本發(fā)明涉及銀微粒分散液,尤其涉及用于RFID天線等電子元器件的導電回路等的形成的銀微粒分散液。
背景技術:
以往,RFID天線等要求高可靠性的電子元器件的配線或導電回路由在掩蓋的基板上濺射高價的貴金屬來形成。但是,由于在通過濺射形成配線或導電回路的方法中需要各種工序,因此生產性談不上高,此外,作為原料被投入的高價的貴金屬沒有全部用于配線或導電回路的形成,因此從資源的有效利用的觀點出發(fā),研究通過其他方法形成配線或導電回路。
近年,作為大量且容易地形成電子元器件的配線或導電回路等的方法,應用印刷技術、形成配線或導電回路等的印刷電子受到矚目,研究了通過柔版印刷或絲網印刷等各種印刷技術把將金屬粒子分散于分散介質中的導電性油墨印刷在基材上后,使金屬粒子之間燒結,形成配線或導電回路等。
另一方面,如果金屬粒子的粒徑在數nm~數十nm的水平,則比表面積變得非常大,熔點急劇下降,因此與在使用數μm水平的粒徑的金屬粒子分散于分散介質中的導電性油墨來形成配線或導電回路的情況下相比,不止能夠形成微細的配線或導電回路,而且即使在200℃以下的低溫下進行燒成也能夠使金屬粒子之間燒結,因此可使用耐熱性低的基板等各種基板。因此,期待把將粒徑為數十nm以下的金屬微粒(金屬納米粒子)分散于分散介質中的導電性油墨(金屬微粒分散液)應用于印刷電子、形成電子元器件的微細的配線或導電回路。
此外,粒徑為數十nm以下的金屬微?;钚苑浅8?,就這樣制成粒子是不穩(wěn)定的,因此為了防止金屬微粒之間的燒結或凝集、確保金屬微粒的獨立性和保存穩(wěn)定性,提出了將用長鏈的表面活性劑等有機物被覆的金屬微粒分散于癸烷或萜品醇等有機溶劑中的導電性油墨(金屬微粒分散液)。但是,如果用高分子量的長鏈的表面活性劑被覆金屬微粒,則其沸點或分解點高,因此在使金屬微粒之間燒結、形成配線或導電回路等時,為了去除或分解金屬微粒的表面的表面活性劑而需要在高溫下進行處理,不僅不能夠使用耐熱性低的基板,還需要進行30分鐘~1小時左右的較長時間的熱處理,生產性變差。此外,如果使用有機溶劑作為導電性油墨的分散介質,則如果在廢棄時不加以注意,則會成為環(huán)境污染的原因,此外,在加熱時或在放置于開放體系中的情況下蒸發(fā)的有機成分向周圍擴散,因此在進行大量處理的情況下需要進行局部排氣裝置的設置等,因而如果能夠使用不將有機溶劑作為主要成分的分散介質,則在環(huán)境方面以及操作方面是理想的。
因此,提出了在主要成分為水的溶劑中分散被有機酸或其衍生物保護的銀納米粒子的銀納米粒子組合物(例如,參照國際公開第2012/026033號參照)。如果將該銀納米粒子組合物作為導電性油墨使用,則即使是低溫下短時間的熱處理也可使銀納米粒子之間燒結、在基材上形成良好的配線或導電回路等。
但是,如果通過工業(yè)上通常使用的卷對卷(ロール·ツー·ロール)的連續(xù)式的柔版印刷機、將國際公開第2012/026033號的金屬納米粒子組合物作為導電性油墨使用、在基板上印刷復雜設計的配線的形狀,則鄰接相向的配線部分之間形成鳥的蹼狀的薄膜,存在熱處理形成的配線容易發(fā)生短路的問題。認為這樣的薄膜是起因于國際公開第2012/026033號的銀納米粒子組合物中的有機酸或其衍生物和(為了調整銀納米粒子的合成時或反應后的pH而添加的)氨的反應物。
如果使用低容量的網紋傳墨輥則能夠防止這樣的薄膜的形成,但如果使用低容量的網紋傳墨輥,則導電性油墨的轉印率下降,存在熱處理形成的配線的膜厚變薄、電阻變高的問題。
技術實現要素:
因此,本發(fā)明是鑒于上述的現有問題而產生的發(fā)明,其目的在于,提供一種在可通過柔版印刷在基材上印刷所希望的配線形狀的同時,可防止在基板上熱處理形成的配線的電阻的下降的銀微粒分散液。
本發(fā)明人為了解決上述課題而認真研究的結果是,發(fā)現通過將被有機酸或其衍生物被覆的銀微粒分散于水系分散介質中,在含有氨和硝酸的銀微粒分散液中添加形狀保持劑,可提供在可通過柔版印刷在基材上印刷所希望的配線形狀的同時可防止在基板上熱處理形成的配線的電阻的下降的銀微粒分散液,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明的銀微粒分散液的特征在于,被有機酸或其衍生物被覆的銀微粒分散于水系分散介質中,在含有氨和硝酸的銀微粒分散液中添加形狀保持劑。
該銀微粒分散液中,作為形狀保持劑優(yōu)選使用表面調整劑,銀微粒分散液中的表面調整劑的含量優(yōu)選0.15~0.6質量%。作為表面調整劑,優(yōu)選使用含有聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚(氧乙烯)烷基醚或聚醚的表面調整劑。此外,作為形狀保持劑可使用消泡劑,銀微粒分散液中的消泡劑的含量優(yōu)選為0.005~0.6質量%。作為消泡劑,優(yōu)選使用有機硅消泡劑。
此外,銀微粒分散液的液中的氨的濃度優(yōu)選0.1~2.0質量%,硝酸的濃度優(yōu)選0.1~6.0質量%。此外,銀微粒分散液的pH優(yōu)選5.3~8.0,水系分散介質優(yōu)選含有50質量%以上的水的溶劑。此外,銀微粒分散液中的銀微粒的含量優(yōu)選30~75質量%,銀微粒的平均粒徑優(yōu)選1~100nm,有機酸優(yōu)選碳數5~8的羧酸。此外,銀微粒分散液中的相對于銀的有機酸或其衍生物的量優(yōu)選2~20質量%,銀微粒分散液的薄層長度的平均值優(yōu)選4.6mm以下。
另外,本說明書中,“銀微粒的平均粒徑”是指銀微粒的作為根據透射型電子顯微鏡照片(TEM像)的一次粒徑的平均值的一次粒子平均徑(平均一次粒徑)。
此外,“薄層長度”是表示液體膜能伸展多少的指標,可將環(huán)(薄層長度測頭)浸漬在液體中后在鉛錘方向上拉起,對由環(huán)與液體面之間形成的液體膜對環(huán)作用的力達到最大起到液體膜斷開為止的環(huán)的拉起距離進行測定,作為薄層長度。本說明書中,“薄層長度的平均值”是指使用線材直徑0.40mm、環(huán)直徑14.4mm的鉑環(huán)作為薄層長度測頭,通過自動表面張力計以工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕浸漬距離2.50mm、預濕浸漬時間5秒進行測定時的薄層長度的6次的測定值的平均值。
如果采用本發(fā)明,則可提供在可通過柔版印刷在基材上印刷所希望的配線形狀的同時,可防止在基板上熱處理形成的配線的電阻的下降的銀微粒分散液。
附圖說明
圖1A是表示為了測定銀微粒分散液的蹼狀的薄膜的長度而形成的涂膜的形狀以及大小的平面圖。
圖1B是說明銀微粒分散液的蹼狀的薄膜的長度的測定方法的圖。
圖2是表示實施例以及比較例中制作的RFID天線的形狀的平面圖。
具體實施方式
本發(fā)明的銀微粒分散液的實施方式是將被有機酸或其衍生物被覆的銀微粒分散于水系分散介質中,在含有氨和硝酸的銀微粒分散液中添加形狀保持劑。
水系分散介質是將水作為主要成分的溶劑,是優(yōu)選含有50質量%以上、進一步優(yōu)選含有75質量%以上的水的溶劑。為了調整該水系分散介質的粘度,可添加相對于銀微粒分散液為10質量%以下的聚氨酯增稠劑等增稠劑(增粘劑),為了濕潤,可添加10質量%以下的丙二醇等有機溶劑。此外,為了使水系分散介質和基材的密合性更牢固,也可添加高分子在水中穩(wěn)定懸濁以及分散的水性分散樹脂。作為該水性分散樹脂,可使用氯乙烯等水性膠乳等。水性分散樹脂的添加量優(yōu)選0.5~8質量%,進一步優(yōu)選1~7質量%。如果低于0.5質量%則不能充分地使其與基材的密合性更牢固,如果多于8質量%,則由于銀微粒分散液中產生凝集塊等、分散性變差的同時,對涂膜化時的導電性有不良影響,因而不優(yōu)選。
作為形狀保持劑,優(yōu)選使用表面調整劑或消泡劑,表面調整劑優(yōu)選對水為不溶性的形狀保持劑。如果在銀微粒分散液中添加表面調整劑(優(yōu)選對水為不溶性的表面調整劑)或消泡劑,則即使在將銀微粒分散液以復雜設計的配線的形狀印刷在基板上的情況下,也可抑制在鄰接相向的配線部分之間形成鳥的蹼狀的薄膜,可防止熱處理形成的配線的短路。此外,在消除銀微粒分散液中的泡、在基板上涂布銀微粒分散液、形成涂膜時,可消除涂膜的表面的泡、使涂膜成為均勻的厚度。在使用表面調整劑作為形狀保持劑的情況下,銀微粒分散液中的表面調整劑的含量優(yōu)選0.15~0.6質量%,進一步優(yōu)選0.2~0.5質量%。在使用消泡劑作為形狀保持劑的情況下,銀微粒分散液中的消泡劑的含量優(yōu)選0.005~0.6質量%,進一步優(yōu)選0.01~0.3質量%。
作為表面調整劑,優(yōu)選使用含有聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚(氧乙烯)烷基醚或聚醚的表面調整劑。作為含有聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚(氧乙烯)烷基醚的表面調整劑,可使用含有95質量%以上不揮發(fā)成分、表面張力降低能力中等、含有43質量%的聚醚改性聚二甲基硅氧烷和57質量%的聚(氧乙烯)烷基醚的表面調整劑(BYK公司(BYK社)制的BYK302)。作為含有聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚醚的表面調整劑,可使用含有98質量%以上不揮發(fā)成分、表面張力降低能力中等、由聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚醚的混合物構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK331),或含有97質量%以上不揮發(fā)成分、表面張力降低能力高、由聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚醚的混合物構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK333)。
作為消泡劑,優(yōu)選使用有機硅消泡劑。作為該有機硅消泡劑,可使用信越化學株式會社(信越化學株式會社)制的KM-7750(有效成分38%)或KM-90(有效成分53%)。
銀微粒分散液的液中的氨的濃度優(yōu)選0.1~2.0質量%,進一步優(yōu)選0.2~1.5質量%。如果氨濃度低于0.1質量%,則銀微粒分散液中的銀微粒的2次凝集體變大、銀微粒的沉降變得劇烈,通過在基板上涂布銀微粒分散液、進行燒成來形成的銀導電膜的導電性變差。另一方面,如果氨濃度超過2.0質量%,則離子強度變得過高,銀微粒劇烈凝集。
銀微粒分散液的液中的硝酸的濃度優(yōu)選0.1~6.0質量%,進一步優(yōu)選0.3~5.0質量%。如果硝酸的濃度低于0.1質量%,則通過對在基板上涂布銀微粒分散液而成的涂膜進行加熱、燒成,形成銀導電膜時,不能促進添加于銀微粒分散液中的樹脂等的分解,低溫燒結性變差。另一方面,如果硝酸的濃度超過6質量%,則離子強度變得過高,銀微粒劇烈凝集。
銀微粒的平均粒徑為1~100nm,優(yōu)選1~50nm,進一步優(yōu)選1~30nm,最優(yōu)選1~20nm。如果平均粒徑比100nm大,則能得到作為銀微粒而被期待的低溫燒結性。此外,銀微粒分散液中的銀微粒的含量優(yōu)選30~75質量%,進一步優(yōu)選55~75質量%。如果銀微粒分散液中的銀微粒的含量過少,則使用銀微粒分散液形成的配線或導電回路等的導電性變差;如果銀微粒分散液中的銀微粒的含量過多,則銀微粒分散液的粘度過高,不能在基板上良好地印刷基銀微粒分散液。
銀微粒優(yōu)選表面被碳數5~8的羧酸(例如,庚酸)這樣的有機酸或其衍生物被覆。通過這樣的被覆可防止銀微粒間的燒結,適度保持銀微粒間的距離。如果碳數比8大,則熱分解時需要高熱能,另一方面,如果碳數比3小,則不能適度保持銀微粒間的距離。
銀微粒分散液的pH優(yōu)選5.3~8.0。如果pH比5.3低,則由于銀微粒分散液中的有機酸或其衍生物幾乎不溶解,因此不能使過剩的有機酸或其衍生物從銀微粒的表面解離;如果pH比8.0高,則銀微粒分散液中的有機酸或其衍生物的溶解度過高,無法用足以使銀微粒之間分散的量的有機酸或其衍生物來對銀微粒進行被覆,因而銀微粒之間發(fā)生凝集。
銀微粒分散液的粘度在25℃下,11.7(1/s)、108(1/s)以及1000(1/s)下分別優(yōu)選10000mPa·s以下、2000mPa·s以下、500mPa·s以下。如果銀微粒分散液的粘度過高,則在基板上涂布銀微粒分散液時的涂膜的表面變粗的同時,在基板上連續(xù)印刷銀微粒分散液的情況下,難以供給銀微粒分散液,不能良好地進行印刷。
銀微粒分散液中的相對于銀的有機酸或其衍生物的量優(yōu)選2~20質量%。如果低于2質量%,則被覆銀微粒進行保護的效果顯著下降,產生銀微粒的凝集體,低溫燒結性變差。另一方面,如果超過20質量%,則由于有機酸或其衍生物的沸點比水高,不能在低溫下且以短時間使其燒結。
另外,銀微粒的平均粒徑(一次粒子平均徑)例如可在環(huán)己烷96質量份和油酸2質量份的混合溶液中添加含有60質量%的Ag粒子和3.0質量%的氯乙烯共聚物膠乳和2.0質量%的聚氨酯增稠劑和2.5質量%的丙二醇的水系Ag油墨等含銀微粒的水系Ag油墨2質量份,通過超聲波使其分散后,在帶支承膜的Cu微柵上滴下得到的分散溶液、使其干燥,以倍數300000倍拍攝通過透射型電子顯微鏡(日本電子株式會社(日本電子株式會社)制的JEM-100CXMark-II型)在設為加速電壓100kV、明視野下觀察該微柵上的銀微粒而得的像,根據得到的TEM像來算出。該銀微粒的一次粒子平均徑的算出例如可使用圖像分析軟件(旭化成工程株式會社(旭化成エンジニアリング株式會社)制的A像君(A像くん)(注冊商標))進行。該圖像分析軟件根據顏色的深淺識別、分析各個粒子,例如可對于300000倍的TEM圖像以“粒子的明度”為“暗”、“噪音除去過濾器”為“有”、“圓形閾值”為“20”、“重疊度”為“50”的條件進行圓形粒子分析,對200個以上的粒子測定一次粒徑,求出其數平均徑作為一次粒子平均徑。另外,TEM圖像中有大量凝結粒子和異形粒子的情況下,判定為無法測定即可。
此外,銀微粒分散液的薄層長度在使用線材直徑0.40mm、環(huán)直徑14.4mm的鉑環(huán)作為薄層長度測頭,通過自動表面張力計以工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕浸漬距離2.50mm、預濕浸漬時間5秒進行測定時,優(yōu)選6次的測定值的平均值在4.6mm以下。如果該薄層長度的平均值比4.6mm長,則在以復雜設計的配線的形狀在基板上進行印刷的情況下,在鄰接相向的配線部分之間形成鳥的蹼狀的薄膜,熱處理形成的配線的短路容易發(fā)生。
此外,使用柔版印刷機,設為網紋容量20cc/m2(150線/英寸)、印刷速度20m/分鐘,對銀微粒分散液(以箭頭B所示方向)進行涂布,以在紙的基材上形成圖1A所示的形狀以及大小的涂膜(在長度30mm×寬9.5mm的區(qū)域內以線寬0.5mm、寬方向間隔0.5mm折回的涂膜)時,圖1B中斜線所示的區(qū)域中形成的(銀微粒分散液的)蹼狀的薄膜的長度L優(yōu)選10mm以下。
以下,對基于本發(fā)明的銀微粒分散液的實施例進行詳細說明。
實施例1
首先,準備將28質量%的氨水0.31kg和庚酸0.36kg混合在離子交換水1.2kg中而得的原料液A,和用離子交換水1.0kg稀釋85質量%的含水肼0.39kg而得的原料液B,和使硝酸銀結晶1.4kg溶解于加溫后的離子交換水1.2kg而得的原料液C。
接著,在帶回流冷卻器的反應槽中添加離子交換水11kg,一邊攪拌一邊加熱,在液溫達到30~50℃的范圍時,一邊攪拌一邊依次添加原料液A、B、C,使銀微粒的合成反應開始。通過設置于反應槽的冷卻管來冷卻反應槽內,以使該反應中液溫不達到60℃以上。反應在即使停止該反應槽的冷卻也不會由反應熱引起升溫的時刻終止。
將通過該反應而得的反應液(含有在周圍配置有庚酸的銀微粒的液)移至別的容器中,靜置24小時后,去除上清液,將反應液濃縮。將這樣得到的濃縮物放入氣密性高的帶蓋瓶中,在陰冷處靜置3個月后,適度去除上清液,進一步得到濃縮后的反應液。
再在這樣濃縮后的反應液中添加氨水,調整為pH6.0,靜置3天(從銀微粒的周圍)使過剩的庚酸解離后,去除上清液,得到含有被庚酸被覆的銀微粒的液。另外,該銀微粒的平均粒徑為18nm。
在含有這樣得到的(被庚酸被覆的)銀微粒的液中,通過添加、攪拌(用于提高在基板上進行涂布時與基板的密合性,作為高Tg聚合物,Tg為73℃的)氯乙烯共聚物膠乳、和(用于粘度調整的)聚氨酯增稠劑、(作為濕潤劑的)丙二醇、和(用于調整銀濃度的)上述的pH調整后而得的上清液,得到含有61質量%銀微粒、和3.0質量%的氯乙烯共聚物膠乳(Tg=73℃)、和2.0質量%的聚氨酯增稠劑、和2.5質量%的丙二醇的導電性Ag油墨。
在該導電性Ag油墨200g中添加由43質量%的聚醚改性聚二甲基硅氧烷和57質量%的聚(氧乙烯)烷基醚構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK302)(含有不揮發(fā)成分95質量%以上,表面張力降低能力中等)0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%)和在上述的pH調整前得到的上清液4.98g,得到Ag濃度59.4質量%的銀微粒分散液。
將這樣得到的銀微粒分散液用膜濾器和超離心分離機進行固液分離,通過離子色譜法測定液體中的氨濃度和硝酸濃度,結果氨濃度為0.4質量%,硝酸濃度為1.0質量%。此外,在銀微粒分散液中過剩地添加硝酸、加熱,使金屬成分完全溶解后,用正己烷萃取4次,之后,通過氣相色譜質譜儀(惠普公司(ヒューレット·パッカード社)制)對有機酸(庚酸)進行定量,結果相對于銀的庚酸的量為5質量%。另外,以下示出的實施例2~12以及比較例1~7中,銀微粒分散液的液中的氨濃度以及硝酸濃度和相對于銀的庚酸的量為幾乎與上述的值相同的值(分別為0.4質量%、1.0質量%以及5質量%)。
此外,用(根據JIS Z8802(1984年度版)的pH測定法的)pH計(株式會社堀場制作所(株式會社堀場製作所)制的便攜式pH/Do計D-55)來測定該銀微粒分散液的pH,結果為pH5.84。另外,在該pH測定前用pH6.86和pH4.01的標準液進行兩點校正,pH測定在充分攪拌后靜置30秒~1分鐘左右后將pH電極(株式會社堀場制作所制的9611-10D)作為檢查端浸入銀微粒分散液來進行。
此外,該銀微粒分散液的粘度使用流變儀(HAAKE公司(HAAKE社)制的Reostress600C,圓錐為C35/2)在11.7(1/s)、108(1/s)以及1000(1/s)下進行測定,結果分別為383mPa·s、143mPa·s、102mPa·s,觸變比(={11.7(1/s)時的粘度}/{1000(1/s)時的粘度})為4。此外,該銀微粒分散液的薄層長度使用線材直徑0.40mm、環(huán)直徑14.4mm的鉑環(huán)作為薄層長度測頭,通過自動表面張力計(協(xié)和界面科學株式會社(協(xié)和界面科學株式會社)制的DY-300)以工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕工作臺上下速度1.0mm/秒、預濕浸漬距離2.50mm、預濕浸漬時間5秒進行測定,結果6次的測定值的平均值在4.5mm(標準偏差0.15,變異系數3.4%)。
接著,使用簡易柔版印刷機(RK印刷涂層儀器有限公司(RK Print Coat Instruments Ltd.)制的Flexo Proof 100)和柔版印刷版(株式會社渡邊護三堂(株式會社渡辺護三堂)制,印刷版的材質為旭化成株式會社(旭化成株式會社)制的板狀感光性樹脂AWP等級DEF,表面加工150線,96DOT%),設為網紋容量20cc/m2(150線/英寸)、印刷速度20m/分鐘,使基材(以箭頭A所示方向)移動,以在紙的基材(三菱制紙株式會社(三菱製紙株式會社)制的DF色彩M70,表面粗糙度1.6μm)上形成圖1A示出的形狀以及大小的涂膜(在長度30mm×寬9.5mm的區(qū)域內以線寬0.5mm、寬方向間隔0.5mm折回的涂膜),(以箭頭B所示印刷方向)涂布上述的銀微粒分散液。
這樣涂布銀微粒分散液后,測定形成于圖1B中用斜線表示的區(qū)域的(銀微粒分散液的)蹼狀的薄膜的長度L,求出其平均值,結果為1.9mm。
此外,通過與上述相同的方法將上述的銀微粒分散液印刷為圖2所示的形狀(全長32.0mm、全寬18.5mm、線寬0.5mm的RFID天線10的形狀)后,通過在加熱板上140℃、30秒熱處理來進行燒成,制造由銀導電膜構成的RFID天線。
在測定該銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。
銀導電膜的膜厚使用激光顯微鏡(KEYENCE公司(KEYENCE社)制的型號VK-9700),測定100處形成有銀導電膜的基材的表面和銀導電膜的表面的高低差,通過算出平均值求得。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.0μm。
通過測試裝置(CUSTOM公司(CUSTOM社)制的型號CDM-03D)測定銀導電膜的線電阻(圖3示出的D和E之間的電阻),結果為33Ω。
銀導電膜的體積電阻率由銀導電膜的膜厚、寬(0.5mm)、長度(237.4mm)和電阻求得。其結果是,銀導電膜的體積電阻率為14.0μΩ·cm。
實施例2
除了使用有機硅消泡劑(信越化學株式會社制的KM-7750)來代替表面調整劑,添加該消泡劑0.02g(相對于Ag油墨為0.01質量%)和pH調整前得到的上清液5.35g以外,通過與實施例1相同的方法,制作Ag濃度59.4質量%的銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為295mPa·s,在108(1/s)下為129mPa·s,在1000(1/s)下為80mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.1mm(標準偏差0.12,變異系數10.5%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.3μm,線電阻為29Ω,體積電阻率為13.9μΩ·cm。
實施例3
除了將消泡劑的添加量設為0.04g(相對于Ag油墨為0.02質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為5.35g以外,通過與實施例2相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為358mPa·s,在108(1/s)下為169mPa·s,在1000(1/s)下為104mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.0mm(標準偏差0.07,變異系數6.9%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.3μm,線電阻為29Ω,體積電阻率為14.1μΩ·cm。
實施例4
除了將消泡劑的添加量設為0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為4.98g以外,通過與實施例2相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為358mPa·s,在108(1/s)下為169mPa·s,在1000(1/s)下為105mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為0.9mm(標準偏差0.11,變異系數13.0%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.3μm,線電阻為30Ω,體積電阻率為14.4μΩ·cm。
實施例5
除了使用有機硅消泡劑(信越化學株式會社制的KM-90)來代替表面調整劑,添加該消泡劑0.02g(相對于Ag油墨為0.01質量%)和pH調整前得到的上清液5.35g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為311mPa·s,在108(1/s)下為134mPa·s,在1000(1/s)下為82mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.3mm(標準偏差0.18,變異系數14.0%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為31Ω,體積電阻率為13.8μΩ·cm。
實施例6
除了將消泡劑的添加量設為0.04g(相對于Ag油墨為0.02質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為5.35g以外,通過與實施例5相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為340mPa·s,在108(1/s)下為164mPa·s,在1000(1/s)下為103mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.3mm(標準偏差0.13,變異系數9.9%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為1.8μm,線電阻為35Ω,體積電阻率為13.6μΩ·cm。
實施例7
除了將消泡劑的添加量設為0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為4.98g以外,通過與實施例5相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為308mPa·s,在108(1/s)下為163mPa·s,在1000(1/s)下為108mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.0mm(標準偏差0.10,變異系數9.6%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為1.9μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為13.4μΩ·cm。
比較例1
除了不添加表面調整劑,將pH調整前得到的上清液的添加量設為5.39g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為420mPa·s,在108(1/s)下為191mPa·s,在1000(1/s)下為112mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為5.3mm(標準偏差0.08,變異系數1.6%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為25mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為14.8μΩ·cm。
實施例8
除了使用由聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚醚的混合物構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK331)(含有不揮發(fā)成分98質量%以上,表面張力降低能力中等)作為表面調整劑,添加該表面調整劑0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%)和pH調整前得到的上清液4.98g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.83。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為384mPa·s,在108(1/s)下為155mPa·s,在1000(1/s)下為111mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.6mm(標準偏差0.12,變異系數2.6%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為2.2mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.2μm,線電阻為34Ω,體積電阻率為15.4μΩ·cm。
實施例9
除了將表面調整劑的添加量設為0.62g(相對于Ag油墨為0.30質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為4.77g以外,通過與實施例8相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為737mPa·s,在108(1/s)下為341mPa·s,在1000(1/s)下為200mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.5mm(標準偏差0.09,變異系數2.1%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為4.2mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為14.4μΩ·cm。
實施例10
除了將表面調整劑的添加量設為1.03g(相對于Ag油墨為0.50質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為4.36g以外,通過與實施例8相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為5434mPa·s,在108(1/s)下為894mPa·s,在1000(1/s)下為269mPa·s,觸變比為20。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.5mm(標準偏差0.10,變異系數2.3%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為3.0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.0μm,線電阻為34Ω,體積電阻率為14.0μΩ·cm。
比較例2
除了將表面調整劑的添加量設為0.10g(相對于Ag油墨為0.05質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為5.28g以外,通過與實施例8相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為312mPa·s,在108(1/s)下為158mPa·s,在1000(1/s)下為103mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.9mm(標準偏差0.15,變異系數3.1%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為17mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為14.7μΩ·cm。
比較例3
除了將表面調整劑的添加量設為0.21g(相對于Ag油墨為0.10質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為5.18g以外,通過與實施例8相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為312mPa·s,在108(1/s)下為171mPa·s,在1000(1/s)下為116mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.8mm(標準偏差0.06,變異系數1.3%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為10mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為14.1μΩ·cm。
比較例4
除了將表面調整劑的添加量設為1.54g(相對于Ag油墨為0.75質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為3.85g以外,通過與實施例8相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為30940mPa·s,在108(1/s)下為1891mPa·s,在1000(1/s)下為335mPa·s,粘度非常高,觸變比為92。此外,粘度過高不能測定薄層長度。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為2.7mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為30Ω,體積電阻率為13.3μΩ·cm。
實施例11
除了使用由聚醚改性聚二甲基硅氧烷和聚醚的混合物構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK333)(含有不揮發(fā)成分97質量%以上,表面張力降低能力高)作為表面調整劑,添加該表面調整劑0.62g(相對于Ag油墨為0.30質量%)和pH調整前得到的上清液4.77g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.83。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為392mPa·s,在108(1/s)下為167mPa·s,在1000(1/s)下為115mPa·s,觸變比為3。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為3.2mm(標準偏差0.40,變異系數12.5%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.2μm,線電阻為34Ω,體積電阻率為15.9μΩ·cm。
實施例12
除了將表面調整劑的添加量設為1.03g(相對于Ag油墨為0.50質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為4.36g以外,通過與實施例11相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為1593mPa·s,在108(1/s)下為397mPa·s,在1000(1/s)下為182mPa·s,觸變比為9。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為1.9mm(標準偏差0.09,變異系數4.6%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.4μm,線電阻為31Ω,體積電阻率為15.6μΩ·cm。
比較例5
除了將表面調整劑的添加量設為1.54g(相對于Ag油墨為0.75質量%),將pH調整前得到的上清液的添加量設為3.85g以外,通過與實施例11相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.85。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為18240mPa·s,在108(1/s)下為2041mPa·s,在1000(1/s)下為329mPa·s,粘度非常高,觸變比為55。此外,粘度過高不能測定薄層長度。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為0mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.1μm,線電阻為31Ω,體積電阻率為13.9μΩ·cm。
比較例6
除了使用由76質量%的聚醚改性聚二甲基硅氧烷和24質量%的聚二醇構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK348)(含有不揮發(fā)成分96質量%以上,表面張力降低能力高)作為表面調整劑,添加該表面調整劑0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%)和pH調整前得到的上清液4.98g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.84。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為347mPa·s,在108(1/s)下為127mPa·s,在1000(1/s)下為96mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為5.1mm(標準偏差0.16,變異系數3.2%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為26mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為2.0μm,線電阻為33Ω,體積電阻率為13.9μΩ·cm。
比較例7
除了使用由85質量%的聚醚改性硅氧烷和15質量%的聚醚構成的表面調整劑(BYK公司制的BYK349)(含有不揮發(fā)成分94質量%以上,表面張力降低能力高)作為表面調整劑,添加該表面調整劑0.41g(相對于Ag油墨為0.20質量%)和pH調整前得到的上清液4.98g以外,通過與實施例1相同的方法,制作銀微粒分散液,測定pH、粘度以及薄層長度。其結果是,銀微粒分散液的pH為5.84。此外,銀微粒分散液的粘度在11.7(1/s)下為347mPa·s,在108(1/s)下為133mPa·s,在1000(1/s)下為94mPa·s,觸變比為4。此外,薄層長度的6次的測定值的平均值為4.9mm(標準偏差0.10,變異系數2.1%)。此外,通過與實施例1相同的方法,涂布銀微粒分散液,測定蹼狀的薄膜的長度L,結果其平均值為24mm。
此外,使用該銀微粒分散液,通過與實施例1相同的方法,制作由銀導電膜構成的RFID天線,測定銀導電膜的膜厚以及電阻(線電阻)的同時,算出銀導電膜的體積電阻率。其結果是,銀導電膜的膜厚為1.9μm,線電阻為34Ω,體積電阻率為13.9μΩ·cm。
實施例以及比較例的銀微粒分散液的組成以及特性以及使用這些銀微粒分散液制作的銀導電膜的特性示于表1~表3。
[表1]
表1
[表2]
表2
[表3]
表3
本發(fā)明的銀微粒分散液可適用于印刷電子,例如可用于印刷CPU、印刷照明、印刷標簽、全印刷顯示器、傳感器、印刷配線板、有機太陽能電池、電子書、納米壓印LED、液晶顯示面板、等離子顯示器面板、印刷儲存器等的制造。