WO2010134536A1 - 導電膜パターンおよび導電膜パターンの形成方法 - Google Patents

導電膜パターンおよび導電膜パターンの形成方法 Download PDF

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WO2010134536A1
WO2010134536A1 PCT/JP2010/058415 JP2010058415W WO2010134536A1 WO 2010134536 A1 WO2010134536 A1 WO 2010134536A1 JP 2010058415 W JP2010058415 W JP 2010058415W WO 2010134536 A1 WO2010134536 A1 WO 2010134536A1
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conductive film
ink
substrate
primer layer
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篤郎 梁田
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コニカミノルタホールディングス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a conductive film pattern using an inkjet method and a conductive film pattern formed thereby.
  • the film thickness after drying is generally caused by a phenomenon generally known as Marangoni effect or coffee stain effect.
  • This phenomenon is based on convection generated by non-uniform surface tension due to concentration gradient when the liquid dries and temperature gradient due to heat of vaporization. If this phenomenon occurs during formation, the formed film thickness will be non-uniform, the surface will become non-planarized, the high-frequency characteristics will be reduced, the specific resistance will be increased, and if it is severe, disconnection will also occur. Therefore, it has been one of the concerns for improving the performance and reliability of the conductive pattern.
  • Patent Document 1 describes that in order to suppress convection in the drying process of droplets, temperature control is performed on the apex and peripheral portions of the droplets during drying to form a uniform film. .
  • a primer layer is provided in advance on the surface of the substrate to improve the adhesion between the formed wiring pattern and the substrate (for example, non-patent literature) 1)
  • surface treatment is performed to adjust the contact angle between the substrate surface and the ink to a desired value.
  • Patent Document 3 a technique is known in which a pattern is formed by ejecting ink containing metal colloidal particles on a substrate having a receiving layer by an ink jet method (for example, Patent Document 3).
  • Patent Document 1 suppresses convection by controlling the temperature of the top or the periphery of a droplet during drying.
  • temperature control with extremely high accuracy is performed. If the droplets on the substrate form patterns of various shapes and sizes, the temperature conditions for suppressing convection are not necessarily the same, but the size of the pattern Therefore, it is not practical to achieve uniform film thickness by this method.
  • the ink penetrates into the receiving layer, and it is possible to form dots that maintain the shape and size of the original droplets. Since it has a fine porous structure, there is a problem that an uneven shape is inevitably generated in the formed conductive film.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a complex conductive film pattern with little variation in film thickness, excellent surface flatness, and sufficient adhesion to a substrate. Another object of the present invention is to provide a conductive film pattern that can be formed without requiring expensive equipment and processes, and a method for forming the conductive film pattern.
  • the metal fine particle-containing ink exhibits a negative zeta potential;
  • the metal fine particle-containing ink exhibits a negative zeta potential;
  • the primer layer contains a compound having at least one functional group selected from primary to tertiary amino groups, quaternary ammonium bases, quaternary phosphonium bases, or sulfonium bases. 3.
  • the conductive film pattern as described in 1 or 2 above.
  • the metal fine particle-containing ink exhibits a positive zeta potential;
  • the metal fine particle-containing ink exhibits a positive zeta potential;
  • the primer layer contains a compound having at least one functional group selected from a phosphoric acid group, a polyphosphoric acid group, a sulfuric acid group, a nitric acid group, a carbonic acid group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and derivatives thereof. 6.
  • the conductive film pattern as described in 4 or 5 above, wherein
  • the inkjet apparatus includes a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, a pressure generating element that causes pressure fluctuation in ink in the pressure chamber, and a driving voltage applying unit that applies a voltage to the pressure generating element.
  • a method for forming a conductive film pattern comprising: a step of disposing a metal fine particle-containing ink exhibiting a negative zeta potential on a substrate on which a primer layer having a positive charge is formed; and a baking step.
  • a method for forming a conductive film pattern comprising: a step of disposing a metal fine particle-containing ink exhibiting a negative zeta potential on a base material provided with a primer layer containing a cationic compound; and a baking step. .
  • the primer layer contains a compound having at least one functional group selected from primary to tertiary amino groups, quaternary ammonium bases, quaternary phosphonium bases, or sulfonium bases. 13. The method for forming a conductive film pattern as described in 11 or 12 above.
  • a method for forming a conductive film pattern comprising: a step of disposing a metal fine particle-containing ink exhibiting a positive zeta potential on a substrate on which a primer layer having a negative charge is formed; and a baking step.
  • a method for forming a conductive film pattern comprising: a step of disposing a metal fine particle-containing ink exhibiting a positive zeta potential on a substrate provided with a primer layer containing an anionic compound; and a baking step. .
  • the primer layer contains a compound having at least one functional group selected from a phosphoric acid group, a polyphosphoric acid group, a sulfuric acid group, a nitric acid group, a carbonic acid group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and derivatives thereof. 16. The method for forming a conductive film pattern as described in 14 or 15 above, wherein
  • the inkjet method includes a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, a pressure generating element that causes pressure fluctuation in ink in the pressure chamber, and a driving voltage applying unit that applies a voltage to the pressure generating element. 19.
  • a conductive film pattern having little variation in film thickness, excellent surface flatness, and sufficient adhesion to a substrate can be formed without the need for complicated and expensive equipment and processes. Can do.
  • a primer layer having a charge opposite in polarity to the zeta potential of the ink is provided on the substrate in advance.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an internal configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment.
  • 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a droplet discharge device (inkjet device) using electrostatic force, which is preferably used in the present invention. It is a figure which shows a multi-nozzle head as an example of the inkjet head used for this invention. It is a figure which shows an example of sectional drawing of a multi-nozzle head.
  • the present inventor has arranged various metal fine particle-containing ink droplets on a base material on which various primer layers are formed, and as a result of conducting a detailed study on film properties after drying, metal fine particles having specific physical properties have been obtained. It has been found that when the contained ink and a primer layer having specific properties are combined, the uniformity of the film thickness of the formed conductive film is improved.
  • the metal fine particles dispersed in the ink have a charge exhibiting a positive or negative zeta potential and are stably dispersed by the action of this charge, but the group on which the primer layer is formed.
  • the absolute value of the zeta potential is reduced due to the interaction between the ink and the primer layer, and the dispersion stability of the metal fine particles is reduced, which promotes the formation of aggregation and precipitation. It is less likely to be affected by the “coffee stain effect”, and it is assumed that the film thickness uniformity is improved.
  • the “coffee stain effect” referred to here is to generate unevenness in which the density of the periphery of the formed dots is high, and conversely, the density of the center is low.
  • the primer layer has a positive charge, or Having a positively charged functional group, or Contains a positively charged compound, or
  • the absolute value of the zeta potential of the ink decreases due to the interaction between the primer layer and the ink disposed on the primer layer, and the dispersion stability of the metal fine particles decreases. Aggregation and precipitation are promoted, and the film thickness uniformity after drying is improved.
  • the primer layer has a negative charge, or Having a negatively charged functional group, or Contains a negatively charged compound, or
  • the absolute value of the zeta potential of the ink decreases due to the interaction between the primer layer and the ink disposed on the primer layer, and the dispersion stability of the metal fine particles decreases. Aggregation and precipitation are promoted, and the film thickness uniformity after drying is improved.
  • a colored resin fine particle dispersed ink containing various color materials so-called pigment ink, which is assumed to be used mainly for image printing in the field of home use and office use. It was known. It is well known that various technical problems have been improved by defining various ink physical properties such as zeta potential.
  • paper is mainly used as a recording medium for home use and office use. Paper is ink-absorbing regardless of whether it is an inkjet-only paper with an ink-receiving layer or a so-called plain paper, so that the ink dries at the same time. It is fixed on paper by being absorbed.
  • the phenomenon due to the “coffee stain effect” does not occur, or has not become so prominent that it becomes a problem that must be solved.
  • the substrate on which the circuit wiring or electrode used in the present invention is formed usually has substantially no permeability of liquid such as ink, the above-mentioned “coffee stain effect” is remarkable.
  • the accuracy of the shape and thickness required for the conductive film pattern to be formed is much higher than that used in image printing, it can be a problem to be solved.
  • the present invention has been made to provide means for solving this problem.
  • Metal fine particle dispersed ink (metal nano ink, silver nano ink)>
  • the metal fine particle-dispersed ink used in the present invention contains metal fine particles, a dispersant, and a solvent, and the metal fine particles coexist in the ink. It is stably dispersed in the solvent by the action of various dispersants (hereinafter also referred to as protective agents), particularly by the action of electrical repulsion.
  • This ink exhibits a positive or negative zeta potential depending on the type of dispersant used.
  • the zeta potential of the ink can be adjusted by the method for producing the fine metal particles used, the dispersion method, the type of the dispersant, the pH adjustment of the dispersion, and the like.
  • the metal fine particles include metals such as gold, silver, platinum, palladium, rhodium, osmium, ruthenium, iridium, copper, nickel, cobalt, iron, tin, chromium, titanium, tantalum, tungsten, indium, and alloys thereof. In particular, it is preferable to use gold, silver, palladium, or copper.
  • the shape and size of the metal fine particles are not particularly limited, but those having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm are preferably used.
  • the physical method is generally a method for producing metal nanoparticles by pulverizing bulk metal
  • the chemical method is a method for producing metal atoms by controlling their aggregation.
  • the chemical method is roughly classified into a wet method performed in a liquid and a dry method performed in air or in a reduced pressure atmosphere.
  • a well-known chemical reduction method as a wet method is to add a reducing agent to a metal ion solution or heat a metal salt solution containing a reducing agent to reduce metal ions and generate nanoparticles. It is a technique to do. Examples of manufacturers producing metal nano inks (for example, silver ink or silver alloy ink) using a wet method include Sumitomo Electric and Nippon Paint. Japanese Patent No. 3933138 discloses an ink production method.
  • the gas evaporation method is known as a dry method.
  • the gas evaporation method is a method in which a metal is evaporated in an inert gas and cooled and aggregated by collision with the gas to generate nanoparticles. It is known that the dry method can make the particle size smaller than the wet method, and the dry method can have a particle size of about several nanometers. Examples of manufacturers that produce metal nanoparticle-containing inks using this method include Harima Kasei Co., Ltd.
  • the dispersing agent has an action of adsorbing to the metal fine particles in the ink and stably dispersing the metal fine particles.
  • compounds used as dispersants include organic acids such as citric acid, malic acid, tartaric acid, organic acid salts such as sodium citrate, potassium citrate, lithium citrate, sodium malate, sodium tartrate, mercaptoacetic acid, mercapto Block copolymer weights of mercapto acids such as propionic acid and mercaptobutanoic acid, mercapto acid salts such as sodium mercaptoacetate, sodium mercaptopropionate and sodium mercaptosuccinate, amines, alkanolamines, polyesters, polyacrylonitrile, polyurethanes and alkanolamines And the like.
  • the solvent is a dispersion medium for the metal fine particles, and it is necessary to adjust the physical properties such as the viscosity and surface tension required when used as inks for ink jet ink and the affinity for the metal fine particles.
  • Various liquid compositions may be used.
  • the solvent used in the present invention include water, ethanol, methanol, butanol, propanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether.
  • Ethylene glycol monomethyl ether acetate Ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, toluene, xylene, decalin, cyclododecene, tetradecane, and the like. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
  • the present invention is characterized in that a primer layer having different charges is provided on a substrate on which a conductive film pattern is formed depending on whether the zeta potential of the ink is positive or negative.
  • a primer layer having different charges is provided on a substrate on which a conductive film pattern is formed depending on whether the zeta potential of the ink is positive or negative.
  • the absolute value of the zeta potential indicated by the metal ink is lowered by the action of the primer layer, and the dispersion stability of the metal fine particles is lowered. It uses the phenomenon that generation is promoted.
  • the absolute value of the zeta potential exhibited by the metal ink is 100 mV or less in order to express the effect of the present invention well.
  • the absolute value of the zeta potential is preferably 10 mV or more.
  • ELSZ-1 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. can be used.
  • the concentration of the metal fine particles in the metal ink used in the present invention can be appropriately adjusted according to the use, and can be, for example, 2 to 50% by mass.
  • the ink when a metal ink is used in an ink jet method, the ink is discharged from an ink jet head in a favorable state, and from the viewpoint of exhibiting an appropriate wetting and spreading property when placed on a substrate. It is preferable to adjust the surface tension to a value of 20 mN / m or more and 50 mN / m or less. Further, the viscosity of the ink is preferably 3 mPa ⁇ s or more and 30 mPa ⁇ s or less.
  • the metal ink of the present invention when used in an ink jet method using electrostatic force, the ejection from the head is made more stable, and the variation in the positions where the ejected ink droplets are arranged on the substrate is reduced.
  • the electric conductivity of the ink is 0.1 ⁇ S / cm or more and 1000 ⁇ S / cm or less.
  • the base material used in the present invention may be appropriately selected and used depending on the application, but those having substantially no ink permeability are preferably used. By using a base material that does not have ink permeability, the flatness of the surface of the base film side of the conductive film pattern to be formed can be made excellent.
  • Examples of the substrate used in the present invention include resin films such as polyimide films, polyamideimide films, polyamide films, and polyester films, glass-epoxy substrates, silicon substrates, ceramic substrates, and glass substrates. .
  • the material of the resin film used in the present invention is not particularly limited.
  • polyester film polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.
  • polycarbonate film polycarbonate film
  • polyarylate film polysulfone (including polyethersulfone).
  • Film polyethylene film, polypropylene film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, syndiotactic polystyrene film, polycarbonate film, cycloolefin polymer film (Arton (manufactured by JSR)), Zeonex, Zeonea (Manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyethersulfone film, polysulfone film, polymethylpentene film, Ether ketone film, polyether ketone imide film, a polyamide film, a fluororesin film, a nylon film, polymethyl methacrylate film, polyacrylate films, and polyarylate films.
  • stacked the film of the different material which has these materials as a main component may be sufficient.
  • the primer layer used in the present invention is provided on the surface of the base material, and when the metal fine particle-containing ink is disposed, the dispersion stability thereof is lowered and the aggregation of the metal fine particles contained in the ink is promoted. It has an action.
  • the primer layer of the present invention does not include a layer such as a porous membrane.
  • the primer layer used in the present invention is roughly classified into two types according to the polarity of the zeta potential of the metal fine particle-containing ink to be arranged.
  • the first type is used when the arranged metal fine particle-containing ink exhibits a negative zeta potential.
  • the primer layer has a positive charge.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being formed of a composition having a positive charge.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being composed of a composition containing a cationic compound.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being composed of a composition containing a compound having a cationic functional group.
  • the primer layer used in the present invention contains a compound having at least one functional group selected from primary to tertiary amino groups, quaternary ammonium bases, quaternary phosphonium bases, or sulfonium bases. It is characterized by being comprised by the composition.
  • a preferred example of the primer layer used in the present invention is characterized in that it takes a form containing a cationic polymer compound or a cationic surfactant as the cationic compound.
  • a polymer amine compound As the primer layer-containing compound preferably used in the present invention, a polymer amine compound can be exemplified.
  • the polymer amine compound is a polymer compound having a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium base in the main chain or side chain, and has a structure having another functional group. Also good.
  • Specific examples of the polymeric amine compound include polyethyleneimine and derivatives thereof, polypropyleneamine, polyvinylamine and derivatives thereof, polyallylamine and derivatives thereof, polyetheramine, poly-L-lysine, poly-L-ornithine and the like. Can do. These polymeric amine compounds may be used alone or in combination with a plurality of compounds.
  • the polymer amine compound can also be used as a commercial product.
  • the compounds preferably used include polyethyleneimine, polyvinylamine and polyallylamine, and polyallylamine is particularly preferred.
  • Polyallylamine can also be used as a commercial product, for example, PAA-01, PAA-03, PAA-05, PAA-08, PAA-15, PAA-15B, PAA-10C, PAA-25, PAA manufactured by Nitto Boseki -H-10C, PAA-03-E, PAA-HCl-01, PAA-HCl-03, PAA-HCl-05, PAA-HCl-3L, PAA-HCl-10L, PAA-H-HCl, PAA-HCl -3S, PAA-HCl-10S, PAA-SA, PAA-D11-HCl, PAA-D41-HCl, PAA-D19-HCl, PAA-D19A, PAA-1112CL, PAA-1112, and the like.
  • the cationic polymer compound used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 500,000, more preferably in the range of 500 to 100,000.
  • the weight average molecular weight is greater than 300, when used as a primer layer, the adhesion between the conductive film pattern and the substrate is preferable.
  • the weight average molecular weight is less than 500,000 because the viscosity of the coating solution when forming the primer layer does not become too high and handling becomes easy and a uniform primer layer can be formed.
  • the primer layer may contain a cationic surfactant.
  • the cationic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and a known cationic surfactant can be used.
  • a hydrophobic group has a higher alkyl group, a higher fatty acid, an alkyl group containing a heterocyclic ring or an aromatic ring, etc., and a quaternary ammonium salt, amine salt, alkanolamine salt, pyridinium salt, phosphonium salt, sulfonium salt as a hydrophilic group
  • a compound having any molecular weight can be used.
  • One kind of cationic surfactant may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • a mode in which the primer layer is constituted by using a cationic surfactant in combination with a cationic polymer compound, particularly a polymer amine compound is also preferably used.
  • the second type of primer layer used in the present invention is used when the metal fine particle-containing ink to be arranged exhibits a positive zeta potential. In this case, the primer layer has a negative charge.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being formed of a composition having a negative charge.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being composed of a composition containing an anionic compound.
  • the primer layer used in the present invention is characterized by being composed of a composition containing a compound having an anionic functional group.
  • the primer layer used in the present invention has at least one functional group selected from a phosphoric acid group, a polyphosphoric acid group, a sulfuric acid group, a nitric acid group, a carbonic acid group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and derivatives thereof. It is characterized by being comprised by the composition containing the compound which has.
  • a preferable example of the primer layer used in the present invention is characterized in that the anionic compound contains an anionic polymer compound or an anionic surfactant.
  • primer layer-containing compound examples include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymer, potassium acrylate-acrylonitrile copolymer, vinyl acetate-acrylic ester copolymer Polymer, acrylic acid-maleic acid copolymer, acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene - ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, vinylnaphthalene-acrylic Acid copolymer, vinyl na
  • the anionic polymer compound used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 500,000, more preferably in the range of 500 to 100,000.
  • the weight average molecular weight is greater than 300, when used as a primer layer, the adhesion between the conductive film pattern and the substrate is preferable.
  • the weight average molecular weight is less than 500,000 because the viscosity of the coating solution when forming the primer layer does not become too high and handling becomes easy and a uniform primer layer can be formed.
  • the primer layer may contain an anionic surfactant.
  • the anionic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and a known anionic surfactant can be used.
  • anionic surfactants used in the present invention include fatty acid soaps, N-acyl-N-methylglycine salts, N-acyl-N-methyl- ⁇ -alanine salts, N-acyl glutamates, acylated peptides, Alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl sulfoacetate, ⁇ -olefin sulfonate, N-acylmethyl taurine, sulfated oil, higher alcohol sulfate, Secondary higher alcohol sulfates, alkyl ether sulfates, secondary higher alcohol ethoxy sulfates, polyoxyethylene alkyl pheny
  • the primer layer used in the present invention can contain various compounds in addition to the above, regardless of whether the metal ink used has a positive or negative zeta potential.
  • examples of such compounds include nonionic polymer compounds, fluorine surfactants, inorganic salts, organic salts and the like.
  • Nonionic polymer compound By including a nonionic polymer compound in the primer layer of the present invention, the adhesion between the conductive film pattern and the substrate can be achieved without impairing the effects of the present invention, that is, the uniformity of the film thickness of the conductive film pattern. May be improved, and is preferably used.
  • nonionic polymer compound used in the present invention examples include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polysaccharides, latex and the like.
  • the wetting and spreading of the metal ink disposed on the primer layer can be controlled to a desired degree, and the size of the pattern formed by the metal ink can be controlled.
  • the shape can be made with high accuracy. In particular, it is preferably used when a fine pattern is formed.
  • the fluorosurfactant used in the primer layer of the present invention may be any of anionic, nonionic, and cationic types, such as perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, perfluoroalkyl trimethyl ammonium salt, Perfluoroalkylaminosulfonate, oligomers containing perfluoroalkyl groups / hydrophilic groups, oligomers containing perfluoroalkyl groups / lipophilic groups, oligomers containing perfluoroalkyl groups / (hydrophilic groups, lipophilic groups), perfluoroalkyls Group / lipophilic group-containing urethane, perfluoroalkyl phosphate ester, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkylamine compound, perfluoroalkyl quaternary ammonium salt, perfluoroalkyl betaine, non-dissociative buffer Fluoroal
  • fluorosurfactants include Megafac F-110, F-120, F-142D, F-144D, F-177, F-177, F-191 manufactured by Dainippon Ink Mfg. Co., Ltd., Sumitomo Fluorad FC-93, FC-95, FC-129, FC-170C, FC-171, FC-430, FC-431 manufactured by 3M Co., Ltd. F-top EF- 122B, EF802, and the like.
  • ⁇ Inorganic salt, organic salt> In the primer layer of the present invention, a form containing various organic salts or inorganic salts is also preferably used.
  • the organic salt and inorganic salt used in the present invention have a property of generating ions in the presence of the solvent of the metal ink.
  • the salt contained in the primer layer is dissociated to generate ions when the ink is disposed on the primer layer.
  • the ion concentration in the arranged ink increases, so that the dispersion stability of the metal fine particles dispersed in the ink is lowered, and the generation of aggregation and precipitation is promoted.
  • the uniformity of the film thickness after drying of the metal fine particles is improved, and the effects of the present invention are more remarkably exhibited.
  • the organic salt and inorganic salt used in the present invention are not particularly limited as long as they dissociate in the metal fine particle-containing ink to generate a cation and an anion form. What is necessary is just to use a suitable thing according to the kind of primer layer. For example, when water is contained as a solvent for the metal fine particle ink, water-soluble organic salts and inorganic salts are used in the primer layer.
  • organic salt used in the present invention are not particularly limited.
  • Examples of the inorganic salt used in the present invention are not particularly limited.
  • various salts such as sodium, magnesium, potassium, calcium, aluminum, phosphorus, titanium, iron, nickel, copper, zinc, and the like, And quaternary ammonium salts.
  • the primer layer used in the present invention may be formed on only one side of the substrate surface where the ink is arranged or on both sides.
  • a conductive film pattern may be formed on both surfaces.
  • the method for forming the primer layer on the substrate is not particularly limited.
  • a solution or dispersion obtained by diluting the composition constituting the primer layer with a solvent is used as a coating solution, and the primer layer is formed on the surface of the substrate.
  • a method of applying by a method such as spray coating, spin coating, dip coating, roll coating or ink jetting can be mentioned.
  • an appropriate solvent can be selected and used according to the type of the primer layer forming composition to be used.
  • water, methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol and other alcohols ethylene glycol
  • examples include glycols such as diethylene glycol and glycerol, esters such as ethyl acetate and propyl acetate, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and amides such as N, N-dimethylformamide.
  • the concentration of the coating solution can be set to an arbitrary value.
  • concentration of the coating solution can be set to an arbitrary value.
  • it is easy to handle and apply to the substrate and the formed primer layer exhibits desired physical properties for example, 0.01 to 20 It is preferable to set an arbitrary value within the range of mass%.
  • the base material to which the primer layer forming coating solution has been applied is heated and dried using a hot air circulating oven (oven) or a hot plate.
  • a hot air circulating oven oven
  • the composition applied to the substrate exhibits desired physical properties and functions on the substrate surface.
  • the primer layer prior to forming the primer layer on the substrate, it is preferable to perform surface treatment on the substrate in advance from the viewpoint of improving the adhesion between the substrate and the primer layer.
  • the surface treatment include plasma treatment, corona discharge treatment, flame treatment, ozone treatment, ultraviolet treatment, radiation treatment, and chemical treatment.
  • plasma treatment corona discharge treatment
  • flame treatment flame treatment
  • ozone treatment ultraviolet treatment
  • radiation treatment and chemical treatment.
  • the surface of the base material is greatly roughened, the flatness of the surface of the conductive film pattern to be formed is impaired, so these treatments are performed so that the surface of the base material is not greatly roughened. Preferably, it is done.
  • the method of arranging the droplets of the metal fine particle-containing ink on the substrate is not particularly limited, but it is preferable to use an ink jet method.
  • an inkjet apparatus using an electrostatic force As an inkjet method, it becomes easy to dispose minute droplets on a substrate with good positional accuracy. It can be preferably used for formation.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the main configuration of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
  • the ink jet recording apparatus 100 includes a bottom plate 1 and a guide rail support 3 that supports the horizontal guide rail 2 from below at a predetermined height position.
  • the horizontal guide rail 2 supports a carriage 7 via a vertical guide rail 6, and the vertical guide rail 6 and the carriage 7 are integrated into a horizontal main scan in a predetermined transport direction by a moving mechanism (not shown). In the direction X, it reciprocates along the horizontal guide rail 2.
  • the carriage 7 reciprocates along the vertical guide rail 6 in the vertical direction Z by a moving mechanism (not shown).
  • the bottom plate 1 is provided with a support base 4 that supports a base material (not shown) from the non-recording surface side.
  • the support 4 transports the recording medium in the sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X by a transport mechanism (not shown).
  • the support 4 also has a function as an electrode of an electrostatic voltage applying unit when ink is ejected using electrostatic attraction force.
  • the carriage 7 is equipped with an ink jet recording head 8 that discharges the ink according to the present invention to the base material.
  • the ink jet recording head will be described in detail later.
  • the carriage and the support base are arranged so that an arbitrary pattern is drawn by the ink ejected from the ink jet recording head on the substrate arranged on the support base. Control is performed so that it can be arbitrarily moved, and ink ejection from the recording head is controlled.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of a droplet discharge device (inkjet device) using electrostatic force, which is preferably used in the present invention.
  • the ink jet recording head 402 used in the present invention can be applied to various liquid ejection devices such as a so-called serial method or line method.
  • the droplet discharge device 401 of the present embodiment has a liquid discharge head 402 on which a nozzle 410 for discharging a droplet D of a chargeable liquid L is formed, and a facing surface that faces the nozzle 410 of the liquid discharge head 402.
  • the counter electrode 403 that supports the base material K that receives the landing of the droplet D on the opposing surface is provided.
  • a resin nozzle plate 411 having a plurality of nozzles 410 is provided on the side of the inkjet recording head (hereinafter, also referred to as a liquid discharge head) 402 facing the counter electrode 403.
  • the liquid discharge head 402 is configured as a head having a flat discharge surface in which the nozzle 410 does not protrude from the discharge surface 412 facing the counter electrode 403 of the nozzle plate 411.
  • Each nozzle 410 is formed by perforating the nozzle plate 411.
  • Each nozzle 410 has a small diameter portion 414 having a discharge hole 413 on the discharge surface 412 of the nozzle plate 411 and a larger diameter formed behind the small diameter portion 414.
  • a two-stage structure with the large diameter portion 415 is adopted.
  • the small diameter portion 414 and the large diameter portion 415 of the nozzle 410 are each formed in a tapered shape having a circular cross section and a smaller diameter on the counter electrode side.
  • the nozzle diameter) is, for example, 10 ⁇ m
  • the inner diameter of the open end of the large diameter portion 415 farthest from the small diameter portion 414 is, for example, 75 ⁇ m.
  • a charging electrode 416 made of a conductive member such as nickel, for example, for charging the liquid L in the nozzle 410 is provided.
  • the charging electrode 416 extends to the inner peripheral surface 417 of the large-diameter portion 415 of the nozzle 410 and comes into contact with the liquid L in the nozzle.
  • the charging electrode 416 is connected to a charging voltage power source 418 as an electrostatic voltage applying unit that applies an electrostatic voltage that generates an electrostatic attraction force, and the single charging electrode 416 includes all the nozzles 410.
  • the electrostatic voltage is applied to the charging electrode 416 from the charging voltage power source 418, the liquid L in all the nozzles 410 is charged at the same time, and the liquid ejection head 402 and the counter electrode 403 are in contact with the liquid L inside. In particular, an electrostatic attraction force is generated between the liquid L and the substrate K.
  • a body layer 419 is provided behind the charging electrode 416.
  • a portion of the body layer 419 facing the opening end of the large diameter portion 415 of each nozzle 410 is formed with a substantially cylindrical space having an inner diameter substantially equal to the opening end, and each space is a liquid to be discharged.
  • the cavity 420 communicates with L.
  • a flexible layer 421 made of a flexible metal thin plate, silicon, or the like.
  • the flexible layer 421 defines the liquid ejection head 402 as the outside.
  • a channel (not shown) for supplying the liquid L to the cavity 420 is formed.
  • the silicon plate as the body layer 419 is etched to provide a cavity 420, a common flow path, and a flow path that connects the common flow path and the cavity 420.
  • a supply pipe (not shown) for supplying the liquid L from a liquid tank (not shown) is connected, and a flow path, a cavity 420, a nozzle 410, etc.
  • a predetermined supply pressure is applied to the liquid L.
  • Piezo elements 422 which are piezoelectric element actuators as pressure generating means, are provided in portions corresponding to the respective cavities 420 on the outer surface of the flexible layer 421.
  • a driving voltage is applied to the piezoelectric elements 422 to the elements.
  • a drive voltage power source 423 for deforming the device is connected.
  • the piezo element 422 is deformed by the application of a driving voltage from the driving voltage power source 423 to generate a pressure on the liquid L in the nozzle and form a meniscus of the liquid L in the discharge hole 413 of the nozzle 410.
  • an electrostatic actuator or a heating element can be adopted as the pressure generating means.
  • the charging voltage power source 418 for applying an electrostatic voltage to the driving voltage power source 423 and the charging electrode 416 is connected to the operation control means 424, and is controlled by the operation control means 424, respectively.
  • the operation control means 424 is composed of a computer in which a CPU 425, a ROM 426, a RAM 427, etc. are connected by a BUS (not shown).
  • the CPU 425 is based on a power control program stored in the ROM 426.
  • the power supply 418 and each drive voltage power supply 423 are driven to discharge the liquid L as ink from the discharge hole 413 of the nozzle 410.
  • the liquid repellent layer 428 for suppressing the oozing of the liquid L from the ejection holes 413 is disposed on the ejection surface 412 other than the ejection holes 413 on the ejection surface 412 of the nozzle plate 411 of the liquid ejection head 402. It is provided on the entire surface.
  • a material having water repellency is used if the liquid L is aqueous, and a material having oil repellency is used if the liquid L is oily.
  • Fluorine resins such as hexafluoropropylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), fluorine siloxane, fluoroalkylsilane, and amorphous perfluoro resin are often used, and a film is formed on the discharge surface 412 by a method such as coating or vapor deposition.
  • the liquid repellent layer 428 may be formed directly on the ejection surface 412 of the nozzle plate 411 or may be formed through an intermediate layer in order to improve the adhesion of the liquid repellent layer 428. .
  • a flat plate-like counter electrode 403 that supports the substrate K is disposed in parallel to the discharge surface 412 of the liquid discharge head 402 and spaced apart by a predetermined distance.
  • the separation distance between the counter electrode 403 and the liquid ejection head 402 is appropriately set within a range of about 0.1 mm to 3 mm.
  • the counter electrode 403 is grounded and is always maintained at the ground potential. Therefore, when an electrostatic voltage is applied to the charging electrode 416 from the charging voltage power source 418, an electric field is generated between the liquid L in the ejection hole 413 of the nozzle 410 and the opposing surface of the counter electrode 403 facing the liquid ejection head 402. Has come to occur. Further, when the charged droplet D lands on the substrate K, the counter electrode 403 releases the electric charge by grounding. On the contrary, a configuration may be adopted in which an electrostatic voltage is applied to the electrode 403 on the substrate side and the electrode 416 in contact with the liquid L is grounded.
  • the counter electrode 403 or the liquid ejection head 402 is provided with positioning means (not shown) for positioning the liquid ejection head 402 and the substrate K by relatively moving them.
  • the droplet D discharged from each nozzle 410 can be landed on the surface of the substrate K at an arbitrary position.
  • a multi-nozzle head 500 is shown in FIG.
  • the multi-nozzle head 500 includes a nozzle plate 531, a body plate 532, and a piezoelectric element 533.
  • the nozzle plate 531 is a silicon base material or silicon oxide base material having a thickness of about 150 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • a plurality of nozzles 501 are formed on the nozzle plate 531, and the plurality of nozzles 501 are arranged in a line.
  • the body plate 532 is a silicon substrate having a thickness of about 200 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • An ink supply port 601, an ink storage chamber 602, a plurality of ink supply paths 603, and a plurality of pressure chambers 604 are formed in the body plate 532.
  • the ink supply port 601 is a circular through hole having a diameter of about 400 ⁇ m to 1500 ⁇ m.
  • the ink storage chamber 602 is a groove having a width of about 400 ⁇ m to 1000 ⁇ m and a depth of about 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the ink supply path 603 is a groove having a width of about 50 ⁇ m to 150 ⁇ m and a depth of about 30 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the pressure chamber 604 is a groove having a width of about 150 ⁇ m to 350 ⁇ m and a depth of about 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the nozzle plate 531 and the body plate 532 are joined to each other, and in the joined state, the nozzle 501 of the nozzle plate 531 and the pressure chamber 604 of the body plate 532 are in a one-to-one correspondence. .
  • the piezoelectric element 533 is bonded to a position corresponding to the pressure chamber 604 of the body plate 532.
  • the piezoelectric element 533 is an actuator composed of PZT and an electrode, and is deformed when a voltage is applied to discharge ink inside the pressure chamber 604 from the nozzle 501.
  • FIG. 3 An example of a cross-sectional view of the multi-nozzle head 500 is shown in FIG.
  • a borosilicate glass plate 534 (see FIG. 4) is interposed between the nozzle plate 531 and the body plate 532.
  • a charging electrode (not shown) for applying an electrostatic voltage to the liquid inside the nozzle is provided.
  • one nozzle 501 and one pressure chamber 604 are formed corresponding to one piezoelectric element.
  • a step is formed in the nozzle 501, and the nozzle 501 includes a lower step portion 501a and an upper step portion 501b.
  • Both the lower step 501a and the upper step 501b have a cylindrical shape, and the diameter D1 (the distance in the left-right direction in FIG. 4) of the lower step 501a is smaller than the diameter D2 (the distance in the left-right direction in FIG. 3) of the upper step 501b. It has become.
  • the lower part 501a of the nozzle 501 is a part that directly discharges the ink circulated from the upper part 501b.
  • the lower portion 501a has a diameter D1 of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m and a length L (a distance in the vertical direction in FIG. 4) of 1.0 ⁇ m to 5.0 ⁇ m.
  • the reason why the length L of the lower step portion 501a is limited to the range of 1.0 ⁇ m to 5.0 ⁇ m is that the ink landing accuracy can be remarkably improved.
  • the upper portion 501b of the nozzle 501 is a portion for allowing the ink flowing from the pressure chamber 604 to flow to the lower portion 501a, and its diameter D2 is 10 ⁇ m to 60 ⁇ m.
  • the lower limit of the diameter D2 of the upper part 501b is limited to 10 ⁇ m or more. If the diameter D2 is less than 10 ⁇ m, the flow resistance of the upper part 501b cannot be ignored with respect to the flow resistance of the entire nozzle 501 (the lower part 501a and the upper part 501b). This is because the ink ejection efficiency tends to decrease.
  • the upper limit of the diameter D2 of the upper step 501b is limited to 60 ⁇ m or less.
  • a borosilicate glass plate 534 having a thickness of about several hundred ⁇ m is provided between the nozzle plate 531 and the body plate 532, and the borosilicate glass plate 534 has an opening for communicating the nozzle 501 and the pressure chamber 604.
  • a portion 534a is formed.
  • the opening 534 a is a through-hole that communicates with the pressure chamber 604 and the upper portion 501 b of the nozzle 501, and is a part that functions as a flow path through which ink flows from the pressure chamber 604 toward the nozzle 501.
  • the pressure chamber 604 is a portion that applies pressure to ink inside the pressure chamber 604 in response to deformation of the piezoelectric element 533.
  • the piezoelectric element 533 when the piezoelectric element 533 is deformed, pressure is applied to the ink inside the pressure chamber 604, and the ink flows from the pressure chamber 604 through the opening 534 a of the borosilicate glass plate 534.
  • the nozzle 501 is reached and finally discharged from the lower step portion 501a of the nozzle 501.
  • a base electrode is provided at a position facing the nozzle plate 531 of the multi-nozzle head 500 (not shown), and the nozzle 501 and the base electrode An electrostatic voltage can be applied between them.
  • the metallic ink disposed on the substrate on which the primer layer is formed is baked to evaporate or decompose an organic substance such as a dispersant contained in the ink or a solvent, thereby expressing conductivity.
  • a desired conductive film pattern is obtained.
  • Any heating device such as a hot air circulating furnace (oven) or a hot plate may be used for firing.
  • the heating conditions can be arbitrary. Therefore, the heating temperature and time for firing may be appropriately set according to the physical properties of the metal ink, primer layer, and substrate.
  • the present invention is used when a conductive film pattern is formed by placing a metal fine particle-containing ink on a substrate and drying it.
  • a conductive film pattern is formed by placing a metal fine particle-containing ink on a substrate and drying it.
  • the form which provides a plating metal layer by performing an electroless-plating process can be mentioned.
  • the previously formed conductive film pattern acts as a catalyst for electroless plating.
  • the plating metal layer can also have a high film thickness uniformity. Therefore, it is preferably used for circuit wiring, electrodes, and the like. I can do it.
  • the plating solution used for the electroless plating treatment is a solution in which metal ions to be deposited as a plating material are dissolved, and contains a reducing agent together with a metal salt. It can be used without particular limitation.
  • metal salts contained in the plating solution include halides, nitrates, sulfates, phosphates, borates, acetic acids of at least one metal selected from Au, Ag, Cu, Ni, Co, and Fe. Salt, tartrate, citrate and the like.
  • reducing agent hydrazine, hydrazine salt, borohalide salt, hypophosphite, hyposulfite, alcohol, aldehyde, carboxylic acid, carboxylate and the like are applicable. Elements such as boron, phosphorus and nitrogen contained in these reducing agents may be precipitated and contained together with the metal. Or you may take the form which an alloy precipitates using the plating solution containing 2 or more types of metal salts.
  • the plating solution can contain additives such as a buffer for adjusting pH and a surfactant as necessary. Moreover, you may make it add organic solvents, such as alcohol, a ketone, and ester other than water as a solvent.
  • the composition of the plating solution is composed of a metal salt of the metal to be deposited, a reducing agent, and an additive and an organic solvent as necessary, but the concentration and composition can be adjusted according to the deposition rate. .
  • the deposition rate can be adjusted by adjusting the temperature of the plating solution.
  • the temperature adjusting method include a method of adjusting the temperature of the plating solution, and a method of adjusting the temperature by heating and cooling the substrate before immersion, for example, when immersed in the plating solution.
  • the film thickness of the metal which deposits by the time immersed in a plating solution can also be adjusted.
  • pre-treat the base material before the base material on which the conductive film pattern is formed is treated with the plating solution examples include heat drying treatment, washing treatment, catalyst activation treatment and the like of the base material.
  • a known treatment method may be selected as necessary to carry out the treatment.
  • electroplating may be further performed to increase the thickness of the wiring.
  • Example 1 Preparation of primer layer forming coating solution
  • 6.5 g of a cationic polymer compound PAA-1112 manufactured by Nittobo, 15% by mass solution
  • 1 was prepared.
  • a glass substrate (Matsunami Glass Industrial Co., Ltd. slide glass) subjected to oxygen plasma treatment and subjected to surface cleaning was prepared.
  • coating liquid No. 1 to 7 were applied by a spin coat method and dried using a dryer, whereby each of the substrate Nos. 1-7 were formed.
  • Silver nanoparticles having an average particle diameter of 20 nm were synthesized using methyldiethanolamine as a dispersant. Using silver and ethylene glycol as a dispersion medium, a silver nano-ink 2 was prepared so that the viscosity at 25 ° C. was 3 mPa ⁇ s, the surface tension was 30 mN / m, and the metal concentration was 20% by mass.
  • the zeta potential of this ink was measured by “ELSZ-2” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. and showed a positive value.
  • ⁇ Preparation of conductive film pattern by inkjet method> A substrate on which various primer layers are formed by discharging silver nano-inks 1 and 2 from a head (nozzle diameter 10 ⁇ m) using the ink jet device described in FIGS. 1 to 4 (electrostatic device using electrostatic and piezoelectric). No. 100 circular dot patterns of silver nano ink having a diameter of 30 ⁇ m were formed on each of Nos. 1 to 7, and Sample No. 1-1 to 1-14 were obtained.
  • the substrate on which the dots were formed was dried at 150 ° C. for 30 minutes.
  • the primer layer on the substrate is formed of silver nano ink by adopting the configuration of the present invention, that is, the zeta potential of the ink and the charge of the primer layer having opposite signs. Occurrence of density unevenness of the formed dots is suppressed. Occurrence of dot density unevenness is suppressed because the film thickness of the conductive film due to the metal fine particles deposited after the ink is dried is observed to be uneven. This means that the uniformity of the film thickness is improved, and the present invention provides a means for forming a conductive film having an improved thickness uniformity.

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Abstract

　膜厚のばらつき及び表面の平坦性に優れ、基材との十分な密着性を有する導電膜パターンを、複雑、高価な設備、工程を必要とせずに形成する導電膜パターン及びその形成方法であって、金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、前記インクが正（または負）のゼータ電位を示すものであり、前記基材のインク被配置面に、負（または正）の電荷を有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする。

Description

導電膜パターンおよび導電膜パターンの形成方法
　本発明は、インクジェット法を利用した導電膜パターンの形成方法とそれにより形成された導電膜パターンに関する。
　銀ナノインクなど、金属微粒子が分散された液体をインクとして用い、インクジェット法により所望のパターンが形成されるように基材上に吐出し、乾燥又は焼成させることで、電子回路の配線や電極などの導電膜パターンを形成する技術が知られている。これら導電膜パターンは従来、主にフォトリソグラフィー法により製造されてきたが、多数の複雑な工程や大掛かりな設備を必要とし、材料の使用効率も低く、製造コストが高いものであった。一方で、インクジェット法を用いると、工程が簡略であり、材料やエネルギーの使用量も比較的少量で済むことから、低コストで微細な配線パターンの形成が可能な技術として注目を集めている。
　ところで、銀ナノインクのような微粒子分散溶液のパターンが固体上で乾燥する際には、一般的にマランゴニ効果、あるいはコーヒーステイン効果として知られる現象により、乾燥後の膜厚の不均一化が起こる場合がある。この現象は、液が乾燥する際の濃度勾配や気化熱による温度勾配に起因する表面張力の不均一化によって発生する対流に基づくものであるのだが、金属微粒子含有インクを用いて導電膜パターンを形成する際にこの現象が起こると、形成された膜厚の不均一、表面の非平坦化が生じてしまい、高周波特性の低下や比抵抗の増大、さらに程度が甚だしい場合は断線の発生にもつながるため、導電性パターンの性能や信頼性向上を図る上で懸念点の一つとなっていた。
　そこで、特許文献１には、液滴の乾燥過程における対流を抑制するために、乾燥時の液滴の頂点部や周辺部の温度制御を行い、一様な膜を形成する旨の記載がある。
　また、形成される配線の信頼性向上や微細化を行うために、基材表面に予めプライマー層を設けておき形成する配線パターンと基材との密着性を向上させたり（例えば、非特許文献１）、インクの浸透性がない基材上に配置された液滴の過剰な濡れ広がりを抑制するため、基材表面とインクとの接触角を所望の値に調整するような表面処理を行ったり（例えば、特許文献２）することが知られている。
　さらに、受容層を有する基材上にインクジェット方式により金属コロイド粒子を含んだインクを吐出してパターンを形成する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
特開２００５－１４４３２４号公報 特開２００８－１５９７１９号公報 特開２０００－３１１５２７号公報
「表面技術」誌　Ｖｏｌ．５９、Ｎｏ．１１、７３２－７３６（２００８）
　特許文献１記載の方法は、乾燥時の液滴の頂点あるいは周辺部の温度を制御することで対流を抑制させるものであるが、実際に対流を抑制させるためには極めて高い精度での温度制御が必要となるばかりでなく、基材上の液滴がさまざまな形状、大きさのパターンを形成している場合、対流の抑制される温度条件は必ずしも全てが同じというわけでなくパターンの大きさによって異なるため、この方法により膜厚の均一化を達成させることは現実的でない。
　また、基材上にプライマー層を設けることにより、基材と形成されたパターンとの密着性を向上させることは可能となるものの、膜厚のばらつきを抑制する効果を有するものはこれまで知られていなかった。
　また、基材表面とインクとの接触角を所望の値に調整するような表面処理を行うことにより、基材上でのインクの過剰な濡れ広がりを抑制してインクの微細なパターンを形成することが可能となるものの、インクの乾燥後の膜厚のばらつきを抑制することはできなかった。
　また、基材上にインク受容層を設けると、受容層内へインクが浸透して、元の液滴の形と大きさを保ったドットを形成することが可能となるものの、受容層自体は微細な多孔構造を有するものであるため、形成される導電膜には必然的に凹凸形状が生じてしまうという問題がある。
　本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、膜厚のばらつきが少なく、表面の平坦性に優れ、基材との十分な密着性を有する導電膜パターンを、複雑、高価な設備、工程を必要とせずに形成する導電膜パターン及びその形成方法を提供することにある。
　本発明の上記課題は下記の構成により達成することができた。
　１．金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
　前記金属微粒子含有インクが負のゼータ電位を示すものであり、
　前記基材のインク被配置面に、正の電荷を有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
　２．金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
　前記金属微粒子含有インクが負のゼータ電位を示すものであり、
　前記基材のインク被配置面に、カチオン性化合物を含有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
　３．前記プライマー層が、第１級～第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、第４級ホスホニウム塩基、あるいはスルホニウム塩基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする前記１または２記載の導電膜パターン。
　４．金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
　前記金属微粒子含有インクが正のゼータ電位を示すものであり、
　前記基材のインク被配置面に、負の電荷を有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
　５．金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
　前記金属微粒子含有インクが正のゼータ電位を示すものであり、
　前記基材のインク被配置面に、アニオン性化合物を含有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
　６．前記プライマー層が、リン酸基、ポリリン酸基、硫酸基、硝酸基、炭酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、およびこれらの誘導体、から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする前記４または５記載の導電膜パターン。
　７．前記基材は、前記金属微粒子含有インクの浸透性を実質的に有さないことを特徴とする前記１～６の何れか１項に記載の導電膜パターン。
　８．インクジェット装置により前記金属微粒子含有インクを基材上に配置することを特徴とする前記１～７の何れか１項に記載の導電膜パターン。
　９．前記インクジェット装置が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる装置であることを特徴とする前記８記載の導電膜パターン。
　１０．前記インクジェット装置が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力も利用して液滴を飛翔させることを特徴とする前記９記載の導電膜パターン。
　１１．負のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、正の電荷を有するプライマー層の形成された基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
　１２．負のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、カチオン性化合物を含有するプライマー層が設けられた基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
　１３．前記プライマー層が、第１級～第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、第４級ホスホニウム塩基、あるいはスルホニウム塩基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする前記１１または１２記載の導電膜パターンの形成方法。
　１４．正のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、負の電荷を有するプライマー層の形成された基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
　１５．正のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、アニオン性化合物を含有するプライマー層が設けられた基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
　１６．前記プライマー層が、リン酸基、ポリリン酸基、硫酸基、硝酸基、炭酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、およびこれらの誘導体、から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする前記１４または１５記載の導電膜パターンの形成方法。
　１７．前記基材は、前記金属微粒子含有インクの浸透性を実質的に有さないことを特徴とする前記１１～１６の何れか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。
　１８．インクジェット法により前記金属微粒子含有インクを基材上に配置することを特徴とする前記１１～１７の何れか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。
　１９．前記インクジェット法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であることを特徴とする前記１８記載の導電膜パターンの形成方法。
　２０．前記インクジェット法が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力も利用して液滴を飛翔させる方法であることを特徴とする前記１９記載の導電膜パターンの形成方法。
　本発明によれば、膜厚のばらつきが少なく、表面の平坦性に優れ、基材との十分な密着性を有する導電膜パターンを、複雑、高価な設備、工程を必要とせずに形成することができる。
　すなわち、金属微粒子含有インクを基材上に配置して乾燥させることにより導電膜パターンを形成する際に、インクのゼータ電位とは逆の極性の電荷を有するプライマー層を基材上に予め設けておくことにより、形成される導電膜パターンの膜厚のばらつきを低減させることができる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。 本発明に好ましく用いられる、静電力を利用した液滴吐出装置（インクジェット装置）の全体構成を示す模式図である。 本発明に用いられるインクジェットヘッドの一例として、マルチノズルヘッドを示す図である。 マルチノズルヘッドの断面図の一例を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態について説明する。
　本発明者は、種々の金属微粒子含有インク滴を種々のプライマー層が形成された基材上に配置し、その乾燥後の膜物性についての詳細な検討を行った結果、特定の物性の金属微粒子含有インクと特定の性質を有するプライマー層を組み合わせた場合に、形成される導電膜の膜厚の均一性が向上することを見出したものである。
　すなわち、インク中に分散されている金属微粒子は、正または負のゼータ電位を示す電荷を有しており、この電荷の作用で安定に分散されているのであるが、プライマー層の形成された基材上に配置された際に、インクとプライマー層の相互作用によりゼータ電位の絶対値が低下し、金属微粒子の分散安定性が低下したことで凝集、沈殿の生成が促進されたため、乾燥時における「コーヒーステイン効果」の影響を受けにくくなり、膜厚の均一性が向上したものだと推察するものである。尚、ここで言う「コーヒーステイン効果」とは、形成されたドットの周辺部の濃度が濃く、逆に中央部の濃度が薄いムラを生じさせることである。
　具体的には、まず、インクとして負のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを用いる場合は、プライマー層が
　正の電荷を有する、又は、
　正の電荷を持つ官能基を有する、又は、
　正の電荷を持つ化合物が含有されている、又は、
　カチオン性化合物が含有されている
　場合に、プライマー層と、プライマー層上に配置されたインクとの相互作用によりインクのゼータ電位の絶対値が低下し、金属微粒子の分散安定性が低下することで凝集、沈殿の生成が促進され、乾燥後の膜厚の均一性が向上する。
　一方、インクとして正のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを用いる場合は、プライマー層が
　負の電荷を有する、又は、
　負の電荷を持つ官能基を有する、又は、
　負の電荷を持つ化合物が含有されている、又は、
　アニオン性化合物が含有されている
　場合に、プライマー層と、プライマー層上に配置されたインクとの相互作用によりインクのゼータ電位の絶対値が低下し、金属微粒子の分散安定性が低下することで凝集、沈殿の生成が促進され、乾燥後の膜厚の均一性が向上する。
　インクジェット法で用いられる微粒子分散インクとしては、従来から、主にホームユース、オフィス用途の分野で画像印刷などの利用を想定した、各種色材を含有させた着色樹脂微粒子分散インク、いわゆる顔料インクが知られていた。そして、ゼータ電位などの各種のインク物性を規定することによりさまざまな技術課題が改善されてきたことは、特に例を挙げるまでも無く良く知られたことである。しかし、本発明の分野と大きく異なるのは、ホームユース、オフィス用途では記録媒体として主に紙が用いられている点である。紙は、それがインク受容層の設けられたインクジェット専用紙である場合や、そうでないいわゆる普通紙である場合に関わらず、インク吸収性を有しているものであるため、インクは乾燥すると同時に吸収されることによって紙に定着する。従って、前記した「コーヒーステイン効果」による現象は発生しない、もしくは解決しなければならないほどの課題となるほど顕著にはならなかった。一方で、本発明が用いられる回路配線や電極などが形成される基材は、通常はインクなどの液体の浸透性を実質的に有さないものであるため上記の「コーヒーステイン効果」が顕著に現れる場合があり、さらに形成される導電膜パターンに要求される形状や厚みの精度が、画像印刷で用いられる場合よりも極めて高いものであるため、解決すべき課題となりうるのである。そして、この課題を解決する手段を提供するために本発明がなされたのである。
　〈金属微粒子分散インク（金属ナノインク、銀ナノインク）〉
　本発明において用いられる金属微粒子分散インク（以下、金属ナノインク、銀ナノインク又は単にインクとも言う。）は、金属微粒子と、分散剤、溶媒を含有するものであり、金属微粒子が、インク中で共存する各種の分散剤（以下、保護剤とも言う。）の作用、特に電気的反発力の作用によって溶媒中に安定に分散されているものである。このインクは、使用されている分散剤の種類によって正あるいは負のゼータ電位を示すものである。
　インクのゼータ電位は、用いられる金属微粒子の製造方法、分散方法、分散剤の種類、分散液のｐＨ調整、などにより調整することができる。
　金属微粒子としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、銅、ニッケル、コバルト、鉄、錫、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウムなどの金属、あるいはこれらの合金を用いることができ、特に、金、銀、パラジウム、銅を用いることが好ましい。金属微粒子の形状や大きさは特に限定されるものではないが、平均粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のものが好ましく用いられる。
　金属ナノ粒子の製造方法としては、大きく二つに分類されている。一つは物理法で、もう一つは化学法である。物理法は、一般にバルク金属を粉砕して金属ナノ粒子を製造する方法であり、化学法は金属原子を発生させてその凝集を制御して作製する方法である。
　化学法は大きくは、液中で行われる湿式法と、空気中もしくは減圧雰囲気中で行われる乾式法に分類される。湿式法として、よく知られている化学還元法は、金属イオン溶液に還元剤を添加すること、もしくは、還元剤を含む金属塩溶液を加熱することで、金属イオンを還元し、ナノ粒子を生成する手法である。湿式法を用いた金属ナノインク（例えば銀インク或いは銀合金インク）を作製しているメーカーには、住友電工、日本ペイントなどが挙げられる。インクの作製方法については、特許第３９３３１３８号公報などが挙げられる。
　乾式法としてはガス中蒸発法が知られている。ガス中蒸発法は、不活性ガス中で金属を蒸発させ、ガスとの衝突により冷却凝集させてナノ粒子を生成する方法である。乾式法の方が湿式法よりも粒径を小さくできることが知られており、乾式法では数ｎｍ程度の粒径も可能である。この方法を用いた金属ナノ粒子含有インクを作製しているメーカーには、ハリマ化成（株）等が挙げられる。
　分散剤は、インク中で金属微粒子に吸着して、金属微粒子を安定に分散させる作用を有するものである。分散剤として用いられる化合物の例として、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸などの有機酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸リチウム、リンゴ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムなどの有機酸塩、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトブタン酸などのメルカプト酸、メルカプト酢酸ナトリウム、メルカプトプロピオン酸ナトリウム、メルカプトコハク酸ナトリウムなどのメルカプト酸塩、アミン、アルカノールアミン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリウレタンとアルカノールアミンなどとのブロック共重合体、等を挙げることができる。
　溶媒は、金属微粒子の分散媒となるものであり、金属微粒子との親和性や、インクジェット用インクとして用いられる場合に必要とされる粘度や表面張力などの物性値の調整のため、必要に応じて各種の液体組成物を用いればよい。本発明において用いられる溶媒の例としては、水、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、トルエン、キシレン、デカリン、シクロドデセン、テトラデカン、などを挙げることができる。これらのうち１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いても良い。
　本発明においては、インクのゼータ電位が正である場合と負である場合とで、導電膜パターンを形成する基材上に異なる電荷を有するプライマー層を設けることを特徴としているものであるが、いずれの場合も、金属インクが基材上に配置された際に、プライマー層の作用によって金属インクの示すゼータ電位の絶対値が低下して金属微粒子の分散安定性が低下し、凝集や沈殿の生成が促進される現象を利用するものである。この観点から、本発明の効果をよく発現するためには、金属インクの示すゼータ電位の絶対値は１００ｍＶ以下であることが好ましい。また、金属インク自体の分散安定性の観点から、ゼータ電位の絶対値は１０ｍＶ以上であることが好ましい。
　ゼータ電位の測定には、公知の各種の測定方法、装置を用いることができるが、例えば、大塚電子（株）製の「ＥＬＳＺ－１」などを用いることができる。
　本発明において用いられる金属インク中における金属微粒子の濃度は、用途に応じて適宜調整して使用することができるが、例えば、２～５０質量％とすることができる。
　また、本発明において、金属インクをインクジェット法で用いる場合は、インクジェットヘッドからの吐出状態を良好なものとし、かつ基材上に配置された際に適度な濡れ広がり性を示すという観点から、インクの表面張力を２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下の値に調整することが好ましい。また、インクの粘度を３ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下とすることが好ましい。
　さらに、本発明の金属インクを静電力を利用したインクジェット法で用いる場合は、ヘッドからの吐出をより安定なものとし、吐出されたインク滴の基材上への配置される位置のばらつきを低減させるという観点から、インクの電気伝導度を０．１μＳ／ｃｍ以上、１０００μＳ／ｃｍ以下とすることが好ましい。
　〈基材〉
　本発明で用いられる基材は、用途に応じて適宜選択して使用すればよいが、インクの浸透性を実質的に有さないものが好ましく用いられる。インクの浸透性を有さない基材を用いることにより、形成される導電膜パターンの基材側表面の平坦性を優れたものとすることが可能となる。
　本発明で用いられる基材の例としては、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、ガラス－エポキシ基材、シリコン基材、セラミックス基材、ガラス基材等が挙げられる。
　本発明で用いられる樹脂フィルムの材質としては、特に限定はないが、例えば、ポリエステル系フィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む）系フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム，ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム（アートン（ＪＳＲ社製））、ゼオネックス、ゼオネア（以上、日本ゼオン社製）、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリアクリレート系フィルム、ポリアリレート系フィルム等を挙げることができる。これらの素材を主成分とする異なる材質のフィルムを積層したフィルムであってもよい。
　〈プライマー層〉
　本発明で用いられるプライマー層は、基材表面に設けられており、金属微粒子含有インクが配置された際にその分散安定性を低下させ、インク中に含有されている金属微粒子の凝集を促進させる作用を有するものである。
　尚、本発明のプライマー層には、多孔質膜等の層は包含されない。
　本発明で用いられるプライマー層は、配置される金属微粒子含有インクのゼータ電位の極性に応じて、大きく２種類に分けられる。
　（カチオン性のプライマー層）
　第１種類目は、配置される金属微粒子含有インクが負のゼータ電位を示す場合に用いられるものであり、この場合プライマー層は正の電荷を有していることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、正の電荷を有する組成物により形成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、カチオン性化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、カチオン性の官能基を有する化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、第１級～第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、第４級ホスホニウム塩基、あるいはスルホニウム塩基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　本発明で用いられるプライマー層の好ましい一例は、カチオン性化合物としてカチオン性高分子化合物やカチオン性界面活性剤が含有された形態をとることを特徴とする。
　本発明において好ましく用いられるプライマー層含有化合物として、高分子アミン化合物を挙げることができる。ここで高分子アミン化合物とは、主鎖又は側鎖に第１級～第３級アミノ基又は第４級アンモニウム塩基を有する高分子化合物であり、さらに他の官能基を有する構造をとっていてもよい。高分子アミン化合物の具体例としては、ポリエチレンイミン及びその誘導体、ポリプロピレンアミン、ポリビニルアミン及びその誘導体、ポリアリルアミン及びその誘導体、ポリエーテルアミン、ポリ－Ｌ－リジン、ポリ－Ｌ－オルニチンなどを挙げることができる。これらの高分子アミン化合物は単独で使用しても良いし、あるいは複数の化合物を併用しても良い。
　高分子アミン化合物は市販品でも使用可能であり、例えば、日東紡績製のＰＡＳ－２１ＣＬ、ＰＡＳ－Ｍ－１Ｌ、ＰＡＳ－Ｍ－１、ＰＡＳ－２２ＳＡ、ＰＡＳ－Ｍ－１Ａ、ＰＡＳ－Ｈ－１Ｌ、ＰＡＳ－Ｈ－５Ｌ、ＰＡＳ－Ｈ－１０Ｌ、ＰＡＳ－９２、ＰＡＳ－９２Ａ、ＰＡＳ－２４０１、ＰＡＳ－２２０１ＣＬ、ＰＡＳ－Ａ－１、ＰＡＳ－Ａ－５、ＰＡＳ－Ｊ－８１Ｌ、ＰＡＳ－Ｊ－８１、ＰＡＳ－８８０などをあげることができる。
　高分子アミン化合物のなかで好ましく用いられる化合物としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンを挙げることができ、ポリアリルアミンを用いることが特に好ましい。ポリアリルアミンは市販品でも使用可能であり、例えば、日東紡績製のＰＡＡ－０１、ＰＡＡ－０３、ＰＡＡ－０５、ＰＡＡ－０８、ＰＡＡ－１５、ＰＡＡ－１５Ｂ、ＰＡＡ－１０Ｃ、ＰＡＡ－２５、ＰＡＡ－Ｈ－１０Ｃ、ＰＡＡ－０３－Ｅ、ＰＡＡ－ＨＣｌ－０１、ＰＡＡ－ＨＣｌ－０３、ＰＡＡ－ＨＣｌ－０５、ＰＡＡ－ＨＣｌ－３Ｌ、ＰＡＡ－ＨＣｌ－１０Ｌ、ＰＡＡ－Ｈ－ＨＣｌ、ＰＡＡ－ＨＣｌ－３Ｓ、ＰＡＡ－ＨＣｌ－１０Ｓ、ＰＡＡ－ＳＡ、ＰＡＡ－Ｄ１１－ＨＣｌ、ＰＡＡ－Ｄ４１－ＨＣｌ、ＰＡＡ－Ｄ１９－ＨＣｌ、ＰＡＡ－Ｄ１９Ａ、ＰＡＡ－１１１２ＣＬ、ＰＡＡ－１１１２などを挙げることができる。
　本発明で用いられるカチオン性高分子化合物は、重量平均分子量が３００～５０００００の範囲内にあるものが好ましく、さらに５００～１０００００の範囲内にあるものがより好ましい。重量平均分子量が３００より大きくすることにより、プライマー層として用いた場合に、導電膜パターンと基材との密着性が良好となるため好ましい。また、重量平均分子量が５０００００より小さくすることによりプライマー層を形成する際の塗布液の粘度が高くなり過ぎず取り扱いが容易となり、均一なプライマー層を形成することが出来るため好ましい。
　また、本発明においては、プライマー層にカチオン性界面活性剤が含有されていても良い。本発明で用いられるカチオン性界面活性剤は、特に限定されることは無く、公知のカチオン性界面活性剤を使用することができる。例えば、疎水基として高級アルキル基、高級脂肪酸、複素環又は芳香環を含むアルキル基などを有し、親水基として第４級アンモニウム塩、アミン塩、アルカノールアミン塩、ピリジニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩などを有する、任意の分子量を有する化合物を用いることができる。また、カチオン性界面活性剤は１種類を単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いても良い。さらに、カチオン性界面活性剤をカチオン性高分子化合物、特に高分子アミン化合物と併用してプライマー層を構成する形態も好ましく用いられる。
　（アニオン性のプライマー層）
　次に、本発明で用いられるプライマー層の第２種類目について説明する。第２種類目は、配置される金属微粒子含有インクが正のゼータ電位を示す場合に用いられるものであり、この場合プライマー層は負の電荷を有していることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、負の電荷を有する組成物により形成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、アニオン性化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、アニオン性の官能基を有する化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　また、本発明で用いられるプライマー層は、リン酸基、ポリリン酸基、硫酸基、硝酸基、炭酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、およびこれらの誘導体、から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含む組成物により構成されていることを特徴とする。
　本発明で用いられるプライマー層の好ましい一例は、アニオン性化合物としてアニオン性高分子化合物やアニオン性界面活性剤が含有された形態をとることを特徴とする。
　本発明において好ましく用いられるプライマー層含有化合物の例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸－アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム－アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル－アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸－マレイン酸共重合体、アクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－メタクリル酸共重合体、スチレン－メタクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、スチレン－α－メチルスチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－α－メチルスチレン－アクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体、スチレン－無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン－アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン－マレイン酸共重合体、酢酸ビニル－エチレン共重合体、酢酸ビニル－脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル－マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル－クロトン酸共重合体、酢酸ビニル－アクリル酸共重合体、などを挙げることができる。
　本発明で用いられるアニオン性高分子化合物は、重量平均分子量が３００～５０００００の範囲内にあるものが好ましく、さらに５００～１０００００の範囲内にあるものがより好ましい。重量平均分子量が３００より大きくすることにより、プライマー層として用いた場合に、導電膜パターンと基材との密着性が良好となるため好ましい。また、重量平均分子量が５０００００より小さくすることによりプライマー層を形成する際の塗布液の粘度が高くなり過ぎず取り扱いが容易となり、均一なプライマー層を形成することが出来るため好ましい。
　また、本発明においては、プライマー層にアニオン性界面活性剤が含有されていても良い。本発明で用いられるアニオン性界面活性剤は、特に限定されることは無く、公知のアニオン性界面活性剤を使用することができる。本発明で用いられるアニオン性界面活性剤の例として、脂肪酸石鹸、Ｎ－アシル－Ｎ－メチルグリシン塩、Ｎ－アシル－Ｎ－メチル－β－アラニン塩、Ｎ－アシルグルタミン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルフォン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α－オレフィンスルホン酸塩、Ｎ－アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第２級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第２級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等を挙げることができる。また、アニオン性界面活性剤は１種類を単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いても良い。さらに、アニオン性界面活性剤をアニオン性高分子化合物と併用してプライマー層を構成する形態も好ましく用いられる。
　（プライマー層に含有されるその他の組成物）
　また、本発明で用いられるプライマー層では、使用される金属インクのゼータ電位が正負いずれの場合においても、上記の他に各種化合物を含有させることができる。その化合物の例として、非イオン性高分子化合物、フッ素系界面活性剤、無機塩、有機塩などが挙げられる。
　〈非イオン性高分子化合物〉
　本発明のプライマー層に非イオン性高分子化合物を含有させることにより、本発明の効果、即ち、導電膜パターンの膜厚の均一性、を損ねることなく、導電膜パターンと基材との密着性を向上させることが可能になる場合があり、好ましく用いられる。
　本発明で用いられる非イオン性高分子化合物の例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、多糖類、ラテックスなどを挙げることができる。
　〈フッ素系界面活性剤〉
　本発明のプライマー層にフッ素系界面活性剤を含有させることにより、プライマー層上に配置された金属インクの濡れ広がりを所望の程度に制御することができ、金属インクにより形成されるパターンの大きさや形状を精度の良いものにすることができる。特に、微細なパターンを形成する場合に好ましく用いられる。
　本発明のプライマー層に用いられるフッ素系界面活性剤は、アニオン型、ノニオン型、カチオン型のいずれでもよく、例えばパーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミノスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基・親水性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基・親油性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基・（親水性基。親油性基）含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基・親油性基含有ウレタン、パーフルオロアルキル燐酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルアミン化合物、パーフルオロアルキル第四級アンモニウム塩、パーフルオロアルキルベタイン、非解離性パーフルオロアルキル化合物、フッ素シリコーンオイルなどフッ素原子含有の低分子化合物が挙げられる。
　市販のフッ素系界面活性剤としては、大日本インキ製造（株）製メガファックＦ－１１０、同Ｆ－１２０、同Ｆ－１４２Ｄ、同Ｆ－１４４Ｄ、同Ｆ－１７７、同Ｆ－１９１、住友スリーエム（株）製フロラードＦＣ－９３、同ＦＣ－９５、同ＦＣ－１２９、同ＦＣ－１７０Ｃ、同ＦＣ－１７１、同ＦＣ－４３０、同ＦＣ－４３１、三菱金属（株）製エフトップＥＦ－１２２Ｂ、同ＥＦ８０２等が挙げられる。
　〈無機塩、有機塩〉
　本発明のプライマー層においては、各種の有機塩あるいは無機塩を含有される形態も好ましく用いられる。本発明で用いられる有機塩及び無機塩は、前記金属インクの溶媒の存在下でイオンを生じる性質を有するものである。この性質を有する有機塩あるいは無機塩がプライマー層に含有されている場合、プライマー層へインクが配置された際にプライマー層に含有されている塩が乖離してイオンを生じる。そうすると、配置されたインク中のイオン濃度が増加することになるため、インク中に分散されている金属微粒子の分散安定性が低下し、凝集、沈殿の生成が促進される。結果として、金属微粒子の乾燥後の膜厚の均一性が向上することになり、本発明の効果がより一層顕著に発現されるのである。
　この観点から、本発明で用いられる有機塩及び無機塩は、金属微粒子含有インク中で乖離して陽イオン及び陰イオンの形態を生じるものであれば特に種類は問わず、使用するインクの種類やプライマー層の種類に応じて適切なものを使用すればよい。例えば、金属微粒子インクの溶媒として水が含まれている場合は、プライマー層に含有される有機塩及び無機塩は水溶性のものが用いられる。
　本発明で用いられる有機塩の例としては、特に限定されるものではないが、例えば、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、フマル酸、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、サリチル酸などの塩、などを挙げることができる。
　本発明で用いられる無機塩の例としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、アルミニウム、リン、チタン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛などの各種塩類、第４級アンモニウム塩、などを挙げることができる。
　〈基材へのプライマー層の形成方法〉
　本発明において用いられるプライマー層は、基材表面のうち、インクが配置される片面のみに形成させても、両面に形成させても良い。両面にプライマー層を形成させた場合は、両面に導電膜パターンを形成させても良い。
　基材上にプライマー層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、プライマー層を構成する組成物を溶媒で希釈した溶液あるいは分散液を塗布液として用い、基材表面に対してスプレーコート、スピンコート、ディップコート、ロールコート、インクジェットなどの方法で付与する方法を挙げることが出来る。この場合、溶媒は用いるプライマー層形成組成物の種類に応じて適当なものを選択して用いることが出来るが、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ－プロパノールなどのアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなどのグリコール類、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等のアミド類などを挙げることができる。
　また、塗布液の濃度は任意の値にすることが出来るが、取り扱い性や基材上へ均一に付与すること、形成されたプライマー層が所望の物性を発現するため、例えば０．０１～２０質量％の範囲の中で任意の値に設定することが好ましい。
　また、プライマー層形成用塗布液を付与された基材は、熱風循環炉（オーブン）やホットプレートなどを用いて加熱乾燥される。加熱乾燥されることにより、基材に付与された組成物が基材表面において所望の物性、機能を発現することになる。
　また、基材上にプライマー層を形成するのに先立って、基材とプライマー層との密着性を高めると言う観点から、基材に予め表面処理を行うことが好ましい。表面処理の例として、プラズマ処理、コロナ放電処理、火炎処理、オゾン処理、紫外線処理、放射線処理、化学薬品処理を挙げることができる。但し、基材表面が大きく粗面化されてしまうと、形成される導電膜パターンの表面の平坦性が損なわれることにつながるため、これらの処理は、基材表面が大きく粗面化されない程度に行われることが好ましい。
　〈基材上へのインクの配置方法（導電膜形成方法）〉
　本発明において、金属微粒子含有インクの液滴を基材上に配置する方法は特に限定されるものではないが、インクジェット方法を用いることが好ましい。
　（インクジェット方法、装置）
　本発明で用いられるインクジェット装置について説明する。
　インクジェット法として静電力を利用する方法のインクジェット装置を用いることにより、微小な液滴を良好な位置精度で基材上に配置することが容易になり、本発明の、微細形状を有する膜パターンの形成に対して好ましく用いることができる。
　（インクジェット記録装置の概要）
　以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の主要構成を示す斜視図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置１００は、底板１と、水平ガイドレール２を下方から所定高さ位置で支持するガイドレール支持台３を備えている。水平ガイドレール２は、垂直ガイドレール６を介してキャリッジ７を支持しており、垂直ガイドレール６とキャリッジ７は、一体となって、図示しない移動機構により所定の搬送方向である水平な主走査方向Ｘに、水平ガイドレール２に沿って往復移動するようになっている。また、キャリッジ７は、図示しない移動機構により垂直方向Ｚに、垂直ガイドレール６に沿って往復移動するようになっている。
　底板１には、図示しない基材を非記録面側から支持する支持台４が配設されている。支持台４は、図示しない搬送機構により主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに、記録媒体を搬送するものである。
　また、支持台４は、静電吸引力を利用してインクを吐出させる場合には、静電電圧印加手段の電極としての機能も具備する。
　キャリッジ７には、本発明に係るインクを基材に対して吐出するインクジェット記録ヘッド８が搭載されている。インクジェット記録ヘッドについては後に詳述する。
　本発明において上記のインクジェット記録装置を使用する際には、支持台上に配置された基材上に、インクジェット記録ヘッドから吐出されたインクによって任意のパターンを描画するように、キャリッジと支持台を任意に移動できるように制御するとともに、記録ヘッドからのインクの吐出制御を行う。
　（静電力を利用した液滴吐出手段）
　図２は、本発明に好ましく用いられる、静電力を利用した液滴吐出装置（インクジェット装置）の全体構成を示す模式図である。なお、本発明で用いられるインクジェット記録ヘッド４０２は、いわゆるシリアル方式あるいはライン方式等の各種の液体吐出装置に適用可能である。
　本実施形態の液滴吐出装置４０１は、帯電可能な液体Ｌの液滴Ｄを吐出するノズル４１０が形成された液体吐出ヘッド４０２と、液体吐出ヘッド４０２のノズル４１０に対向する対向面を有すると共にその対向面で液滴Ｄの着弾を受ける基材Ｋを支持する対向電極４０３とを備えている。
　インクジェット記録ヘッド（以下、液体吐出ヘッドともいう）４０２の対向電極４０３に対向する側には、複数のノズル４１０を有する樹脂製のノズルプレート４１１が設けられている。液体吐出ヘッド４０２は、ノズルプレート４１１の対向電極４０３に対向する吐出面４１２からノズル４１０が突出していないフラットな吐出面を有するヘッドとして構成されている。
　各ノズル４１０は、ノズルプレート４１１に穿孔されて形成されており、各ノズル４１０には、それぞれノズルプレート４１１の吐出面４１２に吐出孔４１３を有する小径部４１４とその背後に形成されたより大径の大径部４１５との２段構造とされている。本実施形態では、ノズル４１０の小径部４１４および大径部４１５は、それぞれ断面円形で対向電極側がより小径とされたテーパ状に形成されており、小径部４１４の吐出孔４１３の内部直径（以下、ノズル径という。）が例えば１０μｍ、大径部４１５の小径部４１４から最も離れた側の開口端の内部直径が、例えば７５μｍとなるように構成されている。
　ノズルプレート４１１の吐出面４１２と反対側の面には、例えばニッケル等の導電性部材よりなりノズル４１０内の液体Ｌを帯電させるための帯電用電極４１６が設けられている。本実施形態では、帯電用電極４１６は、ノズル４１０の大径部４１５の内周面４１７まで延設されており、ノズル内の液体Ｌに接するようになっている。
　また、帯電用電極４１６は、静電吸引力を生じさせる静電電圧を印加する静電電圧印加手段としての帯電電圧電源４１８に接続されており、単一の帯電用電極４１６が全てのノズル４１０内の液体Ｌに接触しているため、帯電電圧電源４１８から帯電用電極４１６に静電電圧が印加されると、全ノズル４１０内の液体Ｌが同時に帯電され、液体吐出ヘッド４０２と対向電極４０３との間、特に液体Ｌと基材Ｋとの間に静電吸引力が発生されるようになっている。
　帯電用電極４１６の背後には、ボディ層４１９が設けられている。ボディ層４１９の各ノズル４１０の大径部４１５の開口端に面する部分には、それぞれ開口端にほぼ等しい内径を有する略円筒状の空間が形成されており、各空間は、吐出される液体Ｌと連通したキャビティ４２０になっている。
　ボディ層４１９の背後には、可撓性を有する金属薄板やシリコン等よりなる可撓層４２１が設けられており、可撓層４２１により液体吐出ヘッド４０２が外界と画されている。
　なお、ボディ層４１９には、キャビティ４２０に液体Ｌを供給するための図示しない流路が形成されている。具体的には、ボディ層４１９としてのシリコンプレートをエッチング加工してキャビティ４２０、共通流路、及び共通流路とキャビティ４２０とを結ぶ流路が設けられており、共通流路には、外部の図示しない液体タンクから液体Ｌを供給する図示しない供給管が連絡されており、供給管に設けられた図示しない供給ポンプにより或いは液体タンクの配置位置による差圧により流路やキャビティ４２０、ノズル４１０等の液体Ｌに所定の供給圧力が付与されるようになっている。
　可撓層４２１の外面の各キャビティ４２０に対応する部分には、それぞれ圧力発生手段としての圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子４２２が設けられており、ピエゾ素子４２２には、素子に駆動電圧を印加して素子を変形させるための駆動電圧電源４２３が接続されている。ピエゾ素子４２２は、駆動電圧電源４２３からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル内の液体Ｌに圧力を生じさせてノズル４１０の吐出孔４１３に液体Ｌのメニスカスを形成させるようになっている。なお、圧力発生手段は、本実施形態のような圧電素子アクチュエータの他に、例えば、静電アクチュエータや発熱素子等を採用することも可能である。
　駆動電圧電源４２３および帯電用電極４１６に静電電圧を印加する前記帯電電圧電源４１８は、それぞれ動作制御手段４２４に接続されており、それぞれ動作制御手段４２４による制御を受けるようになっている。
　動作制御手段４２４は、本実施形態では、ＣＰＵ４２５やＲＯＭ４２６、ＲＡＭ４２７等が図示しないＢＵＳにより接続されて構成されたコンピュータからなっており、ＣＰＵ４２５は、ＲＯＭ４２６に格納された電源制御プログラムに基づいて帯電電圧電源４１８および各駆動電圧電源４２３を駆動させてノズル４１０の吐出孔４１３からインクである液体Ｌを吐出させるようになっている。
　なお、本実施形態では、液体吐出ヘッド４０２のノズルプレート４１１の吐出面４１２には、吐出孔４１３からの液体Ｌの滲み出しを抑制するための撥液層４２８が吐出孔４１３以外の吐出面４１２全面に設けられている。撥液層４２８は、例えば、液体Ｌが水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体Ｌが油性であれば撥油性を有する材料が用いられるが、一般に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が用いられることが多く、塗布や蒸着等の方法で吐出面４１２に成膜されている。なお、撥液層４２８は、ノズルプレート４１１の吐出面４１２に直接成膜してもよいし、撥液層４２８の密着性を向上させるために中間層を介して成膜することも可能である。
　液体吐出ヘッド４０２の下方には、基材Ｋを支持する平板状の対向電極４０３が液体吐出ヘッド４０２の吐出面４１２に平行に所定距離離間されて配置されている。対向電極４０３と液体吐出ヘッド４０２との離間距離は、０．１ｍｍ～３ｍｍ程度の範囲内で適宜設定される。
　本実施形態では、対向電極４０３は接地されており、常時接地電位に維持されている。そのため、前記帯電電圧電源４１８から帯電用電極４１６に静電電圧が印加されると、ノズル４１０の吐出孔４１３の液体Ｌと対向電極４０３の液体吐出ヘッド４０２に対向する対向面との間に電界が生じるようになっている。また、帯電した液滴Ｄが基材Ｋに着弾すると、対向電極４０３はその電荷を接地により逃がすようになっている。また、これとは逆に、基材側の電極４０３に静電電圧を印加し、液体Ｌに接している電極４１６を接地ささせるような構成にしても良い。
　なお、対向電極４０３または液体吐出ヘッド４０２には、液体吐出ヘッド４０２と基材Ｋとを相対的に移動させて位置決めするための図示しない位置決め手段が取り付けられており、これにより液体吐出ヘッド４０２の各ノズル４１０から吐出された液滴Ｄは、基材Ｋの表面に任意の位置に着弾させることが可能とされている。
　次に、以下、図面を参照しながら本発明に好ましく用いられるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の好ましい一態様について説明する。但し、本発明はこれらに限定されない。
　本発明に用いられるインクジェットヘッドの一例として、マルチノズルヘッド５００が図３に示されている。マルチノズルヘッド５００はノズルプレート５３１、ボディプレート５３２及び圧電素子５３３を有している。ノズルプレート５３１は１５０μｍ～３００μｍ程度の厚みを有したシリコン基材また酸化シリコン基材である。ノズルプレート５３１には複数のノズル５０１が形成されており、これら複数のノズル５０１が１列に配列されている。
　ボディプレート５３２は、２００μｍ～５００μｍ程度の厚みを有したシリコン基材である。ボディプレート５３２にはインク供給口６０１、インク貯留室６０２、複数のインク供給路６０３及び複数の圧力室６０４が形成されている。
　インク供給口６０１は直径が４００μｍ～１５００μｍ程度の円形状の貫通孔である。
　インク貯留室６０２は幅が４００μｍ～１０００μｍ程度で深さが５０μｍ～２００μｍ程度の溝である。
　インク供給路６０３は幅が５０μｍ～１５０μｍ程度で深さが３０μｍ～１５０μｍ程度の溝である。圧力室６０４は幅が１５０μｍ～３５０μｍ程度で深さが５０μｍ～２００μｍ程度の溝である。
　ノズルプレート５３１とボディプレート５３２とは互いに接合されるようになっており、接合した状態ではノズルプレート５３１のノズル５０１とボディプレート５３２の圧力室６０４とが１対１で対応するようになっている。
　ノズルプレート５３１とボディプレート５３２とが接合された状態でインク供給口６０１にインクが供給されると、当該インクはインク貯留室６０２に一時的に貯留され、その後にインク貯留室６０２から各インク供給路６０３を通じて各圧力室６０４に供給されるようになっている。
　圧電素子５３３はボディプレート５３２の圧力室６０４に対応した位置に接着されるようになっている。圧電素子５３３はＰＺＴと電極からなるアクチュエータであり、電圧の印加を受けると変形して圧力室６０４の内部のインクをノズル５０１から吐出させるようになっている。
　次に、マルチノズルヘッド５００の断面図の一例を図４に示す。図３では図示しないが、ノズルプレート５３１とボディプレート５３２と間には硼珪酸ガラスプレート５３４（図４参照。）が介在している。また、ノズル内部の液体に静電電圧を印加するための図示しない帯電用電極が設けられている。
　図４に示す通り、１つの圧電素子に対応してノズル５０１と圧力室６０４とが１つずつ構成されている。
　ノズルプレート５３１においてノズル５０１には段が形成されており、ノズル５０１は下段部５０１ａと上段部５０１ｂとで構成されている。下段部５０１ａと上段部５０１ｂとは共に円筒形状を呈しており、下段部５０１ａの直径Ｄ１（図４中左右方向の距離）が上段部５０１ｂの直径Ｄ２（図３中左右方向の距離）より小さくなっている。
　ノズル５０１の下段部５０１ａは上段部５０１ｂから流通してきたインクを直接的に吐出する部位である。下段部５０１ａは直径Ｄ１が１μｍ～１０μｍで、長さＬ（図４中上下方向の距離）が１．０μｍ～５．０μｍとなっている。下段部５０１ａの長さＬを１．０μｍ～５．０μｍの範囲に限定するのは、インクの着弾精度を飛躍的に向上させることができるからである。
　他方、ノズル５０１の上段部５０１ｂは圧力室６０４から流通してきたインクを下段部５０１ａに流通させる部位であり、その直径Ｄ２が１０μｍ～６０μｍとなっている。
　上段部５０１ｂの直径Ｄ２の下限を１０μｍ以上に限定するのは、１０μｍを下回ると、ノズル５０１全体（下段部５０１ａと上段部５０１ｂ）の流路抵抗に対し上段部５０１ｂの流路抵抗が無視できない値となり、インクの吐出効率が低下しやすいからである。
　逆に、上段部５０１ｂの直径Ｄ２の上限を６０μｍ以下に限定するのは、上段部５０１ｂの直径Ｄ２が大きくなるほど、インクの吐出部位としての下段部５０１ａが薄弱化して（下段部５０１ａが面積増大して機械的強度が小さくなる。）、インクの吐出時に変形し易くなり、その結果インクの着弾精度が低下するからである。すなわち、上段部５０１ｂの直径Ｄ２の上限が６０μｍを上回ると、接着剤液の吐出に伴い下段部５０１ａの変形が非常に大きくなり、着弾精度を規定値（＝０．５°）以内に抑えることができなくなる可能性があるからである。
　ノズルプレート５３１とボディプレート５３２との間には数百μｍ程度の厚みを有した硼珪酸ガラスプレート５３４が設けられており、硼珪酸ガラスプレート５３４にはノズル５０１と圧力室６０４とを連通させる開口部５３４ａが形成されている。開口部５３４ａは、圧力室６０４とノズル５０１の上段部５０１ｂとに通じる貫通孔であり、圧力室６０４からノズル５０１に向けてインクを流通させる流路として機能する部位である。圧力室６０４は、圧電素子５３３の変形を受けて当該圧力室６０４の内部のインクに圧力を与える部位である。
　以上の構成を具備するマルチノズルヘッド５００では、圧電素子５３３が変形すると、圧力室６０４の内部のインクに圧力を与え、当該インクは圧力室６０４から硼珪酸ガラスプレート５３４の開口部５３４ａを流通してノズル５０１に至り、最終的にノズル５０１の下段部５０１ａから吐出されるようになっている。
　なお、本発明に係るインクジェット記録装置の一態様としては、マルチノズルヘッド５００のノズルプレート５３１に対向する位置に基材電極が設けられており（図示略）、ノズル５０１と当該基材電極との間に静電電圧を印加できるようになっている。
　従って、圧電素子による液体への圧力付与と帯電用電極による液体への静電吸引力との相乗効果により効率的に液滴を吐出できる液滴吐出ヘッドとすることが出来る。換言すると、静電吸引力が働かない場合には飛翔中の空気抵抗の影響により飛翔速度が低下して正規の着弾位置まで到達できないような微小な液滴を吐出する場合においても、静電吸引力の作用により正規の着弾位置に高い精度で着弾させることができ、良好な形状のパターンを形成することができる。
　〈焼成条件〉
　本発明では、プライマー層の形成された基材上に配置された金属インクは、焼成されることによりインク中に含有される分散剤などの有機物質や溶媒が蒸発あるいは分解され、導電性が発現して所望の導電膜パターンとなる。焼成には熱風循環炉（オーブン）やホットプレートなどの任意の加熱機器を用いればよい。従来は、加熱した際の「コーヒーステイン現象」により、加熱条件によっては形成される導電膜パターンの膜厚の不均一化が生じる場合があったのだが、本発明の構成を採用することにより「コーヒーステイン現象」の発生は抑制されるため、加熱条件は任意とすることができる。そこで、金属インクやプライマー層、基材の物性に応じて、焼成の際の加熱温度や時間を適宜設定すればよい。
　本発明は、金属微粒子含有インクを基材上に配置して乾燥させることにより導電膜パターンを形成する際に用いられるものであるが、別の実施形態として、導電膜パターンを形成した後、さらに無電解めっき処理を行うことによりめっき金属層を設ける形態を挙げることができる。この場合、先に形成した導電膜パターンを無電解めっきの触媒として作用させることになる。本発明の構成によって膜厚の均一性の高い導電膜パターンを触媒として用いることにより、めっき金属層についても膜厚の均一性が高いものとすることが出来るため、回路配線や電極などに好ましく用いることが出来る。
　無電解めっき処理に用いるめっき液は、めっき材料として析出させる金属イオンが溶解された溶液が用いられ、金属塩とともに還元剤が含有されるものであり、公知の無電解めっき液を用途に応じて特に制限なく使用することができる。
　めっき液に含有される金属塩の例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などが挙げられる。
　還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン塩、ボロハライド塩、次亜燐酸塩、次亜硫酸塩、アルコール、アルデヒド、カルボン酸、カルボン酸塩などが適用可能である。これらの還元剤に含有されるボロン、燐、窒素などの元素が、金属とともに析出して含有されていてもよい。或いは２種類以上の金属塩を含有するめっき液を用いて、合金が析出するような形態をとっても良い。
　めっき液には、必要に応じて、ｐＨ調整のための緩衝剤、界面活性剤などの添加物を含有させることができる。また、溶媒として、水以外にアルコール、ケトン、エステルなどの有機溶剤を添加するようにしてもよい。
　めっき液の組成は、析出させる金属の金属塩、還元剤、及び必要に応じて添加物、有機溶媒を添加した組成で構成されるが、析出速度に応じて濃度や組成を調整することができる。また、めっき液の温度を調節して析出速度を調整することもできる。この温度調整の方法としては、めっき液の温度を調整する方法、また例えばめっき液中に浸漬する場合、浸漬前に基材を加熱、冷却して温度調節する方法などが挙げられる。さらに、めっき液に浸漬する時間で析出する金属の膜厚を調整することもできる。
　また、導電膜パターンが形成された基材をめっき液で処理するに先立って、基材に前処理を行うことが好ましい。前処理の例として、基材の加熱乾燥処理、洗浄処理、触媒活性化処理などが挙げられ、公知の処理方法を必要に応じて選択して処理を行えばよい。特に、先に形成された導電膜パターンに対して選択的に触媒能を付与する処理工程を行うことが好ましい。
　また、無電解めっき処理を行って配線パターンを形成した後に、さらに電気めっきを行って配線の厚みを増すようにしてもよい。
　（実施例１）
　（プライマー層形成用塗布液の調製）
　カチオン性高分子化合物であるＰＡＡ－１１１２（日東紡績製、１５質量％溶液）６．５ｇを水１３．５ｇと混合、溶解させて、塗布液Ｎｏ．１を調製した。
　同様の方法により、表１に記載の化合物による塗布液Ｎｏ．２～７を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（基材準備、プライマー層形成）
　ガラス基材（松浪硝子工業（株）製スライドグラス）に対して、酸素プラズマ処理を施し表面洗浄したものを準備した。
　このガラス基材上に、表１記載の塗布液Ｎｏ．１～７をスピンコート法により塗布し、ドライヤーを用いて乾燥させることで、各々プライマー層を有する基材Ｎｏ．１～７を形成した。
　《金属微粒子インクの調製》
　〈負のゼータ電位を有する銀ナノインク１の調製〉
　クエン酸ナトリウムを分散剤として、平均粒径が１５ｎｍの銀ナノ粒子を合成した。分散媒として水及びエチレングリコールを用いて、２５℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ、表面張力が３０ｍＮ／ｍ、金属濃度が２０質量％となるように調製し、銀ナノインク１を得た。このインクのゼータ電位を大塚電子（株）製「ＥＬＳＺ－２」で測定したところ、負の値を示した。
　〈正のゼータ電位を有する銀ナノインク２の調製〉
　メチルジエタノールアミンを分散剤として、平均粒径が２０ｎｍの銀ナノ粒子を合成した。分散媒として水及びエチレングリコールを用いて、２５℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ、表面張力が３０ｍＮ／ｍ、金属濃度が２０質量％となるように調製し、銀ナノインク２を得た。このインクのゼータ電位を大塚電子（株）製「ＥＬＳＺ－２」で測定したところ、正の値を示した。
　〈インクジェット法による導電膜パターンの作製〉
　銀ナノインク１及び２を、図１～図４（静電・圧電によるインクジェット装置）に記載したインクジェット装置を用いて、ヘッド（ノズル径１０μｍ）から吐出することにより、各種プライマー層を形成した基材Ｎｏ．１～７上に、直径３０μｍの銀ナノインクの円形ドットパターンを１００個ずつ形成し、試料Ｎｏ．１－１～１－１４を得た。
　ドットの形成された基材は、１５０℃で３０分間乾燥した。
　（評価１）
　各基材上に形成された１００個のドットパターンを顕微鏡により観察し、ドットの様子を以下の判断基準により評価した。評価結果を表２に示す。
　　◎：観察した全てのドットについて、ドットにムラはみられず、析出状態は良好であった
　　○：一部のドットについて、ドットの周辺部の濃度が濃く、逆に中央部の濃度が薄いムラ（いわゆる、コーヒーステイン現象）が見られたが、このムラが見られたドットの数は、観察したドットの１０％未満であった
　　△：観察したドットのうち１０％以上５０％未満のものについて、ムラが見られた
　　×：観察したドットの５０％以上について、ムラが見られた
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示した結果から明らかなように、基材上のプライマー層を本発明の構成、即ちインクのゼータ電位とプライマー層の電荷を逆の符号となる構成とすることにより、銀ナノインクにより形成されたドットの濃度ムラの発生が抑制されている。ドットの濃度ムラの発生は、インクが乾燥された後に析出した金属微粒子による導電膜の膜厚が不均一であることが観察されたものであることから、この濃度ムラの発生が抑制されていることは即ち、膜厚の均一性が向上していることを示すものであり、本発明が、厚みの均一性が向上した導電膜を形成する手段を提供することを示すものである。
　１　底板
　２　水平ガイドレール
　３　ガイドレール支持台
　４　基材を支持する支持台
　６　垂直ガイドレール
　７　キャリッジ
　８、１１、４０２　インクジェット記録ヘッド
　４０１　液滴吐出装置
　４０３　対向電極
　４１０、５０１　ノズル
　４１６　帯電用電極
　５００　マルチノズルヘッド
　５３３　圧電素子
　６０４　圧力室

Claims (20)

  1. 　金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
    　前記金属微粒子含有インクが負のゼータ電位を示すものであり、
    　前記基材のインク被配置面に、正の電荷を有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
  2. 　金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
    　前記金属微粒子含有インクが負のゼータ電位を示すものであり、
    　前記基材のインク被配置面に、カチオン性化合物を含有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
  3. 　前記プライマー層が、第１級～第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、第４級ホスホニウム塩基、あるいはスルホニウム塩基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする請求項１または２記載の導電膜パターン。
  4. 　金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
    　前記金属微粒子含有インクが正のゼータ電位を示すものであり、
    　前記基材のインク被配置面に、負の電荷を有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
  5. 　金属微粒子含有インクを基材上に配置し、焼成することにより形成される導電膜パターンにおいて、
    　前記金属微粒子含有インクが正のゼータ電位を示すものであり、
    　前記基材のインク被配置面に、アニオン性化合物を含有するプライマー層が形成されているものであることを特徴とする導電膜パターン。
  6. 　前記プライマー層が、リン酸基、ポリリン酸基、硫酸基、硝酸基、炭酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、およびこれらの誘導体、から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする請求項４または５記載の導電膜パターン。
  7. 　前記基材は、前記金属微粒子含有インクの浸透性を実質的に有さないことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の導電膜パターン。
  8. 　インクジェット装置により前記金属微粒子含有インクを基材上に配置することを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の導電膜パターン。
  9. 　前記インクジェット装置が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる装置であることを特徴とする請求項８記載の導電膜パターン。
  10. 　前記インクジェット装置が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力も利用して液滴を飛翔させることを特徴とする請求項９記載の導電膜パターン。
  11. 　負のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、正の電荷を有するプライマー層の形成された基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
  12. 　負のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、カチオン性化合物を含有するプライマー層が設けられた基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
  13. 　前記プライマー層が、第１級～第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、第４級ホスホニウム塩基、あるいはスルホニウム塩基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする請求項１１または１２記載の導電膜パターンの形成方法。
  14. 　正のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、負の電荷を有するプライマー層の形成された基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
  15. 　正のゼータ電位を示す金属微粒子含有インクを、アニオン性化合物を含有するプライマー層が設けられた基材上に配置する工程と、焼成工程と、を有することを特徴とする導電膜パターンの形成方法。
  16. 　前記プライマー層が、リン酸基、ポリリン酸基、硫酸基、硝酸基、炭酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、およびこれらの誘導体、から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物を含有しているものであることを特徴とする請求項１４または１５記載の導電膜パターンの形成方法。
  17. 　前記基材は、前記金属微粒子含有インクの浸透性を実質的に有さないことを特徴とする請求項１１～１６の何れか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。
  18. 　インクジェット法により前記金属微粒子含有インクを基材上に配置することを特徴とする請求項１１～１７の何れか１項に記載の導電膜パターンの形成方法。
  19. 　前記インクジェット法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段、を具備する液体吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であることを特徴とする請求項１８記載の導電膜パターンの形成方法。
  20. 　前記インクジェット法が、さらに静電電圧印加手段を有し、前記圧力変動に加えて静電力も利用して液滴を飛翔させる方法であることを特徴とする請求項１９記載の導電膜パターンの形成方法。
PCT/JP2010/058415 2009-05-22 2010-05-19 導電膜パターンおよび導電膜パターンの形成方法 WO2010134536A1 (ja)

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