導体パターン用インク、導体パターン、配線基板及び電気光学装置並びに電子機器
【課題】クラックの発生が少ない導体パターンを製造することが可能な導体パターン用インクを提供する。
【解決手段】アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする導体パターン用インクを採用する。
【解決手段】アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする導体パターン用インクを採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体パターン用インク、導体パターン、配線基板及び電気光学装置並びに電子機器に関するものであり、特に、導体パターン用インクの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路または集積回路などに使われる配線の製造には、例えばフォトリソグラフィ法が用いられている。このリソグラフィ法は、予め導電膜を塗布した基板上にレジストと呼ばれる感光材を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じて導電膜をエッチングすることで導体パターンからなる配線を形成するものである。このリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率も数％程度でそのほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。
【０００３】
これに対して、液体吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて導体パターン（配線）を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、導電性微粒子を分散させた導体パターン用インクを基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザー照射を行って溶媒を蒸発させて導体パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィーが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくてすむというメリットがある。
【特許文献１】米国特許５１３２２４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の配線パターン用インクにより製造された導体パターンは、溶媒の蒸発過程において導体パターン自体にクラックが生じ、これにより導体パターンの比抵抗が上昇したり、導体パターンが断線するおそれがあった。特に、導体パターンの厚みの増大に伴ってクラックの発生が顕著になっていた。
クラック発生の原因は、溶媒の蒸発時における導体パターンの急激な体積収縮、導電性微粒子に付着している分散剤の離脱による導体パターンの体積収縮、溶媒の蒸発時の加熱による金属微粒子の粒成長に伴う導体パターンにおける空隙部の増大等によるものと考えられる。
また、金属微粒子の粒成長に伴って導体パターンにおいて空隙部が増大し、この空隙部が導体パターンの表面に現れると、導体パターン表面の平坦性が低下し、これにより所謂表皮効果が発現されずに高周波特性が低下してしまう問題も内在していた。
【０００５】
また、インクジェット法によって比較的厚みが大きな導体パターンを形成する際には、基板上に導体パターン用インクを重ねて塗布する場合がある。この場合、パターンの断線や形状の崩れを防ぐために、先に配置したインクを乾燥させ（予備乾燥工程）、その後に、その次のインクを配置している。
【０００６】
上述の導体パターンの形成方法では、導体パターン用インクの塗布と予備乾燥工程とを交互に繰り返すため、完成された導体パターンが積層構造となる場合がある。このような積層構造の導体パターンにおいては、層間同士の間の比抵抗が上昇する場合があり、導体パターン全体の比抵抗が増大する場合があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、クラックの発生が少ない導体パターンを製造することが可能な導体パターン用インクを提供することを目的とする。
また、本発明は、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性にも優れた導体パターンを提供することを目的とする。
更に本発明は、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性に優れる導体パターンを備えた配線基板、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の導体パターン用インクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする。
また本発明の導体パターン用インクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液に、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超の割合で含まれていることを特徴とする。
また本発明の導体パターン用インクにおいては、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して７質量％以上とされていることが好ましい。
更に本発明の導体パターン用インクにおいては、前記還元剤がタンニン酸であることが好ましい。
【０００９】
上記の導体パターン用インクには、コロイド溶液中に非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超、好ましくは７質量％以上の割合で添加されている。この非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒が蒸発されてからこの非イオン性化合物が蒸発若しくは加熱分解される。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。
これにより、導体パターンにクラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低減が図られる。
【００１０】
次に本発明の導体パターンは、先のいずれかに記載の導体パターン用インクによって形成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記の導体パターンによれば、先に記載の導体パターン用インクによって形成されており、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられるので、クラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低減が図られる。
【００１２】
また、本発明の導体パターンは、先に記載の導体パターンであって、導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満であることを特徴とする。
また本発明の導体パターンにおいては、比抵抗が１０μΩｃｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
上記の導体パターンによれば、少なくとも導体パターン表面において導電性金属からなる粒子同士が隙間なく結合するとともに、導体パターン表面に光沢が有るので、所謂表皮効果が発現されて高周波特性の改善が図られる。
また、導体パターンの比抵抗が１２μΩｃｍ未満であるので、導体パターンを流れる電流の損失が小さくなる。また、基材に対する密着性も良好である。
【００１４】
次に、本発明の配線基板は、先のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする。
また本発明の電気光学装置は、先のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする。
更に本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置が備えられてなることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明によれば、高周波特性が改善され、かつ低比抵抗な導体パターンを備えているので、高周波特性の向上と、省エネルギー化が図られる。
【００１６】
本発明によれば、クラックの発生のおそれが少なく、低比抵抗であり、高周波特性にも優れる導体パターンを製造することが可能な導体パターン用インクを提供できる。
また、本発明によれば、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性にも優れた導体パターンを提供できる。
更に本発明によれば、高周波特性の向上と、省エネルギー化とが実現可能な配線基板、電気光学装置及び電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
「導体パターン用インク」
本実施形態の導体パターン用インク（以下、インクという）は、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液から概略構成されている。また、導体パターン用インクを構成するコロイド溶液には、非イオン性化合物が含有されている。
また、このインクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、このコロイド溶液に、非イオン性化合物が含まれてなるものである。
【００１８】
上記のコロイド溶液とは、上記の化合物からなる分散剤が表面に吸着した導電性金属粒子（導電性金属）が水溶液または水溶性溶媒中に安定的に分散した状態にあるものをいう。上記の化合物を分散剤として用いることにより、雰囲気、温度、攪拌速度を特別に制御しなくても、簡単な製造方法で高い分散性を有するコロイド溶液が得られる。
上記化合物はアミノ基を有しており、このアミノ基は導電性金属粒子表面への吸着性が優れるので、上記化合物は効率的に導電性金属粒子表面に吸着することができ、少量の添加でより分散性の高いコロイド粒子を得ることができる。また、それに付随して、コロイド粒子の分散に必要なカルボキシル基数を従来の分散剤より減らすことができ、アミノ基とカルボキシル基とを有する化合物は分子中に最低１個のカルボキシル基を有すれば充分な分散性を発現することができる。このため、添加する分散剤量を極めて少なくなり、遠心分離や限外濾過を行わなくとも、導電性に影響する有機物含量の少ない導体パターン用インクを得ることができる。
【００１９】
分散剤を構成する上記化合物としては特に限定されないが、分子量の小さなものやカルボキシル基を複数有するものが好ましく、例えば、アラニン、グリシン、アスパラギン、アミノ酪酸、システイン酸、システイン、セリン、グルタミン酸、サルコシン等が好ましい。また、上記化合物のカルボキシル基は塩の形態であることが好ましい。塩にすることで、カルボキシレートイオンの反発力による分散安定性を上げることができる。また、水への溶解性が上昇する。上記塩としては特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００２０】
上記化合物の添加量としては、導電性金属１ｇに対して０．０５〜５ｇであることが好ましい。０．０５ｇ未満であると、分散剤としての効果が発揮できず、５ｇを超えると、分散剤の飽和量を超えてしまうので添加量を増やしてもそれ以上の効果は得られない。
【００２１】
また、本実施形態に係るコロイド粒子は、導電性金属成分と有機成分とを主成分とする固形分と位置づけることができる。本実施形態の導体パターン用インクを構成するコロイド溶液は、この固形分と溶媒とから構成されるものである。上記固形分を構成する導電性金属としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム及びオスミウム等を挙げることができる。なかでも、銀、銅、白金、パラジウムがより好ましい。これらの金属は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
特に本実施形態の導体パターン用インクは、銀とその他の金属との混合金属コロイド液からなることが好ましい。銀を用いることにより、そのコロイド溶液を用いて形成される導体パターンの比抵抗が低減されるが、配線基板用の電子材料として銀を用いる場合、マイグレーションの問題を考慮する必要がある。銀とその他の金属とからなる混合金属コロイド溶液とすることにより、マイグレーションが起こりにくくなる。上記その他の金属とは、上記の金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウムである。なかでも、銅、白金、パラジウムが好ましい。
【００２２】
上記のような混合金属コロイド溶液とする場合、コロイド溶液中の銀とその他の金属との比率としては、銀とその他の金属との質量比が９９：１〜３０：７０であることが好ましい。銀の比率が９９質量％を超えると、マイグレーション性を解決することが困難となる。一方、銀の比率が３０質量％未満であると、得られるコロイド溶液の導電性が低下することがある。より好ましくは、９５：５〜４０：６０であり、更に好ましくは、９０：１０〜６０：４０である。
また、コロイド溶液中における導電性金属の含有量としては、１〜５００ｇ／Ｌであることが好ましい。１ｇ／Ｌ未満であると、薄すぎて所望の膜厚を得るために塗り重ねる回数が増え、５００ｇ／Ｌを超えると、粘度が上がりすぎて取り扱いにくくなる。
【００２３】
コロイド粒子（固形分）を構成する上記有機成分としては、上記分散剤を構成する化合物等を挙げることができる。本実施形態の導体パターン用インクにおいては、上記化合物が分散剤として機能することができるが、このことは他の分散剤の添加を排除するものではなく、本実施形態の導体パターン用インクには、導体パターン用インクの効果を損なわない限りにおいて、他の分散剤が添加されていてもよい。他の分散剤が添加された場合には、この他の分散剤も上記有機成分を構成するものとなる。
他の分散剤としては、適当な溶媒に溶解し、分散効果を示すものであれは特に限定されず、例えば、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、りんご酸二ナトリウム、酒石酸二ナトリウム、グリコール酸ナトリウム等のイオン性化合物；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等の界面活性剤；ゼラチン、アラビアゴム、アルブミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルセルロース類、アルカンチオール類等の高分子等を挙げることができる。これらの分散剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
また、本実施形態の導体パターン用インクには、導電性金属に対して５質量％超の割合で非イオン性化合物が添加されている。非イオン性化合物としては、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上が好ましい。
ポリエチレングリコールは、ポリエチレングリコール＃２００（平均分子量２００）、ポリエチレングリコール＃３００（平均分子量３００）、ポリエチレングリコール＃４００（平均分子量４００）、ポリエチレングリコール＃６００（平均分子量６００）、ポリエチレングリコール＃１０００（平均分子量１０００）、ポリエチレングリコール＃１５００（平均分子量１５００）、ポリエチレングリコール＃１５４０（平均分子量１５４０）、ポリエチレングリコール＃２０００（平均分子量２０００）のうちのいずれか一種または２種以上の混合物が好ましい。
また、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体の場合は、平均分子量が３０００以下のものが好ましい。
【００２５】
上記の非イオン性化合物が添加されることにより、コロイド粒子の間に高分子鎖が存在することとなり、そのため、コロイド粒子同士の接近と凝集とを抑制することができ、より高濃度のコロイド粒子を安定分散させることができる。
また、上記の非イオン性化合物を含むコロイド溶液は、適当な粘度を有するため、成膜性にも優れる。
更に、上記の非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒（水等）が蒸発してからこの非イオン性化合物が蒸発或いは酸化分解する。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。
【００２６】
非イオン性化合物の添加率が導電性金属に対して５質量％以下になると、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、非イオン性化合物の蒸発または加熱分解に要する時間が短くなり、これにより導体パターンの形成の際に急激な体積収縮が生じ、クラックの発生を防止することが困難になるので好ましくない。
液滴吐出法を用いる場合には非イオン性化合物の添加率が導電性金属に対して１００質量％を超えると、インク自体の粘度が増大し、インクの塗布が困難になるおそれがあるので好ましくない。
非イオン性高分子の添加量のより好ましい範囲は、導電性金属に対して７質量％以上７０質量％以下の範囲であり、最も好ましい範囲は、導電性金属に対して１０質量％以上５０質量％以下の範囲である。
【００２７】
本実施形態の導体パターン用インクにおいて、コロイド粒子の形態としては特に限定されず、例えば、上記導電性金属成分からなる粒子の表面に有機成分が付着している粒子、導電性金属成分からなる粒子をコアとして、その表面を有機成分で被覆されている粒子、導電性金属成分と有機成分とが均一に混合されてなる粒子等が挙げられる。なかでも、導電性金属成分からなる粒子をコアとして、その表面を有機成分で被覆されている粒子、金属成分と有機成分とが均一に混合されてなる粒子が好ましい。
【００２８】
コロイド粒子中の有機成分量としては、１〜３０質量％が好ましい。１質量％未満であると、得られる導体パターン用インクの貯蔵安定性が悪くなる傾向があり、３０質量％を超えると、得られる導体パターン用インクを用いてなる導体パターンの比抵抗が増大する傾向がある。より好ましくは、２〜２０質量％である。
【００２９】
本実施形態の導体パターン用インクに用いられる溶媒としては、水及び／又は水溶性溶剤が好ましい。上記溶媒として、水及び／又は水溶性溶剤を用いることにより、導体パターン用インクの乾燥時、又は、焼成時に溶剤臭が強くならず、環境にも悪影響が少ない。
【００３０】
本実施形態の導体パターン用インクは、コロイド粒子（固形分）と溶媒とからなるので、電導度を１０ｍＳ／ｃｍ以下とすることができる。従来の金属コロイド液からなるインクは、存在する電解質成分の濃度に敏感に反応して凝集沈降し、貯蔵安定性が損なわれることがあったが、電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下であると、この影響を充分に排除することができ、ガラス容器中での保管によるアルカリ分の流出や、空気中の炭酸ガスの溶解による経時的な電解質濃度の上昇による貯蔵安定性の悪化を防止することができる。更に、導体パターン用インクの電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下であると、コロイド溶液の分散安定性が高くなるので、固形分濃度が高い導体パターン用インクの作製が容易となり、容積を減ずることができるので、流通や運搬時の取り扱いが容易である。高濃度の導体パターン用インクは、後で適当な溶媒を用いて、使用に最適な濃度に調整してもよい。
【００３１】
本実施形態の導体パターン用インクにおいては、コロイド粒子（固形分）の濃度が１〜７０質量％であることが好ましい。ここで、上記固形分とは、コロイド溶液から大部分の水をシリカゲル等により取り除いた後、７０℃以下の温度で乾燥させたときに残存する固形分と定義することもできる。通常、この固形分は、導電性金属粒子、残留分散剤及び残留還元剤等からなる。
固形分の濃度が１質量％未満であると、導電性金属の含有量が少なすぎるので、得られる導体パターン用インクを用いて導体パターンを形成する際、必要な厚みを出すために何度も重ね塗る必要が生じ工業的に不利である。一方、上記固形分の濃度が７０質量％を超えると、粘性が上昇し取扱にくくなるので、これも工業的に不利である。より好ましくは、３〜５０質量％である。
【００３２】
本実施形態の導体パターン用インクにおいて、上記固形分の熱重量分析による１００〜５００℃までの加熱減量は、１〜２５質量％であることが好ましい。上記固形分を５００℃まで加熱すると、有機成分、残留分散剤、残留還元剤等が酸化分解され、大部分のものはガス化されて消失する。残留分散剤や残留還元剤の量は、僅かであると考えられるので、５００℃までの加熱による減量は、ほぼ固形分中の有機成分の量に相当すると考えてよい。
上記固形分の熱重量分析による１００〜５００℃までの加熱減量が、１〜２５質量％である導体パターン用インクは、分散安定性に優れており、また、有機成分等の導電性を悪化させる原因となる成分の量も適切であるので、導電性に優れた導体パターンを形成することができる。
上記固形分の加熱減量が１質量％未満であると、導電性金属成分に対する有機成分の量が少ないのでコロイド粒子の充分な分散性が得られないことがあり、２５質量％を超えると、導電性金属成分に対する有機成分の量が多すぎるので、得られる導体パターンの比抵抗がかなり悪くなることがある。有機成分の量が多い場合、成膜後に加熱焼成して有機成分を分解消失させることで比抵抗をある程度改善することができるが、導体パターンにクラック等が起こり易くなるので好ましくない。より好ましくは、１〜１０質量％である。
【００３３】
また、本実施形態の導体パターン用インクにおいて、コロイド粒子の平均粒径は１〜４００ｎｍであることが好ましい。１ｎｍ未満であると、良好な導体パターン用インクは得られるが、一般的にそのような微粒子の製造はコスト高で実用的でない。一方、４００ｎｍを超えると、コロイド粒子の分散安定性が経時的に変化しやすい。より好ましくは、１〜７０ｎｍである。
【００３４】
また、本実施形態の導体パターン用インクには、上記の非イオン性化合物に加えて、造膜助剤を添加しても良い。造膜助剤は、非イオン性化合物と同様にコロイド粒子となじみがよいので、コロイド粒子間に均一に存在して、コロイド粒子を均一に分散させる。そのため、溶液状態の導体パターン用インクにおいては、貯蔵安定性を高める効果がある。導体パターン用インクを塗布して導体パターンとした際には、造膜助剤とコロイド粒子とはなじみがよいので、強い膜を作って強度を高める効果があり、また、コロイド粒子を均一に導体パターン中に分散させるので、比抵抗のバラツキが少ない、均一な導体パターンを製造することができ、更に、基材との密着性を向上させることもできる。即ち、上記造膜助剤は、少量で効果的な膜強度を出すことができ、しかも良好な比抵抗を損なうことが少ない。
【００３５】
上記造膜助剤としては、適当な溶媒に溶解し、コロイド粒子と優れた薄膜（導体パターン）を形成するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂、ブロックドイソシアネート等のポリウレタン系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、メラミン系樹脂等を挙げることができる。
導体パターン用インクの溶媒が水及び／又は水溶性用剤である場合には、上記造膜助剤は、水性樹脂であることが好ましい。上記水性樹脂としては特に限定されず、例えば、水性ポリウレタン系樹脂、水性ポリエステル系樹脂等の強制エマルジョン樹脂、セルロース系樹脂、アクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、水性ポリアニリン系樹脂、ブロックドイソシアネート等のポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂等を挙げることができる。これらの水性樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３６】
なかでも、上記水性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、強制エマルジョン樹脂が好ましい。上記ポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂を用いる場合には、ブロックドイソシアネート又はメラミン系樹脂と、活性水素基を有する高分子とを併用することが好ましい。
【００３７】
上記水性樹脂のなかでも、活性水素基を有する高分子を併用するブロックドイソシアネート、活性水素基を有する高分子を併用するメラミン系樹脂、強制エマルジョン樹脂がより好ましい。上記のような樹脂からなる水性樹脂は、溶液状態で極めて安定であり、加熱して乾燥、硬化することによって容易に耐水性のよい被膜を得ることができる。
上記ブロックドイソシアネートとしては特に限定されず、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等を、例えば、オキシム類、アルコール類、フェノール類、ラクタム類等でブロックしたもの等を挙げることができる。
上記メラミン系樹脂としては特に限定されず、例えば、アルキル基型メラミン、メチロール基型メラミン、イミノ基型メラミン等を挙げることができる。上記強制エマルジョン樹脂としては特に限定されず、例えば、水性ポリウレタン系樹脂、水性ポリエステル系樹脂等を挙げることができる。
【００３８】
上記活性水素基を有する高分子としては特に限定されず、例えば、水酸基を有するポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の高分子；ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド等のアミノ基を有する高分子等を挙げることができる。
上記造膜助剤の添加量としては、固形分１００質量部に対して、１〜１００質量部であることが好ましい。１００質量部を超えると、導電性が悪化することがあり、１質量部未満であると、造膜助剤を添加した効果がみられない。より好ましくは、１〜５０質量部である。
導体パターン用インクに造膜助剤を添加する方法としては特に限定されず、コロイド溶液に直接添加してもよく、造膜助剤を水溶性溶剤等に溶解して造膜助剤溶液を作製し、コロイド溶液に添加してもよい。
【００３９】
本実施形態の導体パターン用インクを製造する方法としては特に限定されず、例えば、まずコロイド粒子を含む溶液を作製し、次いで、その溶液の洗浄を行う方法等が挙げられる。上記コロイド粒子を含む溶液を作製する方法としては、化学還元法による方法であれば特に限定されず、例えば、分散剤を用いて溶液中に分散させた金属塩（金属イオン）を、何らかの方法により還元させればよい。
【００４０】
上記金属塩としては、適当な溶媒中に溶解でき、何らかの手段で還元できるものであれば特に限定されず、例えば、硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、酸化銀、酢酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀等の銀塩；塩化金酸、塩化金カリウム、塩化金ナトリウム等の金塩；塩化白金酸、塩化白金、酸化白金、塩化白金酸カリウム等の白金塩；硝酸パラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、酸化パラジウム、硫酸パラジウム等のパラジウム塩、その他の白金属塩等を挙げることができる。これらの金属塩は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４１】
上記金属塩を還元させる方法としては特に限定されず、還元剤を用いて還元させてもよく、ＵＶ等の光、電子線、熱エネルギーを用いて還元させてもよい。上記還元剤としては適当な溶媒に溶解し、上記金属塩を還元させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、フェニドン、ヒドラジン等のアミン化合物；水酸化ホウ素ナトリウム、ヨウ化水素、水素ガス等の水素化合物；一酸化炭素、亜硫酸等の酸化物；硫酸第一鉄、塩化鉄、フマル酸鉄、乳酸鉄、シュウ酸鉄、硫化鉄、酢酸錫、塩化錫、二リン酸錫、シュウ酸錫、酸化錫、硫酸錫等の低原子価金属塩；ホルムアルデヒド、ハイドロキノン、ピロガロール、タンニン、タンニン酸、サリチル酸、Ｄ−グルコース等の糖等の有機化合物等を挙げることができる。なかでもタンニン酸が好ましい。還元剤としてタンニン酸を用いると、得られたコロイド溶液が良好な分散性を発現する。このため、タンニン酸を用いると上記分散剤の添加量を更に減少させることができ、有機物含有量の少ないコロイド溶液を得ることができる。上記の各種還元剤を使用する際には、更に、光や熱を加えて還元反応を促進させてもよい。
【００４２】
上記金属塩、分散剤及び還元剤を用いてコロイド粒子を含む溶液を製造する方法としては、例えば、上記金属塩を純水等に溶かして金属塩溶液を調製し、その金属塩溶液を徐々に分散剤と還元剤とが溶解した水溶液中に滴下する方法等を挙げることができる。
【００４３】
上記のようにして得られたコロイド粒子を含む溶液中には、コロイド粒子の他に、還元剤の残留物や残留分散剤が存在しており、液全体の電解質濃度が高くなっている。このような状態の液は、電導度が高いので、コロイド粒子の凝析が起こり、沈殿しやすい。上記コロイド粒子を含む溶液を洗浄して余分な電解質を取り除くことにより、電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下のコロイド溶液を得ることができる。
【００４４】
上記洗浄の方法としては、例えば、得られたコロイド粒子を含む液を一定期間静置し、生じた上澄み液を取り除いた上で、純水を加えて再度攪拌し、更に一定期間静置して生じた上澄み液を取り除く工程を幾度か繰り返す方法、上記の静置の代わりに遠心分離を行う方法、限外濾過装置やイオン交換装置等により脱塩する方法等を挙げることができる。なかでも、脱塩する方法が好ましい。また、脱塩等により電導度を１０ｍＳ／ｃｍ以下とした液は、適宜濃縮してもよい。
【００４５】
複数の導電性金属からなる混合金属コロイド液を作製する方法としては特に限定されず、例えば、銀とその他の金属とからなる混合金属コロイド液を作製する場合には、上記の方法にて、銀コロイド液とその他の金属の金属コロイド液とを別々に作製し、その後混合して混合金属コロイド溶液としてもよく、銀イオン溶液とその他の金属イオン溶液とを混合し、その後に還元してもよい。
【００４６】
また、非イオン性化合物の添加時期は、コロイド粒子の形成後ならいつでもよい。例えば、還元反応後の洗浄工程において、添加する純水の代わりに所定濃度に調整した非イオン性化合物を含む水溶液を用いてもよい。また数回の洗浄を行う場合に、最初だけ非イオン性化合物を含む水溶液を用い、後は純水で洗浄すれば導電性金属粒子に吸着した以外の過剰の高分子が取り除かれるため一層効果的である。
【００４７】
「導体パターン」
次に、本実施形態の導体パターンについて説明する。この導体パターンは、上記インクを基材上に塗布した後、加熱することにより形成される薄膜状の導体パターンであって、上記導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、少なくとも導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満のものである。
【００４８】
本実施形態の導体パターンは、上記インクを基材上に塗布した後、加熱することにより形成される。加熱条件は、例えば、１６０℃以上で２０分以上加熱すればよい。この条件であれば、非イオン性化合物を蒸発若しくは加熱分解することができる。また、加熱の前に、水分を蒸発させるために４０℃以上１００℃以下の範囲で予備加熱を行っても良い。
上記基材としては特に限定されないが、例えば、アルミナ焼結体、グリーンシート、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ガラス等からなる基板；樹脂やセラミック等で表面が形成された電子機器等を挙げることができる。また、その形状としては、板状、フィルム状等を挙げることができる。
【００４９】
上記基材上にインクを塗布する方法としては特に限定されないが、例えば、液滴吐出法、スクリーン印刷法、バーコート法、スピンコート法、刷毛による方法等を挙げることができる。
【００５０】
本実施形態の導体パターンは、非イオン性化合物が添加されたインクを用いて形成されるが、この非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒が蒸発してからこの非イオン性化合物が蒸発または加熱分解する。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。導体パターンを形成する過程において導電性金属粒子の粒成長が妨げられることで、導体パターンにおける導電性金属粒子は、相互に緻密に結合した状態になる。特に、導体パターン表面においては導電性金属粒子同士が隙間なく結合し、かつ導体パターン表面に光沢がみられるようになる。これにより、導体パターン表面における凹凸が少なくなり、導体パターン表面の平坦性が向上する。これにより、所謂表皮効果が発現されて導体パターンの高周波特性の改善が図られる。
また、導電性金属粒子同士が相互に緻密に結合した状態になるので、導体パターンにクラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低下が図られる。
【００５１】
導体パターンの比抵抗は、１２μΩｃｍ未満であることが好ましく、１０μΩｃｍ以下であることがより好ましい。このときの比抵抗は、インクの塗布後、１６０℃で加熱、乾燥した際の比抵抗をいう。上記比抵抗が１２μΩｃｍ以上になると、導電性が要求される用途、すなわち回路基板上に形成する電極等に用いることが困難となる。
【００５２】
また、本実施形態の導体パターンを形成する際には、上記塗布方法によりインクを塗布してから予備加熱して水等の分散媒を蒸発させ、予備加熱後の塗膜の上に再度インクを塗布する、といった工程を繰り返し行うことで、厚膜の導体パターンを形成することもできる。
水等の分散媒を蒸発させた後のインクには、非イオン性化合物とコロイド粒子が残存しており、この非イオン性化合物は比較的粘度が高いので、塗膜が完全に乾燥しない状態でも塗膜が流失してしまうおそれがない。従って、一旦、インクを塗布して乾燥してから長時間放置し、その後、再度インクを塗布することが可能になる。
また、非イオン性化合物は比較的沸点も高いので、インクを塗布して乾燥してから長時間放置してもインクが変質するおそれがなく、再度インクを塗布することが可能になり、均質な塗布膜を形成できる。これにより、導体パターン自体が多層構造になるおそれがなく、層間同士の間の比抵抗が上昇して導体パターン全体の比抵抗が増大するおそれがない。
【００５３】
上記の工程を経ることによって、本実施形態の導体パターンは、従来のインクによって形成された導体パターンに比べて厚く形成することができる。より具体的には５μｍ以上の厚みのものを形成することができる。本実施形態の導体パターンは上記インクにより形成されるものであるので、５μｍ以上の厚膜に形成してもクラックの発生が少なく、低比抵抗の導体パターンを構成することができる。なお、厚みの上限については特に規定する必要はないが、過剰に厚くなると分散媒や非イオン性化合物の除去が難しくなって比抵抗が増大するおそれがあるので、１００μｍ以下程度にするのが良い。
更に、本実施形態の導体パターンは、基材に対する密着性が良好である。
【００５４】
「配線基板の製造例」
次に、上記の導体パターンを配線基板に適用した一例について説明する。
本実施形態の配線基板は、上記のインクを塗布することによって形成された導体パターンが備えられて構成されている。以下、本実施形態の配線基板の製造工程を順次説明する。
【００５５】
図１には、本実施形態の配線基板を製造する際に使用する基板を示す。図１（ａ）は基板１０の断面模式図であり、図１（ｂ）は基板１０の平面模式図である。
基板１０は、図１（ａ）に示すように、ポリイミド等の樹脂製基板の両面にＣｕから成る導体パターン１２、１２…が形成され、更に基板１０の両面の導体パターン１２、１２…を電気的に接続するスルーホールヴィア１４が形成されている。この導体パターン１２、１２…の基板１０側の各端部は、図１（ａ）に示す基板１０の部分正面図である図１（ｂ）に示すように、基板１０の端縁近傍まで延出されている。
【００５６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す導体パターン１２、１２…は、上記の導体パターン用インクを液滴吐出法により塗布するとともに乾燥、焼成することによって形成されたものである。導体パターン１２…を形成する際には、基板１０の導体パターン形成面のうち、後述する電解めっき用導電パターンを形成する部分を除いて粗面化加工を施すことによって、形成された導体パターン１２、１２…と基板１０との密着性を向上できる。
【００５７】
次いで、図２（ａ）に示す様に、形成した導体パターン１２…の電解めっきを施す所定箇所が露出するように、電解めっきを施さない箇所をソルダレジスト層１８によって覆うと共に、基板１０の一面側の端縁近傍に電解めっき用導電パターン１６を、液滴吐出法で形成する。この液滴吐出法により吐出するインクは、上記の導体パターン１２の形成と同様に、上記の導体パターン用インクを用いることができる。
【００５８】
形成した電解めっき用導電パターン１６は、図２（ａ）に示す基板１０の部分平面図である図３（ａ）に示すように、基板１０の端縁に沿って電解めっき用導電パターン１６を構成するバスライン１６ａが形成され、バスライン１６ａから各導体パターン１２に分岐パターン１６ｂが延出されている。かかる分岐パターン１６ｂの先端部は、図２（ａ）に示すように、導体パターン１２の端部と接続されている。
【００５９】
この様にして形成した電解めっき用導電パターン１６を用いた電解めっきによって、図２（ｂ）に示す様に、導体パターン１２…の露出箇所に金属膜２６を形成する。
かかる電解めっきによって形成する金属膜２６としては、所望の金属から成る金属膜２６を形成できるが、金やニッケルから成る金属膜２６を形成することが好ましい。
この電解めっきを、図２（ｂ）に示す様に、電解めっき用導電パターン１６を露出状態として施してもよい。電解めっき用導電パターン１６上に形成された金属膜２６は、後述するように、電解めっき用導電パターン１６と共に回収再利用できるからである。
【００６０】
ところで、液滴吐出法によって基板１０の一面側に直接描画した後、焼成して形成した電解めっき用導電パターン１６の基板１０との接合面は、基板１０の平滑面に対して凹凸面になっているものと推定される。このため、電解めっき用導電パターン１６は、図２（ｃ）に示すように、その上面に形成された金属膜２６と共に基板面から容易に引き剥がすことができる。
電解めっき用導電パターン１６を剥離する手段としては、電解めっき用導電パターン１６に貼り付けた粘着テープを剥離する手段を好適に用いることができる。粘着テープを剥離する際に、粘着テープに付着して金属膜２２が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６が剥離される。
剥離された金属膜２６が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６は、粘着テープに付着しているため、回収して再利用を図ることができる。
【００６１】
かかる電解めっき用導電パターン１６の剥離は、電解めっき用導電パターン１６を形成した基板１０の基板面を平滑面とすることによって容易に行なうことができる。このため、基板１０の基板面を、導体パターン１２…との密着性を向上すべく粗面加工する場合には、電解めっき用導電パターン１６を形成する部分の基板面を、保護フィルム等で保護して粗面化することを防止し、その平滑面状態を保持することが好ましい。
電解めっき用導電パターン１６を剥離した基板面の部分正面図を図３（ｂ）に示す。導体パターン１２の端部に電解めっき用導電パターン１６の一部が残留しているが、配線基板の導体パターンとしては問題にならない程度のものである。
【００６２】
この様にして得られた配線基板は、必要に応じて更に加工が施されて最終製品とすることができる。
かかる配線基板の製造工程では、液滴吐出法によって導体パターン１２…及び電解めっき用導電パターン１６を形成するため、その形成及び除去を容易に行なうことができ、従来の配線基板の製造工程よりも、その工程数を削減できる。
【００６３】
また、導体パターン１２と電解めっき用導電パターン１６とを同時に形成することを要しないため、導体パターン１２の設計の自由度を向上できる。
以上、説明してきた図１〜図３では、基板１０として樹脂基板について説明してきたが、シリコン基板やセラミック基板を基板１０として用いることができる。
また、図１〜図３では、両面側に導体パターン１２…が形成された基板１０を用いたが、一面側のみに導体パターン１２…が形成された基板であっても用いることができる。
【００６４】
「多層配線基板（配線基板）の製造例」
次に、上記の導体パターンを配線基板に適用した他の例について説明する。
本実施形態の多層配線基板（配線基板）は、上記の導体パターン用インクを塗布することによって形成された導体パターンが備えられて構成されている。以下、本実施形態の多層配線基板の製造工程を順次説明する。
【００６５】
まず、図４（ａ）に示すような基体３０Ａを準備する。基体３０Ａは、基板３１と、基板３１上に位置している導電パターン３２と、を備えている。ここで、基板３１は、ポリイミドからなるフレキシブル基板である。基板３１はテープ状の形状を有しており、そしてこのため、基板３１はテープ基板とも呼ばれる。なお、本明細書において、「基体３０Ａ」とは、基板３１と、基板３１上に設けられた1つ以上のパターンまたは層と、をまとめた総称である。
【００６６】
次に、図４（ｂ）に示すように、導電パターン３２上の一部に液滴吐出法によって導体パターン用インクを塗布、加熱乾燥することにより、導電ポスト（導体パターン）３３を設ける。
導電ポスト３３を形成した後に、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、液滴吐出法によって、絶縁パターン３４を設ける。設けられた絶縁パターン３４は、導電ポスト３３の側面の下部を囲むとともに導電パターン３２を覆うことになる。ここで、以下で説明するように、絶縁パターン３４は、互いに積層された２つの絶縁サブパターン４１、４２からなる。絶縁パターン３４の形成方法は以下の通りである。
【００６７】
まず、アクリル樹脂等の絶縁性樹脂を含有するインクを液滴吐出法により塗布して乾燥することにより、基板３１の表面上の部分のうち、導電パターン３２がない部分に絶縁サブパターン４１を設ける(図４（ｃ）)。ここで、絶縁サブパターン４１の厚さは導電パターン３２の厚さにほぼ一致するように設定されている。そしてこのため、絶縁サブパターン４１が設けられた後では、絶縁サブパターン４１の表面と、導電パターン３２の表面とは、ほぼ同じレベルに位置することになる。絶縁サブパターン４１には、アクリル樹脂が含まれる。
【００６８】
次に、導電パターン３２と絶縁サブパターン４１とが形成する面上に、絶縁サブパターン４１の場合と同様に、液滴吐出法によって絶縁サブパターン４２を設ける(図４（ｄ）)。ここで、絶縁サブパターン４２は、下地の導電パターン３２と絶縁サブパターン４１とを覆うとともに、導電ポスト３３の側面の下部を囲むように設けられる。絶縁サブパターン４２には、アクリル樹脂が含まれる。
【００６９】
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁パターン４４上に液滴吐出法によって上記の導体パターン用インクを塗布してから乾燥、焼成することにより、複数のダミーポスト（導体パターン）３５を設ける。ここで、複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部と、導電ポスト３３の上部とが、ほぼ同じレベルに位置するように、複数のダミーポスト３５が設けられる。
各ダミーポスト３５が液滴吐出法によって形成されるので、各ダミーポスト３５のそれぞれの断面形状はテーパ状になる。具体的には、ダミーポスト３５の底部の幅が、ダミーポスト３５の上部の幅よりも大きくなる。
【００７０】
次に、図５（ａ）に示すように、絶縁パターン３４上に液滴吐出法によって、ダミーポスト３５のそれぞれの側面を囲むとともに、絶縁パターン３４上に突出している導電ポスト３３の側面を囲む絶縁パターン３６を設ける。ここで、絶縁パターン３６の厚さは、絶縁パターン３６から複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部と、導電ポスト３３の上部とが、露出するように、設定されている。
【００７１】
このように絶縁パターン３６を設ければ、複数のダミーポスト３５に図中上下方向の外力を加えることで複数のダミーポスト３５を絶縁パターン３６から抜き取ろうとしても、複数のダミーポスト３５は絶縁パターン３６を抜け出ることがない。つまり、複数のダミーポスト３５のそれぞれは、絶縁パターン３６に対して固定される。
【００７２】
さらに、後述するように、絶縁パターン３６は、絶縁パターン３４に対して密着性のよい絶縁材料を含有するように構成される。具体的には、絶縁パターン３４がアクリル樹脂を含有するように構成されているので、絶縁パターン３６も同様に、アクリル樹脂を含有するように構成されている。そして、このことから、絶縁パターン３６と絶縁パターン３４５とは、互いに密着して相互に固定される。
【００７３】
次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁パターン３６上に、液滴吐出法によって上記の導体パターン用インクを塗布してから乾燥、焼成することにより、複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部に接続されるとともに、導電ポスト３３の上部に接続される導電パターン（導体パターン）３７を設ける。本実施形態では、このような工程によって、基体３０Ａから多層配線基板３０が得られる。
ここで、導電パターン３７は導電性金属を含有する。複数のダミーポスト３５のそれぞれも同じ種類の導電性金属を含有するので、導電パターン３７と複数のダミーポスト３５とは相互に密着して固定される。
【００７４】
上述のように、複数のダミーポスト３５のそれぞれは絶縁パターン３６に対して固定されているので、このため、導電パターン３７も絶縁パターン３６に対して固定される。しかも、絶縁パターン３６は絶縁パターン３４に対して固定されているので、結果として、導電パターン３７は、より下地の絶縁パターン３４に対しても固定される。
【００７５】
「電気光学装置」
次に、電気光学装置の一例として、プラズマ型表示装置について説明する。
図６は本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示している。
プラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置された基板５０１、５０２、及びこれらの間に形成される放電表示部５１０を含んで構成される。
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されたものである。複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。
【００７６】
基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、アドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成されている。誘電体層５１９上には、アドレス電極５１１、５１１間に位置しかつ各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。隔壁５１５は、アドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁とを含む。また、隔壁５１５によって仕切られた長方形状の領域に対応して放電室５１６が形成されている。
また、隔壁５１５によって区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。
【００７７】
一方、基板５０２には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成されている。さらに、これらを覆うように誘電体層５１３、及びＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
基板５０１と基板５０２とは、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。
上記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部５１０において蛍光体５１７が励起発光し、カラー表示が可能となる。
【００７８】
本実施形態では、上記アドレス電極５１１、及び表示電極５１２がそれぞれ、上述した導体パターンにより形成されている。そのため、高周波特性の向上と、導体パターンの低比抵抗に基づく省エネルギー化が図られる。
【００７９】
次に、電気光学装置の他の例として、液晶装置について説明する。
図７は、本実施形態に係る液晶装置の第１基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第１基板と、走査電極等が設けられた第２基板（図示せず）と、第１基板と第２基板との間に封入された液晶（図示せず）とから概略構成されている。
【００８０】
図７に示すように、第１基板３００上の画素領域３０３には、複数の信号電極３１０…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極３１０…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分３１０ａ…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分３１０ｂ…とから構成されており、Ｙ方向に伸延している。
また、符号３５０は１チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路３５０と信号配線部分３１０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３１…を介して接続されている。
また、符号３４０…は上下導通端子で、この上下導通端子３４０…と、図示しない第２基板上に設けられた端子とが上下導通材３４１…によって接続されている。また、上下導通端子３４０…と液晶駆動回路３５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されている。
【００８１】
本実施形態例では、上記第１基板３００上に設けられた信号配線部分３１０ｂ…、第１引き回し配線３３１…、及び第２引き回し配線３３２…がそれぞれ、上述した導体パターンにより形成されている。そのため、高周波特性の向上と、導体パターンの低比抵抗に基づく省エネルギー化が図られる。
なお、本発明が適用できるデバイスは、これらの電気光学装置に限られず、半導体の実装配線等、他のデバイス製造にも適用が可能である。
【００８２】
「電子機器」
次に、電子機器の具体例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、品質の向上と低コスト化が図られる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
「実験例１」
（実施例の導体パターン用インクの製造）
銀コロイド液の合成グリシン（和光純薬工業社製、試薬特級）０．４４ｇとタンニン酸（和光純薬工業社製、化学用）０．５ｇとを９０ｍＬのイオン交換水に溶解し、水酸化ナトリウム水溶液（和光純薬工業社製、試薬特級をイオン交換水で適当な濃度に調整したもの）でｐＨ７に調整した後、イオン交換水を添加して全量を１２８ｍＬにした。次に室温下にマグネティックスターラーで攪拌しながら、１ｇの硝酸銀（和光純薬工業社製、試薬特級）を含む水溶液２ｍＬを滴下させて金属含有量約５ｇ／Ｌのコロイド水溶液を作製した。このとき銀１ｇに対するグリシンの量は０．６９ｇとなる。
そして、上記のコロイド溶液に、ポリエチレングリコール＃３００（以下、ＰＥＧと表記する）を、銀の質量に対して７〜１００質量％の割合で添加することによって、本実施例の導体パターン用インクを製造した。
【００８４】
（比較例の導体パターン用インクの製造）
ＰＥＧの添加量を、銀の質量に対して０〜５質量％とした以外は上記実施例と同様にして比較例の導体パターン用インクを製造した。
【００８５】
（導体パターンの形成及び評価）
得られた実施例及び比較例の導体パターン用インクを、液滴吐出法によってガラス基板上に塗布し、１８０℃で３０分間加熱して乾燥することにより、長さ３０ｍｍ、幅５０μｍ、厚み５μｍの導体パターンを形成した。導体パターンの形成にあたっては、導体パターンの厚みが５μｍになるまでインクの塗布及び乾燥の工程を何度も繰り返した。
形成された導体パターンについて、クラックの発生の状況を確認すると共に、比抵抗を測定した。表１に、クラックの発生の状況及び比抵抗の測定結果を示す。また、図９に比抵抗とＰＥＧの添加量との関係を示す。尚、比較例については、クラックの発生が多く比抵抗の測定が困難になると予測されたので、厚み０．５μｍの導体パターンを製造して比抵抗の測定を行った。
【００８６】
【表１】
【００８７】
表１に示すように、比較例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、厚みが０．５μｍと薄いにもかかわらず、多くのクラックが発生し、導体パターン自体が崩れやすい状況であった。一方、実施例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、厚みが５μｍと比較例に比べて１０倍の厚みであるにもかかわらず、一部にクラックの発生が見られるものの、明らかに比較例の場合より少なく、導体パターンも崩れることがなかった。更に、ＰＥＧを銀に対して１０質量％以上添加したものについては、クラックの発生がほとんど見られず、極めて良好な導体パターンが得られた。
また、実施例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、その表面は平滑面となっており、金属光沢が見られた。一方、比較例では、導体パターン表面が粗面になっており、金属光沢は観察されなかった。
【００８８】
次に、表１及び図９に示すように、ＰＥＧの添加量が増大するにつれて、導体パターンの比抵抗が小さくなっており、この比抵抗の減少の傾向は、クラックの発生状況との間で相関が見られた。特に、ＰＥＧの添加量が０質量％または５質量％のものと、添加量が１０質量％以上のものを比較すると、比抵抗が１２μΩｃｍから６μΩｃｍ程度に半減していることがわかる。
【００８９】
図１０には、ＰＥＧの添加量が０質量％のインクで製造された比較例の導体パターンの断面ＳＥＭ像を示す。また、また、図１１には、ＰＥＧの添加量が２０質量％のインクで製造された実施例の導体パターンの断面ＳＥＭ像を示す。
図１０に示すように、比較例の導体パターンは、銀粒子が粒成長して粒径が比較的大きくなっており、銀粒子同士の間に隙間が多くなっていることがわかる。比較例では、銀粒子同士の隙間が多いために、比抵抗が増大したものと考えられる。
【００９０】
一方、図１１に示す実施例の導体パターンは、銀粒子が粒成長することなく粒径が比較例と比べて三分の一程度に小さくなっていることがわかる。また、銀粒子同士の間に隙間がみられるものの、比較例と比べると隙間の容積が小さく、導体パターン自体の密度が比較例よりも高くなっているものと考えられ、これにより比抵抗が低減したものと考えられる。更に、実施例の導体パターンの表面には、銀粒子同士の隙間が見られず、表面がほぼ平坦になっている。実施例の導体パターン表面に金属光沢が観察されたのは、この表面の形状によるものと考えられる。導体パターンの表面がこのような平坦面であると、特に高周波の用途で使用された場合に、表皮効果が発現されて高周波特性が改善されるものと予測される。
【００９１】
「実験例２」
実験例１において製造された実施例及び比較例の導体パターン用インクを、液滴吐出法によってガラス基板上に塗布し、１８０℃で３０分間加熱して乾燥することにより、長さ３０ｍｍ、幅５０μｍ、厚み０．５〜５０μｍの導体パターンを形成した。
導体パターンの形成にあたっては、導体パターンにクラックが発生するまで、インクの塗布及び乾燥の工程を何度も繰り返すことで、インク毎に厚みの異なる導体パターンを形成した。導体パターンにクラックが１カ所でも発生したならば、インクの塗布及び乾燥工程を終了し、クラックが発生する前の導体パターンの厚みを測定した。但し、導体パターンの形成厚みを最大で５０μｍとした。
図１２及び表２に、ＰＥＧの添加量と、クラックが発生する前の時点での導体パターンの厚みとの関係を示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
図１２及び表２に示すように、ＰＥＧの添加量が増大するにつれて、クラックフリーな導体パターンの厚みが大きくなっていることがわかる。また、ＰＥＧの添加量が２０質量％以上のものについては、クラックフリーな導体パターンの厚みが５０μｍで飽和しているように見えるが、これは導体パターンの形成厚みを最大で５０μｍとしたためであり、更にインクの塗布を続ければ、５０μｍ以上の厚みのものでも形成が可能であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の前期工程を説明するための図であって、（ａ）は基板の断面模式図であり、（ｂ）は基板の部分平面図である。
【図２】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の後期工程を説明するための断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の後期工程を説明するための図であって、（ａ）は図２（ａ）に示す配線基板に対応する部分平面図であり、（ｂ）は図２（ｃ）に示す配線基板に対応する部分正面図である。
【図４】本発明の実施形態である多層配線基板の製造工程を説明する工程図である。
【図５】本発明の実施形態である多層配線基板の製造工程を説明する工程図である。
【図６】本発明の電気光学装置を、プラズマ型表示装置に適用した例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の電気光学装置を、液晶装置に適用した例を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の電子機器を携帯電話に適用した例を示す図であり、（ｂ）携帯型情報処理装置に適用した例を示す図であり、（ｃ）は腕時計型電子機器に適用した例を示す図である。
【図９】ＰＥＧの添加量と、導体パターンの比抵抗との関係を示すグラフである。
【図１０】比較例の導体パターンの断面ＳＥＭ像である。
【図１１】実施例の導体パターンの断面ＳＥＭ像である。
【図１２】ＰＥＧの添加量と、クラックが発生する前の時点での導体パターンの厚みとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９５】
１２…導体パターン、３０…配線基板、３３…導電ポスト（導体パターン）、３５…ダミーポスト（導体パターン）、５００…プラズマ型表示装置（電気光学装置）、６００…携帯電話本体（電子機器）、７００…情報処理装置（電子機器）、８００…時計本体（電子機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体パターン用インク、導体パターン、配線基板及び電気光学装置並びに電子機器に関するものであり、特に、導体パターン用インクの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路または集積回路などに使われる配線の製造には、例えばフォトリソグラフィ法が用いられている。このリソグラフィ法は、予め導電膜を塗布した基板上にレジストと呼ばれる感光材を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じて導電膜をエッチングすることで導体パターンからなる配線を形成するものである。このリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率も数％程度でそのほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。
【０００３】
これに対して、液体吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて導体パターン（配線）を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、導電性微粒子を分散させた導体パターン用インクを基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザー照射を行って溶媒を蒸発させて導体パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィーが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくてすむというメリットがある。
【特許文献１】米国特許５１３２２４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の配線パターン用インクにより製造された導体パターンは、溶媒の蒸発過程において導体パターン自体にクラックが生じ、これにより導体パターンの比抵抗が上昇したり、導体パターンが断線するおそれがあった。特に、導体パターンの厚みの増大に伴ってクラックの発生が顕著になっていた。
クラック発生の原因は、溶媒の蒸発時における導体パターンの急激な体積収縮、導電性微粒子に付着している分散剤の離脱による導体パターンの体積収縮、溶媒の蒸発時の加熱による金属微粒子の粒成長に伴う導体パターンにおける空隙部の増大等によるものと考えられる。
また、金属微粒子の粒成長に伴って導体パターンにおいて空隙部が増大し、この空隙部が導体パターンの表面に現れると、導体パターン表面の平坦性が低下し、これにより所謂表皮効果が発現されずに高周波特性が低下してしまう問題も内在していた。
【０００５】
また、インクジェット法によって比較的厚みが大きな導体パターンを形成する際には、基板上に導体パターン用インクを重ねて塗布する場合がある。この場合、パターンの断線や形状の崩れを防ぐために、先に配置したインクを乾燥させ（予備乾燥工程）、その後に、その次のインクを配置している。
【０００６】
上述の導体パターンの形成方法では、導体パターン用インクの塗布と予備乾燥工程とを交互に繰り返すため、完成された導体パターンが積層構造となる場合がある。このような積層構造の導体パターンにおいては、層間同士の間の比抵抗が上昇する場合があり、導体パターン全体の比抵抗が増大する場合があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、クラックの発生が少ない導体パターンを製造することが可能な導体パターン用インクを提供することを目的とする。
また、本発明は、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性にも優れた導体パターンを提供することを目的とする。
更に本発明は、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性に優れる導体パターンを備えた配線基板、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の導体パターン用インクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする。
また本発明の導体パターン用インクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液に、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超の割合で含まれていることを特徴とする。
また本発明の導体パターン用インクにおいては、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して７質量％以上とされていることが好ましい。
更に本発明の導体パターン用インクにおいては、前記還元剤がタンニン酸であることが好ましい。
【０００９】
上記の導体パターン用インクには、コロイド溶液中に非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超、好ましくは７質量％以上の割合で添加されている。この非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒が蒸発されてからこの非イオン性化合物が蒸発若しくは加熱分解される。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。
これにより、導体パターンにクラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低減が図られる。
【００１０】
次に本発明の導体パターンは、先のいずれかに記載の導体パターン用インクによって形成されたことを特徴とする。
【００１１】
上記の導体パターンによれば、先に記載の導体パターン用インクによって形成されており、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられるので、クラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低減が図られる。
【００１２】
また、本発明の導体パターンは、先に記載の導体パターンであって、導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満であることを特徴とする。
また本発明の導体パターンにおいては、比抵抗が１０μΩｃｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
上記の導体パターンによれば、少なくとも導体パターン表面において導電性金属からなる粒子同士が隙間なく結合するとともに、導体パターン表面に光沢が有るので、所謂表皮効果が発現されて高周波特性の改善が図られる。
また、導体パターンの比抵抗が１２μΩｃｍ未満であるので、導体パターンを流れる電流の損失が小さくなる。また、基材に対する密着性も良好である。
【００１４】
次に、本発明の配線基板は、先のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする。
また本発明の電気光学装置は、先のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする。
更に本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置が備えられてなることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明によれば、高周波特性が改善され、かつ低比抵抗な導体パターンを備えているので、高周波特性の向上と、省エネルギー化が図られる。
【００１６】
本発明によれば、クラックの発生のおそれが少なく、低比抵抗であり、高周波特性にも優れる導体パターンを製造することが可能な導体パターン用インクを提供できる。
また、本発明によれば、クラックの発生が少なく、比抵抗が低く、高周波特性にも優れた導体パターンを提供できる。
更に本発明によれば、高周波特性の向上と、省エネルギー化とが実現可能な配線基板、電気光学装置及び電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
「導体パターン用インク」
本実施形態の導体パターン用インク（以下、インクという）は、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液から概略構成されている。また、導体パターン用インクを構成するコロイド溶液には、非イオン性化合物が含有されている。
また、このインクは、アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、このコロイド溶液に、非イオン性化合物が含まれてなるものである。
【００１８】
上記のコロイド溶液とは、上記の化合物からなる分散剤が表面に吸着した導電性金属粒子（導電性金属）が水溶液または水溶性溶媒中に安定的に分散した状態にあるものをいう。上記の化合物を分散剤として用いることにより、雰囲気、温度、攪拌速度を特別に制御しなくても、簡単な製造方法で高い分散性を有するコロイド溶液が得られる。
上記化合物はアミノ基を有しており、このアミノ基は導電性金属粒子表面への吸着性が優れるので、上記化合物は効率的に導電性金属粒子表面に吸着することができ、少量の添加でより分散性の高いコロイド粒子を得ることができる。また、それに付随して、コロイド粒子の分散に必要なカルボキシル基数を従来の分散剤より減らすことができ、アミノ基とカルボキシル基とを有する化合物は分子中に最低１個のカルボキシル基を有すれば充分な分散性を発現することができる。このため、添加する分散剤量を極めて少なくなり、遠心分離や限外濾過を行わなくとも、導電性に影響する有機物含量の少ない導体パターン用インクを得ることができる。
【００１９】
分散剤を構成する上記化合物としては特に限定されないが、分子量の小さなものやカルボキシル基を複数有するものが好ましく、例えば、アラニン、グリシン、アスパラギン、アミノ酪酸、システイン酸、システイン、セリン、グルタミン酸、サルコシン等が好ましい。また、上記化合物のカルボキシル基は塩の形態であることが好ましい。塩にすることで、カルボキシレートイオンの反発力による分散安定性を上げることができる。また、水への溶解性が上昇する。上記塩としては特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００２０】
上記化合物の添加量としては、導電性金属１ｇに対して０．０５〜５ｇであることが好ましい。０．０５ｇ未満であると、分散剤としての効果が発揮できず、５ｇを超えると、分散剤の飽和量を超えてしまうので添加量を増やしてもそれ以上の効果は得られない。
【００２１】
また、本実施形態に係るコロイド粒子は、導電性金属成分と有機成分とを主成分とする固形分と位置づけることができる。本実施形態の導体パターン用インクを構成するコロイド溶液は、この固形分と溶媒とから構成されるものである。上記固形分を構成する導電性金属としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム及びオスミウム等を挙げることができる。なかでも、銀、銅、白金、パラジウムがより好ましい。これらの金属は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
特に本実施形態の導体パターン用インクは、銀とその他の金属との混合金属コロイド液からなることが好ましい。銀を用いることにより、そのコロイド溶液を用いて形成される導体パターンの比抵抗が低減されるが、配線基板用の電子材料として銀を用いる場合、マイグレーションの問題を考慮する必要がある。銀とその他の金属とからなる混合金属コロイド溶液とすることにより、マイグレーションが起こりにくくなる。上記その他の金属とは、上記の金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウムである。なかでも、銅、白金、パラジウムが好ましい。
【００２２】
上記のような混合金属コロイド溶液とする場合、コロイド溶液中の銀とその他の金属との比率としては、銀とその他の金属との質量比が９９：１〜３０：７０であることが好ましい。銀の比率が９９質量％を超えると、マイグレーション性を解決することが困難となる。一方、銀の比率が３０質量％未満であると、得られるコロイド溶液の導電性が低下することがある。より好ましくは、９５：５〜４０：６０であり、更に好ましくは、９０：１０〜６０：４０である。
また、コロイド溶液中における導電性金属の含有量としては、１〜５００ｇ／Ｌであることが好ましい。１ｇ／Ｌ未満であると、薄すぎて所望の膜厚を得るために塗り重ねる回数が増え、５００ｇ／Ｌを超えると、粘度が上がりすぎて取り扱いにくくなる。
【００２３】
コロイド粒子（固形分）を構成する上記有機成分としては、上記分散剤を構成する化合物等を挙げることができる。本実施形態の導体パターン用インクにおいては、上記化合物が分散剤として機能することができるが、このことは他の分散剤の添加を排除するものではなく、本実施形態の導体パターン用インクには、導体パターン用インクの効果を損なわない限りにおいて、他の分散剤が添加されていてもよい。他の分散剤が添加された場合には、この他の分散剤も上記有機成分を構成するものとなる。
他の分散剤としては、適当な溶媒に溶解し、分散効果を示すものであれは特に限定されず、例えば、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸三リチウム、りんご酸二ナトリウム、酒石酸二ナトリウム、グリコール酸ナトリウム等のイオン性化合物；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等の界面活性剤；ゼラチン、アラビアゴム、アルブミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルセルロース類、アルカンチオール類等の高分子等を挙げることができる。これらの分散剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
また、本実施形態の導体パターン用インクには、導電性金属に対して５質量％超の割合で非イオン性化合物が添加されている。非イオン性化合物としては、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上が好ましい。
ポリエチレングリコールは、ポリエチレングリコール＃２００（平均分子量２００）、ポリエチレングリコール＃３００（平均分子量３００）、ポリエチレングリコール＃４００（平均分子量４００）、ポリエチレングリコール＃６００（平均分子量６００）、ポリエチレングリコール＃１０００（平均分子量１０００）、ポリエチレングリコール＃１５００（平均分子量１５００）、ポリエチレングリコール＃１５４０（平均分子量１５４０）、ポリエチレングリコール＃２０００（平均分子量２０００）のうちのいずれか一種または２種以上の混合物が好ましい。
また、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体の場合は、平均分子量が３０００以下のものが好ましい。
【００２５】
上記の非イオン性化合物が添加されることにより、コロイド粒子の間に高分子鎖が存在することとなり、そのため、コロイド粒子同士の接近と凝集とを抑制することができ、より高濃度のコロイド粒子を安定分散させることができる。
また、上記の非イオン性化合物を含むコロイド溶液は、適当な粘度を有するため、成膜性にも優れる。
更に、上記の非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒（水等）が蒸発してからこの非イオン性化合物が蒸発或いは酸化分解する。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。
【００２６】
非イオン性化合物の添加率が導電性金属に対して５質量％以下になると、導体パターン用インクから導体パターンを形成する過程において、非イオン性化合物の蒸発または加熱分解に要する時間が短くなり、これにより導体パターンの形成の際に急激な体積収縮が生じ、クラックの発生を防止することが困難になるので好ましくない。
液滴吐出法を用いる場合には非イオン性化合物の添加率が導電性金属に対して１００質量％を超えると、インク自体の粘度が増大し、インクの塗布が困難になるおそれがあるので好ましくない。
非イオン性高分子の添加量のより好ましい範囲は、導電性金属に対して７質量％以上７０質量％以下の範囲であり、最も好ましい範囲は、導電性金属に対して１０質量％以上５０質量％以下の範囲である。
【００２７】
本実施形態の導体パターン用インクにおいて、コロイド粒子の形態としては特に限定されず、例えば、上記導電性金属成分からなる粒子の表面に有機成分が付着している粒子、導電性金属成分からなる粒子をコアとして、その表面を有機成分で被覆されている粒子、導電性金属成分と有機成分とが均一に混合されてなる粒子等が挙げられる。なかでも、導電性金属成分からなる粒子をコアとして、その表面を有機成分で被覆されている粒子、金属成分と有機成分とが均一に混合されてなる粒子が好ましい。
【００２８】
コロイド粒子中の有機成分量としては、１〜３０質量％が好ましい。１質量％未満であると、得られる導体パターン用インクの貯蔵安定性が悪くなる傾向があり、３０質量％を超えると、得られる導体パターン用インクを用いてなる導体パターンの比抵抗が増大する傾向がある。より好ましくは、２〜２０質量％である。
【００２９】
本実施形態の導体パターン用インクに用いられる溶媒としては、水及び／又は水溶性溶剤が好ましい。上記溶媒として、水及び／又は水溶性溶剤を用いることにより、導体パターン用インクの乾燥時、又は、焼成時に溶剤臭が強くならず、環境にも悪影響が少ない。
【００３０】
本実施形態の導体パターン用インクは、コロイド粒子（固形分）と溶媒とからなるので、電導度を１０ｍＳ／ｃｍ以下とすることができる。従来の金属コロイド液からなるインクは、存在する電解質成分の濃度に敏感に反応して凝集沈降し、貯蔵安定性が損なわれることがあったが、電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下であると、この影響を充分に排除することができ、ガラス容器中での保管によるアルカリ分の流出や、空気中の炭酸ガスの溶解による経時的な電解質濃度の上昇による貯蔵安定性の悪化を防止することができる。更に、導体パターン用インクの電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下であると、コロイド溶液の分散安定性が高くなるので、固形分濃度が高い導体パターン用インクの作製が容易となり、容積を減ずることができるので、流通や運搬時の取り扱いが容易である。高濃度の導体パターン用インクは、後で適当な溶媒を用いて、使用に最適な濃度に調整してもよい。
【００３１】
本実施形態の導体パターン用インクにおいては、コロイド粒子（固形分）の濃度が１〜７０質量％であることが好ましい。ここで、上記固形分とは、コロイド溶液から大部分の水をシリカゲル等により取り除いた後、７０℃以下の温度で乾燥させたときに残存する固形分と定義することもできる。通常、この固形分は、導電性金属粒子、残留分散剤及び残留還元剤等からなる。
固形分の濃度が１質量％未満であると、導電性金属の含有量が少なすぎるので、得られる導体パターン用インクを用いて導体パターンを形成する際、必要な厚みを出すために何度も重ね塗る必要が生じ工業的に不利である。一方、上記固形分の濃度が７０質量％を超えると、粘性が上昇し取扱にくくなるので、これも工業的に不利である。より好ましくは、３〜５０質量％である。
【００３２】
本実施形態の導体パターン用インクにおいて、上記固形分の熱重量分析による１００〜５００℃までの加熱減量は、１〜２５質量％であることが好ましい。上記固形分を５００℃まで加熱すると、有機成分、残留分散剤、残留還元剤等が酸化分解され、大部分のものはガス化されて消失する。残留分散剤や残留還元剤の量は、僅かであると考えられるので、５００℃までの加熱による減量は、ほぼ固形分中の有機成分の量に相当すると考えてよい。
上記固形分の熱重量分析による１００〜５００℃までの加熱減量が、１〜２５質量％である導体パターン用インクは、分散安定性に優れており、また、有機成分等の導電性を悪化させる原因となる成分の量も適切であるので、導電性に優れた導体パターンを形成することができる。
上記固形分の加熱減量が１質量％未満であると、導電性金属成分に対する有機成分の量が少ないのでコロイド粒子の充分な分散性が得られないことがあり、２５質量％を超えると、導電性金属成分に対する有機成分の量が多すぎるので、得られる導体パターンの比抵抗がかなり悪くなることがある。有機成分の量が多い場合、成膜後に加熱焼成して有機成分を分解消失させることで比抵抗をある程度改善することができるが、導体パターンにクラック等が起こり易くなるので好ましくない。より好ましくは、１〜１０質量％である。
【００３３】
また、本実施形態の導体パターン用インクにおいて、コロイド粒子の平均粒径は１〜４００ｎｍであることが好ましい。１ｎｍ未満であると、良好な導体パターン用インクは得られるが、一般的にそのような微粒子の製造はコスト高で実用的でない。一方、４００ｎｍを超えると、コロイド粒子の分散安定性が経時的に変化しやすい。より好ましくは、１〜７０ｎｍである。
【００３４】
また、本実施形態の導体パターン用インクには、上記の非イオン性化合物に加えて、造膜助剤を添加しても良い。造膜助剤は、非イオン性化合物と同様にコロイド粒子となじみがよいので、コロイド粒子間に均一に存在して、コロイド粒子を均一に分散させる。そのため、溶液状態の導体パターン用インクにおいては、貯蔵安定性を高める効果がある。導体パターン用インクを塗布して導体パターンとした際には、造膜助剤とコロイド粒子とはなじみがよいので、強い膜を作って強度を高める効果があり、また、コロイド粒子を均一に導体パターン中に分散させるので、比抵抗のバラツキが少ない、均一な導体パターンを製造することができ、更に、基材との密着性を向上させることもできる。即ち、上記造膜助剤は、少量で効果的な膜強度を出すことができ、しかも良好な比抵抗を損なうことが少ない。
【００３５】
上記造膜助剤としては、適当な溶媒に溶解し、コロイド粒子と優れた薄膜（導体パターン）を形成するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂、ブロックドイソシアネート等のポリウレタン系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、メラミン系樹脂等を挙げることができる。
導体パターン用インクの溶媒が水及び／又は水溶性用剤である場合には、上記造膜助剤は、水性樹脂であることが好ましい。上記水性樹脂としては特に限定されず、例えば、水性ポリウレタン系樹脂、水性ポリエステル系樹脂等の強制エマルジョン樹脂、セルロース系樹脂、アクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、水性ポリアニリン系樹脂、ブロックドイソシアネート等のポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂等を挙げることができる。これらの水性樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３６】
なかでも、上記水性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、強制エマルジョン樹脂が好ましい。上記ポリウレタン系樹脂、メラミン系樹脂を用いる場合には、ブロックドイソシアネート又はメラミン系樹脂と、活性水素基を有する高分子とを併用することが好ましい。
【００３７】
上記水性樹脂のなかでも、活性水素基を有する高分子を併用するブロックドイソシアネート、活性水素基を有する高分子を併用するメラミン系樹脂、強制エマルジョン樹脂がより好ましい。上記のような樹脂からなる水性樹脂は、溶液状態で極めて安定であり、加熱して乾燥、硬化することによって容易に耐水性のよい被膜を得ることができる。
上記ブロックドイソシアネートとしては特に限定されず、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等を、例えば、オキシム類、アルコール類、フェノール類、ラクタム類等でブロックしたもの等を挙げることができる。
上記メラミン系樹脂としては特に限定されず、例えば、アルキル基型メラミン、メチロール基型メラミン、イミノ基型メラミン等を挙げることができる。上記強制エマルジョン樹脂としては特に限定されず、例えば、水性ポリウレタン系樹脂、水性ポリエステル系樹脂等を挙げることができる。
【００３８】
上記活性水素基を有する高分子としては特に限定されず、例えば、水酸基を有するポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の高分子；ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド等のアミノ基を有する高分子等を挙げることができる。
上記造膜助剤の添加量としては、固形分１００質量部に対して、１〜１００質量部であることが好ましい。１００質量部を超えると、導電性が悪化することがあり、１質量部未満であると、造膜助剤を添加した効果がみられない。より好ましくは、１〜５０質量部である。
導体パターン用インクに造膜助剤を添加する方法としては特に限定されず、コロイド溶液に直接添加してもよく、造膜助剤を水溶性溶剤等に溶解して造膜助剤溶液を作製し、コロイド溶液に添加してもよい。
【００３９】
本実施形態の導体パターン用インクを製造する方法としては特に限定されず、例えば、まずコロイド粒子を含む溶液を作製し、次いで、その溶液の洗浄を行う方法等が挙げられる。上記コロイド粒子を含む溶液を作製する方法としては、化学還元法による方法であれば特に限定されず、例えば、分散剤を用いて溶液中に分散させた金属塩（金属イオン）を、何らかの方法により還元させればよい。
【００４０】
上記金属塩としては、適当な溶媒中に溶解でき、何らかの手段で還元できるものであれば特に限定されず、例えば、硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、酸化銀、酢酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀等の銀塩；塩化金酸、塩化金カリウム、塩化金ナトリウム等の金塩；塩化白金酸、塩化白金、酸化白金、塩化白金酸カリウム等の白金塩；硝酸パラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、酸化パラジウム、硫酸パラジウム等のパラジウム塩、その他の白金属塩等を挙げることができる。これらの金属塩は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４１】
上記金属塩を還元させる方法としては特に限定されず、還元剤を用いて還元させてもよく、ＵＶ等の光、電子線、熱エネルギーを用いて還元させてもよい。上記還元剤としては適当な溶媒に溶解し、上記金属塩を還元させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、フェニドン、ヒドラジン等のアミン化合物；水酸化ホウ素ナトリウム、ヨウ化水素、水素ガス等の水素化合物；一酸化炭素、亜硫酸等の酸化物；硫酸第一鉄、塩化鉄、フマル酸鉄、乳酸鉄、シュウ酸鉄、硫化鉄、酢酸錫、塩化錫、二リン酸錫、シュウ酸錫、酸化錫、硫酸錫等の低原子価金属塩；ホルムアルデヒド、ハイドロキノン、ピロガロール、タンニン、タンニン酸、サリチル酸、Ｄ−グルコース等の糖等の有機化合物等を挙げることができる。なかでもタンニン酸が好ましい。還元剤としてタンニン酸を用いると、得られたコロイド溶液が良好な分散性を発現する。このため、タンニン酸を用いると上記分散剤の添加量を更に減少させることができ、有機物含有量の少ないコロイド溶液を得ることができる。上記の各種還元剤を使用する際には、更に、光や熱を加えて還元反応を促進させてもよい。
【００４２】
上記金属塩、分散剤及び還元剤を用いてコロイド粒子を含む溶液を製造する方法としては、例えば、上記金属塩を純水等に溶かして金属塩溶液を調製し、その金属塩溶液を徐々に分散剤と還元剤とが溶解した水溶液中に滴下する方法等を挙げることができる。
【００４３】
上記のようにして得られたコロイド粒子を含む溶液中には、コロイド粒子の他に、還元剤の残留物や残留分散剤が存在しており、液全体の電解質濃度が高くなっている。このような状態の液は、電導度が高いので、コロイド粒子の凝析が起こり、沈殿しやすい。上記コロイド粒子を含む溶液を洗浄して余分な電解質を取り除くことにより、電導度が１０ｍＳ／ｃｍ以下のコロイド溶液を得ることができる。
【００４４】
上記洗浄の方法としては、例えば、得られたコロイド粒子を含む液を一定期間静置し、生じた上澄み液を取り除いた上で、純水を加えて再度攪拌し、更に一定期間静置して生じた上澄み液を取り除く工程を幾度か繰り返す方法、上記の静置の代わりに遠心分離を行う方法、限外濾過装置やイオン交換装置等により脱塩する方法等を挙げることができる。なかでも、脱塩する方法が好ましい。また、脱塩等により電導度を１０ｍＳ／ｃｍ以下とした液は、適宜濃縮してもよい。
【００４５】
複数の導電性金属からなる混合金属コロイド液を作製する方法としては特に限定されず、例えば、銀とその他の金属とからなる混合金属コロイド液を作製する場合には、上記の方法にて、銀コロイド液とその他の金属の金属コロイド液とを別々に作製し、その後混合して混合金属コロイド溶液としてもよく、銀イオン溶液とその他の金属イオン溶液とを混合し、その後に還元してもよい。
【００４６】
また、非イオン性化合物の添加時期は、コロイド粒子の形成後ならいつでもよい。例えば、還元反応後の洗浄工程において、添加する純水の代わりに所定濃度に調整した非イオン性化合物を含む水溶液を用いてもよい。また数回の洗浄を行う場合に、最初だけ非イオン性化合物を含む水溶液を用い、後は純水で洗浄すれば導電性金属粒子に吸着した以外の過剰の高分子が取り除かれるため一層効果的である。
【００４７】
「導体パターン」
次に、本実施形態の導体パターンについて説明する。この導体パターンは、上記インクを基材上に塗布した後、加熱することにより形成される薄膜状の導体パターンであって、上記導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、少なくとも導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満のものである。
【００４８】
本実施形態の導体パターンは、上記インクを基材上に塗布した後、加熱することにより形成される。加熱条件は、例えば、１６０℃以上で２０分以上加熱すればよい。この条件であれば、非イオン性化合物を蒸発若しくは加熱分解することができる。また、加熱の前に、水分を蒸発させるために４０℃以上１００℃以下の範囲で予備加熱を行っても良い。
上記基材としては特に限定されないが、例えば、アルミナ焼結体、グリーンシート、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ガラス等からなる基板；樹脂やセラミック等で表面が形成された電子機器等を挙げることができる。また、その形状としては、板状、フィルム状等を挙げることができる。
【００４９】
上記基材上にインクを塗布する方法としては特に限定されないが、例えば、液滴吐出法、スクリーン印刷法、バーコート法、スピンコート法、刷毛による方法等を挙げることができる。
【００５０】
本実施形態の導体パターンは、非イオン性化合物が添加されたインクを用いて形成されるが、この非イオン性化合物は比較的沸点が高いため、インクから導体パターンを形成する過程において、コロイド溶液の分散媒が蒸発してからこの非イオン性化合物が蒸発または加熱分解する。このため、非イオン性化合物がコロイド粒子を包み込んだ状態が長く続き、急激な体積収縮が避けられるとともに導電性金属の粒成長が妨げられる。導体パターンを形成する過程において導電性金属粒子の粒成長が妨げられることで、導体パターンにおける導電性金属粒子は、相互に緻密に結合した状態になる。特に、導体パターン表面においては導電性金属粒子同士が隙間なく結合し、かつ導体パターン表面に光沢がみられるようになる。これにより、導体パターン表面における凹凸が少なくなり、導体パターン表面の平坦性が向上する。これにより、所謂表皮効果が発現されて導体パターンの高周波特性の改善が図られる。
また、導電性金属粒子同士が相互に緻密に結合した状態になるので、導体パターンにクラックが発生するおそれが少なく、断線の発生も防止され、かつ比抵抗の低下が図られる。
【００５１】
導体パターンの比抵抗は、１２μΩｃｍ未満であることが好ましく、１０μΩｃｍ以下であることがより好ましい。このときの比抵抗は、インクの塗布後、１６０℃で加熱、乾燥した際の比抵抗をいう。上記比抵抗が１２μΩｃｍ以上になると、導電性が要求される用途、すなわち回路基板上に形成する電極等に用いることが困難となる。
【００５２】
また、本実施形態の導体パターンを形成する際には、上記塗布方法によりインクを塗布してから予備加熱して水等の分散媒を蒸発させ、予備加熱後の塗膜の上に再度インクを塗布する、といった工程を繰り返し行うことで、厚膜の導体パターンを形成することもできる。
水等の分散媒を蒸発させた後のインクには、非イオン性化合物とコロイド粒子が残存しており、この非イオン性化合物は比較的粘度が高いので、塗膜が完全に乾燥しない状態でも塗膜が流失してしまうおそれがない。従って、一旦、インクを塗布して乾燥してから長時間放置し、その後、再度インクを塗布することが可能になる。
また、非イオン性化合物は比較的沸点も高いので、インクを塗布して乾燥してから長時間放置してもインクが変質するおそれがなく、再度インクを塗布することが可能になり、均質な塗布膜を形成できる。これにより、導体パターン自体が多層構造になるおそれがなく、層間同士の間の比抵抗が上昇して導体パターン全体の比抵抗が増大するおそれがない。
【００５３】
上記の工程を経ることによって、本実施形態の導体パターンは、従来のインクによって形成された導体パターンに比べて厚く形成することができる。より具体的には５μｍ以上の厚みのものを形成することができる。本実施形態の導体パターンは上記インクにより形成されるものであるので、５μｍ以上の厚膜に形成してもクラックの発生が少なく、低比抵抗の導体パターンを構成することができる。なお、厚みの上限については特に規定する必要はないが、過剰に厚くなると分散媒や非イオン性化合物の除去が難しくなって比抵抗が増大するおそれがあるので、１００μｍ以下程度にするのが良い。
更に、本実施形態の導体パターンは、基材に対する密着性が良好である。
【００５４】
「配線基板の製造例」
次に、上記の導体パターンを配線基板に適用した一例について説明する。
本実施形態の配線基板は、上記のインクを塗布することによって形成された導体パターンが備えられて構成されている。以下、本実施形態の配線基板の製造工程を順次説明する。
【００５５】
図１には、本実施形態の配線基板を製造する際に使用する基板を示す。図１（ａ）は基板１０の断面模式図であり、図１（ｂ）は基板１０の平面模式図である。
基板１０は、図１（ａ）に示すように、ポリイミド等の樹脂製基板の両面にＣｕから成る導体パターン１２、１２…が形成され、更に基板１０の両面の導体パターン１２、１２…を電気的に接続するスルーホールヴィア１４が形成されている。この導体パターン１２、１２…の基板１０側の各端部は、図１（ａ）に示す基板１０の部分正面図である図１（ｂ）に示すように、基板１０の端縁近傍まで延出されている。
【００５６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す導体パターン１２、１２…は、上記の導体パターン用インクを液滴吐出法により塗布するとともに乾燥、焼成することによって形成されたものである。導体パターン１２…を形成する際には、基板１０の導体パターン形成面のうち、後述する電解めっき用導電パターンを形成する部分を除いて粗面化加工を施すことによって、形成された導体パターン１２、１２…と基板１０との密着性を向上できる。
【００５７】
次いで、図２（ａ）に示す様に、形成した導体パターン１２…の電解めっきを施す所定箇所が露出するように、電解めっきを施さない箇所をソルダレジスト層１８によって覆うと共に、基板１０の一面側の端縁近傍に電解めっき用導電パターン１６を、液滴吐出法で形成する。この液滴吐出法により吐出するインクは、上記の導体パターン１２の形成と同様に、上記の導体パターン用インクを用いることができる。
【００５８】
形成した電解めっき用導電パターン１６は、図２（ａ）に示す基板１０の部分平面図である図３（ａ）に示すように、基板１０の端縁に沿って電解めっき用導電パターン１６を構成するバスライン１６ａが形成され、バスライン１６ａから各導体パターン１２に分岐パターン１６ｂが延出されている。かかる分岐パターン１６ｂの先端部は、図２（ａ）に示すように、導体パターン１２の端部と接続されている。
【００５９】
この様にして形成した電解めっき用導電パターン１６を用いた電解めっきによって、図２（ｂ）に示す様に、導体パターン１２…の露出箇所に金属膜２６を形成する。
かかる電解めっきによって形成する金属膜２６としては、所望の金属から成る金属膜２６を形成できるが、金やニッケルから成る金属膜２６を形成することが好ましい。
この電解めっきを、図２（ｂ）に示す様に、電解めっき用導電パターン１６を露出状態として施してもよい。電解めっき用導電パターン１６上に形成された金属膜２６は、後述するように、電解めっき用導電パターン１６と共に回収再利用できるからである。
【００６０】
ところで、液滴吐出法によって基板１０の一面側に直接描画した後、焼成して形成した電解めっき用導電パターン１６の基板１０との接合面は、基板１０の平滑面に対して凹凸面になっているものと推定される。このため、電解めっき用導電パターン１６は、図２（ｃ）に示すように、その上面に形成された金属膜２６と共に基板面から容易に引き剥がすことができる。
電解めっき用導電パターン１６を剥離する手段としては、電解めっき用導電パターン１６に貼り付けた粘着テープを剥離する手段を好適に用いることができる。粘着テープを剥離する際に、粘着テープに付着して金属膜２２が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６が剥離される。
剥離された金属膜２６が上面に形成された電解めっき用導電パターン１６は、粘着テープに付着しているため、回収して再利用を図ることができる。
【００６１】
かかる電解めっき用導電パターン１６の剥離は、電解めっき用導電パターン１６を形成した基板１０の基板面を平滑面とすることによって容易に行なうことができる。このため、基板１０の基板面を、導体パターン１２…との密着性を向上すべく粗面加工する場合には、電解めっき用導電パターン１６を形成する部分の基板面を、保護フィルム等で保護して粗面化することを防止し、その平滑面状態を保持することが好ましい。
電解めっき用導電パターン１６を剥離した基板面の部分正面図を図３（ｂ）に示す。導体パターン１２の端部に電解めっき用導電パターン１６の一部が残留しているが、配線基板の導体パターンとしては問題にならない程度のものである。
【００６２】
この様にして得られた配線基板は、必要に応じて更に加工が施されて最終製品とすることができる。
かかる配線基板の製造工程では、液滴吐出法によって導体パターン１２…及び電解めっき用導電パターン１６を形成するため、その形成及び除去を容易に行なうことができ、従来の配線基板の製造工程よりも、その工程数を削減できる。
【００６３】
また、導体パターン１２と電解めっき用導電パターン１６とを同時に形成することを要しないため、導体パターン１２の設計の自由度を向上できる。
以上、説明してきた図１〜図３では、基板１０として樹脂基板について説明してきたが、シリコン基板やセラミック基板を基板１０として用いることができる。
また、図１〜図３では、両面側に導体パターン１２…が形成された基板１０を用いたが、一面側のみに導体パターン１２…が形成された基板であっても用いることができる。
【００６４】
「多層配線基板（配線基板）の製造例」
次に、上記の導体パターンを配線基板に適用した他の例について説明する。
本実施形態の多層配線基板（配線基板）は、上記の導体パターン用インクを塗布することによって形成された導体パターンが備えられて構成されている。以下、本実施形態の多層配線基板の製造工程を順次説明する。
【００６５】
まず、図４（ａ）に示すような基体３０Ａを準備する。基体３０Ａは、基板３１と、基板３１上に位置している導電パターン３２と、を備えている。ここで、基板３１は、ポリイミドからなるフレキシブル基板である。基板３１はテープ状の形状を有しており、そしてこのため、基板３１はテープ基板とも呼ばれる。なお、本明細書において、「基体３０Ａ」とは、基板３１と、基板３１上に設けられた1つ以上のパターンまたは層と、をまとめた総称である。
【００６６】
次に、図４（ｂ）に示すように、導電パターン３２上の一部に液滴吐出法によって導体パターン用インクを塗布、加熱乾燥することにより、導電ポスト（導体パターン）３３を設ける。
導電ポスト３３を形成した後に、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、液滴吐出法によって、絶縁パターン３４を設ける。設けられた絶縁パターン３４は、導電ポスト３３の側面の下部を囲むとともに導電パターン３２を覆うことになる。ここで、以下で説明するように、絶縁パターン３４は、互いに積層された２つの絶縁サブパターン４１、４２からなる。絶縁パターン３４の形成方法は以下の通りである。
【００６７】
まず、アクリル樹脂等の絶縁性樹脂を含有するインクを液滴吐出法により塗布して乾燥することにより、基板３１の表面上の部分のうち、導電パターン３２がない部分に絶縁サブパターン４１を設ける(図４（ｃ）)。ここで、絶縁サブパターン４１の厚さは導電パターン３２の厚さにほぼ一致するように設定されている。そしてこのため、絶縁サブパターン４１が設けられた後では、絶縁サブパターン４１の表面と、導電パターン３２の表面とは、ほぼ同じレベルに位置することになる。絶縁サブパターン４１には、アクリル樹脂が含まれる。
【００６８】
次に、導電パターン３２と絶縁サブパターン４１とが形成する面上に、絶縁サブパターン４１の場合と同様に、液滴吐出法によって絶縁サブパターン４２を設ける(図４（ｄ）)。ここで、絶縁サブパターン４２は、下地の導電パターン３２と絶縁サブパターン４１とを覆うとともに、導電ポスト３３の側面の下部を囲むように設けられる。絶縁サブパターン４２には、アクリル樹脂が含まれる。
【００６９】
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁パターン４４上に液滴吐出法によって上記の導体パターン用インクを塗布してから乾燥、焼成することにより、複数のダミーポスト（導体パターン）３５を設ける。ここで、複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部と、導電ポスト３３の上部とが、ほぼ同じレベルに位置するように、複数のダミーポスト３５が設けられる。
各ダミーポスト３５が液滴吐出法によって形成されるので、各ダミーポスト３５のそれぞれの断面形状はテーパ状になる。具体的には、ダミーポスト３５の底部の幅が、ダミーポスト３５の上部の幅よりも大きくなる。
【００７０】
次に、図５（ａ）に示すように、絶縁パターン３４上に液滴吐出法によって、ダミーポスト３５のそれぞれの側面を囲むとともに、絶縁パターン３４上に突出している導電ポスト３３の側面を囲む絶縁パターン３６を設ける。ここで、絶縁パターン３６の厚さは、絶縁パターン３６から複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部と、導電ポスト３３の上部とが、露出するように、設定されている。
【００７１】
このように絶縁パターン３６を設ければ、複数のダミーポスト３５に図中上下方向の外力を加えることで複数のダミーポスト３５を絶縁パターン３６から抜き取ろうとしても、複数のダミーポスト３５は絶縁パターン３６を抜け出ることがない。つまり、複数のダミーポスト３５のそれぞれは、絶縁パターン３６に対して固定される。
【００７２】
さらに、後述するように、絶縁パターン３６は、絶縁パターン３４に対して密着性のよい絶縁材料を含有するように構成される。具体的には、絶縁パターン３４がアクリル樹脂を含有するように構成されているので、絶縁パターン３６も同様に、アクリル樹脂を含有するように構成されている。そして、このことから、絶縁パターン３６と絶縁パターン３４５とは、互いに密着して相互に固定される。
【００７３】
次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁パターン３６上に、液滴吐出法によって上記の導体パターン用インクを塗布してから乾燥、焼成することにより、複数のダミーポスト３５のそれぞれの上部に接続されるとともに、導電ポスト３３の上部に接続される導電パターン（導体パターン）３７を設ける。本実施形態では、このような工程によって、基体３０Ａから多層配線基板３０が得られる。
ここで、導電パターン３７は導電性金属を含有する。複数のダミーポスト３５のそれぞれも同じ種類の導電性金属を含有するので、導電パターン３７と複数のダミーポスト３５とは相互に密着して固定される。
【００７４】
上述のように、複数のダミーポスト３５のそれぞれは絶縁パターン３６に対して固定されているので、このため、導電パターン３７も絶縁パターン３６に対して固定される。しかも、絶縁パターン３６は絶縁パターン３４に対して固定されているので、結果として、導電パターン３７は、より下地の絶縁パターン３４に対しても固定される。
【００７５】
「電気光学装置」
次に、電気光学装置の一例として、プラズマ型表示装置について説明する。
図６は本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示している。
プラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置された基板５０１、５０２、及びこれらの間に形成される放電表示部５１０を含んで構成される。
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されたものである。複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。
【００７６】
基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、アドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成されている。誘電体層５１９上には、アドレス電極５１１、５１１間に位置しかつ各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。隔壁５１５は、アドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁とを含む。また、隔壁５１５によって仕切られた長方形状の領域に対応して放電室５１６が形成されている。
また、隔壁５１５によって区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。
【００７７】
一方、基板５０２には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成されている。さらに、これらを覆うように誘電体層５１３、及びＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
基板５０１と基板５０２とは、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。
上記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部５１０において蛍光体５１７が励起発光し、カラー表示が可能となる。
【００７８】
本実施形態では、上記アドレス電極５１１、及び表示電極５１２がそれぞれ、上述した導体パターンにより形成されている。そのため、高周波特性の向上と、導体パターンの低比抵抗に基づく省エネルギー化が図られる。
【００７９】
次に、電気光学装置の他の例として、液晶装置について説明する。
図７は、本実施形態に係る液晶装置の第１基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第１基板と、走査電極等が設けられた第２基板（図示せず）と、第１基板と第２基板との間に封入された液晶（図示せず）とから概略構成されている。
【００８０】
図７に示すように、第１基板３００上の画素領域３０３には、複数の信号電極３１０…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極３１０…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分３１０ａ…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分３１０ｂ…とから構成されており、Ｙ方向に伸延している。
また、符号３５０は１チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路３５０と信号配線部分３１０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３１…を介して接続されている。
また、符号３４０…は上下導通端子で、この上下導通端子３４０…と、図示しない第２基板上に設けられた端子とが上下導通材３４１…によって接続されている。また、上下導通端子３４０…と液晶駆動回路３５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されている。
【００８１】
本実施形態例では、上記第１基板３００上に設けられた信号配線部分３１０ｂ…、第１引き回し配線３３１…、及び第２引き回し配線３３２…がそれぞれ、上述した導体パターンにより形成されている。そのため、高周波特性の向上と、導体パターンの低比抵抗に基づく省エネルギー化が図られる。
なお、本発明が適用できるデバイスは、これらの電気光学装置に限られず、半導体の実装配線等、他のデバイス製造にも適用が可能である。
【００８２】
「電子機器」
次に、電子機器の具体例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は先の図６に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、品質の向上と低コスト化が図られる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
「実験例１」
（実施例の導体パターン用インクの製造）
銀コロイド液の合成グリシン（和光純薬工業社製、試薬特級）０．４４ｇとタンニン酸（和光純薬工業社製、化学用）０．５ｇとを９０ｍＬのイオン交換水に溶解し、水酸化ナトリウム水溶液（和光純薬工業社製、試薬特級をイオン交換水で適当な濃度に調整したもの）でｐＨ７に調整した後、イオン交換水を添加して全量を１２８ｍＬにした。次に室温下にマグネティックスターラーで攪拌しながら、１ｇの硝酸銀（和光純薬工業社製、試薬特級）を含む水溶液２ｍＬを滴下させて金属含有量約５ｇ／Ｌのコロイド水溶液を作製した。このとき銀１ｇに対するグリシンの量は０．６９ｇとなる。
そして、上記のコロイド溶液に、ポリエチレングリコール＃３００（以下、ＰＥＧと表記する）を、銀の質量に対して７〜１００質量％の割合で添加することによって、本実施例の導体パターン用インクを製造した。
【００８４】
（比較例の導体パターン用インクの製造）
ＰＥＧの添加量を、銀の質量に対して０〜５質量％とした以外は上記実施例と同様にして比較例の導体パターン用インクを製造した。
【００８５】
（導体パターンの形成及び評価）
得られた実施例及び比較例の導体パターン用インクを、液滴吐出法によってガラス基板上に塗布し、１８０℃で３０分間加熱して乾燥することにより、長さ３０ｍｍ、幅５０μｍ、厚み５μｍの導体パターンを形成した。導体パターンの形成にあたっては、導体パターンの厚みが５μｍになるまでインクの塗布及び乾燥の工程を何度も繰り返した。
形成された導体パターンについて、クラックの発生の状況を確認すると共に、比抵抗を測定した。表１に、クラックの発生の状況及び比抵抗の測定結果を示す。また、図９に比抵抗とＰＥＧの添加量との関係を示す。尚、比較例については、クラックの発生が多く比抵抗の測定が困難になると予測されたので、厚み０．５μｍの導体パターンを製造して比抵抗の測定を行った。
【００８６】
【表１】
【００８７】
表１に示すように、比較例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、厚みが０．５μｍと薄いにもかかわらず、多くのクラックが発生し、導体パターン自体が崩れやすい状況であった。一方、実施例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、厚みが５μｍと比較例に比べて１０倍の厚みであるにもかかわらず、一部にクラックの発生が見られるものの、明らかに比較例の場合より少なく、導体パターンも崩れることがなかった。更に、ＰＥＧを銀に対して１０質量％以上添加したものについては、クラックの発生がほとんど見られず、極めて良好な導体パターンが得られた。
また、実施例の導体パターン用インクで製造した導体パターンは、その表面は平滑面となっており、金属光沢が見られた。一方、比較例では、導体パターン表面が粗面になっており、金属光沢は観察されなかった。
【００８８】
次に、表１及び図９に示すように、ＰＥＧの添加量が増大するにつれて、導体パターンの比抵抗が小さくなっており、この比抵抗の減少の傾向は、クラックの発生状況との間で相関が見られた。特に、ＰＥＧの添加量が０質量％または５質量％のものと、添加量が１０質量％以上のものを比較すると、比抵抗が１２μΩｃｍから６μΩｃｍ程度に半減していることがわかる。
【００８９】
図１０には、ＰＥＧの添加量が０質量％のインクで製造された比較例の導体パターンの断面ＳＥＭ像を示す。また、また、図１１には、ＰＥＧの添加量が２０質量％のインクで製造された実施例の導体パターンの断面ＳＥＭ像を示す。
図１０に示すように、比較例の導体パターンは、銀粒子が粒成長して粒径が比較的大きくなっており、銀粒子同士の間に隙間が多くなっていることがわかる。比較例では、銀粒子同士の隙間が多いために、比抵抗が増大したものと考えられる。
【００９０】
一方、図１１に示す実施例の導体パターンは、銀粒子が粒成長することなく粒径が比較例と比べて三分の一程度に小さくなっていることがわかる。また、銀粒子同士の間に隙間がみられるものの、比較例と比べると隙間の容積が小さく、導体パターン自体の密度が比較例よりも高くなっているものと考えられ、これにより比抵抗が低減したものと考えられる。更に、実施例の導体パターンの表面には、銀粒子同士の隙間が見られず、表面がほぼ平坦になっている。実施例の導体パターン表面に金属光沢が観察されたのは、この表面の形状によるものと考えられる。導体パターンの表面がこのような平坦面であると、特に高周波の用途で使用された場合に、表皮効果が発現されて高周波特性が改善されるものと予測される。
【００９１】
「実験例２」
実験例１において製造された実施例及び比較例の導体パターン用インクを、液滴吐出法によってガラス基板上に塗布し、１８０℃で３０分間加熱して乾燥することにより、長さ３０ｍｍ、幅５０μｍ、厚み０．５〜５０μｍの導体パターンを形成した。
導体パターンの形成にあたっては、導体パターンにクラックが発生するまで、インクの塗布及び乾燥の工程を何度も繰り返すことで、インク毎に厚みの異なる導体パターンを形成した。導体パターンにクラックが１カ所でも発生したならば、インクの塗布及び乾燥工程を終了し、クラックが発生する前の導体パターンの厚みを測定した。但し、導体パターンの形成厚みを最大で５０μｍとした。
図１２及び表２に、ＰＥＧの添加量と、クラックが発生する前の時点での導体パターンの厚みとの関係を示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
図１２及び表２に示すように、ＰＥＧの添加量が増大するにつれて、クラックフリーな導体パターンの厚みが大きくなっていることがわかる。また、ＰＥＧの添加量が２０質量％以上のものについては、クラックフリーな導体パターンの厚みが５０μｍで飽和しているように見えるが、これは導体パターンの形成厚みを最大で５０μｍとしたためであり、更にインクの塗布を続ければ、５０μｍ以上の厚みのものでも形成が可能であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の前期工程を説明するための図であって、（ａ）は基板の断面模式図であり、（ｂ）は基板の部分平面図である。
【図２】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の後期工程を説明するための断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態である配線基板の製造工程の後期工程を説明するための図であって、（ａ）は図２（ａ）に示す配線基板に対応する部分平面図であり、（ｂ）は図２（ｃ）に示す配線基板に対応する部分正面図である。
【図４】本発明の実施形態である多層配線基板の製造工程を説明する工程図である。
【図５】本発明の実施形態である多層配線基板の製造工程を説明する工程図である。
【図６】本発明の電気光学装置を、プラズマ型表示装置に適用した例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の電気光学装置を、液晶装置に適用した例を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の電子機器を携帯電話に適用した例を示す図であり、（ｂ）携帯型情報処理装置に適用した例を示す図であり、（ｃ）は腕時計型電子機器に適用した例を示す図である。
【図９】ＰＥＧの添加量と、導体パターンの比抵抗との関係を示すグラフである。
【図１０】比較例の導体パターンの断面ＳＥＭ像である。
【図１１】実施例の導体パターンの断面ＳＥＭ像である。
【図１２】ＰＥＧの添加量と、クラックが発生する前の時点での導体パターンの厚みとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９５】
１２…導体パターン、３０…配線基板、３３…導電ポスト（導体パターン）、３５…ダミーポスト（導体パターン）、５００…プラズマ型表示装置（電気光学装置）、６００…携帯電話本体（電子機器）、７００…情報処理装置（電子機器）、８００…時計本体（電子機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする導体パターン用インク。
【請求項２】
アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、
前記コロイド溶液に、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超の割合で含まれていることを特徴とする導体パターン用インク。
【請求項３】
前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して７質量％以上とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導体パターン用インク。
【請求項４】
前記還元剤がタンニン酸であることを特徴とする請求項２に記載の導体パターン用インク。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の導体パターン用インクによって形成されたことを特徴とする導体パターン。
【請求項６】
導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満であることを特徴とする請求項５に記載の導体パターン。
【請求項７】
比抵抗が１０μΩｃｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の導体パターン。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置が備えられてなることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と導電性金属とが少なくとも含有されてなるコロイド粒子が含まれてなるコロイド溶液からなり、前記コロイド溶液には、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が含まれ、前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して５質量％超とされていることを特徴とする導体パターン用インク。
【請求項２】
アミノ基及びカルボキシル基を少なくとも各１個ずつ有する化合物からなる分散剤と還元剤とが溶解された水溶液に、導電性金属塩水溶液が滴下されることによって調製されたコロイド溶液からなり、
前記コロイド溶液に、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、酸化プロピレン−酸化エチレンブロック共重合体のうちのいずれか一種または二種以上の非イオン性化合物が導電性金属に対して５質量％超の割合で含まれていることを特徴とする導体パターン用インク。
【請求項３】
前記非イオン性化合物の含有率が、前記導電性金属に対して７質量％以上とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導体パターン用インク。
【請求項４】
前記還元剤がタンニン酸であることを特徴とする請求項２に記載の導体パターン用インク。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の導体パターン用インクによって形成されたことを特徴とする導体パターン。
【請求項６】
導電性金属からなる粒子が相互に結合されてなり、導体パターン表面において前記粒子同士が隙間なく結合しており、前記導体パターン表面に光沢が有り、かつ比抵抗が１２μΩｃｍ未満であることを特徴とする請求項５に記載の導体パターン。
【請求項７】
比抵抗が１０μΩｃｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の導体パターン。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導体パターンが備えられてなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置が備えられてなることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１９４１７５（Ｐ２００７−１９４１７５Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７１５（Ｐ２００６−１３７１５）
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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