説明

導電性ペースト

【課題】ITOフィルムとの密着性に優れ、低温プロセスにより形成された導電パターンにおいて、良好な導電性を得ることが可能な導電性ペーストを提供する。
【解決手段】導電性ペーストにおいて、ウレタン樹脂と、導電粉末と、有機溶剤と、を含有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性ペーストに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電子デバイスにおける高精細な配線パターンの形成に、Agなどの導電粉末を、有機バインダー樹脂中に分散させた導電性ペーストが用いられている。そして、例えば、ガラス基板などの基材上に、印刷法などにより、所定のペーストパターンを形成した後、これを硬化させることにより、配線パターンが形成される。
【0003】
一方、近年、タブレット端末などのタッチパネルを用いたデバイスにおいて、例えばPETなどのフィルム上にITO(Indium Tin Oxide)電極を形成したITOフィルムが用いられている。
【0004】
このようなITOフィルムは、フィルム上にITO層を形成し、電極部分を残して、エッチングにより除去(エッチアウト)することにより形成される。そして、露出したフィルム上及びITO層上に導電性ペーストを用いて配線パターンが形成される。
【0005】
このようなフィルムなどを用いる耐熱性の低いデバイスに用いられる低温焼成可能な導電性ペーストが種々提案されている(例えば特許文献1など参照)。しかしながら、ITOフィルム上の配線パターンにおいて、フィルム及びITO層に対する密着性が十分でないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−355933号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
このように、ITOフィルムへの導電性ペーストによる配線パターンの形成において、良好な密着性が得られず、剥離などの不具合が生じている。このような剥離は、特にエッチアウト部分において顕著である。
【0008】
そこで、本発明は、ITOフィルムとの密着性に優れ、低温プロセスにより形成された導電パターンにおいて、良好な導電性を得ることが可能な導電性ペースト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】
【0009】
本実施形態の導電性ペーストは、ウレタン樹脂と、導電粉末と、有機溶剤と、を含有することを特徴とする。
このような構成により、ITOフィルムとの密着性に優れ、低温プロセスにより形成された導電パターンにおいて、良好な導電性を得ることが可能となる。
【0010】
また、本実施形態の導電性ペーストにおいて、ウレタン樹脂は、カルボキシル基含有ウレタン樹脂を含むことが好ましい。
このような構成により、ウレタン樹脂の凝集力が向上し、よりITOフィルムとの密着性を向上させることが可能となる。
【0011】
また、本実施形態の導電パターンの形成方法は、ITOフィルム上に、上述の導電性ペーストの塗布パターンを形成し、この塗布パターンを80〜200℃で乾燥又は硬化させることを特徴とする。
このような構成により、ITOフィルムとの密着性に優れ、形成された導電パターンにおける良好な導電性を得ることが可能となる。
【0012】
また、本実施形態の電子デバイスは、ITOフィルムと、前記ITOフィルム上に形成されたウレタン樹脂と導電粉末とを含む導電パターンを備えることを特徴とする。
このような構成により、導電パターンにおいて、ITOフィルムとの密着性に優れ、良好な導電性を有するため、高信頼性、導電特性を有する電子デバイスを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一態様の導電性ペーストによれば、ITOフィルムとの密着性に優れ、低温プロセスにより形成された導電パターンにおいて、良好な導電性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本実施形態の導電性ペーストについて説明する。
本実施形態の導電性ペーストは、ウレタン樹脂と、導電粉末と、有機溶剤と、を含有するものである。
【0015】
本実施形態の導電性ペーストにおけるウレタン樹脂は、ペーストに良好な印刷適性を付与したり、導電パターン中に残存し、密着性や耐屈曲性、硬度などの物性を付与するバインダー樹脂として用いられる。このようなウレタン樹脂としては、導電性ペーストに印刷適性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基含有ウレタン樹脂、フェノール性ヒドロキシル基含有ウレタン樹脂、アミノ基含有ウレタン樹脂などが挙げられる。
【0016】
このうち、特に、カルボキシル基含有ウレタン樹脂を含むことが好ましい。例えば、ポリイソシアネートと、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオールと、ポリカーボネートポリオールと、ジメチロールアルカン酸との反応で形成されるウレタン結合を有し、且つ、上記ジメチロールアルカン酸により導入されたカルボキシル基を有するものが用いられる。反応に際しては、反応停止剤(末端封止剤)としてモノヒドロキシル化合物を加えてもよい。
【0017】
また、例えば、ポリイソシアネートと、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオールと、ポリカーボネートポリオールと、ジメチロールアルカン酸と、モノヒドロキシル化合物とを一括混合して反応させてもよく、あるいは上記ポリイソシアネートと、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオールと、ポリカーボネートポリオールと、ジメチロールアルカン酸とを反応させ、続いて反応停止剤として機能するモノヒドロキシル化合物を反応させたものを用いることができる。
【0018】
反応は、室温〜100℃で撹拌・混合することにより無触媒で進行するが、反応速度を高めるために70〜100℃に加熱することが好ましい。また、ポリイソシアネート(a)、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール(b)、ポリカーボネートポリオール(c)、ジメチロールアルカン酸(d)の反応比率(モル比)としては、(b):(c)=1:9〜9:1、好ましくは2:8〜8:2、(b+c):(d)=95:5〜5:95、好ましくは80:20〜15:85、(a):(b+c+d)=1:1〜2:1、好ましくは1:1〜1.5:1、(a+b+c+d):(e)=1:0.01〜0.5、好ましくは1:0.02〜0.3とすることができる。
【0019】
ポリイソシアネートとしては、具体的には、例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、(o,m,又はp)−キシレンジイソシアネート、(o,m,又はp)−水添キシレンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ジメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジメチレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネートなどのジイソシアネートが挙げられる。
【0020】
これらのポリイソシアネートは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、トルエンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。これらのジイソシネートを使用した場合、はんだ耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。
【0021】
ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオールとしては、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加体、プロピレンオキシド付加体、ブチレンオキシド付加体などが挙げられるが、これらの中でもビスフェノールAのプロピレンオキシド付加体が好ましい。
【0022】
次に、ポリカーボネートポリオールとしては、ポリカーボネートジオールが好ましい。ポリカーボネートジオールとしては、1種又は2種以上の直鎖状脂肪族ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオール、1種又は2種以上の脂環式ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオール、又はこれら両方のジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールが挙げられる。
【0023】
直鎖状脂肪族ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールとしては、具体的には、例えば、1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール、1,4−ブタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオールが挙げられる。
【0024】
脂環式ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールとしては、具体的には、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノールから誘導されるポリカーボネートジオールが挙げられる。
【0025】
直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールの両方のジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオール(c−3)としては、具体的には、例えば、1,6−ヘキサンジオールと1,4−シクロヘキサンジメタノールから誘導されるポリカーボネートジオールが挙げられる。
【0026】
直鎖状脂肪族ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールは、低反り性や可撓性に優れる傾向がある。また、脂環式ジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールは、結晶性が高くなり、耐錫めっき性、はんだ耐熱性に優れる傾向にある。以上の観点から、これらポリカーボネートジオールは2種以上を組み合わせて用いるか、あるいは直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールの両方のジオールに由来の繰り返し単位を構成単位として含むポリカーボネートジオールを用いることができる。低反り性や可撓性と、はんだ耐熱性や耐錫めっき性とをバランスよく発現させるには、直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールの共重合割合が質量比で3:7〜7:3のポリカーボネートジオールを用いるのが好ましい。
【0027】
ポリカーボネートジオールは、数平均分子量200〜5,000のものが好ましいが、ポリカーボネートジオールが構成単位として直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールに由来の繰り返し単位を含み、直鎖状脂肪族ジオールと脂環式ジオールの共重合割合が質量比で3:7〜7:3である場合は、数平均分子量が400〜2000のものが好ましい。
【0028】
ジメチロールアルカン酸は、カルボキシル基を有するジヒドロキシ脂肪族カルボン酸であり、具体的には、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸などが挙げられる。ジメチロールアルカン酸(d)を使用することによって、ウレタン樹脂中に容易にカルボキシル基を導入することができる。
【0029】
モノヒドロキシル化合物としては、ポリウレタンの末端封止剤となるものであり、分子中にヒドロキシル基を1つ有する化合物であればよく、脂肪族アルコール、モノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
【0030】
脂肪族アルコールとしては、具体的には、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソブタノールなどが挙げられ、モノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート化合物としては、具体的には、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレートなどが挙げられる。
【0031】
カルボキシル基含有ウレタン樹脂の重量平均分子量は500〜100000であることが好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の値である。カルボキシル基含有ウレタン樹脂の重量平均分子量が500未満では、硬化膜の伸度、可撓性、並びに強度を損なうことがあり、一方、100,000を超えると硬くなり、可撓性を低下させる恐れがある。より好ましくは、4000〜50000、更に好ましくは6000〜30000である。
【0032】
カルボキシル基含有ウレタン樹脂の酸価は5〜150mgKOH/gの範囲にあることが好ましい。酸価が5mgKOH/g未満ではペーストの凝集力が低下し、印刷時に転移不良を起こしやすくなる。一方、酸価が150mgKOH/gを超えると、ペーストの粘度が高くなり過ぎ、多量の架橋剤を配合する必要があるなど、印刷適性の付与が困難となる。より好ましくは、10〜100mgKOH/gである。なお、樹脂の酸価はJIS K5407に準拠して測定した値である。
【0033】
また、印刷性を補うことを目的として、ウレタン樹脂以外の有機バインダーを含有してもよい。具体的には、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂などの各種変性ポリエステル樹脂、ポリエーテルウレタン樹脂、ポリカーボネートウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、ニトロセルロース、セルロース・アセテート・ブチレート(CAB)、セルロース・アセテート・プロピオネート(CAP)などの変性セルロース類などが挙げられる。
【0034】
このうち、特に、少なくとも1分子中にカルボキシル基を2つ以上含むカルボン酸含有樹脂を含むことが好ましい。このようなカルボン酸含有樹脂としては、具体的には、以下に列挙するような樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(1)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上と共重合することにより得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物の1種類以上との共重合体に、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの単官能エポキシ化合物を付加させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂。
(3)グリシジル(メタ)アクリレートや3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、プロピオン酸などの飽和カルボン酸を反応させ、生成した二級の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(4)無水マレイン酸などの不飽和二重結合を有する酸無水物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、ブチルアルコールなどの水酸基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(5)多官能エポキシ化合物と飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した水酸基に飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(6)ポリビニルアルコール誘導体などの水酸基含有ポリマーに、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られる水酸基及びカルボキシル基含有樹脂。
(7)多官能エポキシ化合物と、飽和モノカルボン酸と、一分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と、エポキシ基と反応するアルコール性水酸基以外の1個の反応性基を有する化合物との反応生成物に、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(8)一分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物に飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂中の第一級水酸基に対して飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
(9)多官能エポキシ樹脂に飽和モノカルボン酸を反応させた後、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、更に、分子中に1個のオキシラン環を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。
【0035】
これらのうち特に、(1)、(2)及び(3)のカルボキシル基含有樹脂を用いることが好ましい。これらは、分子量、ガラス転移点などを任意に調整することができ、ペーストの印刷適性の調整や、基材に対する密着性を適宜制御することが可能である。
【0036】
また、このようなカルボキシル基含有樹脂の酸価は、40〜200mgKOH/gであることが好ましい。カルボキシル基含有樹脂の酸価が40mgKOH/g未満であるとペーストの凝集力が低下し印刷時に転移不良を起こしやすくなる。一方、200mgKOH/gを超えると、ペーストの粘度が高くなり過ぎ、多量の架橋剤を配合する必要があるなど、印刷適性の付与が困難となる。より好ましくは45〜150mgKOH/gである。
【0037】
ウレタン樹脂以外の有機バインダーの配合量は、ITOに対して密着性を損なわない範囲で添加することが望ましい。ウレタン樹脂以外の有機バインダーの配合割合は、好ましくは有機バインダー中50質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
【0038】
本実施形態の導電性ペーストにおける導電粉末は、形成された導電パターンに導電性を付与するものであり、具体的には、例えば、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Cu、Al、Sn、Pb、Zn、Fe、Ir、Os、Rh、W、Mo、Ruなどを挙げることができる。
【0039】
これらの導電粉末は、単体の形態で用いるものに限らず、これらのいずれかの合金や、これらのいずれかをコア又は被覆層とする多層体であってもよい。さらに、酸化錫(SnO)、酸化インジウム(In)、ITO(Indiumu Tin Oxide)などの酸化物を用いてもよい。
【0040】
その形状としては、球状、フレーク状、デントライト状など種々の形状のものを用いることができるが、特に印刷適性や分散性を考慮すると、球状のものを主体として用いることが好ましい。
【0041】
このような導電粉末は、導電性ペーストの不揮発成分(乾燥工程でペースト中から揮発せず、膜に残存する成分)を基準として、85〜95質量%であることが好ましい。85質量%未満であると、十分な導電性を得ることが困難となり、95質量%を超えると、十分な印刷適性を得ることや、導電パターンの形状維持が困難となる。より好ましくは90〜94質量%である。
【0042】
導電粉末の粒径は、球状の導電粉末を用いる場合、電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍にて観察したランダムな10個の導電粉末の平均粒径で、0.1〜5μmであることが好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合、導電粉末同士の接触が起き難くなり導電性が低下する。一方、平均粒径が5μmを超える場合、印刷した際のラインエッジの直進性が得られ難くなる。より好ましくは0.4〜2μmである。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜3.5μmの大きさのものを用いることが好ましい。
【0043】
また、フレーク状の導電粉末を用いる場合、電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍にて観察したランダムな10個の導電粉の平均粒径で、0.1〜10μmであることが好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合、導電粉末同士の接触が起き難くなり導電性が低下する。一方、平均粒径が10μmを超える場合、印刷した際のラインエッジの直進性が得られ難くなる。より好ましくは0.4〜5μmである。
なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、0.5〜7μmの大きさのものを用いることが好ましい。
【0044】
このような導電粉末としては銀粉末が好ましく、その場合、銀粉末は、比表面積が0.01〜2m/gであることが好ましい。比表面積が0.01m/g未満の場合、保存時に沈降を引き起こし易く、一方、比表面積が2m/gを超える場合、吸油量が大きくなってペーストの流動性が損なわれる。より好ましくは0.5〜1.5m/gである。
【0045】
本実施形態の導電性ペーストにおける有機溶剤は、良好な印刷適性を付与するために用いられる。このような有機溶剤としては、ウレタン樹脂と化学反応することなく溶解できるものであればよい。
【0046】
具体的には、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、1−ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テルピネオール、メチルエチルケトン、カルビトール、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールなどを挙げることができ、これらを単体で、又は2種以上混合して用いることができる。
【0047】
さらに、グラビアオフセット印刷などの印刷過程でのペーストの乾燥を防ぎ、転移性を保つためには、1.013MPaにおける沸点が240〜330℃の範囲である高沸点溶剤を含有することが好ましい。
【0048】
このような高沸点溶剤としては、ジアミルベンゼン(沸点:260〜280℃)、トリアミルベンゼン(沸点:300〜320℃)、n−ドデカノール(沸点:255〜259℃)、ジエチレングリコール(沸点:245℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点:247℃)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(沸点:255℃)、ジエチレングリコールモノアセテート(沸点:250℃)、トリエチレングリコール(沸点:276℃)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:249℃)、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(沸点:256℃)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:271℃)、テトラエチレングリコール(沸点:327℃)、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:304℃)、トリプロピレングリコール(沸点:267℃)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点:243℃)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(沸点:253℃)などが挙げられる。また、石油系炭化水素類としては、新日本石油社製のAFソルベント4号(沸点:240〜265℃)、5号(沸点:275〜306℃)、6号(沸点:296〜317℃)、7号(沸点:259〜282℃)、および0号ソルベントH(沸点:245〜265℃)なども挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上が含まれてもよい。
このような有機溶剤は、導電性ペーストが、印刷などに適した粘度となるように適宜含有される。
【0049】
このような導電性ペーストをグラビアオフセット印刷に用いる場合、良好な印刷適性を得るためには、その濃度が、コーンプレート型粘度計による測定値(25℃)で、50〜1000dPa・sであることが好ましい。50dPa・s未満であるとペースト中の有機溶剤の割合が多すぎて転移性が低下し、良好な印刷をすることが困難となる。一方1000dPa・sを超えるとグラビア版に充填されにくく、またドクターブレードでのかきとり性が悪化し、地汚れ(非画線部へのペーストの付着)が生じやすくなる。より好ましくは100〜650dPa・sである。なお、印刷時に適宜希釈することも可能である。
【0050】
また、このような導電性ペーストの動的粘着性を示すタック値が、5〜35であることが好ましい。タック値が5未満であると、印刷時の転移性が劣り印刷品質を悪化させることがある。一方、タック値が35を超えると、印刷時に被印刷物のピッキング(被印刷物の破れ)やジャム(被印刷物が印刷機に詰まる)が起こりやすくなる。より好ましくは10〜30である。なお、タック値は、ロータリータックメーター(一般名:インコメーター)を用い、30℃、400回転の条件での測定した値である。
【0051】
また、本実施形態の導電性ペーストにおいて、3次元網目鎖構造を形成し、形成されるパターンの耐溶剤性、密着性を向上させるために、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
【0052】
架橋剤としては、印刷適性を劣化させることなくウレタン樹脂と反応し、架橋させることができればよい。このような架橋剤としては、加熱により硬化する樹脂であれば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びそれらの変性樹脂が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。その他、分子中に少なくとも2個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物などが挙げられる。
【0053】
このような架橋剤のうち、少なくとも1分子中にグリシジル基を2個以上含むエポキシ樹脂を含むことが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールAのノボラック型、ビフェノール型、ビキシレノール型、トリスフェノールメタン型、N−グリシジル型、N−グリシジル型のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂など、公知のエポキシ樹脂が挙げられるが、特定のものに限定されるものではなく、また、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、エポキシ当量(1グラム当量のエポキシ基を含む樹脂のグラム数)が100〜300の範囲であるエポキシ樹脂を用いることで、少量の添加で効率良く架橋することができるため好ましい。
【0054】
これらエポキシ樹脂の配合率は、ウレタン樹脂100質量部当たり1〜100質量部が適当であり、好ましくは5〜40質量部である。
【0055】
また、これらの他、ウレタン樹脂と架橋剤との反応を促進させるためのアミン化合物、イミダゾール誘導体などの硬化触媒や、印刷適性を損なわない範囲で、金属分散剤、チクソトロピー性付与剤、消泡剤、レベリング剤、可塑化剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、カップリング剤や充填剤などの添加剤を配合してもよい。
【0056】
このような導電性ペーストを用いて、以下のようにして導電パターンが形成される。
まず、ITOフィルム上に、導電性ペーストの塗膜パターンを形成する。このとき、印刷方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビアオフセット印刷など、特に限定されるものではない。
【0057】
このようにしてITOフィルム上に形成された塗膜パターンを、60〜120℃で1〜60分乾燥した後、100〜250℃で1〜60分低温焼成することにより、塗膜パターンを硬化させ、導電パターンを形成する。
【0058】
このようにして、導電パターンを形成することにより、ITOフィルムにおけるITOエッチアウト部分とITO層の双方との密着性に優れ、良好な導電性を得ることができる。そして、このような導電パターンを、タブレット端末などの電子デバイスのタッチパネルなどに用いることにより、高い信頼性や、導電特性を得ることが可能となる。
【実施例】
【0059】
以下、実施例および比較例を示して本実施形態についてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0060】
〈ウレタン樹脂の合成〉
(合成例1)
撹拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリオール成分として1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール(宇部興産社製、PCDL800、数平均分子量800)を288g(0.36mol)、ビスフェノールA型プロピレンオキシド付加体ジオール(ADEKA社製、BPX33、数平均分子量500)45g(0.09mol)、ジメチロールアルカン酸としてジメチロールブタン酸を81.4g(0.55mol)、及び分子量調整剤(反応停止剤)としてn−ブタノール11.8g(0.16mol)、溶媒としてカルビトールアセテート(ダイセル化学工業社製)250gを仕込み、60℃で全ての原料を溶解した。
【0061】
ポリオール成分を攪拌しながら、滴下ロートにより、ポリイソシアネートとしてトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートを200.9g(1.08mol)を滴下した。滴下終了後、80℃で撹拌しながら反応を続け、赤外線吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収スペクトル(2280cm−1)が消失したことを確認して反応を終了した。固形分が60wt%となるようにカルビトールアセテートを添加し、ウレタン樹脂溶液(ワニス1)を得た。
【0062】
得られたポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、18300、固形分の酸価は、50.3mgKOH/gであった。なお、重量平均分子量は、ゲル担体液体クロマトグラフィー(HLC−8120 GPC 東ソー社製)を用い、ポリスチレンに換算した値で求めた。
【0063】
(合成例2)
撹拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、ポリオール成分として1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール(宇部興産社製、PCDL800、数平均分子量800)を360g(0.45mol)、ジメチロールアルカン酸としてジメチロールブタン酸を81.4g(0.55mol)、及び分子量調整剤(反応停止剤)としてn−ブタノール11.8g(0.16mol)、溶媒としてカルビトールアセテート(ダイセル化学工業社製)250gを仕込み、60℃で全ての原料を溶解した。
【0064】
ポリオール成分を攪拌しながら、滴下ロートにより、ポリイソシアネートとしてトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートを200.9g(1.08mol)を滴下した。
【0065】
滴下終了後、80℃で撹拌しながら反応を続け、赤外線吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収スペクトル(2280cm−1)が消失したことを確認して反応を終了した。固形分が60wt%となるようにカルビトールアセテートを添加し、ウレタン樹脂溶液(ワニス2)を得た。
【0066】
得られたポリウレタン樹脂の重量平均分子量は21200、固形分の酸価は48.0mgKOH/gであった。尚、平均分子量は、合成例1と同様にして求めた。
【0067】
(比較合成例)
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレートとアクリル酸を0.80:0.20のモル比で仕込み、溶媒としてトリプロピレングリコールモノメチルエーテル、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、80℃で6時間攪拌し、不揮発分が40重量%のアクリル樹脂溶液(ワニス3)を得た。
【0068】
得られた樹脂は、数平均分子量が15000、重量平均分子量が約40000、酸価が97mgKOH/gであった。なお、重量平均分子量は、合成例1と同様にして求めた。
【0069】
(導電性ペーストの作製)
表1に示す配合割合(質量比)で各成分を配合し、3本ロールミルにて練肉して、実施例1、2、比較例1、2の導電性ペーストを得た。なお、ペーストの粘度は150dPa・sに調整した。
【0070】
【表1】

※1:球状銀粉末(平均粒径:0.8μm)
※2:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業社製)
※3:JER828(三菱化学社製、エポキシ当量=190g/eq)
※4:JER1001(三菱化学社製、エポキシ当量=500g/eq)
※5:キュアゾール2E4MZ(四国化成工業社製)
【0071】
〈比抵抗値の測定〉
線幅1mm、長さ40cmのテストパターンをスクリーン印刷で形成し、熱風循環式乾燥炉を用いて、120℃にて30分間の加熱処理をおこなった。得られたパターンの抵抗値を、テスター(ミリオームハイテスター3540:ヒオキ社製)を用いて測定し、パターンの膜厚から比抵抗値を算出した。
【0072】
【表2】

【0073】
〈密着性評価〉
(試験用基材の作成)
ITO層の一部をエッチアウトしたITOフィルム(帝人化成社製)上に、200メッシュのスクリーン版を用いて、実施例1、2、比較例1、2の導電性ペーストのベタパターンを形成した。次いで、120℃のオーブンにて30分加熱処理を行い、ITOフィルム上に導電パターンが形成された試験用フィルムを作製した。
【0074】
(初期密着評価)
得られた試験用フィルムに、1mm間隔で10マス×10マスの計100マス目のクロスカットを形成し、セロハンテープピーリングを行った。そして、ITOおよびITOエッチアウト部分の塗膜の剥がれ具合を、目視にて評価した。評価基準は以下の通りである。
○:まったく剥がれないもの。
△:一部に剥がれが生じたもの。
×:50%以上の剥がれが生じたもの。
【0075】
(高温高湿処理後の密着評価)
得られた基板を85℃−85%RHの高温高湿槽に入れ、96hrの処理を行った後に、得られた試験用フィルムに、1mm間隔で10マス×10マスの計100マス目のクロスカットを形成し、セロハンテープピーリングを行った。そして、ITOおよびITOエッチアウト部分の塗膜の剥がれ具合を、目視にて評価した。評価基準は以下の通りである。
○:まったく剥がれないもの。
△:一部に剥がれが生じたもの。
×:50%以上の剥がれが生じたもの。
【0076】
【表3】

【0077】
表1、2に示すように、本実施形態のウレタン樹脂を有機バインダーとして用いることにより、導電パターンにおける良好な導電性を得ることができるとともに、導電パターンのITO層及びITOエッチアウト部分への密着性が向上していることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウレタン樹脂と、導電粉末と、有機溶剤と、を含有することを特徴とする導電性ペースト。
【請求項2】
前記ウレタン樹脂は、重量平均分子量が500〜100000であるカルボキシル基含有ウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の導電性ペースト。
【請求項3】
さらに、架橋剤として、少なくとも1分子中にグリシジル基を2個以上含むエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項2に記載の導電性ペースト。
【請求項4】
ITOフィルム上に、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性ペーストの塗布パターンを形成し、
前記塗布パターンを80〜200℃で乾燥又は硬化させることを特徴とする導電パターンの形成方法。
【請求項5】
ITOフィルムと、前記ITOフィルム上に形成されたウレタン樹脂と導電粉末とを含む導電パターンを備えることを特徴とする電子デバイス。

【公開番号】特開2012−216287(P2012−216287A)
【公開日】平成24年11月8日(2012.11.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−78848(P2011−78848)
【出願日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【出願人】(591021305)太陽ホールディングス株式会社 (327)
【Fターム(参考)】