專利名稱：導電性油墨、及具有導電圖案的積層體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于導電性油墨、及使用該導電性油墨所得具有導電圖案的積層體及其制造方法。
背景技術：
作為電子零件、電磁波遮蔽用薄膜形成手段或者導電電路的形成手段，一般所知有蝕刻法及印刷法。蝕刻法是指以化學方式或者電化學方式溶解除去金屬的表面或形狀， 有包含其表面處理在內的廣義的加工技術之意。蝕刻是一種化學加工，雖然主要是為了在金屬膜上獲得希望的圖型形狀而進行加工，不過一般而言，制造步驟極繁雜，又，因在后面步驟需要廢液處理，故耗費不少費用，問題極多。又，以蝕刻法所形成的導電電路，因是以鋁或銅等金屬材料等所形成之物，相對于折彎等物理性沖擊則有弱化的問題。因此，為要解決該等問題，并形成更廉價的導電電路，則導電性油墨廣受矚目。通過印刷導電性油墨而可容易地形成導電電路。再者，因可期待電子零件的小型輕量化、生產性提高、低成本化的實現(xiàn)，故就導電性油墨的研究開發(fā)正集中精力地進行，而有為數(shù)極多的提案(例如、專利文獻1至9)。在專利文獻1有記載一種熱壓合(thermocompression bonding)連接構件的制造方法，其是形成溶劑吸收層，并在其上層進行導電糊的網版印刷。在專利文獻2揭示一種相對于表面經粗面化的基材，使用導電油墨，其含有具有特定平均粒徑與最大粒徑的球狀或粒狀的金屬粒子，通過印刷而形成高精細導電電路的技術。在專利文獻3有揭示一種網版印刷用油墨，其是為了形成高精細的濾色片等來控制TI值(觸變指數(shù))。又，在專利文獻4有揭示一種平版印刷(offset printing)用途的導體油墨，其含有60至90重量％的范圍的導電性粉體，該粉體的粉體密度在2. 5至6g/cm3的范圍內、且平均粒徑在0. 02至1 μ m的范圍；及10至40重量％的范圍的有機成分。在專利文獻5揭示一種分散于有機溶劑中的導電性涂料，該導電性涂料含有平均粒徑20 μ m以下的銅粉或銀鍍敷的銅粉、熱塑性樹脂、添加劑及相對于導電性涂料的固體成分含有硅烷系偶合劑0. 001至5. 0重量％的范圍作為密著性提高劑。再者，在專利文獻6有揭示一種導電性糊，其為了提供相對于聚酰亞胺基板具有高密著性，且耐折彎性、耐溶劑性良好的導電性糊，則使用含有鋁化合物及硅烷偶合劑1種或2種以上的粘結劑樹脂的導電性糊。在專利文獻7，有揭示一種導電糊，其導電性、耐遷移性及在高溫多濕下長時間外加電場后導體的電阻變化率優(yōu)異、且呈現(xiàn)銀色或銀白色，即使基材為PET薄膜的情形，為了提供不引起基材收縮·變形的導電糊，則含有含OH基的熱塑性樹脂、鱗片狀復合導電粉、 鱗片狀銀粉及溶劑。 又，在專利文獻8，為提供一種可賦予良好導電性的導電糊，其含有扁平狀導電粉末(electrically conductive powder)、不定形狀導電粉末、熱塑性合成樹脂及溶劑。并有揭示作為熱塑性合成樹脂之例可使用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、苯氧基樹脂、乙基纖維素、聚乙烯丁縮醛等。再者，在專利文獻9，有揭示一種導電糊，其系在沸點為200至250°C的溶劑中，溶解環(huán)氧當量超過500，同時分子量超過10000的環(huán)氧樹脂，同時使導電性充填劑分散的導電糊。先前技術文獻專利文獻專利文獻1日本特開平06-689M號公報專利文獻2國際公開第2003/103352號專利文獻3日本特開2003-238876號公報專利文獻4日本特開2001-2；34106號公報專利文獻5日本特開2005-29639號公報專利文獻6日本特開2006-310022號公報專利文獻7日本特開2003-68139號公報專利文獻8日本特開2003-331648號公報專利文獻9日本特開2005-183301號公報

發(fā)明內容
發(fā)明欲解決課題但是，導電性油墨所要求的特性、性能極為嚴格，因此吾人謀求更優(yōu)異的導電性油
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蠻O導電性油墨若為如上述專利文獻4般的高溫燒成型時，則可分類為低溫處理型。 高溫燒成型在形成導電圖案時，因加諸高溫于基材或電子零件，故對電子零件造成損害，或易于產生熱收縮等所致問題。因此，近年來，低溫處理型的需要則急速增加。又，由制品的良率提高、制造成本減低的觀點觀之，吾人謀求制造步驟的簡便化。 因此，吾人期望一種導電性油墨，其不經由如上述專利文獻1般的設置溶劑吸收層的步驟， 或如上述專利文獻2般的進行基材粗面化步驟的步驟，即可印刷的導電性油墨。又，近年來，吾人謀求導電性油墨印刷的高精細化。例如，為要對應導電電路圖型的高精細化，則吾人謀求圖型性能可形成100 μ m以下寬的線/空間(100 μ m以下/100 μ m 以下)(以下簡稱“L/S”)。又，因行動電話、游戲機等可移動終端的小型化、觸控屏幕面板的導入等，而可使導電電路圖型的高精細化更加進展，吾人亦謀求圖型性能可形成更微細的60 μ m以下寬的L/S (60 μ m以下/60 μ m以下)者。在導電性油墨的印刷方式，周知為如專利文獻4般的平版印刷法、或網版印刷法等。其中，根據(jù)網版印刷法，可確保數(shù)ym以上厚度的印刷圖型。一方面，根據(jù)平版印刷法等其它方法，則形成1至2μπι左右厚度的印刷圖型為其界限。因此，網版印刷法，為了實現(xiàn)導電性電路等導電圖案的低電阻化則極為適當。但是，網版印刷法如專利文獻4所記載，原來就有著不適合于謀求高精細印刷精度的用途 領域的問題。此是因為網版印刷法，是依照在網版印刷版上盛滿網版印刷油墨，以刮墨板(squeezee)等按壓，同時通過網版印刷版開口部的網眼來印刷印刷油墨的方法。 亦即，網版印刷法是根據(jù)通過以刮墨板等按壓，而使網版印刷版彎曲，并予以印刷的方法。 因此，實際的情況是通過網版印刷法，例如，即使欲形成100 μ m以下的L/S的配線圖型，相較于作為目標的線寬，則印刷物的線寬變得更大。結果，造成相鄰配線彼此間接近，或接觸的問題、或配線的邊緣部滲開，成為境界線不明了等的問題。產生此種問題的理由，是因相較于一般的印刷油墨，導電性油墨所含有的導電性粒子的比重大，且大量含有之故。將導電性油墨從網版的開口部通過，并轉移至基材后，在至干燥·固化為止的期間，因導電性粒子本身的重量等，易于流動擴散而超出印刷區(qū)域外側。此等問題在L/S的配線圖型相當于100 μ m以下的高精細的圖型中特別顯著。又，為了印刷高精細的導電圖案(電路圖型)，則有必要使用微細的篩眼。為了使用微細的篩眼，較佳為盡量使用粒徑小的導電性粒子。但是，粒徑小的導電性粒子相較于粒徑大之物，隨著印刷后干燥·固化中導電性油墨所含有的溶劑或粘結劑樹脂的移動而易于流動。因此，比印刷區(qū)域更超出外側，線寬的“增厚”現(xiàn)象更易于產生。又，近年來，對使用于觸控屏幕面板的導電電路圖型，且該觸控屏幕面板大多使用于行動電話、游戲機等的可移動終端、個人計算機等，的要求項目方面，可例舉不僅是前述高精細性，且是電阻值穩(wěn)定性。觸控屏幕面板的方式有各種各樣，可例舉光學方式、超音波方式、電阻膜方式、靜電容量方式、壓電方式等。該等中，由構造的單純性等觀之，以電阻膜方式最被廣泛采用。電阻膜方式的觸控面板，透明導電膜所形成的二片透明導電基板大致空出10至150μπι的間隔并相向配置。在以手指、筆等碰觸的部分，兩透明電極基板接觸并作為開關動作，可進行顯示器畫面上選單的選擇、手寫文字的輸入等。茲更詳細說明電阻膜方式的觸控屏幕面板的構造。例如，在透明塑料薄膜上設置透明導電膜，以通過摻雜錫的氧化銦(以下稱為 ΙΤ0)，使塑料薄膜部分地露出，在該塑料薄膜及透明導電膜之上使用導電性油墨，以形成導電性電路(亦稱為導電圖案)。接著，在導電性電路之上形成絕緣層，成為透明導電性基板。 接著，打開間隔，以使透明導電膜彼此間不直接接觸，在互相面對的狀態(tài)下，使2片透明導電性基板以兩面粘著劑貼合。但是，若觸控面板暴露于高溫高濕環(huán)境下時，其后端子間電阻值、亦即，2片透明導電性基板間的電阻值常常會有上升的問題發(fā)生。對導電性油墨電阻值的穩(wěn)定性產生極大問題。例如，汽車導航等所使用的車輛用觸控面板，會有暴露于高溫高濕環(huán)境下的情形，吾人正謀求對此種造成環(huán)境負荷的觸控面板耐久性的提高。本發(fā)明是鑒于上述背景而完成的，其目的在于提供一種導電性油墨，及使用該導電性油墨的具有導電圖案的積層體及其制造方法，該導電性油墨并非所謂高溫燒成型，而是屬于低溫處理型，且可以網版印刷形成高精細的導電性圖型，再者無須特殊的制造步驟， 且為電阻值穩(wěn)定性優(yōu)異的導電性油墨。解決課題的手段本發(fā)明是關于一種導電性油墨，含有粉體密度為1. 0至10. 0 (g/cm3)、D50粒徑(50%粒徑)為0. 3至5 μ m、BET比表面積0. 3至5. 0m2/g的導電性粒子；數(shù)量平均分子量(Mn)為10000至300000、羥價2至 300(mgK0H/g)的環(huán)氧樹脂；可與該環(huán)氧樹脂中的羥基進行醇交換反應，對該環(huán)氧樹脂100重量份，0.2至20重量份的金屬螯合物，該導電性油墨的貯藏彈性系數(shù)(G’ )為5000至 50000 (Pa)。 該發(fā)明中，導電性粒子較佳為銀，該環(huán)氧樹脂較佳為雙酚型環(huán)氧樹脂。在前述任一項發(fā)明中，較佳為該環(huán)氧樹脂的數(shù)量平均分子量(Mn)為15000至 100000。更佳的范圍是該環(huán)氧樹脂的數(shù)量平均分子量(Mn)為20000至100000、羥價為50 至 250(mgKOH/g)。在前述任一項發(fā)明中，該導電性粒子的粉體密度更佳為2. 0至10. 0(g/cm3)。在前述任一項發(fā)明中，該貯藏彈性系數(shù)(G’ )較佳為5，000至20，000 (Pa)。又，在前述任一項發(fā)明中，該金屬螯合物較佳為鋁螯合物，該鋁螯合物較佳為具有選自由乙酰丙酮鹽基、甲基乙酰丙酮鹽基及乙基乙酰丙酮鹽基所構成群組的基。接著，前述任一項發(fā)明項的導電性油墨可適當使用于網版印刷。又，在前述任一項發(fā)明中較佳是進一步含有硬化劑，該硬化劑具有可與該環(huán)氧樹脂具有的羥基或環(huán)氧基的至少一者反應而得的官能基，該硬化劑較佳為選自由異氰酸酯化合物、胺化合物、酸酐化合物、氫硫基化合物、 咪唑化合物、二氰二胺化合物、有機酸酰胼化合物所構成群組的一種以上，較佳為相對于環(huán)氧樹脂100重量份，該硬化劑含有0. 5至50重量份。再者，本發(fā)明是關于一種具有導電圖案之積層體，其具備基材、與形成于該基材上的導電圖案，該導電圖案是由前述任一項發(fā)明記載的導電性油墨而形成。前述具有導電圖案的積層體進一步具備絕緣層，其是積層以被覆該導電圖案。又，前述任一項的具有導電圖案的積層體，是在該導電圖案的下層側，進一步將其它導電膜形成于該基材上，而該其它導電膜具有與該導電圖案電性連接的預定圖型。該其它導電膜較佳為使摻雜有錫的氧化銦作為主成分的透明導電膜。前述任一項的具有導電圖案的積層體，可適當使用于觸控屏幕面板用途。再者本發(fā)明是關于一種具有導電圖案的積層體的制造方法，其包含以網版印刷在基材上形成所期望圖型形狀的導電圖案的步驟，該導電圖案是使用該實施方式中任一項的導電性油墨。再者本發(fā)明是關于一種具有導電圖案的積層體的制造方法，其包含形成預定圖型的透明導電膜于基材上，以使透明導電膜部分地露出的步驟；在該基材及該透明導電膜之上，使用該實施方式的任一項的導電性油墨，以網版印刷，形成所期望形狀的導電圖案的步驟；在該基材、該透明導電膜及該導電圖案之上形成絕緣層的步驟，該透明導電膜是使摻雜有錫的氧化銦作為主成分的膜。該基材較佳為聚酯薄膜。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的導電性油墨，其在于提供一種導電性油墨，其并非所謂的高溫燒成型，而是屬低溫處理型的導電性油墨，且可以網版印刷形成高精細的導電性圖型，再者，特殊的制造步驟并非必須，且電阻值穩(wěn)定性極優(yōu)異。又，本發(fā)明可提供使用該導電性油墨所形成具有導電圖案的積層體及其制造方法，并達成優(yōu)異的效果。


圖1是適用本發(fā)明的導電性油墨于配線構造的電阻膜式觸控屏幕面板一例的重要部分的概略剖面構成圖，其相當于圖2的A-A’割面線(cutting plane line)。圖2是表示適用本發(fā)明的導電性油墨于配線構造的適當電阻膜式觸控屏幕面板的積層狀態(tài)的立體圖。主要組件符號說明
權利要求
1.一種導電性油墨，其特征為含有粉體密度(tap density) 1.0至10.0 (g/cm3)、D50 粒徑0. 3至5 μ m、BET比表面積0. 3至5. 0m2/g的導電性粒子；數(shù)量平均分子量(Mn) 10000至300000、羥價2至300 (mgKOH/g)的環(huán)氧樹脂；及可與該環(huán)氧樹脂中羥基進行醇交換反應，相對于該環(huán)氧樹脂100重量份為0. 2至20重量份的金屬螯合物，該導電性油墨的貯藏彈性系數(shù)(G’ )為5000至50000 (Pa)。
2.如權利要求1所述的導電性油墨，其中，所述導電性粒子為銀。
3.如權利要求1或2所述的導電性油墨，其中，所述環(huán)氧樹脂為雙酚型環(huán)氧樹脂。
4.如權利要求1-3任一項所述的導電性油墨，其中，所述環(huán)氧樹脂的數(shù)量平均分子量 (Mn)為 15000 至 100000。
5.如權利要求1-4任一項所述的導電性油墨，其中，所述環(huán)氧樹脂的數(shù)量平均分子量 (Mn)為 20000 至 100000，羥價為 50 至 250 (mgKOH/g)。
6.如權利要求1-5任一項所述的導電性油墨，其中，所述導電性粒子的粉體密度為2.0 至 10. 0 (g/cm3)。
7.如權利要求1-6任一項所述的導電性油墨，其中，相對于所述環(huán)氧樹脂100重量份， 所述金屬螯合物含有2至10重量份。
8.如權利要求1-7任一項所述的導電性油墨，其中，貯藏彈性系數(shù)(storageelastic modulus) (G，)為 7000 至 20000 (Pa)。
9.如權利要求1-8任一項所述的導電性油墨，其進一步含有硬化劑，該硬化劑具有可與該環(huán)氧樹脂具有的羥基或環(huán)氧基的至少一者反應而得的官能基。
10.如權利要求1-9任一項所述的導電性油墨，其為網版印刷用。
11.如權利要求1-10任一項所述的導電性油墨，其中，所述金屬螯合物為鋁螯合物。
12.如權利要求9所述的導電性油墨，其中，相對于所述環(huán)氧樹脂100重量份，所述硬化劑含有0. 5重量份至50重量份。
13.如權利要求9或12所述的導電性油墨，其中，所述硬化劑選自由異氰酸酯化合物、 胺化合物、酸酐化合物、氫硫基化合物、咪唑化合物、二氰二胺化合物、有機酸酰胼化合物所構成群組的一種以上。
14.如權利要求11所述的導電性油墨，其中，所述鋁螯合物具有選自由乙酰丙酮鹽基、 甲基乙酰丙酮鹽基及乙基乙酰丙酮鹽基所構成群組的基。
15.一種具有導電圖案的積層體，其具備基材、及形成于該基材上的導電圖案，該導電圖案是以如權利要求1至14任一項所述的導電性油墨所形成。
16.如權利要求15所述的具有導電圖案的積層體，其進一步具備積層成為被覆該導電圖案的絕緣層。
17.如權利要求15或16所述的具有導電圖案的積層體，其中，在所述導電圖案的下層側，具有與所述導電圖案電性連接的預定圖型的其它導電膜，進一步形成于該基材上。
18.如權利要求15-17任一項所述的具有導電圖案的積層體，其中，所述其它導電膜是使摻雜錫的氧化銦作為主成分的透明導電膜。
19.如權利要求15-18任一項所述的具有導電圖案的積層體，其是使用于觸控屏幕面板用途。
20.一種具有導電圖案的積層體的制造方法，其包含以網版印刷形成所期望圖型形狀的導電圖案于基材上的步驟，該導電圖案是使用如權利要求1至14任一項所述的導電性油墨
21.一種具有導電圖案的積層體的制造方法，其包含在基材上形成預定圖型的透明導電膜，以使透明導電膜部分地露出的步驟； 以網版印刷使用如權利要求1至14任一項所述的導電性油墨，形成所期望形狀的導電圖案于該基材及該透明導電膜之上的步驟；及在該基材、該透明導電膜及該導電圖案之上形成絕緣層的步驟， 該透明導電膜是使摻雜錫的氧化銦作為主成分的膜。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種導電性油墨、及使用該油墨的具有導電圖案的積層體及其制造方法，該導電性油墨是一種低溫處理型的導電性油墨，且可通過網版印刷而形成高精細的導電性圖型，再者該導電性油墨特殊制造步驟并非必須，且電阻值穩(wěn)定性優(yōu)異。本發(fā)明的解決方法是，導電性油墨含有粉體密度1.0至10.0(g/cm3)、D50粒徑0.3至5μm、BET比表面積0.3至5.0m2/g的導電性粒子；數(shù)量平均分子量(Mn)10000至300000，羥價2至300(mgKOH/g)的環(huán)氧樹脂；及可與該環(huán)氧樹脂中羥基進行醇交換反應，相對于該環(huán)氧樹脂100重量份，為0.2重量份至20重量份的金屬螯合物，該導電性油墨的貯藏彈性系數(shù)(G’)為5000至50000(Pa)。
文檔編號B32B27/38GK102395634SQ201180001
公開日2012年3月28日 申請日期2011年2月3日 優(yōu)先權日2010年2月5日
發(fā)明者加藤俊一, 大泉圭, 白石欣也, 館野宏之 申請人:東洋油墨Sc控股株式會社, 東洋科美株式會社