JP6497129B2 - Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern - Google Patents
Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern Download PDFInfo
- Publication number
- JP6497129B2 JP6497129B2 JP2015037810A JP2015037810A JP6497129B2 JP 6497129 B2 JP6497129 B2 JP 6497129B2 JP 2015037810 A JP2015037810 A JP 2015037810A JP 2015037810 A JP2015037810 A JP 2015037810A JP 6497129 B2 JP6497129 B2 JP 6497129B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- dispersant
- group
- compound
- conductive pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
本発明は、分散剤及びその製造方法、インク、並びに導電性パターンの形成方法に関する。 The present invention relates to a dispersant and a method for producing the same, an ink, and a method for forming a conductive pattern.
従来より、基材上に、配線、アンテナ等の導電性パターンを形成する方法として、フォトリソグラフィー、エッチング等が主に利用されているが、プロセスの工程数、材料の使用効率等の点で問題があり、製造コストも高い。
そこで、インクジェット印刷法等の印刷法を用いて、導電性パターンを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, photolithography, etching, etc. have been mainly used as a method for forming conductive patterns such as wiring and antennas on a substrate, but there are problems in terms of the number of process steps, material use efficiency, etc. There are high manufacturing costs.
Then, the method of forming a conductive pattern using printing methods, such as an inkjet printing method, is known (for example, refer patent document 1).
前記インクジェット印刷法は、インクジェット法を用いて、基板上にインクを印刷した後、乾燥・焼成する方法である。
インクとしては、一次粒径がnmオーダーの金属粒子が分散媒中に分散しているナノメタルインクが知られている。
例えば、導電性フィルムを形成する方法として、基板の表面上に複数の銅ナノ粒子を含有するフィルムを堆積させる段階と、フィルムの少なくとも一部を露光して、露光部分を導電性にする段階とを備えた方法が提案されている(特許文献2参照)。このとき、導電性フィルムが、銅ナノ粒子、溶媒及び分散剤を含有する分散液から堆積される。
しかしながら、前記提案の方法は銅ナノ粒子が吸収した光エネルギーから変換される熱エネルギーによって局所的に加熱焼成しているため、良好な膜質及び導電性を得るための露光条件の好適な範囲が狭いという課題がある。
The inkjet printing method is a method in which ink is printed on a substrate using the inkjet method, and then dried and baked.
As an ink, a nano metal ink in which metal particles having a primary particle size of the order of nm are dispersed in a dispersion medium is known.
For example, as a method of forming a conductive film, a step of depositing a film containing a plurality of copper nanoparticles on the surface of a substrate, a step of exposing at least a part of the film to make the exposed portion conductive, Has been proposed (see Patent Document 2). At this time, a conductive film is deposited from a dispersion containing copper nanoparticles, a solvent and a dispersant.
However, since the proposed method is locally heated and baked by thermal energy converted from light energy absorbed by the copper nanoparticles, the preferred range of exposure conditions for obtaining good film quality and conductivity is narrow. There is a problem.
本発明は、焼成不足や過剰焼成のない金属粒子の分散剤の提供を目的とする。 An object of this invention is to provide the dispersing agent of the metal particle which does not have baking shortage and excessive baking.
上記課題は、次の(1)に記載の「分散剤」により解決される。
(1)「金属粒子の分散液に用いられる分散剤であって、下記一般式(1)で表わされる化合物由来の構成単位と、下記構造式(2)で表わされる化合物由来の構成単位と、イオン性基を有する化合物由来の構成単位とを有することを特徴とする分散剤。
The above problem is solved by the “dispersant” described in the following (1).
(1) “A dispersant used in a dispersion of metal particles, a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (1), a structural unit derived from a compound represented by the following structural formula (2), And a structural unit derived from a compound having an ionic group.
本発明によると、焼成不足や過剰焼成のない金属粒子の分散剤が簡便に得られる。 According to the present invention, a dispersing agent for metal particles that is free from insufficient firing or excessive firing can be easily obtained.
本発明は、上記(1)に記載の「分散剤」に係るものであるが、以降の詳細な説明から理解されるように、つぎの(2)〜(7)に記載される態様の「分散剤」、「分散剤の製造方法」、「インク」、「導電性パターンの形成方法」をも包含する。
(2)「前記イオン性基を有する化合物におけるイオン性基が、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、及びホスホ基から選択されるいずれかを含むものであることを特徴とする前記(1)に記載の分散剤。」
(3)「金属粒子の分散液に用いられる分散剤を製造する方法であって、下記一般式(1)で表わされる化合物由来の構成単位と、下記構造式(2)で表わされる化合物と、イオン性基を有する化合物とを重合させる工程を有することを特徴とする分散剤の製造方法。
The present invention relates to the “dispersant” described in the above (1), but as will be understood from the following detailed description, the “of the embodiment described in the following (2) to (7)” Also included are "dispersant", "dispersant manufacturing method", "ink", and "conductive pattern forming method".
(2) The ionic group in the compound having an ionic group includes any one selected from an amino group, a carboxyl group, a sulfo group, and a phospho group. Dispersant. "
(3) “A method for producing a dispersant used in a dispersion of metal particles, comprising a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following structural formula (2); A method for producing a dispersant, comprising a step of polymerizing a compound having an ionic group.
(4)「導電性パターンの形成に用いられるインクであって、前記(1)又は(2)に記載の分散剤、金属粒子、及び分散媒体液を含むことを特徴とするインク。」
(5)「前記媒体液がグリコールエーテル、グリコールエステル、ジアルキルグリコールエーテルの中から選ばれる溶媒を主成分とするものであることを特徴とする前記(4)に記載のインク。」
(6)「前記(4)又は(5)に記載のインクを基材上に塗布する塗布工程と、前記基材上に塗布されたインクを焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする導電性パターンの形成方法。」
(7)「前記焼成工程は、前記基材上に塗布されたインクを光焼成する段階を含むことを特徴とする前記(6)に記載の導電性パターンの形成方法。」
(4) “Ink used for forming a conductive pattern, comprising the dispersant, metal particles, and dispersion medium liquid according to (1) or (2)”.
(5) The ink according to (4) above, wherein the medium liquid contains a solvent selected from glycol ether, glycol ester, and dialkyl glycol ether as a main component.
(6) Conductivity characterized by including an application step of applying the ink according to (4) or (5) on a substrate and a baking step of baking the ink applied on the substrate. Method for forming a sex pattern. "
(7) “The method for forming a conductive pattern according to (6), wherein the baking step includes a step of photo-baking the ink applied on the base material.”
(分散剤)
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の分散剤は、金属粒子の分散に用いられ、下記一般式(1)で表わされる化合物由来の構成単位と、下記構造式(2)で表わされる化合物由来の構成単位と、イオン性基を有する化合物由来の構成単位とを有する。
(Dispersant)
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The dispersant of the present invention is used for dispersing metal particles, and is a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (1), a structural unit derived from a compound represented by the following structural formula (2), and an ionic group And a structural unit derived from a compound having
少なくとも上記単量体を構成要素とする重合体は、主鎖に対してアルキレンオキシドの繰り返し構造である側鎖が伸びる櫛型ポリマーとなる。このアルキレンオキシド部分が溶媒との相溶性に寄与すると共に熱分解時に完全にガス化しやすく、残留しにくいと考えられる。 The polymer having at least the above monomer as a constituent element becomes a comb polymer in which a side chain that is a repeating structure of an alkylene oxide extends with respect to the main chain. It is considered that this alkylene oxide part contributes to compatibility with the solvent, and is easily gasified completely during thermal decomposition and hardly remains.
<一般式(1)で表わされる化合物由来の構成単位>
前記一般式(1)で表わされる化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリラート、エチレングリコールメチルエーテルメタクリラート、ジ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリラート、エチレングリコールフェニルエーテルメタクリラート、メタクリル酸トリエチレングリコールメチルエーテル、Poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylateなどのメタクリレート、エチレングリコールメチルエーテルアクリラート、エチレングリコール フェニル エーテル アクリラート、ジ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリラート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテルアクリラート、エチレングリコールジシクロペンテニルエーテルアクリラート、Di(ethylene glycol) 2−ethylhexyl ether acrylate、Poly(propylene glycol) 4−nonylphenyl ether acrylate、Poly(ethylene glycol) phenyl ether acrylate、Poly(propylene glycol) methyl ether acrylate、ポリ(プロピレングリコール)アクリラートなどのアクリレートが挙げられる。
<Constitutional unit derived from the compound represented by the general formula (1)>
The compound represented by the general formula (1) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate, ethylene glycol methyl ether methacrylate, di ( Ethylene glycol) methyl ether methacrylate, ethylene glycol phenyl ether methacrylate, methacrylate triethylene glycol methyl ether, methacrylates such as poly (ethyl glycol) ethyl ether methacrylate, ethylene glycol methyl ether acrylate, ethylene glycol phenyl ether acrylate, di ( Ethylene glycol) ethyl ether acrylate, poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate , Ethylene glycol dicyclopentenyl ether acrylate, Di (ethyl glyceryl) 2-ethyl hexyl ether acrylate, poly (propylene glyceryl) 4-nonethyl propyl ether acrylate, Poly (ethyl propyl ether) Examples include acrylates such as acrylate and poly (propylene glycol) acrylate.
<イオン性基を有する化合物由来の構成単位>
前記イオン性基を有する化合物におけるイオン性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミノ基又はその塩、カルボキシル基又はその塩、スルホ基又はその塩、ホスホ基又はその塩、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、金属粒子に対する吸着性の点から、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホ基が好ましい。
<Constitutional unit derived from a compound having an ionic group>
There is no restriction | limiting in particular as an ionic group in the compound which has the said ionic group, According to the objective, it can select suitably, For example, an amino group or its salt, a carboxyl group or its salt, a sulfo group or its salt, Examples thereof include a phospho group or a salt thereof. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, an amino group, a carboxyl group, a sulfo group, and a phospho group are preferable from the viewpoint of adsorptivity to metal particles.
前記アミノ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジ−tert−ブチルアミノエチルアクリレート、N−フェニルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジフェニルアミノエチルメタクリレート、アリルアミン、4−アミノスチレン、4−N,N−ジメチルアミノスチレン、N−メチルアミノエチルスチレン、ジメチルアミノエトキシスチレン、ジフェニルアミノエチルスチレン、N−フェニルアミノエチルスチレン、2−N−ピペリジルエチル(メタ)アクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−ビニル−6−メチルピリジンなどが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a compound which has the said amino group, According to the objective, it can select suitably, For example, N-methylaminoethyl (meth) acrylate, N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N -Dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminoethyl acrylate, N, N-di-tert-butylaminoethyl acrylate, N-phenylaminoethyl methacrylate, N , N-diphenylaminoethyl methacrylate, allylamine, 4-aminostyrene, 4-N, N-dimethylaminostyrene, N-methylaminoethylstyrene, dimethylaminoethoxystyrene, diphenylaminoethylstyrene, N-phenylaminoethylstyrene, -N- piperidyl ethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-vinyl-6-methyl-pyridine.
前記カルボキシル基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、桂皮酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、2−メタクリロキシエチルコハク酸、2−メタクリロキシエチルマレイン酸、2−メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロキシエチルトリメリット酸などが挙げられる。 The compound having a carboxyl group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, Cinnamic acid, crotonic acid, vinyl benzoic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, 2-methacryloxyethyl maleic acid, 2-methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyl trimellitic acid and the like can be mentioned.
前記スルホ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。 The compound having a sulfo group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid. Is mentioned.
前記ホスホ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3−(メタ)アクリロキシプロピルホスホン酸などが挙げられる。 The compound having a phospho group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include 3- (meth) acryloxypropylphosphonic acid.
前記分散剤は構造式(2)で表わされる化合物由来の構成単位を有するため、広い露光エレルギー範囲で良好な導電性を得ることができる。詳細は不明だが、恐らく構造式(2)で表わされる化合物の基材との良好な密着性や、耐熱性に起因する熱エネルギーの保持能などにより焼成が良好に進行するためではないかと考えられる。 Since the dispersant has a structural unit derived from the compound represented by the structural formula (2), good conductivity can be obtained in a wide exposure energy range. Although details are unknown, it is probably because the firing proceeds well due to the good adhesion of the compound represented by the structural formula (2) to the substrate and the ability to retain heat energy due to heat resistance. .
前記分散剤は、下記一般式(A)で表わされる基を側鎖に有するため、焼成時に分解されやすく、体積抵抗率が小さい導電性薄膜乃至パターンを形成できると考えられる。
なお、一般式(A)で表わされる基は、金属粒子を分散させる分散媒に対する溶解性にも寄与すると考えられる。
Since the dispersant has a group represented by the following general formula (A) in the side chain, it is considered that the dispersant is easily decomposed during firing and can form a conductive thin film or pattern having a small volume resistivity.
In addition, it is thought that group represented by general formula (A) contributes also to the solubility with respect to the dispersion medium which disperse | distributes a metal particle.
前記分散剤は、イオン性基を有する化合物由来の構成単位を有するため、金属粒子に吸着することができる。なお、前記分散剤は、高分子鎖を有するため、立体障害により金属粒子の凝集を抑制することができる。
前記分散剤の数平均分子量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5000〜100000が好ましい。
Since the dispersant has a structural unit derived from a compound having an ionic group, the dispersant can be adsorbed on the metal particles. In addition, since the said dispersing agent has a polymer chain, it can suppress aggregation of a metal particle by a steric hindrance.
There is no restriction | limiting in particular in the number average molecular weight of the said dispersing agent, According to the objective, it can select suitably, For example, 5000-100000 are preferable.
(分散剤の製造方法)
本発明の分散剤の製造方法は、重合工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
(Method for producing dispersant)
The method for producing a dispersant of the present invention includes a polymerization step, and further includes other steps as necessary.
<重合工程>
前記重合工程は、前記一般式(1)で表わされる化合物と、構造式(2)で表わされる化合物と、前記イオン性基を有する化合物とを含む組成物を重合する段階を含む。
<Polymerization process>
The polymerization step includes a step of polymerizing a composition containing the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the structural formula (2), and the compound having the ionic group.
前記組成物は、前記一般式(1)で表わされる化合物、構造式(2)で表わされる化合物、及び前記イオン性基を有する化合物以外にも、その他の成分を含有することができる。前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重合開始剤、溶媒、などが挙げられる。 The composition may contain other components in addition to the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the structural formula (2), and the compound having the ionic group. There is no restriction | limiting in particular as said other component, According to the objective, it can select suitably, For example, a polymerization initiator, a solvent, etc. are mentioned.
前記分散剤を合成する際の前記イオン性基を有する化合物Bに対する前記一般式(1)で表わされる化合物Aのモル比A/Bは、特に制限はなく、分散剤の金属粒子に対する吸着性及び立体障害のバランスから、適宜決定することができるが、前記モル比A/Bは、9〜999が好ましく、20〜100がより好ましい。また前記一般式(1)で表わされる化合物A、前記イオン性基を有する化合物B、及び構造式(2)で表わされる化合物Cの総和に対する構造式(2)で表わされる化合物Cのモル比C/(A+B+C)は0.001〜0.2が好ましい。この範囲とすることで良好な膜質が得られ、また、分散剤としての機能が好適に発揮されることからインクの保存安定性を得やすく好ましい。 The molar ratio A / B of the compound A represented by the general formula (1) with respect to the compound B having the ionic group in the synthesis of the dispersant is not particularly limited, and the adsorptivity of the dispersant to the metal particles and Although it can determine suitably from the balance of steric hindrance, 9-999 are preferable and, as for the said molar ratio A / B, 20-100 are more preferable. The molar ratio C of the compound C represented by the structural formula (2) to the sum of the compound A represented by the general formula (1), the compound B having the ionic group, and the compound C represented by the structural formula (2). / (A + B + C) is preferably 0.001 to 0.2. Within this range, good film quality can be obtained, and the function as a dispersant is suitably exhibited, so that it is preferable to easily obtain the storage stability of the ink.
なお、前記イオン性基を有する化合物におけるイオン性基がアミノ基、カルボキシル基、スルホ基又はホスホ基の塩である場合、前記一般式(1)で表わされる化合物と、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基又はホスホ基を有する化合物を含む組成物を重合した後、中和することにより、分散剤を合成してもよい。 When the ionic group in the compound having an ionic group is a salt of an amino group, a carboxyl group, a sulfo group or a phospho group, the compound represented by the general formula (1) and the amino group, carboxyl group, sulfo group The dispersing agent may be synthesized by polymerizing a composition containing a compound having a group or a phospho group and then neutralizing the composition.
<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中和工程、精製工程、などが挙げられる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a neutralization process, a refinement | purification process, etc. are mentioned.
(インク)
本発明のインクは、例えば導電性パターンの形成に用いることが可能であり、本発明の前記分散剤、金属粒子、及び分散媒体液を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(ink)
The ink of the present invention can be used, for example, for forming a conductive pattern, and contains the dispersant, metal particles, and dispersion medium liquid of the present invention, and further contains other components as necessary. .
<分散剤>
本発明の前記分散剤の前記インクにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記分散媒100質量部に対して、1質量部〜20質量部が好ましい。
<Dispersant>
The content of the dispersant of the present invention in the ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersion medium. .
<分散媒>
前記分散媒体液としては、金属粒子を分散させることが可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶媒などが挙げられる。前記有機溶媒としては、分散剤の溶解性の点から、極性有機溶媒が好ましく、モノアルキルグリコールエーテル、グリコールモノアルキルエーテルエステル又はジアルキルグリコールエーテルがより好ましい。
<Dispersion medium>
The dispersion medium liquid is not particularly limited as long as the metal particles can be dispersed, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include an organic solvent. The organic solvent is preferably a polar organic solvent from the viewpoint of the solubility of the dispersant, and more preferably a monoalkyl glycol ether, a glycol monoalkyl ether ester or a dialkyl glycol ether.
前記モノアルキルグリコールエーテルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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プロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等のエチレングリコール系エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコール系エーテルなどが挙げられる。 The monoalkyl glycol ether is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol Ethylene glycol ethers such as monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol Monomethyl ether Pyrene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol And propylene glycol ethers such as propylene glycol monobutyl ether.
前記グリコールモノアルキルエーテルエステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said glycol monoalkyl ether ester, According to the objective, it can select suitably, For example, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate etc. are mentioned.
前記ジアルキルグリコールエーテルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられる。 The dialkyl glycol ether is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol Examples include dimethyl ether.
<金属粒子>
前記金属粒子としては、導電性パターンを形成することが可能であれば、特に限定されないが、銅粒子、銀粒子、ニッケル粒子などが挙げられる。
<Metal particles>
The metal particles are not particularly limited as long as a conductive pattern can be formed, and examples thereof include copper particles, silver particles, and nickel particles.
前記金属粒子の平均粒径は、2nm〜100nmが好ましく、5nm〜50nmがより好ましい。
なお、前記金属粒子の平均粒径は、例えば、動的光散乱法を用いて測定することができる。
The average particle diameter of the metal particles is preferably 2 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 50 nm.
The average particle size of the metal particles can be measured using, for example, a dynamic light scattering method.
前記金属粒子の前記インクにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記分散媒100質量部に対して、10質量部〜50質量部が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in content of the said metal particle in the said ink, Although it can select suitably according to the objective, 10 mass parts-50 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of said dispersion media.
前記金属粒子を分散媒中に分散させる際に用いる分散機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライターなどが挙げられる。 The disperser used when dispersing the metal particles in the dispersion medium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a homogenizer, a ball mill, a sand mill, and an attritor.
(導電性パターンの形成方法)
本発明の導電性パターンの形成方法は、塗布工程と、焼成工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
なお、前記導電性パターンには、パターンが形成されていない導電性薄膜も含まれる。
(Method for forming conductive pattern)
The method for forming a conductive pattern of the present invention includes a coating process and a baking process, and further includes other processes as necessary.
The conductive pattern includes a conductive thin film on which no pattern is formed.
<塗布工程>
前記塗布工程は、本発明の前記インクを基材上に塗布する工程である。
<Application process>
The coating step is a step of coating the ink of the present invention on a substrate.
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基材、石英基材、シリコン基材、SiO2膜被覆シリコン基材、ポリエチレンテレフタレート基材、ポリカーボネート基材、ポリスチレン基材、ポリメチルメタクリレート基材等のポリマー基材、インク受容層付きフィルム(OHPシート)、インク受容層付き紙等のインクジェット記録媒体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記基材は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、100μm以上が好ましく、500μm以上がより好ましい。
As the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, e.g., a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, SiO 2 film-coated silicon substrate, a polyethylene terephthalate substrate, a polycarbonate Examples thereof include polymer base materials such as base materials, polystyrene base materials, and polymethylmethacrylate base materials, films with an ink receiving layer (OHP sheet), and ink jet recording media such as paper with an ink receiving layer. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The base material may be appropriately synthesized or a commercially available product may be used.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said base material, According to the objective, it can select suitably, 100 micrometers or more are preferable and 500 micrometers or more are more preferable.
前記インクの塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート法、インクジェット法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などが挙げられる。これらの中でも、直接パターニングできる点から、インクジェット法が好ましい。 The ink application method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a spin coating method, an ink jet method, a gravure printing method, and a screen printing method. Among these, the inkjet method is preferable because direct patterning is possible.
<焼成工程>
前記焼成工程は、前記基材上に塗布されたインクを焼成する工程である。
前記基材上に塗布されたインクを焼成すると、金属粒子同士を合体させることにより、金属粒子間の隙間を消失させオーミックコンタクトを形成することができる。
<Baking process>
The firing step is a step of firing the ink applied on the substrate.
When the ink applied on the substrate is baked, the gap between the metal particles can be eliminated and the ohmic contact can be formed by combining the metal particles.
前記基材上に塗布されたインクを焼成する方法としては、金属粒子同士を合体させることが可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱焼成、光焼成などが挙げられる。これらの中でも、基材のダメージを抑制できる点から、光焼成が好ましい。前記基材上に塗布されたインクを光焼成する温度は、200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。前記光焼成する際に用いる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、キセノンランプなどが挙げられる。なお、前記基材上に塗布されたインクを焼成する前に、加熱乾燥させることが好ましい。 The method for firing the ink applied on the substrate is not particularly limited as long as the metal particles can be combined, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include firing. Among these, light baking is preferable from the viewpoint that damage to the substrate can be suppressed. The temperature at which the ink applied on the substrate is photo-baked is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower. There is no restriction | limiting in particular as a light source used at the time of the said photobaking, According to the objective, it can select suitably, For example, a xenon lamp etc. are mentioned. In addition, it is preferable to heat-dry before baking the ink apply | coated on the said base material.
本発明の分散剤を含む本発明のインクを用いた本発明の導電性パターンの形成方法により得られた導電性パターンは体積抵抗率が低く、優れた導電性を有するものである。前記導電性パターンの体積抵抗率は、1×10−4Ω・cm以下が好ましく、1×10−5Ω・cm以下がより好ましい。前記体積抵抗率は、抵抗率計(例:ロレスタ、三菱化学株式会社製)及び表面形状測定装置(例:アルファステップ、KLA社製)を用いて導電性パターンの電気抵抗及び厚みを測定し算出することができる。 The conductive pattern obtained by the method for forming a conductive pattern of the present invention using the ink of the present invention containing the dispersant of the present invention has a low volume resistivity and excellent conductivity. The volume resistivity of the conductive pattern is preferably 1 × 10 −4 Ω · cm or less, and more preferably 1 × 10 −5 Ω · cm or less. The volume resistivity is calculated by measuring the electrical resistance and thickness of the conductive pattern using a resistivity meter (eg, Loresta, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and a surface shape measuring device (eg, Alphastep, manufactured by KLA). can do.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1(合成例1)〜実施例8(合成例8);高分子分散剤の合成例1〜8]
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器に、エタノール300部を採り、窒素パージの下、60℃に加熱した。この中に下表に示すモノマー及び重合開始剤であるアゾビスジメチルバレロニトリル1部よりなる溶液を1時間に亘って滴下した。次いで同温度で5時間撹拌を続け、反応を終了した。得られた樹脂溶液から溶媒のエタノールをエバポレーターで蒸発させることにより、金属粒子の分散に適した本発明の高分子分散剤を得た。
[Example 1 (Synthesis Example 1) to Example 8 (Synthesis Example 8); Synthesis Examples 1 to 8 of Polymer Dispersant]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser, 300 parts of ethanol was taken and heated to 60 ° C. under a nitrogen purge. The solution which consists of 1 part of azobisdimethylvaleronitrile which is a monomer and a polymerization initiator which are shown in the following table in this was dripped over 1 hour. Subsequently, stirring was continued at the same temperature for 5 hours to complete the reaction. By evaporating ethanol as a solvent from the obtained resin solution with an evaporator, the polymer dispersant of the present invention suitable for dispersing metal particles was obtained.
<インクの平均粒径>
濃厚系粒径アナライザーFPAR−1000(大塚電子株式会社製)を用いて、インクの平均粒径を測定した。
<Average particle diameter of ink>
The average particle size of the ink was measured using a thick particle size analyzer FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
[実施例9;インク調製例1]
10質量部の分散剤1、銅粒子QSI−Nano Copper Powder(QuantumSphere社製)40質量部、及びエチレングリコールモノエチルエーテル100質量部を10分間超音波分散させた後、高速ミキサーのフィルミックス(プライミクス社製)を用いて10分間分散させた。次に、孔径が1μmのフィルターを用いて粗大粒子を除去し、平均粒径が70nmのインクを得た。
[Example 9: Ink Preparation Example 1]
10 parts by mass of dispersant 1, 40 parts by mass of copper particles QSI-Nano Copper Powder (manufactured by QuantumSphere), and 100 parts by mass of ethylene glycol monoethyl ether were ultrasonically dispersed for 10 minutes, and then a high-speed mixer fill mix (primics) For 10 minutes. Next, coarse particles were removed using a filter having a pore size of 1 μm to obtain an ink having an average particle size of 70 nm.
[実施例10;インク調製例2]
実施例9において、10質量部の分散剤1の代わりに、2質量部の分散剤2を用い、エチレングリコールモノエチルエーテルの代わりに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルを用いた以外は、実施例9と同様にして、平均粒径が82nmのインクを得た。
Example 10 Ink Preparation Example 2
In Example 9, 2 parts by weight of Dispersant 2 was used in place of 10 parts by weight of Dispersant 1, and diethylene glycol monoethyl ether was used in place of ethylene glycol monoethyl ether. Thus, an ink having an average particle diameter of 82 nm was obtained.
[実施例11;インク調製例3]
実施例9において、10質量部の分散剤1の代わりに、10質量部の分散剤3を用い、エチレングリコールモノエチルエーテルの代わりに、トリエチレングリコールジメチルエーテルを用いた以外は、実施例9と同様にして、平均粒径が73nmのインクを得た。
Example 11 Ink Preparation Example 3
In Example 9, 10 parts by weight of dispersant 3 was used instead of 10 parts by weight of dispersant 1, and triethylene glycol dimethyl ether was used instead of ethylene glycol monoethyl ether. Thus, an ink having an average particle diameter of 73 nm was obtained.
[実施例12;インク調製例4]
実施例9において、10質量部の分散剤1の代わりに、10質量部の分散剤4を用い、エチレングリコールモノエチルエーテルの代わりに、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いた以外は、実施例9と同様にして、平均粒径が78nmのインクを得た。
Example 12 Ink Preparation Example 4
In Example 9, 10 parts by weight of Dispersant 1 was used in place of 10 parts by weight of Dispersant 1, and diethylene glycol monobutyl ether acetate was used in place of ethylene glycol monoethyl ether. Thus, an ink having an average particle diameter of 78 nm was obtained.
[比較例1]
実施例9において、分散剤1の代わりに、10質量部の分散剤5を用いた以外は、実施例9と同様にして、平均粒径が68nmのインクを得た。
[Comparative Example 1]
In Example 9, an ink having an average particle diameter of 68 nm was obtained in the same manner as in Example 9 except that 10 parts by mass of Dispersant 5 was used instead of Dispersant 1.
[比較例2]
実施例10において、分散剤2の代わりに、2質量部の分散剤6を用いた以外は、実施例10と同様にして、平均粒径が82nmのインクを得た。
[Comparative Example 2]
In Example 10, an ink having an average particle diameter of 82 nm was obtained in the same manner as in Example 10 except that 2 parts by mass of the dispersant 6 was used instead of the dispersant 2.
[比較例3]
実施例11において、分散剤3の代わりに、10質量部の分散剤7を用いた以外は、実施例11と同様にして、平均粒径が75nmのインクを得た。
[Comparative Example 3]
In Example 11, an ink having an average particle diameter of 75 nm was obtained in the same manner as in Example 11 except that 10 parts by mass of the dispersant 7 was used instead of the dispersant 3.
[比較例4]
実施例12において、分散剤4の代わりに、2質量部の分散剤8を用いた以外は、実施例12と同様にして、平均粒径が77nmのインクを得た。
[Comparative Example 4]
In Example 12, an ink having an average particle diameter of 77 nm was obtained in the same manner as in Example 12 except that 2 parts by mass of the dispersant 8 was used instead of the dispersant 4.
次に、作製した各インクを用いて、以下のようにして、導電性パターンを形成し、体積抵抗率を測定した。結果を表2に示した。 Next, using each ink produced, a conductive pattern was formed as follows, and the volume resistivity was measured. The results are shown in Table 2.
<導電性パターンの形成>
インクジェット塗布装置(リコー社製)を用いて、インク受容層付きフィルム(OHPシート)上にインクをパターニングした後、120℃のホットプレートを用いて分散媒を蒸発させた。次に、キセノンフラッシュパルス(SINTERON、XENON社製)を用いて下記エネルギーの光を照射し、導電性パターンを形成した。更に、抵抗率計(ロレスタ、三菱化学株式会社製)及びアルファステップ(KLA社製)を用いて、導電性パターンの電気抵抗及び厚みを測定し、体積抵抗率を算出した。
<Formation of conductive pattern>
After ink was patterned on a film with an ink receiving layer (OHP sheet) using an inkjet coating apparatus (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), the dispersion medium was evaporated using a 120 ° C. hot plate. Next, light of the following energy was irradiated using a xenon flash pulse (SINTERON, manufactured by XENON) to form a conductive pattern. Furthermore, the electrical resistivity and thickness of the conductive pattern were measured using a resistivity meter (Loresta, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and Alpha Step (manufactured by KLA), and the volume resistivity was calculated.
表2の結果から、実施例9〜12のインクは、広い照射エネルギー範囲で体積抵抗率が低い導電性パターンが得られた。
一方、比較例1〜4のインクは、低い体積抵抗率が得られる照射エネルギー範囲が狭かった。
From the result of Table 2, the ink of Examples 9-12 obtained the conductive pattern with a low volume resistivity in the wide irradiation energy range.
On the other hand, the inks of Comparative Examples 1 to 4 had a narrow irradiation energy range in which a low volume resistivity was obtained.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015037810A JP6497129B2 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015037810A JP6497129B2 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016159198A JP2016159198A (en) | 2016-09-05 |
| JP6497129B2 true JP6497129B2 (en) | 2019-04-10 |
Family
ID=56845828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015037810A Expired - Fee Related JP6497129B2 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6497129B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102636773B1 (en) * | 2023-09-25 | 2024-02-15 | 주식회사 신아티앤씨 | Conductive material dispersion for secondary battery and slurry composition for secondary battery electrode containing the same |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5165191B2 (en) * | 2005-06-28 | 2013-03-21 | 共栄社化学株式会社 | (Meth) acrylic copolymer and dispersant containing the same |
| WO2008120585A1 (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-09 | Jsr Corporation | Water-soluble copolymer and aqueous dispersing agent |
| EP2204249A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-07-07 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Aqueous dispersions of metallic particles |
| JP5857766B2 (en) * | 2012-02-01 | 2016-02-10 | セイコーエプソン株式会社 | UV-curable ink jet composition and recorded matter |
-
2015
- 2015-02-27 JP JP2015037810A patent/JP6497129B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016159198A (en) | 2016-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4487143B2 (en) | Silver fine particles and method for producing the same, conductive paste and method for producing the same | |
| JP5701379B2 (en) | Conductive metal ink composition and method for forming conductive pattern | |
| JP5388150B2 (en) | Conductive metal ink composition and method for forming conductive pattern | |
| TWI588171B (en) | Metal particle dispersion for electrically conductive substrate and method for producing the same, and method for producing electrically conductive substrate | |
| TW201134895A (en) | Conductive metal ink composition and preparation method for conductive pattern | |
| WO2018150697A1 (en) | Conductive paste for gravure offset printing, method for forming conductive pattern, and method for manufacturing conductive substrate | |
| US20160354744A1 (en) | Dispersing agent, a method for manufacturing a dispersing agent, an ink, and a method for forming an electrically conductive pattern | |
| JP6277751B2 (en) | Copper particle dispersion paste and method for producing conductive substrate | |
| JP6101403B2 (en) | Conductive ink | |
| JP5949104B2 (en) | Metal particle dispersant, metal particle dispersed ink, and conductive pattern forming method | |
| JP6497129B2 (en) | Dispersant and method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern | |
| JP6331386B2 (en) | Coated copper nanoparticles, copper nanoparticle dispersion, and method for producing conductive substrate | |
| TW201903076A (en) | Electroconductive ink and method of manufacturing electroconductive substrate | |
| JP6237098B2 (en) | Dispersant, metal particle dispersion for conductive substrate, and method for producing conductive substrate | |
| JP6459261B2 (en) | Ink and method for forming conductive pattern | |
| CN104170021B (en) | Conductive composition and circuit substrate with conductive film formed therefrom | |
| JP6331385B2 (en) | Coated copper nanoparticles, copper nanoparticle dispersion, and method for producing conductive substrate | |
| JP6686567B2 (en) | Copper nanoparticle ink and method for producing the same | |
| JPWO2018150697A1 (en) | Conductive paste for gravure offset printing, method for forming conductive pattern, and method for manufacturing conductive substrate | |
| JP5151230B2 (en) | Composition for forming electrode of solar cell, method for forming the electrode, and method for producing solar cell using the electrode obtained by the forming method | |
| JP6451099B2 (en) | Dispersant for ink, method for producing the same, ink, and method for forming conductive pattern | |
| JP2014075454A (en) | Metal particle dispersion for conductive substrate, and manufacturing method for conductive substrate | |
| JP6970378B2 (en) | Nickel powder dispersant and nickel powder slurry | |
| JP2025534212A (en) | Platinum ink compositions and methods for low temperature conductive coatings | |
| WO2025023272A1 (en) | Method for producing highly conductive composition after drying and firing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20150624 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150703 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190212 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190225 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6497129 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |