導電パターン形成方法
【課題】導電性インクを基材上にパターニングして、導電性の良好な導電パターン形成方法を提供する。
【解決手段】基板上への導電パターン形成方法であって、平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子がアミド基を有する有機溶媒１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒５〜６０体積％、アミン系有機溶媒０．１〜３０体積％、及び常圧における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒１〜６０体積％を含む混合有機溶媒に分散されている導電性インクからなる液滴を、加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）を含む、導電パターン形成方法。
【解決手段】基板上への導電パターン形成方法であって、平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子がアミド基を有する有機溶媒１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒５〜６０体積％、アミン系有機溶媒０．１〜３０体積％、及び常圧における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒１〜６０体積％を含む混合有機溶媒に分散されている導電性インクからなる液滴を、加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）を含む、導電パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上へ導電性インクからなる液滴を吐出してパターンを形成後、焼結する、導電パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属微粒子を含む導電性インクを用いて、インクジェット法によって導電パターンを形成する方法はすでに知られているが、従来の方法では、液滴が基板に着弾するときに表面張力による基板材の濡れ性や基板表面粗さによる毛細管効果のため液滴が広がり、液滴径の数倍以上の線幅となり微細な描画を形成することが困難であるという問題点があった。
そこで、インクの濡れ広がりを防いでパターン形成の精度を向上させるために、基板を加熱しながらインク液滴を着弾させ、インク溶媒の蒸発を促進する方法が提案されている（特許文献１、２、３参照）。また、通気性のある基板を用いて、液滴を加熱される通気性基板の上面に液滴を吐出することにより溶媒の蒸発を促進する方法も提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０６３７２号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０７２６０３号
【特許文献３】特開２００６−２３９８９９号公報
【特許文献４】特開２００８−１５５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インクジェット法によって導電パターンを形成する際に基板を加熱して温度を上げていくと、着弾した液滴が突沸してしまい、導電性パターンが形成されなくなるという問題があった。そのため、基板を加熱して単に温度を上げるだけでは微細な描画を形成することは困難である。また、金属微粒子が銅などの卑な金属である場合、金属微粒子の焼結の際にインクに含まれる還元作用を有する溶媒成分により還元作用を発揮させることは効果的である。しかしながら、特許文献１、２、３に開示された方法において、導電性パターン形成の精度を上げるために導電性パターン形成の段階、又は金属微粒子焼結の初期段階で還元作用を有する溶媒を揮発させてしまうと、焼結時に還元作用が十分に発揮されないという問題がある。また、特許文献４においては、インクの溶媒に還元性を有する溶媒成分は使用されておらず、グリーンシート内を通してインク溶媒を蒸発させることにより乾燥を促進して、液滴の吐出間隔時間を短くし、配線用パターンを短時間で形成すること等を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、金属微粒子が特定の混合有機溶媒に分散されている導電性インクからなる液滴を特定の温度に加熱した基板の表面に吐出してパターンを形成後、焼結して導電パターンを形成することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の（１）から（１０）に記載する発明を要旨とする。
（１）基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で工程１の基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
（２）前記（１）に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ｉ）の工程１における基板の表面温度が６０〜１００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（３）前記（１）又は（２）に記載の導電パターン形成方法であって、（ii）の工程２における加熱温度が１５０〜３００℃であることを特徴とする導電パターン形成方法。
（４）前記（１）から（３）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ１）が、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【０００６】
（５）前記（１）から（４）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ２）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（６）前記（１）から（５）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ３）が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【０００７】
（７）前記（１）から（６）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）が、モノオール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上からなることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（８）前記（７）に記載の導電パターン形成方法であって、前記有機溶媒（Ｓ４）が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、テトラヒドロフラン、エチルプロピルエーテル、及びジプロピルエーテルの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする導電パターン形成方法。
（９）前記（１）から（８）のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、
混合有機溶媒（Ｓ）が、前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、
に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
（１０）前記（１）から（９）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、金属微粒子（Ｐ）が、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基板上への導電パターンの形成方法として、工程１において使用する導電性インクの溶媒成分を、還元作用を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）とアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）、及びアミン系有機溶媒（Ｓ３）に、揮発性制御用の低沸点有機溶媒である有機溶媒（Ｓ４）を含む混合有機溶媒（Ｓ）とすることにより、特定温度に加熱された基板上へ導電性インクを吐出する工程１では、還元作用を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の蒸発を抑制して、低沸点溶媒である有機溶媒（Ｓ４）を蒸発させることにより導電性インクの濡れ広がりを防いで微細ラインの形成が可能になると共にパターン形成の精度を向上させることができる。
また、その後の工程２の焼成工程で金属微粒子（Ｐ）表面と導電性インク溶媒中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）との反応により粒子表面に水素ラジカルが発生し、その結果粒子表面の活性度が向上した状態となる。そのため、焼成工程における粒子間の焼結性が向上し、高導電性・高基板密着性の導電パターンが形成可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔１〕「導電パターン形成方法」について
本発明の「導電パターン形成方法」は、基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする。
以下、本発明の導電パターン形成方法における、〔１−１〕工程１、及び〔１−２〕工程２について説明する。
【００１０】
〔１−１〕工程１
工程１は、基材表面上に導電性インクからなる液滴を吐出して導電性パターンを形成する工程である。
（１）金属微粒子（Ｐ）
金属微粒子（Ｐ）は一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子である。金属微粒子（Ｐ）の一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍであると液滴の吐出等により基板上に微細なパターンを形成することが可能になる。ここで、一次粒子の平均粒子径とは、二次粒子を構成する個々の金属微粒子の一次粒子の直径の意味である。該一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定することができる。また、平均粒子径とは、一次粒子の数平均粒子径を意味する。金属微粒子（Ｐ）は特に限定されるものではないが、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることが好ましい。
【００１１】
（２）混合有機溶媒（Ｓ）
本発明の混合有機溶媒（Ｓ）は、アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む有機溶媒である。
また、本発明の混合有機溶媒（Ｓ）には、上記４成分からなる混合有機溶媒に、更に後述するアルカリ性水溶液（Ｓ５）を含有させることもできる。以下にこれらの溶媒について説明する。
【００１２】
（イ）アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）としては、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中にアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）が含まれていると、導電性インク中で金属微粒子（Ｐ）の分散性を向上する作用の他に、焼結の際に多価アルコール（Ｂ）が熱分解して生成されるケトン化合物、アルデヒド化合物等と共沸し易い性質を有しているので、１５０〜３００℃程度の比較的低温の焼結温度でも有機溶媒（Ｓ１）と、ケトン化合物、及びアルデヒド化合物は容易に除去される。これにより、焼結体中の有機物残留量が少なくなるので焼結した金属微粒子（Ｐ）間の接合強度が向上すると共に電気抵抗と接触抵抗を低くすることができる。
【００１３】
（ロ）有機溶媒（Ｓ２）
有機溶媒（Ｓ２）は、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールである。このような有機溶媒（Ｓ２）としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中に多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）が含有されていると、導電性インクを長期間保存しても金属微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性を向上する作用を有する。また、有機溶媒（Ｓ２）は、加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結させる際に、分解して水素ラジカルを発生し、金属微粒子（Ｐ）表面で還元作用を発揮してこれらの表面を活性化して焼結を促進し、金属微粒子（Ｐ）の焼結体が酸化を受けるのを抑制して、導電性の高い導電パターンを形成することが可能になる。
【００１４】
（ハ）アミン系有機溶媒（Ｓ３）
アミン系有機溶媒（Ｓ３）は、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上の有機溶媒である。このようなアミン系有機溶媒（Ｓ３）としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中にアミン系有機溶媒（Ｓ３）が含まれていると、金属微粒子（Ｐ）表面に配位して該金属微粒子表面を活性化する。尚、多価アルコール（Ｂ）が加熱されることにより、金属微粒子（Ｐ）表面で分解し、水素ラジカルを形成し、配位したアミン系化合物（Ｂ１）を脱離させる。
【００１５】
（ニ）有機溶媒（Ｓ４）
有機溶媒（Ｓ４）は、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒である。
有機溶媒（Ｓ４）としては、分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上が好ましい。
前記分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール（括弧内に常圧における沸点を示す）としては、メタノール（６４．７℃）、エタノール（７８．０℃）、１−プロパノール（９７．１５℃）、２−プロパノール（８２．４℃）、２−ブタノール（１００℃）、２−メチル２−プロパノール（８３℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。前記エーテルとしては、ジエチルエーテル（３５℃）、メチルプロピルエーテル（３１℃）、ジプロピルエーテル（８９℃）、ジイソプロピルエーテル（６８℃）、メチル−ｔ−ブチルエーテル（５５．３℃）、ｔ−アミルメチルエーテル（８５℃）、ジビニルエーテル（２８．５℃）、エチルビニルエーテル（３６℃）、アリルエーテル（９４℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。また、前記ケトンとしては、アセトン（５６．５℃）、メチルエチルケトン（７９．５℃）、ジエチルケトン（１００℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中に低沸点有機溶媒である有機溶媒（Ｓ４）が含まれることで、加熱基板上へ液滴を吐出する工程１では低沸点溶媒が揮発して液滴の濡れ広がりを防いでパターン形成の精度を向上し、微細ラインのパターン形成が可能になる。
【００１６】
（ホ）混合有機溶媒（Ｓ）の組成
（ホ−１）アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）
混合有機溶媒（Ｓ）中のアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）の含有割合は１０〜８０体積％である。該含有割合が１０体積％未満では、粒子の分散性が低下するおそれがある。一方、８０体積％を越えると、該有機溶媒の蒸発が充分に進行せず、２００℃程度の焼成では該溶媒成分が導電膜に残存して導電性を低下するおそれがある。
（ホ−２）多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）
混合有機溶媒（Ｓ）中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の含有割合は５〜６０体積％である。該含有割合が５体積％未満では、還元溶媒による充分な還元性雰囲気が形成されないので金属微粒子表面の還元反応が充分に進行せず焼結が不十分になるおそれがある。一方、６０体積％を越えると該有機溶媒の蒸発が充分に進行せず、２００℃程度の焼成では該溶媒成分が導電膜に残存して導電性を低下するおそれがある。
（ホ−３）アミン系有機溶媒（Ｓ３）
混合有機溶媒（Ｓ）中のアミン系有機溶媒（Ｓ３）の含有割合は０．１〜３０体積％である。該含有割合が０．１体積％未満では、金属微粒子（Ｐ）表面への配位が十分でなく、粒子の分散性が低下するおそれがある。一方、３０体積％を越えると混合有機溶媒の極性が著しく低下し、粒子の分散性が低下するおそれがある。
（ホ−４）有機溶媒（Ｓ４）
混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）の含有割合は１〜６０体積％である。
該含有割合が１体積％未満では、該有機溶媒の蒸発による導電性インクの濡れ広がり抑制効果が十分とならないおそれがある。一方、６０体積％を越えると該有機溶媒の蒸発が過剰に進行し、微細ラインの形成が困難になるおそれがある。
さらに、工程１における有機溶媒（Ｓ４）の分圧は０．０１〜０．０８ＭＰａであるとより望ましい。該分圧が０．０１ａＭＰａ未満では、該有機溶媒の蒸発が十分に進行せず、導電性インクの濡れ広がり抑制効果が十分とならないおそれがある。一方、０．０８ＭＰａを越えると、該有機溶媒の蒸発が過剰に進行し、微細ラインの形成が困難になるおそれがある。
【００１７】
（ヘ）アルカリ性水溶液（Ｓ５）を含有させた混合有機溶媒（Ｓ）
混合有機溶媒（Ｓ）として前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、を含有する混合溶媒を使用することができる。アルカリ性水溶液（Ｓ５）としてはｐＨ９〜１３のアルカリ性水溶液が好ましい。上記有機溶媒（Ｓ１）から有機溶媒（Ｓ４）の４成分からなる有機溶媒中に、更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）を０．１〜１５体積％含有させた混合有機溶媒（Ｓ）とすることにより、混合有機溶媒の粘度を低下させる効果が発揮される。
このようなインクの粘度が低下するメカニズムとしては、具体的には、混合有機溶媒（Ｓ）中に、アルカリ性水溶液（Ｓ５）が存在するとインクのｐＨがアルカリ側にシフトするため、金属微粒子表面に配位しているアミン系有機溶媒（Ｓ３）の状態が変化し、そのことで金属微粒子同士の相互作用が小さくなり、インクの粘度が低下すると考えられる。インクの粘度が低下することで、インクジェットヘッドから液滴を吐出する際のノズルの目詰まりが抑制される効果が発揮される。
アルカリ性水溶液（Ｓ５）のｐＨが９以上でこのような効果がより効果的に発揮され、ｐＨが１３を超えると取扱上の不都合を生ずるおそれがある。また、混合有機溶媒（Ｓ）中でアルカリ性水溶液（Ｓ５）の濃度が０．１体積％以上でこのような効果を発揮させることが可能になり、一方、１５体積％を超えても更なる効果の向上は期待できず、また混合有機溶媒（Ｓ）の均一性を維持できなくなるおそれがある。
アルカリ性水溶液（Ｓ５）としては、電解アルカリ水、電解濃縮アルカリ水等が挙げられるがこれらの中で金属元素を含む化合物が添加されていないアルカリ性水溶液が好ましい。
【００１８】
（３）導電性インク
導電性インクは、一次粒子の平均粒子径が１〜５００ｎｍである金属微粒子（Ｐ）を前記混合有機溶媒（Ｓ）に分散させた微粒子分散溶液である。導電性インク中の金属微粒子（Ｐ）濃度はその使用目的により選択しえるが、２〜７０質量％が好ましい。
金属微粒子（Ｐ）濃度が２質量％未満では、加熱による焼結の機械的強度が低くなるという不都合を生じる場合があり、また、所望の厚さの導電パターンを形成するために、インク吐出を多数回繰り返すことが必要となる。一方、７０質量％を超えると導電性インクの粘度が高くなりインクジェットヘッドから液滴を吐出する際にノズルに目詰まりを起したり、導電性インクの保存時に金属微粒子（Ｐ）の分散性が低下するおそれがある。
導電性インクには高分子分散剤等の分散剤を添加することが好ましい。該分散剤は、金属微粒子（Ｐ）の少なくとも表面の一部を覆うように存在して、金属微粒子（Ｐ）の凝集を防止して分散性を良好に維持する作用を有する。
分散剤の添加量は、金属微粒子分散溶液中の金属微粒子（Ｐ）１００質量部に対して、０．０１〜１質量部が好ましく、０．０５〜０．５質量部がより好ましい。分散剤の添加量が前記０．０１未満では凝集を抑制する効果が十分に得られない場合があり、一方、前記１質量部を超える場合には、分散性に不都合がなくとも、導電性インクをパターニング後、乾燥・焼成時に、過剰の分散剤が、金属微粒子の焼結を阻害して、焼結金属の緻密さが低下する場合があると共に、分散剤の焼成残渣が、導電膜又は導電回路中に残存して、導電性を低下させるおそれがある。
【００１９】
本発明の分散剤は上記分散作用を奏するものであれば、特に制限されるものではない。前記分散剤としては、その化学構造にもよるが分子量が１００〜１００，０００程度の金属微粒子（Ｐ）を良好に分散させることが可能なもので、かつ炭素原子、水素原子、酸素原子、及び窒素原子から選択された２種以上の原子からなる化合物（高分子化合物も含む）の分散剤が好ましい。上記分散剤として好ましいのは、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン等のアミン系の高分子；ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等のカルボン酸基を有する炭化水素系高分子；ポリアクリルアミド等のアクリルアミド；ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、更にはデンプン、及びゼラチンの中から選択される１種又は２種以上である。
【００２０】
導電性インク中には、一次粒子の平均粒子径１〜５００ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が分散されているが、更に撹拌して分散性を向上するのが望ましい。導電性インクの撹拌方法としては、公知の撹拌方法を採用することができるが、超音波照射方法を採用するのが好ましい。上記超音波照射時間は、特に制限はなく任意に選択することが可能である。例えば、超音波照射時間を５〜６０分間の間で任意に設定すると照射時間が長い方が平均二次凝集サイズは小さくなる傾向にある。更に超音波照射時間を長くすると分散性は一層向上する。
このようにして得られた分散溶液は、金属微粒子（Ｐ）が分散剤に覆われた状態で分散溶液中に分散している。このような分散剤が金属微粒子（Ｐ）を分散させるメカニズムは完全に解明されてはいないが、高分子分散剤を使用する場合には、例えば高分子に存在する官能基の非共有電子対を有する原子部分が金属微粒子（Ｐ）の表面に吸着して、分子層を形成し、互いに金属微粒子（Ｐ）同士の接近をさせない、斥力が発生していることが予想される。
【００２１】
（４）基板、及び基板の加熱方法
（イ）基板
分散溶液を塗布する被処理基材である基材には、通常用いられるガラス基材や耐熱性合成樹脂からなる基材等を挙げることができ、その形状としては平板、立体物、フィルム等が挙げられる。耐熱性合成樹脂としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂等を用いることができる。これらの基材は、導電性インクのパターニングをする前に、純水や超音波等を用いて塗布面を洗浄することが好ましい。
（ロ）基板の加熱
工程１における基板の加熱方法は特に限定されるものではないが、赤外線加熱、温風加熱等により基板を部分的に加熱することが可能である。加熱温度は赤外線センサー等を用いて行うことができる。
基板の加熱温度は、６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下の温度である。加熱温度が６０℃未満であると、有機溶媒（Ｓ４）の蒸発が十分に起こらず、導電性インクの濡れ広がりが十分に抑制されないおそれがある。また、加熱温度が有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）を超える温度であると、有機溶媒（Ｓ２）の蒸発が進行し、焼結工程において金属微粒子（Ｐ）同士間の焼結が十分に進行しないおそれがある。
かかる観点から、基板の表面温度が６０〜１００℃であることがより好ましい。
【００２２】
（５）導電性パターンの形成
工程１における導電性インクのパターニング又は塗布方法としては、スピンコート法、インクジェット法、微少液滴塗布法、スプレー塗布法、スポイト滴下、及びピペット滴下から選択された１種又は２種以上が例示できる。
基材上の導電性インクの厚みは、導電性インク中の金属微粒子（Ｐ）の濃度、空隙率、導電膜又は導電回路の厚み等により変わるものであり、一概に決定することはできないが、焼結性、空隙率、機械的強度等を考慮すると基材上の導電性インクの厚みが、１μｍ〜３ｍｍの範囲であることが望ましい。また、基材上への導電性インクのパターニング又は塗布量が３〜１００μｌ／ｃｍ２であることが好ましい。前記塗布量が３μｌ／ｃｍ２未満では沸点に至る以前のより早期に還元剤が蒸発して、粒子表面の還元反応が進行しないで酸化物状態に維持されて、焼結が進行しないおそれがある。一方、前記塗布量が１００μｌ／ｃｍ２を超えると蒸発速度が抑制されて２００℃程度での焼結では導電膜中に還元溶媒が残存して、導電性を阻害するおそれがある。
工程１の終了後は、一旦室温程度までの冷却を行うか、又はすみやかに工程２の焼結処理を行うことが望ましい。工程１の後に工程１の温度に長時間放置すると、有機溶媒（Ｓ２）の蒸発が徐々にではあるが進行し、工程２で還元力を持つに十分な有機溶媒（Ｓ２）が残らないおそれがある。
【００２３】
〔１−２〕工程２
工程２は、前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程である。
工程２においては、基板上に形成されたパターンを、非酸化性ガス雰囲気中で加熱乾燥して微粒子分散液の溶媒を除去すると共に、焼結して導電パターンを形成する。
導電性インク中の混合有機溶媒（Ｓ）には還元作用を有する分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）が含まれているので、該有機溶媒（Ｓ２）は焼結の際に液相中、及び気相中で還元作用を発揮して金属微粒子（Ｐ）が酸化されるのを防止すると共に、金属微粒子（Ｐ）同士間の焼結を促進する。
非酸化性ガス雰囲気とは酸素ガス濃度を低く管理して、混合有機溶媒（Ｓ）中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の還元性を発揮させると共に、不活性ガスを供給して非酸化性ガス雰囲気を形成することもできる。上記不活性ガスとしては窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられ、尚、還元性ガスとしては水素ガス等を添加することもできる。
【００２４】
焼成は、非酸化性ガス雰囲気中で、基板加熱温度より高い温度で加熱焼成して導電パターンを形成する。加熱時の昇温速度は１〜５０℃／分であることが好ましい。昇温速度が１℃／分未満であると、溶媒蒸発が不均一となり、導電パターンの精度が低下するおそれがある、昇温速度が５０℃／分を超えると、粒子の焼結が十分進行する前に有機溶媒（Ｓ２）が蒸発するおそれがある。
工程２における加熱温度は、金属微粒子（Ｐ）の種類、その粒子径等にもよるが、１５０〜３００℃であることが好ましい。加熱温度が１５０℃未満であると、導電膜中に有機溶媒が残存して、導電性を阻害するおそれがある。また、加熱温度３００℃程度で粒子間の焼結が十分に進行するため、３００℃を超える温度での加熱は、エネルギーの浪費となり好ましくない。
【００２５】
〔２〕本発明の導電パターン形成方法により得られる「導電パターン」について
本発明の導電パターン形成方法により得られる「導電パターン」は、高導電性・高基板密着性に優れる。従って、配線、電極、バンプ等の形成に有用である。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
導電性インクを調製し、該インクを基板上に吐出して導電性パターンを形成した。次いで該パターンを加熱焼結して導電パターンを形成し、その評価を行った。
（１）銅微粒子分散液の調製
始めに水溶性高分子からなる分散剤で表面の一部が覆われた銅微粒子を次の手順で調製した。銅微粒子の原料として酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ・１Ｈ２Ｏ）０．２ｇを蒸留水１０ｍｌに溶解させた酢酸銅水溶液１０ｍｌと、金属イオン還元剤として５．０ｍｏｌ／リットル（Ｌ）となるように水素化ホウ素ナトリウムと蒸留水とを混合した水素化ホウ素ナトリウム水溶液１００ｍｌを調製した。その後、上記水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、水溶性高分子からなる分散剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、数平均分子量約３５００）０．５ｇを添加して、攪拌溶解させた後、窒素ガス雰囲気中で、上記酢酸銅水溶液１０ｍｌを滴下した。
この混合液を約６０分間よく攪拌しながら反応させた結果、平均一次粒径５〜１０ｎｍの銅微粒子が水溶液中に分散した微粒子分散液が得られた。
【００２７】
次に、上記方法で得られた銅微粒子が分散した分散液１００ｍｌに、凝集促進剤としてクロロホルムを５ｍｌ添加してよく攪拌した。数分間攪拌した後、反応液を遠心分離機に入れ、銅微粒子を沈殿回収した。その後、得られた銅微粒子と３０ｍｌの蒸留水とを試験管に入れ、超音波ホモジナイザーを用いてよく攪拌した後、遠心分離機で銅微粒子成分を回収する水洗浄を３回、続いて、同じく試験管中で、得られた銅微粒子と３０ｍｌの１−ブタノールとを入れよく攪拌した後、遠心分離機で銅微粒子を回収するアルコール洗浄を３回行った。以上の工程により回収された銅微粒子を、混合有機溶媒としてＮ−メチルアセトアミド６０体積％、トリエチルアミン２体積％、１−プロパノール１０体積％、及びエチレングリコール２８体積％からなる混合有機溶媒１０ｍｌに分散させ、１時間、超音波ホモジナイザーを用いて分散液中に超音波振動を与えることで調製した導電性インク（銅微粒子分散液）を調製した。
なお、導電性インク中の銅微粒子の割合は、２０質量％である。
【００２８】
（２）導電性パターンの形成と評価
ガラス基板の表面温度を８０℃に保ち、該ガラス基板上に、前記（１）で調製した導電性インクを、１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚでノズル開口５０μｍのインクジェットヘッドから吐出し、線間距離１５０μｍにて正方格子状の導電性パターンを形成した。得られた導電性パターンのファインパターン性を下記方法で評価した。
得られた導電パターンの線幅Ｘ（μｍ）をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製、型式：ＶＨＸ−９００）により観察して求め、下記の判定基準でファインパターン性を評価した。
○：５≦Ｘ≦３０
△：３０＜Ｘ≦５０
×：５０＜Ｘ
【００２９】
（３）導電パターンの形成と評価
上記（２）でガラス基板上に形成された導電性パターンを、窒素雰囲気中、２００℃で１時間熱処理し、導電パターンを作製した。該導電パターンの基板密着性と導電性を下記方法で評価した。
（イ）基板密着性
ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠して配線材料のテープ剥離試験を行った。
評価試料の描画パターンを１ｍｍずつ、計１０マス区切り、セロハンテープ（ニチバン（株）製、商品名：セロテープ（登録商標）ＣＴ２４）を用い、フィルムに密着させた後剥離した。
判定は１０マスの内、剥離しないマス目の数から以下の規準により表した。
○：剥離したマス目が１マス以下
△：剥離したマス目が２〜４マス
×：５マス以上剥離した
【００３０】
（ロ）導電性
ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠して、配線材料の体積抵抗率を４端子法により評価した。判定は以下の基準により表した。
○：体積抵抗率が１００μΩ・ｃｍ以下
△：体積抵抗率が１００超、１０００μΩ・ｃｍ以下
×：体積抵抗率が１０００μΩ・ｃｍ超
実施例１で使用した混合有機溶媒と評価結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２〜６、比較例１、２］
（１）銅微粒子分散液の調製
実施例１で調製した銅微粒子を用いて、混合有機溶媒の組成を、表１の実施例２〜６、及び比較例１、２に示す組成とした以外は、実施例１に記載したと同様の方法により、導電性インクを調製した。なお、実施例６で使用したアルカリ水は、（株）イガデン製、電解濃縮アルカリ水（ｐＨ１０〜１２．５）である。
（２）導電性パターンの形成と評価
ガラス基板の温度、及び熱処理温度を、表１の実施例２〜６、及び比較例１、２に示す温度とした以外は、実施例１に記載したのと同様の方法により、導電性パターンを作製した。尚、比較例２では、ガラス基板は加熱せず、基板温度は室温（２５℃）としてパターンを形成した。実施例１に記載したと同様の方法によりファインパターン性を評価した。
（３）導電パターンの形成と評価
実施例１に記載したと同様の方法により、導電パターンを形成し、該導電パターンの基板密着性と導電性を下記方法で評価した。
［実施例７］
実施例６と同じ溶媒組成の導電性インクにおいて、導電性インク中の銅微粒子の割合を３０質量％とした以外は、実施例６と同様の方法により、導電性パターンを作製した。
上記実施例２〜７、比較例１、２で使用した混合有機溶媒と評価結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１より、常温における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒を溶媒中に含むインクを加熱基板上にパターン形成したものを熱処理し作製した導電パターンは、ファインパターン性、基板密着性、導電性いずれも良好であることが分かる。また、溶媒中にアルカリ性水溶液を含むインクは、導電性インク中の銅微粒子の割合を３０質量％とした実施例７においても、インクジェットヘッドからインクを吐出する際にノズルの目詰まりが生じず、導電性パターンを形成可能であった。
これに対し、比較例１では常温における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒をインク溶媒中に含まないため、基板上に着弾したインクが濡れ拡がり、ファインパターン性に劣ることが分かる。また、比較例２では基板の温度を常温としているために、高温での熱処理時に低沸点溶媒の突沸が生じ、作製した導電パターンは、ファインパターン性、基板密着性、及び導電性のいずれもが劣っていることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上へ導電性インクからなる液滴を吐出してパターンを形成後、焼結する、導電パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属微粒子を含む導電性インクを用いて、インクジェット法によって導電パターンを形成する方法はすでに知られているが、従来の方法では、液滴が基板に着弾するときに表面張力による基板材の濡れ性や基板表面粗さによる毛細管効果のため液滴が広がり、液滴径の数倍以上の線幅となり微細な描画を形成することが困難であるという問題点があった。
そこで、インクの濡れ広がりを防いでパターン形成の精度を向上させるために、基板を加熱しながらインク液滴を着弾させ、インク溶媒の蒸発を促進する方法が提案されている（特許文献１、２、３参照）。また、通気性のある基板を用いて、液滴を加熱される通気性基板の上面に液滴を吐出することにより溶媒の蒸発を促進する方法も提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０６３７２号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０７２６０３号
【特許文献３】特開２００６−２３９８９９号公報
【特許文献４】特開２００８−１５５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インクジェット法によって導電パターンを形成する際に基板を加熱して温度を上げていくと、着弾した液滴が突沸してしまい、導電性パターンが形成されなくなるという問題があった。そのため、基板を加熱して単に温度を上げるだけでは微細な描画を形成することは困難である。また、金属微粒子が銅などの卑な金属である場合、金属微粒子の焼結の際にインクに含まれる還元作用を有する溶媒成分により還元作用を発揮させることは効果的である。しかしながら、特許文献１、２、３に開示された方法において、導電性パターン形成の精度を上げるために導電性パターン形成の段階、又は金属微粒子焼結の初期段階で還元作用を有する溶媒を揮発させてしまうと、焼結時に還元作用が十分に発揮されないという問題がある。また、特許文献４においては、インクの溶媒に還元性を有する溶媒成分は使用されておらず、グリーンシート内を通してインク溶媒を蒸発させることにより乾燥を促進して、液滴の吐出間隔時間を短くし、配線用パターンを短時間で形成すること等を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、金属微粒子が特定の混合有機溶媒に分散されている導電性インクからなる液滴を特定の温度に加熱した基板の表面に吐出してパターンを形成後、焼結して導電パターンを形成することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の（１）から（１０）に記載する発明を要旨とする。
（１）基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で工程１の基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
（２）前記（１）に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ｉ）の工程１における基板の表面温度が６０〜１００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（３）前記（１）又は（２）に記載の導電パターン形成方法であって、（ii）の工程２における加熱温度が１５０〜３００℃であることを特徴とする導電パターン形成方法。
（４）前記（１）から（３）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ１）が、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【０００６】
（５）前記（１）から（４）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ２）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（６）前記（１）から（５）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ３）が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【０００７】
（７）前記（１）から（６）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）が、モノオール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上からなることを特徴とする、導電パターン形成方法。
（８）前記（７）に記載の導電パターン形成方法であって、前記有機溶媒（Ｓ４）が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、テトラヒドロフラン、エチルプロピルエーテル、及びジプロピルエーテルの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする導電パターン形成方法。
（９）前記（１）から（８）のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、
混合有機溶媒（Ｓ）が、前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、
に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
（１０）前記（１）から（９）のいずれかに記載の導電パターン形成方法であって、金属微粒子（Ｐ）が、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基板上への導電パターンの形成方法として、工程１において使用する導電性インクの溶媒成分を、還元作用を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）とアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）、及びアミン系有機溶媒（Ｓ３）に、揮発性制御用の低沸点有機溶媒である有機溶媒（Ｓ４）を含む混合有機溶媒（Ｓ）とすることにより、特定温度に加熱された基板上へ導電性インクを吐出する工程１では、還元作用を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の蒸発を抑制して、低沸点溶媒である有機溶媒（Ｓ４）を蒸発させることにより導電性インクの濡れ広がりを防いで微細ラインの形成が可能になると共にパターン形成の精度を向上させることができる。
また、その後の工程２の焼成工程で金属微粒子（Ｐ）表面と導電性インク溶媒中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）との反応により粒子表面に水素ラジカルが発生し、その結果粒子表面の活性度が向上した状態となる。そのため、焼成工程における粒子間の焼結性が向上し、高導電性・高基板密着性の導電パターンが形成可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔１〕「導電パターン形成方法」について
本発明の「導電パターン形成方法」は、基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする。
以下、本発明の導電パターン形成方法における、〔１−１〕工程１、及び〔１−２〕工程２について説明する。
【００１０】
〔１−１〕工程１
工程１は、基材表面上に導電性インクからなる液滴を吐出して導電性パターンを形成する工程である。
（１）金属微粒子（Ｐ）
金属微粒子（Ｐ）は一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子である。金属微粒子（Ｐ）の一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍであると液滴の吐出等により基板上に微細なパターンを形成することが可能になる。ここで、一次粒子の平均粒子径とは、二次粒子を構成する個々の金属微粒子の一次粒子の直径の意味である。該一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定することができる。また、平均粒子径とは、一次粒子の数平均粒子径を意味する。金属微粒子（Ｐ）は特に限定されるものではないが、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることが好ましい。
【００１１】
（２）混合有機溶媒（Ｓ）
本発明の混合有機溶媒（Ｓ）は、アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む有機溶媒である。
また、本発明の混合有機溶媒（Ｓ）には、上記４成分からなる混合有機溶媒に、更に後述するアルカリ性水溶液（Ｓ５）を含有させることもできる。以下にこれらの溶媒について説明する。
【００１２】
（イ）アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）としては、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中にアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）が含まれていると、導電性インク中で金属微粒子（Ｐ）の分散性を向上する作用の他に、焼結の際に多価アルコール（Ｂ）が熱分解して生成されるケトン化合物、アルデヒド化合物等と共沸し易い性質を有しているので、１５０〜３００℃程度の比較的低温の焼結温度でも有機溶媒（Ｓ１）と、ケトン化合物、及びアルデヒド化合物は容易に除去される。これにより、焼結体中の有機物残留量が少なくなるので焼結した金属微粒子（Ｐ）間の接合強度が向上すると共に電気抵抗と接触抵抗を低くすることができる。
【００１３】
（ロ）有機溶媒（Ｓ２）
有機溶媒（Ｓ２）は、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールである。このような有機溶媒（Ｓ２）としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中に多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）が含有されていると、導電性インクを長期間保存しても金属微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性を向上する作用を有する。また、有機溶媒（Ｓ２）は、加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結させる際に、分解して水素ラジカルを発生し、金属微粒子（Ｐ）表面で還元作用を発揮してこれらの表面を活性化して焼結を促進し、金属微粒子（Ｐ）の焼結体が酸化を受けるのを抑制して、導電性の高い導電パターンを形成することが可能になる。
【００１４】
（ハ）アミン系有機溶媒（Ｓ３）
アミン系有機溶媒（Ｓ３）は、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上の有機溶媒である。このようなアミン系有機溶媒（Ｓ３）としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中にアミン系有機溶媒（Ｓ３）が含まれていると、金属微粒子（Ｐ）表面に配位して該金属微粒子表面を活性化する。尚、多価アルコール（Ｂ）が加熱されることにより、金属微粒子（Ｐ）表面で分解し、水素ラジカルを形成し、配位したアミン系化合物（Ｂ１）を脱離させる。
【００１５】
（ニ）有機溶媒（Ｓ４）
有機溶媒（Ｓ４）は、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒である。
有機溶媒（Ｓ４）としては、分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上が好ましい。
前記分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール（括弧内に常圧における沸点を示す）としては、メタノール（６４．７℃）、エタノール（７８．０℃）、１−プロパノール（９７．１５℃）、２−プロパノール（８２．４℃）、２−ブタノール（１００℃）、２−メチル２−プロパノール（８３℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。前記エーテルとしては、ジエチルエーテル（３５℃）、メチルプロピルエーテル（３１℃）、ジプロピルエーテル（８９℃）、ジイソプロピルエーテル（６８℃）、メチル−ｔ−ブチルエーテル（５５．３℃）、ｔ−アミルメチルエーテル（８５℃）、ジビニルエーテル（２８．５℃）、エチルビニルエーテル（３６℃）、アリルエーテル（９４℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。また、前記ケトンとしては、アセトン（５６．５℃）、メチルエチルケトン（７９．５℃）、ジエチルケトン（１００℃）の中から選択される１種又は２種以上を例示することができる。
混合有機溶媒（Ｓ）中に低沸点有機溶媒である有機溶媒（Ｓ４）が含まれることで、加熱基板上へ液滴を吐出する工程１では低沸点溶媒が揮発して液滴の濡れ広がりを防いでパターン形成の精度を向上し、微細ラインのパターン形成が可能になる。
【００１６】
（ホ）混合有機溶媒（Ｓ）の組成
（ホ−１）アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）
混合有機溶媒（Ｓ）中のアミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）の含有割合は１０〜８０体積％である。該含有割合が１０体積％未満では、粒子の分散性が低下するおそれがある。一方、８０体積％を越えると、該有機溶媒の蒸発が充分に進行せず、２００℃程度の焼成では該溶媒成分が導電膜に残存して導電性を低下するおそれがある。
（ホ−２）多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）
混合有機溶媒（Ｓ）中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の含有割合は５〜６０体積％である。該含有割合が５体積％未満では、還元溶媒による充分な還元性雰囲気が形成されないので金属微粒子表面の還元反応が充分に進行せず焼結が不十分になるおそれがある。一方、６０体積％を越えると該有機溶媒の蒸発が充分に進行せず、２００℃程度の焼成では該溶媒成分が導電膜に残存して導電性を低下するおそれがある。
（ホ−３）アミン系有機溶媒（Ｓ３）
混合有機溶媒（Ｓ）中のアミン系有機溶媒（Ｓ３）の含有割合は０．１〜３０体積％である。該含有割合が０．１体積％未満では、金属微粒子（Ｐ）表面への配位が十分でなく、粒子の分散性が低下するおそれがある。一方、３０体積％を越えると混合有機溶媒の極性が著しく低下し、粒子の分散性が低下するおそれがある。
（ホ−４）有機溶媒（Ｓ４）
混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）の含有割合は１〜６０体積％である。
該含有割合が１体積％未満では、該有機溶媒の蒸発による導電性インクの濡れ広がり抑制効果が十分とならないおそれがある。一方、６０体積％を越えると該有機溶媒の蒸発が過剰に進行し、微細ラインの形成が困難になるおそれがある。
さらに、工程１における有機溶媒（Ｓ４）の分圧は０．０１〜０．０８ＭＰａであるとより望ましい。該分圧が０．０１ａＭＰａ未満では、該有機溶媒の蒸発が十分に進行せず、導電性インクの濡れ広がり抑制効果が十分とならないおそれがある。一方、０．０８ＭＰａを越えると、該有機溶媒の蒸発が過剰に進行し、微細ラインの形成が困難になるおそれがある。
【００１７】
（ヘ）アルカリ性水溶液（Ｓ５）を含有させた混合有機溶媒（Ｓ）
混合有機溶媒（Ｓ）として前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、を含有する混合溶媒を使用することができる。アルカリ性水溶液（Ｓ５）としてはｐＨ９〜１３のアルカリ性水溶液が好ましい。上記有機溶媒（Ｓ１）から有機溶媒（Ｓ４）の４成分からなる有機溶媒中に、更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）を０．１〜１５体積％含有させた混合有機溶媒（Ｓ）とすることにより、混合有機溶媒の粘度を低下させる効果が発揮される。
このようなインクの粘度が低下するメカニズムとしては、具体的には、混合有機溶媒（Ｓ）中に、アルカリ性水溶液（Ｓ５）が存在するとインクのｐＨがアルカリ側にシフトするため、金属微粒子表面に配位しているアミン系有機溶媒（Ｓ３）の状態が変化し、そのことで金属微粒子同士の相互作用が小さくなり、インクの粘度が低下すると考えられる。インクの粘度が低下することで、インクジェットヘッドから液滴を吐出する際のノズルの目詰まりが抑制される効果が発揮される。
アルカリ性水溶液（Ｓ５）のｐＨが９以上でこのような効果がより効果的に発揮され、ｐＨが１３を超えると取扱上の不都合を生ずるおそれがある。また、混合有機溶媒（Ｓ）中でアルカリ性水溶液（Ｓ５）の濃度が０．１体積％以上でこのような効果を発揮させることが可能になり、一方、１５体積％を超えても更なる効果の向上は期待できず、また混合有機溶媒（Ｓ）の均一性を維持できなくなるおそれがある。
アルカリ性水溶液（Ｓ５）としては、電解アルカリ水、電解濃縮アルカリ水等が挙げられるがこれらの中で金属元素を含む化合物が添加されていないアルカリ性水溶液が好ましい。
【００１８】
（３）導電性インク
導電性インクは、一次粒子の平均粒子径が１〜５００ｎｍである金属微粒子（Ｐ）を前記混合有機溶媒（Ｓ）に分散させた微粒子分散溶液である。導電性インク中の金属微粒子（Ｐ）濃度はその使用目的により選択しえるが、２〜７０質量％が好ましい。
金属微粒子（Ｐ）濃度が２質量％未満では、加熱による焼結の機械的強度が低くなるという不都合を生じる場合があり、また、所望の厚さの導電パターンを形成するために、インク吐出を多数回繰り返すことが必要となる。一方、７０質量％を超えると導電性インクの粘度が高くなりインクジェットヘッドから液滴を吐出する際にノズルに目詰まりを起したり、導電性インクの保存時に金属微粒子（Ｐ）の分散性が低下するおそれがある。
導電性インクには高分子分散剤等の分散剤を添加することが好ましい。該分散剤は、金属微粒子（Ｐ）の少なくとも表面の一部を覆うように存在して、金属微粒子（Ｐ）の凝集を防止して分散性を良好に維持する作用を有する。
分散剤の添加量は、金属微粒子分散溶液中の金属微粒子（Ｐ）１００質量部に対して、０．０１〜１質量部が好ましく、０．０５〜０．５質量部がより好ましい。分散剤の添加量が前記０．０１未満では凝集を抑制する効果が十分に得られない場合があり、一方、前記１質量部を超える場合には、分散性に不都合がなくとも、導電性インクをパターニング後、乾燥・焼成時に、過剰の分散剤が、金属微粒子の焼結を阻害して、焼結金属の緻密さが低下する場合があると共に、分散剤の焼成残渣が、導電膜又は導電回路中に残存して、導電性を低下させるおそれがある。
【００１９】
本発明の分散剤は上記分散作用を奏するものであれば、特に制限されるものではない。前記分散剤としては、その化学構造にもよるが分子量が１００〜１００，０００程度の金属微粒子（Ｐ）を良好に分散させることが可能なもので、かつ炭素原子、水素原子、酸素原子、及び窒素原子から選択された２種以上の原子からなる化合物（高分子化合物も含む）の分散剤が好ましい。上記分散剤として好ましいのは、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン等のアミン系の高分子；ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等のカルボン酸基を有する炭化水素系高分子；ポリアクリルアミド等のアクリルアミド；ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、更にはデンプン、及びゼラチンの中から選択される１種又は２種以上である。
【００２０】
導電性インク中には、一次粒子の平均粒子径１〜５００ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が分散されているが、更に撹拌して分散性を向上するのが望ましい。導電性インクの撹拌方法としては、公知の撹拌方法を採用することができるが、超音波照射方法を採用するのが好ましい。上記超音波照射時間は、特に制限はなく任意に選択することが可能である。例えば、超音波照射時間を５〜６０分間の間で任意に設定すると照射時間が長い方が平均二次凝集サイズは小さくなる傾向にある。更に超音波照射時間を長くすると分散性は一層向上する。
このようにして得られた分散溶液は、金属微粒子（Ｐ）が分散剤に覆われた状態で分散溶液中に分散している。このような分散剤が金属微粒子（Ｐ）を分散させるメカニズムは完全に解明されてはいないが、高分子分散剤を使用する場合には、例えば高分子に存在する官能基の非共有電子対を有する原子部分が金属微粒子（Ｐ）の表面に吸着して、分子層を形成し、互いに金属微粒子（Ｐ）同士の接近をさせない、斥力が発生していることが予想される。
【００２１】
（４）基板、及び基板の加熱方法
（イ）基板
分散溶液を塗布する被処理基材である基材には、通常用いられるガラス基材や耐熱性合成樹脂からなる基材等を挙げることができ、その形状としては平板、立体物、フィルム等が挙げられる。耐熱性合成樹脂としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂等を用いることができる。これらの基材は、導電性インクのパターニングをする前に、純水や超音波等を用いて塗布面を洗浄することが好ましい。
（ロ）基板の加熱
工程１における基板の加熱方法は特に限定されるものではないが、赤外線加熱、温風加熱等により基板を部分的に加熱することが可能である。加熱温度は赤外線センサー等を用いて行うことができる。
基板の加熱温度は、６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下の温度である。加熱温度が６０℃未満であると、有機溶媒（Ｓ４）の蒸発が十分に起こらず、導電性インクの濡れ広がりが十分に抑制されないおそれがある。また、加熱温度が有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）を超える温度であると、有機溶媒（Ｓ２）の蒸発が進行し、焼結工程において金属微粒子（Ｐ）同士間の焼結が十分に進行しないおそれがある。
かかる観点から、基板の表面温度が６０〜１００℃であることがより好ましい。
【００２２】
（５）導電性パターンの形成
工程１における導電性インクのパターニング又は塗布方法としては、スピンコート法、インクジェット法、微少液滴塗布法、スプレー塗布法、スポイト滴下、及びピペット滴下から選択された１種又は２種以上が例示できる。
基材上の導電性インクの厚みは、導電性インク中の金属微粒子（Ｐ）の濃度、空隙率、導電膜又は導電回路の厚み等により変わるものであり、一概に決定することはできないが、焼結性、空隙率、機械的強度等を考慮すると基材上の導電性インクの厚みが、１μｍ〜３ｍｍの範囲であることが望ましい。また、基材上への導電性インクのパターニング又は塗布量が３〜１００μｌ／ｃｍ２であることが好ましい。前記塗布量が３μｌ／ｃｍ２未満では沸点に至る以前のより早期に還元剤が蒸発して、粒子表面の還元反応が進行しないで酸化物状態に維持されて、焼結が進行しないおそれがある。一方、前記塗布量が１００μｌ／ｃｍ２を超えると蒸発速度が抑制されて２００℃程度での焼結では導電膜中に還元溶媒が残存して、導電性を阻害するおそれがある。
工程１の終了後は、一旦室温程度までの冷却を行うか、又はすみやかに工程２の焼結処理を行うことが望ましい。工程１の後に工程１の温度に長時間放置すると、有機溶媒（Ｓ２）の蒸発が徐々にではあるが進行し、工程２で還元力を持つに十分な有機溶媒（Ｓ２）が残らないおそれがある。
【００２３】
〔１−２〕工程２
工程２は、前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程である。
工程２においては、基板上に形成されたパターンを、非酸化性ガス雰囲気中で加熱乾燥して微粒子分散液の溶媒を除去すると共に、焼結して導電パターンを形成する。
導電性インク中の混合有機溶媒（Ｓ）には還元作用を有する分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）が含まれているので、該有機溶媒（Ｓ２）は焼結の際に液相中、及び気相中で還元作用を発揮して金属微粒子（Ｐ）が酸化されるのを防止すると共に、金属微粒子（Ｐ）同士間の焼結を促進する。
非酸化性ガス雰囲気とは酸素ガス濃度を低く管理して、混合有機溶媒（Ｓ）中の多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）の還元性を発揮させると共に、不活性ガスを供給して非酸化性ガス雰囲気を形成することもできる。上記不活性ガスとしては窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられ、尚、還元性ガスとしては水素ガス等を添加することもできる。
【００２４】
焼成は、非酸化性ガス雰囲気中で、基板加熱温度より高い温度で加熱焼成して導電パターンを形成する。加熱時の昇温速度は１〜５０℃／分であることが好ましい。昇温速度が１℃／分未満であると、溶媒蒸発が不均一となり、導電パターンの精度が低下するおそれがある、昇温速度が５０℃／分を超えると、粒子の焼結が十分進行する前に有機溶媒（Ｓ２）が蒸発するおそれがある。
工程２における加熱温度は、金属微粒子（Ｐ）の種類、その粒子径等にもよるが、１５０〜３００℃であることが好ましい。加熱温度が１５０℃未満であると、導電膜中に有機溶媒が残存して、導電性を阻害するおそれがある。また、加熱温度３００℃程度で粒子間の焼結が十分に進行するため、３００℃を超える温度での加熱は、エネルギーの浪費となり好ましくない。
【００２５】
〔２〕本発明の導電パターン形成方法により得られる「導電パターン」について
本発明の導電パターン形成方法により得られる「導電パターン」は、高導電性・高基板密着性に優れる。従って、配線、電極、バンプ等の形成に有用である。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
導電性インクを調製し、該インクを基板上に吐出して導電性パターンを形成した。次いで該パターンを加熱焼結して導電パターンを形成し、その評価を行った。
（１）銅微粒子分散液の調製
始めに水溶性高分子からなる分散剤で表面の一部が覆われた銅微粒子を次の手順で調製した。銅微粒子の原料として酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ・１Ｈ２Ｏ）０．２ｇを蒸留水１０ｍｌに溶解させた酢酸銅水溶液１０ｍｌと、金属イオン還元剤として５．０ｍｏｌ／リットル（Ｌ）となるように水素化ホウ素ナトリウムと蒸留水とを混合した水素化ホウ素ナトリウム水溶液１００ｍｌを調製した。その後、上記水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、水溶性高分子からなる分散剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、数平均分子量約３５００）０．５ｇを添加して、攪拌溶解させた後、窒素ガス雰囲気中で、上記酢酸銅水溶液１０ｍｌを滴下した。
この混合液を約６０分間よく攪拌しながら反応させた結果、平均一次粒径５〜１０ｎｍの銅微粒子が水溶液中に分散した微粒子分散液が得られた。
【００２７】
次に、上記方法で得られた銅微粒子が分散した分散液１００ｍｌに、凝集促進剤としてクロロホルムを５ｍｌ添加してよく攪拌した。数分間攪拌した後、反応液を遠心分離機に入れ、銅微粒子を沈殿回収した。その後、得られた銅微粒子と３０ｍｌの蒸留水とを試験管に入れ、超音波ホモジナイザーを用いてよく攪拌した後、遠心分離機で銅微粒子成分を回収する水洗浄を３回、続いて、同じく試験管中で、得られた銅微粒子と３０ｍｌの１−ブタノールとを入れよく攪拌した後、遠心分離機で銅微粒子を回収するアルコール洗浄を３回行った。以上の工程により回収された銅微粒子を、混合有機溶媒としてＮ−メチルアセトアミド６０体積％、トリエチルアミン２体積％、１−プロパノール１０体積％、及びエチレングリコール２８体積％からなる混合有機溶媒１０ｍｌに分散させ、１時間、超音波ホモジナイザーを用いて分散液中に超音波振動を与えることで調製した導電性インク（銅微粒子分散液）を調製した。
なお、導電性インク中の銅微粒子の割合は、２０質量％である。
【００２８】
（２）導電性パターンの形成と評価
ガラス基板の表面温度を８０℃に保ち、該ガラス基板上に、前記（１）で調製した導電性インクを、１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚでノズル開口５０μｍのインクジェットヘッドから吐出し、線間距離１５０μｍにて正方格子状の導電性パターンを形成した。得られた導電性パターンのファインパターン性を下記方法で評価した。
得られた導電パターンの線幅Ｘ（μｍ）をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製、型式：ＶＨＸ−９００）により観察して求め、下記の判定基準でファインパターン性を評価した。
○：５≦Ｘ≦３０
△：３０＜Ｘ≦５０
×：５０＜Ｘ
【００２９】
（３）導電パターンの形成と評価
上記（２）でガラス基板上に形成された導電性パターンを、窒素雰囲気中、２００℃で１時間熱処理し、導電パターンを作製した。該導電パターンの基板密着性と導電性を下記方法で評価した。
（イ）基板密着性
ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠して配線材料のテープ剥離試験を行った。
評価試料の描画パターンを１ｍｍずつ、計１０マス区切り、セロハンテープ（ニチバン（株）製、商品名：セロテープ（登録商標）ＣＴ２４）を用い、フィルムに密着させた後剥離した。
判定は１０マスの内、剥離しないマス目の数から以下の規準により表した。
○：剥離したマス目が１マス以下
△：剥離したマス目が２〜４マス
×：５マス以上剥離した
【００３０】
（ロ）導電性
ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠して、配線材料の体積抵抗率を４端子法により評価した。判定は以下の基準により表した。
○：体積抵抗率が１００μΩ・ｃｍ以下
△：体積抵抗率が１００超、１０００μΩ・ｃｍ以下
×：体積抵抗率が１０００μΩ・ｃｍ超
実施例１で使用した混合有機溶媒と評価結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２〜６、比較例１、２］
（１）銅微粒子分散液の調製
実施例１で調製した銅微粒子を用いて、混合有機溶媒の組成を、表１の実施例２〜６、及び比較例１、２に示す組成とした以外は、実施例１に記載したと同様の方法により、導電性インクを調製した。なお、実施例６で使用したアルカリ水は、（株）イガデン製、電解濃縮アルカリ水（ｐＨ１０〜１２．５）である。
（２）導電性パターンの形成と評価
ガラス基板の温度、及び熱処理温度を、表１の実施例２〜６、及び比較例１、２に示す温度とした以外は、実施例１に記載したのと同様の方法により、導電性パターンを作製した。尚、比較例２では、ガラス基板は加熱せず、基板温度は室温（２５℃）としてパターンを形成した。実施例１に記載したと同様の方法によりファインパターン性を評価した。
（３）導電パターンの形成と評価
実施例１に記載したと同様の方法により、導電パターンを形成し、該導電パターンの基板密着性と導電性を下記方法で評価した。
［実施例７］
実施例６と同じ溶媒組成の導電性インクにおいて、導電性インク中の銅微粒子の割合を３０質量％とした以外は、実施例６と同様の方法により、導電性パターンを作製した。
上記実施例２〜７、比較例１、２で使用した混合有機溶媒と評価結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１より、常温における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒を溶媒中に含むインクを加熱基板上にパターン形成したものを熱処理し作製した導電パターンは、ファインパターン性、基板密着性、導電性いずれも良好であることが分かる。また、溶媒中にアルカリ性水溶液を含むインクは、導電性インク中の銅微粒子の割合を３０質量％とした実施例７においても、インクジェットヘッドからインクを吐出する際にノズルの目詰まりが生じず、導電性パターンを形成可能であった。
これに対し、比較例１では常温における沸点が６０〜１２０℃である有機溶媒をインク溶媒中に含まないため、基板上に着弾したインクが濡れ拡がり、ファインパターン性に劣ることが分かる。また、比較例２では基板の温度を常温としているために、高温での熱処理時に低沸点溶媒の突沸が生じ、作製した導電パターンは、ファインパターン性、基板密着性、及び導電性のいずれもが劣っていることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で工程１の基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ｉ）の工程１における基板の表面温度が６０〜１００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ii）の工程２における加熱温度が１５０〜３００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ１）が、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ２）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ３）が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）が、分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上からなることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の導電パターン形成方法であって、前記有機溶媒（Ｓ４）が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、テトラヒドロフラン、エチルプロピルエーテル、及びジプロピルエーテルの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、
有機溶媒（Ｓ）が、前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、
に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、金属微粒子（Ｐ）が、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項１】
基板上への導電パターン形成方法であって、
（ｉ）金属、合金、及び金属化合物の１種又は２種以上からなる、一次粒子の平均粒子径が１〜１５０ｎｍの金属微粒子（Ｐ）が、
アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、常圧における沸点が１００℃を超え、かつ分子中に２以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、並びに、常圧における沸点が６０〜１２０℃であり、かつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（沸点は常圧における沸点をいう。以下同じ）よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％を含む混合有機溶媒（Ｓ）、
に分散されている導電性インクからなる液滴を、
６０℃以上でかつ有機溶媒（Ｓ２）の沸点（Ｔ１℃）以下に加熱された基板の表面に吐出してパターンを形成する工程（工程１）と、
（ii）前記工程１で液滴によるパターンが形成された基板を、非酸化性ガス雰囲気中で工程１の基板加熱温度より高い温度で加熱して金属微粒子（Ｐ）を焼結する工程（工程２）
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ｉ）の工程１における基板の表面温度が６０〜１００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導電パターン形成方法であって、前記（ii）の工程２における加熱温度が１５０〜３００℃であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ１）が、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、及びアセトアミドの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ２）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トレイトール、エリトリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ヘキシトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、グリセルアルデヒド、ジオキシアセトン、トレオース、エリトルロース、エリトロース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、グルコース、フルクトース、マンノース、イドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、アロース、アルトロース、ラクトース、イソマルトース、グルコヘプトース、ヘプトース、マルトトリオース、ラクツロース、及びトレハロースの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ３）が、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ｔ−プロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎ−オクチルアミン、モノ−２−エチルヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−２−エチルヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−２−エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、及び２−（２−アミノエトキシ）エタノールの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、混合有機溶媒（Ｓ）中の有機溶媒（Ｓ４）が、分子中に１つのヒドロキシル基を有するアルコール、エーテル、及びケトンから選択される１種又は２種以上からなることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の導電パターン形成方法であって、前記有機溶媒（Ｓ４）が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、テトラヒドロフラン、エチルプロピルエーテル、及びジプロピルエーテルの中から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、
有機溶媒（Ｓ）が、前記アミド基を有する有機溶媒（Ｓ１）１０〜８０体積％、多価アルコールからなる有機溶媒（Ｓ２）５〜６０体積％、アミン系有機溶媒（Ｓ３）０．１〜３０体積％、及び、有機溶媒（Ｓ２）の沸点よりも低い有機溶媒（Ｓ４）１〜６０体積％、
に更にアルカリ性水溶液（Ｓ５）０．１〜１５体積％、
を含むことを特徴とする、導電パターン形成方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の導電パターン形成方法であって、金属微粒子（Ｐ）が、金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、及びタンタルの中から選択される１種又は２種以上、前記合金が前記金属の２種以上からなる合金、並びに前記金属化合物が前記金属、及び合金の酸化物であることを特徴とする、導電パターン形成方法。
【公開番号】特開２０１２−１３８３４９（Ｐ２０１２−１３８３４９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６５４０２（Ｐ２０１１−２６５４０２）
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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