰酸基甲基)-環己烷、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯等,進一步可列舉由這些二異氰酸酯的改質得到的2聚體或者3聚體。作為改質的方法可列舉縮二脲化、異三聚氰酸酯化等。或者可列舉將上述的二異氰酸酯化合物或者聚異氰酸酯化合物與例如乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、乙醇胺、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚醯胺等活性氫化合物反應得到的含有末端異氰酸基的化合物等。
作為封閉劑,例如可列舉苯酚、甲乙酮肟、亞硫酸氫鈉等公知慣用的封閉劑。在將由本發明的導電性油墨組成物形成的導電性圖案設置在玻璃、金屬、二氧化矽或者陶瓷等耐熱性基材上的情況下,作為這些封閉劑,可以使用任何物質,但在將其設置在PET薄膜、PP薄膜、透明ITO電極薄膜等非耐熱性基材上的情況下,優選使用封閉劑在更低溫下解離而使異氰酸基游離的封閉聚異氰酸酯。特別是在基材上使用PET薄膜作為塑膠薄膜的情 況下,只要是在導電性油墨組成物中含有使用了使異氰酸基產生時的溫度為70℃~125℃那樣的封閉劑的封閉聚異氰酸酯化合物,則在PET膜上不產生翹曲等,可以在其上形成導電性圖案。
作為這樣的能夠在更低溫下解離的封閉劑,可列舉活性亞甲基化合物或吡唑化合物。作為活性亞甲基化合物,可列舉米氏酸(meldrum's acid)、丙二酸二烷基酯、乙醯乙酸烷基酯、2-乙醯乙醯氧基乙基甲基丙烯酸酯、乙醯丙酮、氰乙酸乙酯等,作為吡唑化合物,可列舉吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基吡唑、4-苄基-3,5-二甲基吡唑、4-硝基-3,5-二甲基吡唑、4-溴-3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-苯基吡唑等。其中優選丙二酸二乙酯、3,5-二甲基吡唑等。
關於這種使封閉劑熱解離而產生遊離異氰酸基的封閉聚異氰酸酯化合物,可以對於具有遊離異氰酸基的聚異氰酸酯化合物,通過一邊監視紅外線吸收光譜,一邊與封閉劑進行反應,直到基於異氰酸基的固有吸收光譜消失,從而容易地獲得。
作為優選的封閉聚異氰酸酯的市售品,可列舉封閉劑為活性亞甲基化合物的DURANATE MF-K60B(旭化成化學品公司製)、DESMODUR BL-3475(住化拜耳聚氨酯公司製),另一方面封閉劑為吡唑化合物的TRIXENE BI-7982(Baxenden公司製)、活性亞甲基與吡唑化合物的混合類型TRIXENE BI-7992(Baxenden公司製)。
構成熱固性樹脂組成物的主劑和固化劑,只要根據固化 後它們的各官能團消耗的情況,選擇各自的使用量即可,簡單地說,例如以不揮發成分的質量換算計每100份主劑,固化劑可以為30份~800份。
在將含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂和封閉聚異氰酸酯那樣的異氰酸酯固化劑的組合作為必須成分的熱固性樹脂組成物中,從印刷適應性優異方面考慮,以質量換算計,異氰酸酯固化劑的不揮發成分每100份,含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂的不揮發成分更優選為5份~50份。
(環氧化合物)
作為本發明中的熱固性樹脂組成物,在採用封閉聚異氰酸酯和含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂的組合的情況下,通過在其中併用環氧化合物,能夠低黏度化的同時,可以提高交聯密度、進一步提高對固化後的導電性圖案的基材的密合性或耐溶劑性。作為使用的環氧化合物,沒有特別限定,但優選使用脂肪族的環氧化合物。具體地說,優選使用聚乙二醇、聚丙二醇、己二醇、三羥甲基丙烷、甘油、季戊四醇、山梨糖醇等縮水甘油醚化物等環氧化物或脂環式環氧化合物。其中,更優選聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷等縮水甘油醚化物。
由於脂肪族的環氧化合物在室溫下為液態或半固體,因此可以在不損害導電性的情況下使較高黏度或者固體的構成熱固性樹脂組成物的主劑成分減量,因此可以使導電性油墨組成物的流動性變良好,在柔版印刷、絲網印刷、凹版印刷或凹版膠印印 刷等特定印刷方法中,即使在這些印刷機上連續地進行印刷的情況下,也可容易得到難以發生障礙而穩定地良好的導電性圖案。部分芳香族的環氧化合物為液態或半固體,但從安全方面的理由考慮不優選使用。
當調製本發明的導電性油墨組成物時,在併用環氧化合物作為熱固性樹脂組成物的構成成分的情況下,從提高最終得到的導電性、強韌性、耐溶劑性等導電性圖案的性能的方面考慮,以質量換算計,在上述油墨組成物中含有的總熱固性樹脂組成物的不揮發成分每100份,優選使用5份~50份。
(封閉聚異氰酸酯的反應催化劑)
在本發明所使用的封閉聚異氰酸酯中,如果必要可以併用反應催化劑。作為該反應催化劑,沒有特別限定,但封閉聚異氰酸酯的反應催化劑優選為有機銨鹽或有機脒鹽。具體地說,可以使用作為有機銨鹽的四烷基鹵化銨、四烷基氫氧化銨、四烷基有機酸銨鹽等,作為有機脒鹽的1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯-7(以下DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5(以下DBN)的酚鹽、辛酸鹽、油酸鹽、對甲苯磺酸鹽、甲酸鹽。其中,優選使用DBU-辛酸鹽、DBN-辛酸鹽等。作為市售品,有機銨鹽可列舉TOYOCAT-TR20(東曹公司製),有機脒鹽可列舉U-CAT SA1、U-CAT SA102、U-CAT SA106、U-CAT SA506、U-CAT SA603、U-CAT SA1102(San-APRO公司製)。
從提高最終得到的導電性、耐溶劑性等導電性圖案的性 能的方面考慮,以質量換算計,每100份封閉聚異氰酸酯優選為封閉聚異氰酸酯的反應催化劑3份~30份。
(有機溶劑)
本發明所使用的各種原料由於其大部分其本身在25℃時為固體,因此通常必須在液體介質中溶解等後,在基材上塗布或者印刷導電性油墨組成物的細線圖案。因此,當選擇構成熱固性樹脂組成物的主劑和固化劑時,優選考慮對液體介質的溶解性。
從這樣的觀點考慮,在本發明的導電性油墨組成物中使用可溶解熱固性樹脂組成物,而且與其不具有反應性的在25℃為液體的有機化合物。這樣的有機化合物即為有機溶劑,其種類沒有限制,可列舉酯系、酮系、氯系、醇系、醚系、烴系、醚酯系等。具體地說,例如可列舉甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、正丁醇、異丁醇、異佛爾酮、γ-丁內酯、DBE(英威達日本製)、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙基卡比醇乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、丙二醇單烷基醚乙酸酯等。這些可以單獨使用一種,也可以併用二種以上。其中,不管後述的印刷方法的種類,為了容易得到導電性圖案,作為該有機溶劑,從乾燥速度方面考慮優選使用沸點100℃~250℃的溶劑。
如後所述,在採用凹版印刷法或者凹版膠印印刷法的情況下,優選使這種有機溶劑的矽酮膠布膨潤率為5%~20%,特別優選二乙二醇單丁基醚乙酸酯或二乙二醇單乙基醚乙酸酯等醚酯系有機溶劑。
有機溶劑在導電性油墨組成物中的含有率優選為5質量%~30質量%、進一步優選為7質量%~15質量%。如果在該範圍,則使糊料黏度變得更適當,特別是在凹版印刷或者凹版膠印印刷中,在畫線的角部分或矩陣的交叉點不會產生針孔缺陷,能夠形成更高精細的導電性圖案。
本發明的導電性油墨組成物除了如上所述的公知慣用的原料成分外,最大的特徵為進一步含有具有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物。磷酸基團是指以-H2PO4表示的基團(P原子為5價),磷酸鹽基團是指在-H2PO4中的氫原子的至少一個被鹼金屬離子或鹼土類金屬離子取代而形成鹽形式的基團。另外,磷酸酯基團是指在-H2PO4中的氫原子的至少一個被烷基或苯基取代的基團。
下面將含有磷酸基團的有機化合物、含有磷酸鹽基團的有機化合物、含有磷酸酯基團的有機化合物集中簡寫為含有磷酸基團的有機化合物。
作為這種含有磷酸基團的有機化合物,例如可列舉聚烷二醇單磷酸酯、聚烷二醇單烷基醚單磷酸酯、全氟烷基聚氧基伸烷基磷酸酯、全氟烷基磺醯胺聚氧基伸烷基磷酸酯那樣的低分子化合物、乙烯基膦酸、酸性磷醯基乙基單(甲基)丙烯酸酯、酸性磷醯基丙基單(甲基)丙烯酸酯、酸性磷醯基聚氧基伸烷基二醇單(甲基)丙烯酸酯的均聚物或者上述單體與其它共聚單體的共聚物那樣的含有磷酸基團的聚合物作為高分子化合物。
另外,在上述中作為具體例子,僅例示了含有磷酸基團的有機化合物,但含有磷酸鹽基團的有機化合物可以通過將鹼金屬氫氧化物或鹼土類金屬氫氧化物與含有磷酸基團的有機化合物反應而容易獲得,含有磷酸酯基團的有機化合物可以通過含有磷酸基團的有機化合物與醇的脫水縮合或通過鹼基作用使含有磷酸鹽化物基團的有機化合物與醇進行縮合,同樣地容易獲得。
作為含有磷酸基團的有機化合物,在同量的不揮發成分使用量的對比中,從能夠兼具更低黏度和更低體積電阻率方面看,與含有磷酸酯基團的有機化合物相比,優選含有磷酸基團的有機化合物或含有磷酸鹽基團的有機化合物的一者。
作為上述低分子化合物,可以從例如汽巴精化公司製EFKA系列,另一方面作為高分子化合物,可以從例如BYK公司製DISPERBYK系列分別選擇而使用。
作為上述高分子化合物,優選數量平均分子量1,000以上,其中數量平均分子量1,000~10,000的含有磷酸基團的聚合物,因為在同一使用量中與上述的低分子化合物相比,在不損害導電性的情況下導電性油墨組成物的流動性的改良效果高。
導電性填料、熱固性樹脂組成物和有機溶劑的質量換算合計每100份,本發明所使用的含有磷酸基團的有機化合物的使用量優選為0.1份~3份。
在本發明的導電性油墨組成物中,除了上述成分以外,根據需要可以適當適量調配分散劑、消泡劑、剝離劑、調平劑、 增塑劑等各種添加劑。
本發明的導電性油墨組成物可以通過任何方法,例如在塑膠薄膜、陶瓷薄膜、矽晶圓、玻璃或金屬板的任一種基材上通過塗布或印刷而形成相應導電性圖案。然而,為了使本發明的導電性油墨組成物的真正價值不管如何都能夠發揮,在得到導電性圖案時,使用不能暴曬於高溫的PET薄膜、PP膜薄或者ITO薄膜那樣的透明導電性薄膜。
本發明的導電性油墨組成物可以在任何基材上,使用例如柔版印刷、絲網印刷、凹版印刷或者凹版膠印印刷的印刷方法進行印刷,通過加熱使印刷圖案固化而形成固化膜,從而形成導電性圖案。
作為由本發明的導電性油墨組成物構成的導電性圖案的形成方法,可列舉將本發明的導電性油墨組成物塗布在非耐熱性基材上,進行加熱的方法。本發明的導電性油墨組成物通過含有上述具有磷酸基團的有機化合物,可以更容易地使在25℃下的剪切速度10s-1時的黏度為1Pa.s~50Pa.s。其結果是,將導電性油墨組成物填充在凹版中,將填充的該油墨組成物轉印至膠布輥後,通過將該油墨組成物從膠布輥轉印塗布到非耐熱性基材上,從而將期望的圖案印刷在非耐熱性基材的表面,進行所謂的凹版膠印印刷,接著通過進行加熱而形成導電性圖案。
作為這時的凹版印刷版,可以使用通常的凹版,將玻璃板上的感光性樹脂通過曝光、顯影、洗滌而形成的凹版,將玻璃 板、金屬板、金屬輥通過化學蝕刻和雷射蝕刻而形成的凹版。
另外,矽酮膠布為具有矽酮橡膠層、PET層、海綿層那樣的層結構的片材,通常可以在捲繞於被稱為膠布滾筒的具有剛性的圓筒上的狀態下使用。
在由本發明的導電性油墨組成物構成的導電性圖案的形成方法中,在採用上述凹版膠印印刷方法的情況下,關於矽酮膠布,要求從凹版的轉印性和對基材的轉印性。為了得到對基材的充分的轉印性,必須在膠布表面以一定比例吸收導電性油墨組成物中的液體成分。如果吸收不充分,則對基材轉印時導電性油墨組成物層容易產生層間剝離,反過來,如果吸收超過一定比例則導電性油墨組成物在膠布表面乾燥,存在容易產生對基材的轉印不良等問題。
通過使導電性油墨組成物在25℃時的黏度為1Pa.s~50Pa.s,在採用凹版膠印印刷法而連續地進行導電性圖案的印刷的情況下,在畫線的角部分或矩陣的交叉點上容易產生針孔缺陷,能夠形成良好的導電性細線圖案,而且也難以產生對凹版的上墨性,從凹版向膠布的轉移性的問題。
本發明的導電性油墨組成物,按照例如線寬度為10μm~150μm範圍的方式,在基材上塗布而形成印刷圖案,通過將其加熱固化,從而可以形成導電性圖案。
於是,在基材上設置的印刷圖案,例如通過在100℃~130℃加熱20~5分鐘,從而形成固化膜,形成導電性圖案而顯現導電 性。
由本發明的導電性油墨組成物形成的導電性圖案,可以為如β那樣粗的線寬度的畫線,但使用了本發明的導電性油墨組成物情況下的特徵在將如上述那樣的比以前更細的線寬度畫線設置在基材上時,特別顯著地發揮。
如上所述,由於由本發明的導電性油墨組成物構成的導電性圖案能夠在比以前更低溫且短時間內形成,因此本發明的導電性油墨組成物的特徵與陶瓷薄膜、玻璃或金屬板那樣的耐熱性高的基材相比,在耐熱性更低而容易熱變形的非耐熱性基材上形成導電性圖案時,特別顯著地發揮。因此,在非耐熱性基材上形成有本發明的導電性油墨組成物的固化膜的導電性圖案可以優選用作在非耐熱性基材上形成的導電性電路。
這樣,關於使用本發明的導電性油墨組成物,在各種基材上通過使用各種印刷方法進行印刷加熱而形成設置有導電性圖案的基材根據需要通過進行佈線等作為導電性電路,可以形成各種電氣部件、電子部件。具體地說,本發明的導電性油墨組成物對透明ITO電極那樣的透明導電薄膜的密合性也優異。
作為最終產品,例如可列舉觸控式面板的引出電極或顯示器的引出電極、電子紙、太陽能電池、其它配線品等。
實施例
下面通過實施例具體地說明本發明。這裡「%」如果沒有特別說明就為「質量%」。
按照表1所記載的質量份數使用各原料,將這些原料充分混合,調製作為實施例的本發明的各導電性油墨組成物和作為比較例的以前的各導電性油墨組成物。
關於這些各導電性油墨組成物,通過以下的測定項目,評價導電性油墨組成物本身的特性和由其得到的導電性圖案的特性。將該評價結果也集中示於下面的表1、表2中。
(黏度)
使用旋轉式流變儀,測定在25℃下、剪切速度為10s-1時的本發明的導電性油墨組成物的黏度。
(印刷適應性)
使用本發明的導電性油墨組成物,通過下述方法進行凹版膠印印刷,製作導電電路。
使用刮片(doctor blade)將導電性油墨組成物上墨在玻璃製的凹版上後,在捲繞有膠布的圓筒上擠壓、接觸,將期望的圖案轉移到膠布上。之後,將該膠布上的塗膜擠壓、轉印至作為基材的透明導電薄膜上,製作線寬度30μm~100μm的導電電路。在上述的導電電路中,顯微觀察線寬度30μm線,根據以下基準評價細線再現性。
◎:線的直線性特別優異,無斷線地方
○:線的直線性優異,無斷線地方
×:線的直線性差,有斷線地方
(體積電阻率)
使用塗布器按照乾燥後的膜厚為4μm的方式將導電性油墨組成物塗布在透明導電膜上(ITO膜面),在125℃下乾燥10分鐘。使用該油墨塗膜,使用LORESTA GP MCP-T610(三菱化學公司製)通過四端子法進行測定。體積電阻率為導電性高低的標準。
銀粉:
AG-2-1C(DOWA電子學(股)製、平均粒徑D50:0.8μm)
BYRON 200:分子量17,000、羥基價6、玻璃轉移點溫度(Tg)67℃、熱塑性聚酯樹脂(東洋紡織公司製)
SOLBIN AL:數量平均分子量22,000、玻璃轉移點溫度(Tg)76℃、氯乙烯/乙酸乙烯酯/乙烯醇的共聚合質量比為93/2/5的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(日信化學工業公司製)
DENACOL EX-321:三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚(長瀨化學(Nagasechemtex)公司製)
TRIXENE BI 7982:封閉劑為3,5-二甲基吡唑的封閉異氰酸酯(安鋒實業(Baxenden)公司製)
DISPER BYK-111:數量平均分子量為1,000~10,000的範圍的 含有磷酸基團的聚合物(高分子化合物)(畢克化學(BYK)公司製)
EFKA-8512:含有聚氧基伸烷基的磷酸酯(低分子化合物)(汽巴精化公司製)
U-CAT SA 102:DBU-辛酸鹽(San-APRO公司製)
U-CAT SA 603:DBU-甲酸鹽(San-APRO公司製)
CUREZOL 2E4MZ:2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成公司製)
EDGAc:二乙二醇單乙基醚乙酸酯
由表1的評價結果可知,含有具有磷酸酯基團的有機化合物的實施例4的導電性油墨組成物,與未含有其的比較例1的導電性油墨組成物相比,黏度和印刷適應性均優異。由實施例3與實施例4的對比可知,使用了高分子化合物作為含有磷酸基團的有機化合物時,與使用了含有磷酸酯基團的低分子化合物的情況相比,黏度和導電性明顯優異。
可知:關於實施例3~實施例4的導電性油墨組成物,含有羥基的成膜性的熱塑性樹脂與異氰酸酯固化劑的各不揮發成分比例的關係為後者的固化劑更多,與前者的熱塑性樹脂更多的實施例1~實施例2的導電性油墨組成物相比,印刷適應性更優異。
另外,由於實施例的導電性油墨組成物都是封閉異氰酸酯的封閉劑為低溫解離性的活性亞甲基化合物和/或吡唑化合物,因此,即使在透明導電薄膜或PET薄膜那樣的非耐熱性基材上,也能夠在無翹曲等低溫短時間下形成由固化膜構成的導電性圖案,得到的導電性圖案在導電性、基材密合性上也充分令人滿意。
[產業可利用性]
本發明的導電性油墨組成物能夠用作各種電氣部件、電子部件的導電性圖案形成用的導電性銀糊料。

Claims (9)

  1. 一種導電性油墨組成物,其特徵在於:所述導電性油墨組成物含有導電性填料、熱固性樹脂組成物、有機溶劑作為必須成分,進一步含有具有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團的有機化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的導電性油墨組成物,其中所述有機化合物為含有從磷酸基團、磷酸鹽基團、磷酸酯基團所組成的群組中選擇的至少一種官能團,且數量平均分子量1,000以上的聚合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的導電性油墨組成物,其中所述導電性填料為平均粒徑0.1μm~3μm的球狀銀粉。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的導電性油墨組成物,其中所述熱固性樹脂組成物為含有具有羥基的成膜性的熱塑性樹脂和封閉聚異氰酸酯的熱固性樹脂組成物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的導電性油墨組成物,其進一步併用環氧化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的導電性油墨組成物,其中在25℃下、剪切速度10s-1時的黏度為1Pa.s~50Pa.s。
  7. 一種導電性圖案的製造方法,將如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的導電性油墨組成物塗布在非耐熱性基材上,進行加熱。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的導電性圖案的製造方法,將如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的導電性油墨組成物填充在凹版中,將填充的所述油墨組成物轉印至膠布輥後,通過將所述油墨組成物從所述膠布輥轉印塗布到非導電性支撐體,從而將期望的圖案印刷在非耐熱性基材表面,接著進行加熱。
  9. 一種導電性電路,其包含在非耐熱性基材上形成有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的導電性油墨組成物的固化膜的導電性圖案。
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